机械创新设计之徽章打印机

徽章打印机我们一直在努力！12/18/20221工作行程演示12/18/20222产品特点本产品主要用于徽章打印,可快速进行徽章生产.适合学校及公司等团体的徽章批量生产.产品机构简单还可方便改装成其它的冲压装置.12/18/20223设计原理原理图原理在冲制薄片徽章时上模先以较大的速度接近坯料,同时下模也以较大速度接近坯料.此时进料凸轮推杆将薄牌推入压制腔中,然后上下模将坯料压制成型.并随下模向下运动被弹片弹出入筐.完成一次冲压工作循环.12/18/20224原始参数及设计要求(1)从动件(执行机构)为上模,作上下往复运动.其大致运动规律如上图,有快速下沉,等速工作和快速返回的特性.(2)机构应具有较好的传力性能,特别是工作段的压力角α应尽可能的小；传动角γ应大于或等于许用传动角［γ］（一般取［γ］＝４０°）（３）上模到达工作段前送料机构以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）执行构件（上模）的工作段长度为１００mm,对应曲柄转角φ＝２００°12/18/20225（６）行程速度比系数Ｋ＞＝１．５（７）送料距离为５０mm（８）载荷为３０００Ｎ按此功率选择电机．。12/18/20226功能分解与工艺动作分解１）功能分解为了实现打印机的总功能将功能分解为上料输送功能、压制成型功能、增压功能、脱模功能、下料输送功能。２）工艺动作过程要实现上述分功能，有下列工艺动作过程。（１）利用凸轮自动上料，上料到位后，输送机构改革迅速返回原位，停歇等待下一循环。12/18/20227（２）上模往下作直线运动，同时下模向下作直线运动，对坯料冲压成型。（３）下模带动成品返回压迫弹片。（４）到最低点时弹片将徽章由出料口弹出。完成一个工作循环。12/18/20228方案选择与分析压制成形功能曲柄滑块机构组合机构六杆机构增压功能曲柄滑块机构组合机构六杆机构输送功能组合机构凸轮机构六杆机构工艺过程转换功能槽轮机构不完全齿轮机构凸轮式间歇运动机构12/18/20229方案选择一.冲压机构的选择:冲压机构的主要运动要求:主动件作回转运动,从动件(上模)作直线往复运动,行程中有匀速阶段,并具有急回特性,机构有效好的动力特性等!综合以上特点我们的冲压机构由铰链四杆机构和摇杆滑块机构串联组成.四杆机构可按行程速比系数设计,然后选择压杆的长度，按工作行程段几乎匀速的要求确定铰链点的位置。同时可是在工作段中运动是机构的传动角满足要求，前机构工作锻压力角较小。

12/18/202210上模运运动机机构图图形说说明图中三三个不不同颜颜色表表示三三个不不同的的位置置，曲曲柄的的极位位夹角角为20°°，上上模运运动行行程为为100mm，，工工作压压头压压力角角小于于8°°，有有利于于增大大压印印力度度。综综上所所述符符合设设计要要求。。四杆杆机构构的计计算过过程12/7/202211四杆机机构的的计算算过程程AD为为机架架以D点点为中中心建建立直直角坐坐标系系。即即为引引导平平面通通过G（-200，，-50））C2（（-208，81）），G（-200，，-50））有：：θ12=14°，，θ13=28°°12/7/202212故有可可由刚刚体位位移矩矩阵D12，D13分别别为：：D12={(0.970-0.242-2.71),(0.2420.9700.1),(001)}TD13={(0.883-0.4690.05),(0.4690.883-0.35),(001)}TCD长长为208.81故故以下下只需需求B点12/7/202213(Xb2Yb21)T=D12(Xb1Yb21)=(0.970Xb1-0.242Yb1-2.710.242Xb1+0.970Yb1-0.11)T(Xb3Yb31)=D13(Xb1Yb11)=(0.883Xb1-0.469Yb1+0.050.469Xb1+0.883Yb1-0.351)取曲柄固固定铰链链中心A为(-83,142),可将将以上二二式表达达的Xb2,Yb2及及Xb3,Yb3与Xb1,Yb1及A代代入方程程2—17最后后得到Lab=37.5Lbc=188.5Lcd=208.8212/7/202214凸轮送料料机构图图形说明明此机构为为坯料送送料凸轮轮机构图图中三个个位置分分别表示示三个不不同的运运动位置置。（最最高点、、最低点点和中点点）其中推程程为180度，，为余弦弦加速度度运动规规律。回程为120度度等加速速度等减减速度规规律远休止角角为60度基圆半径径为30.52mm12/7/202215凸轮原始始数据计计从动件杆杆为150,e=32mm,h=50mm,r1=20mmRb=30.52mm推程为余余弦加速速度向右右推:φφ1=180度度回程为等等加速度度φ2=120度静休休止极为为满意为为φ3=60度度。推程有S=h/2（1-cosφ））=25（1-cosφ)Φ30°60°90°120°150°180°S(mm)3.3712.525-37.5-46.65-50v(mm/s)91.5158.63183.17158.6391.5012/7/202216V=25*ω*sinφ=25*70*2π*sinφ/60=183.17*sinφ回程有S=h-2*h*φφ*φ=50-φ*φφ/144V=-200*2π*70*φ/120*120*60=-0.10*φφ020406080100120S(mm)5047.2238.82511.12.780V(mm/s)024642012/7/202217S=100*(120-φ*φ)/120*120V=-200*70*2π*(120-φφ)/60*120*120=0.10*(120-φ)12/7/202218下模行行程运运动简简图12/7/202219下模机机构设设计思思路图中C1.C2.C3分分别为为下模模的最最高点点中点点和最最低点点.B1.B2.B3分分别与与C1.C2.C3对应应.本机构构设计计采用用反推推法.由已已知C1.C2.C3的的位置置通过过平面面矩阵阵解析析运算算导出出B1.B2.B3的坐坐标从从而进进一步步求出出所有有杆长长.12/7/202220解析思思路分为两两次解解析第第一次次为摇摇杆滑滑块机机构解析方方法同同上模模.再计算算曲柄柄摇杆杆机构构最后后解析析方法法同上上.得到杆杆长如如下:L1=180L2=70L3=170L4=4012/7/202221传动机机构简简图12/7/202222齿轮传传动机机构说说明电机每每分钟钟转1800转转,机机器每每分钟钟打印印30个徽徽章,传动动比为为60:1.通通过两两个机机构实实现.蜗轮蜗蜗杆减减速机机构.其中中蜗轮轮齿数数为30定齿轮轮系减减速传传动比比为2:1.最最终实实现上上述要要求.由于机机构传传力较较大,故采采用斜斜齿轮轮机构构同时时可以以凑准准中心心距.我们采采用ββ,ββ=10度度12/7/202223齿轮参参数一一览表表推算过过程由由公式式:a=mn(z1+z2)/2cosββ其中ββ=10度度.中中心距距a=165.可凑凑得模模数Mn等等于3.所所以得得到齿齿数配配合如如下表表Mn333333333齿数72363618362836301α202020202020202020代号Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z912/7/202224创新设设计心心得体体会在此次次的创创新设设计中中我们们遇到到了不不少的的困难难其中中还有有一次次一下下午的的劳动动都化化为了了乌有有.但但是我我们始始终相相信一一点坚坚持就就是胜胜利!我们们东西西做得得比较较多工工作量量也比比较大大,大大家分分工合