小型臥式模鍛機設(shè)計教材

1、課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目小型臥式模鍛機主傳動機構(gòu)設(shè)計完成時間2013.6學生姓名專業(yè)班級指導教師總體設(shè)計要求和技術(shù)要點1、工作原理及工藝動作過程如下圖示， 為鍛造長桿類鍛件 ,今需設(shè)計一臺臥式模鍛機 ,將桿料水平置放后用活動凹模3及固定凹模 2 將其夾緊后再用水平置放的沖頭 1 進行頂鍛工作。擬用電動機通過傳動裝置帶動 夾料機構(gòu)首先使活動凹模 3 向下移動，與固定凹模 2合攏，以夾緊棒料。然后主滑塊 1 帶動沖 頭進行頂鍛，鍛件成形后，待沖頭返回離開凹模后(返回距離約占沖頭全行程的 1/8-1/3 )，由 夾料機構(gòu)帶著凹模 3 向上移動，松開桿料回到初始位置。在頂鍛過程中要求兩半凹模始終處于 夾

2、緊狀態(tài)，不能自動松開。要求設(shè)計該小型臥式模鍛機執(zhí)行機構(gòu)和傳動系統(tǒng)，以滿足上述頂鍛 工藝要求 。2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求1) 電動機同步轉(zhuǎn)速： 數(shù)據(jù)組 1： nm=750r/min 數(shù)據(jù)組 2： nm=1000r/min 數(shù)據(jù)組 3： nm=1500r/min2) 沖頭頂鍛頻率：每分鐘 50-70 次數(shù)據(jù)組號12345頂鍛頻率50 次 /min55 次 /min60 次/min65 次 /min70 次 /min3) 主滑塊 1 的全行程 H=200mm ；4) 頂鍛工藝開始后沖頭的工作行程 H1=(1/2-2/3)H ；5) 夾緊滑塊 3 的總行程 h=60-80mm ；6) 作用在主滑塊上的頂

3、鍛力：約 400KN ；10) 作用在夾緊滑塊 3 上的夾緊力 F2=F1/3；11) 要求該模鍛機的機械效率高(沖頭往復運動具有急回特性)。工作內(nèi)容及時間進度安排工作內(nèi)容： 1根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬訂運動循環(huán)圖。 2進行凸凹模間歇直線運動、沖頭往復直線運動的選型。 3進行機械運動方案的評價和選擇。4根據(jù)選定的電機和執(zhí)行機構(gòu)的運動參數(shù)擬訂機械傳動方案。 5畫出機械運動方案示意圖（ A3 ）。6對機械系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)進行尺寸設(shè)計。 7畫出機構(gòu)運動簡圖（圖紙幅面大小視制圖比例可以為A1A3 ）。8對間歇機構(gòu)或往復運動機構(gòu)進行運動分析9編寫設(shè)計說明書。 （用 A4 紙張，學校統(tǒng)一規(guī)定的標準格式，

4、不少于3000 字）時間進度安排：1.設(shè)計準備 （查資料、借閱參考書 ）0.5 天2.方案設(shè)計（制定 5 個運動方案，選定最優(yōu)方案） 1.5 天3. 機械功能分解及運動循環(huán)圖確定1 天4. 對選定方案中的機構(gòu)進行分析與設(shè)計3 天5. 繪制機構(gòu)運動簡圖1.5 天6. 編寫課程設(shè)計說明書 1.5 天7. 材料上交，評閱反饋 1 天共計 2 周時間課程設(shè)計成果? 機械方案結(jié)構(gòu)簡圖一張 （A3 圖紙 ）? 機構(gòu)運動簡圖一張? 速度加速度分析圖或者保留作圖痕跡的連桿機構(gòu)作圖法設(shè)計圖一張（A3 或 A4圖紙 ）? 設(shè)計說明書一份。要求計算機排版打印， 插圖可以先留空白， 待打印后手工繪制， 排版 格式規(guī)范

5、見湖南涉外經(jīng)濟學院課程設(shè)計管理辦法? 課程設(shè)計參考資料（教材，指導書等）摘要本課程設(shè)計主要研究的是小型臥式模鍛機主傳動機構(gòu)構(gòu)設(shè)計，此設(shè)計主要針對 在日常的生活中時常會遇到一些加工較困難的細長桿件，需要將桿件的端部或者 中間部分進行局部的鍛粗的工藝過程，這樣的工件由于其細長比大，在軸的施力 鍛粗時會失去平衡，不能在一般的鍛造機其設(shè)備上進行鍛造加工。同時由于工件 鍛造部分的增大量不同，所以有時候需要進行多次的加工。若想通過一個步驟來 完成，其可能導致工件破壞所以需要設(shè)計一種小型臥式機構(gòu)來進行加工設(shè)計，以 到預(yù)期的效果和目的。關(guān)鍵字：機械原理；課程設(shè)計；小型臥式模鍛機目錄一、概要 1二、設(shè)計要求 1

6、三、運動方案擬定2 1方案一22方案二33方案三5四、執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計5五、運動循環(huán)圖7六、機械總體結(jié)構(gòu)8七、結(jié)論與心得9八、參考文獻10一、概要模鍛，即在外力的作用下使金屬坯料在模具內(nèi)產(chǎn)生塑性變形并充滿模膛（模 具型腔）以獲得所需形狀和尺寸的鍛件的鍛造方法。大多數(shù)金屬是在熱態(tài)下模鍛 的，所以模鍛也稱為熱模鍛。與自由鍛相比，模鍛能夠鍛出形狀更為復雜、尺寸 比較準確的鍛件，生產(chǎn)效率比較高，可以大量生產(chǎn)形狀和尺寸都基本相同的鍛件， 便于隨后的切削加工過程采用自動機床和自動生產(chǎn)線。模鍛后的鍛件內(nèi)部形成帶 有方向性的纖維組織，即流線。選定合理的模鍛工藝和模具，使流線的分布與零 件的外形一致，可以顯著提高

7、鍛件的機械性能。本次主要進行一次小型模鍛機主 傳動機構(gòu)設(shè)計，用來進行一些長桿機構(gòu)的相關(guān)設(shè)計，用以更好地較精確的加工材 料，用以獲得良好的加工工藝，和避免相關(guān)材料的損耗。二、設(shè)計要求本組設(shè)計采用的電動機轉(zhuǎn)速為 1000r/min ,且在主滑塊 1 的全行程 H=200m；m頂 鍛工藝開始后沖頭的工作行程 H1=（1/2-2/3）H ；夾緊滑塊 3 的總行程 h=60-80mm； 作用在主滑塊上的頂鍛力： 約 400KN； 作用在夾緊滑塊 3 上的夾緊力 F2=F1/3； 要 求該模鍛機的機械效率高（沖頭往復運動具有急回特性）的條件下，使其沖頭的 頂鍛頻率達到 50次/min 。本題關(guān)鍵部位包括執(zhí)

8、行部分沖頭和夾緊部分在符合題中所給要求的情況 下能夠很好的配合工作，另外，關(guān)于機構(gòu)中各部件的參數(shù)設(shè)計也是十分重要的， 在選擇傳動部件時，要注意各部件的協(xié)調(diào)一致，并且必須滿足各自的技術(shù)要求。三、運動方案擬定根據(jù)題目中的要求，結(jié)合所學知識，分析設(shè)計題目可知，整個頂鍛過程可以主 要分為兩個主要運動：1 、執(zhí)行機構(gòu)臥式模鍛沖頭的水平方向運動，該運動為最主要的運動，模鍛件的 成型來源于此，故該運動必須滿足要求，足夠完成沖壓過程。2 、夾緊裝置的豎直方向運動，該運動為輔助運動，目的在于保證工件在突然受 力的情況下在工作臺上不產(chǎn)生運動，保證沖壓的精度。加工過程中棒料主要受到 沖頭水平方向的壓力和夾緊裝置豎直

9、方向的夾緊力兩個力的作用。3 、設(shè)計這兩個運動占本設(shè)計題目的很大一部分時間。 所以，從以上分析來進行 系統(tǒng)的各部分機構(gòu)選型。4、在帶傳動之后的過程中，為了保證各機構(gòu)傳動的穩(wěn)定和準確可靠，選用齒輪進行傳動 另外此機構(gòu)有傳遞功率大，效率高，壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。齒輪 傳動的特點是：齒輪傳動平穩(wěn)、傳動比精確、工作可靠、效率高、壽命長、使用 的 功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦；速度最高 可達 300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設(shè) 備，嚙合傳動會產(chǎn)生噪聲。此處使用齒輪傳動，相比較其優(yōu)點，缺點可以忽略， 所以權(quán)衡之下使用齒輪傳動。5、執(zhí)行機

10、構(gòu)要完成最重要的一道工序沖壓，所以它既要承受很大的沖壓反 力，也要保證系統(tǒng)有平穩(wěn)的運動過程，它的選擇是整個系統(tǒng)中最關(guān)鍵的一部分， 故選用模鍛中最常用也是最穩(wěn)定的曲柄滑塊機構(gòu)。為達到減小整個機器外形尺寸 的目的以及其急回特性，所以進一步選用偏置曲柄滑塊機構(gòu)。6、對其設(shè)計最初設(shè)定了三種方案，方案圖如下：方案一：7、根據(jù)設(shè)計要求，該運動要實現(xiàn)間歇運動以及急回特性。所以選用 不 完 全 齒輪進行間歇運動從而達到預(yù)期的效果以實現(xiàn)其運動，當機器沖壓時其凹模進行 上下工作運動，沖頭進行前后沖壓運動的配合。同時要求有一個機會的特性所以 對如圖所示的曲軸位置進行設(shè)計使其存在著偏心距，使極位夾角不為零，從而實 現(xiàn)

11、急回，減少其回程時間以提高工作的效率。所以方案一符合要求。方案二：方案二中，同樣的取用方案一中不完全齒輪進行傳動從而來實現(xiàn)間歇運動。預(yù) 期打算使用桿狀機構(gòu)來實現(xiàn)對沖頭實現(xiàn)加力以及急回特性的設(shè)計。 (如圖所示)但 是通過計算可得：Ph3n (- 2P1 Ph ) FPh 3* 5 (2* 8 0) 1 由此可以知道其自由度是不夠的所以這種機構(gòu)的設(shè)計方案存在這不可行的地方， 所以不進行方案二的采用。方案三：方案三同樣采取方案一二的不完全齒輪進行設(shè)計，從而進行間歇運動達到預(yù)期 的要求。在方案二的基礎(chǔ)上加上一段連桿，對沖頭的沖壓區(qū)域采用六桿構(gòu)件進行 急回設(shè)計以及加力的作用，可以達到預(yù)期的目的和效果。與

12、方案一進行比較，方 案三存在著材料以及空間方面的一些缺陷，并且在計算方面存在著一定的難度， 所以不宜采用方案三。四、執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計單位： mm1. 皮帶輪尺寸設(shè)計：大輪直徑： 80，小輪直徑：202. 齒輪尺寸設(shè)計：大 齒 輪 分 度 圓 直 徑 ： 100 ， 小 齒 輪 分 度 圓 直 徑3. 沖頭部分尺寸設(shè)計：曲柄長度： 50，連桿長度： 105，偏心距： 404. 夾緊部分尺寸設(shè)計：夾緊頭尺寸： 40*40，曲柄長度： 74.355. 不完全齒輪部分的設(shè)計：不完全齒輪尺寸：80，完全齒輪：四分之一部分）， 完全齒輪齒數(shù)： 18五、運動循環(huán)圖總體的運動循環(huán)圖如圖所示：另外四分之三的時間如

13、圖在其運動的過程中用去四分之一的時間用來使凹模上下運動， 則用來進行沖頭的部分進給，加工以及退回運動，從而實現(xiàn)其加工工作。六、機械總體結(jié)構(gòu)機械的總的設(shè)計機構(gòu)圖以及最終的方案圖為下圖：七、結(jié)論與心得在本此課程設(shè)計中我學會了很多的東西，也體會了很多，同時對 CAD的繪圖 方法有了一定的掌握和認識。機械原理是一門十分重要的課程，它讓我懂得了搞設(shè)計不光是要站在制造的 基礎(chǔ)上，還要有創(chuàng)新，但一定要學會繼承?，F(xiàn)在，全社會都在強調(diào)創(chuàng)新，但我們 不能一強調(diào)創(chuàng)新，就瞧不起原有的東西。通常原有的東西能夠存在于這么久的時 間，都有著其很完善的一部分有著其獨有的優(yōu)點和實用性，否則不可能有如此大 的存活期。 正像哲學中所講，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中產(chǎn)生的。同時我也知道了，要進行好一門課程設(shè)計需要我們一起去討論和虛心的請教 這樣才能從中找出自己的缺點和錯誤，從而更好的去解決存在的這種錯誤，防止 以后再犯。并且我們應(yīng)該多去找一些資料來解讀 以便更好地了解課題要求。許多 東西我們應(yīng)該認真的深入了解，這樣才能更加明確在生活中此類機械產(chǎn)品的需求， 從而確定好方法思路?？偟膩肀敬握n程設(shè)計讓我學會了許多的東西同時也掌握了很多的知識和技 巧，為以后的設(shè)計打下了一些基礎(chǔ)八、參考文獻1 師忠秀主編 . 機械原理課程設(shè)計（第二版