专业精压机.docx

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专业精压机

一、设计任务书

1、工作原理及工艺动作过程

专用精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺。

它是将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。

它的工艺动作主要：

1）将新坯料送至待加工位置；

2）下模固定、上模冲压拉延成形将成品推出模腔。

2、原始数据及设计要求

1）冲压执行构件具有快速接近工件、等速下行拉延和快速返回的运动特性；

2）精压成形制品生产率约每分钟70件；

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）行程速比系数K≥1.3；

5）坯料输送最大距离200mm。

3、设计方案提示

1）送料机构实现间歇送料可采用凸轮机构、槽轮机构等；

2）冲压机构为保证等速拉延、回程快速可采用导杆机构加摇杆滑块的六杆机构，或采用铰链四杆机构加摇杆滑块的六杆机构；

3）工件送料传送标高在100mm左右。

4、设计任务

1）按工艺动作要求拟定运动循环图；

2）进行送料机构、冲压机构的选择；

3）机械运动方案的评价和选择；

4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械运动方案；

5）画出机械运动方案简图；

6）对传动机构和执行构件进行运动尺寸计算。

二、工艺分析和动作分解

1、工艺分析

专用精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺，它是将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。

精压机构的工艺动作如下图所示：

图1工艺动作示意图

2、动作分解

为使执行机构满足预定的功能要求，应该将机械的总功能分解成若干个分功能，每个分功能由一个执行机构去完成。

在本专用精压机构中，整个机构可分为两大执行构件：

送料机构和冲压机构。

他们根据执行机构的功能要求去完成规定的动作。

具体的工艺动作分解如下：

送料机构从侧面将新坯料送至待加工位置；

上模先以较大速度接近坯料；

然后，上模以近似匀速进行拉延成型工作；

此后，上模继续下行将成品推出型腔；

最后，上模快速返回，完成一个冲压工作循环。

3、方案设计：

方案一：

（1）齿轮—连杆冲压机构和凸轮—连杆送料机构

如图2所示，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。

n=6，8个低副，一个高副！

F=3*6-（2*8+1）=1。

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性，并使压力角

尽可能小。

当要求较高时，可用解析线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推送至待加工位置。

n=5，6个低副，一个高副，一个局部自由度

F=3*5-（2*6+1）-1=1。

设计时，若使lOG＜lOH，可减小凸轮尺寸。

图2齿轮—连杆冲压机构和凸轮—连杆送料机构

方案二

凸轮—连杆冲压送料机构

送料和冲压机构都是由凸轮连杆机构组成。

连杆机构可通过对杆长的计算设计，当选择好适当的杆长尺寸后，能实现所需的行程速比以及运动要求。

通过铰链点与杆长的适当选择，能使机构具有较小的压力角和较为理想的传动角，使其达到运动功能，满足传动要求。

凸轮轮廓线可根据运动的要求用机构倒置法求出，从而使送料、冲压和上顶同时完成，并也能满足急回与匀速这一运动要求，在完成预定运动的同时，使整个加工效率提高。

方案三

（3）导杆—摇杆滑决冲压机构和凸轮送料机构

如图4所示，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。

送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连。

按机构运动间将工件送至待加工位置。

图4导杆—摇杆滑决冲压机构和凸轮送料机构

方案四

摆动导杆冲压机构+曲柄-滑块送料机构

如图5：

冲压机构经过改进，将其凸轮机构高副低代后得到了由摇杆和滑块组成的摆动导杆机构。

导杆机构的尺寸确定可按给定的行程速度变化系数K设计，上模将具有急回的特性，摇杆滑块机构的组合可按照要求使上模在工作段接近于匀速。

送料机构：

摇杆滑块送料机构通过齿轮与上部曲柄轴相连。

可调节其在整个运动中的初始位置使推杆在预定时间将胚料送至待加工的位置。

如取一定的偏距，则其也具有急回的特性。

图五摆动导杆冲压机构+曲柄-滑块送料机构

4、机械运动方案的评价与选择

1、方案的评价

方案一1）送料机构的主动件为凸轮，从动件为连杆机构；冲压机构的主动件为齿轮，从动件为连杆机构。

通过调节，能使压力角

尽可能小，传动角大，工作可靠；2）该方案机械效率高，并能较平稳地，间歇地进行转位。

3）此方案，有一定的冲击，定位装配难度不较大！

连杆机构是低副机构，制造容易，承载能力大，但连杆机构难以实现任意指定的动作规律！

方案二1）此方案机构构造简单，外形尺寸小。

间歇的进行转位，机械效率高。

但对凸轮机构的设计要求非常高，制造比较麻烦！

方案三1）该方案，冲压机构中的齿轮传递容易控制，使得滑块得到精确地控制。

2）该方案中，齿轮凸轮机构间的配合齿合难度大，还有一定的冲击，平稳性不高！

制造比较复杂，费用比较高！

方案四1）该方案，冲压机构中的齿轮传递容易控制，使得滑块得到精确地控制。

2）该方案机构制造简单，成本较低，摆动导杆，曲柄-滑块机构可以根据不同要求设计以实现滑块预期任意运动规律的间歇往复运动！

3）该机构采用了简单、紧凑的运动链，减小了因传动所带来的误差！

2、设计方案的选择

各方案基本都可完成设计要求的运动，经过结合设计与构图的便捷性，结构的简单紧凑，制造方便等因素，及通过对个方案的对比，选定方案四摆动导杆冲压机构，曲柄-滑块送料机构！

六，机构运动循环图：

由机构运动循环图可知：

机构在一个运动周期内，当上模运动在它的正行程时，推杆和上顶机构都在回程中；当上模冲压完成之后，推杆开始将胚料输送至待加工位置，上顶机构也同时将成品顶出下模，实现一个工作周期。

经过以上的分析，可以确定，在一个循环周期内，送料机构和冲压机构的工艺动作互不影响，它们可以分别完成各自的任务，从而完成运动循环。

七机械运动方案简图：

八，机构设计

1冲压机构：

因要求K≥1.3，取K=2；

θ=180°（K-1）/（K+1）,得极位夹角θ=60°；

另要求上模的总行程H=280mm

设α为DE与竖直方向夹角

由前图可得：

2*CD*sin（θ/2）+DE*（1-cosα）=280

且因α极小

上式可变为：

2*CD*sin（θ/2）=280

得CD=280mm

取曲柄AB=250mm，AB/AC=sin（θ／2）

得知AC=500mm。

2.送料机构设计

任务要求坯料最大输送距离为200mm，设计输送距离为120mm.

3.传动系统尺寸设计

整个机构的传动系统是由5个齿轮组成的，2个大齿轮F，L的存在是为了帮助3个小齿轮之间的传动，并让3个主要负责机构运动特性的小齿轮的转速和转向都一致。

为了计算的方便和统一，取3个小齿轮的尺寸相同，分度圆直径为300mm；2个大齿轮的尺寸也相同，分度圆直径为500mm。

取模数m=10，D=m*z;则得出小齿轮的齿数z=30，大齿轮的齿数z=50。

为了使推杆有急回特性，使其在回程时不与前进的坯料有碰撞,取其正偏距e=150mm。

4.槽轮间隙送料机构

根据公式：

R=L*sin（π/z）

S=L*cos（π/z）

h>=2（L-R-r）

b<2（L-R-r）

取拨轮和槽轮的中心矩L＝200mm，

槽轮的槽数为4，

则得R＝S＝141.42mm。

九．设计体会：

通过本次为期一个星期的课程设计，我加深了对机械这门功课的理解和深入学习，尤其是在对其应用方面的知识，同时学会了综合运用其他知识的技能，熟悉了机械设计手册及很多相关手册和标准的查询应用。

虽然时间仓促，设计简单，但是对一个第一次接触设计的学生来说收获还是蛮大的，在陈老师的精心指导和2班同学的讨论及帮助下，艰难的完成了此次水平有限的课程设计。

对以后的学习和研究有了深入认识，为今后的专业课知识学习奠定了一定的基础。

最后由衷的感谢陈老师和2班各位同学的教导和帮助。