专用精压机的运动方案设计
专用精压机
湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院（系、部）第二学年第二学期课程名称机械原理课程设计指导教师银金光职称教授学生姓名唐国康专业班级机械 1103班学号 11405700310题目专用精压机运动简图的设计成绩起止日期 2013 年 6 月 20 日～ 2013年 6 月 2日目录清单机械原理课程设计设计说明书专用精压机运动简图的设计起止日期： 2013年 6 月 20 日至 2013 年 6 月 27日学生姓名唐国康班级机械1103班学号11405700310成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2013年 6月 27目录1.课程设计任务书 (2)2.工作原理和工艺动作分解 (3)3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (5)4.执行机构选型 (6)5.机械运动方案的选择和评定 (7)6.执行机构计算 (8)7.专用精压机传动系统设计 (11)7.专用精压机机构运动简图 (13)8.上模冲压机构速度与加速度分析（分析一个位置） (14)9,专用精压机三维立体图…………………………………17.10.参考资料 (19)11.设计总结 (19)湖南工业大学课程设计任务书2010 —2011 学年第2 学期机械工程学院（系、部）机械类专业机械0907 班级课程名称：机械原理课程设计设计题目：专用精压机运动简图的设计完成期限：自2011 年 6 月27 日至2011 年7 月 1 日共 1 周内容及任务一、原始数据及设计要求1）冲压执行构件上模的大致运动规律如图所示。
具有快速摇头接近工件、等速下行拉延和快速成型返回的运动特性；2）制成品生产率每分钟70件；3）形程速度变化系数K≥1.3；4）坯料最大输送距离200mm；5）上模滑块总质量40kg，最大生产阻力5000N，且假设在拉延区内生产阻力均衡；6）设最大摆动构件线质量为40kg/m，绕质心转动惯量为2kg·m2/m，质心简化到杆长中点，其他构件质量及转动惯量均忽略不计。
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
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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
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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
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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
设计题目：专用精压机一、 专用精压机设计要求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置；2）下模固定、上模冲压拉延成形将成品推模腔。
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70件；3）上模移动总行程为280mm ，其拉延行程置于总行程的中部，约100mm ；4）行程速比系数13.k ≥；5）坯料输送最大距离200mm ；6）上模滑块总重量为40kg ，最大生产阻力为5000N ，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 ，绕质心转动惯量为22kg m ⋅，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302kg m ⋅，机器运转不均匀系数δ为0.05）。
二、 机械系统运动方案的拟定与比较1、传动机构的选择与比较1）在原动机和工作机之间必须加入传动装置，通过它来传递动力或改变运动形式、参数，这是因为：a. 工作机所要求的速度通常和原动机的额定速度不一致，需要减速或增速（大多数情况下要减速）；b. 工作机根据生产要求进行速度调节，而原动机通常只以一种恒定的额定转速运转，如果通过改变原动机的速度来满足工作机变速要求，往往经济成本较高。
而有些则不能才通过其本身变速来满足工作机的生产要求；c. 原动机的运动形式比较单一，而工作机的运动形式由生产的工艺要求而定，它们是多种多样的；d. 在单机集中驱动时，需要以原动机带来若干组不同速度大小，不同形式的工作机(或执行机构)；e. 为了安全或维修方便，或机器的外轮廓尺寸受到安装空间，运输条件的限制等其他原因必须把原动机和工作机分成两部分，而它们中间则用传动装置来连接。
2）传动的分类：a. 按工作原理分有摩擦传动、机械传动、流体传动、电力传动、磁力传动；b. 按传动比情况分有定比传动、变传动比传动（有级变速、无极变速、按周期性规律变化）。
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。
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。
专用精压机运动简图的设计说明书
课程设计资料袋学院（系、部）学年第学期课程名称机械原理指导教师职称学生姓名专业班级学号题目专用精压机运动简图的设计成绩起止日期年月日～年月日目录清单机械原理设计说明书专用精压机运动简图的设计起止日期：年月日至年月日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）年月日目录一.设计任务书 (4)二.设计题目 (5)三.冲压机构和送料机械运动方案的拟定 (8)四.设计方案的分析与评定 (12)五.机械传动系统的速比和变速系统 (13)六.执行机构的运动尺寸的设计 (13)七.绘制正式的整机机构运动简图 (15)八.三维建模 (16)九.速度与加速度分析 (16)十.参考资料 (17)十一.设计总结 (18)课程设计任务书学院（系、部）专业班级课程名称：机械原理课程设计设计题目：专用精压机运动简图的设计完成期限：自年月日至年月日共周指导教师：年月日系（教研室）主任：年月日二、设计题目：专用精压机运动简图的设计1、工作原理及工艺动作过程简介本机用于某薄壁铝合金制件的精压深冲工艺。
如图1所示.上模先以逐渐下降的速度接近坯料.然后以匀速进行拉延成型.随后上模继续下行将成品推出模腔.最后快速返回。
上模推出固定不动的下模后.送料机构从侧面将新坯料送至待加工位置.从而完成一个循环。
图1-1 专用精压机运动示意图2、工艺动作的分解根据任务书的要求.该机写的应有的工艺过程是.机构具有一个冲压机构和送料机构.而其执行构件的运动形式为：1）、冲压执行构件上模的大致运动规律如图1-2所示。
图1-22）、送料机构是辅助工作机构.它需要与冲压机构协调工作。
送料运动为间歇性的.即送料构件将原料送入模孔上方后冲头才可以进入模孔进行冲压、当冲头上移一段距离后才能进行下次送料动作。
坯料的最大输送距离为200mm。
送料机构的大致运动规律如图所示1-3：图1-33、根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图对于专用精压机运动简图的循环图.主要是确定冲压机构和送料结构构件的先后顺序、相位.以利于对各执行机构的设计、装配和调试。
专用精压机课程设计
目录概述 (2)机构功能的简朴分析 (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, 完毕一个工作循环。
图1.12、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、原始数据和设计规定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, 其大体运动规律如图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 2k gּm2/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；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 k gּm2, 机器运转许用不均匀系数[δ]为0.05）机构应具有较好的传力性能, 特别是工作段的压力角应尽也许小, 传动角大于或等于许用传动角。
图1.2机构功能的简朴分析本机构加工的重要是铝合金制件, 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, 因此我们采用品有较好的传动性和较高接触强度的齿轮机构。
考虑到工作效率的规定, 采用曲柄滑块机构送料, 为了使整个机构可以快速、紧密、平稳地运营, 需要机构各个部分必须互相配合, 并且足够稳定。
机械原理课程设计--专用精压机设计
[键入公司名称]机械原理课程设计说明书专用精压机设计目录设计任务书 (2)1. 工作原理及工艺动作简述 (2)2. 原始数据及设计要求 (2)3. 注意事项和难点提示 (3)主要工作机构工作原理的分析与说明 (4)1. 冲压机构 (4)2. 送料机构 (4)3. 动力装置及传动机构 (4)机械运动方案的拟定 (5)一、冲压机构 (5)方案一 (5)方案二 (5)方案三 (6)方案四 (6)方案五 (7)二、送料机构 (7)方案一直动推杆弹簧力凸轮机构 (7)方案二摆动推杆沟槽凸轮-----摇杆滑块机构 (8)方案三圆柱凸轮----齿轮齿条机构 (8)方案四曲柄滑块机构 (8)方案五槽轮机构 (9)方案六四杆扇形齿条机构 (9)初步讨论选定机构的设计计算过程及各阶段的结果 (10)冲压机构 (10)送料机构 (12)传动机构 (13)最终方案的MAD演示效果 (14)机构运动分析校验计算 (16)C++程序编辑与验证 (19)机械工作循环图拟定的说明（协调性分析） (22)设计心得体会 (24)参考资料目录 (25)设计任务书1.工作原理及工艺动作简述本机可用于薄壁铝合金制造（如易拉罐类）静压深冲工艺，如附图1所示。
加工时，上模1先以逐渐加快的速度接近坯料3，然后以匀速进行拉延成形，随后上模继续下行将成品5推出模腔4，最后快速返回。
上模退出固定不动的下模后，送料机构的推料杆2从侧面将新坯料送至代加工位置，完成一个工作循环。
2.原始数据及设计要求1） 冲压执行构件，即上模的运动规律大致如附图2所示。
具有快速接近工件（l 1），等速（近似）下行拉延（l 2）和快速返回的运动特征。
2） 制成品生产率约每分钟70件。
3） 上模移动总行程为280mm ，其拉延行程置于总行程的中部，约100mm 。
4） 行程速比系数K>=1.3。
5） 坯料输送最大距离200mm 。
6） 电动机功率可选用1.5KW ，1400r/min 左右（如Y90L-4）。
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专用精压机的运动方案设计
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, 深筒形。
如图所示。
(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 K > 1.3。
(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 2
Kg.m 2/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*m 2，机器运
转不均匀系数[S ]=0.05 )。
(9) 工作送料传输平面标高在 1000mm 左右。
原始数据及设计要求:
L
它将薄壁铝板一次冲压成为
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
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，
配较难。
加工装
万案一图（1）
|
数等于原动件数，能够满足传动要求。
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
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。
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。
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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）。