压片机课程

机械原理课程设计

说明书

设计题目：压片成形机

学院：汽车与交通学院

班级：车辆111

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指导老师：

目录

1.设计题目 (1)

2.工作原理及工艺动作过程 (3)

3.设计原始数据及设计要求 (4)

4.功能分解及机构选用 (5)

5.重要机构方案评估及数据 (10)

6.总设计方案图及各执行机构的尺寸计算 (13)

7.心得体会 (15)

8.参考书目 (15)

1.设计题目：压片成形机

设计自动压片成形机，将具有一定湿度的粉状原料（如陶瓷干粉、药粉）定量送入压形位置，经压制成形后脱离该位置。机器的整个工作过程（送料、压形、脱离）均自动完成。该机器可以压制陶瓷圆形

片坯、药剂（片）等。

2. 工作原理及工艺动作过程

1. 干粉料均匀筛入圆筒形型腔。（图1）

2. 下冲头下沉3mm ，预防上冲头进入型腔是粉料扑出。（图2 ）

3. 上、下冲头同时加压，并保持一段时间。（图3）

4. 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯。（图4）

5. 料筛推出片坯。

其工艺动作的分解如图1、2、3、4

3 .设计原始数据及设计要求

1、.压片成形机设计数据

电动机转速/（r/min ）：1450； 生产率/(片/min)：10；

料筛

型腔

下冲头

粉料

21

3

下冲

上冲

5 下冲头

上冲头

8

片

下冲

冲头压力/N：150 000；机器运转不均匀系数/δ：0.1；

m冲kg:12；m杆kg:5;

2、上冲头、下冲头、送料筛的设计要求：

(1).上冲头完成往复直移运动（铅锤上下），下移至终点后有短时间的停歇，起保压作用，保压时间为0.4 秒左右。因冲头上升后要留有料筛进入的空间，故冲头行程为90 ～100mm 。因冲头压力较大，因而加压机构应有增力功能（如图 1.2a ）。

（2).下冲头先下沉3mm ，然后上升8mm ，加压后停歇保压，继而上升16mm ，将成型片坯顶到与台面平齐后停歇，待料筛将片坯推离冲头后，再下移21mm ，到待料位置（如图 1.2b ）。

（3).料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料筛在台面上右移约85~90mm ，推卸片坯(如图1.2c)

φ

φ

φ图1.2

4．功能分解及机构选用

该干粉压片机通过一定的机械能把原料（干粉）压制成成品，其功能分解如下图

设计干粉压片机，其总功能可以分解成以下几个工艺动作：

(1) 送料机构：为间歇直线运动, 这一动作可以通过凸轮完成

(2) 筛料：要求筛子往复震动，这一动作可以通过凸轮完成

(3) 推出片坯：下冲头上升推出成型的片坯

(4) 送成品：通过凸轮推动筛子来将成型的片坯挤到滑道

(5)上冲头往复直线运动，最好实行快速返回等特性。

(6) 下冲头间歇直线运动，这一动作可以通过凸轮完成。

五．重要机构方案评估及数据

（1）上冲头机构方案选用：

方案一：

方案一为一凸轮机构，能很好的实

现所需要的运动变化，机构由一个

凸轮为原动件带动从动件做上下

移动，应用范围较广可调性高运转

精度大，可完成工作需要。自由度：

S=3n-2PL-PH=3*2-2*2-1=1

由于上冲头总行程为100cm，使用

凸轮机构会使凸轮的曲率半径变大，滚子与凸轮的压力角变大，容易磨损构件，基圆大小很难确定，设计难度高，也不容易生产加工，冲头下压力不足，导致产品不合格，所以方案一虽可行但不适用于上冲头的设计使用，暂不选。

选择。

方案二：

方案二为一曲柄摇杆机构，由

曲柄为主动件带动摇杆摇动

以及滑块上下运动，应用范围

广可调性高运转精度较高计

算自由度：

S=3n-2PL-PH=3*3-2*4=1

可实现运动需要。具有很好的

传动性，结构简单，经济性好，工业制造较为简单，维修跟换方便，可大批量制造生产，暂为最佳选择。综上所述，在两个方案中，方案二为最佳方案。

方案三：

方案三为半齿轮齿条机构，由一半齿轮带动齿条做上下运动实现运动需要，承载能力一般传动平稳噪音小但下压力不足，经济性一般，运动不易控制，传动性不佳，机械生产要求高，不如方案二。

综上所述，在两个方案中，方案二为最佳方案。

（1）设定方案二中的各杆长度

由于压片机的工作压力较大，行程较短，

一般采用肘杆式增力冲压机构作为主体

机构，它是由曲柄摇杆机构和摇杆滑块

机构串联而成。先设计摇杆滑块机构，

为了保压，要求摇杆在垂直位置的范

围内，滑块的位移量mm。据此可得

摇杆长度

式中摇杆滑块机构中连杆与摇杆长度之比，一般取1-2。

根据上冲头的行程长度，即可得摇杆的另一极限位置，摇杆的摆角以小于60°为宜。设计机构时，为了“增力”，曲柄的回转中心可在摇杆活动铰链、垂

直于摇杆垂直位置的直线上适当选取，以改善机构在冲头在下极限位置附近放

的传力性能。根据摇杆的三个极限位置（位置和另一极限位置），设定与之对应的曲柄上个位置，其中对应摇杆的两个位置，曲柄应在于连杆共线的位置，曲柄的另一位置可以根据保压时间来设定，则可根据两连架杆的三组对应位置来设计此机构。设计完成后，应该检查曲柄的存在条件，若不满足要求，则重新选择曲柄的回转中心。也可以选择曲柄中心后，根据摇杆两极限位置时曲斌

和连杆共线的条件，确定连杆和曲柄的长度，再检查摇杆在垂直位置时，曲柄对应转角是否满足保压时间要求。曲柄回转中心据摇杆垂直位置越远，机构行程速比系数越小，冲头在下极限位置附近的位移变化越小，但机构尺寸越大。

在这里我取λ=1.5,得r≤396

r=390mm L=585mm

冲头行程取95mm，算出摇杆的摆角等于32°

因为题设要求摇杆的摆角小雨60°，所以满足要求。

通过图解法可以求出曲柄摇杆机构中曲柄与连杆的长度，如下图：