简易冲床设计方案
简易冲床毕业设计说明书
毕业设计说明书简易冲床学生姓名：学号：学院：专业：指导教师：年月简易冲床设计摘要本次我设计的是简单冲裁模具。
因为本次设计题目与实践结合紧密，经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用冲孔落料工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号。
再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。
得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。
在本次设计中采用了冲孔、切断级进模。
该模具的特点是在排样过程中不用考虑搭边值，板料宽度与零件宽度一致，节约材料。
同时简化了步骤，提高了工作效率。
关键词：冲压，冲孔，落料，压力机Simple Blanking Die DesignAbstractI designed this simple blanking dies. Because the design of the close combination of Title and Practice, after access to information, the first parts to the process analysis, through process analysis and comparison, the use of punch blanking process, through the blanking force, the top piece, and in terms of discharge power, to determine the model press. Further analysis of the stamping dies for processing the application to select the desired type of mold design. The mold will be designed to draw upon the type of the working parts of the mold design process to express.In this design the use of the punching, progressive die off. The characteristics of the mold are in the process of packing up side without considering the value of sheet width and the width of the same parts, saving material. At the same time simplifying the steps to improve the work efficiency.Keywords: Stamping, Punching, Blanking, Press目录1 引言 (1)2 冲裁模具的工艺分析 (2)2.1 冲裁件工艺分析 (2)2.2 工艺方案的确定 (2)2.3 冲裁变形过程 (3)2.4 冲裁间隙 (3)3 模具设计的计算 (5)3.1 排样 (5)3.2 搭边值的确定 (5)3.3 条料宽度的确定 (6)3.4 材料利用率的计算 (7)3.5 冲压力计算 (7)3.5.1 冲裁力 (7)3.5.2 冲孔力 (8)3.5.3 冲裁时的推料力 (8)3.5.4 冲压力的计算: (8)3.6 确定模具压力中心 (9)3.7 冲模刃口尺寸及公差 (9)3.7.1 冲孔部分 (9)3.7.2 落料部分 (11)3.8 各主要零件结构尺寸的确定 (12)3.8.1 凹模外形尺寸的确定 (12)3.8.2 凸模长度L P的确定 (12)3.9 定位零件 (13)4 冲压设备选取 (14)5 模具的装配 (15)5.1 设计并绘制总图、选取标准件 (15)5.2 组装 (16)5.3 试模 (17)6 绘制部分零件图 (19)7 结论 (22)附录A (23)附录B (24)附录C (25)参考文献 (26)致谢 (27)1 引言冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。
《机械原理》课后习题附答案
CB D BC平面机构结构分析专业———班级———学号———姓名——— 1.图示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是：动力由齿轮1 输入，使轴A连续回转；而固装在轴A 上的凸轮与杠杆3 组成的凸轮机构将使冲头4 上下运动以达到冲压目的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
C B 35 A 24 1解：1）取比例尺μ1＝1mm/mm 绘制机构运动简图2）分析是否能实现设计意图由图：n=3 pι=4 p h=1因为:F=3n-2pι-p h =3x3-2x4-1=0因此，此简易冲床不能运动。
因为由构件3，4，5 及运动副B，C，D 组成不能运动的刚性机架3）提出修改方案为了使此机构能运动，应增加机构的自由度。
修改方案：D(1 (2DG7D 64C EF9 38B 2 A122如图所示为一小型压力机。
图中齿轮 1与偏心轮 1’为同一构件，绕固定轴心 o 连续转动。
在齿轮 5上开有凸轮凹槽，摆杆 4上的滚子 6嵌在凹槽中，从而使摆杆 4 绕 C 轴上下摆动。
同时，又通过偏心轮 1’、连杆 2、滑杆 3使 C 轴上下移动。
最后通过在摆杆 4的叉槽中的滑块 7和铰链 G 使冲头 8实现冲压运动。
试绘制其机构运动简图，并计算自由度。
b)解：计算该机构的自由度n=7， p ι=9， p h =2 F=3n-2p e -p h =3x7-2x8-2=13. 试计算下列二图所示齿轮连杆组合机构的自由度。
图中相切的圆周表示一对齿轮传动的节圆；凡局部自由度、复合铰链和虚约束均需明确指出。
解：a ）解n=4 P ι=5 Ph=1F=3x4-2x5-1=134 C A复合铰链1a)BD 5b）解：n＝6 Pι=7 Ph=3F＝3×6－2×7－3＝14.试计算下列二图所示压榨机的自由度。
图a 中，左右两半完全对称；图b 中，CD = FI = KL = KM = FJ = CE，LI =KF = MJ = JE = FC = ID。
薄壁零件冲床运动方案设计方案
薄壁零件冲床的运动方案设计在冲制薄壁零件时，上模<冲头)以较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成形工作，接着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。
技术要求：<1)动力源为电动机，按平均功率选用电动机，空载F1=50N，生产率为每分钟70 件。
<2)上模做上下往复直线运动，要求快速下沉、匀速工作进给和快速返回。
上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上，运动规律要满足图 1-1 的所示函数。
<3)行程速比系数K≥1.5,许用压力角[α]=50º。
<4)送料距离H=150 mm。
设计数据：<1)上模工作段的长度约为L=40mm<2)对应曲柄转角φ= 60 - 100 º<3)冲压载荷F= 4300 N图1-1<1)拟定机构系统总体运动方案。
<2)画出系统运动方案简图。
<3)完成论证报告。
分析工作原理可知，薄壁零件冲床要求完成的工艺动作有以下四个：<1)送料：这一动作由送料机构完成，要求在冲头在下沉到胚料上面高度之前把胚料送到拉延位置。
<2)压紧：该动作要求在胚料到达拉延位置后，冲头开始拉延前把胚料压紧。
<3)拉延成型：该动作发生在压紧胚料以后。
<4)成品推出下模并退模：该动作主要由退料机构完成，在冲头把成品推出下模后、正准备返回时，退料机构把成品抱住，阻挠其尾随冲头一起返回。
该冲床的执行机构有四个，要拟定该冲床的运动循环图主要是确定冲头、送料、压紧、退料四个执行件的先后顺序，以利于各执行机构的设计、装配和调试。
薄壁零件冲床的冲压机构为主机构，以它的主动件的零位角为横坐标的起点，纵坐标为个执行机构的位移起始位置。
拟定的运动循环图如表1-1 所示。
表1-1 薄壁零件冲床运动循环图要实现图1-1 所示的这样一个复杂的函数发生机构，简单的四杆机构已无能为力。
简易冲床的优化设计
简易冲床的优化设计
简易冲床的优化设计应该从以下几个方面入手：
1. 加强稳定性：冲床在运作过程中产生的振动和冲击力会对机器产生影响，因此应该加强冲床的稳定性和结构强度。
可以增加底座或者采用更加坚固的材质来加强机器的整体结构。
2. 安全保护：冲床的使用过程中需要注意安全，要防止操作人员手部被夹伤或其它危险情况的发生。
可以增加安全防护装置和机器急停开关等措施来保证操作人员的安全。
3. 提高冲裁效率：为了提高冲床的生产效率，可以进行冲模的优化设计。
例如减小模具间隙，改进模具材质、结构等，以减少废品率和提高生产效率。
4. 操作简便化：要提高冲床的使用效果，操作的便利性是非常重要的因素。
可以增加操作便利化的设计，例如操作按钮与显示屏设计在同一面板或者增加远程操作控制等。
5. 节能环保：要考虑冲床使用时的节能环保问题，可以结合使用冲床的工艺特点，减少机器的功耗，例如采用节能的变频器或者直流电机等措施。
机械原理第八版答案与解析
机械原理 第八版 西北工业大学 平面机构的结构分析1、如图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。
解 1）取比例尺l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图 a ） 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图 b ）3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
图 c1） 图 c2）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a ）解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F图 b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3－1解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。
3－2解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度3－3 解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F4、试计算图示精压机的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l0='F 0='FF p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)10152(103=--+⨯-⨯= 10)20172(113=--+⨯-⨯=（其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链）5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
机械原理第1章典型例题
2）计算其机构自由度。由机构运动简图可知，该机构具有三个活动构件 ）计算其机构自由度。由机构运动简图可知， 1、3、4三个转动副 、B、C、一个移动副和一个高副，没有局部自由度 三个转动副A、 、 、一个移动副和一个高副， 、 、 三个转动副 和虚约束，故此机构的自由度为： 和虚约束，故此机构的自由度为：
2）高副低代 用附加杆DB GK及转动副 DB和 及转动副B 用附加杆DB和GK及转动副B和D 、G和K来代 替两高副，代换后的机构为仅含低副的机构。 替两高副，代换后的机构为仅含低副的机构。
n = 9, p5 = 13, p5 = 0 F = 3n－2p5－ p4 = 3×9－2×13－0 = 1
第1章典型例题
绘制图示机构运动简图， 例9 绘制图示机构运动简图，并计算其自由度
第1章典型例题
绘制图示机构运动简图， 例9 绘制图示机构运动简图，并计算其自由度
第1章典型例题
绘制图示机构运动简图， 例10 绘制图示机构运动简图，并计算其0 绘制图示机构运动简图，并计算其自由度
第1章典型例题
例14 计算图示机构的自由度，作出仅含低副的替代机构。 计算图示机构的自由度，作出仅含低副的替代机构。
1）计算机构的自由度 处为复合铰链， 处为局部自由度， F 处为复合铰链，G 处为局部自由度，则
n = 7, p5 = 9, p4 = 2 F = 3n－2p5－ p4 = 3×7－2×9－2 = 1
F = 3n − 2 P5 − P4 = 3 × 6 − 2 × 8 − 1 = 1
第1章典型例题
计算图示运动链的自由度，判断是否能称为机构。 例15 计算图示运动链的自由度，判断是否能称为机构。
n = 5 , p5 = 7 , p4 = 1
如图所示为一简易冲床的初拟设计方案
2-8 如图所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是:动力由齿轮1输入，使轴A连续回转;而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其是否能实现设计意图?并提出修改方案。
2-9 如图所示为一小型压力机。
图中齿轮1与偏心轮1′为同一构件，绕固定轴心O连续转动。
在齿轮5上开有凸轮凹槽，摆杆4上的滚子6 嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C轴上下摆动;同时又通过偏心轮1′、连杆2、滑杆3使C轴上下移动。
最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G使冲头8实现冲压运动。
试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。
2-13 试计算如图所示各机构的自由度。
图a、d为齿轮－连杆组合机构;图b为凸轮－连杆组合机构(图中在D处为铰接在一起的两个滑块);图c为一精压机机构。
并问在图d所示机构中，齿轮3﹑5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同?为什么?2-20 图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
又如在该机构中改选EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同。
析组成该机构的基本杆组。
3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。
3-2 在图示的齿轮－连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比13/ωω。
3-4 在图示的四杆机构中，AB l =60mm ，CD l =90mm ，AD BC l l ==120 mm ，2ω=10/rad s ，试用瞬心法求:1)当165ϕ=︒时，点C 的速度C v ；2)当165ϕ=︒时，构件3的BC 线上(或其延长线上)速度最小的一点E 的位置及其速度的大小;3)当C v 0=时，ϕ角之值(有两个解)。
3-10 在图示的摇块机构中，已知30,100,50AB AC BD l mm l mm l ===30B mm =, 40DE l mm =,曲柄以等角速度110/rad s ω=回转，试用图解法求机构在145ϕ=︒位置时，点D 和E 的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。
机械原理习题答案
pR12 M A
1ω O
ω 21
2
ω 23
3 pR32
B
P
4
2）确定ω21、ω23 的方向（如图）
pR12
A
ω 21
ω
M 1O
ω 23
2
3
B 4
P PR32
3）判断总反力应切于 A、B 处摩擦圆的上方还是下方（如图）
O
ω
1M
PR1
A
ω 21
2
ω 23
3 P
B 4 PR32
2.在图示曲柄滑块机构中 ，曲柄 1 在驱动力矩 M1 作用下等速转动。设已知各转动副的轴颈半径 r=10mm，当量摩擦系数 fv = 0.15 ，移动副中的滑块摩擦系数 f = 0.15 ，lAB = 100 mm，lBC = 350 mm。 各构件的质量和转动惯量忽略不计。当 M1 = 20 Nm 时，试求机构在图示位置所能克服的有效阻力 F3 及
uuur aBt 1 = 1× 55×102 = 5.5 m s2
uuuuur
ak B 2 B1
=
2
×10
×
0.55
=
11m
s2
uur a3
=
µα
.l p 'b2 '
=
0.2 ×
60
=
12
m
s2
4.已 知 图 所 示 的 机 构 的 尺 寸 及 ω 1＝
1rad/s，试用图解法求ω3，a3,vD和 aD。
FR 21 Q
=
sin(π + ϕ ) 2
sin(π − α − 2ϕ )
2
FR 21
=
sin 98.53° sin 12.94°
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求图示机构的所有瞬心
P24 P12 P13
1 3 2
∞
∞
P23
P14
4
P34
∞
P34
∞பைடு நூலகம்
=3×8－2×10－2－1 =1
2-13 偏心轮滑阀式真空泵
F=3n - 2pl – ph =3×3-2×4-0 =1 2-16 计算图示机构的自由度
a
F=3n - 2pl – ph
=3×4-2×5-1
=1
b
F=3n － 2pl – ph－F’ =3×7－2×8－2－2
=1
C
F=3n －2pl – ph ＋p’ =3×11－2×17－0+2 =1
第2章 习题
2-11 简易冲床设计方案。
F=3n －2pl – ph =3×3－2×4－1 =0
F=3n －2pl – ph =3×4－2×5－1
=1
F=3n －2pl – ph
=3×4－2×5－1
=1
F=3n －2pl － ph－F’
=3×4－2×4－2－1
=1
2-12 小型压力机。 解：
F=3n - 2pl – ph－F’
2-23 F=3n －2pl – ph
=3×7－2×10－0
=1
取AB为原动件，II级机构
II级组
II级组
II级组
II级组 III级组 取EG为原动件，III级机构
第3章 课堂练习
1）列速度、加速度矢量方程，在速度图中标出b、c；
2）在构件1上标出速度为 v E 的点E1，在构件2上标出速度 为 v E 的点E2；
3）求构件2上速度为零的点M的位置，并在加速度图中标出 该点的加速度aM的大小和方向。
解：1）列速度、加速度矢量方程，在速度图中标出b、c； VC=VB+VCB
n aCB + t aCB
aC = aB +
2）在构件1上标出速度为 v E 的点E1，在构件2上 标出速度为 v E 的点E2；
3）求构件2上速度为零的点M的位置，并在加速度图中标出 该点的加速度aM的大小和方向。