薄壁零件冲床的设计

1、机械原理课程设计,设计题目：专用精压机 班级：机械023 成员：刘洋 谢欣锐 殷红军 殷立存 指导老师：孙志宏 日期：2005-1-20,专用精压机,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： 1）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。 2）精压成形制品生产率约每分钟70件； 3）上模移动总行程为280mm，其拉延行程置于总行程的中部，约100mm。 4）行程速比系数K1.3。 5）

2、坯料输送最大距离200mm。 6）上模滑块总重量为40kg，最大生产阻力为5000N，且假定在拉延区内生产阻力均衡； 7）设最大摆动构件的质量为40kg/m,绕质心转动惯量为2kg.m2/mm，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； 8）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30kg.m2，机器运转不均匀系数为0.05）。,三、方案设计及讨论 方案一） 导杠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

3、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。,导杠摇杠滑块冲压机构和凸轮送料机构,方案二） 凸轮连杠冲压机构和凸轮连杠送料机构 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

4、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。,凸轮连杠冲压机构和凸轮连杠送料机构,方案三） 六连杠冲压机构和凸轮连杠送料机构 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连杠送料机构,五、确定设计路线 我们小组采取的是第一方案。

5、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,上模运动分析 推杆运动分析,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K=1.5 得出=18 要求上模总行程H=280mm 取D

6、C=x DE=y 为DE与竖直方向夹角 由图知：2xsin+y(1-cos)=280 因为极小 所以取=0 上式变为：2xsin=280 得出x=453mm 取曲柄AB=181mm DE=362mm 由AB得知 AC=586mm 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

7、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