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專用精壓機 姓姓 名：杜永升名：杜永升指導老師：劉媛媛指導老師：劉媛媛專專 業(yè)：農業(yè)機械化及其自業(yè)：農業(yè)機械化及其自動動化化班班 級：級：12-112-1學學 院：機械電氣化工程學院院：機械電氣化工程學院1 1、工作原理及工藝動作過程、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。它的工藝動作主要：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模腔。1.1工作原理及動作過程 2 2、原始數(shù)據(jù)及設計要求：、原始數(shù)據(jù)及設計要求：1 1）沖壓執(zhí)行構件具有）沖壓執(zhí)行構件具有快速接近工件快速接近工件、等速下行拉延等速下行拉延和和快速快速返回返回的運動特性。的運動特性。2 2）精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘）精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘7070件；件；3 3）上模移動總行程為）上模移動總行程為280mm280mm，其拉延行程置于總行程的中其拉延行程置于總行程的中部，約部，約100mm100mm。4 4）行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K1.3K1.3。5 5）坯料輸送最大距離坯料輸送最大距離200mm200mm。6 6）上?；瑝K總重量為上?；瑝K總重量為40kg40kg，最大生產(chǎn)阻力為最大生產(chǎn)阻力為5000N5000N，且假且假定在拉延區(qū)內生產(chǎn)阻力均衡；定在拉延區(qū)內生產(chǎn)阻力均衡；7 7）設最大擺動構件的質量為）設最大擺動構件的質量為40kg/m,40kg/m,繞質心轉動慣量為繞質心轉動慣量為2kg.m2/mm2kg.m2/mm，質心簡化到桿長的中點。其它構件的質量及轉動慣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；量均忽略不計；8 8）傳動裝置的等效轉動慣量（以曲柄為等效構件，其轉動）傳動裝置的等效轉動慣量（以曲柄為等效構件，其轉動慣量設為慣量設為30kg.m230kg.m2，機器運轉不均勻系數(shù)機器運轉不均勻系數(shù)為為0.050.05）。）。3 3、設計任務、設計任務1 1）執(zhí)行機構選型與設計：構思出至少）執(zhí)行機構選型與設計：構思出至少3 3種運動方案，種運動方案，并在說明書中畫出運動方案草圖，經(jīng)對所有運動并在說明書中畫出運動方案草圖，經(jīng)對所有運動方案進行比較分析后，選擇其中認為比較好的方方案進行比較分析后，選擇其中認為比較好的方案進行詳細設計，該機構最好具有急回運動特性。案進行詳細設計，該機構最好具有急回運動特性。2 2）傳動系統(tǒng)的設計，沖壓機構、滑塊送料機構的）傳動系統(tǒng)的設計，沖壓機構、滑塊送料機構的設計，包括尺寸設計。設計，包括尺寸設計。3 3）畫出最終方案的機構運動簡圖。）畫出最終方案的機構運動簡圖。4 4）撰寫設計說明書。）撰寫設計說明書。4 4、方案的設計、方案的設計 整個機構可分為2大部分:1)1)沖壓機構沖壓機構 主要運動構件：上模主要運動構件：上模 2)2)送料機構送料機構 主要運動構件：推桿主要運動構件：推桿 且送料機構實現(xiàn)間歇送料可采用曲柄且送料機構實現(xiàn)間歇送料可采用曲柄-滑塊送料滑塊送料機構機構.如果考慮到成品有切邊的情況，則需要一個將拉如果考慮到成品有切邊的情況，則需要一個將拉延后的成品上頂?shù)臋C構來配合推桿完成推成品出模延后的成品上頂?shù)臋C構來配合推桿完成推成品出模腔的運動。腔的運動。4.1 4.1 方案方案1 1凸輪凸輪連杠沖壓機構連杠沖壓機構 擺桿擺桿滑塊送料機構滑塊送料機構 沖壓機構由凸輪控制其運動方式，無太大的受力，需要的傳動結構簡單，通過倒置法能夠確定凸輪的大致輪廓。送料機構是由擺桿滑塊機構組成的，按機構運動循環(huán)圖可確定搖桿工作位置和從動件的運動規(guī)律，使其能在規(guī)定時間內將工件送至待加工位置。凸輪連杠沖壓機構+搖桿滑塊送料機構4.2 4.2 方案方案2 2凸輪連桿沖壓送料機構 送料和沖壓機構都是由凸輪連桿機構組成。連桿機構可通過對桿長的計算設計，當選擇好適當?shù)臈U長尺寸后，能實現(xiàn)所需的行程速比以及運動要求。通過鉸鏈點與桿長的適當選擇，能使機構具有較小的壓力角和較為理想的傳動角，使其達到運動功能，滿足傳動要求。凸輪輪廓線可根據(jù)運動的要求用機構倒置法求出，從而使送料、沖壓和上頂同時完成，并也能滿足急回與勻速這一運動要求，在完成預定運動的同時，使整個加工效率提高。凸輪凸輪連桿沖壓送料機構連桿沖壓送料機構 4.3 4.3 方案方案3:3:擺動導桿沖壓機構擺動導桿沖壓機構+曲柄曲柄-滑塊送料機構滑塊送料機構 沖壓機構沖壓機構:參考機械原理（P3838）中的機構,并且經(jīng)過改進，將其凸輪機構高副低代后得到了由搖桿和滑塊組成的擺動導桿機構。導桿機構的尺寸確定可按給定的行程速度變化系數(shù)K設計，上模將具有急回的特性，搖桿滑塊機構的組合可按照要求使上模在工作段接近于勻速。送料機構：曲柄送料機構：曲柄滑塊送料機構通過齒輪與上部曲柄軸相連?？烧{節(jié)其在整個運動中的初始位置使推桿在預定時間將胚料送至待加工的位置。如取一定的偏距，則其也具有急回的特性。擺動-導桿沖壓機構+曲柄-滑塊送料機構 5 5、確定設計方案、確定設計方案 在3個方案全部提出后，我進行了對比。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。但是第3方案穩(wěn)定性良好，傳動平穩(wěn)，整體結構比較簡單，方便制造，經(jīng)濟性較好；加工成本也是相對而言比較少的?？蓾M足急回運動的要求，輸送配料上工作臺和上模沖壓這2 個工作步驟也可較容易的配合出來。使整個機構完成一次送料沖壓的周期?？紤]到配料被沖壓成形之后如果還留有切邊，則成品就考慮到配料被沖壓成形之后如果還留有切邊，則成品就不能從下模的下部離開，而在第不能從下模的下部離開，而在第3 3方案的設計基礎上，成方案的設計基礎上，成品只可由一機構垂直將其頂出上模，然后同時由下一個送品只可由一機構垂直將其頂出上模，然后同時由下一個送來的配料將其橫向地推出下模工作臺面。來的配料將其橫向地推出下模工作臺面。這樣就在第這樣就在第3 3方案的基礎上增加了一個方案的基礎上增加了一個”上頂上頂“機構，機構，此機構的運動方向基本和上模相同，上模在回程時呈現(xiàn)出此機構的運動方向基本和上模相同，上模在回程時呈現(xiàn)出急回的特性，而急回的特性，而”上頂上頂”機構為了能迅速的將在下模中的機構為了能迅速的將在下模中的成品頂出，其需要急速向上運動的特性。成品頂出，其需要急速向上運動的特性。最終決定的最終決定的專用精壓機機構專用精壓機機構的運動簡圖的運動簡圖JUMPJUMP5.1 機構運動循環(huán)圖 由機構運動循環(huán)由機構運動循環(huán)圖可知：機構在一個圖可知：機構在一個運動周期內，當上模運動周期內，當上模運動在它的正行程時，運動在它的正行程時，推桿和上頂機構都在推桿和上頂機構都在回程中；當上模沖壓回程中；當上模沖壓完成之后，推桿開始完成之后，推桿開始將胚料輸送至待加工將胚料輸送至待加工位置，上頂機構也同位置，上頂機構也同時將成品頂出下模，時將成品頂出下模，實現(xiàn)一個工作周期。實現(xiàn)一個工作周期。5.2.1上模沖壓沖壓機構尺寸設計5.2.2傳動系統(tǒng)尺寸設計5.2 機構尺寸的設計計算5.2.1 上模沖壓機構的尺寸設計 因要求因要求K1.3K1.3，取，取K=1.8,K=1.8,得得極位夾角極位夾角=52=52；另要求上模的總行程另要求上模的總行程H=280mm H=280mm 設設 為為DEDE與豎直方向夾角與豎直方向夾角 由前圖可得：由前圖可得：2*CD*sin(/2)+DE*(1-cos2*CD*sin(/2)+DE*(1-cos)=280 )=280 且因且因極小極小 上式可變?yōu)椋荷鲜娇勺優(yōu)椋?*CD*sin(/2)=280 2*CD*sin(/2)=280 得得 CD=320mm CD=320mm 取曲柄取曲柄AB=250mmAB=250mm，得知得知 AC=513mmAC=513mmBACKBACKJUMP BACKJUMP BACK5.2.2 傳動系統(tǒng)尺寸設計 整個機構的傳動系統(tǒng)是由整個機構的傳動系統(tǒng)是由5 5個齒輪組成的，個齒輪組成的，2 2個個大齒輪大齒輪F F，L L的存在是為了幫助的存在是為了幫助3 3個小齒輪之間的傳動，個小齒輪之間的傳動，并讓并讓3 3個主要負責機構運動特性的小齒輪的轉速和轉個主要負責機構運動特性的小齒輪的轉速和轉向都一致。向都一致。為了計算的方便和統(tǒng)一，取為了計算的方便和統(tǒng)一，取3 3個小齒輪的尺寸相個小齒輪的尺寸相同，分度圓直徑為同，分度圓直徑為160mm160mm；2 2個大齒輪的尺寸也相同，個大齒輪的尺寸也相同，分度圓直徑為分度圓直徑為320mm320mm。取模數(shù)取模數(shù)m=8m=8，則得出小齒輪的，則得出小齒輪的齒數(shù)齒數(shù)z=20z=20，大齒輪的齒數(shù)，大齒輪的齒數(shù)z=40z=40。為了使推桿有急回特性，使其在回程時不與前進為了使推桿有急回特性，使其在回程時不與前進得胚料有碰撞得胚料有碰撞,取其正偏距取其正偏距e=150mme=150mm。BACKBACK6.動力元件的選擇經(jīng)過計算需要功率746W的電動機，考慮到傳動過程中的功率損失，查閱機械設計手冊選用型號Y90L-6的電動機。額定功率1.1KW，轉速910r/min；同理減速箱也選用標準型號ZSY三級圓柱齒輪減速器；聯(lián)軸器亦是標準型號GIICL1的聯(lián)軸器。7.齒輪的設計根據(jù)設計要求需要5個齒輪。又為了方便制造，減少成本。取三個相同的小齒輪，兩個相同的大齒輪。齒輪對稱布置，軟齒面。設計小齒輪采用40MnB，調質處理；大齒輪用ZG35SiMn，調質處理。如下圖（具體數(shù)據(jù)和校核部分見于說明書）小齒輪 大齒輪8.軸的設計 此設計中用到了五根齒輪此設計中用到了五根齒輪軸，根據(jù)設計要求兩根大軸，根據(jù)設計要求兩根大齒輪軸相同，三根小齒輪齒輪軸相同，三根小齒輪軸相同。而軸的材料主要軸相同。而軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。由于碳是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時集中的敏感性較低，同時也可以熱處理或化學處理也可以熱處理或化學處理的方法提高其耐磨性和抗的方法提高其耐磨性和抗疲勞強度。所以我用的是疲勞強度。所以我用的是4545鋼，調質處理。結構如鋼，調質處理。結構如下圖：（校核部分見說明下圖：（校核部分見說明書）書）大齒輪軸 小齒輪軸9.其他零件的選擇其他零件包括（鍵、滾動軸承、軸承端蓋。銷、連桿、曲柄、沖壓錘等）在沒有具體要求前提下均選擇普通的標準件。具體見設計說明書。10.結語通過本次畢業(yè)設計，我深深的體會到自己在理論知識方面和實際操作方面的欠缺，同時也認識到自己在知識的掌握方面不足，導致設計過程中出現(xiàn)許多的失誤和差錯。總體來說，在這次畢業(yè)設計中，收獲很大，至于好壞就可以體現(xiàn)出水平問題了。希望以后的畢業(yè)生能做到更好。11.感謝對于這次畢業(yè)設計的完成，承蒙指導老師劉媛媛老師的耐心指導。在整個設計的過程中，她耐心的指導，才使我的設計順利完成，同時也感謝在這幾年中給予我知識的各位老師以及在設計過程中給我提出很好意見的同學們。謝謝你們！