專用精壓機課程設計.doc

目錄概述2機構功能的簡單分析4工藝流程分析5執(zhí)行機構的選擇與比較7運動循環(huán)圖12機構運動尺寸計算13機械運動方案簡圖19設計心得與體會21參考文獻21l 概述1、 工作原理專用精壓機是用于薄壁鋁合金制件的精壓深沖工藝，它是將薄壁鋁板一次沖壓成為深筒形。如圖1.1所示，上模先以比較小的速度接近坯料，然后以勻速進行拉延成形工作，以后，上模繼續(xù)下行將成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料機構從側面將坯料送至待加工位置，完成一個工作循環(huán)。 圖1.12、 工藝動作流程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膜腔。3、 原始數據和設計要求1) 動力源是電動機，作轉動；沖壓執(zhí)行構件為上模，作上下往復直移運動，其大致運動規(guī)律如圖1.2所示，具有快速接近工件、等速工作進給和快速返回的特性。2) 精壓成形制品生產率約每分鐘70件。 3) 上模移動總行程為280 mm，其拉延行程置于總行程的中部，約100 mm。4) 行程速比系數K1.3。5) 坯料輸送的最大距離200 mm。6) 上?；瑝K總質量40 kg,最大生產阻力為5000 N，且假定在拉延區(qū)內生產阻力均衡；7) 設最大擺動件的質量為40kg/mm，繞質心轉動慣量為2 kgm2/mm，質心簡化到桿長的中點。其它構件的質量及轉動慣量均忽略不計；8) 傳動裝置的等效轉動慣量（以曲柄為等效構件，其轉動慣量設為30 kgm2，機器運轉許用不均勻系數為0.05）9) 機構應具有較好的傳力性能，特別是工作段的壓力角應盡可能小，傳動角大于或等于許用傳動角。 圖1.2l 機構功能的簡單分析 本機構加工的主要是鋁合金制件，且需要一次沖壓成型。故機構需要較大的沖壓力來實現(xiàn)。同時保證其精壓的質量，機構需要勻速的沖壓過程，因此我們采用具有較好的傳動性和較高接觸強度的齒輪機構?？紤]到工作效率的要求，采用曲柄滑塊機構送料，為了使整個機構能夠快速、緊密、平穩(wěn)地運行，需要機構各個部分必須相互配合，并且足夠穩(wěn)定。 l 工藝流程分析（1）、 推板送料 由曲柄滑塊送料機構的推板將待加工工件推至預定的工作位置。（2）、 上、下模沖壓工件 擺動導桿沖壓機構在送料機構完成送料回程時已經進入沖壓工作階段。上模滑塊先快速接近工件，接近時在以等速對其進行沖壓，而下模在等速沖壓時恰好達到極限位置，頂住工件實現(xiàn)精壓。（3）、 上?；瑝K急回、下模向上頂出工件 上模滑塊機構急回向上退回，下?；瑝K則由原本的最低極限位置向上運動，將精壓好的成品向上頂出。（4）、 推板送料并將成品推至下工作臺 曲柄滑塊送料機構完成一次送料后再次送料，而此時成品已被下模頂出下一個加工工件恰好將成品推至下工作臺。同時將新工件送至預定加工位置。l 執(zhí)行機構的選擇與比較1、 送料機構的選擇送料機構實現(xiàn)間歇送料可采用凸輪機構、凸輪連桿組合送料機構、槽輪機構等。方案一：選用凸輪機構方案一中，凸輪機構的缺點是凸輪廓線與推桿之間為點接觸，線接觸，易磨損，并且凸輪機構制作比較困難。方案二：選擇曲柄滑塊機構方案二中，運動副元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤滑好，磨損小，加工制造較容易。2、 沖壓機構的選擇沖壓機構為保證等速拉延、回程快速的要求，可采用導桿加搖桿滑塊的六桿機構、鉸鏈四桿加搖桿滑塊的六桿機構、齒輪連桿沖壓機構等。方案一：選用曲柄滑塊機構該方案自由度為一，自由度等于原動件數，能夠滿足傳動要求，結構簡單，裝配較容易，但一級傳動角較小，機構傳力性能差。方案二: 四連桿機構+搖桿滑塊機構該方案自由度等于原動件數，能夠滿足傳動要求，加壓時間較短，一級傳動角最大，效率高，成本低，工作平穩(wěn)性一般。方案三：四桿機構+曲柄滑塊機構方案一、二、三都能實現(xiàn)急回運動，綜合考慮機構的力學性能和制作成本，選用方案三。3、 頂桿機構的選擇凸輪機構設計頂桿機構的目的為了使成品推出型腔，選用下圖的凸輪機構，能夠滿足條件。l 運動循環(huán)圖從循環(huán)圖看出，推桿和上模正行程同時開始，但推桿送料時間短，在開始沖壓前送料已經完畢，同時在上?；爻桃恍《螘r間后頂桿開始頂出成型品，在下一個運動周期開始時頂桿完成正行程。l 機構運動尺寸計算1、 沖壓機構1> 傳動四桿機構的尺寸計算按照設計要求，擺桿質量為40kg/m，繞質心轉動轉動慣量為2kg m2 ,所以根據計算式 112 40 c3 = 2 C 0.843 m 取 K=1.4 ,設計擺桿擺腳為 = 60。 ,由課本P120圖8-20查得此時最小傳動角最大取值maxmin 33。 ,46。 參考課本p136式8-25則 =180。(k 1)/(k+1)=30。 a/d=sin30。sin(15。+46。)/cos(30。-15。) = 0.4527 b/d= sin30。sin(15。+46。)/sin(30。-15。) =0.9366 c/d = 1可得： a = 0.382m b = 0.790m c = d = 0.843m 2> 沖模連桿滑塊機構尺寸計算 在剛結束沖壓時（圖中粗實線所示），OA與水平夾角為30。 ，并且沖塊和連桿在一條直線上。 回程結束時（圖中虛線所示）OA極限位置在OA處，AB處于AB處。由幾何關系可知： AB = 140 + OAsin30。 AB2= OA2+ OA2cos30。2 解得 OA = 170.135mm AB = 225.067mm3> 傳動機構運動分析 設計要求精壓機生產效率為70件/min ，則曲柄轉動周期為T=0.857s ，曲柄平均角速度 =7.33 rad/s 。沖塊正行程時間： t =T（180 +)/360。= 0.5s回程時間： t = T t = 0.357s2、 送料機構1> 送料機構尺寸 由設計要求坯料輸送距離需達到200mm，所以 2a = 200mm a = 100mmb桿長選取為200mm2> 運動分析 為保證送料和沖模運動一致，其周期也應為 T = 0.857s3、 頂桿機構頂桿機構采用凸輪傳動，凸輪推程角為80。，推程時間為t = 80。/360。= 0.19s 回程角設計為60。，時間約為0.143s ，使其能快速回程，避免和沖塊,送料機構碰撞。工作廓線的設計 由課本P163式9-17得 X，= x-rrcos y， = y-rrsin其中：sin=（dx/d）（dx/d）2+(dy/d)2cos=-（dy/d）（dx/d）2+(dy/d)2推程段 1=0，80. dx/d=(ds/ d）sin1 +(r0+s)cos1 =(2h/)1-cos41sin1+(r0+s)cos1 dy/d=(ds/ d）cos1-(r0+s)sin1 =(2h/)1-cos41 cos1+(r0+s) sin1遠休止 2=0，10. dx/d=（r0+s）cos(/2+2) dy/d=-（r0+s）sin(/2+2)回程階段3=0，60. dx/d=(ds/ d）sin（3+）+(r0+s)cos(3+) =（810h32/3-4860 h33/4+7290 h34/5）sin(+ )+ (r0+s) cos(3+)dy/d=（810h32/3-4860 h33/4+7290 h34/5）cos(3+ - (r0+s)cos(3+)近休止 4=0，210. dx/d=（r0+s）cos(4/3+4) dy/d=-（r0+s）sin(4/3+4)通過計算得出凸輪工作廓線各點坐標得出凸輪廓線。l 機械運動方案簡圖1電動機5主滑塊2飛輪6凸模3帶輪傳動7凹模4齒輪8坯料l 設計心得與體會首先,對機械原理這門課程有了更深入的了解.平時的只停留在一個初等的感性認識水平,沒有真正的理解透所學的具體原理的應用問題,但在自己做設計過程中老在問為什么,如何解決,通過這樣的想法,是自己對自己所學的理論有了深入的理解.在設計過程中,如何才能把所學的理論運用到實際中,這才是我們學以所獲,學以致用的真正宗旨,這也是當我們從這個專業(yè)畢業(yè)后所必需具有的能力,這也更是從學到時間的過程,才能為自己在以后的工作中游刃有余,才能為機械工業(yè)的發(fā)展盡綿薄之力.其次對所學的專業(yè)課產生了很大的興趣.在做設計的過程中,發(fā)現(xiàn)機械的很多東西滲透在我們生活的方方面面,小到鐘表,大到航天器，都用到了機械的相關內容。這也給自己很大的學習范圍和任務，更給了自己很大的發(fā)展空間和興趣的培養(yǎng)。最后對團隊的合作有了更深的體會。每個人不可能方方面面都會，這就需要團隊組員各自發(fā)揮自己的優(yōu)點，說出各自的想法，取長補短，這樣才能從別人身上學到自己所缺的能力和品質，在現(xiàn)代的企業(yè)合作中，團隊合作精神是很重要的，各個產品的開發(fā)都需要很多人傾注心血，這樣才能是企業(yè)有長遠的發(fā)展。雖然這次設計已告一段落，但是我知道學海無涯、學無止境，這是一個結尾，同時也只是一個開始。今后，我會以更飽滿的熱情投入到今后的學習生活中，做一個不斷探索，勇于創(chuàng)新的大學生。l 參考文獻1 孫桓，陳作模， 葛文杰機械原理M北京：高等教育出版社，2006