机械原理课程设计进展报告 自动冲压机构Word文档下载推荐.docx

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方案1、2、3为自己设计的机构，方案4为参考并进行部分改进的机构（原出处为辽东学院精密机械设计基础课程设计说明书）

方案1

图1曲柄滑块－插齿机机构

该机构以凸轮为原动件，带动插齿机实现往复运动，同时带动偏心滑块机构实现送料动作

自由度F=3×

7-2×

10-0=1

方案2

图2曲柄滑块－摆动导杆机构

该机构占用空间大，且需要两个电机带动，但是送料机构采用的是曲柄滑块机构，结构简单偏置的曲柄滑块机构具有急回运动特性，当去柄长度或偏距加大时，急回特性显著，连杆长度减小时，急回特性减缓。

方案3

图3转动导杆－-推送机构

冲压机构为摆动倒杆机构，曲柄为主动件，整周回转，滑块在导杆上滑动，带动导杆往复摆动，当曲柄与导杆相互垂直时导杆达到极限位置，机构传动角为90°

，具有良好的传力特性，并具有急回特性。

，运动中无死点，送料机构采用了曲柄摇杆机构摇杆最大摆角与曲柄长度有关，当曲柄长度加大时，从动角摆角也随之增大，且也有急回特性。

9-2×

13-0=1

二．

经过全方面的考虑，我们选择了第三个方案

现就我们选择的方案进行尺寸设计分析

冲压机构尺寸分析

图4冲压机构

设计要求如下

1.构应具有较好的传动性能，特别是工作段的压力角α应尽可小；

传动角γ大于或等于许用传。

2.执行构件（上模）的工作长度l=50～100mm,对应曲柄转角=（1/3～1/2）π；

上模行程度必须大于工作段长度的两倍以上。

3.行程速度变化系数K≥1.5。

4.许用传动角[γ]=40

5.送料距离H=60-250mm。

6.建议主动件角速度取=1rad/s

在图4中

执行构件（上模）的工作长度l=50～100mm，故我选择上模

DE=100mm。

易知冲压行程s=2CD=60mm.故有

CD=30mm

现在再确定转动导杆机构ABC的相关尺寸，以AB为原动件，且AB需为曲柄，设AB>

AC,则可得极位夹角

θ=

（1）

同时需满足急回特性

K=≧1.5,

（2）

取急回特性值K=2，则有∂≧60°

故又

（1）式可得

=0.866（3）

取AC=25mm，则有AB=25\0.866=28.8675mm

根据尺寸进行可行性分析

设A（0、0）,C（25、0）

于是很容易得到冲头近程点和远程点的坐标分别为E′（25、70）,E′（25、130）

考虑到当上模DE到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置，故需要确定上模DE和往复直线运动和曲柄AB的关系，同时还需要兼顾曲柄AB转动和送料机构HI的关系。

先建立B点和E点的坐标关系式

位移矩阵方程

对点B

*

*

=*

（4）

11

连杆约束方程为

（5）

约束方程为

（6）

xDi*=yDi（7）

由（4）式至（7）式可得

（8）

由于冲压条件的限制，需要对送料机构尺寸进行分析

送料机构的结构简图如下

图5推料机构

尺寸分析

如图5，需使连杆ABFG为曲柄摇杆机构，连架杆AB为曲柄，FG为摆杆

由四杆机构曲柄摇杆存在条件，有AB为最短杆，即

Lmin+Lmax≤P＋Q（9）

取BG为最长杆，AB=30mm为最短杆。

先通过试凑法来大概确定构件尺寸，取BG=80mm，FG=60mm，AF=60mm，由此可分析出此曲柄摇杆四杆机构的急回特性和极位夹角

数学分析如下由下图说明

图6推料机构—急回特性分析图

由上图可清晰读出极位夹角θ=41.82°

故有其急回特性K==1.605

满足要求

延伸FG到GH使得GH=50mm，另外取HI=100mm

三．以下是参考对比方案4.

1.冲压机构方案--四杆机构+曲柄滑块机构如下图7

图7

2.送料机构方案--曲柄滑块机构如下图8

图8

3.机构运动简图，如下图9

图9

1——电机2——飞轮3——带轮传动4——齿轮

5——主滑块6——凸模7——凹模8——坯料

分析：

电机带动上模机构曲柄运动,开始冲压,在上模开始冲压坯料前送料机构已经送料完毕,上模冲压,冲压成型后,上模继续下压，把成型品顶出模腔，然后上模回程,大概0.14S后齿轮传动带动送料机构开始送料，推杆送料完成后，上模回程恰好结束，完成一次循环。

然后上模开始行程，进行新一轮的冲压加工。

系统传动比：

ω电机:

ω上=40:

1

ω上:

ω送:

ω顶=1:

1:

1

4、机构运动尺寸确定

（1）.上模冲压机构，如下图10

图10

1）传动四杆机构的尺寸计算

按照设计要求，摆杆质量为40kg/m，绕质心转动转动惯量为2kg·

m2,所以根据计算式

1／12×

40×

c3=2（10）

C≈0.843m

又根据题意要求K≥1.5,顾取K=1.5,设计摆杆摆脚为ψ=60。

此时最小传动角最大取值：

maxγmin≈33°

β≈46°

。

θ=180°

（k–1）/（k+1）=36°

（11）

a/d=sin36°

sin（18°

+46°

）/cos（36°

-18°

）=0.5555（12）

b/d=sin36°

cos（18°

）/sin（36°

）=0.8338（13）

c/d=1

可得：

a=0.468mb=0.703mc=d=0.843m

2）冲模连杆滑块机构尺寸计算

在刚结束冲压时（图中粗实线所示），OA与水平夹角为30°

，并且冲块和连杆在一条直线上。

回程结束时（图中虚线所示）OA极限位置在OA’处，AB处于A’B’处。

由几何关系可知：

AB=280+OAsin30°

（14）

AB2=OA2+OA2cos30°

2（15）

解得

OA=340.270mm

AB=450.135mm

3）传动机构运动分析

设计要求精压机生产效率为70件/min，则曲柄转动周期为T=0.857s，曲柄平均角速度ω=7.33rad/s°

冲块正行程时间：

t=T×

（180+θ）/360°

=0.514s（16）

回程时间：

t=T–t=0.343s（17）

（2）.送料机构-曲柄滑块机构

（1）送料机构尺寸

由设计要求坯料输送距离需达到200mm，所以

2a=200mm

a=100mm

b杆长选取为200mm

（2）运动分析

为保证送料和冲模运动一致，其周期也应为T=0.857s

四．接下来的工作：

我们已经利用pro/e将杆件建模出来了，接下来就是装配好对其进行运动受力分析，并在十五周前完成所有的任务