专用精压机运动简图的设计

湖南工业大学

课程设计

资料袋

机械工程学院（系、部）第二学年第二学期

课程名称机械原理课程设计指导教师银金光职称教授

学生姓名罗清亮专业班级机械 0907 学号***********

题目专用精压机运动简图的设计

成绩起止日期 2011 年 6 月 27 日～ 2011 年 7 月 1 日

目录清单

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机械原理课程设计

设计说明书

专用精压机运动简图的设计

起止日期： 2011 年 6 月 27 日至 2011 年 7 月 1 日

学生姓名罗清亮

班级机械0907

学号***********

成绩

指导教师(签字)

机械工程学院（部）

2009年 6月 27 日

目录

0.课程设计任务书 (2)

1.设计题目 (3)

2.机械机构功能的简单分析 (3)

3.根据工艺动作和协调要求拟定循环图 (4)

4.执行机构选形 (5)

5.执行机构的选择和比较 (5)

6.机构运动简图 (9)

7.机构尺寸的设计计算 (9)

8.机构的运动学分析（速度与加速度分析） (12)

9.精压机的三维建模 (15)

10.参考资料 (16)

11.设计总结 (16)

湖南工业大学

课程设计任务书

2010 —2011 学年第2 学期

机械工程学院（系、部）机械类专业机械0907 班级

课程名称：机械原理课程设计

设计题目：专用精压机运动简图的设计

完成期限：自2011 年 6 月27 日至2011 年7 月 1 日共 1 周

内容及任务原始数据及设计要求

一.

1）冲压执行构件具有快速接近工件，等速

下行拉伸和快速成型返回的运动特性；

2）制成品生产率每分钟90件；

3）形程速度变化系数K≥1.3；

4）坯料最大输送距离200mm；

5）上模滑块总质量40kg，最大生产阻力

5000N，且假设在拉延区内生产阻力均

衡；

6）设最大摆动构件线质量为40kg/m，绕质心转动惯量为2kg·m2/m，质心简化到杆长中点，其他构件质量及转动惯量均忽略不计。

二、设计任务

1）冲压机构和送料机械运动方案的拟定；

2）完成工作循环图；

3）对各方案进行定性分析与筛选，选定设计方案；

4）冲压机构的型综合和运动设计；

5）传动系统的设计计算；

6）执行机构的运动尺寸设计；

7）绘制正式的整机机构运动简图。

进度安排

起止日期工作内容

6.27-6.29 构思该机械运动方案

6.29-6.30 运动分析及作图

7.1 整理说明书与答辩

主要参考资料1、朱理主编，机械原理，高等教育出版社

2、戴娟主编，机械原理课程设计，高等教育出版社

指导教师：银金光2011 年7 月1 日

1.设计题目：专用精压机运动简图设计

1.1设计原理：

专用精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺。它是将薄铝板一次冲压成为深筒形。

它的工艺动作主要有：

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。

图1

1.2设计要求：

1）制成品生产率每分钟90件；

2）形程速度变化系数K≥1.3；

3）坯料最大输送距离200mm；

4）上模滑块总质量40kg，最大生产阻力5000N，且假设在拉延区内生产阻力均衡；

5）设最大摆动构件线质量为40kg/m，绕质心转动惯量为2kg·m2/m，质心简化到杆长；

中点，其他构件质量及转动惯量均忽略不计。

2. 机械机构功能的简单分析

2.1 机械机构功能的简单分析

本机构加工的主要为铝合金制件，且需要一次冲压成形。故机构需要较大的冲压力来实现。同时要保证精压的质量，机构需要匀速的冲压过程，因此采用具有较好传动性和较高接触强度的齿轮机构。考虑到工作效率的要求，将凸轮送料机构改成曲柄滑块送料机构，提高了机构的使用寿命。

为了使整个机构能够快速，紧密，平稳的运行，需要机构的各个部分必须相互配合，并且足够稳定。

2.2动作分解

为使执行机构满足预定的功能要求，应该将机械的总功能分解成若干个分功能，每个分功能由一个执行机构去完成。在本专用精压机构，整个机构可以分为两大执行构件：送料机构和冲压机构。它们根据执行机构的功能要求去完成规定的动作。

具体的工艺动作分解如下：

1）送料机构从侧面将坯料送至待加工位置；

2）上模先以较大的速度接近坯料；

3）上模以近似匀速进行拉延成形工作；

4）上模继续下行将成品推出型腔；

5）上模快速返回，完成一个冲压工作循环。

3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图

由机构运动循环图（图2）可知：机构在一个运动周期内，当上模运动在她的正行程时，推杆和上顶机构都再回程中；当上模冲压完成之后，推杆开始将坯料输送至待加工位置，上顶机构也同时将成品顶出下模，实现一个工作周期。

图2

4.执行机构选型

由上述分析可知，精压机机构有由三个分支：一为实现竖直运动的冲压机构，二为实现水平运动的送料机构；三是实现让成品脱落的上顶机构。此外，当各机构按运动循环图确定的相位关系安装以后应能作适当的调整，故在机构之间还需设置能调整相位的环节(也可能是机构)。

冲压机构设计过程：

实现竖直运动的冲压机构应有下述几种基本运动功能：

1)：上模要完成每分钟90次往复移动运动，所以机构的主动构件转速应为90r／min，以电动机作为原动力，则主加压机构应有运动缩小的功能

2)因上模是往复运动，故机构要有运动交替的功能

3)原动机的输出运动是转动，上模是直移运动，所以机构要有运动转换的功能

4)因有保压阶段，所以机构上模在下移行程末端有较长的停歇或近似停歇的功能；

5)因冲头压力较大，所以希望机构有增力的功能，以增大有效作用力，减小原动机

的功率。

同理设计送料机构也要满足类似功能。

对各种类型的机构进行专业和有多种结果，下面仅选取四种进行分析说明。