3916 專用精壓機(jī)的設(shè)計
3916 專用精壓機(jī)的設(shè)計,專用,精壓機(jī),設(shè)計
專用精壓機(jī) 姓 名：杜永升
指導(dǎo)老師：劉媛媛
專 業(yè)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化 班 級：12-1 學(xué) 院：機(jī)械電氣化工程學(xué)院,1、工作原理及工藝動作過程
專用精壓機(jī)是用于薄壁鋁合金制件的精壓深沖工藝。它是將薄壁鋁板一次沖壓成為深筒形。它的工藝動作主要：
1）將新坯料送至待加工位置；
2）下模固定、上模沖壓拉延成形將成品推出模腔。,1.1工作原理及動作過程,2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求：
??? 1）沖壓執(zhí)行構(gòu)件具有快速接近工件、等速下行拉延和快速返回的運動特性。
??? 2）精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘70件；
??? 3）上模移動總行程為280mm，其拉延行程置于總行程的中部，約100mm。
??? 4）行程速比系數(shù)K≥1.3。
??? 5）坯料輸送最大距離200mm。 ?
??? 6）上模滑塊總重量為40kg，最大生產(chǎn)阻力為5000N，且假定在拉延區(qū)內(nèi)生產(chǎn)阻力均衡；
??? 7）設(shè)最大擺動構(gòu)件的質(zhì)量為40kg/m,繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量為2kg.m^2/mm，質(zhì)心簡化到桿長的中點。其它構(gòu)件的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量均忽略不計；
??? 8）傳動裝置的等效轉(zhuǎn)動慣量（以曲柄為等效構(gòu)件，其轉(zhuǎn)動慣量設(shè)為30kg.m^2，機(jī)器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)『δ』為0.05）。,3、設(shè)計任務(wù)
1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型與設(shè)計：構(gòu)思出至少3種運動方案，并在說明書中畫出運動方案草圖，經(jīng)對所有運動方案進(jìn)行比較分析后，選擇其中認(rèn)為比較好的方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，該機(jī)構(gòu)最好具有急回運動特性。
2）傳動系統(tǒng)的設(shè)計，沖壓機(jī)構(gòu)、滑塊送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計，包括尺寸設(shè)計。
3）畫出最終方案的機(jī)構(gòu)運動簡圖。
4）撰寫設(shè)計說明書。,4、方案的設(shè)計
整個機(jī)構(gòu)可分為2大部分:
1)沖壓機(jī)構(gòu)
主要運動構(gòu)件：上模
2)送料機(jī)構(gòu)
主要運動構(gòu)件：推桿
且送料機(jī)構(gòu)實現(xiàn)間歇送料可采用曲柄-滑塊送料機(jī)構(gòu).
如果考慮到成品有切邊的情況，則需要一個將拉延后的成品上頂?shù)臋C(jī)構(gòu)來配合推桿完成推成品出模腔的運動。,4.1 方案1
凸輪—連杠沖壓機(jī)構(gòu) ＋ 擺桿—滑塊送料機(jī)構(gòu),沖壓機(jī)構(gòu)由凸輪控制其運動方式，無太大的受力，需要的傳動結(jié)構(gòu)簡單，通過倒置法能夠確定凸輪的大致輪廓。
送料機(jī)構(gòu)是由擺桿滑塊機(jī)構(gòu)組成的，按機(jī)構(gòu)運動循環(huán)圖可確定搖桿工作位置和從動件的運動規(guī)律，使其能在規(guī)定時間內(nèi)將工件送至待加工位置。,凸輪—連杠沖壓機(jī)構(gòu) + 搖桿—滑塊送料機(jī)構(gòu),4.2 方案2
凸輪—連桿沖壓送料機(jī)構(gòu)
送料和沖壓機(jī)構(gòu)都是由凸輪連桿機(jī)構(gòu)組成。連桿機(jī)構(gòu)可通過對桿長的計算設(shè)計，當(dāng)選擇好適當(dāng)?shù)臈U長尺寸后，能實現(xiàn)所需的行程速比以及運動要求。通過鉸鏈點與桿長的適當(dāng)選擇，能使機(jī)構(gòu)具有較小的壓力角和較為理想的傳動角，使其達(dá)到運動功能，滿足傳動要求。
凸輪輪廓線可根據(jù)運動的要求用機(jī)構(gòu)倒置法求出，從而使送料、沖壓和上頂同時完成，并也能滿足急回與勻速這一運動要求，在完成預(yù)定運動的同時，使整個加工效率提高。,凸輪—連桿沖壓送料機(jī)構(gòu),4.3 方案3:
擺動導(dǎo)桿沖壓機(jī)構(gòu) + 曲柄-滑塊送料機(jī)構(gòu)
沖壓機(jī)構(gòu):參考《機(jī)械原理》（P38）中的機(jī)構(gòu),并且經(jīng)過改進(jìn)，將其凸輪機(jī)構(gòu)高副低代后得到了由搖桿和滑塊組成的擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。
導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的尺寸確定可按給定的行程速度變化系數(shù)K設(shè)計，上模將具有急回的特性，搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的組合可按照要求使上模在工作段接近于勻速。
送料機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊送料機(jī)構(gòu)通過齒輪與上部曲柄軸相連?？烧{(diào)節(jié)其在整個運動中的初始位置使推桿在預(yù)定時間將胚料送至待加工的位置。如取一定的偏距，則其也具有急回的特性。,擺動-導(dǎo)桿沖壓機(jī)構(gòu) + 曲柄-滑塊送料機(jī)構(gòu),5、確定設(shè)計方案
在3個方案全部提出后，我進(jìn)行了對比。各個方案都由不同的基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)組合而成，且基本都可完成設(shè)計要求的運動。但是第3方案穩(wěn)定性良好，傳動平穩(wěn)，整體結(jié)構(gòu)比較簡單，方便制造，經(jīng)濟(jì)性較好；加工成本也是相對而言比較少的?？蓾M足急回運動的要求，輸送配料上工作臺和上模沖壓這2 個工作步驟也可較容易的配合出來。使整個機(jī)構(gòu)完成一次送料沖壓的周期。,考慮到配料被沖壓成形之后如果還留有切邊，則成品就不能從下模的下部離開，而在第3方案的設(shè)計基礎(chǔ)上，成品只可由一機(jī)構(gòu)垂直將其頂出上模，然后同時由下一個送來的配料將其橫向地推出下模工作臺面。
這樣就在第3方案的基礎(chǔ)上增加了一個”上頂“機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)的運動方向基本和上模相同，上模在回程時呈現(xiàn)出急回的特性，而”上頂”機(jī)構(gòu)為了能迅速的將在下模中的成品頂出，其需要急速向上運動的特性。,最終決定的專用精壓機(jī)機(jī)構(gòu)的運動簡圖,JUMP,5.1 機(jī)構(gòu)運動循環(huán)圖,由機(jī)構(gòu)運動循環(huán)圖可知：機(jī)構(gòu)在一個運動周期內(nèi)，當(dāng)上模運動在它的正行程時，推桿和上頂機(jī)構(gòu)都在回程中；當(dāng)上模沖壓完成之后，推桿開始將胚料輸送至待加工位置，上頂機(jī)構(gòu)也同時將成品頂出下模，實現(xiàn)一個工作周期。,5.2.1上模沖壓機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計
5.2.2傳動系統(tǒng)尺寸設(shè)計,5.2 機(jī)構(gòu)尺寸的設(shè)計計算,5.2.1 上模沖壓機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計,因要求K>1.3，取K=1.8 , 得極位夾角θ=52°；
另要求上模的總行程H=280mm
設(shè)α為DE與豎直方向夾角
由前圖可得：2*CD*sin(θ/2)+DE*(1-cosα)=280
且因β極小
上式可變?yōu)椋?*CD*sin(θ/2)=280
得 CD=320mm
取曲柄AB=250mm，得知 AC=513mm
BACK,JUMP BACK,5.2.2 傳動系統(tǒng)尺寸設(shè)計,整個機(jī)構(gòu)的傳動系統(tǒng)是由5個齒輪組成的，2個大齒輪F，L的存在是為了幫助3個小齒輪之間的傳動，并讓3個主要負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)運動特性的小齒輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向都一致。
為了計算的方便和統(tǒng)一，取3個小齒輪的尺寸相同，分度圓直徑為160mm；2個大齒輪的尺寸也相同，分度圓直徑為320mm。取模數(shù)m=8，則得出小齒輪的齒數(shù)z=20，大齒輪的齒數(shù)z=40。
為了使推桿有急回特性，使其在回程時不與前進(jìn)得胚料有碰撞,取其正偏距e=150mm。
BACK,6.動力元件的選擇,經(jīng)過計算需要功率746W的電動機(jī)，考慮到傳動過程中的功率損失，查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》選用型號Y90L-6的電動機(jī)。額定功率1.1KW，轉(zhuǎn)速910r/min；同理減速箱也選用標(biāo)準(zhǔn)型號ZSY三級圓柱齒輪減速器；聯(lián)軸器亦是標(biāo)準(zhǔn)型號GIICL1的聯(lián)軸器。,7.齒輪的設(shè)計,,,,,根據(jù)設(shè)計要求需要5個齒輪。又為了方便制造，減少成本。取三個相同的小齒輪，兩
個相同的大齒輪。齒輪對稱布置，軟齒面。設(shè)計小齒輪采用40MnB，調(diào)質(zhì)處理 ；大齒
輪用ZG35SiMn，調(diào)質(zhì)處理 。如下圖（具體數(shù)據(jù)和校核部分見于說明書）,小齒輪,大齒輪,8.軸的設(shè)計,此設(shè)計中用到了五根齒輪軸，根據(jù)設(shè)計要求兩根大齒輪軸相同，三根小齒輪軸相同。而軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以熱處理或化學(xué)處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度。所以我用的是45鋼，調(diào)質(zhì)處理。結(jié)構(gòu)如下圖：（校核部分見說明書）,大齒輪軸,小齒輪軸,9.其他零件的選擇,其他零件包括（鍵、滾動軸承、軸承端蓋。銷、連桿、曲柄、沖壓錘等）在沒有具體要求前提下均選擇普通的標(biāo)準(zhǔn)件。具體見設(shè)計說明書。,10.結(jié)語,通過本次畢業(yè)設(shè)計，我深深的體會到自己在理論知識方面和實際操作方面的欠缺，同時也認(rèn)識到自己在知識的掌握方面不足，導(dǎo)致設(shè)計過程中出現(xiàn)許多的失誤和差錯?？傮w來說，在這次畢業(yè)設(shè)計中，收獲很大，至于好壞就可以體現(xiàn)出水平問題了。希望以后的畢業(yè)生能做到更好。,11.感謝,對于這次畢業(yè)設(shè)計的完成，承蒙指導(dǎo)老師劉媛媛老師的耐心指導(dǎo)。在整個設(shè)計的過程中，她耐心的指導(dǎo)，才使我的設(shè)計順利完成，同時也感謝在這幾年中給予我知識的各位老師以及在設(shè)計過程中給我提出很好意見的同學(xué)們。謝謝你們！,
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