螺钉头冷镦机 课程设计说明书
螺钉头冷镦机 课程设计说明书
课程设计资料袋学院（系、部）2011 — 2012 学年第 2 学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称学生专业班级学号题目螺钉头冷镦机成绩起止日期2012 年 6 月7 日-- 2012 年 6 月13 日目录清单课程设计任务书2011—2012 学年第 2 学期学院（系、部）专业班级课程名称：机械原理设计题目：螺钉头冷镦机完成期限：自2012 年 6 月7 日至2012 年6月21 日指导教师（签字）：2012 年 6 月20 日系（教研室）主任（签字）：2012 年 6 月20 日机械原理课程设计设计说明书螺钉头冷镦机起止日期：2012 年___6 月7 日至2012 年 6 月14 日学生班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2012年6月20 日目录一、螺钉头冷镦机功能及设计要求 (5)二、工作原理和工艺动作分解 (5)三、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 (6)四、执行机构的选型 (7)五、传动机构的选择与比较 (11)六、运动方案的选择和评定 (11)七、机械运动系统的速比和变速机构 (12)八、机械运动方案简图 (12)九、机械传动系统和执行机构的尺寸 (12)十、方案评价 .............................................. 错误！未定义书签。
一、螺钉头冷镦机功能及设计要求1.设计题目采用冷镦的方法将螺钉头镦出，可以大大减少加工时间和介绍所节省材料。
冷镦螺钉头主要完成以下动作：（1）自动间歇送料（2）截料并运料（3）顶镦并终镦（4）顶料2.设计要求2.1原始数据及设计要求（1）每分钟冷镦螺钉头120只（2）螺钉杆的直径D为2-4毫米，长度L为6-32毫米（3）毛坯料最大长度为49毫米，最小长度为12毫米（4）冷镦行程为56毫米2.2设计方案提示（1）自动间歇送料采用槽轮机构、凸轮机构间歇运动机构等（2）将坯料转动切割可采用凸轮机构推进进刀（3）将坯料用冲压机构在冲模进行顶镦和终镦，冲压机构可采用平面四连杆或六连杆机构（4）顶料，采用平面连杆机构等二、工作原理和工艺动作分解1.工艺动作的确定根据题目分析可知，螺钉头冷镦机主要完成以下几个工艺动作：⑴送料:将一定长度的毛坯料送入执行机构中，并且具有间歇性。
螺丝冷镦机课程设计
螺丝冷镦机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解螺丝冷镦机的结构组成和工作原理；2. 学生能够掌握螺丝冷镦机操作步骤和安全规范；3. 学生能够了解螺丝冷镦机在制造业中的应用及重要性。
技能目标：1. 学生能够操作螺丝冷镦机完成简单的螺丝制造任务；2. 学生能够根据工艺要求，调整螺丝冷镦机的参数；3. 学生能够解决螺丝冷镦机操作过程中出现的简单问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械制造行业的兴趣和热情；2. 学生树立安全生产意识，养成良好的操作习惯；3. 学生增强团队合作意识，提高沟通协调能力。
课程性质：本课程为机械制造专业课程，以实践操作为主，理论教学为辅。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识，动手能力强，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作，强调安全规范，提高学生的综合运用能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 螺丝冷镦机结构及工作原理：- 螺丝冷镦机的主要部件及其功能；- 螺丝冷镦机的工作流程及原理。
2. 螺丝冷镦机操作与安全规范：- 螺丝冷镦机的操作步骤；- 螺丝冷镦机安全操作规范及注意事项；- 应急处理方法及安全防护措施。
3. 螺丝冷镦机参数调整与工艺应用：- 螺丝冷镦机参数调整方法；- 螺丝冷镦机在不同工艺中的应用；- 质量控制要点及常见问题解决。
4. 实践操作：- 简单螺丝制造任务的操作实践；- 团队协作完成复杂螺丝制造任务；- 操作过程中问题分析与解决。
教学内容安排与进度：第一周：螺丝冷镦机结构及工作原理；第二周：螺丝冷镦机操作与安全规范；第三周：螺丝冷镦机参数调整与工艺应用；第四周：实践操作及问题分析与解决。
教材章节关联：《机械制造工艺与设备》第三章：金属塑性成形设备；《机械制造工艺与设备》第四章：塑性成形工艺及模具设计。
三、教学方法1. 讲授法：- 对于螺丝冷镦机的结构、工作原理等理论知识，采用讲授法进行教学，结合多媒体课件，使抽象的知识形象化，便于学生理解。
螺钉头冷镦机课程设计设计说明书
北京信息科技大学欧阳学文设计综合课程设计报告题目：___螺钉头冷镦机________系别：___机电工程学院________专业：_机械设计制造及其自动化__班级：_____机械1005__________学号：_____010125________姓名：______纵华星___________导师：_______张志强__________成绩：________________________1 月 3 日目录一、设计题目3二、设计任务3三、设计内容41原动机的选择42送料机构4运动机构方案的提出4机构方案的比较5机构设计53截料机构6机构方案的提出6机构设计74滚筒机构85冷镦机构106传动机构12四、机构原理图141机构原理图142机构循环图14五、运动方案的模拟仿真15六、设计小结16七、参考文献17螺钉头冷镦机一、设计题目螺钉头部成型通常采用冷镦塑性加工。
冷镦是在室温下对螺钉毛坯高速打击，在挤压模腔中缩颈、压型的加工方法。
冷镦使用的原始毛坯为长5～6m的棒料，主要工艺动作为：（1）棒料间歇送进。
（2）截下短尺寸毛坯并运送到冷镦工位。
（3）进行预镦（缩颈镦粗）和终镦（头部压型）。
（4）成品从模腔顶出。
原始数据如下：（1）冷镦螺钉头的速度为120只/min。
（2）螺钉杆的直径D=2～4mm，长度L=6～32mm。
毛坯料12～48mm。
（3）冷镦冲头行程56mm。
二、设计任务1）按工艺动作要求拟定运动循环图。
（2）机构的选型。
（3）用解析法或图解法对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计，或在尺寸给定的条件下进行运动与动力分析。
（4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。
（5）绘制机械运动方案简图。
(A1)（6）绘制传动系统结构图(A1)，执行机构零件图（A2或A3）。
（7）编写设计说明书。
（用16K纸张，封面用标准格式）设计说明书包括的主要内容：1）目录2）设计题目3）工作原理4）原始数据5）执行部分机构方案设计a)分析执行机构的方案b)拟定执行机构方案c)执行机构运动循环图6）初定电机转速及传动装置方案7）执行机构尺寸设计及运动分析8）传动装置总体设计a)选择电动机b)计算总传动比，并分配传动比c)计算各轴的运动和动力参数9）传动件的设计计算10）轴的设计计算、滚动轴承的设计计算、键的设计计算等。
【精品毕设】螺钉头冷镦机
四、机构设计与计算
4.1 基础机构的设计··································5
4.1.1 槽轮机构····································5
4.1.2 曲柄滑块机构································5
4.5.3 曲柄摇杆机构 ·······························14
五、参考资料·········································14
六、设计心得·········································14
一、设计题目
1.1设计题目螺钉头冷镦机
1.2工作原理及工艺动作过程
工作原理：
在室温下把棒材或线材的顶部加粗的锻造成形方法。冷镦主
要用于制造螺栓、螺母、铁钉、铆钉和钢球等零件。锻坯材料可
以是铜、铝、碳钢、合金钢、不锈钢和钛合金等，材料利用率可
达80～90％。冷镦多在专用的冷镦机上进行，便于实现连续、多
工位、自动化生产。在冷镦机上能顺序完成切料、镦头、聚积、
1)机械系统方案的拟定
1.简图表达（各构件名称）
2.动作原理
2）方案论证和评定
1.根据设计参数要求进行功能分解；
2.各执行机构的方案说明、绘制机构运动传动示意图（可动画）；
3）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；
4）机械传动系统和执行机构进行尺度设计
1.传动系统设计（各级传动比确定等）
2.基本机构的设计、尺度综合。
3）毛坯料最大长度48mm，最小长度12mm。
机械原理课程设计(螺钉头冷镦机)
方案一机构的运动简图如图:1.曲柄２.带轮 3.脱模推杆4．终镦模ﻩ5．齿轮ﻩ６.初镦模ﻩ7.下模12.凸轮8．工作台９.连杆10．送料滚筒１1.棘轮ﻩ传动方案综述：一、机构组成:送料机构由曲柄摇杆机构，棘轮机构和送料滚筒组成。
传动机构由凸轮机构，摆杆机构组成。
初、终镦机构由齿轮机构，曲柄滑块机构组成。
顶料机构由凸轮机构组成。
二、机构的功能:通过送料机构间歇送料到下模,下模通过传动机构的间歇传动分别将坯料送到初镦,终镦机构下面进行初镦和终镦。
镦好后的镙钉由脱模机构将其顶出。
三、机构的工作原理:1、送料机构：由主轴上的回转曲柄带支棘轮2上的摇杆来回摆动，当摇杆作顺时针摆动时,棘爪嵌入棘轮的齿中，从而推动棘轮作顺时针转动，棘轮又带动与其同轴的送料滚筒３转动,使原料送到下模中。
棘轮的外面有一个外罩，摇杆摆动时,棘爪先在外罩上滑动,然后进入到棘轮的齿中，推动棘轮转动，通过调节外罩的角度可以控制棘轮的转动角度，从而可憎达到调节送料长度的目的。
2、传动机构：通过带轮带动凸轮1转动,凸轮推动摇杆的摆动,从而推动下模6的往复水平运动,通过凸轮的近休，中休,远休就可以控制下模的后停，中停和前停。
3、初、终镦机构:带轮带动齿轮8回转,齿轮又和铰接在其上的连杆和上模7、9构成曲柄滑块机构,使齿轮的回转运动变为上模的上下往复运动，对坯料进行初镦、终镦。
4、顶料机构：主轴上的凸轮推动推杆上下往复运动，推杆向上运动时将镦好的镙钉从下模中推出，然后迅速向下运动，以便下模返回。
5、珙料机构:下模是下表面有刀口，下模开始运动时将料截断。
四、方案的优缺点:伏点:采用棘轮机构间歇送料，传动精确，而且送料的长度可。
螺钉头冷镦机 课程设计说明书
课程设计之袁州冬雪创作资料袋学院（系、部） 2011—2012学年第2学期课程称号机械原理课程设计指导教员职称学生姓名专业班级学号题目螺钉头冷镦机成绩起止日期2012年 6 月 7 日--2012年6月13 日目录清单课程设计任务书2011—2012 学年第 2 学期学院（系、部）专业班级课程称号：机械原理设计题目：螺钉头冷镦机完成期限：自 2012年6 月7 日至 2012年6月 21 日指导教员（签字）： 2012 年 6 月 20 日系（教研室）主任（签字）： 2012 年6 月 20 日机械原理课程设计设计说明书螺钉头冷镦机起止日期： 2012年___6 月 7 日至 2012年6月 14日学生姓名班级学号成绩指导教员(签字)机械工程学院（部）2012年 6月20日目次一、螺钉头冷镦机功能及设计要求5二、工作原理和工艺动作分解5三、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图6四、执行机构的选型7五、传动机构的选择与比较11六、运动方案的选择和评定11七、机械运动系统的速比和变速机构12八、机械运动方案简图12九、机械传动系统和执行机构的尺寸12十、方案评价15一、螺钉头冷镦机功能及设计要求采取冷镦的方法将螺钉头镦出，可以大大减少加工时间和先容所节俭资料.冷镦螺钉头主要完成以下动作：（1）自动间歇送料（2）截料并运料（3）顶镦并终镦（4）顶料（1）每分钟冷镦螺钉头120只（2）螺钉杆的直径D为2-4毫米，长度L为6-32毫米（3）毛坯料最大长度为49毫米，最小长度为12毫米（4）冷镦行程为56毫米（1）自动间歇送料采取槽轮机构、凸轮机构间歇运动机构等（2）将坯料转动切割可采取凸轮机构推进进刀（3）将坯料用冲压机构在冲模内停止顶镦和终镦，冲压机构可采取平面四连杆或六连杆机构（4）顶料，采取平面连杆机构等二、工作原理和工艺动作分解根据题目分析可知，螺钉头冷镦机主要完成以下几个工艺动作：⑴ 送料:将一定长度的毛坯料送入执行机构中，而且具有间歇性.⑵ 截料:将一定长度的毛坯料截断，且要疾速的截断并退出.⑶ 夹紧:将截取下来的毛坯料夹住，以便接下来将要停止的冷镦，又要便于工件的卸载.⑷ 冷镦：在一定力的冲压下将螺钉的头部镦出，冷镦机构需要具有急回特性.根据机械的使用要求、工艺性能、布局要求、空间位置和总传动比等条件选择传动系统类型，并拟定从原动机到工作机之间传动系统的方案和总体安插.设计的该机械系统在运行过程中没有调速要求，故只需采取齿轮轮系布局停止降速到预期要求，即定传动比的传动系统(对于执行机构机构或执行构件在某以确定的速度下工作的机械，其传动系统只需固定传动比即可).在各个传动机构中，需要根据分歧的要求来选择分歧的传动方法.① 送料机构在送料机构中，必须包管间歇性的送料，又要使其操纵简单化.而送料机构主要有槽轮式、凸轮式、棘轮式，不完全齿轮式等间歇运动机构.在这里我选择的是4槽式槽轮机构，其布局简单计算方便，更便于操纵.② 夹紧机构夹紧机构主要用来夹紧剪切下来的部分，以方便下面将要停止的冷镦，并在冷镦竣事后，将冷镦好的工件推出夹具.所以设计夹具时，必须包管其既要具有夹紧的功效，又要使工件容易脱离夹具.所以我设计为一个轮盘上开几个小孔便于工件的夹持，又是其不会夹得太紧，而使工件不会脱离.③ 冷镦机构冷镦机构需要有急回特性，所以选择曲柄滑块机构.④ 剪切机构剪切机构需要疾速的切断，并迅速的退出.这些机构主要是凸轮，而我选择的是圆盘式凸轮，其架构简单，计算也较为简单.三、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图1.根据各机构的的执行先后循序，分别对送料、剪切、夹紧、冷镦四个机构单独分析，得到四个机构的循环示意图如下：表1 运动循环表2.设向上，向右，顺时针为正，则运动循环图如下：图1 运动循环图四、执行机构的选型根据各个机构的特征与功能的分歧，需要有分歧的执行机构来实现.以下表格即为各个机构可以选用的执行机构，通过比较分歧的机构之间的合感性来确定最终的方案.表2 执行机构的形态学矩阵1.送料机构的比较：⑴棘轮机构原理及优点:棘轮机构的主动件为摇杆，这里想到要用棘轮机构，也正是因为它用到摇杆，那末会有曲柄连杆去带动它，而后面的剪切和夹紧机构可以共用一个曲柄，使整体机构简单化，而且加工方便.但其设计业比较复杂.⑵凸轮机构图2凸轮式送料机构根据凸轮的间歇性可以将原料送入指定的位置，但要设计出指定的轮廓线，比较为费事.⑶不完全齿轮机构用一个完全齿轮和一个不完全齿轮，完全齿轮在电动机的驱动下匀速转动，当不完全齿轮的轮齿与完全齿轮啮合时，不完全齿轮带动履带轮转动，停止送料，转动过的弧长，即为送料长度.当不完全齿轮不停止啮合时，毛坯料不动，可在这段时间内停止剪切和冷镦.不完全齿轮机构简单，制造容易，工作靠得住，而且设计时从动轮的运动时间和运动时间的比例可在较大的范围内变更.图3不完全齿轮机构⑷槽轮机构槽轮机构与不完全齿轮的原理一样，是通过用主动轮的圆销带动槽轮转动，当圆销分开径向槽时，槽轮又运动不动.直至圆销再次进入另外一个径向槽时，又重复上述运动.槽轮机构要节制槽轮的运动时间和运动时间，是根据槽轮上的槽数来定的.在外槽轮机构中，当主动拨盘回转一周时，槽轮的运动时间td 与主动拨盘一周的总时间之比，为槽轮机构的运动系数，用k暗示，且k=td/t=1/2－1/Z,这里的z就是槽轮上的槽数.槽轮机构的布局简单，工作靠得住，刚性冲击较小，但与不完全齿轮比较起来，槽轮机构运动时间和运动时间的比例可调范围没有不完全齿轮那末大.图4 槽轮式送料机构综合上述可得，槽轮机构比其他的机构其布局、设计都较简单，操纵也比较方便，所以最终方案为草轮式送料机构.⑴凸轮机构此机构操纵凸轮的往复式运动，对工件从接触到剪切再到分开，这些过程都很简洁疾速，对于需要疾速完成的动作有很大的效果.图5 凸轮式剪切机构⑵平面四杆机构平面四杆机构具有布局简单，计算方便，设计容易的特点，在工程上得到广泛应用.但在截取毛坯料时会有滞留性，会使流程得到滞留，从而影响工件的精度.综合上述可得，在选取剪切机构式最好选择凸轮式剪切机构.⑴曲柄滑块自锁机构操纵曲柄滑块的自锁性质可以将毛坯夹紧，但在自锁过程中会对工件停止挤压，使工件概况受损，影响工件的精度，所以不适合做夹紧机构.图6 曲柄滑块自锁机构⑵有孔圆盘式机构这个机构是由圆盘，并在圆盘的边沿上钻几个与工件的直径相近的小孔所形成的机构，它可使毛坯工件拔出圆盘，比可以随着圆盘继续旋转，从而达到夹紧并使工件直接转到预定的位置的目标.这个机构布局简单，计算方便，操纵容易.而且在镦完后可以很便捷的将工件卸载掉.图7 有孔圆盘夹紧机构⑴凸轮机构凸轮式机构具有间歇性的功能，但却法实现冷镦机构所需的急回特性，所以此机构在这里不克不及够使用.⑵曲柄滑块机构简单的偏心轮曲柄滑块机构，使构具有急回特性，滑块可以在水平或垂直方向上往复运动.既具有冷镦时所需的力，又可以具有急回的功效，大大提高了工作效率.图8 曲柄滑块冷镦机构综合上述可得，选取曲柄滑块机构为冷镦机构，选取有孔式圆盘机构为夹紧机构.五、传动机构的选择与比较表3 常常使用的传动机构在选择传动机构时，要综合思索每一个执行机构间的配合，并注意各个机构的运行环境，合理的安插好每一个机构、机构与机构间的传动方案，能更好的使整台机器有效地工作，提高工作效率.下面为我的传动方案，其中包含有圆柱形齿轮、带轮、锥齿轮、直动滑块从动件盘形凸轮、槽轮、磨擦轮等，各个传动机构组合在一起，使得各机构可以由一台电动机带动，而且使各机构慎密相连，一起运作，更便于节制.图9 运动方案简图六、运动方案的选择和评定根据表2执行机构的形态学矩阵可知，运动方案可以有很多种，但综合思索得出运动方案为：送料机构:槽轮式送料机构剪切机构:凸轮式剪切机构夹紧机构:有孔圆盘式机构冷镦机构:曲柄滑块机构七、机械运动系统的速比和变速机构根据题目要求和电动机的型号，我们可采取Y132S—6，其功率为N=3000W，转速n=960r/min.由电动机的转速960r/min与螺钉头的生产速度120只/min可知，机器的总传动比为：i=960/120=8即电动机转8圈就生产1个螺钉.八、机械运动方案简图图10 运动方案简图电动机上直接毗连齿轮1，齿轮1与齿轮2啮合，齿轮2与齿轮3啮合，由齿轮3带动槽轮转动，槽轮上毗连一个带轮1带动磨擦轮运转，开端向右送料.齿轮1也与齿轮4啮合，齿轮4上装置一个锥齿轮1，锥齿轮1与锥齿轮2啮合，锥齿轮2与锥齿轮2′同轴，锥齿轮2′与锥齿轮3啮合，锥齿轮2带动凸轮，凸轮运转推动刀具向下运动切割工件.齿轮4又与齿轮5啮合，齿轮5上装置带轮2带动曲柄滑块机构转动.曲柄滑块上装置带轮3，带动夹紧机构运转.当剪切机构将工剪断后，夹紧机构将带着毛坯顺时针旋转90°，与冷镦机构对齐.同时，冷镦机构在带动下将会向下运动对工件开端停止冷镦.整个机器由5个圆柱齿轮、4个锥齿轮、3个带轮、2个磨擦轮、1个槽轮、1个凸轮组成.九、机械传动系统和执行机构的尺寸1.带轮传动⑴带轮1：带轮1为非等速传动，根据其它的轮系，取d1=10mm，传动的比例为9:1，则d2=90mm，即D1轮转90°D2轮转10°，则带轮的中心距a的范围为：70mm≤a≤100mm，取a=100mm.⑵带轮2：带轮2为非等速传动，根据其它轮系，取d3=20mm,其传动比例可为2:1，则d4=40mm，即D3轮转2圈D4轮转1圈，则带轮的中心距a的取值范围为：42mm≤a≤60mm，取a=60mm.⑶带轮3：带轮3为非等速传动，根据其它轮系，取d5=20mm,其传动比例可为2:1，则d6=40mm，即D5轮转2圈D6轮转1圈，则带轮的中心距a的取值范围为：42mm≤a≤60mm，取a=60mm.表4 齿轮参考数据表取凸轮的基圆直径为80mm，推程为20mm，且前90°时，刀具运动不动，随后在凸轮旋转180°的时间里，刀具开端向下疾速移动接近工件，接着放慢速度切割工件，然后疾速退回，运动不动.所以根据刀具的移动情况可以知道，凸轮的轮廓形状.因为所需的毛坯料长度为48mm，夹紧机构的半径为80mm，螺杆深入夹紧机构的长度为28mm，所以刀具的位置在间隔夹紧机构中心为100mm的位置图11 刀具的运动规律位移曲线图12 凸轮机构轮廓曲线两个磨擦轮大小相等，根据送料的长度为48mm，可知当槽轮转90°时，磨擦轮转10°，送料长度为48mm，所以磨擦轮半径可以求得为175mm.两磨擦轮之间所夹得间隔即为螺钉杆的直径，即4mm.夹紧机构为一圆盘，在其边沿上开四个小孔，孔的直径比螺钉杆的直径略大，为5mm.圆盘厚度为20mm.图13 曲柄滑块机构如上图所示，因为镦头的行程为56mm，滑块2中心与中心轮圆心的间隔取为14mm，中心轮圆心与冷镦杆的间隔取100mm，则滑块1距中心轮为100mm，距冷镦杆为200mm.中心轮半径取50mm.十、方案评价两周的课程设计已接近尾声，现在对这个过程停止一个小小的回顾和总结.有很多东西只有你再次重温它的时候才会给你心灵上的触动，使你受益.通过这一段时间的学习体会，处理了以前遗留下来的问题，学到了一些新的知识.给我感受最深的是以下几点：1、工程素养的培养.虽然说我们的专业要求艺术和工程两方面知识的连系，但在平时的训练中我们工程方面的知识很少.这次正是一个很好的充电的过程.基准的选择、尺寸的标注原则、切确的数据和布局毗连等在工程中是一点也不克不及含糊的.2、通过装配要做的产品和懂得其他同学的产品，我学到了很多好的布局和毗连方式.这对我们此后的学习大有帮忙.3、在这期间，我用了机械工程中两大重要软件，即CAD 和Proe.在使用中，我学会了很多使用技巧，为我在此后的工作中奠定了杰出的基础.4、对同一个零件的设计有很多分歧的方法，好的方法既切确效率又高.寻求最好的方法无疑是我们学习的主要方法.这次课程设计无论是对我们学习的机械布局的运用，还是此后其他方面的发展都垫上了一层新的台阶，我将借此机会继续尽力.。
螺钉头冷墩机课程设计方案
螺钉头冷墩机课程设计方案一、引言螺钉头冷墩机是一种用于冷加工螺钉头的专用设备。
螺钉头是螺栓、螺母等紧固件的关键部分，其质量直接影响到螺栓的紧固效果。
因此，冷墩工艺对于螺钉头的加工至关重要。
本课程设计旨在设计一种能够高效、精准地加工螺钉头的冷墩机。
二、设计目标本课程设计的目标是设计一个能够满足以下要求的螺钉头冷墩机：1. 提高生产效率：通过优化工艺流程和自动化控制，实现高速加工和快速换型，提高生产效率。
2. 精确加工质量：通过精确的加工参数设置和优化的冷墩工艺，保证螺钉头的尺寸和质量符合要求。
3. 提高设备稳定性：采用稳定可靠的机械结构和先进的控制系统，确保设备长时间稳定运行。
4. 降低能源消耗：通过合理设计传动系统和优化工艺参数，减少能源消耗，提高能源利用率。
5. 便于操作和维护：设计合理的人机界面和易于维护的设备结构，方便操作和维护人员使用和维护设备。
三、设计内容1. 设计合理的工艺流程：根据螺钉头的加工要求，确定合理的工艺流程，包括冷墩前的预处理、冷墩加工和冷墩后的处理等环节。
2. 优化冷墩工艺参数：通过试验和分析，确定合适的冷墩速度、冷墩压力和冷墩次数等工艺参数，以保证螺钉头的尺寸和质量符合要求。
3. 设计稳定可靠的机械结构：采用合理的机械结构，确保设备的稳定性和可靠性。
同时，通过精确的加工和装配，保证各部件的配合精度和运动平稳。
4. 选用先进的控制系统：采用先进的数控技术和自动化控制系统，实现设备的高速、精准加工。
同时，考虑故障诊断和报警功能，提高设备的可靠性和安全性。
5. 设计合理的传动系统：通过优化传动系统的设计，减少能源损耗和噪音产生，提高能源利用率和操作环境。
6. 设计人性化的操作界面：考虑操作人员的使用习惯和工作环境，设计简单易懂的人机界面，方便操作人员操作设备。
7. 设计易于维护的设备结构：考虑设备的维护和保养，设计易于维护的设备结构和便于更换的易损件，减少设备的停机时间和维修成本。
螺钉头冷镦机 课程设计说明模板之欧阳数创编
课程设计资料袋学院（系、部） 2011—2012学年第2学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称学生姓名专业班级学号题目螺钉头冷镦机成绩起止日期2012年 6 月 7 日--2012年6月13 日目录清单课程设计任务书2011—2012 学年第 2 学期学院（系、部）专业班级课程名称：机械原理设计题目：螺钉头冷镦机完成期限：自 2012年6 月7 日至 2012年6月 21 日指导教师（签字）： 2012 年 6 月 20 日系（教研室）主任（签字）： 2012 年6 月 20 日机械原理课程设计设计说明书螺钉头冷镦机起止日期： 2012年___6 月 7 日至 2012年6月 14日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2012年 6月20日目录一、螺钉头冷镦机功能及设计要求5二、工作原理和工艺动作分解5三、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图6四、执行机构的选型7五、传动机构的选择与比较11六、运动方案的选择和评定11七、机械运动系统的速比和变速机构12八、机械运动方案简图12九、机械传动系统和执行机构的尺寸12十、方案评价15一、螺钉头冷镦机功能及设计要求1.设计题目采用冷镦的方法将螺钉头镦出，可以大大减少加工时间和介绍所节省材料。
冷镦螺钉头主要完成以下动作：（1）自动间歇送料（2）截料并运料（3）顶镦并终镦（4）顶料2.设计要求2.1原始数据及设计要求（1）每分钟冷镦螺钉头120只（2）螺钉杆的直径D为2-4毫米，长度L为6-32毫米（3）毛坯料最大长度为49毫米，最小长度为12毫米（4）冷镦行程为56毫米2.2设计方案提示（1）自动间歇送料采用槽轮机构、凸轮机构间歇运动机构等（2）将坯料转动切割可采用凸轮机构推进进刀（3）将坯料用冲压机构在冲模内进行顶镦和终镦，冲压机构可采用平面四连杆或六连杆机构（4）顶料，采用平面连杆机构等二、工作原理和工艺动作分解1.工艺动作的确定根据题目分析可知，螺钉头冷镦机主要完成以下几个工艺动作：⑴ 送料:将一定长度的毛坯料送入执行机构中，并且具有间歇性。
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课程设计资料袋学院（系、部） 2011 — 2012 学年第 2 学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称学生姓名专业班级学号题目螺钉头冷镦机成绩起止日期 2012 年 6 月 7 日-- 2012 年 6 月 13 日目录清单课程设计任务书2011—2012 学年第 2 学期学院（系、部）专业班级课程名称：机械原理设计题目：螺钉头冷镦机完成期限：自 2012 年 6 月 7 日至 2012 年 6月 21 日指导教师（签字）： 2012 年 6 月 20 日系（教研室）主任（签字）： 2012 年 6 月 20 日机械原理课程设计设计说明书螺钉头冷镦机起止日期： 2012 年___6 月 7 日至 2012 年 6 月 14 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院（部） 2012年 6月20 日目录一、螺钉头冷镦机功能及设计要求1.设计题目采用冷镦的方法将螺钉头镦出，可以大大减少加工时间和介绍所节省材料。
冷镦螺钉头主要完成以下动作：（1）自动间歇送料（2）截料并运料（3）顶镦并终镦（4）顶料2.设计要求2.1原始数据及设计要求（1）每分钟冷镦螺钉头120只（2）螺钉杆的直径D为2-4毫米，长度L为6-32毫米（3）毛坯料最大长度为49毫米，最小长度为12毫米（4）冷镦行程为56毫米2.2设计方案提示（1）自动间歇送料采用槽轮机构、凸轮机构间歇运动机构等（2）将坯料转动切割可采用凸轮机构推进进刀（3）将坯料用冲压机构在冲模内进行顶镦和终镦，冲压机构可采用平面四连杆或六连杆机构（4）顶料，采用平面连杆机构等二、工作原理和工艺动作分解1.工艺动作的确定根据题目分析可知，螺钉头冷镦机主要完成以下几个工艺动作：⑴送料:将一定长度的毛坯料送入执行机构中，并且具有间歇性。
⑵截料:将一定长度的毛坯料截断，且要快速的截断并退出。
⑶夹紧:将截取下来的毛坯料夹住，以便接下来将要进行的冷镦，又要便于工件的卸载。
⑷冷镦：在一定力的冲压下将螺钉的头部镦出，冷镦机构需要具有急回特性。
2.机构的设计与比较根据机械的使用要求、工艺性能、结构要求、空间位置和总传动比等条件选择传动系统类型，并拟定从原动机到工作机之间传动系统的方案和总体布置。
设计的该机械系统在运行过程中没有调速要求，故只需采用齿轮轮系结构进行降速到预期要求，即定传动比的传动系统(对于执行机构机构或执行构件在某以确定的速度下工作的机械，其传动系统只需固定传动比即可)。
在各个传动机构中，需要根据不同的要求来选择不同的传动方法。
①送料机构在送料机构中，必须保证间歇性的送料，又要使其操作简单化。
而送料机构主要有槽轮式、凸轮式、棘轮式，不完全齿轮式等间歇运动机构。
在这里我选择的是4槽式槽轮机构，其结构简单计算方便，更便于操作。
②夹紧机构夹紧机构主要用来夹紧剪切下来的部分，以方便下面将要进行的冷镦，并在冷镦结束后，将冷镦好的工件推出夹具。
所以设计夹具时，必须保证其既要具有夹紧的功效，又要使工件容易脱离夹具。
所以我设计为一个轮盘上开几个小孔便于工件的夹持，又是其不会夹得太紧，而使工件不会脱离。
③冷镦机构冷镦机构需要有急回特性，所以选择曲柄滑块机构。
④剪切机构剪切机构需要快速的切断，并迅速的退出。
这些机构主要是凸轮，而我选择的是圆盘式凸轮，其架构简单，计算也较为简单。
三、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图1.根据各机构的的执行先后循序，分别对送料、剪切、夹紧、冷镦四个机构单独分析，得到四个机构的循环示意图如下：表1 运动循环表2.设向上，向右，顺时针为正，则运动循环图如下：图1 运动循环图四、执行机构的选型根据各个机构的特征与功能的不同，需要有不同的执行机构来实现。
以下表格即为各个机构可以选用的执行机构，通过比较不同的机构之间的合理性来确定最终的方案。
表2 执行机构的形态学矩阵1.送料机构的比较：⑴棘轮机构原理及优点:棘轮机构的主动件为摇杆，这里想到要用棘轮机构，也正是因为它用到摇杆，那么会有曲柄连杆去带动它，而后面的剪切和夹紧机构可以共用一个曲柄，使整体机构简单化，而且加工方便。
但其设计业比较复杂。
⑵凸轮机构图2凸轮式送料机构根据凸轮的间歇性可以将原料送入指定的位置，但要设计出指定的轮廓线，比较为麻烦。
⑶不完全齿轮机构用一个完全齿轮和一个不完全齿轮，完全齿轮在电动机的驱动下匀速转动，当不完全齿轮的轮齿与完全齿轮啮合时，不完全齿轮带动履带轮转动，进行送料，转动过的弧长，即为送料长度。
当不完全齿轮不进行啮合时，毛坯料不动，可在这段时间内进行剪切和冷镦。
不完全齿轮机构简单，制造容易，工作可靠，而且设计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可在较大的范围内变化。
图3不完全齿轮机构⑷槽轮机构槽轮机构与不完全齿轮的原理一样，是通过用主动轮的圆销带动槽轮转动，当圆销离开径向槽时，槽轮又静止不动。
直至圆销再次进入另一个径向槽时，又重复上述运动。
槽轮机构要控制槽轮的运动时间和静止时间，是根据槽轮上的槽数来定的。
在外槽轮机构中，当主动拨盘回转一周时，槽轮的运动时间td 与主动拨盘一周的总时间之比，为槽轮机构的运动系数，用k表示，且k=td/t=1/2－1/Z,这里的z就是槽轮上的槽数。
槽轮机构的结构简单，工作可靠，刚性冲击较小，但与不完全齿轮比较起来，槽轮机构运动时间和静止时间的比例可调范围没有不完全齿轮那么大。
图4 槽轮式送料机构综合上述可得，槽轮机构比其他的机构其结构、设计都较简单，操作也比较方便，所以最终方案为草轮式送料机构。
2.剪切机构的比较⑴凸轮机构此机构利用凸轮的往复式运动，对工件从接触到剪切再到离开，这些过程都很简洁快速，对于需要快速完成的动作有很大的效果。
图5 凸轮式剪切机构⑵平面四杆机构平面四杆机构具有结构简单，计算方便，设计容易的特点，在工程上得到广泛应用。
但在截取毛坯料时会有滞留性，会使流程得到滞留，从而影响工件的精度。
综合上述可得，在选取剪切机构式最好选择凸轮式剪切机构。
3.夹紧机构的比较⑴曲柄滑块自锁机构利用曲柄滑块的自锁性质可以将毛坯夹紧，但在自锁过程中会对工件进行挤压，使工件表面受损，影响工件的精度，所以不适合做夹紧机构。
图 6 曲柄滑块自锁机构⑵有孔圆盘式机构这个机构是由圆盘，并在圆盘的边缘上钻几个与工件的直径相近的小孔所形成的机构，它可以使毛坯工件插入圆盘，比可以随着圆盘继续旋转，从而达到夹紧并使工件直接转到预定的位置的目的。
这个机构结构简单，计算方便，操作容易。
而且在镦完后可以很便捷的将工件卸载掉。
图7 有孔圆盘夹紧机构4.冷镦机构的比较⑴凸轮机构凸轮式机构具有间歇性的功能，但却法实现冷镦机构所需的急回特性，所以此机构在这里不能够使用。
⑵曲柄滑块机构简单的偏心轮曲柄滑块机构，使构具有急回特性，滑块可以在水平或垂直方向上往复运动。
既具有冷镦时所需的力，又可以具有急回的功效，大大提高了工作效率。
图8 曲柄滑块冷镦机构综合上述可得，选取曲柄滑块机构为冷镦机构，选取有孔式圆盘机构为夹紧机构。
五、传动机构的选择与比较表3 常用的传动机构在选择传动机构时，要综合考虑每个执行机构间的配合，并注意各个机构的运行环境，合理的安排好每个机构、机构与机构间的传动方案，能更好的使整台机器有效地工作，提高工作效率。
下面为我的传动方案，其中包含有圆柱形齿轮、带轮、锥齿轮、直动滑块从动件盘形凸轮、槽轮、摩擦轮等，各个传动机构组合在一起，使得各机构可以由一台电动机带动，并且使各机构紧密相连，一起运作，更便于控制。
图9 运动方案简图六、运动方案的选择和评定根据表2执行机构的形态学矩阵可知，运动方案可以有很多种，但综合考虑得出运动方案为：送料机构:槽轮式送料机构剪切机构:凸轮式剪切机构夹紧机构:有孔圆盘式机构冷镦机构:曲柄滑块机构七、机械运动系统的速比和变速机构根据题目要求和电动机的型号，我们可采用Y132S—6，其功率为N=3000W，转速n=960r/min。
由电动机的转速960r/min与螺钉头的生产速度120只/min 可知，机器的总传动比为：i=960/120=8即电动机转8圈就生产1个螺钉。
八、机械运动方案简图图10 运动方案简图电动机上直接连接齿轮1，齿轮1与齿轮2啮合，齿轮2与齿轮3啮合，由齿轮3带动槽轮转动，槽轮上连接一个带轮1带动摩擦轮运转，开始向右送料。
齿轮1也与齿轮4啮合，齿轮4上安装一个锥齿轮1，锥齿轮1与锥齿轮2啮合，锥齿轮2与锥齿轮2′同轴，锥齿轮2′与锥齿轮3啮合，锥齿轮2带动凸轮，凸轮运转推动刀具向下运动切割工件。
齿轮4又与齿轮5啮合，齿轮5上安装带轮2带动曲柄滑块机构转动。
曲柄滑块上安装带轮3，带动夹紧机构运转。
当剪切机构将工剪断后，夹紧机构将带着毛坯顺时针旋转90°，与冷镦机构对齐。
同时，冷镦机构在带动下将会向下运动对工件开始进行冷镦。
整个机器由5个圆柱齿轮、4个锥齿轮、3个带轮、2个摩擦轮、1个槽轮、1个凸轮组成。
九、机械传动系统和执行机构的尺寸1.带轮传动⑴带轮1：带轮1为非等速传动，根据其它的轮系，取d1=10mm，传动的比例为9:1，则d2=90mm，即D1轮转90°D2轮转10°，则带轮的中心距a的范围为：70mm≤a≤100mm，取a=100mm。
⑵带轮2：带轮2为非等速传动，根据其它轮系，取d3=20mm,其传动比例可为2:1，则d4=40mm，即D3轮转2圈D4轮转1圈，则带轮的中心距a的取值范围为：42mm≤a≤60mm，取a=60mm。
⑶带轮3：带轮3为非等速传动，根据其它轮系，取d5=20mm,其传动比例可为2:1，则d6=40mm，即D5轮转2圈D6轮转1圈，则带轮的中心距a的取值范围为：42mm≤a≤60mm，取a=60mm。
2.齿轮传动表4 齿轮参考数据表3.凸轮设计取凸轮的基圆直径为80mm，推程为20mm，且前90°时，刀具静止不动，随后在凸轮旋转180°的时间里，刀具开始向下快速移动靠近工件，接着放慢速度切割工件，然后快速退回，静止不动。
所以根据刀具的移动情况可以知道，凸轮的轮廓形状。
因为所需的毛坯料长度为48mm，夹紧机构的半径为80mm，螺杆深入夹紧机构的长度为28mm，所以刀具的位置在距离夹紧机构中心为100mm的位置图11 刀具的运动规律位移曲线图12 凸轮机构轮廓曲线4.摩擦轮传动两个摩擦轮大小相等，根据送料的长度为48mm，可知当槽轮转90°时，摩擦轮转10°，送料长度为48mm，所以摩擦轮半径可以求得为175mm。
两摩擦轮之间所夹得距离即为螺钉杆的直径，即4mm。
5.夹紧机构的设计夹紧机构为一圆盘，在其边缘上开四个小孔，孔的直径比螺钉杆的直径略大，为5mm。
圆盘厚度为20mm。