壓片成型機(jī)說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)械原理課程機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)名稱：壓片成型機(jī) 專 業(yè)： 班 級(jí)： 組 長(zhǎng)： 組 員： 指導(dǎo)教師：2012年 05月14日2011年05月21日目錄一、 前言····································&#

2、183;·························二、 課程設(shè)計(jì)目的·······················

3、;·························三、 壓片機(jī)工作原理及工藝流程······················&#

4、183;· 1.設(shè)計(jì)題目···············································&

5、#183;······ 2.設(shè)計(jì)方案提示·········································

6、3;········· 3.設(shè)計(jì)任務(wù)（設(shè)計(jì)要求）······································

7、83;·4.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；······································· a.上沖頭設(shè)計(jì)······&

8、#183;·················· b.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)······················· 四 構(gòu)件組合運(yùn)動(dòng)分析····

9、3;·······························五、 自我評(píng)價(jià)與總結(jié)·················

10、························六、 參考書(shū)目·························

11、;··················七、 附圖·······························

12、··························前言 作為一名機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，在今后學(xué)習(xí)和工作中總會(huì)遇到許多關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)和使用方法方面的問(wèn)題?，F(xiàn)在世界各國(guó)間的競(jìng)爭(zhēng)主要表現(xiàn)為綜合和國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)。要提高我國(guó)綜合國(guó)力，就要在一切生產(chǎn)部門實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，這就需要?jiǎng)?chuàng)造出大量的、種類繁多的、新穎優(yōu)良的機(jī)械來(lái)裝備各行各業(yè)，為各行業(yè)的高速發(fā)展

13、創(chuàng)造有利條件。而任何新技術(shù)、新成果的獲得，莫不依賴于機(jī)械工業(yè)的支持。所以，機(jī)械工業(yè)是國(guó)家綜合國(guó)力發(fā)展的基石。為了滿足各行各業(yè)和廣大人民群眾日益增長(zhǎng)的新需求，就需要?jiǎng)?chuàng)造出越來(lái)越多的新產(chǎn)品?，F(xiàn)代機(jī)械工業(yè)對(duì)創(chuàng)造型人才的渴求與日俱增。當(dāng)今世界正經(jīng)歷著一場(chǎng)新的技術(shù)革命，新概念、新理論、新方法、新工藝不斷出現(xiàn)，作為向各行各業(yè)提供裝備的機(jī)械工業(yè)也得到了迅猛發(fā)展。現(xiàn)代機(jī)械日益向高速、重載、高精度、高效率、低噪聲等方向發(fā)展，對(duì)機(jī)械行業(yè)的要求也越來(lái)越苛刻。本說(shuō)明書(shū)采用圖形與文字結(jié)合的方式對(duì)某物料壓片機(jī)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)解讀。二、課程設(shè)計(jì)目的機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)逐步求精和細(xì)化的過(guò)程，隨著設(shè)計(jì)過(guò)程的發(fā)展，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和參數(shù)將逐漸清晰和

14、不斷完善。設(shè)計(jì)方案是多解的，能夠滿足一定功能和要求的設(shè)計(jì)方案不是唯一的，所以機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程也是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程。機(jī)械設(shè)計(jì)根據(jù)使用要求對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸以及潤(rùn)滑方式等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算，并將其轉(zhuǎn)化為制造依據(jù)。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械產(chǎn)品性能的最主要環(huán)節(jié)，整個(gè)過(guò)程蘊(yùn)涵著創(chuàng)新和發(fā)明。為了進(jìn)一步掌握機(jī)械原理課程的理論知識(shí)，將課堂所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，理解和加深機(jī)械原理和設(shè)計(jì)方法，為今后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打一定基礎(chǔ)，我們積極參加了這次機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)。三、 壓片機(jī)工作原理及工藝流程1.設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)自動(dòng)壓片成形機(jī)，將具有一定濕度的粉狀原料（

15、如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形位置，經(jīng)壓制成形后脫離該位置。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。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。 壓片成形機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表方案號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min生產(chǎn)率片/min成品尺寸（×d）Mm，mm沖頭壓力kgm kgm kgA145010100×6015,000 0.10125B9701560×3510,0000.08104C9702040×2010,0000.0593  圖1 壓片成形機(jī)工藝動(dòng)作壓片成形機(jī)的工藝動(dòng)作是,如圖1所示: (1)干粉料均勻篩入圓筒形型腔（圖1a）。 (2)

16、下沖頭下沉3mm，預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)粉料撲出（圖1b）。 (3)上、下沖頭同時(shí)加壓（圖1c），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（圖1d）。 (5)料篩推出片坯（圖1e）。圖二上沖頭、下沖頭、送料篩的設(shè)計(jì)要求是： (1)上沖頭完成往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)（鉛錘上下），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0.4秒左右。因沖頭上升后要留有料篩進(jìn)入的空間，故沖頭行程為90100mm。因沖頭壓力較大，因而加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有增力功能（圖2a）。 (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，將成型片坯頂?shù)脚c臺(tái)面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下

17、移21mm，到待料位置（圖2b）。 (3)料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)篩料，然后向左退回。待批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（圖2c）。上沖頭、下沖頭與送料篩的動(dòng)作關(guān)系見(jiàn)下表。動(dòng)作關(guān)系表上沖頭進(jìn)退送料篩退近休進(jìn)遠(yuǎn)休下沖頭退近休進(jìn)遠(yuǎn)休2.設(shè)計(jì)方案提示 (1)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)包括：實(shí)現(xiàn)上沖頭運(yùn)動(dòng)的主加壓機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)下沖頭運(yùn)動(dòng)的輔助加壓機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)料篩運(yùn)動(dòng)的上下料機(jī)構(gòu)。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須能滿足工藝上的運(yùn)動(dòng)要求，可以有多種不同型式的機(jī)構(gòu)供選用。如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。 (2)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)

18、構(gòu)串接而成。先設(shè)計(jì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，為了保證，要求搖桿在鉛垂位置的±2º范圍內(nèi)滑塊的位移量0.4mm。據(jù)此可得搖桿長(zhǎng)度r式中搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中連桿與搖桿長(zhǎng)度之比，一般取12。根據(jù)上沖頭的行程長(zhǎng)度，即可得搖桿的另一極限位置，搖桿的擺角以小于60º為宜。設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)，為了“增力”，曲柄的回轉(zhuǎn)中心可在過(guò)搖桿活動(dòng)鉸鏈、垂直于搖桿鉛垂位置的直線上適當(dāng)選取，以改善機(jī)構(gòu)在沖頭下極限位置附近的傳力性能。根據(jù)搖桿的三個(gè)極限位置（±2º位置和另一極限位置），設(shè)定與之對(duì)應(yīng)的曲柄三個(gè)位置，其中對(duì)應(yīng)于搖桿的兩個(gè)位置，曲柄應(yīng)在與連桿共線的位置，曲柄另一個(gè)位置可根據(jù)保壓時(shí)間來(lái)

19、設(shè)定，則可根據(jù)兩連架桿的三組對(duì)應(yīng)位置來(lái)設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)檢查曲柄存在條件，若不滿足要求，則重新選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心。也可以在選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心以后，根據(jù)搖桿兩極限位置時(shí)曲柄和連桿共線的條件，確定連桿和曲柄長(zhǎng)度，在檢查搖桿在鉛垂位置±2º時(shí)，曲柄對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角是否滿足保壓時(shí)間要求。曲柄回轉(zhuǎn)中心距搖桿鉛垂位置愈遠(yuǎn)，機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)愈小，沖頭在下極限位置附近的位移變化愈小，但機(jī)構(gòu)尺寸愈大。 (3)輔助加壓機(jī)構(gòu)可采用凸輪機(jī)構(gòu)，推桿運(yùn)動(dòng)線圖可根據(jù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定，要正確確定凸輪基圓半徑。為了便于傳動(dòng)，可將篩料機(jī)構(gòu)置于主體機(jī)構(gòu)曲柄同側(cè)。整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)采用一個(gè)電動(dòng)機(jī)集中驅(qū)動(dòng)。要注意主體機(jī)構(gòu)曲柄和

20、凸輪機(jī)構(gòu)起始位置間的相位關(guān)系，否則機(jī)器將不能正常工作。(4)可通過(guò)對(duì)主體機(jī)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)分析以及沖頭相對(duì)于曲柄轉(zhuǎn)角的運(yùn)動(dòng)線圖，檢查保壓時(shí)間是否近似滿足要求。進(jìn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí)，要考慮各桿（曲柄除外）的慣性力和慣性力偶，以及沖頭的慣性力。沖頭質(zhì)量m、各桿質(zhì)量m（各桿質(zhì)心位于桿長(zhǎng)中點(diǎn)）以及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)均見(jiàn)表8.5，則各桿對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可求。認(rèn)為上下沖頭同時(shí)加壓和保壓時(shí)生產(chǎn)阻力為常數(shù)。飛輪的安裝位置由設(shè)計(jì)者自行確定，計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)可不考慮其他構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。確定電動(dòng)機(jī)所需功率時(shí)還應(yīng)考慮下沖頭運(yùn)動(dòng)和料篩運(yùn)動(dòng)所需功率。3.設(shè)計(jì)任務(wù)（設(shè)計(jì)要求） (1)壓片成形機(jī)一般至少包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)

21、構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)； (2)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配，并在圖紙上畫(huà)出傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 (3)畫(huà)出機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖與運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí)，可執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作起止位置可根據(jù)具體情況重疊安排，但必須滿足工藝上各個(gè)動(dòng)作的配合，在時(shí)間和空間上不能出現(xiàn)“干涉”； (4)設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)，自行確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。計(jì)算凸輪廓線； (5)設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪機(jī)構(gòu)；(6)對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。并進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，繪出運(yùn)動(dòng)線圖。如果是采用連桿機(jī)構(gòu)作為下沖壓機(jī)構(gòu)，還應(yīng)進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析，計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(7) 三個(gè)方案圖 方案一；方案二;方案三。4.編寫設(shè)計(jì)

22、計(jì)算說(shuō)明書(shū)； 該機(jī)械系統(tǒng)包含從原動(dòng)機(jī)到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)。該機(jī)械系統(tǒng)有三套工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為使其成為一個(gè)單自由度機(jī)器，故將其設(shè)計(jì)為等速聯(lián)接機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為970r/min的電動(dòng)機(jī)，生產(chǎn)率為Q=15片/min，根據(jù)這些數(shù)據(jù)有：則機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間 T=1/Q=(1x60)/15=4s由此可知上沖頭、下沖頭和送料斗循環(huán)運(yùn)動(dòng)一次需要4s的時(shí)間，也就是驅(qū)動(dòng)上沖頭、下沖頭和送料斗的圓盤和凸輪要4s轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，即轉(zhuǎn)速n=15r/min。因此從原動(dòng)機(jī)到凸輪有降速，如下圖：確定齒輪1的齒數(shù)Z1=26，齒輪2的齒數(shù)Z2=26，渦輪齒數(shù)Z=50, 蝸桿齒數(shù)Z=1，在這個(gè)系統(tǒng)中，所有的蝸輪蝸桿都是相同的，

23、兩對(duì)直齒圓錐齒輪也是一樣的，圓錐齒輪只改變方向，不改變速度，因此有如下計(jì)算： I25 =n5/n2=Z2/Z5=20/26 則 n2=(26*n5)/20又齒輪2的轉(zhuǎn)速和蝸桿8的轉(zhuǎn)速一樣，有n2=n8,則： I89=n8/n9=n2/n9=Z9/Z8 n9=(n2*Z8)/Z9=(26*n1*Z8)/(20*Z9)=15r/min由上可得系統(tǒng)中的圓盤和凸輪的轉(zhuǎn)速都為15r/min 傳動(dòng)比計(jì)算圖a.上沖頭設(shè)計(jì)(1)確定曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸由于壓片成形機(jī)的工作壓力較大，行程較短，所以采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串接而成。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0.4

24、mm。據(jù)此 可得搖桿長(zhǎng)度：r式中搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中連桿與搖桿長(zhǎng)度之比，一般取12。取=1.5，將代入以下公式：r得r394選取搖桿r=390mm又 ，連桿L=x r=1.5×390=585mm對(duì)應(yīng)上沖頭機(jī)構(gòu)中的桿件，此處的r為BD桿，L為DE桿。 上沖頭機(jī)構(gòu)圖(2) 確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸用圖解法求解曲柄AC和連桿CD的長(zhǎng)度： 附圖可以確定鉸鏈中心A的位置，過(guò)A點(diǎn)分別作與CD桿的連線AD1、AD2，又因?yàn)锳D1CDAC，AD2CDAC； AD1166mm，AD2550mm；計(jì)算得： AC192mm，CD358mm；綜上，的上沖頭各桿件的尺寸如下 AC=192mm CD=358mm BD=3

25、90mm DE=585mm（3）檢驗(yàn)曲柄存在條件:由pro/e得出AB=526，于是有： AB+ACCD+BD 有：AB+AC=526+192=718mm CD+BD= 358+390=748mm 由上可知AB+ACCD+BD成立，滿足桿長(zhǎng)條件，且最短桿為曲柄，所以該機(jī)構(gòu)有曲柄存在。b.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）下沖頭中的凸輪： 由于壓片成形機(jī)的工作壓力較大，因此選擇直動(dòng)滾子推桿盤型凸輪，根據(jù)行程要求及工藝要求設(shè)定凸輪的基圓半徑R0=80mm，偏心距e=0，滾子半徑r0=4mm,凸輪以等角速度w轉(zhuǎn)動(dòng)，推桿行程h=3mm，其推桿運(yùn)動(dòng)路線圖如下: c.送料凸輪要使料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)篩料，然后向左退回。待批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。送料機(jī)構(gòu)主要作用是將坯料送到加工位置，且能實(shí)現(xiàn)間歇要求，對(duì)承載能力要求低，故采用凸輪機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)送料凸輪的基圓半徑R0=100mm,偏心距e=0，滾子半徑r0=5mm，凸輪以等角速度w轉(zhuǎn)動(dòng)，其推桿運(yùn)動(dòng)路線圖如下表：四構(gòu)件組合運(yùn)動(dòng)分析1、按工藝動(dòng)作可分解為三個(gè)機(jī)構(gòu)：（1）送料