機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)60機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書壓片機(jī)

1 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 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 2010 年 7 月 2 日 2 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 3 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。 （ 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。 料篩 型腔 下沖頭 粉料 21 3 片坯 下沖頭 下沖頭 上沖頭 5 下沖頭 上沖頭 8 片坯 21 3 4 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) /： 0.10； 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 4550mm，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，工作過程中污損比較嚴(yán)重。 21 3 5 8 上沖頭 下沖頭 5 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。但上沖頭行程要求有90100mm，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 6 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)。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。 7 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 8 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 選取 =1.5 代入公式 ： r 2s in2c o s14.022得 r 394 選取 r=390 ; L =r =390 1.5=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-r cos+ 22 )sin ( rL -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. 通過圖解法求出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄與連桿的長(zhǎng)度 h 9 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 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+ABCD+BC,確保了曲柄的存在。 綜上所述 上沖頭機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)如下： 曲柄 97 曲柄連桿 171 搖桿 390 滑塊連桿 L 585 5-2.凸輪的設(shè)計(jì)： 1.凸輪基圓的確定 由運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖最大斜率 40.1 10 因?yàn)榇嗽O(shè)計(jì)中的凸輪均為對(duì)心凸輪，則基圓半徑公式為： sddsr t a n 為了使機(jī)構(gòu)能順利工作，規(guī)定了壓力角的許用值 ，在使 的前提下， 選取盡你可能小的基圓半徑。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， =30 38 擺動(dòng)從動(dòng)件， = 40 45 下沖頭凸輪機(jī)構(gòu)為移動(dòng)從動(dòng)件 =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 min=1.15mm. 0.8 min.所以，此處取滾子半徑=9.2mm. 11 六心得與體會(huì) 在一周多的實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)了許多的問題， 在 設(shè)計(jì)的過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)的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱了很多次設(shè)計(jì)書和指導(dǎo)書。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)到了很多以前在書本沒有學(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)，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，沒有創(chuàng)造性的構(gòu)思