机械原理课程设计说明书-精压机4.docx

机械原理课程设计说明书-精压机4 1 设计任务：专用精压机设计 1.1 设计题目：专用精压机 1.2 工作原理及工艺动作过程 本机可用于薄壁铝合金制作（如易拉罐类）精压深冲工艺，上模先以逐渐加快的速度接近原料，以匀速进行拉延成型，上模继续下行将成品推出模腔，快速返回。 如图所示 图1 1.3 原始数据及设计要求 （1）冲压执行机构，具有快速接近工件，等速（近似）下行拉延和快速返回 等运动特性。 （2）制成品生产率约每分钟70件。 （3）上模移动总行程为280mm，其拉延行程置于总行程中部，约100mm。（4）行程速比系数K1.3。 （5）坯料输送最大距离200mm。 （6）电动机功率可选用1.5kW，1440r/min 左右（如Y90L-4）。 （7）专用精压机主要完成3个动作： 1、加原料； 2、冲头将原料压制成形； 3、冲头将成品推出型腔，冲头快速返回。 1.4 方案设计及讨论 （1）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。 （2）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。（3）工件送料传输平面标高在1000mm左右。 （4）需考虑飞轮设计。 1.5 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，冲压机构的选型。 3）机械运动方案的评价和选择。 4）按拟定的电动机和执行机构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。 2 机械机构功能的简单分析 在精压机构中，我们使用了类似牛头刨床的机构。首先以较快的速度接近坯料，在接近坯料时逐渐接近匀速以对坯料进行拉延成形，并将成品推出模腔，最后再利用机构的急回特性，使冲头快速返回。考虑到工作效率的要求，我们将送料机构做成凸轮机构与曲柄滑块结合的机构，提高了机使用的工作效率。 为了使整个机构能够快速、紧密、平稳地运行，需要机构的各个部分必须相互配合，并且足够稳定。 3 系统传动方案设计 所选原动机及主传动机构应能使精压机机构平稳传动。 3.1 原动机类型的选择 电机采用Y系列Y90L-4电机，该电动机输出轴转速为1440r/min，精压机构和送料机构原动件转速为70r/min，故需对发动机输出转速进行减速。发动机输出轴外接2级同轴式减速机，减速机传动比i=10。减速机输出轴与图中小圆柱直齿轮连接，小齿轮与两个等大的大圆柱直齿轮外啮合，齿轮传动比i=2.06。 3.2 主传动机构的选择 由于凸轮连杆机构不具有高速传递性能，只适用与低速传动，所以原动机和执行机构间传动用齿轮机构传动，可使执行机构传动平稳。 4、机械系统运动方案的拟定与原理说明 4.1机型的选择 从产品的数量上看，属于大批量生产，选择全自动机型。 从产品的工艺过程看，选择直线式工艺路线的自动机型。 根据工艺路线分析，实际实现功能需要三个工位：推板送料，摆杆导杆冲压机构冲压，将成品从下模推出腔体。 4.2精压机构的执行机构 （1）送料机构 该机构在生产过程中处于辅助地位，运动要求较宽松，工艺动作可以选择较简单的凸轮机构。 1）协调配合 在冲头进入下模前，必须将加工料送至加工位置并将送料的推杆及时撤回。稍作停歇后，待冲压完成，回程推出下模后，再及时将下一份原料推到位，完成一次循环。 2）减速送料 由于待加工原料为铝合金薄板，质量小，光滑。当送料速度过大时，原料会由于惯性，在推杆回程后仍向前运动，而偏离加工位置。这就要求推杆运动能满足一个减速推进的过程，不至于原料因惯性而偏离加工位置。 （2）冲压机构 该机构为整台机器的主题部分，其运动规律及稳定性能将直接影响产品质量及生产效率。作为静压机构，其对压力的要求并不十分突出，但对冲头的位移及速度有严格的要求。 1）急回运动 凸轮机构和连杆机构均可以完成此运动。凸轮机构的缺点是凸轮轮廓与推杆之间为点线接触，易磨损，所以凸轮机构常用在传力不大的场合，不适合作主动件。2）急进稳压 在整个冲压过程中，为提高效率，要求冲压快速接近工件，为保证产品质量，则要求在加工时（即冲头实施冲压时）冲头速度平稳。 5、整个机械结构的工作原理： 如上图的机械运动结构简图：凸轮连杆机构将坯料推到待加工位置。电动机输入的动力通过大齿轮传动给上下两个小齿轮，下面的齿轮上面焊接了一个凸轮通过齿轮的转动，带动凸轮转动，从而完成送料的过程。大齿轮带动上面的齿轮转动，小齿轮上也焊接了一个曲柄，曲柄通过滑块与摇杆相连接，摇杆带动导杆上下运动，在向下完成冲压的过程中，几乎是接近匀速的向下的时候，冲压坯料，成型后，继续向下将成品推出下模，向上回去的时候，具有急回运动特性。 MAD效果图 6 、机械系统运动方案的拟定 由于在设计时需要考虑到电机输出功率的传递效率问题，电机应该安装在靠近工作件的齿轮轴上，又由于大齿轮输入动力时可以传递较大的扭矩，所以电动机安在大齿轮上，然而根据要求：每分钟生产70个工件，则电机的转速可以确定为35rpm，工作台高在1000mm左右，为了方便计算和统一，取大齿轮的直径为D=300mm，取两个小齿轮直径为d=240mm，所有齿轮均取模数m=10，小齿轮与大齿轮的传动比i=1，故两个小齿轮的转速为70r/min，大齿轮的转速为56r/min。 7 、执行机构的尺寸设计及计算 7.1冲压结构的计算： 杆长设计： 由题意知，取.41,3.1=K K =30°，摆角由经验取60° 由上模总行程算得a 长为323.30mm 为有效传递力矩，b 取400mm 1.画出支座位置A ，令a b 2.作出b 的极限位置，令=60° 3.作?=?=30,90BCD DBC ，得BCD 。 4.四杆机构另一机架位置在BCD 上，根据经验取E 为另一机架位置，AE 与水平面呈30°夹角。 5.由CE 与BE 确定四杆机构的杆长： C=385.76mm,d=179.32mm 由MAD 得冲压滑块的加速度数据： 角度 位移/mm 速度/(mm/s) 加速度/(mm*mm/s) /° 0 -217.7640241 -47.60439962 -75.89269413 5 -222.2090362 -54.28816693 -77.2935626 10 -227.2426712 -61.09461062 -78.69240374 15 -232.8755372 -68.02048005 -80.01900722 20 -239.1176929 -75.05644451 -81.20403133 25 -245.9781184 -82.18709449 -82.17705004 30 -253.4641759 -89.39070439 -82.86300342 35 -261.5810359 -96.63861401 -83.17704763 40 -270.3310259 -103.8941064 -83.01828853 45 -279.7128589 -111.1107263 -82.2634511 50 -289.7206911 -118.2300993 -80.76206468 55 -300.342975 -125.1794657 -78.33507706 60 -311.5610984 -131.8693137 -74.77878591 65 -323.3478399 -138.1916396 -69.87546106 85 -375.2453187 -157.0237212 -33.07313807 90 -389.0570693 -159.3157513 -19.15035425 95 -403.0135513 -160.3154 -3.488659706 100 -416.9956598 -159.8815464 13.65120221 105 -430.8730935 -157.9000818 31.91396396 110 -444.5070455 -154.2912242 50.87265014 115 -457.7534359 -149.0145182 70.05834904 120 -470.4664605 -142.0710179 88.99471847 125 -482.5021948 -133.5022839 107.2365956 130 -493.7219549 -123.3857734 124.4145779 135 -503.9950768 -111.8259274 140.2899887 140 -513.2022883 -98.93978585 154.826381 145 -521.2279278 -84.83543042 168.2830832 150 -527.9738951 -69.5812768 181.3303265 155 -533.3384704 -53.1648901 195.1693533 160 -537.2151143 -35.44272872 211.608155 165 -539.4771399 -16.08872101 232.9898408 170 -539.9601078 5.438539598 261.8041478 175 -538.4434419 29.87319779 299.772028 180 -534.6383289 58.01099565 346.2681997 185 -528.1938061 90.41656664 396.2733201 190 -518.7360902 126.9598708 438.7229093 195 -505.9526209 166.285413 456.9559476 200 -489.7161482 205.4834981 433.1360763 205 -470.215085 240.3347963 356.6824635 210 -448.0284832 266.3358102 232.7046516 215 -424.0860065 280.2080041 83.54276319 220 -399.5035887 281.0845588 -60.05674966 225 -375.3584484 270.638867 -172.802676 230 -352.5023222 252.1531806 -243.8046574 235 -331.4780024 229.2234796 -275.9761902 240 -312.5372054 204.8182089 -279.5659689 245 -295.7145039 180.9319186 -265.811787 250 -280.9108017 158.6685794 -243.5868538 255 -267.9604998 138.4934654 -218.6824676 260 -256.6759856 120.4825914 -194.3654026 265 -246.8730548 104.5063114 -172.2161292 270 -238.3833903 90.34453176 -152.8234662 275 -231.0593395 77.75134776 -136.2501039 280 -224.7745666 66.48771477 -122.3101587 285 -219.4227316 56.33578202 -110.7217337