精压机冲压及送料系统设计

机械原理课程设计任务书

课题名称：精压机冲压及送料系统设计

学院：机械工程学院

专业：机械设计及其自动化

2014年 1 月 2 日

目录

一、精压机冲压及送料系统设计任务书 3

1、工作原理及工艺动作................................ ..3

2、原始数据和设计要求................................ ..3

3、方案设计提示...................................... ..3

4、设计任务.......................................... ..3

二、机构运动方案的设计及选型 4

1.可能方

案..............................................................

...................... .. (4)

2.确定方

案..............................................................

......................... ..6

3.机构运动简

图..............................................................

.................. .6

4.传动路线

图..................................................................

.................... 7 三、机构运动尺寸确定 7

1. 上模冲压机构 (7)

2. 送料机构-曲柄滑块机构...............................9 四、运动循环图 11

五、冲压机构proe 截图 11

一、精压机冲压及送料系统设计任务书

1、

1

将薄铝板送到待加工位置后，一次冲

2

精压机的工作原理及工艺动作分解如

图1所示。要求从侧面将坯料送至待加工

位置，上模先以较大速度接近坯料，然后

以匀速下冲，进行拉延成形工作，以后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回，完成一个工作循环。

2

、原始数据和设计要求（

1)以转动的电机为动力，从动件(执行构件)为上

模，作上、下往复直移运动，其运动规律如图2所示，

具有快速下沉，等速工作进给和快速返回的特性。

2)机构应具有较好的传力性能，工作段的传动角

?应大于或等于许用传动角［?］＝40°。

3)上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至

待加工位置(下模上方)

4)执行构件的工作段长度l ＝30～100mm

，对应曲

图

1

图2

柄转角φ＝(1/3～1/2)

π

5)行程速度变化系数K ≥1.5。

3、方案设计提示 冲压机构要求行程中有等速运动段，并具有急回特性，还应具有较好的动力特性。要满

足这些要求，单一的曲柄滑块机构是难以胜任的，需用组合机构。送料机构仅要求作间歇送

4、设计任务

1)根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。

2)按工艺动作过程拟定运动循环图。

3)构思系统运动方案(至少3个以上)，进行方案评价，选出较优方案。

4)对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计。

5)用相关软件或程序对连杆机构进行运动学分析，并画出输出机构的位移、速度、和加

速度线图。

6)在3号图纸上画出绘制系统机械运动方案简图。

7）完成设计说明书的编写。

附表： 设计数据

二、机构运动方案的设计及选型

1.可能方案

冲压机构方案 1 ------ 四连杆机构+摇杆滑块机构

冲压机构方案 2 ------ 四杆机构+曲柄滑块机构

冲压机构方案 2 ------曲柄滑块机构

对比分析：

方案一、二、三均能实现急回运动，但一方案和三方案稳定性不如二方案。所以选用方案二。

送料机构方案1 ------ 凸轮机构

送料机构方案2 ----- 曲柄滑块机构

2.确定方案

方案一采用凸轮机构，机构虽简单，但凸轮的设计较为复杂，给机构制造也带来很大不便。而方案二采用摇杆机构，机构尺寸容易设计并且也能准确达到送料的目的。所以采用方案二作为送料。

3、机构运动简图

分析：电机带动上模机构曲柄运动,开始冲压,在上模开始冲压坯料前送料机构已经送料完毕,上模冲压,冲压成型后,上模继续下压，把成型品顶出模腔，然后上模回程, 0.20S后齿轮传动带动送料机构推杆送料完成，0.32s上模回程恰好结束，完成一次循环。然后上模开始行程，进行新一轮的冲压加工。

1——电机 2——飞轮 3——带轮传动 4——齿轮

5——主滑块 6——凸模 7——凹模 8——坯料

4、传动路线图：本机构加工的主要是铝合金制件，且需要一次冲压成型。故机构需要较大的冲压力来实现。同时保证其精压的质量，机构需要匀速的冲压过程，因此我们采用具有较好的传动性和较高接触强度的齿轮机构。考虑到工作效率的要求，采用曲柄滑块机构送料，为了使整个机构能够快速、紧密、平稳地运行，需要机构各个部分必须相互配合，并且足够稳定。

三、机构运动尺寸确定

1. 上模冲压机构

（1）传动四杆机构的尺寸计算

取 K=1.5 ,设计摆杆摆脚为ψ = 60°,此时最小传动角最大取值：

maxγmin =45°,β=45°。

θ=180°(k – 1)/(k+1)=36°

a/d=sin30°sin(18°+45°)/cos(30°-18°) = 0.666

b/d= sin30°sin(18°+45°)/sin(30°-18°) =1.092

c/d = 1

取c=d=500mm

可得：

a =333mm

b = 546mm

（2）冲模连杆滑块机构尺寸计算

在刚结束冲压时（图中粗实线所示），OA与水平夹角为30°，并且冲块和连杆在一条直线上。回程结束时（图中虚线所示）OA极限位置在OA’处，AB处于A’B’处。由几何关系可知：

AB = 150 + OAsin30°

AB2= OA2+ OA2cos30°2

解得

OA = 182.29mm

AB = 241.14mm

（3）传动机构运动分析

设计要求精压机生产效率为75件/min ，则曲柄转动周期为T=0.8s ，曲柄平均角速度ω=7.854 rad/s.

冲块正行程时间：

t =T×（180 +θ)/360°= 0.48s

回程时间：

t = T – t = 0.32s

（4）机构的传动比

总传动比:i总=960/75=12.8

系统传动比：

ω电机:ω上 = 12.8: 1

ω上:ω下:ω送 = 1: 1 : 1

2. 送料机构-曲柄滑块机构

（1）送料机构尺寸

由设计要求坯料输送距离需达到150mm，所以

2a = 150mm

a = 75mm

b杆长选取为150mm

（2）运动分析

为保证送料和冲模运动一致，其周期也应为 T = 0.8s

四、运动循环图

五、冲压机构proe截图

六、设计总结

课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课程设计时间不到两周略

显得仓促一些。但是通过本次每天都过得很充实的课程设计，从中得到的收获还

是非常多的。感觉要是课程设计之后再考机械原理的话成绩要好很多。

这次课程设计我得到的题目是设计一个专用精压机，由于理论知识的不足，

再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在

老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。其实正向老师说得

一样，设计所需要的东西都在书上了，当时自己老是想找到什么捷径来完成这次

任务。但是机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙

两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者

机械设计手册上找到出处，不然的话就麻烦了。虽然克服种种困难把这份课程设计做出来了，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。

再设计过程中培养了我的综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用

生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我我们同

学之间互相帮助，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团

队精神。在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺，将来要进一步加强，今后的学习还要更加的努力。

本次课程设计由于时间的仓促，还有许多地方有不足之处。但是艰难困苦玉

汝于成，虽然难但是希望多来几次机械设计课程设计看来我是无法忘记的了。

参考文献：机械原理课程设计手册（牛鸣岐）

机械原理（孙恒）