专用精压机课程设计
机械原理课程设计-专用精压机冲压及送料系统设计
专用精压机课程设计机械原理课程设计说明书设计题目: 专用精压机冲压及送料系统设计专业: ****************班级: *******___姓名: ********学号: *****指导教师: ****2012年 6月 20日专用精压机课程设计目录1 设计任务 ..................................................................... . (1)1.1 设计题目 (1)1.2 工作原理及工艺动作过程 (2)1.3 原始数据及设计要求 (2)1.4 设计任务 ............................................. 2 2机械机构功能的简单分析 (3)3系统传动方案设计 ..................................................................... . (3)3.1 原动机类型的选择......................................................... 3 3.2 主传动机构的选择 (4)4( 执行机构方案的设计和选择 (4)5、机械系统运动方案的拟定与原理说明.................................................................... .. (9)5.1机型的选择........................................................... 10 5.2自动机的执行机构 (10)6、机械系统运动方案的拟定与原理说明.................137 执行机构的尺寸设计及计.................................................................... .....................................................7.冲压结构的计算...........................................13 7.2传动机构尺寸设计 ........................................ 13 8、飞轮设计.. (15)9、动机构的选择与比较 (15)10、运动循环图 (16)11、设计心得与体会 (17)12 总体装配图.............................................19 13、参考文献. (20)专用精压机课程设计____________________________________________________________________ _____________1 设计任务设计一用于薄壁铝合金制件的精压机,并完成有关尺寸的计算和机构选型等要求。
机械原理课程设计专用精压机-(修订版)
设计流程和步骤
添加标题
确定设计目标：明 确精压机的用途、 性能要求等
添加标题
仿真分析：利用计 算机仿真软件，对 精压机进行仿真分 析，验证设计的可 行性
添加标题
收集资料：查阅相 关文献、标准、手 册等，了解精压机 的结构、原理、材 料等
添加标题
制作样机：根据详 细设计，制作精压 机样机
添加标题
初步设计：根据设 计目标，进行初步 设计，包括结构设 计、原理设计等
实现方法：采用 模块化设计，逐 步实现各个功能 模块，最后进行 系统集成和调试
06
精压机性能测试
测试方法和标准
测试目的：验证精压机的性能是否符合设计要求
测试项目：包括压力、速度、精度、稳定性等
测试设备：包括压力传感器、速度传感器、精度测量仪等
测试标准：根据国家标准或行业标准进行测试，如GB/T 12345-2006 等
测试流程：按照预定的测试计划进行，包括准备、实施、记录、分析等 步骤
测试报告：对测试结果进行整理和分析，形成测试报告，包括测试数据、 分析结果、结论等
测试数据和结果分析
测试项目：压力、速度、温度、噪音等 测试方法：使用专业测试仪器，按照标准操作流程进行测试 测试结果：各项性能指标均达到设计要求，部分指标超出预期 分析结论：精压机性能稳定，满足生产需求，具有较高的性价比和竞争力
控制参数：根据精压机的工 作特性和工艺要求，调整 PID控制参数
控制效果：实现精压机的精 确控制，提高生产效率和产
品质量
控制系统设计和实现
控制系统设计： 包括硬件设计和 软件设计两部分
硬件设计：包括 传感器、执行器、 控制器等部件的 选择和配置
软件设计：包括 控制算法、人机 界面、通信协议 等软件的开发和 调试
精压机课程设计
目录第1章概述 (2)1.1 机械原理课程设计的目的 (2)1.2 机械原理课程设计的任务 (2)1.3 机械原理课程设计的方法 (3)1.4 原始数据及设计要求 (3)第2章专用精压机运动方案设计 (5)2.1 精压机简介 (5)2.2 工艺流程分析 (5)2.3 方案的设计 (6)2.4 方案的评价与确定 (11)2.5 机构运动循图 (14)第3章执行机构设计 (15)3.1 执行机构的设计 (15)3.2 机构运动分析 (17)第4章原动机选用及传动类型的选择 (20)4.1 原动机的选择 (20)4.2 传动系统的选择 (21)4.3 齿轮传动设计 (22)总结 (25)心得体会 (27)参考书目 (29)第1章概述1.1机械原理课程设计的目的机械原理课程设计是使学生较全面，系统掌握和深化机械原理课程的基本原理和方法的重要环节，是培养学生机械运动方案设计，创新设计以及应用计算机对该工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一门课程。
其目的是：（1）使学生初步了解机械设计的全过程，受到根据功能需要拟定机械运动方案的训练，具备初步的机构选型，组合和确定运动方案的能力。
（2）以机械系统运动方案的设计为结合点，把机械原理课程各章的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深学生所学的理论知识。
（3）使学生掌握机械运动方案设计的内容，方法，步骤，并对动力分析与设计有一个较完整的概念。
（4）进一步提高学生运算，绘图以及运用计算机和技术资料的能力。
（5）通过编写说明书，培养学生表达，归纳，总结的能力。
（6）培养学生综合运用所学知识，理论联系实际，独立思考与分析问题的能力和创新能力。
1.2机械原理课程设计的任务机械原理课程设计针对专用精压机的基本任务是：1、按照给定的机械总功能，要求对冲压机构、送料机构进行选型和组合。
2、按工艺动作要求拟定运动循环图。
3、选定电动机和执行机构运动参数，拟定机械传动方案。
4、对机械运动方案进行评价和修正，确定最终运动方案。
精压机(三)
机械原理课程设计指导书（三）（设计题目：专用精压机）1. 功能要求及工作原理⑴总功能要求将薄铝板送到待加工位置后，一次冲压成深筒形，并将成品推出模腔。
⑵工作原理精压机的工作原理及工艺动作分解如图3.1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.设计步骤1）执行机构的选型机构选型应遵循以下原则。
表1 选用执行机构的原则与方法2）机械运动方案的评价机械运动方案的拟定，最终要求通过分析比较提供最佳方案。
一个方案的优劣只有通过系统综合评价来确定。
从机构和机械运动方案的选择和评价要求看，主要应满足五个方面的性能指标，具体见表2。
表2 机械运动方案的评价指标目前常用的评价方法很多，如系统工程评价法、模糊综合评价法等。
本次课程设计中机械运动方案的评价采用定性评价法，由指导教师组织学生集体完成。
3）机械传动系统的速比和变速机构机械系统通常由原动机、传动装置、执行机构和控制操作部件组成。
原动机是机械系统中的驱动部分，其类型及规格已选定，执行机构的机构型式通过上述设计过程也已确定，此时应进行传动系统的设计计算。
传动系统是把原动机和执行机构联系起来的装置，专用精压机中，传动系统将驱动电机的运动并列传递到执行机构。
传动类型的选择及传动装置总传动比的分配见参考材料4. 3）。
4）机械传动系统和执行机构的尺度计算根据机械运动方案示意图，绘制机构运动循环图，对机械传动系统和执行机构进行尺度计算，具体计算方法见参考材料4. 3）。
5）绘制机械运动方案图根据已选定的执行机构型式及传动系统的类型，绘制专用精压机机械运动示意图（草图），然后，有关参数计算完毕后，选取适当的比例用UG绘制机械运动方案三维图。
6）机构运动仿真用UG运动仿真学对工作台回转机构或主轴箱往复直线运动机构进行运动分析，绘制从动件位移、速度、加速度曲线图。
精压机课程设计
精压机课程设计一、引言精压机是一种常见的机械设备，广泛应用于工业生产中。
本课程设计旨在通过对精压机的设计和分析，加深学生对精压机工作原理和设计方法的理解，提高其工程实践能力。
二、设计目标本课程设计的主要目标是设计一台能够满足特定工况要求的精压机。
具体设计要求如下：1. 压力范围：设计的精压机应能够在0-100MPa的范围内提供可调节的压力输出；2. 压力精度：设计的精压机应能够在±0.5%的精度范围内保持稳定的压力输出；3. 工作效率：设计的精压机应具有高效的工作效率，能够在短时间内完成压力调整和稳定输出；4. 结构紧凑：设计的精压机应具有紧凑的结构，占地面积小，便于安装和维护。
三、设计步骤1. 确定压力范围：根据所需应用场景，确定精压机的压力范围。
考虑到工业生产中常见的压力需求，可以选择0-100MPa的范围。
2. 确定压力精度要求：根据实际需求，确定精压机的压力精度要求。
一般情况下，±0.5%的精度已经能够满足绝大部分工业生产的需求。
3. 选择压缩介质：根据工况要求和设备成本考虑，选择合适的压缩介质。
常见的压缩介质有气体和液体两种，根据具体要求选择合适的介质。
4. 设计压力调节系统：根据所选的压缩介质和压力要求，设计压力调节系统。
该系统包括压力传感器、调节阀和控制系统等部件，用于实时监测和调节压力输出。
5. 设计压力稳定系统：为了保证精压机的稳定输出，需要设计压力稳定系统。
该系统包括储气罐或油箱、稳压阀和液压缸等部件，用于缓冲和稳定压力输出。
6. 设计结构紧凑：在设计过程中，需要考虑精压机的结构紧凑性，以便于安装和维护。
合理布局各个部件，减小整体体积，提高设备的工作效率和可靠性。
四、课程设计内容本课程设计的具体内容包括以下几个方面：1. 精压机的工作原理和基本构造分析；2. 压力范围和压力精度的确定方法；3. 压缩介质的选择和性能分析；4. 压力调节系统的设计和参数选择；5. 压力稳定系统的设计和参数选择；6. 结构紧凑性的分析和设计。
专用精压机课程设计
专用精压机课程设计课程名称：专用精压机课程设计一、课程简介专用精压机是一种用于制造精密零部件的设备，广泛应用于汽车、航空航天、工程机械、农业机械等领域。
本课程旨在培养学生对专用精压机的操作与维护能力，使其具备使用专用精压机进行精密零件加工的实践能力。
二、课程目标1.了解专用精压机的基本原理和结构2.掌握专用精压机的操作技能3.熟悉专用精压机的维护与保养4.具备使用专用精压机进行精密零件加工的能力三、教学内容1.专用精压机的基本原理和结构a.专用精压机的工作原理b.专用精压机的结构组成及功能c.专用精压机的主要零部件及其作用2.专用精压机的操作技能a.专用精压机的操作界面及功能介绍b.专用精压机的操作步骤与注意事项c.专用精压机的工艺参数设置与调整3.专用精压机的维护与保养a.专用精压机的日常维护与保养b.专用精压机的故障排除与维修c.专用精压机的安全操作与事故预防4.专用精压机的精密零件加工实践a.精密零件加工工艺要求与技术标准b.专用精压机的应用案例分析与实践操作c.专用精压机的加工质量检验与评价四、教学方法1.理论教学：采用授课形式，结合案例分析与实例讲解，引导学生深入理解专用精压机的基本原理和操作技能。
2.实践操作：组织学生参与专用精压机的实际操作与加工实践，提高其操作与应用能力。
3.案例分析：通过现实案例分析，让学生了解专用精压机在工程实践中的应用情况，培养其解决实际问题的能力。
4.课程设计：布置课程设计任务，让学生独立或协作完成专用精压机的应用设计与实践，提升其综合素质。
五、教学手段1.多媒体教学：利用多媒体教学设备展示专用精压机的结构原理和操作技能，提高学生的学习兴趣。
2.实验室实践：安排实验室实践环节，让学生亲自操作专用精压机进行加工实践，提升其实际操作能力。
3.案例分析：结合真实案例，让学生进行专用精压机的应用案例分析与讨论，培养其问题解决能力。
4.互动教学：采用问答、讨论等方式，促进师生之间的互动，激发学生学习的热情和积极性。
精压机机械原理课程设计
1机械原理课程设计说明书——精压机冲压及送料系统的设计精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺。
它是将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。
它的工艺动作主要有: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。
2、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性。
2)精压成形制品生产率约每分钟50件；3)上模在冲压运动中所受的生产阻力如图2，图中Pc= 4000 N，上模回程所受摩擦力忽略不计.4）执行构件的工作段长度L=40mm工作段开始的位置L1=0.3H ，上模的行程长度H=2.6L，上模质量约为 50 Kg5)行程速比系数K≥1·5。
6)坯料输送最大距离100mm。
电机转速n=2900 r/min院系：机电工程学院班级：07机42学号：07293133姓名：陈鹏目录1—工作原理及工艺动作过程2—原始数据及设计要求3—设计任务4—分解工艺动作，拟定执行构件的运动形式5—根据工艺动作服序和协调要求拟定运动循环图6—方案的设计7—确定设计方案设计题目:精压机冲压及送料系统的设计1、工作原理及工艺动作过程：专用精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺。
它是将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。
它的工艺动作主要：1）将新坯料送至待加工位臵；2）下模固定、上模冲压拉延成形将成品推出模腔。
2、原始数据及设计要求：1）以转动的电机为动力，从动件（执行机构）为上模，作上下往复运动，其运动规律由冲头行程图给出，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[ᵞ]=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臵（下模上方）。
4）生产率为70件/min。
5）执行构件的工作段长度l=30~100mm,对应曲柄转角ᵞ=（1/3~1/2）π；上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上。
6）行程速度变化系数K≥1.57）送料距离H=60~250mm。
专用精压机课程设计
专用精压机课程设计本课程设计旨在为学生全面了解和掌握专用精压机的基本原理、结构构造、操作技术和维修方法，培养学生的实际操作能力和职业素养，从而提高企业的生产效率和经济效益。
一、教学目标1、了解专用精压机的基本原理和工作过程，掌握机器的结构构造和工作原理。
2、掌握精密压模技术，能够按照要求进行精密压制和调整。
3、了解机器的维护保养和故障排除技术，能够进行常规维修和故障排除。
4、学习安全生产知识和操作规程，加强职业素养和安全意识。
二、教学安排1、理论讲授部分（8学时）1）专用精压机基本原理和结构构造2）专用精压机工作原理3）精密压模技术及质量控制4）设备检修、调整及保养5）安全生产知识和操作规程2、实践操作部分（32学时）1）机器操作技能培训2）模具放置、加工准备和调整3）模具使用、调整和更换4）机器故障排除和常规维修5）精密压模技术实操三、考核方式1、期中考核：理论知识测试和实操考核，占总成绩的30%。
2、期末考核：理论知识测试和实操考核，占总成绩的70%。
3、平时成绩：出勤率、积极参与课堂活动和作业完成情况，占总成绩的10%。
四、教学方法1、理论授课：采用多媒体讲解、案例分析等教学方法。
2、实践操作：组织学生进行实操操作，引导学生掌握实操技能。
3、综合训练：通过实践操作、考核和评价，不断提高学生的综合素质。
五、教学过程1、理论讲授部分1）专用精压机基本原理和结构构造通过多媒体讲解、图片展示等方式，介绍专用精压机的基本原理和结构构造，了解机器的重要组成部分和功能。
学生理解机器的操作原理和特点，奠定后续操作培训的基础。
2）专用精压机工作原理介绍专用精压机的工作原理和基本流程，重点介绍压制技术和机器的工作过程。
通过案例分析、实例讲解等方式，帮助学生深入理解机器的运行流程。
3）精密压模技术及质量控制通过介绍各类模具的类型和用途、模具设计、模制工艺等知识，帮助学生掌握精密压模技术。
通过实操、案例分析等形式，加深学生对质量控制的认识。
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目录
概述 (2)
机构功能的简单分析 (4)
工艺流程分析 (5)
执行机构的选择与比较 (7)
运动循环图 (12)
机构运动尺寸计算 (13)
机械运动方案简图 (19)
设计心得与体会 (21)
参考文献 (21)
概述
1、工作原理
专用精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺，它是将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。
如图1.1所示，上模先以比较小的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成形工作，以后，上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。
上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。
图1.1
2、工艺动作流程
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膜腔。
3、原始数据和设计要求
1)动力源是电动机，作转动；冲压执行构件为上模，作上下
往复直移运动，其大致运动规律如图1.2所示，具有快速接近工件、等速工作进给和快速返回的特性。
2)精压成形制品生产率约每分钟70件。
3)上模移动总行程为280 mm，其拉延行程置于总行程的中
部，约100 mm。
4)行程速比系数K≥1.3。
5)坯料输送的最大距离200 mm。
6)上模滑块总质量40 kg,最大生产阻力为5000 N，且假定
在拉延区内生产阻力均衡；
7)设最大摆动件的质量为40kg/mm，绕质心转动惯量为2
kgּm2/mm，质心简化到杆长的中点。
其它构件的质量及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30 kgּm2，机器运转许用不均匀系数[δ]为0.05）9)机构应具有较好的传力性能，特别是工作段的压力角α应
尽可能小，传动角γ大于或等于许用传动角 40
γ。
]
[=
图1.2
机构功能的简单分析
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。
工艺流程分析
（1）、推板送料由曲柄——滑块送料机构的推板将待加工工件推至预定的工作位置。
（2）、上、下模冲压工件摆动—导杆冲压机构在送料机构完成送料回程时已经进入冲压工作阶段。
上模滑块先快速接近工件，接近时在以等速对其进行冲压，而下模在等速冲压时恰好达到极限位置，顶住工件实现精压。
（3）、上模滑块急回、下模向上顶出工件上模滑块机构急回向上退回，下模滑块则由原本的最低极限位置向上运动，将精压
好的成品向上顶出。
（4）、推板送料并将成品推至下工作台曲柄—滑块送料机构完成一次送料后再次送料，而此时成品已被下模顶出下一个加工工件恰好将成品推至下工作台。
同时将新工件送至预定加工位置。
执行机构的选择与比较
1、送料机构的选择
送料机构实现间歇送料可采用凸轮机构、凸轮—连杆组合送料机构、槽轮机构等。
方案一：选用凸轮机构
方案一中，凸轮机构的缺点是凸轮廓线与推杆之间为点接触，线接触，易磨损，并且凸轮机构制作比较困难。
方案二：选择曲柄滑块机构
方案二中，运动副元素为面接触，压力较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造较容易。
2、冲压机构的选择
冲压机构为保证等速拉延、回程快速的要求，可采用导杆加摇杆滑块的六杆机构、铰链四杆加摇杆滑块的六杆机构、齿轮—连杆冲压机构等。
方案一：选用曲柄滑块机构
该方案自由度为一，自由度等于原动件数，能够满足传动要求，结构简单，装配较容易，但一级传动角较小，机构传力性能差。
方案二: 四连杆机构+摇杆滑块机构
该方案自由度等于原动件数，能够满足传动要求，加压时间较短，一级传动角最大，效率高，成本低，工作平稳性一般。
方案三：四杆机构+曲柄滑块机构
方案一、二、三都能实现急回运动，综合考虑机构的力学性能和制作成本，选用方案三。
3、顶杆机构的选择——凸轮机构
设计顶杆机构的目的为了使成品推出型腔，选用下图的凸轮机构，能够满足条件。
运动循环图
从循环图看出，推杆和上模正行程同时开始，但推杆送料时间短，在开始冲压前送料已经完毕，同时在上模回程一小段时间后顶杆开始顶出成型品，在下一个运动周期开始时顶杆完成正行程。
机构运动尺寸计算
1、冲压机构
1> 传动四杆机构的尺寸计算
按照设计要求，摆杆质量为40kg/m，绕质心转动转动惯量为2kg·m2 ,所以根据计算式
1／12 ×40 ×c3= 2
C ≈0.843 m
取K=1.4 ,设计摆杆摆脚为ψ= 60。
,由课本P120图8-20查得此时最小传动角最大取值maxγmin ≈33。
,β≈46。
参考课本p136式8-25则
θ=180。
(k –1)/(k+1)=30。
a/d=sin30。
sin(15。
+46。
)/cos(30。
-15。
) = 0.4527
b/d= sin30。
sin(15。
+46。
)/sin(30。
-15。
) =0.9366 c/d = 1
可得：
a = 0.382m
b = 0.790m
c =
d = 0.843m
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 = 140 + OAsin30。
AB2= OA2+ OA2cos30。
2
解得
OA = 170.135mm
AB = 225.067mm
3> 传动机构运动分析
设计要求精压机生产效率为70件/min ，则曲柄转动周期为T=0.857s ，曲柄平均角速度ω=7.33 rad/s 。
冲块正行程时间：
t =T×（180 +θ)/360。
= 0.5s 回程时间：
t = T –t = 0.357s
2、送料机构
1>送料机构尺寸
由设计要求坯料输送距离需达到200mm，所以2a = 200mm
a = 100mm
b杆长选取为200mm
2>运动分析
为保证送料和冲模运动一致，其周期也应为
T = 0.857s
3、顶杆机构
顶杆机构采用凸轮传动，凸轮推程角为80。
，推程时间为
t = 80。
/360。
= 0.19s
回程角设计为60。
，时间约为0.143s ，使其能快速回程，避免和冲块,送料机构碰撞。
工作廓线的设计
由课本P163式9-17得
X，= x-r r cosθy，= y-r r sinθ
其中：
sinθ=（dx/dδ）√（dx/dδ）2+(dy/dδ)2
cosθ=-（dy/dδ）√（dx/dδ）2+(dy/dδ)2
推程段δ1=[0，80.]
dx/dδ=(ds/ dδ）sinδ1 +(r0+s)cosδ1
={(2h/π)[1-cos4δ1]}sinδ1+(r0+s)cosδ1 dy/dδ=(ds/ dδ）cosδ1-(r0+s)sinδ1
={(2h/π)[1-cos4δ1]} cosδ1+(r0+s) sinδ1 远休止δ2=[0，10.]
dx/dδ=（r0+s）cos(π/2+δ2)
dy/dδ=-（r0+s）sin(π/2+δ2)
回程阶段δ3=[0，60.]
dx/dδ=(ds/ dδ）sin（δ3+π）+(r0+s)cos(δ3+π)
=（810hδ32/π3-4860 hδ33/π4+7290 hδ34/
π5）sin(δ+ π)+ (r0+s) cos(δ3+π)
dy/dδ=（810hδ32/π3-4860 hδ33/π4+7290 hδ34/π5）cos(δ3+ π- (r0+s)cos(δ3+π)
近休止δ4=[0，210.]
dx/dδ=（r0+s）cos(4π/3+δ4)
dy/dδ=-（r0+s）sin(4π/3+δ4)
通过计算得出凸轮工作廓线各点坐标得出凸轮廓线。
机械运动方案简图。