專用精壓機課程設計標準

1、1.設計任務1.1設計題目專用精壓機 1.2工作原理及工藝動作過程專用精壓機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。如圖1.1所示，上模先以比較小的速度接近坯料，然后以勻速進行拉延成形工作，以后，上模繼續(xù)下行將成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料機構從側面將坯料送至待加工位置，完成一個工作循環(huán)。圖1.11) 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膜腔。1.3原始數(shù)據和設計要求1） 動力源是電動機，作轉動；沖壓執(zhí)行構件為上模，作上下往復直移運動，其大致運動規(guī)律如圖1.2所示，具有快速接近工件、等速工作進給和快速返回的特性。2

2、) 精壓成形制品生產率約每分鐘70件。 3) 上模移動總行程為280 mm，其拉延行程置于總行程的中部，約100 mm。4) 行程速比系數(shù)K1.3。5) 坯料輸送的最大距離200 mm。6) 上?；瑝K總質量40 kg,最大生產阻力為5000 N，且假定在拉延區(qū)內生產阻力均衡；7) 設最大擺動件的質量為40kg/mm，繞質心轉動慣量為2 kgm2/mm，質心簡化到桿長的中點。其它構件的質量及轉動慣量均忽略不計；8) 傳動裝置的等效轉動慣量（以曲柄為等效構件，其轉動慣量設為30 kgm2，機器運轉許用不均勻系數(shù)為0.05） 1.4設計任務 1）按工藝動作要求擬定動作循環(huán)圖。 2）進行送料機構、沖壓

3、機構的選型。 3）機械運動方案的評價和選擇。 4）按選定的電動機和執(zhí)行機構運動參數(shù)擬定機械傳動方案。 5）進行飛輪設計。 6）畫出機械運動方案簡圖。 7）對傳動機構和執(zhí)行機構進行運動尺寸計算。 2.系統(tǒng)傳動方案設計2.1原動機類型的選擇 本機構加工的主要是鋁合金制件，且需要一次沖壓成型。故機構需要較大的沖壓力來實現(xiàn)。同時保證其精壓的質量，機構需要勻速的沖壓過程，因此我們采用具有較好的傳動性和較高接觸強度的齒輪機構?？紤]到工作效率的要求，采用曲柄滑塊機構送料，為了使整個機構能夠快速、緊密、平穩(wěn)地運行，需要機構各個部分必須相互配合，并且足夠穩(wěn)定。2.2主傳動機構的選擇（1）、 推板送料 由曲柄滑塊

4、送料機構的推板將待加工件推至預定的工作位置。（2）、 上、下模沖壓工件 擺動導桿沖壓機構在送料機構完成送料回程時已經進入沖壓工作階段。上?；瑝K先快速接近工件，接近時在以等速對其進行沖壓，而下模在等速沖壓時恰好達到極限位置，頂住工件實現(xiàn)精壓。（3）、 上?；瑝K急回、下模向上頂出工件 上?；瑝K機構急回向上退回，下模滑塊則由原本的最低極限位置向上運動，將精壓好的成品向上頂出。（4）、 推板送料并將成品推至下工作臺 曲柄滑塊送料機構完成一次送料后再次送料，而此時成品已被下模頂出下一個加工工件恰好將成品推至下工作臺。同時將新工件送至預定加工位置。3 執(zhí)行機構的選擇與比較3.1執(zhí)行機構方案的比較1、 送料

5、機構的選擇送料機構實現(xiàn)間歇送料可采用凸輪機構、凸輪連桿組合送料機構、槽輪機構等。方案一：選用凸輪機構方案一中，凸輪機構的缺點是凸輪廓線與推桿之間為點接觸，線接觸，易磨損，并且凸輪機構制作比較困難。方案二：選擇曲柄滑塊機構方案二中，運動副元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤滑好，磨損小，加工制造較容易2沖壓機構的選擇沖壓機構為保證等速拉延、回程快速的要求，可采用導桿加搖桿滑塊的六桿機構、鉸鏈四桿加搖桿滑塊的六桿機構、齒輪連桿沖壓機構等。方案一：選用曲柄滑塊機構該方案自由度為一，自由度等于原動件數(shù)，能夠滿足傳動要求，結構簡單，裝配較容易，但一級傳動角較小，機構傳力性能差。方案二: 四連桿機構+

6、搖桿滑塊機構該方案自由度等于原動件數(shù)，能夠滿足傳動要求，加壓時間較短，一級傳動角最大，效率高，成本低，工作平穩(wěn)性一般.方案三：四桿機構+曲柄滑塊機構方案一、二、三都能實現(xiàn)急回運動，綜合考慮機構的力學性能和制作成本，選用方案三。2、 頂桿機構的選擇凸輪機構設計頂桿機構的目的為了使成品推出型腔，選用下圖的凸輪機構，能夠滿足條件。3.2執(zhí)行機構方案的確定在所有方案全部提出后，小組進行了對比。各個方案都由不同的基礎機構組合而成，且基本都可完成設計要求的運動。但是考慮到后期的建模，分析等的方便，最后小組經過討論，決定送料機構選擇方案一，沖壓機構選擇方案三，頂桿機構選擇凸輪機構。4.系統(tǒng)總體運動方案的比較

7、分析確定41電動機5主滑塊2飛輪6凸模3帶輪傳動7凹模4齒輪8坯料5.擬定工作循環(huán)圖從循環(huán)圖看出，推桿和上模正行程同時開始，但推桿送料時間短，在開始沖壓前送料已經完畢，同時在上?；爻桃恍《螘r間后頂桿開始頂出成型品，在下一個運動周期開始時頂桿完成正行程。機構運動尺寸計算1、 沖壓機構1 傳動四桿機構的尺寸計算按照設計要求，擺桿質量為40kg/m，繞質心轉動轉動慣量為2kg m2 ,所以根據計算式112 40 c3 = 2 C 0.843 m取K=1.4 ,設計擺桿擺腳為 = 60。 ,由課本P120圖8-20 查得此時最小傳動角最大取值maxmin 33。 ,46。 參考課本p136式8-25則

8、=180。(k 1)/(k+1)=30。 a/d=sin30。sin(15。+46。)/cos(30。-15。) = 0.4527b/d= sin30。sin(15。+46。)/sin(30。-15。) =0.9366c/d = 1可得：a = 0.382m b = 0.790m c = d = 0.843m2 沖模連桿滑塊機構尺寸計算在剛結束沖壓時（圖中粗實線所示），OA與水平夾角為30。 ，并且沖塊和連桿在一條直線上。 回程結束時（圖中虛線所示）OA極限位置在OA處，AB處于AB處。由幾何關系可知：AB = 140 + OAsin30。AB2= OA2+ OA2cos30。2解得OA =

9、170.135mmAB = 225.067mm3 傳動機構運動分析設計要求精壓機生產效率為70件/min ，則曲柄轉動周期為T=0.857s ，曲柄平均角速度 =7.33 rad/s 。沖塊正行程時間：t =T（180 +）/360。= 0.5s回程時間：t = T t = 0.357s2、 送料機構1 送料機構尺寸由設計要求坯料輸送距離需達到200mm，所以2a = 200mm a = 100mmb桿長選取為200mm2 運動分析為保證送料和沖模運動一致，其周期也應為T = 0.857s3、 頂桿機構頂桿機構采用凸輪傳動，凸輪推程角為80。，推程時間為t = 80。/360。= 0.19s

10、回程角設計為60。，時間約為0.143s ，使其能快速回程，避免和沖塊,送料機構碰撞。工作廓線的設計由課本P163式9-17得X，= x-rrcos y， = y-rrsin其中：sin=（dx/d）（dx/d）2+(dy/d)2cos=-（dy/d）（dx/d）2+(dy/d)2推程段 1=0，80.dx/d=(ds/ d)sin1 +(r0+s)cos1=(2h/)1-cos41sin1+(r0+s)cos1dy/d=(ds/ d)cos1-(r0+s)sin1=(2h/)1-cos41 cos1+(r0+s) sin1遠休止 2=0，10.dx/d=（r0+s）cos(/2+2)dy/d=-（r0+s）sin(/2+2)回程階段3=0，60.dx/d=(ds/ d)sin（3+）+(r0+s)cos(3+)=（810h32/3-4860 h33/4+7290 h34/5