專用精壓機的運動方案設(shè)計.doc

專用精壓機的運動方案設(shè)計 一、 機器的功能 專用精壓機是用于薄壁鋁合金制件的精壓深沖工藝機構(gòu)，它將薄壁鋁板一次沖壓成為深筒形。如圖所示。 二、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求： （1）沖壓執(zhí)行構(gòu)件具有快速接近工件、等速下行拉延和快速返回的運動特征。 （2）精壓成型制品生產(chǎn)率約每分鐘60件。 （3）上模移動總行程為280m，其拉延行程置于總行程的中部，約100mm。 （4） 行程速比系數(shù)K≥1.3。 （5）坯料輸送最大距離200mm。 （6）上模塊總質(zhì)量為40Kg，最大生產(chǎn)阻力為5KN，且假定在拉延區(qū)內(nèi)生產(chǎn)阻力均衡。 （7）設(shè)最大擺動構(gòu)件的質(zhì)量為40Kg/m，繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量為2 Kg.m2/mm，質(zhì)心簡化到桿長的中點。其它構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量均忽略不計。 （8）傳動裝置的等效轉(zhuǎn)動慣量（以曲柄為等效構(gòu)件，其轉(zhuǎn)動慣量設(shè)為30Kg*m2，機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)[δ]=0.05）。 （9） 工作送料傳輸平面標(biāo)高在1000mm左右。 三、工作原理和工藝動作分解 根據(jù)上述分析，專用精壓機要求完成的工藝動作有以下三個動作： （1）將新坯料送至待加工位置。 （2）下模固定、上模沖壓拉延成形將成品推出模腔。 （3）將成品頂出上模 四、方案設(shè)計 整個機構(gòu)可分為3大部分: （1)沖壓機構(gòu) 主要運動構(gòu)件：上模 （2)送料機構(gòu) 主要運動構(gòu)件：推桿 （3）上頂機構(gòu) 主要運動構(gòu)件：推桿 方案一 設(shè)計方案一的的沖壓機構(gòu)是由一個四連桿機構(gòu)串聯(lián)一個搖桿滑塊機構(gòu)組合而成，送料機構(gòu)是曲柄滑塊機構(gòu)。此方案自由度為一，自由度數(shù)等于原動件數(shù)，能夠滿足傳動要求。 機構(gòu)的加壓時間較短，一級傳動角最大，效率高,成本低，但工作平穩(wěn)性一般，加工裝配較難。 圖（1） 方案二 設(shè)計方案二的沖壓送料機構(gòu)都是由曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)。該方案自由度為一，自由度數(shù)等于原動件數(shù)，能夠滿足傳動要求。 機構(gòu)的加壓時間可以較長，效率高，結(jié)構(gòu)簡單，裝配較容易，但一級傳動角較小。 圖（2） 方案三 該方案的沖壓機構(gòu)采用了有兩個自由度的雙曲柄七桿機構(gòu)，用齒輪副將其封閉為一個自由度，使自由度為一，自由度數(shù)等于原動件數(shù)，能夠滿足傳動要求。 送料機構(gòu)是由凸輪機構(gòu)和連桿機構(gòu)串聯(lián)組成的。 圖（3） 方案四 設(shè)計方案四是一個六連桿機構(gòu)，自由度為一，自由度數(shù)等于原動件數(shù)，能夠滿足傳動要求。 機構(gòu)的加壓時間長,一級傳動角最大，效率高，成本低，加工裝配容易，比較理想。 圖（4） 方案五 設(shè)計方案五是一個凸輪機構(gòu)附帶一個曲柄滑塊機構(gòu)，自由度為一，可以準(zhǔn)確的滿足運動要求，并且滿足桿件受力的要求（首大作用力的元件設(shè)計為凸輪，基本不受力的桿件設(shè)計為連桿，簡單合理），最后這樣的設(shè)計計算十分簡單，也就容易對運動過程進行準(zhǔn)確分析。 但方案五設(shè)計的凸輪可能尺寸太大，浪費材料。 五、方案確定 在5個方案全部提出后，小組進行了對比。各個方案都由不同的基礎(chǔ)機構(gòu)組合而成，且基本都可完成設(shè)計要求的運動。但是考慮到機構(gòu)的性能、加工成本和后期的建模，分析等的方便，最后小組經(jīng)過討論，決定采取第4個方案。 分析： 方案一雖然能完成設(shè)計要求的運動，但穩(wěn)定性不高，方案二傳動角較小不利于沖壓。方案三較方案一、二的穩(wěn)定性、傳動角等都要好，但結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，不利于加工，成本比較高。而我們小組最終確定方案的機構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)在滿足其性能的同時相對其它方案又比較簡單，在制造中可以大大減少工序，并且可以降低成本，較易實現(xiàn)。該機構(gòu)的加壓時間長，傳動角大，因此可獲得良好的傳動效果，且機構(gòu)的裝配簡單，成本低，易于投入實際生產(chǎn). 方案四可滿足急回運動的要求，輸送配料上工作臺和上模沖壓這2 個工作步驟也可較容易的配合出來。使整個機構(gòu)完成一次送料沖壓的周期。 考慮到配料被沖壓成形之后如果還留有切邊，則成品就不能從下模的下部離開，而在方案的設(shè)計基礎(chǔ)上，成品只可由一機構(gòu)垂直將其頂出上模，然后同時由下一個送來的配料將其橫向地推出下模工作臺面。 因此經(jīng)過小組討論在方案四的基礎(chǔ)上增加了一個“上頂”機構(gòu)，此機構(gòu)的運動方向基本和上模相同，上模在回程時呈現(xiàn)出急回的特性，而“上頂”機構(gòu)為了能迅速的將在下模中的成品頂出，其需要急速向上運動的特性。 最終決定的專用精壓機的運動簡圖 圖（5）