小型臥式模鍛機(jī)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目小型臥式模鍛機(jī)主傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完成時間2013.6學(xué)生姓名專業(yè)班級指導(dǎo)教師總體設(shè)計(jì)要求和技術(shù)要點(diǎn)1、工作原理及工藝動作過程如下圖示，為鍛造長桿類鍛件,今需設(shè)計(jì)一臺臥式模鍛機(jī),將桿料水平置放后用活動凹模3及固定凹模2將其夾緊后再用水平置放的沖頭1進(jìn)行頂鍛工作。擬用電動機(jī)通過傳動裝置帶動夾料機(jī)構(gòu)首先使活動凹模3向下移動，與固定凹模2合攏，以夾緊棒料。然后主滑塊1帶動沖頭進(jìn)行頂鍛，鍛件成形后，待沖頭返回離開凹模后（返回距離約占沖頭全行程的1/8-1/3），由夾料機(jī)構(gòu)帶著凹模3向上移動，松開桿料回到初始位置。在頂鍛過程中要求兩半凹模始終處于夾緊狀態(tài)，不能自動松開。要求設(shè)計(jì)該小型臥式

2、模鍛機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動系統(tǒng)，以滿足上述頂鍛工藝要求 。 2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求1) 電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速： 數(shù)據(jù)組1：nm=750r/min 數(shù)據(jù)組2：nm=1000r/min 數(shù)據(jù)組3：nm=1500r/min2) 沖頭頂鍛頻率：每分鐘50-70次數(shù)據(jù)組號12345頂鍛頻率50次/min55次/min60次/min65次/min70次/min3) 主滑塊1的全行程H=200mm；4) 頂鍛工藝開始后沖頭的工作行程H1=(1/2-2/3)H；5) 夾緊滑塊3的總行程h=60-80mm；6) 作用在主滑塊上的頂鍛力：約400KN；10) 作用在夾緊滑塊3上的夾緊力F2=F1/3；11) 要求該模鍛機(jī)的機(jī)

3、械效率高（沖頭往復(fù)運(yùn)動具有急回特性）。工作內(nèi)容及時間進(jìn)度安排工作內(nèi)容：1根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬訂運(yùn)動循環(huán)圖。2進(jìn)行凸凹模間歇直線運(yùn)動、沖頭往復(fù)直線運(yùn)動的選型。3進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動方案的評價和選擇。4根據(jù)選定的電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)擬訂機(jī)械傳動方案。5畫出機(jī)械運(yùn)動方案示意圖（A3）。6對機(jī)械系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)。7畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖（圖紙幅面大小視制圖比例可以為A1A3）。8對間歇機(jī)構(gòu)或往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析9編寫設(shè)計(jì)說明書。（用A4紙張，學(xué)校統(tǒng)一規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)格式，不少于3000字）時間進(jìn)度安排：1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備(查資料、借閱參考書) 0.5天 2.方案設(shè)計(jì)（制定5個運(yùn)動方案，選定最優(yōu)方案）1

4、.5天3.機(jī)械功能分解及運(yùn)動循環(huán)圖確定 1天 4.對選定方案中的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì) 3天 5.繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 1.5天6.編寫課程設(shè)計(jì)說明書 1.5天7.材料上交，評閱反饋 1天 共計(jì)2周時間課程設(shè)計(jì)成果 機(jī)械方案結(jié)構(gòu)簡圖一張(A3圖紙) 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖一張 速度加速度分析圖或者保留作圖痕跡的連桿機(jī)構(gòu)作圖法設(shè)計(jì)圖一張(A3或A4圖紙) 設(shè)計(jì)說明書一份。要求計(jì)算機(jī)排版打印，插圖可以先留空白，待打印后手工繪制，排版格式規(guī)范見湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院課程設(shè)計(jì)管理辦法 課程設(shè)計(jì)參考資料（教材，指導(dǎo)書等）摘 要 本課程設(shè)計(jì)主要研究的是小型臥式模鍛機(jī)主傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)主要針對在日常的生活中時常會遇到一些加工

5、較困難的細(xì)長桿件，需要將桿件的端部或者中間部分進(jìn)行局部的鍛粗的工藝過程，這樣的工件由于其細(xì)長比大，在軸的施力鍛粗時會失去平衡，不能在一般的鍛造機(jī)其設(shè)備上進(jìn)行鍛造加工。同時由于工件鍛造部分的增大量不同，所以有時候需要進(jìn)行多次的加工。若想通過一個步驟來完成，其可能導(dǎo)致工件破壞所以需要設(shè)計(jì)一種小型臥式機(jī)構(gòu)來進(jìn)行加工設(shè)計(jì)，以到預(yù)期的效果和目的。關(guān)鍵字：機(jī)械原理；課程設(shè)計(jì)；小型臥式模鍛機(jī)目 錄一、概要 1二、設(shè)計(jì)要求 1三、運(yùn)動方案擬定21方案一22方案二33方案三5四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5五、運(yùn)動循環(huán)圖7六、機(jī)械總體結(jié)構(gòu)8七、結(jié)論與心得9八、參考文獻(xiàn)10一、概要 模鍛，即在外力的作用下使金屬坯料在模具內(nèi)產(chǎn)

6、生塑性變形并充滿模膛（模具型腔）以獲得所需形狀和尺寸的鍛件的鍛造方法。大多數(shù)金屬是在熱態(tài)下模鍛的，所以模鍛也稱為熱模鍛。與自由鍛相比，模鍛能夠鍛出形狀更為復(fù)雜、尺寸比較準(zhǔn)確的鍛件，生產(chǎn)效率比較高，可以大量生產(chǎn)形狀和尺寸都基本相同的鍛件，便于隨后的切削加工過程采用自動機(jī)床和自動生產(chǎn)線。模鍛后的鍛件內(nèi)部形成帶有方向性的纖維組織，即流線。選定合理的模鍛工藝和模具，使流線的分布與零件的外形一致，可以顯著提高鍛件的機(jī)械性能。本次主要進(jìn)行一次小型模鍛機(jī)主傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，用來進(jìn)行一些長桿機(jī)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)，用以更好地較精確的加工材料，用以獲得良好的加工工藝，和避免相關(guān)材料的損耗。二、設(shè)計(jì)要求 本組設(shè)計(jì)采用的電動機(jī)

7、轉(zhuǎn)速為1000r/min ,且在主滑塊1的全行程H=200mm；頂鍛工藝開始后沖頭的工作行程H1=(1/2-2/3)H；夾緊滑塊3的總行程h=60-80mm；作用在主滑塊上的頂鍛力：約400KN； 作用在夾緊滑塊3上的夾緊力F2=F1/3； 要求該模鍛機(jī)的機(jī)械效率高（沖頭往復(fù)運(yùn)動具有急回特性）的條件下，使其沖頭的頂鍛頻率達(dá)到50次/min。 本題關(guān)鍵部位包括執(zhí)行部分沖頭和夾緊部分在符合題中所給要求的情況下能夠很好的配合工作，另外，關(guān)于機(jī)構(gòu)中各部件的參數(shù)設(shè)計(jì)也是十分重要的，在選擇傳動部件時，要注意各部件的協(xié)調(diào)一致，并且必須滿足各自的技術(shù)要求。三、運(yùn)動方案擬定 根據(jù)題目中的要求，結(jié)合所學(xué)知識，分析

8、設(shè)計(jì)題目可知，整個頂鍛過程可以主要分為兩個主要運(yùn)動： 1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)臥式模鍛沖頭的水平方向運(yùn)動，該運(yùn)動為最主要的運(yùn)動，模鍛件的成型來源于此，故該運(yùn)動必須滿足要求，足夠完成沖壓過程。 2、夾緊裝置的豎直方向運(yùn)動，該運(yùn)動為輔助運(yùn)動，目的在于保證工件在突然受力的情況下在工作臺上不產(chǎn)生運(yùn)動，保證沖壓的精度。加工過程中棒料主要受到?jīng)_頭水平方向的壓力和夾緊裝置豎直方向的夾緊力兩個力的作用。 3、設(shè)計(jì)這兩個運(yùn)動占本設(shè)計(jì)題目的很大一部分時間。 所以，從以上分析來進(jìn)行系統(tǒng)的各部分機(jī)構(gòu)選型。 4、在帶傳動之后的過程中，為了保證各機(jī)構(gòu)傳動的穩(wěn)定和準(zhǔn)確可靠，選用齒輪進(jìn)行傳動另外此機(jī)構(gòu)有傳遞功率大，效率高，壽命長，結(jié)構(gòu)緊

9、湊等優(yōu)點(diǎn)。齒輪0傳動的特點(diǎn)是：齒輪傳動平穩(wěn)、傳動比精確、工作可靠、效率高、壽命長、使用的 功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦；速度最高可達(dá)300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設(shè)備，嚙合傳動會產(chǎn)生噪聲。此處使用齒輪傳動，相比較其優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)可以忽略，所以權(quán)衡之下使用齒輪傳動。5、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)要完成最重要的一道工序沖壓，所以它既要承受很大的沖壓反力，也要保證系統(tǒng)有平穩(wěn)的運(yùn)動過程，它的選擇是整個系統(tǒng)中最關(guān)鍵的一部分，故選用模鍛中最常用也是最穩(wěn)定的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。為達(dá)到減小整個機(jī)器外形尺寸的目的以及其急回特性，所以進(jìn)一步選用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。6、 對

10、其設(shè)計(jì)最初設(shè)定了三種方案，方案圖如下：方案一： 7、 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該運(yùn)動要實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動以及急回特性。所以選用不完全齒輪進(jìn)行間歇運(yùn)動從而達(dá)到預(yù)期的效果以實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動，當(dāng)機(jī)器沖壓時其凹模進(jìn)行上下工作運(yùn)動，沖頭進(jìn)行前后沖壓運(yùn)動的配合。同時要求有一個機(jī)會的特性所以對如圖所示的曲軸位置進(jìn)行設(shè)計(jì)使其存在著偏心距，使極位夾角不為零，從而實(shí)現(xiàn)急回，減少其回程時間以提高工作的效率。所以方案一符合要求。方案二： 方案二中，同樣的取用方案一中不完全齒輪進(jìn)行傳動從而來實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動。預(yù)期打算使用桿狀機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對沖頭實(shí)現(xiàn)加力以及急回特性的設(shè)計(jì)。（如圖所示）但是通過計(jì)算可得： 對其自由度進(jìn)行計(jì)算可以知道： 由此可以知道其自

11、由度是不夠的所以這種機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案存在這不可行的地方，所以不進(jìn)行方案二的采用。 方案三： 方案三同樣采取方案一二的不完全齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而進(jìn)行間歇運(yùn)動達(dá)到預(yù)期的要求。在方案二的基礎(chǔ)上加上一段連桿，對沖頭的沖壓區(qū)域采用六桿構(gòu)件進(jìn)行急回設(shè)計(jì)以及加力的作用，可以達(dá)到預(yù)期的目的和效果。與方案一進(jìn)行比較，方案三存在著材料以及空間方面的一些缺陷，并且在計(jì)算方面存在著一定的難度，所以不宜采用方案三。4、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)單位：mm1.皮帶輪尺寸設(shè)計(jì)：大輪直徑：80，小輪直徑：202. 齒輪尺寸設(shè)計(jì)：大齒輪分度圓直徑：100，小齒輪分度圓直徑：203. 沖頭部分尺寸設(shè)計(jì)：曲柄長度：50，連桿長度：105，偏心距

12、：40 4. 夾緊部分尺寸設(shè)計(jì)：夾緊頭尺寸：40*40，曲柄長度：74.35 5.不完全齒輪部分的設(shè)計(jì)： 不完全齒輪尺寸：80，完全齒輪：20，不完全齒輪齒數(shù)：18（占齒輪的四分之一部分）， 完全齒輪齒數(shù)：185、 運(yùn)動循環(huán)圖 總體的運(yùn)動循環(huán)圖如圖所示： 如圖在其運(yùn)動的過程中用去四分之一的時間用來使凹模上下運(yùn)動，另外四分之三的時間則用來進(jìn)行沖頭的部分進(jìn)給，加工以及退回運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)其加工工作。六、機(jī)械總體結(jié)構(gòu) 機(jī)械的總的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)圖以及最終的方案圖為下圖：七、結(jié)論與心得 在本此課程設(shè)計(jì)中我學(xué)會了很多的東西，也體會了很多，同時對CAD的繪圖方法有了一定的掌握和認(rèn)識。 機(jī)械原理是一門十分重要的課程，

13、它讓我懂得了搞設(shè)計(jì)不光是要站在制造的基礎(chǔ)上，還要有創(chuàng)新，但一定要學(xué)會繼承?，F(xiàn)在，全社會都在強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，但我們不能一強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，就瞧不起原有的東西。通常原有的東西能夠存在于這么久的時間，都有著其很完善的一部分有著其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)用性，否則不可能有如此大的存活期。正像哲學(xué)中所講，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中產(chǎn)生的。 同時我也知道了，要進(jìn)行好一門課程設(shè)計(jì)需要我們一起去討論和虛心的請教這樣才能從中找出自己的缺點(diǎn)和錯誤，從而更好的去解決存在的這種錯誤，防止以后再犯。并且我們應(yīng)該多去找一些資料來解讀 以便更好地了解課題要求。許多東西我們應(yīng)該認(rèn)真的深入了解，這樣才能更加明確在生活中此類機(jī)械產(chǎn)品的需求，從而確定好方法思路。 總的來本次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)會了許多的東西同時也掌握了很多的知識和技巧，為以后的設(shè)計(jì)打下了一些基礎(chǔ)。 8、 參考文獻(xiàn)1師忠秀主編