专用精压机课程设计报告.docx

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专用精压机课程设计报告

概述

1、工作原理

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。

如图1.1所示，上模先以比拟小的速度接近坯料，然后以匀速进展拉延成形工作，以后，上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。

上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。

图1.1

2、工艺动作流程

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膜腔。

3、原始数据和设计要求

1）动力源是电动机，作转动；冲压执行构件为上模，作上下往复直移运动，其大致运动规律如图1.2所示，具有快速接近工件、等速工作进给和快速返回的特性。

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）坯料输送的最大距离200mm。

6）上模滑块总质量40kg,最大生产阻力为5000N，且假定在拉延区生产阻力均衡；

7）设最大摆动件的质量为40kg/mm，绕质心转动惯量为2kgּm2/mm，质心简化到杆长的中点。

其它构件的质量及转动惯量均忽略不计；

8）传动装置的等效转动惯量〔以曲柄为等效构件，其转动惯量设为30kgּm2，机器运转许用不均匀系数[δ]为0.05〕

9）机构应具有较好的传力性能，特别是工作段的压力角

应尽可能小，传动角

大于或等于许用传动角

。

图1.2

机构功能的简单分析

本机构加工的主要是铝合金制件，且需要一次冲压成型。

故机构需要较大的冲压力来实现。

同时保证其精压的质量，机构需要匀速的冲压过程，因此我们采用具有较好的传动性和较高接触强度的齿轮机构。

考虑到工作效率的要求，采用曲柄滑块机构送料，为了使整个机构能够快速、严密、平稳地运行，需要机构各个局部必须相互配合，并且足够稳定。

工艺流程分析

〔1〕、推板送料由曲柄——滑块送料机构的推板将待加工工件推至预定的工作位置。

〔2〕、上、下模冲压工件摆动—导杆冲压机构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展冲压，而下模在等速冲压时恰好到达极限位置，顶住工件实现精压。

〔3〕、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，下模滑块那么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。

〔4〕、推板送料并将成品推至下工作台曲柄—滑块送料机构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。

执行机构的选择与比拟

1、送料机构的选择

送料机构实现间歇送料可采用凸轮机构、凸轮—连杆组合送料机构、槽轮机构等。

方案一：

选用凸轮机构

方案一中，凸轮机构的缺点是凸轮廓线与推杆之间为点接触，线接触，易磨损，并且凸轮机构制作比拟困难。

方案二：

选择曲柄滑块机构

方案二中，运动副元素为面接触，压力较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造较容易。

2、冲压机构的选择

冲压机构为保证等速拉延、回程快速的要求，可采用导杆加摇杆滑块的六杆机构、铰链四杆加摇杆滑块的六杆机构、齿轮—连杆冲压机构等。

方案一：

选用曲柄滑块机构

该方案自由度为一，自由度等于原动件数，能够满足传动要求，构造简单，装配较容易，但一级传动角较小，机构传力性能差。

方案二:

四连杆机构+摇杆滑块机构

该方案自由度等于原动件数，能够满足传动要求，加压时间较短，一级传动角最大，效率高，本钱低，工作平稳性一般。

方案三：

四杆机构+曲柄滑块机构

方案一、二、三都能实现急回运动，综合考虑机构的力学性能和制作本钱，选用方案三。

3、顶杆机构的选择——凸轮机构

设计顶杆机构的目的为了使成品推出型腔，选用下列图的凸轮机构，能够满足条件。

运动循环图

从循环图看出，推杆和上模正行程同时开场，但推杆送料时间短，在开场冲压前送料已经完毕，同时在上模回程一小段时间后顶杆开场顶出成型品，在下一个运动周期开场时顶杆完成正行程。

机构运动尺寸计算

1、冲压机构

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

C≈0.843m

取K=1.4,设计摆杆摆脚为ψ=60。

由课本P120图8-20查得此时最小传动角最大取值maxγmin≈33。

β≈46。

。

参考课本p136式8-25那么

θ=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=0.382mb=0.790mc=d=0.843m

2>冲模连杆滑块机构尺寸计算

在刚完毕冲压时〔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。

回程完毕时〔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=140+OAsin30。

AB2=OA2+OA2cos30。

2

解得

OA=170.135mm

AB=225.067mm

3>传动机构运动分析

设计要求精压机生产效率为70件/min，那么曲柄转动周期为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。

=0.5s

回程时间：

t=T–t=0.357s

2、送料机构

1>送料机构尺寸

由设计要求坯料输送距离需到达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

3、顶杆机构

顶杆机构采用凸轮传动，凸轮推程角为80。

，推程时间为

t=80。

/360。

=0.19s

回程角设计为60。

，时间约为0.143s，使其能快速回程，防止和冲块,送料机构碰撞。

工作廓线的设计

由课本P163式9-17得

X，=x-rrcosθy，=y-rrsinθ

其中：

sinθ=〔dx/dδ〕√〔dx/dδ〕2+（dy/dδ）2

cosθ=-〔dy/dδ〕√〔dx/dδ〕2+（dy/dδ）2

推程段δ1=[0，80.]

dx/dδ=（ds/dδ〕sinδ1+（r0+s）cosδ1

={（2h/π）[1-cos4δ1]}sinδ1+（r0+s）cosδ1

dy/dδ=（ds/dδ〕cosδ1-（r0+s）sinδ1

={（2h/π）[1-cos4δ1]}cosδ1+（r0+s）sinδ1

远休止δ2=[0，10.]

dx/dδ=〔r0+s〕cos（π/2+δ2）

dy/dδ=-〔r0+s〕sin（π/2+δ2）

回程阶段δ3=[0，60.]

dx/dδ=（ds/dδ〕sin〔δ3+π〕+（r0+s）cos（δ3+π）

=〔810hδ32/π3-4860hδ33/π4+7290hδ34/π5〕sin（δ+π）+（r0+s）cos（δ3+π）

dy/dδ=〔810hδ32/π3-4860hδ33/π4+7290hδ34/π5〕cos（δ3+π-（r0+s）cos（δ3+π）

近休止δ4=[0，210.]

dx/dδ=〔r0+s〕cos（4π/3+δ4）

dy/dδ=-〔r0+s〕sin（4π/3+δ4）

通过计算得出凸轮工作廓线各点坐标得出凸轮廓线。

机械运动方案简图

1

电动机

5

主滑块

2

飞轮

6

凸模

3

带轮传动

7

凹模

4

齿轮

8

坯料

设计心得与体会

首先,对机械原理这门课程有了更深入的了解.平时的只停留在一个初等的感性认识水平,没有真正的理解透所学的具体原理的应用问题,但在自己做设计过程中老在问为什么,如何解决,通过这样的想法,是自己对自己所学的理论有了深入的理解.在设计过程中,如何才能把所学的理论运用到实际中,这才是我们学以所获,学以致用的真正宗旨,这也是当我们从这个专业毕业后所必需具有的能力,这也更是从学到时间的过程,才能为自己在以后的工作中游刃有余,才能为机械工业的开展尽绵薄之力.

其次对所学的专业课产生了很大的兴趣.在做设计的过程中,发现机械的很多东西渗透在我们生活的方方面面,小到钟表,大到航天器，都用到了机械的相关容。

这也给自己很大的学习围和任务，更给了自己很大的开展空间和兴趣的培养。

最后对团队的合作有了更深的体会。

每个人不可能方方面面都会，这就需要团队组员各自发挥自己的优点，说出各自的想法，取长补短，这样才能从别人身上学到自己所缺的能力和品质，在现代的企业合作中，团队合作精神是很重要的，各个产品的开发都需要很多人倾注心血，这样才能是企业有长远的开展。

虽然这次设计已告一段落，但是我知道学海无涯、学无止境，这是一个结尾，同时也只是一个开场。

今后，我会以更饱满的热情投入到今后的学习生活中，做一个不断探索，勇于创新的大学生。

参考文献

[1]桓，作模，文杰．机械原理[M]．：

高等教育，2006