自動送料沖床

1、Hefei University of Technology機械原理課程設(shè)計設(shè) 計 說 明 書設(shè)計題目自動送料沖床學(xué)生姓名羅春學(xué)號2013210816專業(yè)班級能源與動力工程13-1班指導(dǎo)教師吳天星朱家誠 2015年 7月10日目 錄1設(shè)計題目與要求11.1設(shè)計題目與功能用途簡述11.2使用環(huán)境和技術(shù)要求11.3全部原始參數(shù)22機械運動方案的擬定32.1機器運動方案的需求分析32.2多個運動方案比較42.3選定運動方案及說明73機構(gòu)設(shè)計73.1機構(gòu)運動循環(huán)圖83.2機構(gòu)運動簡圖83.3機構(gòu)運動分析113.4計算結(jié)果124結(jié)束語124.1主要工作內(nèi)容124.2創(chuàng)新點134.3展望與感想13參考文獻

2、13II機械原理課程設(shè)計題目：設(shè)計：1設(shè)計題目與要求1.1設(shè)計題目與功能用途簡述設(shè)計題目：自動送料沖床綜合設(shè)計本機器將薄板自動送至沖壓工位并沖壓成型的，主要用于需要對零件進沖壓或拉伸等加工的場合。1.2使用環(huán)境和技術(shù)要求1.2.1使用環(huán)境 自動送料沖床主要用于現(xiàn)代工廠的自動化生產(chǎn)中，在將沖壓料或者沖壓件經(jīng)過定向排列后，送入機床當(dāng)中進行自動沖壓，有利于提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的事故。1.2.2技術(shù)要求 1沖頭應(yīng)有足夠的動能，使得其能克服沖壓過程中的阻力完成沖壓。 2送料裝置應(yīng)在沖頭進入工作區(qū)域之前將薄板送入加工位置。 3在沖頭進行加工時，送料裝置應(yīng)該停止送料。 4機構(gòu)應(yīng)有較好的傳遞

3、力的性能，以及較少的能量損耗。 5為提高工作效率，應(yīng)有一定行程速度變化系數(shù)。1.3全部原始參數(shù)為完成機構(gòu)的運動簡圖，經(jīng)查閱資料后，設(shè)定原始參數(shù)如下。生產(chǎn)率（/min） 150加工尺寸（mm） 80送料距離（mm） 120輥軸半徑（mm） 40沖頭行程（mm） 100最小傳動角（） 45沖壓件尺寸（mm） 2000*1700*2墊板尺寸（mm） 200*20大齒輪軸心坐標(biāo)（mm） （ 270,460）2機械運動方案的擬定2.1機器運動方案的需求分析對于自動送料機構(gòu)的運動分析如下，當(dāng)沖壓件被送入機構(gòu)后，送料機構(gòu)將沖壓件送至沖壓位置，沖壓機構(gòu)對其進行沖壓加工，加工完畢后，沖壓機構(gòu)回復(fù)初始位置，送料機

4、構(gòu)再次送料，開始一個新的循環(huán)。 由上可見，自動送料沖床的機械運動過程可分解為沖壓機構(gòu)和送料機構(gòu)的兩個主要的運動：沖模的往復(fù)運動。下面將對各種能實現(xiàn)這種功能的機構(gòu)進行一一比較并選出較為合理的機構(gòu)。2.2多個運動方案比較（主要是機構(gòu)的工作原理及特性，機械的組合方式等，并從多個角度進行對比分析）方案一 沖壓機構(gòu)由擺動曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)與搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)組成，而送料機構(gòu)的功能主要由凸輪機構(gòu)實現(xiàn)，凸輪機構(gòu)通過齒輪與原動件聯(lián)系方案評價：優(yōu)點：1送料機構(gòu)由擺動曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)與搖桿滑塊機構(gòu)組成，能保證急回特性和 運動近于均勻速度的要求，且可調(diào)整位置使得壓力角較小，提高效率。 2凸輪機構(gòu)可根據(jù)要求設(shè)計出要求的輪廓，能精

5、確的實現(xiàn)給定的運動。缺陷：1受凸輪本身尺寸限制，從動件位移有限，不適用于加工較長的沖壓件。 2與其他方案相比，實現(xiàn)運動的機構(gòu)較復(fù)雜，運動規(guī)律不易確定。方案二： 沖壓機構(gòu)采用對心曲柄滑塊機構(gòu)，送料機構(gòu)采用輥軸送料機構(gòu)，兩個機構(gòu)之間的運動通過凸輪相連接。送料機構(gòu)的間歇運動通過凸輪實現(xiàn)。方案評價：優(yōu)點：1機構(gòu)運動緊湊設(shè)計方便，凸輪能實現(xiàn)比較精確的運動規(guī)律。 2輥軸送料機構(gòu)送料誤差小，結(jié)構(gòu)簡單，運行較為平穩(wěn)。 3沖壓機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，能減小壓力角，提高效率。能實現(xiàn)急回運動特性。缺點：凸輪輪廓加工較為復(fù)雜，且在本機構(gòu)中，凸輪要起到連接送料機構(gòu)和沖壓機構(gòu)的作用，因此凸輪尺寸需要做的比較大。使得機構(gòu)比較笨重。大

6、大增加了設(shè)計和制造的難度。 方案三： 在方案二的基礎(chǔ)上進行改進，將凸輪機構(gòu)連接換成連桿與齒輪的組合機構(gòu)連接，避免了沉重的凸輪機構(gòu)，輥軸機構(gòu)和滑塊通過原動件上的V型塊連接。方案評價： 優(yōu)點：1送料誤差小，送料距離相等，運動較為平穩(wěn)。 2結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計較為方便。 3沖壓機構(gòu)簡單，能適當(dāng)?shù)臏p小壓力角，提高效率，并能實現(xiàn)急回特性。 缺點：1存在死點位置需要額外采用飛輪克服死點位置。 2.3選定運動方案及說明 綜合以上三種方案考慮，第三種方案結(jié)構(gòu)簡單，缺點較少。能較好的實現(xiàn)要求的功能，故選擇第三種方案，下面對其進行簡要的說明。 自動送料沖床由兩部分組成，送料機構(gòu)和沖壓機構(gòu)。沖壓機構(gòu)由1,4,5,6,7,

7、8組成，送料機構(gòu)由1,2,9,10,3,7組成。沖壓件由送料機構(gòu)送入沖壓位置后，之后沖壓裝置將沖模送到加工位置，送料位置停止運動，在加工完之后，沖模被送回到原來的位置，同時送料機構(gòu)將新的沖壓件送入沖壓位置，開始一個新的循環(huán)。3機構(gòu)設(shè)計3.1機構(gòu)運動循環(huán)圖3.2機構(gòu)運動簡圖 為了方便計算，將機構(gòu)分成送料機構(gòu)和沖壓機構(gòu)，分別對其進行計算。下面先進行對心曲柄搖桿機構(gòu)的計算。 給定的原始數(shù)據(jù)得沖頭行程H=100mm 易得滑塊的兩個極限位置分別處于上下 頂點， 所以有2O1A=100mm 所以O(shè)1A=50mm。 由整轉(zhuǎn)副存在的條件可得 O1A+eAB 其中e為偏心距，e=0. 所以 AB50mm 為方便

8、計算，取AB=150mm 下面利用最小傳動角求解曲柄滑塊機構(gòu)的尺寸。 由曲柄滑塊機構(gòu)的性質(zhì)可得：當(dāng)曲柄與機架共線的時候取得最小傳動角，故可得到取得兩個最小傳動角的位置。在O2D1C1中，由余弦定理可得：O2D12+D1C122O2D1*D1C1cos1=02C12 其中O1O2=533.38mm O2C1=O1O2O1C1=483.38mm在O2D2C2中，由于2為鈍角，故傳動角取其補角。故有O2C22O2D22D2C22=2O2D2*D2C2 其中 O2C2=O2C1=O2C O2C2=O2O1+O1D=583.38mm 又因為當(dāng)1=2=min=45 時機構(gòu)為最佳運動結(jié)構(gòu)。結(jié)合 可得C1D1

9、=530.5mm 或 C1D1=71.5mm（過小，不符合實際情況，故舍去）所以得到解：C1D1=530.5mm O2D1=71.5mm間歇機構(gòu)的計算從機構(gòu)運動的平穩(wěn)性考慮，選用不完全齒輪機構(gòu)，下面對其尺寸進行簡單的計算。假設(shè)大齒輪對小齒輪的傳動比為K，小齒輪半徑為r，由設(shè)定的原始參數(shù)可知:送料距離為120mm。K= 其中 R=O2C=71.5mmSn=120mm聯(lián)合可解得K=1.87，K圓取整故K=2.所以r=35.75mm3.3機構(gòu)運動分析（根據(jù)設(shè)計的主要內(nèi)容，進行機構(gòu)運動分析，分析結(jié)果可選擇：位置圖、位移曲線圖、速度圖等主要運動曲線圖表示，并對機構(gòu)的運動進行分析說明。） 下面主要對滑塊的

10、速度進行分析，分別取曲柄的八個位置=0,45 90，135，180，225，270，315，360做速度影像圖，發(fā)現(xiàn)速度曲線趨近為一條余弦曲線，且最大值接近于運動副的速度，用MATLAB得其速度曲線如下。其具體數(shù)據(jù)如下3.4計算結(jié)果（對計算、分析結(jié)果進行討論，做出概括性的結(jié)論） 在這個機構(gòu)當(dāng)中n=8，PL=10，PH=3. F=3n2PLPH=1即自由度數(shù)目和原動件數(shù)目相等，故機構(gòu)具有確定的運動。經(jīng)過上述計算可得以上機構(gòu)能實現(xiàn)給定的運動規(guī)律，實現(xiàn)了送料機構(gòu)的間歇運動和沖壓機構(gòu)的王府運動，實現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計目的。4結(jié)束語4.1主要工作內(nèi)容 本次設(shè)計確定了機構(gòu)的運動以實現(xiàn)給定的功能，首先確定了三種

11、能實現(xiàn)指定功能的三種機構(gòu)，然后比較其優(yōu)缺點，并根據(jù)實際情況選定了曲柄滑塊機構(gòu)和曲柄搖桿機構(gòu)以及不完全齒輪機構(gòu)來實現(xiàn)給定的功能，而后根據(jù)實際運動設(shè)計了運動循環(huán)圖，再根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)計算出機構(gòu)的尺寸。而后根據(jù)尺寸繪制了運動簡圖并對其進行了驗算。4.2創(chuàng)新點 誠實的說，本次課程設(shè)計創(chuàng)新創(chuàng)新點不多，由于并沒有太多的實踐經(jīng)驗，所以較多得參考了網(wǎng)上的方案，不過在借鑒網(wǎng)上方案的同時，加入了一些自己的思考。本課程設(shè)計的最大的創(chuàng)新點在于將實現(xiàn)間歇運動的棘輪機構(gòu)換成了不完全齒輪機構(gòu)，相對于棘輪機構(gòu)，不完全齒輪機構(gòu)運動更加平穩(wěn)，且適合于低速運動場合。4.3展望與感想 自動送料沖床機構(gòu)是一個應(yīng)用比較廣泛的機構(gòu)，發(fā)展已經(jīng)比較完善了。這次并沒有太大的創(chuàng)新，較多的借鑒了網(wǎng)上的文庫資料，不過總的來說提高還是有的，在這次設(shè)計當(dāng)中，我自己使用了數(shù)據(jù)，并自己參與了計算，在參考的過程當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)上方案的錯誤之處，于是便自己想出了解決的辦法。還是比較鍛煉人的。在整個設(shè)計