冲压机构与送料机构 机械原理课程设计说明书
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1
机械原理与课程设计
计算说明书
设计题目:
冲压机构与送料机构
班 级:
姓 名:
学 号:
指导老师:
时 间:
**********XX大 学**********
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目
录
一、 设计要求及设计分析………………………3
二、 方案选择及对比……………………………4
三、 最优方案的分析与设计……………………7
四、 送料机构的设计……………………………16
五、 原动机的选择………………………………17
六、 参考资料……………………………………18
附图Ⅰ:冲压机构运动简图
附图Ⅱ:机构运动循环图
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一、 设计要求及设计分析
1、 设计要求
设计一板料冲制机的冲压机构和送料机构。板料冲制机
是将坯料经冲压制成薄壁零件的机器。该机的上模先以比较
小的速度接近坯料,然后以匀速进行拉延成形工件以后,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的位置,完成一个
工作循环。该机由电动机驱动。
2、 设计分析
(1)、本课题着重设计板料冲制机的冲压机构和送料机
构,不用考虑板料冲制机的控制传动部分。
(2)、由于本冲制机冲压的是薄壁零件,所以冲压机
构不需要很大的力传递作用。
(3)、板料冲制机的原动机为电动机(要求已给出),
其输出的是圆周运动,而执行机构实现的是直线运动,因此
要选择把旋转运动变成直线运动的机构。并且在设计冲压机
构中要注意到机构运动过程中的急回和匀速进给特性。
(4)、设计过程中主要以传统的设计方法为主,其次
利用计算机的强大功能来进行辅助的设计,以选择最优的方
案和节省大量的计算时间。 机
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二、方案选择与对比
根据设计的要求可知:要选择适当的机构,使曲柄的旋转
运动转换成滑块的直线往复运动,并具有急回和匀速进给特性。
要实现上述的功能要求,可以有多种方案可供选择。
方案一:导杆-摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构(如图1)
如图1所示的冲压机构是在导杆机构的基础上,串联一个摇
杆滑块机构组合而成的。由给定的行程速比系数K 确定导杆机
构的几何尺寸。适当选择导路位置,可使工作段满足匀速要求工
作段的传动角满足设计要求。送料由凸轮机构控制。
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方案二、曲柄导杆滑块机构(如 图2 )
如图2所示,该方案由两个四杆机构组成,构件1、2、
3、6构成摆动导杆机构,构件3、4、5、6构成摇杆滑块机构。
当曲柄1做匀速
转动时,滑块5
做往复移动,该
机构的行程速
比系数大于1,
传动角较大。
图2
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6 方案三、肘杆机构(如 图3 )
图3所示为广
泛应用于锻压设备
中的肘杆机构。曲柄1
为原动件,滑块5为
从动件,当其接近下
死点时,由于速比
很大,故可用
较小的力F产生很大的锻压力G,亦即可获得很大的机械利益,
以满足锻压工作的需要。
方案对比:
上述三个方案均能达到课程设计所需要的要求,但方案1的机构
较复杂,分析设计较为麻烦;方案3适合于需要较大锻压力的设备中,
但本课程设计的是需要较小冲压力的冲压机构;方案2是实际应用中
较为常见的牛头刨床机构,其结构分析简单,且能很好的实现设计的
功能要求。综上所述,本课程设计选用方案2为板料冲制机的冲压机
构方案。
图3 机
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三、 最优方案的分析设计
1、 图解法设计冲压机构(见附图Ⅰ)
根据做图设计可得到机构的结构尺寸分别为:
曲 柄:26mm
连 杆:25 mm
极位夹角:51.43度
2、 用解析法对机构进行运动分析
如图,先建立一直角坐标系并标出各杆矢及方位角。其中共
有四个未知量分别为:。为求解需建立两个封
闭矢量方程。
图4 机
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8 (1)
由封闭形ABCA
求:
、
、
得:
(2)
由封闭形CDEGC可得:
根据运动分析得到的解析方程,便可以编写程序上机调试并
分析运行的结果。由运行的结果就可以看到所设计的机构的性
能,根据输出的结果数据从而对图解设计的机构进行更优结构尺
寸的选择。
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9 3、 程序算法
图5
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10 4、 源程序
#include
#include
#define PI 3.1415926
#define W1 2*PI
#define L3 138.3
#define LL 131.5
#define W0 4.0
#define A0 64.3*PI/180.0
void main()
{ double A1[200],S_e[200],V_e[200],A_e[200],A4[200];
double A3[200],W3[200],W4[200],S3[200],L1,B1,aa[200],L4,L6;
int i,k;
FILE *fp;
printf("\n*******机械运动分析程序*******\n");
printf("\n***请把输入的数据加上小数点***\n");
printf("\n\n请输入机架的长度d:\t");
scanf("%lf",&L6);
printf("\n\n请输入连杆长度c:\t");
scanf("%lf",&L4);
printf("\n\n\n默认曲柄每次的转角增加量为 4.0度");
fp=fopen("c:\SHEJI.xls","wb+");
fprintf(fp,"\t\t基本参数 机架长度d: %4.3f 连杆长度c: %4.3f\n\t\t\t
默认曲柄每次转角 4.0度\n",
L6,L4);
fprintf(fp,"曲柄方位角A1\t\t滑杆方位角A3\t\t连杆方位角A4\t\t位移S_e\t\t
速度V_e\t\t加速度A_e \n");
A1[0]=0.0;
k=360/W0;