15噸壓片機完整版

機械工程學院15噸壓片機課程設(shè)計說明書設(shè)計題目:15噸壓片機專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班級：汽車1201班名：學號：指導(dǎo)教師：2014年9月11日目錄設(shè)計任務(wù)……………31.115噸壓片機……………………3功能和要求……………………3原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求…………3要求完成的設(shè)計工作量………4運動方案構(gòu)思提示……………4設(shè)計要求……………5運動方案評估………6設(shè)計內(nèi)容……………7設(shè)計步驟……………95.1上沖頭機構(gòu)設(shè)計………………95.2凸輪的設(shè)計……………………10心得與體會…………121設(shè)計任務(wù)1.1 15噸壓片機1.2功能和要求⑴總功能要求15噸壓片機設(shè)計將干粉料壓制成圓形片坯⑵工作原理15噸壓片機系統(tǒng)的工作原理及工藝動作分解如圖5.1所示。移動粉篩3至模具1的型腔上方等待裝料，并將上一循環(huán)已成型的工件2推出（卸料）；然后粉篩振動，將粉料篩入型腔；下沖頭5下沉一定深度，以防止上沖頭4向下壓制時將粉料撲出；然后上沖頭向下，下沖頭向上加壓，并在一定時間內(nèi)保持一定的壓力；而后上沖頭快速退出，下沖頭隨著將成型工件推出型腔。1.3原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求⑴被壓工件的外形是直徑34mm，厚度5mm的圓形片坯。⑵沖頭壓力為15噸（150000N）。 （3）生產(chǎn)率為每分鐘25片。⑷機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)為10%。⑸驅(qū)動電機的功率為2.2KW，940r/min。⑹各執(zhí)行構(gòu)件的運動參數(shù)為：上沖頭行程為90?100mm；下沖頭5先下沉3mm，然后上升8mm后停歇（保壓），繼而上升16mm后停歇，等粉篩將片坯推離沖頭后下移21mm；

粉篩3在模具1的上方往復(fù)振動篩料，然后向左退回，待坯料成形并被推出型腔后，粉篩復(fù)在臺面上右移約45?50mm推卸成形片坯。1.4要求完成的設(shè)計工作量⑴本題設(shè)計的時間為1.5周。3要求完成的設(shè)計工作量⑵根據(jù)功能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。⑶按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖。⑷根據(jù)系統(tǒng)功能圖繪制功能矩陣表。⑸構(gòu)思系統(tǒng)運動方案(至少六個以上)，進行方案評價，選出較優(yōu)方案。⑹用解析法對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸設(shè)計，或在尺寸給定的條件下進行運動與動力分析。⑺繪制系統(tǒng)機械運動方案簡圖。(8)編寫設(shè)計說明書，附源程序和計算結(jié)果。1.5運動方案構(gòu)思提示⑴由上所述，壓片機系統(tǒng)由一個電機驅(qū)動三個機構(gòu)各自執(zhí)行分功能運動，4運動方案構(gòu)思提示在一個運動循環(huán)中，各機構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件交替運動，不發(fā)生干涉，是要認真思考的。⑵上沖頭的加壓機構(gòu)需完成減速、運動交替和轉(zhuǎn)換、停歇和增力的功能，可供選擇的方案如圖5.2所示。其中（a）、（b）圖所示的機構(gòu)采用轉(zhuǎn)動凸輪推動從動件，當與從動件行程末端相應(yīng)的凸輪廓線采用同心圓弧廓線時，從動件在行程末端停歇。（c）圖采用曲柄滑塊機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡潔，尺寸較小，但滑塊在行程末端只作瞬間停歇，運動規(guī)律不理想。（d）圖將曲柄搖桿機構(gòu)和曲柄滑塊機構(gòu)串聯(lián)，可得到較好的運動規(guī)律。⑶下沖頭的運動機構(gòu)的位移量比上沖頭小，但運動規(guī)律復(fù)雜，宜采用兩個盤狀凸輪推動同一個從動件的方式。⑷粉篩驅(qū)動機構(gòu)的運動含有振動動作，可采用凸輪輪廓連續(xù)凹凸廓線來實現(xiàn)，為了完成粉篩運動的轉(zhuǎn)換和放大，可采用凸輪機構(gòu)串聯(lián)連桿機構(gòu)的運動方案。2設(shè)計要求上沖頭完成往復(fù)直移運動（鉛垂上下），下移至終點后有短時間的停歇，起保壓作用，保壓時間為0.4s左右。因沖頭上升后要留有料篩進入的空間，故沖頭行程為100mm。因沖頭壓力較大，因而加壓機構(gòu)應(yīng)有增力能力。下沖頭先下沉3mm，然后上升8mm，加壓后停歇保壓，繼而上升16mm,將成形片坯頂?shù)脚c臺面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移21mm，到待料位置。料篩在模具型腔上方往復(fù)振動篩料，然后向左退回。待坯料成型并被推出型腔后，料篩在臺面上右移約45~50mm，推卸片坯。3運動方案評估上沖頭設(shè)計方案方案1說明：桿1帶動桿2運動，桿2使滑塊往復(fù)運動，同時帶動桿3運動，從而達到所要求的上沖頭的運動。此方案可以滿足保壓要求，但是上沖頭機構(gòu)制作工藝復(fù)雜，磨損較大，且需要加潤滑油，工作過程中污損比較嚴重。方案2說明：凸輪旋轉(zhuǎn)帶動滾子運動，使桿1與桿2運動，使上沖頭上下往復(fù)運動，完全能達到保壓要求。但上沖頭行程要求有90~100mm，凸輪機構(gòu)尺寸將會變得很大很笨重。

方案3：說明：此方案使用曲柄搖桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)串接而成，結(jié)構(gòu)簡單、輕盈，能滿足保壓要求，并能夠輕松達到上沖頭的行程要求。綜合以上3個方案優(yōu)缺點認為3方案比較好■：lE■：lE4設(shè)計內(nèi)容1.選擇方案由于壓片成形機的工作壓力較大，行程較短，一般采用肘桿式增力沖壓機構(gòu)作為主體機構(gòu)。它是由曲柄搖桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)串接而成。先設(shè)計搖桿滑塊機構(gòu)，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W0.4mm。此方案中，料篩采用凸輪機構(gòu)，可使其達到往復(fù)振動的運動效果；下沖頭也采用凸輪機構(gòu)，可達到保壓效果，且此方案的穩(wěn)定性較好，故選用此方案。

若選用連桿機構(gòu)，必須確定各構(gòu)件的長度；選用凸輪機構(gòu)，必須確定凸輪的理論輪廓線和實際輪廓線。1.繪制加壓機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖選用方案5設(shè)計步驟5.1.上沖頭機構(gòu)設(shè)計:設(shè)定搖桿長度選取入=1.5 代入公式:rW 0?4_1+九—cos2。一"』用2°得rW394mm二選取r=390mm;■?丄二rX入=390X1.5=585mm;2?確定搖桿擺角根據(jù)右圖，可知行程的計算公式為h=L-[rXcosa+、也—(rxsin0)2_r]此時h=100mm算的擺角為32°與測量出的圖中擺角大小相等題設(shè)要求擺角小于60°二滿足要求。3.通過圖解法求出曲柄搖桿機構(gòu)中曲柄與連桿的長度如圖所示，AB為曲柄，BC為連桿，DC為搖桿;DC°是搖桿在擺角最大時的位置;DC12是搖桿與鉛垂方向夾角為2°的位置；dc3是搖桿鉛垂時的位置；由題意：TAC2=AB+BC AC。=BC-AB■"■AB=97mm BC=171mm測量出ZBiABi'=80°，為保壓角4.檢驗曲柄存在條件CD=390mm,AB=97mm,BC=171mm,AD（機架）=462mm滿足桿長之和定理，即AD+AB<CD+BC,確保了曲柄的存在。綜上所述上沖頭機構(gòu)的尺寸設(shè)計如下：曲柄97m 曲柄連桿171m搖桿390mm 滑塊連桿L585mm5.2.凸輪的設(shè)計：1.凸輪基圓的確定由運動循環(huán)圖最大斜率40.1因為此設(shè)計中的凸輪均為對心凸輪，則基圓半徑公式為：ddetana為了使機構(gòu)能順利工作，規(guī)定了壓力角的許用值[a],在使aW[a]的前提下，選取盡你可能小的基圓半徑。根據(jù)工程實踐的經(jīng)驗，推薦推程時許用壓力角取以下數(shù)值：移動從動件，[a]=30。?38° 擺動從動件，[a]二40°?45下沖頭凸輪機構(gòu)為移動從動件a=40°基圓半徑rb=26.8mm.凸輪輪廓的確定將凸輪基圓以每份10°平均分割，根據(jù)下沖頭循環(huán)圖，確定每一段的升程與回程曲線。特別指出，期中160°~240°為保壓段，此段保持1.33秒的休止。滾子半徑的確定在330°這兩點曲率半徑相對較小的地方畫盡量小的圓來確定其最小半徑pmin=1.15mm.pV0.8pmin.所以，此處取滾子半徑p=9.2mm6心得與體會在一周多的實習設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)了許多的問題，，在設(shè)計的過程中有許多我們平時都不太重視的東西，也有很多的難題，再這一周多里我們每個人都是互相詢問和幫助，這給了我很大的動力，有的不懂我們就會再一起討論問題，設(shè)計完了我們就會回到宿舍去畫圖。設(shè)計的過程中，我感觸最深的當屬查閱了很多次設(shè)計書和指導(dǎo)書。為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設(shè)計書是十分必要的，同時也是必不可少的。這次的機械設(shè)計我學到了很多以前在書本沒有學到的東西，知識有了較大的提升，特別是對干粉壓片機的結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計分析更加清楚深刻。真用鉛筆來做圖真的很困難，怪不得大家都喜歡CAD。在這次課程設(shè)計中，充分利用了所學的機械原理知識，根據(jù)設(shè)計要求和設(shè)計分析，選用'組合成機械系統(tǒng)運動方案，從而設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，性能優(yōu)良，工作可靠的機械系統(tǒng)。這次課程設(shè)計讓我充分體會到設(shè)計需要大膽創(chuàng)新這一層面。創(chuàng)新也是一個