冲压机构课程设计说明书

1、自动送料钟压机构设计级；机自0654/姓名：廖小琴李朝万指导老师：吴海涛日期：2008/9/4说明书索引设计题目自动送料冲压机构及送料机构设计机构工作原理日动运料冲床用4冲制、拉延薄壁零件。冲床的执行机构主要包括冲压机构和送料机构，其工作原理如图（a）所示，上模先以较大速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型工作，然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。冲床动作工艺图上模运动规律S-图本题要求设计能使上模按上述运动要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送至到下模上方的送料机构。原始数据与设计要求1）以电动机作为动力源,一

2、根固定，从动件（执行构件）为上模，作上下往复直线运动，其大致运动规律如图1b所示，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回等特性。2）机构应具有较好的传力性能，工作段的传动角？大于或等于许用传动角404%。工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）生产率为每分钟70件。5）上模的工作段长度l=30勺00mm，对应曲柄转角0=（1/3知2）?;上模总行程长度必须大于工作段长度的两倍以上。6）上模在一个运动循环内的受力如图1c所示，在工作段所受的阻力Fi=5000N,其它阶段所受的阻力F0=50N。7）行程速度变化系数K?.5。8）送料距离H=60250mm。9）机器运

3、转速度波动系数4不超过0.05o参考方案J冲压机构的原动件为曲柄，从动件（执行构件）为滑块（上模），行程中有等速运动段（工作段），并具有急回特性，机构还应有较好的动力特性。要满足这些要求，用单一的基本机构（如偏置式曲柄滑块机构）是难以实现的。因此，需要将几个基本机构恰当地组合在一起来满足上述要求。送料机构要求作间歇送进，可结合冲压机构一并考虑。1.齿轮一连杆冲压机构和凸轮-连杆送料机构如图2所示，冲压机构采用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（齿轮曲柄AB固联，齿轮2与曲柄DE固联）。恰当地选择C点轨迹和确定构件尺寸，可保证机构具有急回运动和工作段近似匀速的特性，并使压

4、力角？尽可能小。在预定时间将坯料推送至待加工位置。设计时，若彳 B2 .导杆-摇杆滑块冲压机构和凸？如图3所示，淖压机呼任一个摇杆滑块机构组合而成。摆萩号杆乎构按给 变化系数设计，它和摇杆滑块机构组合可以工速的要求。适当选1导路位置，可使工作段任：送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴期_ 运动循环图可确定凸轮推程运动角和a动件运A作段近于匀D连。按机构O律，则机构HG可在预定时间将坯料送至待加工位置。H滑块机构串F图3冲床机构方案之础上，串联 的行程速度K C较小。lOG ?lOH,可减小脩解）。CF 、送料机构由凸轮机构和连杆机构串联组成，按运动循环图可确定凸轮阳动样的运动规律，使其能OE专

5、料机构3 .六连杆冲压机构和凸轮-连杆送和网构冲床机构方案在J如图4所示，冲压机构由钱链四杆机构和摇杆联组合而成。四杆机构可按行程速度变化系数用图然后选择连杆长lEF及导路位置，按工作段近似于匀 定校链点E的位置。若尺寸选择恰当，可使执行构 中运动时机构的压力角 ？较小。解法设计，速的要求确件在工作段llH ?llR,可减小凸轮尺寸。CFEC如图5所示，冲压机构采用连 r4H1图4冲床机构方案之三4.连杆一凸轮冲压机构和凸轮一连杆送格组合机构，用齿轮副将B期AB固联，齿轮4与领11确定构件尺寸，可保证机构具A ,的特性，并使压力角：一回送加口工作段D变C点轨迹，从而使执行校代获得智片运动规律,

6、 工艺要求。送料机构由凸轮机构和连杆机构串联组成抿 图可确定凸轮推程角和从动件的运动规律，4 间将坯料推送至待加工位置。设计时，若使 小凸轮尺寸。杆一凸轮与曲柄点轨迹和近似匀速线，可改满足不同运动循环在预定时1HG,可减凸轮一连杆送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连，按机构运动循环图确定凸轮推程运动角和从动件运动规律，则机构可在预定时间将坯料送至待加工位置。设计时，使图5冲床机构方案之四机构设计及方案选方案设计的有关问题如上述，从以上分析进行方案的优化选择、设计时，应该尽量满足如下条件：(1)设计的方案是否尽量满足要求的性能指标和技术条件；(2)设计的结构是否尽量简单、紧凑，设计是否方便；

7、(3)机构在实际的制造过程中是否方便，成本可否降低。分析上面的方案，主要是有：平面连杆机构、凸轮机构、不完全齿轮机构、导杆-摇杆机构等等。平面连杆机构构件可实现转动、摆动、移动和平面复杂运动，从而可用于实现已知运动规律和已知轨迹。其优点主要是：运动副单位面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损减小；制造方便，易获得较高的精度；两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不像凸轮机构有时需要利用弹簧等封闭来保持接触的。但它也有一些缺点：一般情况下只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂；当给定的运动要求较多或较复杂的时候，需要的构件数和运动副就往往较多，这样使机构结构复杂，工作效

8、率降低，不仅发生自锁的可能性增大，而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加；机构中作平面复杂运动和作往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡，在高速时将引起较大的振动和动载荷，故连杆机构常用于速度较低的场合。低副机构一般只能近似地实现给定运动规律，而且设计较为复杂。当从动件的位移、速度和加速度必须严格按照预定规律变化，尤其当原动件作连续运动而从动件作间歇运动时，则以采用凸轮最为简便。凸轮机构的优点是：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意位置的预期运动，而且结构简单、紧凑、设计方便。综上所述，我们决定选择方案二。即冲压机构采用导杆-摇杆滑块机构；送料机构采用凸轮送料机构。冲压机构只需满足

9、压力角和急回特性的要求即可，考虑到工作段的受力较大，故排除凸轮和齿轮的冲压机构。凸轮机构的从动件直接用于送料，设计和安装都很方便，制造比较简单，成本较低，为最优方案。机构分析1机构的运动简图2机构杆组分析如下图所示，按照平面机构的结构分析可知该机构可拆分为5个n级组，分别为2-3,4-5,7-8,9-10,11-12组。故该机构是由原动件1、机架6及5个n级组组成，是n级机构。冲压机构：n=5Pl=7Ph=0:其自由度：F=3n-2Pl=3X5-2X7=1送料机构：n=4Pl=4Ph=3（其中滚子属于局部自由度）:其自由度F=3n-2Pl-Ph=3X4-2X4-3=1由于两机构主动机固连（曲柄

10、与齿轮同轴），因此只需一个动力作用即可驱动整个机构，使其具有确定的运动。这说明，该机构自由度符合设计要求。3机构主要部分运动描述主运动机构：主动件柄AB通过滑块B和导杆DC连接，在导杆机构的基础上串联一个摇杆滑块机构组成。齿轮传动机构：由一个惰轮和齿轮啮合，将力和速度传到凸轮机构上，齿轮的传动具有传动比稳定和传动平稳的特点。凸轮机构：凸轮轮廓严格按运动要求设计，所以可以高速起动，动作准确可靠，由于凸轮是高副机构，在高副接触处难以保证良好的润滑而容易磨损，因此传递动力不能太大。动力部分：通过机构尺寸、工作要求等因素的确定，选择适当的电动机作为动力来源。辅助部分：送料杆F在冲头到达工作点之前将料送

11、到位，它的运动靠和凸轮的高副作用完成。机构的参数选择与计算1、冲压机构参数的确定取定各个可变参数如下：上模工作段长度L=60mm,对应曲柄转角4=80,行程速度变化系数K=1.57,送料距离H=100mm,曲柄AB=80mm。连杆DE为上模总行程DD1的1.5倍则得到冲压机构的参数如下:极位夹角。=180(K-1)/(K+1)=40。，如图，/BCA=/B1CA=8/2=30,则由几何关系AC=AB/sin30=80/sin30=160mm,因为对应曲柄转角4=80,则ZB3AA1=/B2AA1=40。，连接B3B2,贝U弧B3B2即为冲压工作段曲柄AB的B点的轨迹，连接B3C、B2C并延长。

12、又冲压滑块的工作段时D点在D2D3间，则D2C1=D3C1=60/2mm=30mm,AA1=AB3*cos40=80*cos40=61.28mm,B3A1=AB3*sin40=51.42mm,所以CA1=CA+AA1=160+61.28=221.28mm,又D1D2由三角形相似(CB3A1s蜀D3C1)得，CC1=CA1*D3C1/B3A1=221.28*30/51.42mm=129.40mm,以CD3的长为半径画弧，交BC、B1C的延长线为D1、D,与AC延长线的交点即为导路通过的位置。又几何关系可求得CD=132.54mm,贝ijDD1=2*CD*sin20=132.54mm,DE=1.5

13、DD1=1.5*132.54mm=198.80mm.再以D为圆心，以DE长为半径画弧交导路于E点，便得滑块位置。2、凸轮机构参数的确定根据运动循环图可知，当上模到达工作段E2E3之前，送料机构必须把坯料送至待加工的位置，即在摇杆到达B2点之前，凸轮已经将料送至下模上方。为方便计算，凸轮从动件选择等速运动规律，凸轮送料推程角应大于/B1AB2(=80),故取=100,则凸轮从动件的运动规律为：推程：s=70/(100*Tt/180)*()=40.144(0()(100),回程：s=140-40.144(1005000NG5=352.800N,R34n=R43n=4771.1N心得体会磨刀不误砍柴

14、工刚开始课程设计的时候，老师说可以用电脑进行，我首先想到的是可以偷懒了，因为用电脑的话，画同样的东西速度很快，比例缩放也方便，擦除修改也轻松，还可以不用扛大图板反正是好处多多啊！选择用电脑做的真正原因是我想借此机会学学CAD软件！之前对这款软件很不熟，这次是边学边做，所以效果不是很好。用电脑做还有个很大的弊端，就是和其他同学的交流很少，有点像闭门造车，导致我们走了不少弯路，每个图我们几乎都画了两遍以上，箭头字体也是反复修改，但我们还是坚持画好每一条线！辛苦的同时我们学到了很多其他同学没有学到的东西，我们用CAD、CAXA绘图，用老师推荐的mathtype写特殊字符，写说明书的时候也帮我们熟悉了

15、word文档，发现了一些以前不知道的功能。凡事有得必有失，我们对电脑作图熟悉了，但是对铅笔和图板就陌生了，有一些手绘作图技巧我们就没法掌握了，这是难免的！这次课程设计最深的体会是做事要细心，如果我们一开始就从整体出发，把图中的箭头、线形、线宽等细节考虑好就不会出这么多问题了！磨刀不误砍柴工，以后做事要先思考再行动。痛并着快乐如果要用一句话来概括我们的这次课程设计的话，那么我会想到：痛并着快乐。如果在简单成一个字的话，那就是累。我认为自己一直是一个比较喜欢挑战自我的人，自己一直觉得课堂上学习的好多东西都没有什么用，可是到了这次课程设计中才发现自己的知识储备是多么的苍白无力。每一步，只要旁边少了一

16、本书的话，简直就是寸步难行了。自己觉得在课程设计的前提准备过程中，自己还做的不错的。在开始以前，就已经准备好了很多资料，对这次的设计还是蛮有信心的。所以，当老师提出可以选择用计算机完成的时候，自己就立马坚定决心不用图纸画了。（还有一个原因是自己画图纸十分不行，老是犯一些很低级的错误）。前期，我们的进度还是很快的，冲压机构的尺寸、凸轮的尺寸，齿轮的尺寸设计的都还是挺顺利的（自己以为，呵呵）。当我们把冲头的s-v-a画完的时候，有些同学还没有完成尺寸的计算。可是到了后期，及发现自己的问题了。设计的凸轮尺寸太大了，怎么装都装不上。在维持原来初衷的情况下，无论怎么改，都不能找到合适的凸轮基圆半径的值。

17、这就意味着我们需要全部重新开始设计。所有的图纸都需要重画。我当时都快哭了。郁闷啊。不过还好，最后采用了折中的方案，加了一个折杆。就只需要重新设计凸轮的尺寸就行了。减少了很大的工作量。其实用计算机画图，并不是像有些同学想的哪么简单。要顺利完成一张图纸，有时候并不是一款绘图软件就能完成的。在这次图纸的完成中，我们就是利用CAD还有CAXA两个软件同时来画的。很多格式在两个软件中支持的也不一样，往往你用这个软件画好了一部分，却在两外一个软件中打不开，要重画。那个郁闷啊！!不过好在有随时存档，损失也不是太大。还有你说要在word中输入个什么上标下标的，以前还真是没有研究过，研究了半天，慢慢吞吞的。那叫一个郁闷。不过好在以后没有这么惨了。总的来说，在这次设计中，真的收获了很多东西。可以说这一次课程设计为以后的毕业设计，乃至以后的工作打下了很好的基础。如何开始设计，在设计中的注意问题，怎么查阅资料，怎么进行高效的合作更多的是一些细节方面的问题，在以后的学习工作中一定帮助蛮大的。嗯，还要感谢吴老师，在这次设计中，给了我们很多中肯的建议和指导。对我们的设计帮助很大，还有很多细节上的问题，真的，做一个