機(jī)械數(shù)控機(jī)床大學(xué)方案薄壁零件沖床機(jī)構(gòu)方案

1、沖床的設(shè)計(jì)第一部分.設(shè)計(jì)題目薄壁零件沖床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)二工作原理及結(jié)構(gòu)組成該沖床用于沖制拉延薄壁零件。沖床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括沖壓機(jī)構(gòu)和送料 機(jī)構(gòu)，其工作原理如圖1a所示，上模先以較大速度接近坯料，然后以勻速進(jìn)行 拉延成型工作，此后上模繼續(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(jī)構(gòu)從側(cè)面將坯料送至待加工位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。圖1沖床工藝動(dòng)件與上模運(yùn)動(dòng)受力情況要求設(shè)計(jì)能使上模按上述運(yùn)動(dòng)，要求加工零件的沖壓機(jī)構(gòu)和從側(cè)面將坯料推送 之下模上方的送料機(jī)構(gòu)，以及沖床的傳動(dòng)系統(tǒng)。三設(shè)計(jì)要求與技術(shù)條件1）以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，下模固定，從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件）為上模，做上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其大致運(yùn)動(dòng)規(guī)律

2、如圖b所示，具有快速下沉，等速工作進(jìn)給和快速返回 等特性。2）機(jī)構(gòu)應(yīng)具有良好的傳力性能，工作斷的傳動(dòng)角r大于或等于許用傳動(dòng)角r=40 度。3）上模到達(dá)工作段之前，送料機(jī)構(gòu)已將坯料送至待加工位置（下模上方）。4）生產(chǎn)率為每分鐘70件。5）上模的工作長(zhǎng)度l=4060mm,對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角。=（1/31/2 ） n;上?？傂谐涕L(zhǎng)度必須大于工作段長(zhǎng)度的兩倍以上；6.上模在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)的受力如圖 c）所示，在工作段所受的阻力F= 5000N 在其他階段所受的阻力Fi = 50N;7 行程速比系數(shù)K 1.5 ;8.送料距離H=60250mm9 .機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)S不超過(guò)0.05。若對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析

3、，為方便起見，其所需參數(shù)值建議如下選?。?）設(shè)連桿機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件均為等截面均質(zhì)桿，其質(zhì)心在桿長(zhǎng)的中點(diǎn)，而曲柄的質(zhì)心則與回轉(zhuǎn)軸線重合；2）設(shè)各構(gòu)件的質(zhì)量按每米40kg計(jì)算，繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量按每米2kg m計(jì)算；3） 轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)，移動(dòng)滑塊的質(zhì)量設(shè)為36kg；6）傳動(dòng)裝置的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（以曲柄為等效構(gòu)件）設(shè)為 30kg m ；7）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)S不超過(guò)0.05。對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí)，參數(shù)值課在如下選?。?）設(shè)連桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件均為等截面勻質(zhì)桿，其質(zhì)心在桿的中點(diǎn)，而曲柄的質(zhì)心則 與回轉(zhuǎn)軸線重合。2）各構(gòu)件質(zhì)量按40kg/m計(jì)算，繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量按2kg.m2/m計(jì)算。3） 轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊

4、的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)，移動(dòng)滑塊的質(zhì)量為36kg。4）傳動(dòng)裝置的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（以曲柄為等效構(gòu)件）設(shè)為 30kg.m2。四.傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)沖床傳動(dòng)系統(tǒng)如圖所示。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)降低后驅(qū)動(dòng)機(jī)器主軸運(yùn)轉(zhuǎn)。原動(dòng)機(jī)為三相交流異步電動(dòng)機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速選為1500r/min，可選用如下型號(hào)：電機(jī)型號(hào)額定功率（kw）額定轉(zhuǎn)速（r/min ）Y100L243.01420Y112M4.01440Y132S5.51440由生產(chǎn)率可知主軸轉(zhuǎn)速約為70r/min，若電動(dòng)機(jī)暫選為丫112M-4,則傳動(dòng)系 統(tǒng)總傳動(dòng)比約為廠丄八。取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比ib=2，則齒輪減速器的傳動(dòng)比 i g=10.285，故可選用兩級(jí)齒

5、輪減速器。-L第二部分一.執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)及討論該沖壓機(jī)械包含兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即沖壓機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)。沖壓機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件是曲柄，從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件）為滑塊（上模），行程中有等速運(yùn)動(dòng)段（稱工作段）， 并具有急回特性；機(jī)構(gòu)還應(yīng)有較好的動(dòng)力特性。要滿足這些要求，用單一的基本 機(jī)構(gòu)如偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是難以實(shí)現(xiàn)的。 因此，需要將幾個(gè)基本機(jī)構(gòu)恰當(dāng)?shù)亟M合 在一起來(lái)滿足上述要求。送料機(jī)構(gòu)要求作間歇送進(jìn)，比較簡(jiǎn)單。實(shí)現(xiàn)上述要求的 機(jī)構(gòu)組合方案可以有許多種。下面介紹幾個(gè)較為合理的方案。1. 齒輪一連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪一連桿送料機(jī)構(gòu)如圖53所示，沖壓機(jī)構(gòu)采用了有兩個(gè)自由度的雙曲柄七桿機(jī)構(gòu)，用齒輪 副將其封閉為一個(gè)自由度。

6、恰當(dāng)?shù)剡x擇點(diǎn)C的軌跡和確定構(gòu)件尺寸，可保證機(jī)構(gòu) 具有急回運(yùn)動(dòng)和工作段近于勻速的特性，并使壓力角 盡可能小。送料機(jī)構(gòu)是由凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成的，按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可確定凸輪推程運(yùn)動(dòng)角和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使其能在預(yù)定時(shí)間將工件推送至待加工位 置。設(shè)計(jì)時(shí)，若使1。1莎，可減小凸輪尺寸。圖53沖床機(jī)構(gòu)方案之一圖54沖床機(jī)構(gòu)方案之二2導(dǎo)桿一搖桿滑塊沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪送料機(jī)構(gòu)如圖54所示，沖壓機(jī)構(gòu)是在導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，串聯(lián)一個(gè)搖桿滑塊機(jī)構(gòu) 組合而成的。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)，它和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合可達(dá) 到工作段近于勻速的要求。適當(dāng)選擇導(dǎo)路位置，可使工作段壓力角較小。送料機(jī)構(gòu)的凸輪軸通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)與曲

7、柄軸相連。按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可確定凸 輪推程運(yùn)動(dòng)角和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將工件送至待加工位 置。3.六連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪一連桿送料機(jī)構(gòu)如圖55所示，沖壓機(jī)構(gòu)是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合而成的。四桿機(jī)構(gòu)可按行程速比系數(shù)用圖解法設(shè)計(jì)，然后選擇連桿長(zhǎng)Ief及導(dǎo)路位置，按工作段近于勻速的要求確定鉸鏈點(diǎn) E的位置。若尺寸選擇適當(dāng)，可使執(zhí)行構(gòu)件 在工作段中運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角 丫滿足要求，壓力角較小。凸輪送料機(jī)構(gòu)的凸輪軸通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)與曲柄軸相連，若按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定凸輪轉(zhuǎn)角及其從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將工件送至待加工位置。設(shè)計(jì)時(shí)，使IihVIir，則可減小凸輪尺寸。圖5

8、5沖床機(jī)構(gòu)方案之四圖56沖床機(jī)構(gòu)方案之4 凸輪一連桿沖壓機(jī)構(gòu)和齒輪一連桿送料機(jī)構(gòu)如圖56所示，沖壓機(jī)構(gòu)是由凸輪一連桿機(jī)構(gòu)組合，依據(jù)滑塊D的運(yùn)動(dòng)要求，確定固定凸輪的輪廓曲線。送料機(jī)構(gòu)是由曲柄搖桿扇形齒輪與齒條機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成，若按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的尺寸，則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將工件送至待加工位置。在選擇方案時(shí)，我主要從以下幾個(gè)方面考慮：1）所選方案是否能滿足要求的性能指標(biāo)；2）結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單、緊湊；3）制造是否方便，成本可否降低。綜上考慮我認(rèn)為方案2是最為合理的方案，下面就其設(shè)計(jì)及其計(jì)算進(jìn)行分 析。第三部分沖壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由方案2可知，沖壓機(jī)構(gòu)是由六桿機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)組和而成。一.六桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

9、計(jì)算的方法：上模在工作段（也即沖頭的的位移是 85mm對(duì)應(yīng)曲柄的轉(zhuǎn)角是80度，可以計(jì)算出 CD=135m，AC=210m，曲柄長(zhǎng)度 AB=135m。此時(shí)沖頭的位移大致為 l=85mm用上述方法計(jì)算出的各段長(zhǎng)度有一定誤差，但是基本能滿足沖床的工作要求。1. 齒輪的設(shè)計(jì)齒輪的中心距為160mm模數(shù)m=5mm采用標(biāo)準(zhǔn)直齒遠(yuǎn)齒輪傳動(dòng)，z1=28, z2=34.2. 六桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分析機(jī)構(gòu)在進(jìn)行受力分析時(shí)，先依據(jù)在工作段所受的阻力 F0=6000N并且認(rèn)為工作 段的內(nèi)力為常數(shù)，可以求得曲柄AB的平衡力矩Mb=170曲柄的角速度V=30,所 以可獲得工作段的功率，計(jì)入個(gè)傳動(dòng)的效率，可得電動(dòng)機(jī)的功率約為 5

10、.3kw。故 確定的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為丫132S-4 （額定功率為5.5kw）滿足要求。6000.03000 n4000 .u200U.0SFORCEJ Elenient Force.Y5000.01000.0C.00.0Analysis： L&stJ?un沖頭的受力圖3. 機(jī)構(gòu)的循環(huán)圖依據(jù)沖壓機(jī)構(gòu)分析結(jié)果以及對(duì)送料機(jī)構(gòu)的要求，可知道：主動(dòng)件AB由初始位置（沖頭位于上極限點(diǎn)）轉(zhuǎn)過(guò)180度時(shí)，沖頭快速接近坯料；又當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò) 100度時(shí)，沖頭近似等速向下沖壓坯料，并繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)將坯料沖出型腔；當(dāng)曲 柄再轉(zhuǎn)過(guò)80度時(shí)，沖頭退出下模，回到初始位置，完成一個(gè)循環(huán)。送料機(jī)構(gòu)的 動(dòng)作，只能在沖頭退出下模后到?jīng)_頭

11、下一次接觸工件的范圍內(nèi)進(jìn)行。r.u UI6LI5沖頭位移-速度圖像5.010.D15.020送料機(jī)構(gòu)位移圖像二送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)主要是由凸輪和推桿組成。 要設(shè)計(jì)凸輪，可依據(jù)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的角度來(lái)設(shè)計(jì)。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)180度時(shí)，此時(shí)已將坯料送至待加工的位置， 這時(shí)是沖頭的沖壓過(guò)程；當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)100度時(shí)，應(yīng)是凸輪的近休階段；當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò) 80度時(shí)，這時(shí)時(shí)凸輪的近休階段，推桿基本停止不動(dòng)（即推桿沒(méi)有位移）；可根據(jù)此條件 來(lái)設(shè)計(jì)凸輪。0100040R=40200.9396930.342023.33333314.8208740.72001e=0400.7660440.6427886.66666729.99676

12、35.74874S0=40600.50.8660251043.3012725800.1736480.98480813.3333352.523089.261236100-0.173650.98480816.6666755.80577-9.84006120-0.50.8660252051.96152-30140-0.766040.64278823.3333340.70988-48.5161160-0.939690.3420226.6666722.80134-62.6462180-11.23E-16308.58E-15-70200-0.93969-0.3420230-23.9414-65.77852

13、20-0.76604-0.6427930-44.9951-53.6231240-0.5-0.8660330-60.6218-35260-0.17365-0.9848130-68.9365-12.15542800.173648-0.9848130-68.936512.155373000.5-0.8660322.5-54.126631.253200.766044-0.6427915-35.353342.132443400.939693-0.342027.5-16.24644.63543601-2.5E-160-9.8E-1540可確定出凸輪的基圓半徑為 R=40mm推程大致為l=65mm頭輪的運(yùn)動(dòng)

14、速 度不是太高，故推程和回程均可選用等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。因?yàn)橥馆喓妄X輪1固連在一 起，所以為等速運(yùn)動(dòng)。第四部分心得體會(huì)：兩周的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次實(shí)踐的過(guò)程中學(xué)到了 一些除技能以外的其他東西，領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問(wèn)題時(shí)顯示出的優(yōu)秀 品質(zhì),更深切的體會(huì)到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機(jī)制 ，最重要的還是自 己對(duì)一些問(wèn)題的看法產(chǎn)生了良性的變化.從對(duì)我們知識(shí)角度來(lái)講：首先我認(rèn)為機(jī)械原理是機(jī)械專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程， 課程 設(shè)計(jì)對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一次親臨工作崗位的體驗(yàn)。 做課程設(shè)計(jì)可以讓我們對(duì)所學(xué)知識(shí) 靈活運(yùn)用，而且更能鞏固我們所學(xué)的知識(shí)，更重要的是讓我們認(rèn)識(shí)到基礎(chǔ)的重要 性，強(qiáng)調(diào)勤動(dòng)手，多思考的良好

15、習(xí)慣，多向同學(xué)請(qǐng)教，多在網(wǎng)上以及圖書館里翻 閱資料。從對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生的情操來(lái)講：在社會(huì)這樣一個(gè)大群體里面 ，溝通自然是為 人處世的基本，如何協(xié)調(diào)彼此的關(guān)系值得我們?nèi)ド钏己腕w會(huì)在實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)當(dāng)中依 靠與被依靠對(duì)我的觸及很大，有些人很有責(zé)任感，把這樣一種事情當(dāng)成是自己的 重要任務(wù)，并為之付出了很大的努力，不斷的思考自己所遇到的問(wèn)題而有些人則 不以為然，總覺(jué)得自己的弱勢(shì).其實(shí)在生活中這樣的事情也是很多的，當(dāng)我們 面對(duì)很多問(wèn)題的時(shí)候所采取的具體行動(dòng)也是不同的 ，這當(dāng)然也會(huì)影響我們的結(jié)果 很多時(shí)候問(wèn)題的出現(xiàn)所期待我們的是一種解決問(wèn)題的心態(tài) ，而不是看我們過(guò)去的 能力到底有多強(qiáng)，那是一種態(tài)度的端正和目的的明確，

16、只有這樣把自己身置于具 體的問(wèn)題之中，我們才能更好的解決問(wèn)題在這種相互協(xié)調(diào)合作的過(guò)程中，口角的斗爭(zhēng)在所難免，關(guān)鍵是我們?nèi)绾蔚?處理遇到的分歧，而不是一味的計(jì)較和埋怨.這不僅僅是在類似于這樣的協(xié)調(diào)當(dāng) 中,生活中的很多事情都需要我們有這樣的處理能力，面對(duì)分歧大家要消除誤解， 相互理解，增進(jìn)了解，達(dá)到諒解.也許很多問(wèn)題沒(méi)有想象中的那么復(fù)雜，關(guān)鍵還 是看我們的心態(tài)，那種處理和解決分歧的心態(tài)，因?yàn)楫吘刮覀兊某霭l(fā)點(diǎn)都是很好 的.課程設(shè)計(jì)也是一種學(xué)習(xí)同事優(yōu)秀品質(zhì)的過(guò)程，要有一種耐得住寂寞的心態(tài) 這樣才能在學(xué)習(xí)上取得傲人的成績(jī)，而且更應(yīng)該要有追求的過(guò)程，當(dāng)遇到問(wèn)題的 時(shí)候,我們的態(tài)度應(yīng)該是不斷的斟酌，用心造就自己的任務(wù) ，而且孜孜不倦，追求 卓越.我們過(guò)去有位老師說(shuō)得好，有有些事情的產(chǎn)生只是有原因的，別人能在諸如 學(xué)習(xí)上取得了不一般的成績(jī)，那絕對(duì)不是僥幸或者巧合，那是自己付出勞動(dòng)的成 果的彰顯,那是自己辛苦過(guò)程的體現(xiàn).這種不斷上進(jìn)，認(rèn)真一致的心態(tài)也必將導(dǎo)致 一個(gè)人在生活和學(xué)習(xí)的各個(gè)方面做的很完美，有位那種追求的鍥而不舍的過(guò)程是相同的,這就是一種優(yōu)良的品質(zhì)，它將指引著一個(gè)人意氣風(fēng)發(fā)，更好走好自己的每在今后的學(xué)習(xí)中，一定要戒