机械原理课程设计-冲床送料机构.docx

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1、机械原理课程设计-冲床送料机构 题目自动送料冲床机构的设计 学院 机电学院 专业年级 09 机械工程及自动化 学号姓名 0961010815 刘健 指导教师 张洪双 二一一年六月 机械原理课程设计任务书 一、设计题目：自动送料冲床机构综合与传动系统设计 二、工作原理及工艺动作过程： 图1为某冲床机构运动方案示意图。该冲床用于在板料上冲制电动玩具中需要的薄齿轮。通过连杆/A C带动滑块上下往复运动，实现冲制工艺。四O AB O和齿轮机构实现自动送料。 杆机构2 12 图1冲床机构运动方案示意图 三、原始数据及设计要求： 依据冲床工矿条件的限制，预先确定了有关几何尺寸和力学参数，如表1所示。 表1

2、冲床机构设计数据 设计要求：设计的冲床机构机构紧凑，机械效率高。 四、设计方案提示： 连杆机构可采用双摇杆机构，也可采用曲柄摇杆机构 五、设计的主要任务 图 2 冲头所受阻力曲线 （l）绘制冲床机构的工作循环图，使送料运动与冲压运动重叠，以缩短冲床工作周期。 （2）针对图1所示的冲床的执行机构（冲压机构和送料机构）方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图。（3）假设曲柄等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线。（4）在冲床工作过程中，冲头所受的阻力变化曲线如图2所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩。（5）确定电动机的功率

3、与转速。 （6）取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量。 （7）确定传动系统方案，设计传动系统中各零部件的结构尺寸。 （8）绘制冲床传动系统的装配图与齿轮、轴等的零件图。 （9）编写课程设计说明书。 目录 一、摘要 二、自动送料机构的总体设计 1、冲压机构方案初步设计 2、2、送料机构方案初步设计 3、3、整体机构运动方案的改进设计 三、各构件的运动尺寸的设计与计算 四、工作循环图与齿轮的计算 五、滑块C的运动变化规律及曲线 六、电动机的功率、转速和驱动力矩及飞轮转动惯量的 计算 七、设计的总结和心得 八、参考文献 九、附录 一、摘要 冲压是金属塑性成形加工的基本方法之一，它主要

4、用于加工板料零件，所以也称为板料成形。冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。冲压具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点，在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等生产和发展具有十分重要的意义。 制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被各种复合材料或高分子材料替代。 在模具设计与制造中，开发并应用CAD/CAM系统，发展高、新制造技术和模具、装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。 推广应用数控冲

5、压等设备，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。 某些传统的冲压加工方法将被液压成形、旋压成形、爆炸成形等新颖的技术所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济 冲模的核心部分是工作零件，即凸模和凹模。其形状和尺寸是由冲压工序的性质决定的。冲裁冲孔落料模的凸、凹模之间间隙很校，并做成锋利的刃口，以便形成强大的剪切力进行剪切，使坯件与板料分离 在现代化的机加工过程中，消耗于送料的时间损失是组成零件单件加工时间的一部分，它属于辅助时间。要想提高生产率，减少生产中的辅助时间将是非常重要的一个环节。而要想减少辅助时间，就必须提高生产的自动化程度。自动送料机构就是为实现生产中送料工序自动化而设计的一种专用机构

6、。 自动送料机构可将冲压料或冲压件经过定向机构，实现定向排列，然后顺序地送到机床或工作地点。这在自动化成批大量的生产中显然是实用的，不但可把操作人员从重复而繁重的劳动中解脱出来，而且对保证安全生产也是一种行之有效的方法。目前，国内拥有大量的冲压机床，如果能把它们改造成半自动或自动机床，将会充分发挥机床的潜在力量，这是一个具有重大意义的事情，而在机床上安装自动送料机构，这将大大提高冲压的生产效率，实现冲压的完全自动化。 二、自动送料机构的总体设计 1、冲压机构方案初步设计 本设计采用一个曲柄滑块机构进行冲压机构，其简易结构如图1-1 所示： 图 1-1 电动机通过V带传动和齿轮传动（图中未画出）

7、带动/ O A转 1动，通过连杆/A C带动滑块上下往复运动，实现冲制工艺。 2 、送料机构方案初步设计 自动送料装置按送进材料的形式分为送料装置与上件装置两类。本设计属于送料装置。常见送料机构形式有以下五种： 钩式送料机构; 凸轮钳式送料机构; 杠杆送料机构; 夹持送料机构； 辊轴送料机构。 由于本设计所用的毛坯件厚度比较薄，不在前三种送料方案所适用的材料厚度范围内，第四种和第五种方案适用。将第四种与第五种方案进行比较，发现前者需要采用斜楔带动加料爪和滑板运动，在送料过程中振动会比较大，从而影响到送料精度；而后者是使用辊轴送料，过程更为平稳，因而，送料精度也较有保障。综合考虑各种因素以后，决

8、定采用双辊送料机构，如下图1-2： 3、整体机构运动方案的改进设计 考虑到实际的工作情况及技术要求，我们对机构作了进一步改进，其运动简图如1-3所示： 如果采用惯性轮做原动件，齿轮必须作为“摇杆”，通过辊轮进行间歇送料传动，这样就增加了设计难度，而且不易控制于计算。采用如图所示的改进机构，仍以大齿轮为原动件，通过带动小齿轮及固连在小齿轮上的“带缺口辊轮”，仍能达到间歇送料冲压的目的，减小了设计难度。 三、各构件的运动尺寸计算 由上图中的几何关系，可分别列出下列式子： 12-= （1） 由余弦定理： 4213242)(L R L L -+2 2113cos )(R R L =+ （2） 4213

9、242)(L R L L -+2 2213cos )(R R L =?- （3） 由正弦定理： 12 1 41sin sin ?=R L （4） 22 2 132sin sin ?=-R R L （5） )arcsin( 4 1L x -= （6） ) ()(2)( 2222222+-+-=-+-COS S R L L R S R L （7） 联立1、2、3、4、5、6、7得： mm L mm L mm L mm L mm R mm R 16010053358036015054321= 验证压力角： 12.402)(arccos 322 1 42322=-+=L R R L L R 07.902)(arccos 322142322 =+-+-=L R R L L R = 48.88)min(-2 max ，