机械设计基础课程设计:专用精压机的送料机构.冲压机构

机械设计础课程基计

设

设计题 目： 班专 学姓业 级：：名： 号：

专

用压机的精送料机构冲压机、 机械构设制造计其自及动 0化0000000 ######000 000000 0#####

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指导 教：

师013 年 12 月 141 日

北

京工大理学程课计设专纸用

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目录 一、机械原理

程设计任课书 二、务统传动方系案计 设三、执行机构动方案的比较与选择运 四、作工环循 图五、机系械传统方案动 、六选电择机动七 机、的构尺寸计 设、八机运构动仿真运动学分析 及、九计心得设与会

参体文献

考12 57 8 8 9 211 51 5北

理 工大 学

京

北理工京大学程设计课专用纸

一专用精压机、运的方动案计 设1、工作理及工原艺动过程：作专用

精压是用机薄于壁合金铝件的精压深制工艺冲它是，薄壁铝板一次冲压将成深筒为形。如 图1（a）所示，上模 先比以较小的度接速近料坯，然后匀速进以拉延成形工作，行后以上模，续继下行将 成推出品腔型， 后快速返回最 上模退。出下模以后 送，料机从侧面将构料送至坯加待位工置 完，成一工个循作环它。的主要工动艺有：作 （） 1将新坯送至待料工位置； （2加）下 固模、上模定冲拉延成压形成品推将膜出腔。

№

(a

)图 （） 加1工工及件模上动运规律

（）b

2

、术参技和设计数要：

求（1）力动源电动是，机作转；动冲压执构行为件上，模作下上往直复移运，动大致运动其律规 图 如1b（所）示，有快具速近工接、件速工等进给和快作速返回的性特 ；（2精）压型成制品生产率每分约 7钟0件 ；（ 3）模上动总移程为行2 80m，m拉延其行程于置行总的中程，部 1约0mm0；（4 ）程行比系数速 ≥1K3，.坯输送料大最距 20离m0m；（ ）上5模块质总量 40Kg，最大生为产阻力 为5000N，且假在拉延区内生定产阻力均衡 ； （62）设最摆大构件的质量动 为0Kg/4m，绕质心转动惯量为m2 gk•m/ m，质m心化简到的中杆。 其它点件构的量质和转动量惯均忽略不计；2 （ ）传7动置的装等转动惯效量以曲柄（为效等构件，转其惯动量为 3设k0•m g机，器转不运均 匀数[δ]系为 .05）0 （8；机构应）有较好的具力传能，性特是别工段作的力角压 应尽能小可，传角动 大于等于或许 传动用角[   40 ] 。

3

、工原理和作艺工动作分：解根

据上述分析专用精，机要求压成完的工艺作有动下三个以作动 ：1）将（坯料新送待至工加位置 （2）；下固定、上模模压冲延拉形成将成推品出模； （腔3将成品顶出上模）。

二

、统传动系方案计设

整个：机构分可 为 3部分大：北 京 理 工大 学

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（1）专料机送构主要 运动件构：杆推（2） 冲机压 主要

构运动构件上：模（ 3上）顶机 构要主动运构：推件杆

№

冲压机构

：冲压机由构凸轮制控运动方其，式无太的大受，需力要传的动结构单，通简倒置过能够确法 凸定轮的大致廓。轮

送料构：机送料机构

由摆是滑块杆机组构成，的 按构运动机环图可确循摇杆定工作位置从动件和的动运 律规，在过程中此，推机板构的运动主是在要上快摸返回速推后将新板坏的料至推待工加位，置后然返回等待 下次上模快速返回后再次送运的新料至坏待加位置工。

图（

2）

方

一

设案方计案一冲压机的构由是个四一杆连构串联机个摇一滑杆机块组合构成而 ，料送构机曲是 滑块柄机。此构方案自度由一，为由自度等于数原动件，数能满够足动要传求。 构机的加时压间短较，一传动角级大，最率高,成效低本但工作平，性一稳般加，工装较难。配

图（）3北 京 理 工大

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课设计专用程

纸方二案

计设案方二冲的送料压构机是由曲都滑块柄构机实。现该方案由自为一，自度由度数等原于动件 ，能数够满传足动求。 机要构的压加间可时以较长效率，，高构结简单装配较，容，易较理为想

。

№图（4

方案）三该方案

的压机构采冲了用有两个自由度的曲柄双七杆机构用，轮副将其封齿为一个闭由度自， 自由使为一，自由度度数于等原动数件，能够足满动要传求。 料机送构是凸轮由机和连杆机构构串组成的。

图（联）

方案5四设

计案方四是个一六连机杆构，由自为一度自由度，数于原等件数动，能满够传足动要求。 机构加的压时间,长一级传动最大角效，高，成率低，本工加装配容，易较理想。 比 北京理 工 大学

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图6）

（

方案五

设方计案是一五凸个机构轮附一带曲柄滑块机个，构由度为自一，可以准的确满足运要动求，并 且足杆件受满的力要（求首作大力的用元件设计为轮，凸基不受本力的件杆计为连设，简杆单合理 ） 最后，样的设这计计十算简分，单也容就易运对动过进行准程确析。 但分方五需要设案的凸轮尺寸太大计，费浪料材

。

（7图）

、执三行机构动运案的比方较选择与

： 在5 个方案部全提后出将它们进行，对。各个方比都案由同不的础基构组机而合成且基本都 ，可成完设要求计的运动但。是虑考机构的性到、能加工本等的方成便决定，采取二个方第案 。 北 理 工大 京

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理工学课大设计专程纸用分析：

方案

虽一能成完设计求要运动，的 但稳性不足；定 方三比案方较案一的定稳、 传动角等要好性 但，结过构复杂，于不于加工，利本比成较；方案高可满四足回急动运要求的

，输配送料上工作和台上 冲模这 压2 工个作骤也可较步容易的配出来。 使合整个构机成完一次料送冲压的周期 但，我为认方案四 中凸轮机想构要带动板推水平往复运，动要类似需簧的器弹件才能现，但弹簧在高强实度、 高频的作用下率易失容去弹，所为性认我为案二方为更合。适 我最终而定确方案二的机设构计结中构满在足性能的同时相对其其它方案比又简单较 ，在制造 中以可大减大工序，少且并可降以低本，较成容实现易该。机构的加时间长压，动传较角大，因此可获得良好 传动效的果且，构的机装配简单，成本廉，低容投入易到实际生产去中 有。同的学虑到考，配料冲被压成形后如果还留之有切，边则品成不易从下就的模下离部，所开 在方案以的计设基础上成，只可由一品机构直垂其将顶出模上然，同后时由一个送下的来料配其将横向地推出 下模作台面工因。他们决此在定案四的方基上础增了加一“上个顶机构”所以，们最他 终定决专用的精机压的动简图：运

№

图（8）

我觉得这个想法很，好我觉得这但个法做略有一多些此举，如一前若个一品由于切成边原因没能从下模 落，下不也影响将个整机运动构，况何下在一成品个成之制，后后将者轻松地有将切的 成品边效顶有，出此依推类不存讲在从模下的部下离开的题问且在尺寸设计方，面存难度在因此，我 终选最定方案如下图

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图

9（

）四、

作循环图：工

图（

01） 用专压机运动精环图循

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五课、机械统系动方传案

：№

图（

1）

六、选择1电动机

原机动用选常用的相交流三异电步机动，同步其转选速 1为50 0r/mn，其i载满速查表[转 Y列系 相异三步动电]机为1 40 r4/min ；据根要求精压的生产机约每分钟 7率 0件，可曲柄知主轴速约为 7转r/m0i；n计 出该算械机运的循动周期环 =6T/70≈0.86s0； 传动统系传动比总i =4104/7020.6=； 用的电选动型机为：

号

机电号 型112M—Y4

定额功率k（W） 40.

额

定速转（/mirn 1）40

4七

、机构的尺寸设：计根据机构

运的动征，特图为机构下在个两极限位的置几何系，根关据设计要求可行知速程比 系数 =k.15，杆件的极则夹角为：位θ 1=18°×0（-1k/(）k+1)=6°3由于 上总行程 2H=模280m,m上则最高模置位与最位低的置离 距H 为 40m1m，过通算运可： 知C=D/H(2×sin8°) ≈217mm 取2AB= 200m m，可求得则 ：AC2=0/(0sin81)≈6°7mm4B C=210/(t0a1n8°≈6)1m6 北 m 理京工大 学

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图

12）（ 料推构为曲柄滑机机块构， 下图如示， 根据设计所要求可行程知速比系

数 =k15,.曲则柄杆的件 极夹角为位 θ：2=180×°（k1）/-k(+)=16° 3偏令距e 1=0mm，0即E G 纵向离为 10距m0m，料输坯送大距最离2 0mm0即 G，G1=200mm。2 做H 垂直E 于1GG，2∠设EGH=2,HG=xγ易,知 tnγa=/x10,0tan(+36°γ)(=x+020)1/00=anγ+2, 即 t简得二次方程化 0.7625ta（nγ）+ .4135atn-γ127.35= 0taγ=0.6n95 2 ，taγn-=.62925舍） （γ33=4. °atnγ+（3°）=2.65692=HG1/H=(E+x20)01/00解得 =65x.9mm 2G1E=EF +F=2G48.1mm0E 2=G FGEF-11=.77m9 m 设E=a,FF=Gb,①、由解得, a=②E≈F28mm，bFG≈=202mm北 京理 大工学 „„ ①„„

②2

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（图31）

齿尺寸轮设的： 通计对过上冲压机构模推和模机构寸尺设，计们可以知道：AB=我20 0mmE，F8= mm2。则 以可确定上下两个别带动推分模动运和模上冲运动的压齿的轮齿根直圆满径：足641mm df＜4＜0 0m。为了使m机运构动稳并且平有较的耐好能力，压尽使量两这齿轮个大于 164m m。现令这在两个齿轮分圆度径为直d=：520mm 。大齿轮直径：D为5=0 mm0 。 **所有齿轮 都标为齿准轮，具相有的同数：m模=0。h 1a 1=c， 0.=25,压角α=力02°

。

齿小尺轮寸算计 齿数：z：=d/=2m5010=2/5 顶齿高：a=hh a* =m1×0=110 m m根高：齿fh( =h*ac+*m)(=+01.2) ×15012.5= m m齿全高：h=hf+ ah10+=21.=25.52mm 齿 顶直圆：da=d径+ha=250+2×12=270 m0m 齿根直径圆d：f=-d2fh250=-×2215=22. m5m 基直径圆：b=ddocs=2α05cos×0°=2352 m 齿m：距p=π=m013×.4131.4 m= m齿：s厚=p/23=1.4/=152. 7mm 齿宽槽e=p/2=：314/.=15.7 2mm北

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纸大齿尺轮寸算计： 齿数Z：=/dm=50/01=50 齿顶0：高a=h h*a=m×101=01 m 齿根高m：hf=( h*ac+*)=(1m+.205 ×)011=.2 5mm 齿全高：= hhf h+a1=+1205=.22.5m 齿顶圆m径直：a=D+2hd=5a00+×201=52 mm0齿 根圆直：径fD=-2dh=5f002×12.5=-45 m7m 圆直径：Db基=cods=500×αcos2°=0407mm 距：p齿m=π=0×311.4=1.3 mm4 齿：厚=p/2s=13.42/15.=7 mm齿槽宽：e= /2p=3.41/2=51.7m m标准 心距：中a=(+Dd/2)(=205+500)2=/75 3mm

№计算转速

：

电动机：轴n=0410r/m4in带 动输出：n传=144b/2=7200r/mn 第i一根：n1=轴270/mirn 二第根轴：2=7n0/5=124r/min4第三 根：n3=轴1444/=6r3m/ni 四第五根、：轴n4=5n36=0./=52 7r/mni 因计此算所的输得出速转满设计足要的大求约 70/mri，n以可成完预定得工任务。

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专八、 机运动构真及运动仿分学 1析推、杆动分运

析杆推动实现运将新坯送料待加至位置。 工使教材用中光的盘件，软画推出机构杆原图，理下如图所示，设置杆 长及，柄转速曲 0r7mi/ n等据数，进连行机杆构计设，建模型，构对杆 推动运进分析：行

№北

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据根构建模的，点型计击算果结出 输G 的点运动线，曲图如

所示：

№

出运算结果输，软件曲柄转过每定角一度记录，次一，图如

：北

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角度 度0 11° 1 132° 28 14°3 158°34 17° 3 581° 6 2830 ° 7281° 823 3° 248°910 26°3 1 1278°1 2239 °1330 8 1°4 23° 153 338 1°6 33°517 3 68 18° 833 1° 993°8 20 13°42 1428° 2 424°3 23458 °244 73 °点x 坐标 米 0.2144 0.221 9.20460 .090110. 781 0.7707 0.1165 6016.6 0.171760 .12480 1.9980. 22070.2 64 40.7332 029.88 032.0 0.03305 .032640 3.42 5.0335 03.223 003.40 0.32398 0.6224 0241. 点4 y坐标 米 .0100 00.100 00.1000 0.010 0.0010 0.100000 10.0 001.00 001000. .00100 010.000. 1000 .000010.10 0 00.1000 01000. 01.000 01000 ..0100 0010.0 001.000 010.0 001.00 0.100000 1.000 点x 速 度/秒 米-.5017- 0.157 -0446.- .3604-0.2 3 -7.170 -0205. 09070.0 .20811 03806. .0451 8.07467 074.94 0.7644 .6630 9.0516 4.023200 10.15- .016 -0.0293 0-44.2- .0542-0.5 39 -0.006-0. 715 点 x加的度速米/ 秒 (2 )1.204 1.078032 16.2 6.4292 276.765 .2976 373.8213.8 828 .3905 44.36564.2 39 3603.7 1105.0 5-1.272- .331 3-.4942- .549 -8.0786-5.67 2-4 7.55- 3. 5-21.09- 07.6 7.0498 1.2300

№4

、2上模运动分析

过 点 CBD杆 与平面所成水的角在-度81°到18°的+化变范围之间

当其，度在角1-8时°D ，位于最点高点 当；其度角为+8°时，1D 点位于最低点 ；两角度下个D，点分别位于极 限置。 即当位角该度由-18°升至+81°时说，明 D点由 最高降至最点点，低由上作下往直的移运，动该 时段下模固间、上定冲压模延拉形成将品推出膜腔成；理同当，角度由该+18降°-至1°时8，明 说D点 最由点低至最降点高，该时段间待等杆推将新坯送至待加工位料。置

因

推杆此、上两模者配合实现，合运组动完，精成压型制 成生产率品约分钟 70每 件生产。的北

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计九、计心设与得会：体通

近过周两机械原理课的设程计感,谢老的师教导，让我有了很的感触多收和。 首获，先我对机械理原门课这程有更深了入的了解，在这近一的周设操计中，让我一个作机械 学的学生了到了解在大二现学的课程的习限性，真正局弄的东懂西不并多，算有很多的东西根还本 上就没能应用上平。学习时的停留只在一初个等感的性识水平认，没真正有的理透所解学具的体原 理的应用问题但,在己自设计做程过老在中为问什么如何解决,,过这通的想法，样使自己对己所学自的理论 有更了深入的理。在解设过计程，中何才如能所把学理论的用运到实中际这,是学以致用才 真的正旨，宗也是这当我从这个们业专业毕所必后需有具的能,这更力是从到时间学过的，才能程 自己为在以后工的中作刃有游余才能为机械工业的发展尽,我绵的之力薄。 其，次 所学对

的专课业产了生大的很趣兴。 然这次虽计设已告经一段， 但落是知道我海无涯学、 学无境止这，一是结尾个同时，只是一个开也始。今，后将会以我饱更满的情热入到今投的学习 生活中后去，做个一不探断，勇于索新创的学生大。在做设的过程计，中现发械机很的东多西透渗在 们生活我方方面的，面小钟表到大到，天器航，都到了机械的相关用容。这也给自内己大很学的习 围和范务任更给了，己自大的很发展空间和趣的培兴养。 最，后我说的是想在，个整过中程发现了我我们些学这生最最少缺的是验经没有，感的性认识 空有理知论有识些东很可能与西实际脱。节总体说，来觉我做这种得型类作业对我们的的帮还是助很 大，它的需要我把们学过的相关识知都统系地系起来，联从暴中露出自的身足从不改而。人生进 是就这样是总会各有种各的考验样我。会将次设计中这到学东西，的不断步，不进断学，习服克一 个困难个不断地，实自充。在己后以学的中习我一定，戒骄戒要躁虚心，真，认永远记一住话：句态 决度一定。切

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考文献

[1]参孙，陈作恒模葛文，杰《—械原机理，》高等教育版社出 ；2[杨]可，程桢蕴，李仲生—《机械光设基计础》高等，教育出版；社[3 ]淑仁王，伟平邵，满平赵王丹，王，铁—《机军械原课程设计理，》科学出版社

。北

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