壓片成型機(jī)說明書

1、機(jī)械原理課程機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計說明書 設(shè)計名稱：壓片成型機(jī) 專 業(yè)： 班 級： 組 長： 組 員： 指導(dǎo)教師：2012年 05月14日2011年05月21日目錄一、 前言····································&#

2、183;·························二、 課程設(shè)計目的·······················

3、;·························三、 壓片機(jī)工作原理及工藝流程······················&#

4、183;· 1.設(shè)計題目···············································&

5、#183;······ 2.設(shè)計方案提示·········································

6、3;········· 3.設(shè)計任務(wù)（設(shè)計要求）······································

7、83;·4.編寫設(shè)計計算說明書；······································· a.上沖頭設(shè)計······&

8、#183;·················· b.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計······················· 四 構(gòu)件組合運動分析····

9、3;·······························五、 自我評價與總結(jié)·················

10、························六、 參考書目·························

11、;··················七、 附圖·······························

12、··························前言 作為一名機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，在今后學(xué)習(xí)和工作中總會遇到許多關(guān)于機(jī)械設(shè)計和使用方法方面的問題?，F(xiàn)在世界各國間的競爭主要表現(xiàn)為綜合和國力的競爭。要提高我國綜合國力，就要在一切生產(chǎn)部門實現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化，這就需要創(chuàng)造出大量的、種類繁多的、新穎優(yōu)良的機(jī)械來裝備各行各業(yè)，為各行業(yè)的高速發(fā)展

13、創(chuàng)造有利條件。而任何新技術(shù)、新成果的獲得，莫不依賴于機(jī)械工業(yè)的支持。所以，機(jī)械工業(yè)是國家綜合國力發(fā)展的基石。為了滿足各行各業(yè)和廣大人民群眾日益增長的新需求，就需要創(chuàng)造出越來越多的新產(chǎn)品?，F(xiàn)代機(jī)械工業(yè)對創(chuàng)造型人才的渴求與日俱增。當(dāng)今世界正經(jīng)歷著一場新的技術(shù)革命，新概念、新理論、新方法、新工藝不斷出現(xiàn)，作為向各行各業(yè)提供裝備的機(jī)械工業(yè)也得到了迅猛發(fā)展。現(xiàn)代機(jī)械日益向高速、重載、高精度、高效率、低噪聲等方向發(fā)展，對機(jī)械行業(yè)的要求也越來越苛刻。本說明書采用圖形與文字結(jié)合的方式對某物料壓片機(jī)機(jī)進(jìn)行設(shè)計解讀。二、課程設(shè)計目的機(jī)械設(shè)計是一個逐步求精和細(xì)化的過程，隨著設(shè)計過程的發(fā)展，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和參數(shù)將逐漸清晰和

14、不斷完善。設(shè)計方案是多解的，能夠滿足一定功能和要求的設(shè)計方案不是唯一的，所以機(jī)械設(shè)計過程也是一個創(chuàng)新的過程。機(jī)械設(shè)計根據(jù)使用要求對機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸以及潤滑方式等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計算，并將其轉(zhuǎn)化為制造依據(jù)。機(jī)械設(shè)計是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械產(chǎn)品性能的最主要環(huán)節(jié)，整個過程蘊涵著創(chuàng)新和發(fā)明。為了進(jìn)一步掌握機(jī)械原理課程的理論知識，將課堂所學(xué)知識運用于實踐，理解和加深機(jī)械原理和設(shè)計方法，為今后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打一定基礎(chǔ)，我們積極參加了這次機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計。三、 壓片機(jī)工作原理及工藝流程1.設(shè)計題目設(shè)計自動壓片成形機(jī)，將具有一定濕度的粉狀原料（

15、如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形位置，經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機(jī)器的整個工作過程（送料、壓形、脫離）均自動完成。該機(jī)器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。設(shè)計數(shù)據(jù)見下表。 壓片成形機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù)表方案號電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min生產(chǎn)率片/min成品尺寸（×d）Mm，mm沖頭壓力kgm kgm kgA145010100×6015,000 0.10125B9701560×3510,0000.08104C9702040×2010,0000.0593  圖1 壓片成形機(jī)工藝動作壓片成形機(jī)的工藝動作是,如圖1所示: (1)干粉料均勻篩入圓筒形型腔（圖1a）。 (2)

16、下沖頭下沉3mm，預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔時粉料撲出（圖1b）。 (3)上、下沖頭同時加壓（圖1c），并保持一段時間。 (4)上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯（圖1d）。 (5)料篩推出片坯（圖1e）。圖二上沖頭、下沖頭、送料篩的設(shè)計要求是： (1)上沖頭完成往復(fù)直移運動（鉛錘上下），下移至終點后有短時間的停歇，起保壓作用，保壓時間為0.4秒左右。因沖頭上升后要留有料篩進(jìn)入的空間，故沖頭行程為90100mm。因沖頭壓力較大，因而加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有增力功能（圖2a）。 (2)下沖頭先下沉3mm，然后上升8mm，加壓后停歇保壓，繼而上升16mm，將成型片坯頂?shù)脚c臺面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下

17、移21mm，到待料位置（圖2b）。 (3)料篩在模具型腔上方往復(fù)振動篩料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料篩在臺面上右移約4550mm，推卸片坯（圖2c）。上沖頭、下沖頭與送料篩的動作關(guān)系見下表。動作關(guān)系表上沖頭進(jìn)退送料篩退近休進(jìn)遠(yuǎn)休下沖頭退近休進(jìn)遠(yuǎn)休2.設(shè)計方案提示 (1)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)包括：實現(xiàn)上沖頭運動的主加壓機(jī)構(gòu)、實現(xiàn)下沖頭運動的輔助加壓機(jī)構(gòu)、實現(xiàn)料篩運動的上下料機(jī)構(gòu)。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須能滿足工藝上的運動要求，可以有多種不同型式的機(jī)構(gòu)供選用。如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。 (2)由于壓片成形機(jī)的工作壓力較大，行程較短，一般采用肘桿式增力沖壓機(jī)構(gòu)作為主體機(jī)構(gòu)，它是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)

18、構(gòu)串接而成。先設(shè)計搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，為了保證，要求搖桿在鉛垂位置的±2º范圍內(nèi)滑塊的位移量0.4mm。據(jù)此可得搖桿長度r式中搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中連桿與搖桿長度之比，一般取12。根據(jù)上沖頭的行程長度，即可得搖桿的另一極限位置，搖桿的擺角以小于60º為宜。設(shè)計曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時，為了“增力”，曲柄的回轉(zhuǎn)中心可在過搖桿活動鉸鏈、垂直于搖桿鉛垂位置的直線上適當(dāng)選取，以改善機(jī)構(gòu)在沖頭下極限位置附近的傳力性能。根據(jù)搖桿的三個極限位置（±2º位置和另一極限位置），設(shè)定與之對應(yīng)的曲柄三個位置，其中對應(yīng)于搖桿的兩個位置，曲柄應(yīng)在與連桿共線的位置，曲柄另一個位置可根據(jù)保壓時間來

19、設(shè)定，則可根據(jù)兩連架桿的三組對應(yīng)位置來設(shè)計此機(jī)構(gòu)。設(shè)計完成后，應(yīng)檢查曲柄存在條件，若不滿足要求，則重新選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心。也可以在選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心以后，根據(jù)搖桿兩極限位置時曲柄和連桿共線的條件，確定連桿和曲柄長度，在檢查搖桿在鉛垂位置±2º時，曲柄對應(yīng)轉(zhuǎn)角是否滿足保壓時間要求。曲柄回轉(zhuǎn)中心距搖桿鉛垂位置愈遠(yuǎn)，機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)愈小，沖頭在下極限位置附近的位移變化愈小，但機(jī)構(gòu)尺寸愈大。 (3)輔助加壓機(jī)構(gòu)可采用凸輪機(jī)構(gòu)，推桿運動線圖可根據(jù)運動循環(huán)圖確定，要正確確定凸輪基圓半徑。為了便于傳動，可將篩料機(jī)構(gòu)置于主體機(jī)構(gòu)曲柄同側(cè)。整個機(jī)構(gòu)系統(tǒng)采用一個電動機(jī)集中驅(qū)動。要注意主體機(jī)構(gòu)曲柄和

20、凸輪機(jī)構(gòu)起始位置間的相位關(guān)系，否則機(jī)器將不能正常工作。(4)可通過對主體機(jī)構(gòu)進(jìn)行的運動分析以及沖頭相對于曲柄轉(zhuǎn)角的運動線圖，檢查保壓時間是否近似滿足要求。進(jìn)行機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析時，要考慮各桿（曲柄除外）的慣性力和慣性力偶，以及沖頭的慣性力。沖頭質(zhì)量m、各桿質(zhì)量m（各桿質(zhì)心位于桿長中點）以及機(jī)器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)均見表8.5，則各桿對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量可求。認(rèn)為上下沖頭同時加壓和保壓時生產(chǎn)阻力為常數(shù)。飛輪的安裝位置由設(shè)計者自行確定，計算飛輪轉(zhuǎn)動慣量時可不考慮其他構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量。確定電動機(jī)所需功率時還應(yīng)考慮下沖頭運動和料篩運動所需功率。3.設(shè)計任務(wù)（設(shè)計要求） (1)壓片成形機(jī)一般至少包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)

21、構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)； (2)設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配，并在圖紙上畫出傳動系統(tǒng)圖。 (3)畫出機(jī)器的運動方案簡圖與運動循環(huán)圖。擬定運動循環(huán)圖時，可執(zhí)行構(gòu)件的動作起止位置可根據(jù)具體情況重疊安排，但必須滿足工藝上各個動作的配合，在時間和空間上不能出現(xiàn)“干涉”； (4)設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)，自行確定運動規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。計算凸輪廓線； (5)設(shè)計計算齒輪機(jī)構(gòu)；(6)對連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動設(shè)計。并進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的運動分析，繪出運動線圖。如果是采用連桿機(jī)構(gòu)作為下沖壓機(jī)構(gòu)，還應(yīng)進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析，計算飛輪轉(zhuǎn)動慣量(7) 三個方案圖 方案一；方案二;方案三。4.編寫設(shè)計

22、計算說明書； 該機(jī)械系統(tǒng)包含從原動機(jī)到傳動機(jī)構(gòu)到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動系統(tǒng)。該機(jī)械系統(tǒng)有三套工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為使其成為一個單自由度機(jī)器，故將其設(shè)計為等速聯(lián)接機(jī)構(gòu)。電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速為970r/min的電動機(jī)，生產(chǎn)率為Q=15片/min，根據(jù)這些數(shù)據(jù)有：則機(jī)械運動循環(huán)時間 T=1/Q=(1x60)/15=4s由此可知上沖頭、下沖頭和送料斗循環(huán)運動一次需要4s的時間，也就是驅(qū)動上沖頭、下沖頭和送料斗的圓盤和凸輪要4s轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，即轉(zhuǎn)速n=15r/min。因此從原動機(jī)到凸輪有降速，如下圖：確定齒輪1的齒數(shù)Z1=26，齒輪2的齒數(shù)Z2=26，渦輪齒數(shù)Z=50, 蝸桿齒數(shù)Z=1，在這個系統(tǒng)中，所有的蝸輪蝸桿都是相同的，

23、兩對直齒圓錐齒輪也是一樣的，圓錐齒輪只改變方向，不改變速度，因此有如下計算： I25 =n5/n2=Z2/Z5=20/26 則 n2=(26*n5)/20又齒輪2的轉(zhuǎn)速和蝸桿8的轉(zhuǎn)速一樣，有n2=n8,則： I89=n8/n9=n2/n9=Z9/Z8 n9=(n2*Z8)/Z9=(26*n1*Z8)/(20*Z9)=15r/min由上可得系統(tǒng)中的圓盤和凸輪的轉(zhuǎn)速都為15r/min 傳動比計算圖a.上沖頭設(shè)計(1)確定曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸由于壓片成形機(jī)的工作壓力較大，行程較短，所以采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串接而成。為了保壓，要求搖桿在鉛垂位置的±2°范圍內(nèi)滑塊的位移量0.4

24、mm。據(jù)此 可得搖桿長度：r式中搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中連桿與搖桿長度之比，一般取12。取=1.5，將代入以下公式：r得r394選取搖桿r=390mm又 ，連桿L=x r=1.5×390=585mm對應(yīng)上沖頭機(jī)構(gòu)中的桿件，此處的r為BD桿，L為DE桿。 上沖頭機(jī)構(gòu)圖(2) 確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸用圖解法求解曲柄AC和連桿CD的長度： 附圖可以確定鉸鏈中心A的位置，過A點分別作與CD桿的連線AD1、AD2，又因為AD1CDAC，AD2CDAC； AD1166mm，AD2550mm；計算得： AC192mm，CD358mm；綜上，的上沖頭各桿件的尺寸如下 AC=192mm CD=358mm BD=3

25、90mm DE=585mm（3）檢驗曲柄存在條件:由pro/e得出AB=526，于是有： AB+ACCD+BD 有：AB+AC=526+192=718mm CD+BD= 358+390=748mm 由上可知AB+ACCD+BD成立，滿足桿長條件，且最短桿為曲柄，所以該機(jī)構(gòu)有曲柄存在。b.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計（1）下沖頭中的凸輪： 由于壓片成形機(jī)的工作壓力較大，因此選擇直動滾子推桿盤型凸輪，根據(jù)行程要求及工藝要求設(shè)定凸輪的基圓半徑R0=80mm，偏心距e=0，滾子半徑r0=4mm,凸輪以等角速度w轉(zhuǎn)動，推桿行程h=3mm，其推桿運動路線圖如下: c.送料凸輪要使料篩在模具型腔上方往復(fù)振動篩料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料篩在臺面上右移約4550mm，推卸片坯。送料機(jī)構(gòu)主要作用是將坯料送到加工位置，且能實現(xiàn)間歇要求，對承載能力要求低，故采用凸輪機(jī)構(gòu)。設(shè)計送料凸輪的基圓半徑R0=100mm,偏心距e=0，滾子半徑r0=5mm，凸輪以等角速度w轉(zhuǎn)動，其推桿運動路線圖如下表：四構(gòu)件組合運動分析1、按工藝動作可分解為三個機(jī)構(gòu)：（1）送料