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專用精壓機 姓姓 名：杜永升名：杜永升指導(dǎo)老師：劉媛媛指導(dǎo)老師：劉媛媛專專 業(yè)：農(nóng)業(yè)機械化及其自業(yè)：農(nóng)業(yè)機械化及其自動動化化班班 級：級：12-112-1學(xué)學(xué) 院：機械電氣化工程學(xué)院院：機械電氣化工程學(xué)院1 1、工作原理及工藝動作過程、工作原理及工藝動作過程 專用精壓機是用于薄壁鋁合金制件的精壓深沖工藝。它是將薄壁鋁板一次沖壓成為深筒形。它的工藝動作主要：1）將新坯料送至待加工位置；2）下模固定、上模沖壓拉延成形將成品推出模腔。1.1工作原理及動作過程 2 2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求：、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求：1 1）沖壓執(zhí)行構(gòu)件具有）沖壓執(zhí)行構(gòu)件具有快速接近工件快速接近工件、等速下行拉延等速下行拉延和和快速快速返回返回的運動特性。的運動特性。2 2）精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘）精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘7070件；件；3 3）上模移動總行程為）上模移動總行程為280mm280mm，其拉延行程置于總行程的中其拉延行程置于總行程的中部，約部，約100mm100mm。4 4）行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K1.3K1.3。5 5）坯料輸送最大距離坯料輸送最大距離200mm200mm。6 6）上?；瑝K總重量為上?；瑝K總重量為40kg40kg，最大生產(chǎn)阻力為最大生產(chǎn)阻力為5000N5000N，且假且假定在拉延區(qū)內(nèi)生產(chǎn)阻力均衡；定在拉延區(qū)內(nèi)生產(chǎn)阻力均衡；7 7）設(shè)最大擺動構(gòu)件的質(zhì)量為）設(shè)最大擺動構(gòu)件的質(zhì)量為40kg/m,40kg/m,繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量為繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量為2kg.m2/mm2kg.m2/mm，質(zhì)心簡化到桿長的中點。其它構(gòu)件的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣質(zhì)心簡化到桿長的中點。其它構(gòu)件的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量均忽略不計；量均忽略不計；8 8）傳動裝置的等效轉(zhuǎn)動慣量（以曲柄為等效構(gòu)件，其轉(zhuǎn)動）傳動裝置的等效轉(zhuǎn)動慣量（以曲柄為等效構(gòu)件，其轉(zhuǎn)動慣量設(shè)為慣量設(shè)為30kg.m230kg.m2，機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)為為0.050.05）。）。3 3、設(shè)計任務(wù)、設(shè)計任務(wù)1 1）執(zhí)行機構(gòu)選型與設(shè)計：構(gòu)思出至少）執(zhí)行機構(gòu)選型與設(shè)計：構(gòu)思出至少3 3種運動方案，種運動方案，并在說明書中畫出運動方案草圖，經(jīng)對所有運動并在說明書中畫出運動方案草圖，經(jīng)對所有運動方案進(jìn)行比較分析后，選擇其中認(rèn)為比較好的方方案進(jìn)行比較分析后，選擇其中認(rèn)為比較好的方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，該機構(gòu)最好具有急回運動特性。案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，該機構(gòu)最好具有急回運動特性。2 2）傳動系統(tǒng)的設(shè)計，沖壓機構(gòu)、滑塊送料機構(gòu)的）傳動系統(tǒng)的設(shè)計，沖壓機構(gòu)、滑塊送料機構(gòu)的設(shè)計，包括尺寸設(shè)計。設(shè)計，包括尺寸設(shè)計。3 3）畫出最終方案的機構(gòu)運動簡圖。）畫出最終方案的機構(gòu)運動簡圖。4 4）撰寫設(shè)計說明書。）撰寫設(shè)計說明書。4 4、方案的設(shè)計、方案的設(shè)計 整個機構(gòu)可分為2大部分:1)1)沖壓機構(gòu)沖壓機構(gòu) 主要運動構(gòu)件：上模主要運動構(gòu)件：上模 2)2)送料機構(gòu)送料機構(gòu) 主要運動構(gòu)件：推桿主要運動構(gòu)件：推桿 且送料機構(gòu)實現(xiàn)間歇送料可采用曲柄且送料機構(gòu)實現(xiàn)間歇送料可采用曲柄-滑塊送料滑塊送料機構(gòu)機構(gòu).如果考慮到成品有切邊的情況，則需要一個將拉如果考慮到成品有切邊的情況，則需要一個將拉延后的成品上頂?shù)臋C構(gòu)來配合推桿完成推成品出模延后的成品上頂?shù)臋C構(gòu)來配合推桿完成推成品出模腔的運動。腔的運動。4.1 4.1 方案方案1 1凸輪凸輪連杠沖壓機構(gòu)連杠沖壓機構(gòu) 擺桿擺桿滑塊送料機構(gòu)滑塊送料機構(gòu) 沖壓機構(gòu)由凸輪控制其運動方式，無太大的受力，需要的傳動結(jié)構(gòu)簡單，通過倒置法能夠確定凸輪的大致輪廓。送料機構(gòu)是由擺桿滑塊機構(gòu)組成的，按機構(gòu)運動循環(huán)圖可確定搖桿工作位置和從動件的運動規(guī)律，使其能在規(guī)定時間內(nèi)將工件送至待加工位置。凸輪連杠沖壓機構(gòu)+搖桿滑塊送料機構(gòu)4.2 4.2 方案方案2 2凸輪連桿沖壓送料機構(gòu) 送料和沖壓機構(gòu)都是由凸輪連桿機構(gòu)組成。連桿機構(gòu)可通過對桿長的計算設(shè)計，當(dāng)選擇好適當(dāng)?shù)臈U長尺寸后，能實現(xiàn)所需的行程速比以及運動要求。通過鉸鏈點與桿長的適當(dāng)選擇，能使機構(gòu)具有較小的壓力角和較為理想的傳動角，使其達(dá)到運動功能，滿足傳動要求。凸輪輪廓線可根據(jù)運動的要求用機構(gòu)倒置法求出，從而使送料、沖壓和上頂同時完成，并也能滿足急回與勻速這一運動要求，在完成預(yù)定運動的同時，使整個加工效率提高。凸輪凸輪連桿沖壓送料機構(gòu)連桿沖壓送料機構(gòu) 4.3 4.3 方案方案3:3:擺動導(dǎo)桿沖壓機構(gòu)擺動導(dǎo)桿沖壓機構(gòu)+曲柄曲柄-滑塊送料機構(gòu)滑塊送料機構(gòu) 沖壓機構(gòu)沖壓機構(gòu):參考機械原理（P3838）中的機構(gòu),并且經(jīng)過改進(jìn)，將其凸輪機構(gòu)高副低代后得到了由搖桿和滑塊組成的擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。導(dǎo)桿機構(gòu)的尺寸確定可按給定的行程速度變化系數(shù)K設(shè)計，上模將具有急回的特性，搖桿滑塊機構(gòu)的組合可按照要求使上模在工作段接近于勻速。送料機構(gòu)：曲柄送料機構(gòu)：曲柄滑塊送料機構(gòu)通過齒輪與上部曲柄軸相連?？烧{(diào)節(jié)其在整個運動中的初始位置使推桿在預(yù)定時間將胚料送至待加工的位置。如取一定的偏距，則其也具有急回的特性。擺動-導(dǎo)桿沖壓機構(gòu)+曲柄-滑塊送料機構(gòu) 5 5、確定設(shè)計方案、確定設(shè)計方案 在3個方案全部提出后，我進(jìn)行了對比。各個方案都由不同的基礎(chǔ)機構(gòu)組合而成，且基本都可完成設(shè)計要求的運動。但是第3方案穩(wěn)定性良好，傳動平穩(wěn)，整體結(jié)構(gòu)比較簡單，方便制造，經(jīng)濟(jì)性較好；加工成本也是相對而言比較少的?？蓾M足急回運動的要求，輸送配料上工作臺和上模沖壓這2 個工作步驟也可較容易的配合出來。使整個機構(gòu)完成一次送料沖壓的周期?？紤]到配料被沖壓成形之后如果還留有切邊，則成品就考慮到配料被沖壓成形之后如果還留有切邊，則成品就不能從下模的下部離開，而在第不能從下模的下部離開，而在第3 3方案的設(shè)計基礎(chǔ)上，成方案的設(shè)計基礎(chǔ)上，成品只可由一機構(gòu)垂直將其頂出上模，然后同時由下一個送品只可由一機構(gòu)垂直將其頂出上模，然后同時由下一個送來的配料將其橫向地推出下模工作臺面。來的配料將其橫向地推出下模工作臺面。這樣就在第這樣就在第3 3方案的基礎(chǔ)上增加了一個方案的基礎(chǔ)上增加了一個”上頂上頂“機構(gòu)，機構(gòu)，此機構(gòu)的運動方向基本和上模相同，上模在回程時呈現(xiàn)出此機構(gòu)的運動方向基本和上模相同，上模在回程時呈現(xiàn)出急回的特性，而急回的特性，而”上頂上頂”機構(gòu)為了能迅速的將在下模中的機構(gòu)為了能迅速的將在下模中的成品頂出，其需要急速向上運動的特性。成品頂出，其需要急速向上運動的特性。最終決定的最終決定的專用精壓機機構(gòu)專用精壓機機構(gòu)的運動簡圖的運動簡圖JUMPJUMP5.1 機構(gòu)運動循環(huán)圖 由機構(gòu)運動循環(huán)由機構(gòu)運動循環(huán)圖可知：機構(gòu)在一個圖可知：機構(gòu)在一個運動周期內(nèi)，當(dāng)上模運動周期內(nèi)，當(dāng)上模運動在它的正行程時，運動在它的正行程時，推桿和上頂機構(gòu)都在推桿和上頂機構(gòu)都在回程中；當(dāng)上模沖壓回程中；當(dāng)上模沖壓完成之后，推桿開始完成之后，推桿開始將胚料輸送至待加工將胚料輸送至待加工位置，上頂機構(gòu)也同位置，上頂機構(gòu)也同時將成品頂出下模，時將成品頂出下模，實現(xiàn)一個工作周期。實現(xiàn)一個工作周期。5.2.1上模沖壓沖壓機構(gòu)尺寸設(shè)計5.2.2傳動系統(tǒng)尺寸設(shè)計5.2 機構(gòu)尺寸的設(shè)計計算5.2.1 上模沖壓機構(gòu)的尺寸設(shè)計 因要求因要求K1.3K1.3，取，取K=1.8,K=1.8,得得極位夾角極位夾角=52=52；另要求上模的總行程另要求上模的總行程H=280mm H=280mm 設(shè)設(shè) 為為DEDE與豎直方向夾角與豎直方向夾角 由前圖可得：由前圖可得：2*CD*sin(/2)+DE*(1-cos2*CD*sin(/2)+DE*(1-cos)=280 )=280 且因且因極小極小 上式可變?yōu)椋荷鲜娇勺優(yōu)椋?*CD*sin(/2)=280 2*CD*sin(/2)=280 得得 CD=320mm CD=320mm 取曲柄取曲柄AB=250mmAB=250mm，得知得知 AC=513mmAC=513mmBACKBACKJUMP BACKJUMP BACK5.2.2 傳動系統(tǒng)尺寸設(shè)計 整個機構(gòu)的傳動系統(tǒng)是由整個機構(gòu)的傳動系統(tǒng)是由5 5個齒輪組成的，個齒輪組成的，2 2個個大齒輪大齒輪F F，L L的存在是為了幫助的存在是為了幫助3 3個小齒輪之間的傳動，個小齒輪之間的傳動，并讓并讓3 3個主要負(fù)責(zé)機構(gòu)運動特性的小齒輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)個主要負(fù)責(zé)機構(gòu)運動特性的小齒輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向都一致。向都一致。為了計算的方便和統(tǒng)一，取為了計算的方便和統(tǒng)一，取3 3個小齒輪的尺寸相個小齒輪的尺寸相同，分度圓直徑為同，分度圓直徑為160mm160mm；2 2個大齒輪的尺寸也相同，個大齒輪的尺寸也相同，分度圓直徑為分度圓直徑為320mm320mm。取模數(shù)取模數(shù)m=8m=8，則得出小齒輪的，則得出小齒輪的齒數(shù)齒數(shù)z=20z=20，大齒輪的齒數(shù)，大齒輪的齒數(shù)z=40z=40。為了使推桿有急回特性，使其在回程時不與前進(jìn)為了使推桿有急回特性，使其在回程時不與前進(jìn)得胚料有碰撞得胚料有碰撞,取其正偏距取其正偏距e=150mme=150mm。BACKBACK6.動力元件的選擇經(jīng)過計算需要功率746W的電動機，考慮到傳動過程中的功率損失，查閱機械設(shè)計手冊選用型號Y90L-6的電動機。額定功率1.1KW，轉(zhuǎn)速910r/min；同理減速箱也選用標(biāo)準(zhǔn)型號ZSY三級圓柱齒輪減速器；聯(lián)軸器亦是標(biāo)準(zhǔn)型號GIICL1的聯(lián)軸器。7.齒輪的設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求需要5個齒輪。又為了方便制造，減少成本。取三個相同的小齒輪，兩個相同的大齒輪。齒輪對稱布置，軟齒面。設(shè)計小齒輪采用40MnB，調(diào)質(zhì)處理；大齒輪用ZG35SiMn，調(diào)質(zhì)處理。如下圖（具體數(shù)據(jù)和校核部分見于說明書）小齒輪 大齒輪8.軸的設(shè)計 此設(shè)計中用到了五根齒輪此設(shè)計中用到了五根齒輪軸，根據(jù)設(shè)計要求兩根大軸，根據(jù)設(shè)計要求兩根大齒輪軸相同，三根小齒輪齒輪軸相同，三根小齒輪軸相同。而軸的材料主要軸相同。而軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。由于碳是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時集中的敏感性較低，同時也可以熱處理或化學(xué)處理也可以熱處理或化學(xué)處理的方法提高其耐磨性和抗的方法提高其耐磨性和抗疲勞強度。所以我用的是疲勞強度。所以我用的是4545鋼，調(diào)質(zhì)處理。結(jié)構(gòu)如鋼，調(diào)質(zhì)處理。結(jié)構(gòu)如下圖：（校核部分見說明下圖：（校核部分見說明書）書）大齒輪軸 小齒輪軸9.其他零件的選擇其他零件包括（鍵、滾動軸承、軸承端蓋。銷、連桿、曲柄、沖壓錘等）在沒有具體要求前提下均選擇普通的標(biāo)準(zhǔn)件。具體見設(shè)計說明書。10.結(jié)語通過本次畢業(yè)設(shè)計，我深深的體會到自己在理論知識方面和實際操作方面的欠缺，同時也認(rèn)識到自己在知識的掌握方面不足，導(dǎo)致設(shè)計過程中出現(xiàn)許多的失誤和差錯?？傮w來說，在這次畢業(yè)設(shè)計中，收獲很大，至于好壞就可以體現(xiàn)出水平問題了。希望以后的畢業(yè)生能做到更好。11.感謝對于這次畢業(yè)設(shè)計的完成，承蒙指導(dǎo)老師劉媛媛老師的耐心指導(dǎo)。在整個設(shè)計的過程中，她耐心的指導(dǎo)，才使我的設(shè)計順利完成，同時也感謝在這幾年中給予我知識的各位老師以及在設(shè)計過程中給我提出很好意見的同學(xué)們。謝謝你們！