专用精压机的运动方案设计.doc

专用精压机的运动方案设计一、 机器的功能专用精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺机构，它将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。如图所示。 二、原始数据及设计要求：（1）冲压执行构件具有快速接近工件、等速下行拉延和快速返回的运动特征。（2）精压成型制品生产率约每分钟60件。（3）上模移动总行程为280m，其拉延行程置于总行程的中部，约100mm。（4） 行程速比系数K1.3。（5）坯料输送最大距离200mm。（6）上模块总质量为40Kg，最大生产阻力为5KN，且假定在拉延区内生产阻力均衡。（7）设最大摆动构件的质量为40Kg/m，绕质心转动惯量为2Kg.m2/mm，质心简化到杆长的中点。其它构件的质量和转动惯量均忽略不计。（8）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件，其转动惯量设为30Kg*m2，机器运转不均匀系数=0.05）。（9） 工作送料传输平面标高在1000mm左右。三、工作原理和工艺动作分解根据上述分析，专用精压机要求完成的工艺动作有以下三个动作：（1）将新坯料送至待加工位置。（2）下模固定、上模冲压拉延成形将成品推出模腔。（3）将成品顶出上模四、方案设计整个机构可分为3大部分: （1)冲压机构 主要运动构件：上模 （2)送料机构 主要运动构件：推杆（3）上顶机构主要运动构件：推杆方案一设计方案一的的冲压机构是由一个四连杆机构串联一个摇杆滑块机构组合而成，送料机构是曲柄滑块机构。此方案自由度为一，自由度数等于原动件数，能够满足传动要求。 机构的加压时间较短，一级传动角最大，效率高,成本低，但工作平稳性一般，加工装配较难。 图（1）方案二 设计方案二的冲压送料机构都是由曲柄滑块机构实现。该方案自由度为一，自由度数等于原动件数，能够满足传动要求。 机构的加压时间可以较长，效率高，结构简单，装配较容易，但一级传动角较小。 图（2）方案三 该方案的冲压机构采用了有两个自由度的双曲柄七杆机构，用齿轮副将其封闭为一个自由度，使自由度为一，自由度数等于原动件数，能够满足传动要求。 送料机构是由凸轮机构和连杆机构串联组成的。 图（3）方案四设计方案四是一个六连杆机构，自由度为一，自由度数等于原动件数，能够满足传动要求。 机构的加压时间长,一级传动角最大，效率高，成本低，加工装配容易，比较理想。 图（4）方案五设计方案五是一个凸轮机构附带一个曲柄滑块机构，自由度为一，可以准确的满足运动要求，并且满足杆件受力的要求（首大作用力的元件设计为凸轮，基本不受力的杆件设计为连杆，简单合理），最后这样的设计计算十分简单，也就容易对运动过程进行准确分析。但方案五设计的凸轮可能尺寸太大，浪费材料。五、方案确定在5个方案全部提出后，小组进行了对比。各个方案都由不同的基础机构组合而成，且基本都可完成设计要求的运动。但是考虑到机构的性能、加工成本和后期的建模，分析等的方便，最后小组经过讨论，决定采取第4个方案。 分析：方案一虽然能完成设计要求的运动，但稳定性不高，方案二传动角较小不利于冲压。方案三较方案一、二的稳定性、传动角等都要好，但结构过于复杂，不利于加工，成本比较高。而我们小组最终确定方案的机构设计中结构在满足其性能的同时相对其它方案又比较简单，在制造中可以大大减少工序，并且可以降低成本，较易实现。该机构的加压时间长，传动角大，因此可获得良好的传动效果，且机构的装配简单，成本低，易于投入实际生产. 方案四可满足急回运动的要求，输送配料上工作台和上模冲压这2 个工作步骤也可较容易的配合出来。使整个机构完成一次送料冲压的周期。考虑到配料被冲压成形之后如果还留有切边，则成品就不能从下模的下部离开，而在方案的设计基础上，成品只可由一机构垂直将其顶出上模，然后同时由下一个送来的配料将其横向地推出下模工作台面。 因此经过小组讨论在方案四的基础上增加了一个“上顶”机构，此机构的运动方向基本和上模相同，上模在回程时呈现出急回的特性，而“上顶”机构为了能迅速的将在下模中的成品顶出，其需要急速向上运动的特性。最终决定的专用精压机的运动简图 图（5）