机械原理课程设计--专用精压机

机械原理课程设计--专用精压机?

机械原理课程设计

设计计算说明书

设计题目

学院专业

级班

学生姓名

完成日期

指导教师 (签字)

重庆大学国家工科机械基础教学基地

第页 1. 设计任务书

1.1 设计题目

专用精压机

1.2 精压机简介

专用精压机用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺，它是将薄壁铝板一次冲压为深筒形。专用精压机的执行机构主要包括冲压机构和送料机构。工作时，要求上模先以较大速度接近坯料，然后以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，完成一个工作循环。

1.3 设计条件与要求

1)以电动机作为动力源，下模固定，从动件(执行构件)为上模，作上下往复直线运动，其大致运动规律如图1b所示，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回

等特性。

2)机构应具有较好的传力性能，工作段的传动角, 大于或等于许用传动

角,, , ,40:。

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)生产率为每分钟70件。

5)上模的工作段长度l = 30,100mm，对应曲柄转角,= (1/3 ,1/2 ),;上模总行程长度0

必须大于工作段长度的两倍以上。

6)上模在一个运动循环内的受力如图1c所示，在工作段所受的阻力F=5000N，其它1阶段所受的阻力F=50N。 0

7)行程比系数K ,1.5。

8)送料距离H = 60 ,250mm。

9)机器运转速度波动系数, 不超过0.05。

1.4 设计任务

1)完成各执行机构的选型与设计计算，选择原动机，拟定机械传动方案，确定

各级传动比，画出机构运动简图;

2)按工艺要求进行执行系统协调设计，画出执行机构的工作循环图;

3)对主执行机构用解析法进行运动分析，用相对运动图解法对其中的一个位置

加以验证，并根据计算机计算结果画出刨刀位移线图，速度线图和加速度线图;

4)用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析;

5)用解析法对控制工作台横向进给的凸轮机构进行运动分析;

6)用图解法绘制控制工作台横向进给的凸轮机构的位移曲线及凸轮轮廓曲线;

7)根据机电液一体化策略和现代控制(包括计算机控制)理论，大胆提出一种或一种以上与该机现有传统设计不同的创新设计方案。

第页 2. 精压机机构功能分析

2.1精压机工作原理

精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺机构，它将薄壁铝板一次冲压成

为深筒形。如图所示，加工时，上模1现已逐渐加快的速度接近坯料3，然后以匀速进行拉延成形，随后上模继续下行将成品5推出模腔4，最后快速返回。上模退出固定不动的下模后，送料机构的推料杆2从侧面将新坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。

2.2工艺动作分解

精压机需要完成的工艺动作有以下三个动作:

(1)将新坯料送至待加工位置。

(2)下模固定、上模冲压拉延成形将成品推出模腔。

(3)将成品顶出上模

3. 机构方案的设计

第页 3.1机构的选型参考

零件在冲压成形时时，一般要求执行构件先以较小的速度接近坯料，然后匀速

拉延成形，最后快速返回，即执行构件在整个行程中要求有等速运动工作段，并具

有急回特性。同时希望工作中过程中的压力角尽量小，以保证机构具有良好的传力

特性。为实现上述复杂的运动过程，常采用基本机构组合设计。送料机构要求作间

歇送进，可结合冲压机构一并考虑。

3.1.1 方案一:齿轮,连杆冲压机构和凸轮,连杆送料机构

如图所示，冲压机构采用有两个自由度的双曲柄七杆机构，用齿轮副将其封闭

为一个自由度(齿轮1与曲柄AB固联，齿轮2与曲柄DE固联)。恰当地选择C点轨迹和确定构件尺寸，可保证机构具有急回运动和工作段近似匀速的特性，并使压力

角尽可能小。

送料机构由凸轮机构和连杆机构串联组成，按运动循环图可确定凸轮推程角和

从动件的运动规律，使其能在预定时间将坯料推送至待加工位置。

3.3.2方案二:导杆,摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构

如图所示，冲压机构是在摆动导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构组合

而成。

送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连。按机构运动循环图可确定凸轮

推程运动角和从动件运动规律，则机构可在预定时间将坯料送至待加工位置。

第页

3.3.3方案三:六连杆冲压机构和凸轮,连杆送料机构

如图所示，冲压机构由铰链四杆机构和摇杆滑块机构串联组合而成。

凸轮,连杆送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连，按机构运动循环图确定凸轮推程运动角和从动件运动规律，则机构可在预定时间将坯料送至待加工位置。

3.3.4方案四:连杆,凸轮冲压机构和凸轮,连杆送料机构

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如图所示，冲压机构采用有两个自由度的 1

B 连杆,凸轮组合机构，用齿轮副将其封闭为一, 1

OA P个自由度(齿轮1与曲柄AB固联，齿轮4与

HO 两个凸轮固联)。 C 1 E 送料机构由凸轮机构和连杆机构串联组

D 成，按运动循环图可确定凸轮推程角和从动件 F ,4的运动规律，使其能在

预定时间将坯料推送至

G 212待加工位置。

4

I

H L J 1 K

,

图5 冲压机构方案之四

3.2 最终方案的确定

对上述几种设计方案进行分析，方案二中摆动导杆机构按给定的行程速比系数

设计，它和摇杆滑块机构组合可以达到工作段近于匀速的冲压要求;导杆的传动角较大，传动性能优良;机构的冲击小，对机构的运动实现有利;适当选择导路位置，就可使工作段压力角较小，，而且方案的实用性强;缺点是倒杆机构的横向尺寸较大。方案三，四杆机构可按行程速比系数用图解法设计，然后选择连杆长l及导路位置，按工作段近似于匀速的EF

要求确定铰链点E的位置。若尺寸选择恰当，可使执行构件在工作段中运动时

机构的压力角较小。方案优点是四杆机构制造费用低，基本满足运动要求，结构简

单较实用，缺点是横纵尺寸比较大，在要求运动形式转换方面不能准确的满足，并