机械原理课程设计螺钉头冷镦机.docx

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机械原理课程设计螺钉头冷镦机

机械原理课程设计任务书

一、设计题目

螺钉头冷镦机

二、工作原理及工艺动作过程：

采用冷镦的方法将螺钉头镦出，可以大大减少加工时间和节省材料。

冷镦螺钉头主要完成以下动作：

1．自动间隙送料；

2．截料并运料；

3．预镦和终镦；

4．顶料；

三、原始数据及设计要求：

1．每分钟冷镦螺钉头120只；

2．螺钉杆的直径D=2~4mm，长度L=6~32mm。

3．毛胚料最大长度48mm，最小长度12mm。

4．冷镦行程56mm。

四、设计方案提示：

1．自动间隙送料采用槽轮机构,凸轮式间隙运动机构；

2．将胚料转动切割可采用凸轮机构推动进刀；

3．将胚料用冲压机构在冲模内进行预镦和终镦，冲压机构可采用平面四杆机构或六杆机构。

4．预料，可采用平面连杆机构等。

五、设计的主要任务

1．根据工艺动作要求拟定运动循环图。

2．进行自动间隙送料机构,截料送料机构,预镦终镦机构,顶料机构的选型。

3．机械运动方案的评定和选择。

4．按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案。

5．画出机械运动方案简图。

6．对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

说明书

内容摘要：

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸等进行构思、分析和计算，并将其转化为制造依据的工作过程。

机械设计是机械产品生产的第一步，是决定机械产品性能的最主要环节，整个过程蕴涵着创新和发明。

为了综合运用机械原理课程的理论知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，使所学知识进一步巩固和加深，我们参加了此次的机械原理课程设计

我们这次做的课程设计名为螺钉头冷镦机.它是将一段一截配料一次切割然后镦成螺丝的一种机械

我们小组设计的是螺钉头冷镦机，该机有槽轮机构，凸轮机构，曲柄滑块机构构成。

整个机构还包括电动机，齿轮等构成。

槽轮机构实现的是送料的过程，凸轮机构实现的是夹紧胚料的过程曲柄滑块机构实现的是切断胚料和实现终镦的过程，

目录：

工作原理及工艺动作过程.....................................

原始数据及设计要求.....................................

工艺动作分解.....................................

机械运动方案的选定和评价.....................................

工作循环方式.....................................

机构运动分析和计算.....................................

各机构运动循环图.....................................

总结.....................................

参考资料.....................................

工作原理及工艺动作过程

采用冷镦机的方法将螺钉头镦出，可以大大的减少加工的时间和节省材料，冷镦螺钉头主要完成以下动作：

1.自动间歇送料

2.截料并送料

3.预镦及终镦

4.顶料

原始数据及设计要求

1.每分钟冷镦机螺钉头120只

2.螺钉杆的直径为2-4mm，长度为6-32mm

3.毛胚料最大长度48mm，最小长度12mm

4.冷镦行程56mm

拟订设计方案

为了使我们的设计更接近现实的产品设计，我们主要考虑的是在力学性能可以满足的情况下，对我们所想的方案进行结构简化，一来能降低成本，二来能获得更为精确的计算。

同时我们为了提高生产效率，在夹紧的同时对材料进行切断和冷镦。

整个设计过程我们遵循的是简便可行这个原则。

工艺动作分解

如图一所示

图一

机械运动方案的选定和评价

如图二所示。

包括送料选择由槽轮带动的间歇机构，夹紧用凸轮机构

切刀和冷镦部分则选用同样的连杆滑快机构。

图二

工作循环方式

送料机构目的:

为满足间歇性送料

设计方案:

采用槽轮。

1.如图三所示。

首先由左边的槽轮带动运料圆盘，从而进行间歇送料。

我们的设想是：

上图是主动圆盘，下图是从动圆盘，通过圆盘与材料间的摩擦力，将材料运出

图三

夹紧机构目的：

夹紧机构是一个很重要的部分，也是这次设计的最关键部分，夹紧机构必须使工件真实夹紧，那样在冷镦过程中，工件才不会因为受到一个很大的冲击，致使工件飞出或者螺钉杆偏置移位。

同时，夹紧需要一个时间过程，在夹紧期间要完成冷镦以及剪切。

设计方案：

采用凸轮夹紧机构

2.如图四所示。

在送料设的过程中为了进一步的提高生产效率，我们设计的凸轮夹紧机构开始动作，当运料到我们设计好所需的长度时，刚好把材料夹紧。

图四

3.如图五所示。

此刻我们设计好的切断机构与镦头也刚好到达，在夹紧工件的这段时间内完成切断与冷镦螺钉头。

在夹紧机构松开的同时两机构也开始急回，准备下一次工作。

图五

冷镦机构的目的：

冷镦即把出了头的毛培料镦一下。

实现一个凸头。

设计方案：

采用的是曲柄滑块机构。

4.槽轮下次运转时将材料进一步向前推，推动材料掉进我们设计好的装料箱。

同时也通过顶料使下一段的材料运到相应的位置重复之前的动作

机构运动分析和计算

（包括作图和公式计算）

（1）.电机转速的确定

一般电机转速N1为750r/min,我们的设计任务是每分钟生产120个螺钉,即0.5秒内完成冷镦一个螺钉头,所以转速应为120r/min。

故我们需要一套啮合齿轮的齿数比为Z2/Z1=N1/N2=750/120,因此取Z1=24Z2=150

（2）.材料被加工示意图

如图六所示。

现在我们对某一种型号的坯料进行计算制造取L=30mmD=4mm,螺钉头t=3.5mm

加紧机构夹住中间部位10mm

图六

（3）.间歇传动机构的计算

如图七所示。

因为槽轮齿数为Z1的正齿轮1,与运料主动圆盘同轴一起转动,齿轮1转1圈,槽轮转1/4圈,即运料长度为L=π（R-h）/4h=0.268mm令L=40mm推算R=51.223mm

图七

（4）.夹紧机构

如图八所示。

按照我们构思的工作循环图，当齿轮1刚转动时，凸轮也以相同的角速度转动，凸轮以A点为起点，当送料刚好到达L=40mm时，凸轮到B点，处于远休止状态。

夹紧的过程即凸轮处于BC状态（此时间歇送料已经停止运转）C到D为放松过程。

D到A是近休止，凸轮使连杆保持不动。

图八

（5）.切断机构

如图九所示。

在凸轮处于远休止夹紧状态下进行切割

转速与齿轮1转速相同，为曲柄起始运转位置。

C切为切材料起始点。

综合考虑下，选择此点是为了在速度满足的情况下又可以避免大的冲击。

图九

（6）.冷镦机构

如图十所示。

因为任务要求行程为56mm，又考虑到冷镦机构需要大的传动角，我们采用的曲柄滑块机构中偏距e=0。

经计算，此机构的行程为两倍的曲柄长度，即OA=28mm，另外我们设定AB=50mm。

冷镦的钉头为3.5mm。

图十

各机构运动循环图

如图十一所示：

图十一

总结

这次的课程设计，我们小组原本选定的题目是医用卷棉机，但是后来有三个小组的课题都是这个，后来我们从新选择了这个课题，刚选定这个课题的时候，我们基本上是最后一个提交课题的小组，刚开始的时感觉这个题目很难，光是查资料，分析资料用了很长的时间，只是对螺钉头冷镦机的送料，截料，夹紧，预镦和终镦的过程有了一定的了解，只是对他们之间的具体细节还不是很清楚，但是通过我们小组的讨论和进一步的查资料总结和分析得出了方案。

我们本着简便和可行的设计原则，选择并设计了如上方案，可以说每个方案都有其优缺点，没有哪个是完美的，我们只能按照自己的想法，选择出我们认为相对而言比较可行的方法。

毫无疑问，在实际中，它肯定有这样或那样的问题，如果拥有更多的时间，更多的知识，我相信我们会做出更好的设计。

第一，专业知识的不牢固。

由于专业知识学得不太牢固，我们在设计过程中走过许多弯路，比喻在设计六杆机构后，我们将其分解为一个曲柄滑块机构和一个曲柄摇杆机构。

但在计算时确出现了问题，我们只是单独地计算曲柄滑块机构却没有考虑到曲柄滑块机构运动的极位置时会影向它的运动。

第二，这次让我更加明白了团结就是力量这句话了。

因为让我们这些人只在半过月的时间内做完一个这样的说明书是真的很困难，只有在小组集体的配合下才能完成。

参考资料与文献：

【1】《机械原理课程设计手册》邹慧君主编

【2】《机械原理教程》申永胜主编