1、15噸壓片機(jī)噸壓片機(jī).設(shè)計題目設(shè)計題目 o1.1設(shè)計目的設(shè)計目的 o1.2功能要求及工作原理功能要求及工作原理 o1.3原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求 .設(shè)計目的設(shè)計目的機(jī)械設(shè)計是根據(jù)使用要求對機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸以及潤滑方式等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計算，并將其轉(zhuǎn)化為制造依據(jù)的工作過程。機(jī)械設(shè)計是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械產(chǎn)品性能的最主要環(huán)節(jié)，整個過程蘊(yùn)涵著創(chuàng)新和發(fā)明。為了綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程的理論知識，分析和解決與本課程有關(guān)的實(shí)際問題，使所學(xué)知識進(jìn)一步鞏固和加深，我們參加了此次的機(jī)械原理課程設(shè)計。1.21.2功能要求及工作原理功能

2、要求及工作原理 (1）總功能要求:將干粉料壓制成圓形片胚 （2）工作原理:15噸壓片機(jī)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）；然后粉篩震動，將粉料篩入型腔；下沖頭5下沉一定深度，以防止上沖頭4向上壓制時將粉料撲出；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，下沖頭隨著將成型的工件推出型腔 。原理圖原理圖 1.21.2功能要求及工作原理功能要求及工作原理 1.3原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求（1） 被壓工件的外形是直徑為被壓工件的外形是直徑為34mm，厚度為，厚度為5mm

3、的圓形片的圓形片坯。坯。 （2）沖頭壓力為）沖頭壓力為15噸（噸（150000N）。）。（3）生產(chǎn)率為每分鐘）生產(chǎn)率為每分鐘25片片（4）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)為）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)為10%。（5）驅(qū)動電動機(jī)的功率為）驅(qū)動電動機(jī)的功率為2.2kw,940r/min（6 6）各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動參數(shù)為：）各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動參數(shù)為： 上沖頭行程為上沖頭行程為9090100mm100mm； 下沖頭下沖頭5 5先下沉先下沉3mm3mm，然后上升，然后上升8mm8mm后停歇后停歇( (保壓保壓) )， 繼而上繼而上升升16mm16mm后停歇后停歇, ,等粉篩將片坯推離沖頭后下移等粉篩將片坯推離沖頭后下移21mm2

4、1mm； 粉篩粉篩3 3在模具在模具1 1的上方往復(fù)振動篩料，然后向左退回，待坯的上方往復(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)在臺面上右移約料成形并被推出型腔后，粉篩復(fù)在臺面上右移約454550mm50mm推卸成形推卸成形片坯。片坯。 2.2.運(yùn)動方案設(shè)計運(yùn)動方案設(shè)計 工作原理和工藝動作分解工作原理和工藝動作分解o(1)(1)送料：這一動作可以通過凸輪上升段完成o(2(2 篩料：要求篩子往復(fù)震動o(3)(3)沖壓：上沖頭向下沖壓粉料，下沖頭向上擠壓粉料o(4)(4) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯o(5)(5) 送成品：通過凸輪推動篩子來將成型的片坯擠到滑道上述五個動作

5、，沖壓和推出片坯相對簡單，關(guān)鍵是要將送料和篩料兩個過程時間要配合的非常恰當(dāng)，這樣來說就對機(jī)構(gòu)提出較高的要求。我們設(shè)計過兩個方案，一個是用曲柄滑塊（左右方向）來推動篩子前行，等它到達(dá)預(yù)定的地方，我們在用一個帶有彈簧的滑塊（前后方向）來推動，實(shí)現(xiàn)前后振動的目的；但是這樣做有一個很大的缺陷，就是加上一個前后方向的機(jī)構(gòu)將會對solidworks造型產(chǎn)生較大的困難，而且多一個機(jī)構(gòu)就又需要多一個動力引進(jìn)，時間配合上就比較煩瑣。3 3根據(jù)工藝動作擬訂運(yùn)動循環(huán)圖根據(jù)工藝動作擬訂運(yùn)動循環(huán)圖 對于對于1515噸壓片機(jī)運(yùn)動循環(huán)圖主要是確定送料，噸壓片機(jī)運(yùn)動循環(huán)圖主要是確定送料，篩料，和上沖頭沖壓，下沖頭沖壓四個執(zhí)行

6、構(gòu)件的先篩料，和上沖頭沖壓，下沖頭沖壓四個執(zhí)行構(gòu)件的先后順序，相位，以利對各執(zhí)行構(gòu)件的設(shè)計，裝配和調(diào)后順序，相位，以利對各執(zhí)行構(gòu)件的設(shè)計，裝配和調(diào)試。試。循環(huán)圖循環(huán)圖3 3根據(jù)工藝動作擬訂運(yùn)動循環(huán)圖根據(jù)工藝動作擬訂運(yùn)動循環(huán)圖4機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)選型 根據(jù)上，下沖頭和送料機(jī)，篩料機(jī)這四個執(zhí)行構(gòu)件動作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以選擇以下機(jī)構(gòu)。上沖頭上沖頭 曲柄導(dǎo)桿曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)下沖頭下沖頭 固定轉(zhuǎn)動固定轉(zhuǎn)動凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 送料機(jī)送料機(jī)鋸齒狀凸鋸齒狀凸輪輪偏 置 曲 柄偏 置 曲 柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)篩料機(jī)篩料機(jī) 鋸齒狀凸鋸

7、齒狀凸輪輪彈簧曲柄彈簧曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊機(jī)構(gòu) 根據(jù)上面所示的四個執(zhí)行構(gòu)件的機(jī)構(gòu)形態(tài)，可以求出15噸壓片機(jī)的運(yùn)動方案數(shù)為：N=3*1*3*2=18根據(jù)2中的分析，我們原本選定上沖頭為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，而下沖頭為固定移動凸輪，送料機(jī)和篩料機(jī)都選為鋸齒狀凸輪。這樣比較簡單。但是在實(shí)際操作中，我們發(fā)現(xiàn)鋸齒狀凸輪難以制作，所以我們又改為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，具體機(jī)構(gòu)簡圖見7中。 5機(jī)械運(yùn)動方案的選擇和評定機(jī)械運(yùn)動方案的選擇和評定 6.機(jī)械傳動系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)機(jī)械傳動系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)根據(jù)選定的驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速和沖壓機(jī)的生產(chǎn)能力以及要求達(dá)到的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。它的機(jī)械傳動系統(tǒng)的總速比為： I=940/25=37.6

8、第一級皮帶減速 I=3 z1=17 z2=51第二級齒輪減速 I=3.176 z1=17 z2=54第三級齒輪減速 I=3.94 z2=17 z3=677.機(jī)械運(yùn)動方案簡圖機(jī)械運(yùn)動方案簡圖 按已選定的三個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式組成的機(jī)械運(yùn)動方案，畫出它的機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖。如下圖所示：方案一：方案一： 上沖頭為蝸桿蝸輪帶動的偏置滑塊上沖頭為蝸桿蝸輪帶動的偏置滑塊,這個也是我這個也是我們采用的方案。們采用的方案。方案二：方案二： 曲柄滑塊曲柄滑塊+彈簧彈簧 振動，蝸輪蝸桿進(jìn)退振動，蝸輪蝸桿進(jìn)退主視圖主視圖 上圖中為第二種方案的側(cè)視圖和主視圖，也是計劃中能圓上圖中為第二種方案的側(cè)視圖和主視圖，也是計劃中能圓滿

9、完成各種要求的，主視圖兩個滑塊推動篩子左右移動，而側(cè)滿完成各種要求的，主視圖兩個滑塊推動篩子左右移動，而側(cè)視圖中帶有彈簧和一個曲柄滑塊讓篩子能在指定位置前后振動，視圖中帶有彈簧和一個曲柄滑塊讓篩子能在指定位置前后振動，達(dá)到篩料的目的。上沖頭使用偏置滑塊，而下沖頭使用凸輪機(jī)達(dá)到篩料的目的。上沖頭使用偏置滑塊，而下沖頭使用凸輪機(jī)構(gòu)。構(gòu)。 側(cè)視圖側(cè)視圖方案三：方案三： 上沖頭為偏心曲柄滑塊上沖頭為偏心曲柄滑塊 上沖頭參數(shù)：上沖頭參數(shù)： H=90mm k=1.5 =36 e=40=36 e=40 =25r/min =25r/min 理論理論 a=39.5mm b=77.5mma=39.5mm b=77

10、.5mm 實(shí)際實(shí)際 a=39.7mm b=89.52mma=39.7mm b=89.52mm8.機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 速度 加速度位移速度速度 加速度加速度 位移位移滑塊滑塊滑塊參數(shù)：滑塊參數(shù)： H=80mm k=1.5 =36 e=50H=80mm k=1.5 =36 e=50理論理論 a=30.5mm b=86.5mma=30.5mm b=86.5mm實(shí)際實(shí)際 a=36.2mm b=67mma=36.2mm b=67mm速度加速度位移速度速度 加速度加速度位移位移 下沖頭凸輪下沖頭凸輪 h=2h1 0=211 正弦正弦 s=h1/1sin(/1)/ v=h11-cos(/1)/ 1 a

11、=h12sin(/1)/ 12 等速等速 s=h(1-/0) v=-h/0 a=03 等速等速 s=h(1-/0) v=h/0 a=04 停停 s=h v=0 v=0 a=0 a=05 5 等速等速 s=h(1-/0)s=h(1-/0) v=h/0 v=h/0 a=0 a=06 6 停停 s=hs=h v=0 v=0 a=0 a=07 7 等速等速 s=h(1-/0)s=h(1-/0) v=-h/0 v=-h/0 a=0 a=08 8 正弦正弦 s=h1s/s0+sin(2/s=h1s/s0+sin(2/0)/20)/2 v=hcos(2/0)-1/ v=hcos(2/0)-1/ 00 a=-