壓片成形機機械原理課程設(shè)計

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1、 機械原理課程設(shè)計 說明書 設(shè)計題目 壓片成形機 目 錄 1.設(shè)計題目………………………………………………………3 2.設(shè)計要求………………………………………………………3 3. 設(shè)計過程…………………………………………………3 4.設(shè)計內(nèi)容………………………………………………………6 5.設(shè)計步驟………………………………………………………8 6.附錄………………………………………………………

2、……11 機械原理課程設(shè)計 ——壓片成形機 前言 機械設(shè)計是一個逐步求精和細化的過程，隨著設(shè)計過程的發(fā)展，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和參數(shù)將逐漸清晰和不斷完善。設(shè)計方案是多解的，能夠滿足一定功能和要求的設(shè)計方案不是唯一的，所以機械設(shè)計過程也是一個創(chuàng)新的過程。 機械設(shè)計根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸以及潤滑方式等進行構(gòu)思、分析和計算，并將其轉(zhuǎn)化為制造依據(jù)。機械設(shè)計是機械產(chǎn)品生產(chǎn)的第一步，是決定機械產(chǎn)品性能的最主要環(huán)節(jié)，整個過程蘊涵著創(chuàng)新和發(fā)明。 為了進一步掌握機械原理課程的理論知識，將課堂所學知識運用于實踐，理解和加深機械原理和設(shè)計方

3、法，為今后專業(yè)課程的學習打一定基礎(chǔ)，我們積極參加了這次機械創(chuàng)新設(shè)計。 一、.設(shè)計題目 1.1干粉壓片機的概述 干粉壓片機是指利用傳動系統(tǒng)將電動機的轉(zhuǎn)速降低帶動執(zhí)行機構(gòu)對粉末物質(zhì)采取上下進行加壓而成片狀。根據(jù)干粉壓片機的傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)不同，干粉壓片機可以分為單片式壓片機，旋轉(zhuǎn)式壓片機，亞高速旋轉(zhuǎn)式壓片機、全自動高速壓片機以及旋轉(zhuǎn)式包芯壓片機。 干粉壓片機的使用行業(yè)很廣泛。如制藥廠、電子元件廠、陶瓷廠、化工原料廠等等，而且壓片機還能用來做沖壓設(shè)備。 壓片機在歐美壓片機出現(xiàn)的較早。而在國內(nèi)到1949年，上海市的天祥華記鐵工廠仿造成英國式33沖壓片機；1951年，根據(jù)美國16沖壓

4、片機改制成國產(chǎn)18沖壓片機，這是國內(nèi)制造的最早制藥機械；1957年，設(shè)計制造了ZP25-4型壓片機；1960年，自行設(shè)計制造成功60-30型壓片機，具有自動旋轉(zhuǎn)、壓片的功能。同年還設(shè)計制造了ZP33型、ZP19型壓片機。“七五”期間，航空航天部206所HZP26高速壓片機研制成功。1980年，上海第一制藥機械廠設(shè)計制造了ZP-21W型壓片機，達到國際上世紀80年代初的先進水平，屬國內(nèi)首創(chuàng)產(chǎn)品。1987年，引進聯(lián)邦德國Fette公司微機控制技術(shù)，設(shè)計制造了P3100-37型旋轉(zhuǎn)式壓片機，具有自動控制片劑重量、壓力、自動數(shù)片、自動剔除廢片等功能，封閉結(jié)構(gòu)嚴密、凈化程度達到GMP要求。1997，年上

5、海天祥健臺制藥機械有限公司研發(fā)了ZP100系列旋轉(zhuǎn)式壓片機、GZPK100系列高速旋轉(zhuǎn)式壓片機。進入21世紀，隨著GMP認證的深入，完全符合GMP的ZP系列旋轉(zhuǎn)式壓片機相繼出現(xiàn)：上海的ZP35A、山東聊城的ZP35D等。高速旋轉(zhuǎn)式壓片機在產(chǎn)量、壓力信號采集、剔廢等技術(shù)上有了長足的發(fā)展，最高產(chǎn)量一般都大于300000片/小時，最大預壓力20kN，最大主壓力80kN或10080kN。譬如，北京國藥龍立科技有限公司的GZPLS-620系列高速旋轉(zhuǎn)式壓片機、上海天祥健臺制藥機械有限公司的GZPK3000系列高速旋轉(zhuǎn)式壓片機、北京航空制造工程研究所的PG50系列高速旋轉(zhuǎn)式壓片機等。隨著制造加工工藝水平、

6、自動化控制技術(shù)的提高以及壓片機使用廠家各種不同的特殊需求，各種特殊用途的壓片機也相繼出現(xiàn)。譬如，實驗室用ZP5旋轉(zhuǎn)式壓片機、用于干粉壓片的干粉旋轉(zhuǎn)式壓片機、用于火藥片劑的防爆型ZPYG51系列旋轉(zhuǎn)式壓片機等。 國內(nèi)壓片機的現(xiàn)狀：（1）壓片機規(guī)格眾多、數(shù)量大；（2）操作簡單；（3）技術(shù)含量較低，技術(shù)創(chuàng)新后力不足。國外壓片機的現(xiàn)狀：高速高產(chǎn)、密閉性、模塊化、自動化、規(guī)?；跋冗M的檢測技術(shù)是國外壓片機技術(shù)最主要的發(fā)展方向。 1.2、工作原理及工藝動作過程 干粉壓片機的功用是將不加粘結(jié)劑的干粉料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形置壓制成φh圓型片坯，經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機器的整個工作過程（送料

7、、壓形脫離）均自動完成。該機器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。其工藝動作的分解如圖1—1 圖1—1工藝動作分解 （1）料篩在模具型腔上方往復振動，將干粉料篩入直徑為26mm、深度為30mm的筒形型腔，然后向左退出45mm。 （2）下沖頭下沉3mm，以防上沖頭進入型腔時把粉料撲出。（3）上沖頭進入型腔4mm。 （4）上、下沖頭同時加壓，各移動12mm，將產(chǎn)生壓力，要求保壓一定時間，保壓時約占整個循環(huán)時間的1/10。 （5）上沖頭退回，下沖頭隨后以稍慢速度向上運動，頂出壓好的片坯。 （6）為避免干涉，待上沖頭向上移動90mm后，料篩向右運動推 走片坯，接著料篩往復振動，繼續(xù)下

8、一個運動循環(huán)。 1.3壓片機工藝流程 壓片機是將陶瓷干粉或煤粉料壓制成厚度為5mm的圓形片坯。其工藝流程是： (1)干粉料均勻篩入團筒形型腔(圖a)； (2)下沖頭下沉3mm，預防上沖頭進入型腔時將粉料撲出(圖b)； (3)上、下沖頭同時加壓(圖c)，并保壓一段時間； (4)上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯(圖d)； (5)料篩推出片坯。 1.4.壓片成形機設(shè)計數(shù)據(jù) 電動機轉(zhuǎn)速/（r/min）：1450； 生產(chǎn)率/(片/min)：10； 沖頭壓力/N：150 000； 機器運轉(zhuǎn)

9、不均勻系數(shù)/δ：0.10； 下沖頭 上沖頭 8 5 3 21 二、設(shè)計要求 1.將陶瓷干粉料直接34mm,厚度5mm的圓形片坯后，接料裝箱運走。 2設(shè)計參數(shù)：沖頭壓力為15噸（150000N）；生產(chǎn)率為每分鐘25片； 驅(qū)動電機的功率為1.7KW—2.8KW，轉(zhuǎn)速n=940r/min—1410r/min。 3.工藝過程 （1）干粉料均勻篩入圓筒形型腔。 （2）下沖頭下沉3，以防止上沖頭向下進入型腔時講粉料撲出 （3）上、下沖頭同時加壓，并保壓一段時間（0.4s左右）。 （4）上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯。

10、 （5）料篩推離壓好的片坯。 （6）接料并裝箱。 三．設(shè)計過程 3.1、總功能分析 根據(jù)題目要求，要最終將干粉壓制成片坯。若要求獲得質(zhì)量較好的成品，可采用諸多方法。下面采用黑箱法進行分析：由黑箱法分析可得到：為了達到高效、方便的目的，采用機械自動加工的方法比較好，因此本題采用了自動加工的方法壓制片坯。 3.2、總功能分解 該干粉壓片機通過一定的機械能把原料（干粉）壓制成成品，其功能分解如圖2—1 圖2—1總功能分解 設(shè)計干粉壓片機，其總功能可以分解成以下幾個工藝動作： (1)送料機構(gòu)：為間歇直線運動,這一動作可以通過凸輪上升段完成 (2)篩料：要求篩子往復震

11、動 (3)推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯 (4)送成品：通過凸輪推動篩子來將成型的片坯擠到滑道 (5)上沖頭往復直線運動，最好實行快速返回等特性。 (6)下沖頭間歇直線運動。例如下表所示的樹狀功能圖： 圖2—2樹狀功能分解 3.3、根據(jù)功能的要求，進行功能元求解干粉壓片機運動轉(zhuǎn)換功能圖如下： 3.4運動方案評估 上沖頭設(shè)計方案 方案1 說明：桿1帶動桿2運動，桿2使滑塊往復運動，同時帶動桿3運動，從而達到所要求的上沖頭的運動。此方案可以滿足保壓要求，但是上沖頭機構(gòu)制作工藝復雜，磨損較大，且需要加潤滑油，工作過程中污損比較嚴重。

12、 方案2 說明：凸輪旋轉(zhuǎn)帶動滾子運動，使桿1與桿2運動，使上沖頭上下往復運動，完全能達到保壓要求。但上沖頭行程要求有90~100mm，凸輪機構(gòu)尺寸將會變得很大很笨重。 方案3： 說明：此方案使用曲柄搖桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)串接而成，結(jié)構(gòu)簡單、輕盈，能滿足保壓要求，并能夠輕松達到上沖頭的行程要求。 綜合以上三個方案的優(yōu)缺點，認為是使用方案三進行設(shè)計是比較好的選擇。 下沖頭與料篩設(shè)計方案 如自己畫的 四、 設(shè)計內(nèi)容 4.1選擇方案 由于壓片成形機的工作壓力較大，行程較短，一般采用肘桿式增力沖壓

13、機構(gòu)作為主體機構(gòu)。它是由曲柄搖桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)串接而成。先設(shè)計搖桿滑塊機構(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，料篩采用凸輪機構(gòu)，可使其達到往復振動的運動效果；下沖頭也采用凸輪機構(gòu)，可達到保壓效果，且此方案的穩(wěn)定性較好，故選用此方案。 若選用連桿機構(gòu)，必須確定各構(gòu)件的長度；選用凸輪機構(gòu)，必須確定凸輪的理論輪廓線和實際輪廓線。 4.2繪制加壓機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖 五、設(shè)計步驟 5．1.上沖頭機構(gòu)設(shè)計： 1. 設(shè)定搖桿長度 h 選取λ=1.5 代入公式 ：r≤ 得r≤394㎜ ∴選取r=390㎜; ∴L =rλ =

14、3901.5=585㎜; 2. 確定搖桿擺角根據(jù)右圖，可知行程的計算公式為 h=L-[rcosα+-r] 此時h=100㎜ 算的擺角為32與測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. 通過圖解法求出曲柄搖桿機構(gòu)中曲柄與連桿的長度 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是搖桿鉛垂時的位置； 由題意: ∵AC2 = AB+ BC AC0 = BC-AB ∴AB=97㎜ BC=171㎜ 測量出∠B1AB1=80，為保壓角 4. 檢驗

15、曲柄存在條件 CD=390mm，AB=97mm, BC=171mm, AD(機架)=462mm 滿足桿長之和定理，即AD+AB

16、工程實踐的經(jīng)驗，推薦推程時許用壓力角取以下數(shù)值： 移動從動件，[α]=30～38 擺動從動件，[α]= 40～45 下沖頭凸輪機構(gòu)為移動從動件 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這兩點曲率半徑相對較小的地方畫盡量小的圓來確定其最小半徑ρmin=1.15mm.ρ＜0.8ρmin.所以，此處取滾子半徑ρ=9.2mm. 六．心得與體會 在一周多的實習設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)

17、了許多的問題，，在設(shè)計的過程中有許多我們平時都不太重視的東西，也有很多的難題，再這一周多里我們每個人都是互相詢問和幫助，這給了我很大的動力，有的不懂我們就會再一起討論問題，設(shè)計完了我們就會回到宿舍去畫圖。設(shè)計的過程中，我感觸最深的當屬查閱了很多次設(shè)計書和指導書。為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設(shè)計書是十分必要的，同時也是必不可少的。 這次的機械設(shè)計我學到了很多以前在書本沒有學到的東西，知識有了較大的提升，特別是對干粉壓片機的結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計分析更加清楚深刻。真用鉛筆來做圖真的很困難，怪不得大家都喜歡CAD。在這次課程設(shè)計中，充分利用了所學的機械原理知識，根據(jù)設(shè)計要求和

18、設(shè)計分析，選用`組合成機械系統(tǒng)運動方案，從而設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，性能優(yōu)良，工作可靠的機械系統(tǒng)。 這次課程設(shè)計讓我充分體會到設(shè)計需要大膽創(chuàng)新這一層面。創(chuàng)新也是一個國家、一個社會、一個企業(yè)必不可少的，設(shè)計中的創(chuàng)新需要高度和豐富的創(chuàng)造性思維，沒有創(chuàng)造性的構(gòu)思，就沒有產(chǎn)品的創(chuàng)新，產(chǎn)品也就不具有市場競爭性。在設(shè)計過程中，雖然我們的創(chuàng)新是簡顯的，但這也鍛煉了我們的能力，更指明了我們努力的方向。 整個設(shè)計我基本上還滿意，由于水平有限，難免會有錯誤，還望老師批評指正。希望答辯時，老師多提些問題，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補。 六．心得與體會 回顧起此課程設(shè)計，至今我仍感慨頗

19、多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終的完美結(jié)果。

20、 六．心得與體會 通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)~~~~~~~方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。 改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在老師的指導下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問

21、題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可 六．心得與體會 在已度過的一年半大學生活里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上把握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何往面對現(xiàn)實中的各種機械設(shè)計？如何把我們所學到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識用到實踐中往呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次課程設(shè)計的過程中，我感慨最深確當屬查閱了很多次設(shè)計書和指導書。為

22、了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設(shè)計書是十分必要的，同時也是必不可少的。我們做的是課程設(shè)計，而不是藝術(shù)家的設(shè)計。藝術(shù)家可以拋開實際，盡情在幻想的世界里翱翔，我們是工程師，一切都要有據(jù)可依.有理可尋，不切實際的構(gòu)想永遠只能是構(gòu)想，永遠無法升級為設(shè)計。記得我曾經(jīng)設(shè)計了一個很“藝術(shù)化”的減速器箱蓋吊鉤，然后找老師詢問，結(jié)果馬上被老師否定了，由于這樣的設(shè)計，理論上可用，實際上加工困難，增加產(chǎn)品本錢。所以我們工程師搞設(shè)計不要以為自己是藝術(shù)家，除非是外形包裝設(shè)計。作為一名專業(yè)學生把握一門或幾門制圖軟件同樣是必不可少的，固然本次課程設(shè)計沒有要求用autoCAD制圖，但我卻在整個設(shè)計過

23、程中都用到了它。用cad制圖方便簡潔，易修改，速度快，我的設(shè)計，大部分尺寸都是在cad上設(shè)計出來的，然后按這尺寸畫在圖紙上。這樣，有了尺寸就能很好的控制圖紙的布局。 另外，課堂上也有部分知識不太清楚，于是我又不得不邊學邊用，時刻鞏固所學知識，這也是我作本次課程設(shè)計的第二大收獲。整個設(shè)計我基本上還滿足，由于水平有限，難免會有錯誤，還看老師批評指正。希看答辯時，老師多提些題目，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補。 六．心得與體會 1.理論和實踐同等重要。理論能指導實踐，使你能事半功倍，實踐能上升成為理論，為以后的設(shè)計打下基礎(chǔ)。從校門走出后,一定要重視實踐

24、經(jīng)驗的積累,要多學多問。把學校學習的專業(yè)知識綜合的應用起來，這非常重要。 2.機械設(shè)計需要個人不斷積累不斷思考，不能為了機械而機械，一定要有自己的想法，形成自己的風格，也要有創(chuàng)新。 3.現(xiàn)在純機械已經(jīng)越來越少了,一般要求我們會一點電或者控制方面的知識了,還有就是會3D繪圖和有限元分析也好好學學。 4.做事的態(tài)度很重要!凡事都要全力以赴，認真努力去做! 5.把技術(shù)搞好就必須安心的學習，虛心向別人請教，耐心的對待每一個問題，不放過任何一個自己遇到的問題，要善于發(fā)現(xiàn)問題。 6.設(shè)計人員要不斷的學習新知識，完善自己的知識結(jié)構(gòu)，活到老學到老! 7.對國外的新設(shè)備要跟蹤,在設(shè)計上要有創(chuàng)新,搞設(shè)計的人一定要穩(wěn)重,小心,仔細,對自己的設(shè)計要多提問題,有點自問自答的感覺! 8.多到車間，多與一線老工人交流交流，你會發(fā)現(xiàn)讓你豁然開朗的感覺的!9.多多幫助你能幫上的人，這是雙贏的行為! 10.外語非常重要，特別是口語。行業(yè)的專業(yè)英語也非常重要，這將對你看國外的資料以及與國外的技術(shù)人員交流有很大的幫助! 21