专用精压机机械原理课程设计Word文档格式.docx

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742718915）

机械原理

设计说明书

专用精压机的设计

起止日期：

2011年7月1日至2011年7月5日

学生姓名

班级

学号

成绩

指导教师（签字）

机械工程学院（部）

2011年7月1日

目　录

0.设计任务书………………………………………………………2

1.工作原理和工艺动作分解………………………………………3

2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图……………………4

3.执行机构选型……………………………………………………5

4.机械运动方案的选择和评定……………………………………8

5.精压机机构运动简图……………………………………………9

6.冲模机构的尺度设计……………………………………………10

7.传动系统尺寸设计………………………………………………10

8.上模运动和推杆运动学分析……………………………………11

9.参考资料…………………………………………………………13

10.设计总结…………………………………………………………14

《机械原理》课程设计任务书

2010—2011学年第二学期

机械工程学院机械大类专业机械091班

课程名称：

设计题目：

专用精压机设计

完成期限：

自2011年7月1日至2011年7月5日共1周

内

容

及

任

务

一、工作原理及工艺动作简介

本机用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺，上模先已逐渐下降的速度接近胚料，然后以匀速进行拖延成型，随后上模继续下；

行将成品推出模腔，最最后快速返回。

上模退出固定不动的下模后，送料机构从侧面将新胚料送至加工位置，从而完成一个工作循环。

二、原始数据

1）最大摆动机构线质量为40kg/m，绕质心转动惯量为2kg/m,质心简化到杆长中点，其他构件质量及转动惯量均忽略不计；

2）传动装置的等效转动惯量转动惯量设为30kg.m2，机器运转不均匀系数[δ]=0.5

三、设计任务

1）冲压机构和送料机械运动方案的拟定；

5）传动系统的设计计算；

2）完成工作循环图6）执行机构的运动尺寸设计

3）对各方案进行定性分析与刷选，选定设计方案;

7）绘制正式的整体机构运动简图；

4）冲压机构的综合和运动设计；

8）编写设计计算说明书。

四、设计要求

1）冲压执行构件上摸的具有快速接近工件、等速下行拉延和快速成型返回的运动特性。

2）制成品生产率约每分钟70件，行程速比系数K≥1.3，坯料最大输送距离200mm。

3）上模移动总行程为280mm，其拉延行程置于总行程的中部，约100mm。

4）上模滑块总重量为40kg，最大生产阻力为5000N，且假定在拉延区内生产阻力均衡；

进

度

安

排

起止日期

工作内容

2011.7.1~2011.7.1

工作原理分析、工艺动作分析、执行机构选型和拟定

2011.7.2~2011.7.2

运动规律和运动协调设计、绘制运动循环图

2011.7.3~2011.7.3

机构尺度设计、运动分析

2011.7.4~2011.7.4

动力分析、绘制机构运动方案简图

2011.7.5~2011.7.5

整理设计说明书、设计小结

主

要

参

考

资

料

1、朱理主编，机械原理，高等教育出版社

2、郑文纬主编.机械原理，高等教育出版社

3、孙桓主编.机械原理，高等教育出版社

4、戴娟主编，机械原理课程设计，高等教育出版社

5、罗洪田主编.机械原理课程设计指导书，高等教育出版社

指导教师（签字）：

2011年月日

1.工作原理和工艺动作分解

工作原理

本机用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺，上模先已逐渐下降的速度接近胚料，然后以匀速进行拖延成型，随后上模继续下行将成品推出模腔，最最后快速返回。

上模退出固定不动的下模后，送料机构从侧面将新胚料送至加工位置，从而完成一个工作循环

工艺动作分解

推板送料

由推板将待加工工件推至预定的工作位置。

上、下模冲压工件

在送料机构完成送料回程时已经进入冲压工作阶段。

上模滑块先快速接近工件，接近时在以等速对其进行冲压，而下模在等速冲压时恰好达到极限位置，顶住工件实现精压。

上模滑块急回、下模向上顶出工件

上模滑块机构急回向上退回，下模滑块则由原本的最低极限位置向上运动，将精压好的成品向上顶出。

推板送料并将成品推至下工作台

推板完成一次送料后再次送料，而此时成品已被下模顶出下一个加工工件恰好将成品推至下工作台。

同时将新工件送至预定加工位置。

2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图

工艺工作和协调要求

上冲头加压机构的原动件每转一周完成一个运动循环，所以拟定运动循环图时，以该原动件的转角为横坐标（0~360˚），以各执行构件的位移为纵坐标画出位移曲线。

运动循环图上的位移曲线主要着眼于运动的开始位置，而不必准确地表示出运动规律。

确定运动循环图后，即可据此拟定合适的运动规律曲线，进行机构设计。

必要时，再对设计的机构进行运动分析，用分析得到的位移规律到运动循环图上观察机构是否协调。

若有不当之处，应将运动循环图作适当的修正。

3.执行机构选型

方案的设计

整个机构可分为2大部分:

1）冲压机构

主要运动构件：

上模

2）送料机构

推杆

且传送带送料机构实现间歇送料可采用凸轮机构、槽轮机构等.

如果考虑到成品有切边的情况，则需要一个将拉延后的成品上顶的机构来配合推杆完成推成品出模腔的运动。

方案一）

导杠——摇杠滑块冲压机构和凸轮送料机构

冲压机构是在导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构组合而成的。

导杆机构按给定的行程速度变化系数设计，它和摇杆滑块机构组合可达到工作段近于匀速的要求。

适当选择导路位置，可使工作段压力角较小。

送料机构的凸轮机构通过齿轮机构与曲柄轴相连。

按机构的运动循环图确定凸轮工作角和从动件运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工的位置。

方案二）

凸轮——连杠冲压机构和凸轮——连杠送料机构

冲压机构采用了有两个自由度的双曲柄七杆机构，用齿轮副将其封闭为一个自由度。

恰当的选择点c的轨迹和确定构件尺寸，可保证机构具有急回运动和工作段近于匀速的特征，并使压力角尽可能小。

该机构可采用实验法进行设计；

当要求较高时，可采用解析法，或以实验法得到的结果作为初始值，进行优化设计。

送料机构是由凸轮机构和连杆机构串联组成的，按机构运动循环图可确定凸轮工作角和从动件的运动规律，使其能在预定时间将工件送至待加工位置

方案三）

六连杠冲压机构和凸轮——连杠送料机构

冲压机构是由铰链四连杆机构和摇杆滑块机构串联组合而成。

四杆机构可按行程速度变化系数用图解法设计，然后选择连杆长及导路位置，按工作段近于匀速的要求确定铰链点的位置。

若尺寸选择适当，可使执行构件在工作段中运动时机构的传动角满足要求，压力角较小。

凸轮送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连，若按机构运动循环图确定凸轮转角及其从动件的运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。

4.机械运动方案的选择和评定

我们小组采取的是第一方案。

原因：

比其他两个方案更符合方案选择应考虑的几个方面，特别是第一方案的机构设计中结构相对其它方案非常简单，在制造中可以大大减少工序，并且可以降低成本。

5.精压机的机构运动简图

综合本组所选出的机构选型，做出精压机的总体机构运动简图，如图6-1所示

精压机的总体机构运动简图

6.冲模机构的尺度设计

1.取K=1.5得出α=18°

要求上模总行程H=280mm取DC=x

2.DE=yβ为DE与竖直方向夹角

3.由图知：

2xsinα+y（1-cosβ）=280

4.因为β极小所以取β=0

5.上式变为：

2xsinα=280得出x=453mm

6.取曲柄AB=181mmDE=362mm

7.由AB得知AC=586mm

7.传动系统尺寸设计

1.由于A点至H点距离过长，所以需加一过渡齿轮，此齿轮尺寸可根据情况而定。

A点齿轮为主动件，H点齿轮为从动件，但转速一致，所以尺寸大小一样，取齿轮分度圆直径为260mm，O点齿轮分度圆直径为340mm，取模数m=5，得小齿轮齿数为26，大齿轮齿数为34。

2.取推杆正偏距e=65mm

8.上模运动和推杆运动学分析

1）上模运动学分析

►上模由图示位置开始运动，在0至0.5秒内为正行程，在0.5至0.8秒为负行程。

在正行程内，上模将快速接近工件，等速拉延完成冲模工作，并将成品推出模腔。

在负行程内，上模实现快速返回，等待推杆将坯料送至待加工位置。

因为主动轮和凸轮转速一致，所以可以实现在每个加工全程中使上模和推杆的运动相配合，完成加工过程。

在正行程内，下模速度由慢到快，实现快速接近工件，而后速度下降，速度接近等速。

在负行程内，速度远大于正行程，实现快速返回。

说明此种机构可以满足要求。

在加速度曲线中，上模处于静止状态时，加速度极大，引起惯性力也很大，对机构造成很大的负荷，容易造成机械疲劳，使危险系数增大。

所以应该想方法避免这种情况的发生。

2）推杆运动学分析

如上图所示，在0秒时推杆将坯料送至了待加工位置，经过0.4秒推杆到了最原端，又经过了0.4秒，推杆完成了一个工作周期，又到了工作位置

在速度分析中，推杆由工作位置到最远端为正行程，由最远端到工作位置为负行程，由上图知，推杆在正行程中的速度小于在负行程中的速度，说明行程速比系数大于1，这种情况是有利于机构效率的提高的。

同样因为推杆在负行程中速度很大，所以造成加速度也大，造成机构惯性力加大，对机构的寿命会有影响。

9.参考资料

10.设计总结

课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课程设计时间不到一周略

显得仓促一些。

但是通过本次每天都过得很充实的课程设计，从中得到的收获还

是非常多的。

这次课程设计我得到的题目是设计一个专用精压机，由于理论知识的不足，

再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。

在

老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。

其实正向老师说得

一样，设计所需要的东西都在书上了，当时自己老是想找到什么捷径来完成这次

任务。

但是机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙

两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者

机械设计手册上找到出处，不让的话就麻烦了。

虽然种种困难我都已经克服，但

是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。

完美总是可望而不可求的，不在同一个地

方跌倒两次才是最重要的。

抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任

务。

再设计过程中培养了我的综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用

生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。

在此期间我我们同

学之间互相帮助，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团

队精神。

在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，

特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺，将来要进一步加强，今后的学习还要

更加的努力。

本次课程设计由于时间的仓促，还有许多地方有不足之处。

但是艰难困苦玉

汝于成，机械设计课程设计看来我是无法忘记的了。