机械设计综合课程设计--薄壁零件冲床机构设计
机械原理课程设计冲床
机械原理课程设计冲床一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握冲床的工作原理及其在机械加工中的应用；2. 学生能够描述并分析冲床的主要结构组成部分及其功能；3. 学生能够运用力学知识，解释冲床在工作过程中的能量转换和力的传递。
技能目标：1. 学生能够运用CAD软件设计简单的冲床模型，提升空间想象和设计能力；2. 学生通过小组合作，能够完成对冲床模型的制作和调试，提高动手实践和问题解决能力；3. 学生能够运用测量工具和仪器，对冲床的运行参数进行测试和分析，培养实验操作和数据分析能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过冲床设计实践活动，培养对机械工程的兴趣，增强学习机械原理的积极性和主动性；2. 学生在小组合作中，学会相互尊重、沟通协作，培养团队合作精神和责任感；3. 学生能够意识到机械设计在国民经济和社会发展中的重要性，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为实践性较强的机械原理课程设计，通过冲床设计实例，使学生将理论知识与实际应用相结合。
学生特点：高二年级学生，已具备一定的机械基础知识，具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力，培养学生解决问题的综合素质。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 冲床概述：定义、分类及应用场景（对应教材第二章第一节水压机的相关内容）；- 冲床工作原理：力的传递、能量转换过程（对应教材第二章第二节冲床的工作原理）；- 冲床主要结构：曲柄滑块机构、离合器、制动器、传动系统等（对应教材第二章第三节冲床的结构）。
2. 实践操作：- CAD软件应用：利用CAD软件绘制冲床零部件及装配图（对应教材第三章CAD/CAM技术）；- 模型制作：小组合作完成冲床模型的制作与调试（对应教材第四章机械加工实践）；- 性能测试：对冲床模型进行性能测试，包括速度、力量等参数的测量（对应教材第五章机械性能测试）。
薄壁零件冲压机结构设计
薄壁零件冲压机结构设计薄壁零件冲压机是一种专门用于加工薄壁零件的机器，其结构设计对于机器的性能和加工效率有着至关重要的影响。
本文将从机器的结构设计方面进行探讨，以期为读者提供一些有益的参考。
一、机器的整体结构设计薄壁零件冲压机的整体结构设计应该考虑到机器的稳定性和刚性，以确保机器在高速运转时不会出现晃动或变形等问题。
同时，机器的结构设计还应该考虑到机器的易于维护性和操作性，以方便用户进行维护和操作。
在机器的整体结构设计中，应该注意以下几点：1. 机器的底座应该采用厚实的钢板焊接而成，以确保机器的稳定性和刚性。
2. 机器的上下模板应该采用高强度的合金钢材料制造，以确保机器在高速运转时不会出现变形或破裂等问题。
3. 机器的传动系统应该采用高精度的齿轮传动或同步带传动，以确保机器的运转精度和稳定性。
4. 机器的液压系统应该采用高品质的液压元件和管路，以确保机器的液压系统的可靠性和稳定性。
二、机器的模具结构设计薄壁零件冲压机的模具结构设计是机器性能和加工效率的关键因素之一。
模具的结构设计应该考虑到以下几点：1. 模具的材料应该采用高强度的合金钢材料，以确保模具的耐磨性和耐用性。
2. 模具的结构应该简单、紧凑，以确保模具的加工精度和稳定性。
3. 模具的设计应该考虑到零件的加工工艺和加工要求，以确保零件的加工质量和精度。
4. 模具的调整和更换应该方便快捷，以提高机器的生产效率和经济效益。
三、机器的控制系统设计薄壁零件冲压机的控制系统设计是机器性能和加工效率的另一个关键因素。
控制系统的设计应该考虑到以下几点：1. 控制系统应该采用高性能的PLC控制器和触摸屏人机界面，以确保机器的控制精度和稳定性。
2. 控制系统应该具有多种自动化控制功能，如自动送料、自动定位、自动计数等，以提高机器的生产效率和经济效益。
3. 控制系统应该具有完善的故障诊断和报警功能，以方便用户进行故障排除和维护。
4. 控制系统应该具有良好的可扩展性和兼容性，以方便用户进行升级和改造。
机械原理课程设计-薄壁零件冲床设计
机械原理课程设计院系:机电工程学院班级：机自本三**：**学号：***********目录一设计任务1. 设计题目2. 原始数据和设计要求二所选方案1 . 方案分析2 . 分析结论三机构的设计1 . 几何尺寸的确定2 . 机构运动简图的绘制3 . 机构的设计数据四. 从动件的运动规律及简图1 . 位移 s —ψ 简图2 . 速度 v —ψ 简图3 . 速度 a —ψ 简图１一、设计的任务1. 设计题目设计冲制薄壁零件（如图1 - 1 所示）的冲压机构及与相配合的送料机构。
上模先以比较快的速度接近坯料，然后以接近匀速进行拉延成型工作。
然后上模继续下行，将成品推出型腔，最后快速返回。
上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置（下模上面），完成一个工作循环。
设计能使上模按照上述要求加工零件的冲压机构和从侧面送料的送料机构。
图 1 -1２2．原始数据图 1 -21 . 采用一台1 4 5 0 r / mi n 的三相异步电动机驱动，下模固定，从动件（执行构件）为上模，作上下往复直移运动，其大致运动规律如图 1 -2 所示，具有快速下沉、匀速工作进给和快速返回的特性。
2 . 机构应具有较好的传动性能，特别是工作段的压力角α 应尽可能小；传动角γ 大于或等于许用传动角 [ γ ] =4 0 °3 . 上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）。
4 . 生产率约每分钟 7 0 件。
5 . 执行构件（上模）的工作长度 l =4 0 — 1 1 0 mm, 对应曲柄转角ψ = （ 1 / 3 — 1 / 2 ）π；上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上，行程速度变化系数K≥ 1 . 5 。
7 . 送料距离 H=6 0 - 2 5 0 mm。
8 . 速度不均匀系数，波动 3 %- 5 %３9 . 建议主动件角速度取ω =1 r a d/ s1 0 . 对机构进行动力分析，所需参数值建议如下选取（ 1 ）设连杆机构中各构件均为等截面匀质杆，其质心在杆长中点，而曲柄的质心与回转轴线重合。
机械原理课程设计(冲床设计)
（冲头预设位移－时间曲线）
二、 功能分解与工艺动作分解
（一）、功能分解： 为了实现冲床冲压成型的总功能，将功能分解为上料输
送功能，压制成型功能，增压功能，脱模功能，下料输送功能。 （二）、工艺动作过程：有以下工艺动作过程：
①利用成形板料自动输送机构或机械手自动上料，上料 到位后，输送机构迅速返回原位，停歇等待下一循环。
二、齿轮传动比的设定，由于方案1）中不需要过于复杂的速度转 换，所以将齿轮啮合机构中两齿轮的传动比定做1，即用两个 相同的齿轮，这样还可以保证良好的零件互换性。
三、对于C点的确定我们采取了计算与Solidworks－ CosmosMotion仿真相结合的方法，最后精确的计算出C点 的准确位置，从而保证了机构具有匀速和急回的特性。
产品介绍
1、冲压机构：
AVI演示
COSMOSMotion仿真结果
2、步进输料机构：
3、主体设备：
外壳
整体效果
什么叫工作，工作就是斗 争。哪些地方有困难、有问题， 需要我们去解决。我们是为着 解决困难去工作、去争斗的。 越是困难的地方越是要去，这 才是好同志！
———《毛泽东语录》
鸣谢：
3）凸轮－连杆冲压机构
冲压机构是由凸轮－ 连杆机构组合而成的， 依据滑块的运动要求， 可确定固定凸轮的轮 廓曲线。送料机构是 由曲柄摇杆与齿条机 构串连而成的，根据 机构运动循环图可确 定曲柄摇杆机构的尺 寸，机构可在预设时 间将工件送至待加工 位置。
希望提出指导与建议
1）齿轮－凸轮－连杆冲压机构 2）导杆－摇杆－滑块冲压机构 3）凸轮－连杆冲压机构
方案评价：
以上三个方案都满足设计的性能指标，从结 构的角度，方案1）的结构最为简单，最为 紧凑，同时可以调整冲头的冲程，可以满足 比较大的冲程范围的设计要求。方案2)、3） 相对来说结构较为复杂，不便于减少制造难 度和降低成本。综上所述，方案1）是三个 方案中最为合理的，所以选择方案1)作为最 终的设计方案。
薄壁零件冲压机结构设计
薄壁零件冲压机结构设计一、引言二、薄壁零件冲压机的定义及应用领域1. 薄壁零件冲压机的定义2. 薄壁零件冲压机的应用领域三、薄壁零件冲压机的结构组成1. 机身部分a. 上下工作台板b. 滑块和导柱c. 后倾角和前倾角调整装置d. 双曲面滑动副和润滑系统2. 压力传递部分a. 主动轮传递系统设计及其优化方法b. 压力传递系统中夹紧装置的设计及其优化方法3. 控制系统部分a. 控制系统硬件部分设计b. 控制系统软件部分设计四、薄壁零件冲压机结构设计要点1. 设计要点一：合理选择材料2. 设计要点二：考虑加工工艺性3. 设计要点三：考虑安全性问题五、薄壁零件冲压机结构设计案例分析六、结论一、引言随着现代工业技术的不断发展，薄壁零件在机械制造和汽车工业中的应用越来越广泛。
薄壁零件的加工需要使用到特殊的冲压设备，而薄壁零件冲压机作为一种专门用于加工薄壁零件的设备，在现代制造业中具有重要地位。
本文将从薄壁零件冲压机的定义、应用领域、结构组成、设计要点以及设计案例等方面进行详细阐述。
二、薄壁零件冲压机的定义及应用领域1. 薄壁零件冲压机的定义薄壁零件冲压机是一种专门用于加工薄壁零件的设备，主要由机身部分、压力传递部分和控制系统部分组成。
它采用液压或机械传动方式，通过上下工作台板和滑块对金属板材进行弯曲、拉伸、剪切等加工操作，以达到生产出符合要求的薄壁零件。
2. 薄壁零件冲压机的应用领域薄壁零件冲压机广泛应用于汽车、电子、家电等行业，主要用于生产汽车外壳、电子产品外壳、家电外壳等薄壁零件。
随着科技的不断发展，薄壁零件冲压机的应用领域将越来越广泛。
三、薄壁零件冲压机的结构组成1. 机身部分a. 上下工作台板上下工作台板是薄壁零件冲压机的基础组成部分，它由钢板焊接而成，具有足够的强度和刚度。
上下工作台板通过滑块和导柱与压力传递部分相连，实现对金属板材的加工操作。
b. 滑块和导柱滑块和导柱是薄壁零件冲压机的重要组成部分，它们通过导柱套筒和滑块套筒的配合实现上下运动。
毕业设计(论文)-薄壁零件冲压机设计【全套图纸】
第1章绪论全套图纸，加174320523 各专业都有1.1概述机械加工行业在我国有着举足轻重的地位，它是国家的国民经济命脉。
作为整个工业的基础和重要组成部分的机械制造业，任务就是为国民经济的各个行业提供先进的机械装备和零件。
它的规模和水平是反映国家的经济实力和科学技术水平的重要标志，因此非常值得重视和研究。
冲压机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其它形状工件的通用设备。
根据三点成圆的原理，利用工件相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的塑性变形，以获得预定形状的工件。
该产品广泛用于锅炉、造船、石油、木工、金属结构及其它机械制造行业。
冲压机作为一个特殊的机器，它在工业基础加工中占有重要的地位。
凡是钢材成型为圆柱型，几乎都用冲压机辊制。
其在汽车，军工等各个方面都有应用。
根据不同的要求，它可以辊制出符合要求的钢柱，是一种相当实用的器械。
在国外一般以工作辊的配置方式来划分。
国内普遍以工作辊数量及调整形式等为标准实行混合分类，一般分为：1、冲压机：包括对称式冲压机、非对称式冲压机、水平下调式冲压机、倾斜下调式冲压机、弧形下调式冲压机和垂直下调式冲压机等。
2、四辊冲压机：分为侧辊倾斜调整式四辊冲压机和侧辊圆弧调整式四辊冲压机。
3、特殊用途冲压机：有立式冲压机、船用冲压机、双辊冲压机、锥体冲压机、多辊冲压机和多用途冲压机等。
冲压机采用机械传动已有几十年的历史，由于结构简单，性能可靠，造价低廉，至今在中、小型冲压机中仍广泛应用。
在低速大扭矩的冲压机上，因传动系统体积庞大，电动机功率大，起动时电网波动也较大，所以越来越多地采用液压传动。
近年来，有以液压马达作为源控制工作辊移动但主驱动仍为机械传动的机液混合传动的冲压机，也有同时采用液压马达作为工作辊旋转动力源的全液压式冲压机。
冲压机的工作能力是指板材在冷态下，按规定的屈服极限卷制最大板材厚度与宽度时最小卷筒直径的能力。
国内外采用冷卷方法较多。
冷卷精度较高，操作工艺简便，成本低廉，但对板材的质量要求较高（如不允许有缺口、裂纹等缺陷），金相组织一致性要好。
机械设计课程设计报告—薄片零件冲压机
机械设计课程设计报告——薄片零件冲压机1目录1．设计题目-------------------------------------------------------------------------------- 32．设计方案选择-------------------------------------------------------------------------- 4 2．1、设计方案一--------------------------------------------------------------- 42．2、设计方案二--------------------------------------------------------------- 42．3、设计方案三--------------------------------------------------------------- 52．4、最终选定方案------------------------------------------------------------ 6 3．所选定方案的具体设计-------------------------------------------------------------- 7 3．1、尺寸计算------------------------------------------------------------------ 73．2、工作循环图--------------------------------------------------------------- 83．3、各机构速度、加速度曲线分析--------------------------------------- 93．4、机构动力传递分析------------------------------------------------------ 10 4．所选运动各机构位移分析----------------------------------------------------------- 12 5．小组总结-------------------------------------------------------------------------------- 14 6．参考资料-------------------------------------------------------------------------------- 1521．设计题目1．设计题目：薄片零件冲压机2．工作原理及工艺动作过程：设计冲制薄壁零件的冲压机构及其相配合的送料机构。
冲床机构设计课程设计
冲床机构设计课程设计冲床机构是一种常见的工业自动化设备，用于对金属材料进行切割、冲孔或成形等加工操作。
设计冲床机构的课程旨在培养学生对冲床机构结构和原理的理解，以及设计和优化冲床机构的能力。
本文将介绍冲床机构设计课程的内容和重要性。
冲床机构设计课程通常分为多个模块，包括机构结构设计、传动系统设计、工作台设计和控制系统设计等。
在机构结构设计模块中，学生需要学习不同类型的冲床机构，如连杆机构、曲柄机构和摆线机构等。
他们将学习机构的工作原理、构造特点以及应用范围，以便在实际设计中选择合适的机构类型。
传动系统设计模块是冲床机构设计中的关键部分。
学生将学习不同的传动方式，如齿轮传动、皮带传动和液压传动等。
他们将了解传动系统的特点、优缺点以及在冲床机构设计中的应用。
此外，学生还需要学习传动比的计算方法和传动系统的优化设计，以提高冲床机构的工作效率和稳定性。
工作台设计模块是冲床机构设计中的另一个重要环节。
学生将学习工作台的结构设计、夹具设计和工件定位方法等。
他们将学习如何根据冲床机构的工作要求设计合适的工作台，并选择合适的夹具和定位方式，以确保工件在加工过程中的稳定性和精度。
控制系统设计模块是冲床机构设计课程中的最后一个模块。
学生将学习冲床机构的控制原理、电气元件的选择和PLC编程等。
他们将学习如何设计合适的控制系统，以实现冲床机构的自动化操作和工艺控制。
此外，学生还需要学习故障诊断和安全保护等方面的知识，以确保冲床机构的安全可靠运行。
冲床机构设计课程的重要性不言而喻。
通过学习这门课程，学生将能够掌握冲床机构的结构和原理，了解冲床机构的设计要点和技术要求。
他们将学会使用CAD软件进行机构设计和仿真分析，提高设计效率和质量。
此外，课程还将培养学生的创新思维和团队合作能力，为他们将来从事相关工作打下坚实的基础。
冲床机构设计课程是工程类专业学生的重要课程之一。
通过学习这门课程，学生将掌握冲床机构的设计原理和方法，培养设计和优化冲床机构的能力。
自动送料薄壁零件冲床设计
２０１５年１０月第４３卷第２０期机床与液压ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＯｃｔ ２０１５Ｖｏｌ ４３Ｎｏ ２０ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－３８８１ ２０１５ ２０ ００５收稿日期：２０１４－０８－０９作者简介：张占国（１９７２ ），男，硕士，副教授，主要从事机械设计及理论方面的研究㊂Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｚｇ３０２１０４＠１２６ ｃｏｍ㊂自动送料薄壁零件冲床设计张占国（北华大学机械工程学院，吉林吉林１３２０２１）摘要：通过拟定薄壁零件冲床机械系统运动方案㊁设计冲压机构和送料机构，使得冲压与送料动作相互协调㊁配合，保证了薄壁零件的加工质量，提高了冲压工艺的自动化程度和生产效率㊂关键词：冲床；冲压机构；送料机构；薄壁零件中图分类号：ＴＰ２３㊀㊀文献标志码：Ｂ㊀㊀文章编号：１００１－３８８１（２０１５）２０－０１３－３ＤｅｓｉｇｎｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃＦｅｅｄｉｎｇＰｕｎｃｈＵｓｅｄｆｏｒＳｔａｍｐｉｎｇＴｈｉｎ⁃ｗａｌｌｅｄＰａｒｔｓＺＨＡＮＧＺｈａｎｇｕｏ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪｉｌｉｎＪｉｌｉｎ１３２０２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｄｒａｗｉｎｇｕｐｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｍｏｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｏｆｐｕｎｃｈｕｓｅｄｆｏｒｓｔａｍｐｉｎｇｔｈｉｎ⁃ｗａｌｌｅｄｐａｒｔｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｉｎｇｔｈｅｓｔａｍｐｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｆｅｅｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｓｏｆｓｔａｍｐｉｎｇａｎｄｆｅｅｄｉｎｇｗｅｒｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄａｎｄｃｏｏｐｅｒａｔｅｄｗｉｔｈｅａｃｈｏｔｈｅｒ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｉｎ⁃ｗａｌｌｅｄｐａｒｔｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆａｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆｓｔａｍｐｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙＫｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｕｎｃｈ；Ｓｔａｍｐｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ；Ｆｅｅｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ；Ｔｈｉｎ⁃ｗａｌｌｅｄｐａｒｔ㊀㊀薄壁零件具有强度高㊁质量轻㊁承载性好等特点，在汽车㊁国防等工业领域应用越来越广泛㊂加工薄壁零件最常用的方法是冲压，冲床机械系统对于保证薄壁零件的加工质量和提高生产效率起着至关重要的作用㊂冲床冲制薄壁零件的工艺动作如图１所示，上模（冲头）以较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型工作，此后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回㊂上模退出下模后，自动送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环［１－３］㊂图１㊀薄壁零件冲床工艺动作１㊀冲床机械系统运动方案设计如图２所示，薄壁零件冲床的机械系统由原动机㊁传动系统和执行系统组成㊂原动机选择Ｙ系列三相交流异步电动机㊂电动机的运动和动力经Ｖ带㊁二级圆柱齿轮减速器后传递给执行系统㊂执行系统包含冲压机构和自动送料机构㊂冲压机构的原动件是曲柄，执行构件为上模（滑块），行程中应有等速运动段（称工作段），并应具有急回运动特性，机构还应具有较好的动力特性㊂要同时满足这些要求，用单一的基本机构如偏置曲柄滑块机构是难以实现的㊂因此，需要将几个基本机构恰当地组合在一起来满足上述要求㊂送料机构要求送料杆作间歇送进，比较简单［１］㊂冲压机构采用导杆－摇杆滑块机构，它是以摆动导杆机构ＡＢＣ为基本机构，在其导杆ＢＣ的延长线上点Ｄ处连接一个二级杆组形成的六杆机构，相当于是在摆动导杆机构的基础上串联一个摇杆滑块机构，满足了冲压机构急回㊁扩大行程㊁工作段趋于匀速等工作要求㊂送料机构采用凸轮机构，通过合理设计凸轮的轮廓曲线，可使送料杆实现预期的运动规律，在预定的时间将坯料送至待加工位置㊂图２㊀冲床机械系统运动方案２㊀冲压机构设计上模处于两个极限位置时的冲压机构位置如图３所示㊂取上模总行程长度为ｓ＝２００ｍｍ；为提高冲床工作效率，要求冲压机构具有良好的急回运动特性（行程速比系数Ｋȡ１ ５），取Ｋ＝２㊂摆动导杆机构的极位夹角计算公式［４］为：θ＝１８０ʎＫ－１Ｋ＋１，将Ｋ＝２代入公式得：θ＝１８０ʎˑ２－１２＋１＝６０ʎ㊂取摆动导杆机构机架的长度ｌＡＣ＝２００ｍｍ，则由图３所示的几何关系可得：曲柄的长度ｌＡＢ＝ｌＡＣｓｉｎφ２＝ｌＡＣｓｉｎθ２＝２００ˑｓｉｎ３０ʎ＝１００ｍｍ㊂为保证曲柄整周转动过程中，导杆不与滑块 滑脱 ，须满足曲柄与机架呈拉直共线这一关键位置（ＡＢ２ＣＤ２Ｅ２）不 滑脱 ［５－６］，故有ｌＣＭ＞ｌＡＣ＋ｌＡＢ＝３００ｍｍ，取导杆的长度ｌＣＭ＝４００ｍｍ㊂图３㊀冲压机构极限位置图对于摇杆滑块机构，参考文献［７］进行设计，使其与摆动导杆机构组合时，满足上模在工作段近于匀速的要求㊂摇杆滑块机构运动尺寸设计图如图４所示㊂φ＝θ＝６０ʎ，ｓ＝２００ｍｍ，查图４得Ｓ１３＝１ ０２㊁Ｌ１＝０ ９９㊁Ｌ２＝０ ７６㊂则可计算出偏距为ｅ＝ｓＳ１３＝２００１ ０２＝１９６ｍｍ，摇杆长度为ｌＣＤ＝ｅＬ１＝１９６ˑ０ ９９＝１９４ｍｍ，连杆长度为ｌＤＥ＝ｅＬ２＝１９６ˑ０ ７６＝１４９ｍｍ㊂图４㊀摇杆滑块机构尺寸设计图３㊀冲压机构运动分析取冲床的生产率为６０件／ｍｉｎ，则曲柄的转速为６０ｒ／ｍｉｎ㊂应用ＡＤＡＭＳ虚拟样机分析软件，根据确定的各构件运动尺寸，创建冲压机构的样机模型，对模型进行运动学仿真㊂通过ＡＤＡＭＳ的曲线输出功能，得到上模的位移和速度测量结果如图５和图６所示㊂图５㊀上模位移测量结果㊀㊀图６㊀上模速度测量结果从图５可以看出：在一个周期内，上模回程所用时间为ｔ回＝０ ３２５ｓ，工作行程所用时间为ｔ工＝０ ６７５ｓ，实际的行程速比系数Ｋᶄ＝ｔ工ｔ回＝０ ６７５０ ３２５＝２ ０８，实际的行程速比系数Ｋᶄ比设计的行程速比系数Ｋ略大，上模的急回运动特性增强㊂上模实际的总行程长度ｓᶄ＝２００ｍｍ，上模的工作段长度ｌ＝５０ｍｍ㊁对应曲柄转角为δ＝０ ７５－０ ４１ˑ３６０ʎ＝１２６ʎ㊂上模总行程长度为工作段长度的４倍，为自动送料提供了充裕的时间和空间，便于实现冲压机构和送料机构的运动协调设计㊂对照图６可知，上模的回程先做加速运动㊁后做减速运动，且平均速度大于工作行程的平均速度，体现了冲压机构的急回运动特性㊂上模在工作行程的开始段和结束段均先做加速运动㊁后做减速运动；在工作段，上模做近似的匀速运动㊂这些速度特性符合冲床的预期工艺动作要求㊂４㊀冲床执行系统协调设计依据冲压机构运动分析结果以及对送料机构的要求，取送料距离Ｈ＝１２０ｍｍ，并以冲头的下极限点为初始位置，绘制机构的运动循环图如图７所示㊂曲柄ＡＢ的转角为０ ９２ʎ时，冲头向上运动，为退出下模过程；曲柄的转角为９２ʎ １１７ʎ时，冲头继续向上运动，直到最高点；曲柄的转角为１１７ʎ １４４ʎ时，冲头快速接近坯料；曲柄的转角为１４４ʎ ２７０ʎ时，冲头近似等速向下冲压坯料；曲柄的转角为２７０ʎ ３６０ʎ时，冲头继续向下运动，将工件推出型腔，完成一个循环㊂送料机构的送料动作，只能在冲头退出下模到冲头接触工件的范围内进行，故凸轮机构在曲柄由９５ʎ转到１２５ʎ完成推程，在曲柄由１２５ʎ转到１５５ʎ完成回程㊂㊃４１㊃机床与液压第４３卷图７㊀机构运动循环图５㊀送料机构设计根据图７可知，凸轮机构的推程运动角度δ０＝３０ʎ㊁回程运动角δᶄ０＝３０ʎ㊁近休止角δ０２＝３００ʎ㊂如图２所示，曲柄与齿轮１固连，凸轮与齿轮３固连，则ｎ凸轮ｎ曲柄＝ｎ３ｎ１＝ｚ１ｚ２ｚ３ｚ２＝ｚ１ｚ３＝１，即ｚ１＝ｚ３㊂该送料机构只要求送料杆具有一定的工作行程，而对其运动规律无特殊要求，且凸轮的转速不高，所以从动件运动规律的选择主要从便于凸轮加工和良好的动力特性来考虑，故推程和回程皆选择等速运动规律㊂取凸轮的基圆半径ｒ０＝５０ｍｍ㊁滚子半径ｒｇ＝１５ｍｍ，用解析法设计凸轮的轮廓曲线，具体的可参考相关文献㊂６㊀结束语基于冲床的工艺动作分析，综合考虑满足技术要求㊁工作可靠㊁结构简单㊁制造方便㊁降低研发成本等要素，对自动送料薄壁零件冲床的机械系统运动方案㊁冲压机构和送料机构进行了设计㊂冲压机构与送料机构协调配合工作，使得冲压和送料动作按照预期的节拍有序进行，极大地提高了冲床的自动化程度和冲压加工的先进性，减轻了工人的劳动强度㊁提高了生产效率㊂借助于ＡＤＡＭＳ软件对冲压机构进行运动学研究，避免了复杂的数学建模与计算，从而大大减少了运动学分析的工作量㊂不但为执行系统的运动协调设计和送料机构设计提供了一定的依据，而且缩短和减少了产品的设计周期与成本㊂参考文献：［１］翁海珊．机械原理与机械设计课程实践教学选题汇编［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００８．［２］王之栎．机械设计综合课程设计［Ｍ］．２版．北京：机械工业出版社，２０１０．［３］王三民．机械原理与设计课程设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００５．［４］杨巍，何晓玲．机械原理［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１０．［５］刘奎武．按给定行程速度变化系数Ｋ设计导杆机构［Ｊ］．机械工程师，２０１０（５）：１２３－１２４．［６］常勇．按行程速比系数Ｋ设计转动导杆（导块）机构的解析法［Ｊ］．机械科学与技术，２００２，２１（３）：４１６－４１７．［７］洪小南，沈世德，潘小宁．近似等速摇杆滑块机构的设计［Ｊ］．机械设计与研究，１９９４（３）：９－１１．（上接第１４６页）４㊀结论对抛物槽式太阳能自动跟踪系统的机械结构设计进行了详细的说明与计算，特别是抛物槽式集热器的外形尺寸㊁方位角的自动调节机构㊁高度角的手动调节装置等关键部件㊂高度角手动调节机构中运用了丝杠螺母进行调节，满足了机构对高度角调节的要求㊂基于单片机控制的减速步进电机的使用满足了装置对于方位角自动跟踪的要求㊂根据实际试验效果，此装置结构合理，成本低，实用性强，对于太阳能的利用率大大提高，并在试验地区进行了实验，得到了较好地实验结果，为太阳能单轴自动跟踪的推广起到了良好的参考价值㊂参考文献：［１］李建英，吕文华，贺晓雷，等．一种智能型全自动太阳跟踪装置的机械设计［Ｊ］．太阳能学报，２００３，２４（３）：３３０－３３４．［２］喜文华．太阳能实用工程技术［Ｍ］．兰州：兰州大学出版社，２００１．［３］濮良贵，纪名刚．机械设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００１：３５３－３８０．［４］陈维，李戬洪．抛物柱面聚焦的几种跟踪方式的光学性能分析［Ｊ］．太阳能学报，２００３，２４（４）：４７７－４８２．［５］郭廷玮．太阳能的利用［Ｍ］．北京：科技文献出版社，１９８７．［６］尹仪方，夏平畴，张勇，等．太阳能跟踪聚光系统的研究［Ｊ］．太阳能学报，１９８４，５（１）：５８－６４．㊃５１㊃第２０期张占国：自动送料薄壁零件冲床设计㊀㊀㊀。
机械原理课程设计-薄壁零件冲床设计
机械原理课程设计院系:机电工程学院班级：机自本三姓名：万森学号：10050203039目录一设计任务1. 设计题目2. 原始数据和设计要求二所选方案1 . 方案分析2 . 分析结论三机构的设计1 . 几何尺寸的确定2 . 机构运动简图的绘制3 . 机构的设计数据四. 从动件的运动规律及简图1 . 位移 s —ψ 简图2 . 速度 v —ψ 简图3 . 速度 a —ψ 简图１一、设计的任务1. 设计题目设计冲制薄壁零件（如图1 - 1 所示）的冲压机构及与相配合的送料机构。
上模先以比较快的速度接近坯料，然后以接近匀速进行拉延成型工作。
然后上模继续下行，将成品推出型腔，最后快速返回。
上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置（下模上面），完成一个工作循环。
设计能使上模按照上述要求加工零件的冲压机构和从侧面送料的送料机构。
图 1 -1２2．原始数据图 1 -21 . 采用一台1 4 5 0 r / mi n 的三相异步电动机驱动，下模固定，从动件（执行构件）为上模，作上下往复直移运动，其大致运动规律如图 1 -2 所示，具有快速下沉、匀速工作进给和快速返回的特性。
2 . 机构应具有较好的传动性能，特别是工作段的压力角α 应尽可能小；传动角γ 大于或等于许用传动角 [ γ ] =4 0 °3 . 上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）。
4 . 生产率约每分钟 7 0 件。
5 . 执行构件（上模）的工作长度 l =4 0 — 1 1 0 mm, 对应曲柄转角ψ = （ 1 / 3 — 1 / 2 ）π；上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上，行程速度变化系数K≥ 1 . 5 。
7 . 送料距离 H=6 0 - 2 5 0 mm。
8 . 速度不均匀系数，波动 3 %- 5 %３9 . 建议主动件角速度取ω =1 r a d/ s1 0 . 对机构进行动力分析，所需参数值建议如下选取（ 1 ）设连杆机构中各构件均为等截面匀质杆，其质心在杆长中点，而曲柄的质心与回转轴线重合。
薄板冲床课程设计
薄板冲床课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解薄板冲床的基本结构、工作原理及其在制造业中的应用；2. 学生能够掌握薄板冲床操作的基本步骤、安全规程以及日常维护知识；3. 学生能够描述薄板冲压过程中涉及的材料特性、工艺参数对冲压质量的影响。
技能目标：1. 学生能够操作薄板冲床进行简单的冲压加工，完成给定图纸的零件制作；2. 学生能够运用测量工具对冲压件进行质量检测，分析并解决简单问题；3. 学生能够通过实际操作，掌握薄板冲床的编程与自动化控制基础。
情感态度价值观目标：1. 学生通过实践活动，培养对机械制造专业的兴趣和认识，增强职业责任感；2. 学生在学习过程中，树立安全生产意识，形成良好的操作习惯；3. 学生通过团队合作完成项目，提升沟通协作能力，培养集体荣誉感。
课程性质分析：本课程为职业技能实践课，强调理论联系实际，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点分析：学生为中职二年级学生，具有一定的基础知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇，但需要加强安全意识。
教学要求：结合学生特点，采用任务驱动法，让学生在实践操作中掌握知识，提高技能，注重培养学生的安全意识和职业素养。
通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 薄板冲床基础知识：包括薄板冲床的结构组成、工作原理、分类及性能比较，关联教材第3章；- 结构组成：讲解薄板冲床的主要部件及其功能；- 工作原理：介绍薄板冲床的冲压过程及其力学原理；- 分类及性能比较：分析不同类型薄板冲床的特点及应用场景。
2. 薄板冲床操作与编程：涵盖操作步骤、安全规程、编程方法及自动化控制基础，关联教材第4章；- 操作步骤：学习薄板冲床的基本操作方法，如装模、对模、调试等；- 安全规程：强调操作过程中的安全注意事项，如紧急停止、设备防护等；- 编程方法：掌握薄板冲床的数控编程技术，包括编程语言、程序结构等；- 自动化控制基础：了解薄板冲床的自动化控制系统，如PLC、触摸屏等。
机械原理课程设计薄壁
机械原理课程设计薄壁一、教学目标本课程旨在让学生掌握薄壁机械原理的基本概念、特点和应用，培养学生对薄壁机械结构的设计、分析和解决问题的能力。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：（1）了解薄壁机械原理的基本概念和特点；（2）掌握薄壁机械结构的设计方法和步骤；（3）熟悉薄壁机械在实际工程中的应用。
2.技能目标：（1）能够运用薄壁机械原理解决实际工程问题；（2）具备薄壁机械结构设计的基本能力；（3）学会使用相关软件进行薄壁机械结构分析和设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队协作精神；（2）增强学生对机械工程的兴趣和热爱；（3）培养学生关注社会、关注生活的学习态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.薄壁机械原理的基本概念和特点；2.薄壁机械结构的设计方法和步骤；3.薄壁机械在实际工程中的应用案例；4.相关软件的使用和方法。
教学大纲安排如下：第一周：薄壁机械原理的基本概念和特点；第二周：薄壁机械结构的设计方法和步骤；第三周：薄壁机械在实际工程中的应用案例；第四周：相关软件的使用和方法。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过讲解薄壁机械原理的基本概念、特点和应用，使学生掌握相关知识；2.案例分析法：分析薄壁机械在实际工程中的应用案例，提高学生的实际操作能力；3.实验法：让学生亲自动手进行实验，加深对薄壁机械原理的理解；4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的思维能力和团队协作精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料；2.参考书：提供丰富的参考书籍，拓展学生的知识视野；3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，提高课堂教学效果；4.实验设备：准备完善的实验设备，确保学生能够进行实际操作。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式，包括：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度；2.作业：布置适量的作业，要求学生在规定时间内完成，评估学生的知识掌握和应用能力；3.考试：安排期中、期末考试，评估学生的综合运用能力和学习成果；4.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和分析问题的能力。
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一、 设计任务书1、 设计题目：薄壁零件冲床的设计2、 设计背景：（1） 工作原理： 薄壁零件冲床的组成框图如图1所示。
图1 薄壁零件冲床的组成框图工作原理如图2a 所示。
在冲制薄壁零件时，上模（冲头）以较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成形工作，接着上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。
上模退出下模后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。
图2 薄壁零件冲制工作原理图（2） 设计条件与要求 动力源为电动机，上模做上下往复直线运动，其大致运动规律如图2b 所示，要求有快速下沉、匀速工作进给和快速返回的特征。
上模工作段的长度L=40~100mm,对应曲柄转角φ=60º~90º；上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上，行程速比系数K ≥1.5。
上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方），如图2a 所示。
送料距离L=60~250mm 。
要求机构具有良好的传力特性，特别是工作段的压力角α应尽可能小，一般取许用压力角[α]=50º。
生产率为每分钟70件。
按平均功率选用电动机。
需要5台冲床。
室内工作，载荷有轻微冲击，动力源为三相交流电动机。
使传动装置原动机薄壁零件冲制执行系统（3）执行机构的选择工作机应采用往复移动机构。
可选择的有：连杆机构、凸轮机构、齿轮齿条机构、螺旋机构。
本设计是要将旋转运动转换为往复运动，所以连杆机构、凸轮机构、齿轮齿条机构均可，凸轮机构能够较容易获得理想的运动规律，而齿轮齿条机构加工复杂、成本高，所以不采用。
同时由于不考虑送料机构，同时考虑到凸轮尺寸以及运动规律实现的可行性，结合前辈的经验和自己的思考，最终决定一种方案。
简图如下：1>改进方案2> 传统方案（4） 方案评价传统方案和改进方案都满足设计要求，但是和传统方案相比，改进方案中由于利用的杠杆原理，工件端传递力矩和运动规律更简单的通过两平行杠杆传递到传动机构端，同时压力角更易计算，而且传动更平稳。
综上所述，最终决定使用改进后的方案。
2、 电动机的选择（1） 选择电动机类型按工作要求，选用Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V 。
（2） 选择电动机容量电动机所需工作效率为P n =Pwη冲压载荷F=5500N ，上模工作段长度L=90mm,上模工作段对应的曲柄Φ=85°，n=70r/min上模工作时间t=85°360°×60n =0,2024 工作机所需功率P w =Fl t =Fl φω=2πnFl60φ=2.46kw传动装置的总效率η=η1η22η33η4η5 其中：联轴器效率η1=0.99闭式齿轮传动效率η2=0.97 滚动轴承效率η3=0.99（一对）该轴所受的外载荷为转矩，小齿轮上的作用力，由于外部连接联轴器故忽略皮带轮的压轴力，空间受力图如下：输入转矩T1=54.49N∙m小齿轮的圆周力F t1=2T1d1=2052.08N小齿轮的径向力F r1=F t1tanαncosβ=762.80N小齿轮的轴向力F a1=F t1tanβ=425.71N5.计算轴承支撑点的支反力 ①垂直面支反力和弯矩计算 F AV =F t 1×160210=1563.49N F BV =F t 1×50210=488.59N M VC =195.44×190=1856.64×20=78174.5N ∙mm受力图和弯矩图如下：②水平面支反力及弯矩F AH =635.00N F BH =127.80N M HC ′=20448N ∙mm M HC "=31750N ∙mmF AV =1563.49N F BV =488.59N M VC =78174.5N ∙mm6.计算并绘制合成弯矩图M C′=√M VC2+M′HC2=80804.53N∙mmM C"=√M VC2+M"HC2=84376.03N∙mm合成弯矩图图：7.计算并绘制转矩图T=9.55×106×Pn=54.49N∙m转矩图：T=54.49N∙m8.计算并绘制当量弯矩图转矩按脉动循环考虑，取1[][]bbσασ-=σb=750MPa[σ−1b]=75MPa[σ0b]=130MPaα=0.577M e=√M2+(αT)2 C为危险截面，当量弯矩为：M e=√M"C2+(αT)2=90043.5N∙mm当量弯矩图：M e=90043.5N∙mM Me4.轴的该轴所受的外载荷为转矩，小齿轮上的作用力，由于外部连接联轴器故忽略皮带轮的压轴力，空间受力图如下：输入转矩T1=232.62N∙m小齿轮的圆周力F t1=2T1d1=5653.94N大齿轮的圆周力F t2=2T1d2=1980.61N小齿轮的径向力F r1=F t1tanαncosβ=2116.70N大齿轮的径向力F r2=F t2tanαncosβ=736.23N小齿轮的轴向力F a1=F t1tanβ=1361.57N大齿轮的轴向力F a2=F t2tanβ=410.89NF=5653.94N①垂直面支反力和弯矩计算 F AV =375.61N F BV =3297.72NM VC 1=78174.5N ∙mm M VC 2=18780.5N ∙mm 受力图和弯矩图如下：②水平面支反力及弯矩F AH =1762.42N F BH =1089.87NM HC 1′=76290.9N ∙mm M HC 1"=129789.69N ∙mm M HC 2′=88121N ∙mm M HC 2"=39895.27N ∙mmM C ′=√M VC 2+M ′HC 2 M C 1′=243120.53N ∙mm M C 2′=90100.04N ∙mm M C "=√M VC 2+M "HC 2=84376.03N ∙mm M C 1"=264825.70N ∙mm M C 2"=44094.67N ∙mm 合成弯矩图图：T =9.55×106×Pn =232.62N ∙m转矩图：M Me4.轴的该轴所受的外载荷为转矩，小齿轮上的作用力，由于外部连接联轴器故忽略皮带轮的压轴力，空间受力图如下：输入转矩T1=695.92N∙m小齿轮的圆周力F t1=2T1d1=4706.71N小齿轮的径向力F r1=F t1tanαncosβ=1762.08N小齿轮的轴向力F a1=F t1tanβ=1133.46NF=4706.71N5.计算轴承支撑点的支反力①垂直面支反力和弯矩计算F AV=F t1×70210=1568.9N F BV=F t1×140210=3137.81NM VC=195.44×140=1856.64×70=219646.47N∙mm受力图和弯矩图如下：②水平面支反力及弯矩F AH=1385.41N F BH=376.67NM HC′=26366.9N∙mm M HC"=193957.4N∙mmF AV=1568.9NF BV=3137.81NM VC=219646.47N∙mmM C′=√M VC2+M′HC2=293025.67N∙mmM C"=√M VC2+M"HC2=221223.38N∙mm 合成弯矩图图：=695.92N∙mT=9.55×106×Pn转矩图：查相关机械手册，该轴承基本额定动载荷C=40.8kN,额定静载荷，C0=24.0kN脂润滑的极限转速lim 12000/minn r=轴承的受力情况如下图：F a=425.71NF AV=1563.49N F BV=488.59N F AH=635.00N F BH=127.80N F rA=√F AV2+F AH2=1687.52NF rB=√F BV2+F BH2=505.03N查相关机械手册，该轴承基本额定动载荷C=40.8kN,额定静载荷，C 0=24.0kN脂润滑的极限转速lim 12000/min n r = 轴承的受力情况如下图：F a =1772.46NF AV =375.61N F BV =3297.72N F AH =1762.42N F BH =1089.87NF rA =√F AV 2+F AH 2=1802N F rB =√F BV 2+F BH 2=3473.3N当量动载荷：()d r a P f XF YF =+ 查表可得：P rA =0.56F rA +1.55F a =3756.43N P rB =0.56F rB +1.55F a =4692.28N 轴承寿命：深沟球轴承ε=3 按寿命短的轴承计算 L 10h =10660n (C P)3=49802h =5.68y符合寿命要求查相关机械手册，该轴承基本额定动载荷C=40.8kN,额定静载荷，C 0=24.0kN脂润滑的极限转速lim 12000/min n r = 轴承的受力情况如下图：F a =1133.46NF AV =1568.9N F BV =3137.81N F AH =1385.41N F BH =376.67NF rA =√F AV 2+F AH 2=2093N F rB =√F BV 2+F BH 2=3160N当量动载荷：()d r a P f XF YF =+查表可得：P rA =0.56F rA +2.3F a =3427.67N P rB =0.56F rB +2.3F a =4025.2N 轴承寿命：深沟球轴承ε=3 按寿命短的轴承计算L 10h =10660n (CP )3=1334462.7h =152.33y 符合寿命要求。