机械原理课程设计冲床冲压机构和送料机构设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械原理课程设计,指导教师：张利娟,联系电话：,13838876910,机械原理与机械设计教研室,一、,课程设计的目的,二、,课程设计的方法,三、,课程设计题目,四、,课程设计内容,五、,课程设计的任务,六、课程设计实例分析,七、课程设计完成任务及要求,八、成绩评定及答辩,一、课程设计的目的,1.,理论联系实际，提高解决实际问题的能力。通过对机械原理课程的学习，已经掌握了机械中的各种常用机构的工作原理、运动特性和受力特性等知识。但在各种机械中，为了满足机械的运动及工作要求，仅采用某一种机构是不够的。通过课程设计，就可以将各机构联系到一起，综合运用所学的知识，理论联系实际去分析解决工程中的实际问题，提高解决实际问题的能力。,2.,通过课程设计，可对机械系统（包括驱动部分、传动部分、执行部分及操纵控制部分）有一个初步了解和认识，培养对机械系统运动方案设计和分析能力，培养机构创新设计的能力。,3.,培养收集和查阅设计资料能力、制图能力及分析、归纳、总结的能力，使用计算机编程的能力 。,二、课程设计的方法,课程设计的方法有,图解法、解析法,和实验法三种。设计过程和运动分析中主要用图解法和解析法，可采用图解法与解析法相结合使用。,图解法是运用某些几何关系或已知条件，通过几何作图求得结果，所需尺寸可直接从图上量取。优点是可将分析设计结果清晰表现在图样上，直观、形象，便于检查结果是否正确。缺点是作图繁琐，精度不高，对精度要求高或复杂问题不适用。,解析法以机构参数来表达各构件间的函数关系，建立机构的位置方程和求导方程，解析求解未知量，可借助计算机，用,C,语言、,VB,或,Matlab,进行编程计算，避免大量重复人工劳动，计算精度高，能解决复杂问题，应用逐渐广泛。,三、课程设计的题目,题目：冲床的冲压机构和送料机构设计,冲压是指坯料在模具压力作用下，使坯料产生塑性变形，但不产生分离而获得的具有一定形状和尺寸冲件的加工方法。,主要有弯曲、拉深、翻边等。,汽车覆盖件,飞机蒙皮,冲床的冲模一般由上模和下模两部分组成,。,冲床的冲压机构相当于上模，用于冲制薄壁零件；通过上模和下模作用将薄壁钢板坯料拉延成型。送料机构是能保证及时的将坯料送到待冲压位置，两者动作要协调一致，完成多件连续生产。我们的目的是设计实现这个功能的冲床的冲压机构和送料机构,。,冲床的工,作,作原理如,图,图,(a),所示，运,动,动规律如,图,图,(b),所示，上,模,模先以较,小,小的速度,接,接近坯料,，,，然后以,匀,匀速进行,拉,拉延成型,工,工作，然,后,后上模继,续,续下行将,成,成品推出,型,型腔，最,后,后快速返,回,回。上模,退,退出下模,后,后到下一,次,次接触坯,料,料进行冲,制,制前，在,这,这个时间,段,段内，送,料,料机构从,侧,侧面将坯,料,料送至待,加,加工位置,(,下模上方,),，完成一,个,个工作循,环,环。,以电动机,作,作为动力,源,源，与曲,柄,柄连接，,曲,曲柄作主,动,动件，从,动,动件即执,行,行构件为,上,上模，作,上,上下往复,直,直线运动,，,，下模固,定,定在冲床,座,座上。上,模,模大致运,动,动规律如,图,图,(b),所示，先,是,是以一定,运,运动规律,接,接近坯料,，,，曲柄转,角,角,1,；然后近,似,似匀速工,作,作，曲柄,转,转角,m,；上模再,以,以一定运,动,动规律下,行,行，推出,工,工件，曲,柄,柄转角,2,；然后上,模,模退出下,模,模，曲柄,转,转角,3,；最后是,上,上模快速,退,退回上极,限,限位置，,曲,曲柄转角,4,。,原始数据,与,与设计要,求,求,：,1.,上模的运,动,动规律应,满,满足图,(b),所示的运,动,动要求。,2.,机构应具,有,有良好的,传,传力性能,，,，工作段,的,的压力角,应尽可能,的,的小，结,构,构紧凑，,制,制造方便,。,。,设计数据,：,参数,工作段,l,(mm),工作段曲,柄转角,m,冲压工作行,程,H(mm),行程速比,系数,K,许用传,动角,送料距离,H,1,(mm),生产率,(,件,/,分,),电机转速,(r/min),数据,70,(1/3,1/2),2,l,1.85,40,150,70,1450,四、课程,设,设计内容,1,.,冲压机构,设,设计,2,.,送料机构,设,设计,3,.,各种方案,分,分析比较,，,，确定总,体,体方案,冲压机构,是,是主机构,，,，主动件,是,是曲柄，,从,从动件是,上,上模，动,作,作要求是,由,由回转运,动,动变成往,复,复直线运,动,动；运动,要,要求是上,模,模要满足,图,图,b,所示的运,动,动规律，,工,工作段近,似,似匀速，,回,回程时有,急,急回；冲,压,压过程中,受,受到非常,大,大的生产,阻,阻力，动,力,力特性是,传,传力性能,要,要好，工,作,作段的压,力,力角尽可,能,能小。,根据功能,要,要求和动,作,作分解，,能,能实现由,转,转动变成,往,往复直线,移,移动的机,构,构主要有,平,平面连杆,机,机构（包,括,括曲柄滑,块,块机构和,移,移动导杆,机,机构等）,、,、齿轮齿,条,条机构、,凸,凸轮机构,、,、螺旋机,构,构等。很,明,明显，连,杆,杆机构的,杆,杆件长，,可,可以实现,大,大行程；,连,连杆机构,连,连接为转,动,动低副，,受,受力好，,精,精度要求,低,低，再者,连,连杆机构,能,能实现急,回,回特性，,因,因而冲压,机,机构采用,连,连杆机,构,构完成冲,压,压动作比,较,较合理；,同,同时设计,要,要求对上,模,模的运动,规,规律要求,比,比较高，,用,用单一的,基,基本机构,如,如偏置曲,柄,柄滑块机,构,构是难以,实,实现，因,此,此，需要,至,至少两个,个,个基本机,构,构恰当地,组,组合在一,起,起来满足,冲,冲压要求,。,。,1.,冲压机构,送料机构,的,的动力源,是,是电动机,，,，主动件,为,为回转运,动,动，从动,执,执行构件,作,作直线送,料,料运动，,只,只要在规,定,定的时间,内,内送料到,位,位就可以,了,了，对送,料,料快慢和,运,运动规律,没,没有要求,，,，同时送,料,料机构作,间,间歇送料,，,，受力较,小,小，动力,特,特性要求,低,低，因而,送,送料机构,要,要求较低,，,，运动容,易,易实现。,执行构件,能,能作间歇,运,运动的机,构,构主要有,凸,凸轮机构,、,、棘轮机,构,构、槽轮,机,机构、不,完,完全齿轮,机,机构等，,凸,凸轮机构,是,是控制机,构,构，且受,载,载不大，,比,比较适合,，,，而送料,机,机构还要,求,求有一定,的,的送料行,程,程，但是,单,单一的凸,轮,轮机构会,尺,尺寸很大,，,，而连杆,机,机构可以,实,实现大行,程,程，且连,杆,杆机构具,有,有尺寸放,大,大功能，,这,这样凸轮,机,机构和连,杆,杆机构组,合,合在一起,，,，凸轮机,构,构实现动,作,作控制功,能,能，连杆,机,机构实现,大,大行程输,送,送功能，,可,可很好满,足,足送料要,求,求。,需注意的,是,是送料机,构,构和冲压,机,机构在动,作,作上有协,调,调要求，,送,送料机构,要,要在适当,的,的时间内,送,送料到位,，,，不能和,冲,冲压动作,相,相冲突、,碰,碰撞，这,需,需要两机,构,构采用一,个,个电动机,，,，对送料,动,动作进行,适,适当控制,，,，与冲压,机,机构的运,动,动协调起,来,来。,2.,送料机构,冲床包含,两,两个执行,机,机构，即,冲,冲压机构,和,和送料机,构,构，分别,完,完成两个,功,功能即冲,压,压零件和,送,送料，完,成,成这两个,功,功能要求,就,就要考虑,采,采用一定,的,的方法，,选,选择合适,的,的机构来,实,实现，这,个,个构思过,程,程就是运,动,动方案的,设,设计，体,现,现出可选,方,方案的多,样,样性、设,计,计的主动,性,性和创新,性,性。,3.,各种方案,分,分析,能实现冲,压,压机构功,能,能要求的,机,机构方案,有,有齿轮,-,连杆冲压,机,机构、摆,动,动导杆滑,块,块冲压机,构,构（滑块,和,和连杆）,、,、六连杆,冲,冲压机构,、,、连杆,-,凸轮冲压,机,机构等。,能实现送,料,料机构功,能,能要求的,机,机构方案,有,有凸轮,-,直动摆杆,送,送料机构,（,（直动摆,杆,杆形式有,多,多种）、,凸,凸轮,-,摆动摆杆,送,送料机构,。,。,将冲压机,构,构和送料,机,机构的任,意,意两个机,构,构组合，,就,就可得到,冲,冲压机构,和,和送料机,构,构的一个,运,运动方案,。,。,方案一：,齿,齿轮,连,连杆冲压,机,机构和凸,轮,轮连杆,送,送料机构,冲压机构,采,采用有两,个,个自由度,的,的双曲柄,七,七杆机构,，,，用齿轮,副,副将其封,闭,闭为一个,自,自由度（,齿,齿轮,1,与曲柄,AB,固联，齿,轮,轮,2,与曲柄,DE,固联）。,恰,恰当地选,择,择,C,点轨迹和,确,确定构件,尺,尺寸，可,保,保证机构,具,具有急回,运,运动和工,作,作段近似,匀,匀速的特,性,性，并使,压,压力角,尽可能小,。,。,送料机构,由,由凸轮机,构,构和连杆,机,机构串联,组,组成，按,运,运动循环,图,图可确定,凸,凸轮推程,角,角和从动,件,件的运动,规,规律，使,其,其能在预,定,定时间将,坯,坯料,推送至待,加,加工位置,。,。设计时,，,，若使,L,OG,L,OH,，可减小,凸,凸轮尺寸,。,。,方案二：,摆,摆动导杆,滑,滑块冲压,机,机构和凸,轮,轮送料机,构,构,冲压机构,是,是在摆动,导,导杆机构,的,的基础上,，,，串联一,个,个摇杆滑,块,块机构组,合,合而成。,摆,摆动导杆,机,机构按给,定,定的行程,速,速度变化,系,系数设计,，,，它和摇,杆,杆滑块机,构,构组合可,以,以达到工,作,作段近于,匀,匀速的要,求,求。适当,选,选择导路,位,位置，可,使,使工作段,压,压力角,较小。,送料机构,的,的凸轮轴,通,通过齿轮,机构与曲,柄,柄轴相连,。,。按机构,运动循环,图,图可确定,凸,凸轮推程,运动角和,从,从动件运,动,动规律，,则机构可,在,在预定时,间,间将坯料,送至待加,工,工位置。,方案三：,六,六连杆冲,压,压机构和,凸,凸轮连,杆,杆送料机,构,构,冲压机构,由,由铰链四,杆,杆机构和,摇,摇杆滑块,机,机构串联,组,组合而成,。,。四杆机,构,构可按行,程,程速度变,化,化系数用,图,图解法设,计,计，然后,选,选择连杆,长,长,lEF,及导路位,置,置，按工,作,作段近似,于,于匀速的,要,要求确定,铰,铰链点,E,的位置。,若,若尺寸选,择,择恰当，,可,可使执行,构,构件在工,作,作段中运,动,动时机构,的,的压力角,较小。,凸轮连,杆,杆送料机,构,构的凸轮,轴,轴过齿轮,机,机构与曲,柄,柄轴相连,，,，按机构,运,运,动循环图,确,确定凸轮,推,推程运动,角,角和从动,件,件运动规,律,律，则机,构,构可在预,定,定,时间将坯,料,料送至待,加,加工位置,。,。设计时,，,，使,L,IH,L,IR,，可减小,凸,凸轮尺寸,。,。,方案四：,连,连杆凸,轮,轮冲压机,构,构和凸轮,连杆送,料,料机构,冲压机构,采,采用有两,个,个自由度,的,的连杆,凸,凸轮组合,机,机构，用,齿,齿轮副将,其,其封闭为,一,一个自由,度,度（齿轮,1,与曲柄,AB,固联，齿,轮,轮,4,与两个凸,轮,轮固联）,。,。恰当地,选,选择,C,点轨迹和,确,确定构件,尺,尺寸，可,保,保证机构,具,具有急回,运,运动和工,作,作段近似,匀,匀速的特,性,性,并使压力,角,角,尽可能小,。,。改变凸,轮,轮轮廓曲,线,线，可改,变,变,