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1、機械工程學院課程設計說明書 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1.1 1) 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

2、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) 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K≥1.3。 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 kg??m2/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 kg?

3、?m2，機器運轉許用不均勻系數[δ]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

4、要一次沖壓成型。故機構需要較大的沖壓力來實現。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。考慮到工作效率的要求，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，頂住工件實現精壓。 （3）、

5、 上模滑塊急回、下模向上頂出工件 上模滑塊機構急回向上退回，下?；瑝K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、 送料機構的選擇 送料機構實現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。

6、 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，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+搖桿滑塊機構 該方案自由度等于原動件數，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

7、+曲柄滑塊機構 方案一、二、三都能實現急回運動，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分析確定 4 1 電動機 5 主滑塊 2 飛輪 6 凸模 3 帶

8、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 1／12 40 c3 = 2 C ≈ 0.843 m 取K=1.4 ,設計擺桿擺腳為ψ = 60。 ,由

9、課本P120圖8-20 查得此時最小傳動角最大取值maxγmin ≈ 33。 ,β≈46。。 參考課本p136式8-25則 θ=180。(k – 1)/(k+1)=30。 a/d=sin30。sin(15。+46。)/cos(30。-15。) = 0.4527 b/d= sin30。sin(15。+46。)/sin(30。-15。) =0.9366 c/d = 1 可得： a = 0.382m b = 0.790m c = d = 0.843m 2> 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），

10、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A’B‘處。由幾何關系可知： AB = 140 + OAsin30。 AB2= OA2+ OA2cos30。2 解得 OA = 170.135mm AB = 225.067mm 3> 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 ω=7.33 rad/s 。 沖塊正行程時間： t =T（180 +θ）/360。= 0.5s 回程時間： t = T – t = 0.357s 2、 送料機構

11、 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 = 100mm b桿長選取為200mm 2> 運動分析 為保證送料和沖模運動一致，其周期也應為 T = 0.857s 3、 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 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-rrcosθ y， = y-rrsinθ 其中： sinθ=（

12、dx/dδ）√（dx/dδ）2+(dy/dδ)2 cosθ=-（dy/dδ）√（dx/dδ）2+(dy/dδ)2 推程段 δ1=[0，80.] dx/dδ=(ds/ dδ)sinδ1 +(r0+s)cosδ1 ={(2h/π)[1-cos4δ1]}sinδ1+(r0+s)cosδ1 dy/dδ=(ds/ dδ)cosδ1-(r0+s)sinδ1 ={(2h/π)[1-cos4δ1]} cosδ1+(r0+s) sinδ1 遠休止 δ2=[0，10.] dx/dδ=（r0+s）cos(π/2+δ2) dy/dδ=-（r0+s）sin(π/2+δ2) 回程階段δ3=[0，60.] dx/dδ=(ds/ dδ)sin（δ3+π）+(r0+s)cos(δ3+π) =（810hδ32/π3-4860 hδ33/π4+7290 hδ34/π5）sin(δ+ π)+ (r0+s) cos(δ3+π) dy/dδ=（810hδ32/π3-4860 hδ33/π4+7290 hδ34/π5）cos(δ3+ π- (r0+s)cos(δ3+π) 近休止 δ4=[0，210.] dx/dδ=（r0+s）cos(4π/3+δ4) dy/dδ=-（r0+s）sin(4π/3+δ4) 通過計算得出凸輪工作廓線各點坐標得出凸輪廓線。 16