薄壁零件冲床的设计.ppt

设计题目：专用精压机设计题目：专用精压机班级：机械班级：机械023023成员：刘洋成员：刘洋 谢欣锐谢欣锐 殷红军殷红军 殷立存殷立存指导老师：孙志宏指导老师：孙志宏日期：日期：2005-1-202005-1-20专用精压机专用精压机一、工作原理及工艺动作过程一、工作原理及工艺动作过程专用精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺。它是将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。它的工艺动作主要：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模腔。二、原始数据及设计要求：二、原始数据及设计要求：二、原始数据及设计要求：二、原始数据及设计要求：1 1）冲压执行构件具有快速接近工件、等速下行拉延和）冲压执行构件具有快速接近工件、等速下行拉延和快速返回的运动特性。快速返回的运动特性。2 2）精压成形制品生产率约每分钟）精压成形制品生产率约每分钟7070件；件；3 3）上模移动总行程为）上模移动总行程为280mm280mm，其拉延行程置于总行程，其拉延行程置于总行程的中部，约的中部，约100mm100mm。4 4）行程速比系数）行程速比系数K1.3K1.3。5 5）坯料输送最大距离）坯料输送最大距离200mm200mm。6 6）上模滑块总重量为）上模滑块总重量为40kg40kg，最大生产阻力为，最大生产阻力为5000N5000N，且假定在拉延区内生产阻力均衡；且假定在拉延区内生产阻力均衡；7 7）设最大摆动构件的质量为）设最大摆动构件的质量为40kg/m,40kg/m,绕质心转动惯量绕质心转动惯量为为2kg.m2/mm2kg.m2/mm，质心简化到杆长的中点。其它构件的，质心简化到杆长的中点。其它构件的质量及转动惯量均忽略不计；质量及转动惯量均忽略不计；8 8）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件，其）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件，其转动惯量设为转动惯量设为30kg.m230kg.m2，机器运转不均匀系数，机器运转不均匀系数 为为0.050.05）。）。三、方案设计及讨论方案设计及讨论方案一）方案一）导杠导杠摇杠滑块冲压机构和凸轮送料机构摇杠滑块冲压机构和凸轮送料机构冲压机构是在导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构组合而成的。导杆机构按给定的行程速度变化系数设计，它和摇杆滑块机构组合可达到工作段近于匀速的要求。适当选择导路位置，可使工作段压力角较小。送料机构的凸轮机构通过齿轮机构与曲柄轴相连。按机构的运动循环图确定凸轮工作角和从动件运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工的位置。导杠导杠摇杠滑块冲压机构和凸轮送料机构摇杠滑块冲压机构和凸轮送料机构方案二）方案二）凸轮凸轮连杠冲压机构和凸轮连杠冲压机构和凸轮连杠送料机构连杠送料机构 冲压机构采用了有两个自由度的双曲柄七杆机构，用齿轮副将其封闭为一个自由度。恰当的选择点c的轨迹和确定构件尺寸，可保证机构具有急回运动和工作段近于匀速的特征，并使压力角尽可能小。该机构可采用实验法进行设计；当要求较高时，可采用解析法，或以实验法得到的结果作为初始值，进行优化设计。送料机构是由凸轮机构和连杆机构串联组成的，按机构运动循环图可确定凸轮工作角和从动件的运动规律，使其能在预定时间将工件送至待加工位置。凸轮凸轮凸轮凸轮连杠冲压机构和凸轮连杠冲压机构和凸轮连杠冲压机构和凸轮连杠冲压机构和凸轮连杠送料机构连杠送料机构连杠送料机构连杠送料机构方案三）方案三）六连杠冲压机构和凸轮六连杠冲压机构和凸轮连杠送料机构连杠送料机构 冲压机构是由铰链四连杆机构和摇杆滑块机构串联组合而成。四杆机构可按行程速度变化系数用图解法设计，然后选择连杆长及导路位置，按工作段近于匀速的要求确定铰链点的位置。若尺寸选择适当，可使执行构件在工作段中运动时机构的传动角满足要求，压力角较小。凸轮送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连，若按机构运动循环图确定凸轮转角及其从动件的运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。六连杠冲压机构和凸轮六连杠冲压机构和凸轮连杠送料机构连杠送料机构五、确定设计路线五、确定设计路线我们小组采取的是第一方案。原因：比其他两个方案更符合方案选择应考虑的几个方面，特别是第一方案的机构设计中结构相对其它方案非常简单，在制造中可以大大减少工序，并且可以降低成本。运动模拟视频1)、机构运动循环图由机构运动循环图得知：在上模运动到最高位置时，坯料被输送至待加工位置；上模在进行冲模时，推杆处于静止状态。此机构可以实现专用精压机的工作要求。2)、机构尺寸设计冲模机构尺寸设计传动系统尺寸设计3）、机构运动仿真及运动学分析）、机构运动仿真及运动学分析上模运动分析推杆运动分析谢谢观赏！谢谢观赏！机械023谢欣锐、刘洋、殷立存、殷红军2005.01.20冲模机构尺寸设计取取K=1.5K=1.5得出得出=18=18要求上模总行程要求上模总行程H=280mmH=280mm取取DC=xDC=xDE=yDE=y为为DEDE与竖直方向夹角与竖直方向夹角 由图知：由图知：2xsin+y(1-cos)=2802xsin+y(1-cos)=280因为因为 极小极小 所以取所以取=0=0上式变为：上式变为：2xsin=2802xsin=280得出得出x=453mmx=453mm取曲柄取曲柄AB=181mmDE=362mmAB=181mmDE=362mm由由ABAB得知得知 AC=586mmAC=586mm返回返回传动系统尺寸设计由于A点至H点距离过长，所以需加一过渡齿轮，此齿轮尺寸可根据情况而定。A点齿轮为主动件，H点齿轮为从动件，但转速一致，所以尺寸大小一样，取齿轮分度圆直径为260mm，O点齿轮分度圆直径为340mm，取模数m=5，得小齿轮齿数为26，大齿轮齿数为34。取推杆正偏距e=65mm返回上模运动学分析下一页上模由图示位置开始运动，在0至0.5秒内为正行程，在0.5至0.8秒为负行程。在正行程内，上模将快速接近工件，等速拉延完成冲模工作，并将成品推出模腔。在负行程内，上模实现快速返回，等待推杆将坯料送至待加工位置。因为主动轮和凸轮转速一致，所以可以实现在每个加工全程中使上模和推杆的运动相配合，完成加工过程。下一页在正行程内，下模速度由慢到快，实现快速接近工件，而后速度下降，速度接近等速。在负行程内，速度远大于正行程，实现快速返回。说明此种机构可以满足要求。下一页在加速度曲线中，上模处于静止状态时，加速度极大，引起惯性力也很大，对机构造成很大的负荷，容易造成机械疲劳，使危险系数增大。所以应该想方法避免这种情况的发生。返回推杆运动学分析如上图所示，在0秒时推杆将坯料送至了待加工位置，经过0.4秒推杆到了最原端，又经过了0.4秒，推杆完成了一个工作周期，又到了工作位置。下一页在速度分析中，推杆由工作位置到最远端为正行程，由最远端到工作位置为负行程，由上图知，推杆在正行程中的速度小于在负行程中的速度，说明行程速比系数大于1，这种情况是有利于机构效率的提高的。下一页同样因为推杆在负行程中速度很大，所以造成加速度也大，造成机构惯性力加大，对机构的寿命会有影响。返回