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1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)
說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目 壓片成形機(jī)
汽車工程系汽車工程（中美）專業(yè) 汽車工程
班號(hào) 0621081班
設(shè)計(jì)者 王佩玉
指導(dǎo)教師 韓麗華
2、
2010年7月2日
目 錄
1.設(shè)計(jì)題目………………………………………………………3
2.設(shè)計(jì)要求………………………………………………………3
3.運(yùn)動(dòng)方案評(píng)估…………………………………………………3
4.設(shè)計(jì)內(nèi)容………………………………………………………6
5.設(shè)計(jì)步驟………………………………………………………8
6.附錄……………………………………………………………11
機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)
——壓片成形機(jī)
一、.設(shè)計(jì)題目
1.壓片成形機(jī)介紹
設(shè)計(jì)自動(dòng)壓
3、片成形機(jī)，將具有一定濕度的粉狀原料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形位置，經(jīng)圧制成形后脫離位置。機(jī)器的整個(gè)工作過(guò)程（送料、壓形、脫離）均自動(dòng)完成。該機(jī)器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。
2.壓片成形機(jī)的工藝動(dòng)作
（1） 干粉料均勻篩入圓筒形型腔。
下沖頭
上沖頭
（2） 下沖頭下沉3mm，預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔是粉料撲出。
（3） 上、下沖頭同時(shí)加壓，并保持一段時(shí)間。
（4） 上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯。
（5） 料篩推出片坯。
片坯
下沖頭
料篩
型腔
下沖頭
粉料
21
3
5
下沖頭
上沖頭
8
片坯
2
4、1
3
3.壓片成形機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/（r/min）：1450； 生產(chǎn)率/(片/min)：10；
沖頭壓力/N：150 000； 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)/δ：0.10；
下沖頭
上沖頭
8
5
3
21
二、設(shè)計(jì)要求
1. 上沖頭完成往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)（鉛垂上下），下移至終點(diǎn)后有短時(shí)間的停歇，起保壓作用，保壓時(shí)間為0.4s左右。因沖頭上升后要留有料篩進(jìn)入的空間，故沖頭行程為100mm。因沖頭壓力較大，因而加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有增力能力。
2. 下沖頭先下沉3mm，然后上升8mm，加壓后停歇保壓，繼而上
5、升16mm，將成形片坯頂?shù)脚c臺(tái)面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移21mm，到待料位置。
3. 料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)篩料，然后向左退回。待坯料成型并被推出型腔后，料篩在臺(tái)面上右移約45~50mm，推卸片坯。
三.運(yùn)動(dòng)方案評(píng)估
上沖頭設(shè)計(jì)方案
方案1
說(shuō)明：桿1帶動(dòng)桿2運(yùn)動(dòng)，桿2使滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)桿3運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到所要求的上沖頭的運(yùn)動(dòng)。此方案可以滿足保壓要求，但是上沖頭機(jī)構(gòu)制作工藝復(fù)雜，磨損較大，且需要加潤(rùn)滑油，工作過(guò)程中污損比較嚴(yán)重。
方案2
說(shuō)明：凸輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滾子運(yùn)動(dòng)，使桿1與桿2運(yùn)動(dòng)，使上沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完全能達(dá)到保壓要求。但上沖頭
6、行程要求有90~100mm，凸輪機(jī)構(gòu)尺寸將會(huì)變得很大很笨重。
壓片機(jī)的設(shè)計(jì)
方案3：
說(shuō)明：此方案使用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串接而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕盈，能滿足保壓要求，并能夠輕松達(dá)到上沖頭的行程要求。
綜合以上三個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，認(rèn)為是使用方案三進(jìn)行設(shè)計(jì)是比較好的選擇。
下沖頭與料篩設(shè)計(jì)方案
四、設(shè)計(jì)內(nèi)容
1. 選擇方案
由于壓片成形機(jī)的工作壓力較大，行程較短，一般采用肘桿式增力沖壓機(jī)構(gòu)作為主體機(jī)構(gòu)。
7、它是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串接而成。先設(shè)計(jì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，為了保壓，要求搖桿在鉛垂位置的2范圍內(nèi)滑塊的位移量≤0.4mm。此方案中，料篩采用凸輪機(jī)構(gòu)，可使其達(dá)到往復(fù)振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)效果；下沖頭也采用凸輪機(jī)構(gòu)，可達(dá)到保壓效果，且此方案的穩(wěn)定性較好，故選用此方案。
若選用連桿機(jī)構(gòu)，必須確定各構(gòu)件的長(zhǎng)度；選用凸輪機(jī)構(gòu)，必須確定凸輪的理論輪廓線和實(shí)際輪廓線。
1. 繪制加壓機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
選用方案
五、設(shè)計(jì)步驟
5-1.上沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：
1. 設(shè)定搖桿長(zhǎng)度
h
選取λ=1.5 代入公式 ：r≤
得r≤394㎜
∴選取r=390㎜;
∴L
8、 =rλ
=3901.5=585㎜;
2. 確定搖桿擺角根據(jù)右圖，可知行程的計(jì)算公式為
h=L-[rcosα+-r]
此時(shí)h=100㎜
算的擺角為32與測(cè)量出的圖中擺角大小相等
∵題設(shè)要求擺角小于60
∴滿足要求。
3. 通過(guò)圖解法求出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄與連桿的長(zhǎng)度
如圖所示，AB為曲柄，BC為連桿，DC為搖桿；
DC0是搖桿在擺角最大時(shí)的位置；
DC12是搖桿與鉛垂方向夾角為2的位置；
DC3是搖桿鉛垂時(shí)的位置；
由題意: ∵AC2 = AB+ BC AC0 = BC-AB
∴AB=97㎜ BC=171㎜
測(cè)量出∠B1AB1=80，為保壓角
9、
4. 檢驗(yàn)曲柄存在條件
CD=390mm，AB=97mm, BC=171mm, AD(機(jī)架)=462mm
滿足桿長(zhǎng)之和定理，即AD+AB
10、基圓半徑。根據(jù)工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，推薦推程時(shí)許用壓力角取以下數(shù)值：
移動(dòng)從動(dòng)件，[α]=30～38 擺動(dòng)從動(dòng)件，[α]= 40～45
下沖頭凸輪機(jī)構(gòu)為移動(dòng)從動(dòng)件 α=40
基圓半徑rb=26.8mm.
2.凸輪輪廓的確定
將凸輪基圓以每份10平均分割，根據(jù)下沖頭循環(huán)圖，確定每一段的升程與回程曲線。特別指出，期中160~240為保壓段，此段保持1.33秒的休止。
3.滾子半徑的確定
在330這兩點(diǎn)曲率半徑相對(duì)較小的地方畫盡量小的圓來(lái)確定其最小半徑ρmin=1.15mm.ρ＜0.8ρmin.所以，此處取滾子半徑ρ=9.2mm.
六．心得與體會(huì)
在一周多的實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)
11、過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)了許多的問(wèn)題，，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中有許多我們平時(shí)都不太重視的東西，也有很多的難題，再這一周多里我們每個(gè)人都是互相詢問(wèn)和幫助，這給了我很大的動(dòng)力，有的不懂我們就會(huì)再一起討論問(wèn)題，設(shè)計(jì)完了我們就會(huì)回到宿舍去畫圖。設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱了很多次設(shè)計(jì)書(shū)和指導(dǎo)書(shū)。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。
這次的機(jī)械設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多以前在書(shū)本沒(méi)有學(xué)到的東西，知識(shí)有了較大的提升，特別是對(duì)干粉壓片機(jī)的結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)分析更加清楚深刻。真用鉛筆來(lái)做圖真的很困難，怪不得大家都喜歡CAD。在這次課程設(shè)計(jì)中，充分利用了所學(xué)的機(jī)械原理知識(shí)，
12、根據(jù)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)分析，選用`組合成機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案，從而設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，性能優(yōu)良，工作可靠的機(jī)械系統(tǒng)。
這次課程設(shè)計(jì)讓我充分體會(huì)到設(shè)計(jì)需要大膽創(chuàng)新這一層面。創(chuàng)新也是一個(gè)國(guó)家、一個(gè)社會(huì)、一個(gè)企業(yè)必不可少的，設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新需要高度和豐富的創(chuàng)造性思維，沒(méi)有創(chuàng)造性的構(gòu)思，就沒(méi)有產(chǎn)品的創(chuàng)新，產(chǎn)品也就不具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，雖然我們的創(chuàng)新是簡(jiǎn)顯的，但這也鍛煉了我們的能力，更指明了我們努力的方向。
整個(gè)設(shè)計(jì)我基本上還滿意，由于水平有限，難免會(huì)有錯(cuò)誤，還望老師批評(píng)指正。希望答辯時(shí)，老師多提些問(wèn)題，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補(bǔ)。
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機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)壓片機(jī).doc
