機械原理課程設(shè)計 沖壓式蜂窩煤成型機設(shè)計

機械原理課程設(shè)計

－沖壓式成型機設(shè)計蜂窩煤蜂窩煤

蜂窩煤長期以來在我國城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村廣泛使用，現(xiàn)已發(fā)明環(huán)保節(jié)能型蜂窩煤，燃燒無毒、無味、無黑煙。所以市場上對蜂窩煤的需求量很大。質(zhì)量高的蜂窩煤有抗壓性強、外觀平整光滑、厚薄一致、孔距分布合理、燃燒良好的特點，這就對蜂窩煤成型機提出了要求。設(shè)計要求和參數(shù)生產(chǎn)能力：30次/分電機：Y180L-8，N=11kw，n=730r/min如圖所示，沖頭3、脫模盤4、掃屑刷4、模筒轉(zhuǎn)盤1都與上下移動的滑梁2連成一體。當滑梁上下沖時，沖頭將粉煤沖壓成蜂窩煤，脫模盤將已壓成的蜂窩煤脫模。在滑梁上升過程中，掃屑刷將沖頭和脫模盤上粘著的粉煤刷掉。模筒轉(zhuǎn)盤上均布了模筒，轉(zhuǎn)盤的間歇運動時使加料的模筒進入沖壓位置，成型的模筒進入脫模位置，空模筒進入加料位置。為改善沖壓質(zhì)量，沖壓后應(yīng)有一段保壓時間。為增大沖頭壓力，減小原動機功率，沖壓機應(yīng)具有增壓功能。沖壓式蜂窩煤成型機典型沖壓式蜂窩煤成形機機構(gòu)運動簡圖為更好的了解沖壓式蜂窩煤成型機的工作原理以及機構(gòu)組成，我們查找了許多相關(guān)資料，從中對蜂窩煤成型有了個大概的了解，并萌發(fā)出一些自己的想法，為接下來的設(shè)計與建模做好了準備。工藝動作分解蜂窩煤成型沖壓成型機械起模機械清屑工位轉(zhuǎn)換成品輸出沖壓機構(gòu)作直線反復(fù)運動起模機構(gòu)作直線反復(fù)運動清屑機構(gòu)完成左右方向的反復(fù)運動槽輪實現(xiàn)工作臺的停歇轉(zhuǎn)動將起模后的型煤落在輸送帶上輸出該機主要由四個機構(gòu)組成：沖壓、脫模往復(fù)運動機構(gòu)、掃屑刷掃屑機構(gòu)、工作臺間歇分度機構(gòu)。設(shè)計方案一如圖所示，該機械系統(tǒng)的輸入為電動機連續(xù)轉(zhuǎn)動，沖頭、起模盤與傳動軸主軸連成一體。當傳動主軸連續(xù)回轉(zhuǎn)的前半個周期，沖頭將粉煤沖壓成蜂窩煤，脫模盤將已壓成的蜂窩煤脫模。后半個周期掃屑刷將沖頭和脫模盤上粘著的粉煤刷除。工作臺上均布六個模筒，由槽輪機構(gòu)實現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動。在同一時刻，加料模進入沖壓模位置，成型模進入脫模位置，空模筒進入加料位置。沖頭脫模盤掃屑刷設(shè)計方案二

該設(shè)計方案的特點是偏置曲柄滑塊機構(gòu)執(zhí)行粉煤沖壓成型動作，由另一曲柄滑塊機構(gòu)的演變機構(gòu)將成品頂出。由凸輪機構(gòu)把送入煤粉和輸出成品合并為一個動作，在把成品推出工作臺的同時將下一工作循環(huán)的粉煤送至模筒。設(shè)計方案三

該方案的特點是由雙軸伸發(fā)動機帶動兩側(cè)蝸桿渦輪傳動，通過兩組凸輪配合將粉煤擠壓成蜂窩煤。在煤餅上模，左右模脫開的時候，平行四邊形兩曲柄上接的兩推板運行到工作臺表面，同時分別將成型煤餅和煤料送到位。方案比較

由于該機主要在城鎮(zhèn)農(nóng)村使用，應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低廉，為了提高工作效率，擬采用多工位工作方式，使加料、沖壓、起模三個工步同時在轉(zhuǎn)盤工作臺上實現(xiàn)，由此需要實現(xiàn)工作臺的間歇轉(zhuǎn)動。

上述蜂窩煤三個設(shè)計方案，方案一采用凸輪機構(gòu)，用凸輪遠休輪廓來實現(xiàn)保壓時間。為考慮沖壓成型的質(zhì)量，沖壓后應(yīng)有保壓時間。為增大沖頭壓力，減小原動機的功率，沖壓機構(gòu)有增壓功能。故采用設(shè)計方案一。

最終選定方案設(shè)計方案一

沖壓成型采用凸輪機構(gòu)脫模采用六桿增壓機構(gòu)清屑采用曲柄搖桿機構(gòu)工位轉(zhuǎn)換采用槽輪機構(gòu)創(chuàng)新點：[1]一次沖壓兩個蜂窩煤，提高生產(chǎn)效益和效率。[2]采用蝸桿渦輪取代帶輪傳動，減速效果明顯。[3]將滑梁替換成連續(xù)回轉(zhuǎn)的傳動主軸，舍去曲柄帶動滑梁這一機構(gòu)。[4]掃屑刷由滑梁驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)殡S工作臺轉(zhuǎn)動的曲柄滑塊機構(gòu)，取代了機架上的盤形凸輪機構(gòu)，節(jié)省了空間，使結(jié)構(gòu)更緊湊。[5]沖頭與脫模盤的運動相互獨立。最終方案機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)選用蝸桿渦輪機構(gòu)

實現(xiàn)較大傳動比，將電機輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成工作轉(zhuǎn)速傳動比24:1凸輪機構(gòu)（沖壓機構(gòu)）0°～90°近休80mm90°～180°修正正弦180°～240°遠休191mm240°～360°等加速曲線

凸輪偏置e=50mm沖頭凸輪調(diào)整方便，可獲得任意運動規(guī)律，可精確控制，但受力特性較差。保壓時間明顯，并可有急回特性。六桿增壓機構(gòu)（脫模機構(gòu)）具有急回特性與增壓效果

壓時間可較長，增力較強，但計算復(fù)雜。

槽輪機構(gòu)實現(xiàn)工作臺的間歇轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動比3:1結(jié)構(gòu)比較簡單，工作可靠嚙入和嚙出比較的平穩(wěn)，有柔性沖擊；多用于轉(zhuǎn)動運動，每次槽輪轉(zhuǎn)角不小于45度。機構(gòu)應(yīng)用的也比較的廣泛。輸送帶連續(xù)運動沖頭向下沖頭停工作轉(zhuǎn)工停刷停掃屑0°90°180°270°運動循環(huán)圖執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計沖頭向上沖頭停臺動作臺掃屑刷掃屑建模電機凸輪機構(gòu)六桿增壓機構(gòu)蝸桿渦輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)裝配體爆炸動畫仿真分析蜂窩煤沖頭位移仿真分析蜂窩煤沖頭蜂窩煤沖頭速度仿真分析蜂窩煤脫模盤加速度仿真分析

槽輪角速度仿真分析

槽輪角加速度仿真分析

機構(gòu)三維仿真動畫參考資料裘建新主編《機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》北京高等教育出版社2005孫恒、陳作模主編機械原理（第六版）北京高等教育出版社2001鄒慧君主編機械原理課程設(shè)計手冊北京高等教育出版社1998洪允楣主編機構(gòu)設(shè)計的組合及變異方法北京機械工業(yè)出版社1982殷鴻梁朱邦賢主編間歇運動機構(gòu)設(shè)計上海上?？茖W技術(shù)出版社1995趙韓主編凸輪設(shè)計北京高等教育出版社1993鄭建榮主編ADAMS-虛擬樣機技術(shù)入門與提高北京機械工業(yè)出版社2001謝謝觀看由于設(shè)計經(jīng)驗不足，時間較為倉促，錯誤及不足之處敬請指導(dǎo)老師及同學們指正高速電主軸在臥式鏜銑床上的應(yīng)用越來越多，除了主軸速度和精度大幅提高外，還簡化了主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮短了制造周期，尤其是能進行高速切削，電主軸轉(zhuǎn)速最高可大10000r/min以上。不足之處在于功率受到限制，其制造成本較高，尤其是不能進行深孔加工。而鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)其速度有限，精度雖不如電主軸結(jié)構(gòu)，但可進行深孔加工，且功率大，可進行滿負荷加工，效率高，是電主軸無法比擬的。因此，兩種結(jié)構(gòu)并存，工藝性能各異，卻給用戶提供了更多的選擇?，F(xiàn)在，又開發(fā)了一種可更換式主軸系統(tǒng)，具有一機兩用的功效，用戶根據(jù)不同的加工對象選擇使用，即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結(jié)構(gòu)兼顧了兩種結(jié)構(gòu)的不足，還大大降低了成本。是當今臥式鏜銑床的一大創(chuàng)舉。電主軸的優(yōu)點在于高速切削和快速進給，大大提高了機床的精度和效率。臥式鏜銑床運行速度越來越高，快速移動速度達到25～30m/min，鏜桿最高轉(zhuǎn)速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高，快速移動高達50m/min，加速度5m/s2，位置精度～，重復(fù)定位精度～。落地式銑鏜床銑刀由于落地式銑鏜床以加工大型零件為主，銑削工藝范圍廣，尤其是大功率、強力切削是落地銑鏜床的一大加工優(yōu)勢，這也是落地銑鏜床的傳統(tǒng)工藝概念。而當代落地銑鏜床的技術(shù)發(fā)展，正在改變傳統(tǒng)的工藝概念與加工方法，高速加工的工藝概念正在替代傳統(tǒng)的重切削概念，以高速、高精、高效帶來加工工藝方法的改變，從而也促進了落地式銑鏜床結(jié)構(gòu)性改變和技術(shù)水平的提高。當今，落地式銑鏜床發(fā)展的最大特點是向高速銑削發(fā)展，均為滑枕式(無鏜軸)結(jié)構(gòu)，并配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是滑枕的截面大，剛性好，行程長，移動速度快，便于安裝各種功能附件，主要是高速鏜、銑頭、兩坐標雙擺角銑頭等，將落地銑鏜床的工藝性能及加工范圍達到極致，大大提高了加工速度與效率。傳統(tǒng)的銑削是通過鏜桿進行加工，而現(xiàn)代銑削加工，多由各種功能附件通過滑枕完成，已有替代傳統(tǒng)加工的趨勢，其優(yōu)點不僅是銑削的速度、效率高，更主要是可進行多面體和曲面的加工，這是傳統(tǒng)加工方法無法完成的。因此，現(xiàn)在，很多廠家都競相開發(fā)生產(chǎn)滑枕式(無鏜軸)高速加工中心，在于它的經(jīng)濟性，技術(shù)優(yōu)勢很明顯，還能大大提高機床的工藝水平和工藝范圍。同時，又提高了加工精度和加工效率。當然，需要各種不同型式的高精密銑頭附件作技術(shù)保障，對其要求也很高。高速銑削給落地式銑鏜床帶來了結(jié)構(gòu)上的變化，主軸箱居中的結(jié)構(gòu)較為普遍，其剛性高，適合高速運行?；眚?qū)動