專用精壓機(jī)的運(yùn)動方案設(shè)計(jì).doc
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專用精壓機(jī)的運(yùn)動方案設(shè)計(jì).doc
專用精壓機(jī)的運(yùn)動方案設(shè)計(jì)一、 機(jī)器的功能專用精壓機(jī)是用于薄壁鋁合金制件的精壓深沖工藝機(jī)構(gòu),它將薄壁鋁板一次沖壓成為深筒形。如圖所示。 二、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求:(1)沖壓執(zhí)行構(gòu)件具有快速接近工件、等速下行拉延和快速返回的運(yùn)動特征。(2)精壓成型制品生產(chǎn)率約每分鐘60件。(3)上模移動總行程為280m,其拉延行程置于總行程的中部,約100mm。(4) 行程速比系數(shù)K1.3。(5)坯料輸送最大距離200mm。(6)上模塊總質(zhì)量為40Kg,最大生產(chǎn)阻力為5KN,且假定在拉延區(qū)內(nèi)生產(chǎn)阻力均衡。(7)設(shè)最大擺動構(gòu)件的質(zhì)量為40Kg/m,繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量為2Kg.m2/mm,質(zhì)心簡化到桿長的中點(diǎn)。其它構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量均忽略不計(jì)。(8)傳動裝置的等效轉(zhuǎn)動慣量(以曲柄為等效構(gòu)件,其轉(zhuǎn)動慣量設(shè)為30Kg*m2,機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)=0.05)。(9) 工作送料傳輸平面標(biāo)高在1000mm左右。三、工作原理和工藝動作分解根據(jù)上述分析,專用精壓機(jī)要求完成的工藝動作有以下三個(gè)動作:(1)將新坯料送至待加工位置。(2)下模固定、上模沖壓拉延成形將成品推出模腔。(3)將成品頂出上模四、方案設(shè)計(jì)整個(gè)機(jī)構(gòu)可分為3大部分: (1)沖壓機(jī)構(gòu) 主要運(yùn)動構(gòu)件:上模 (2)送料機(jī)構(gòu) 主要運(yùn)動構(gòu)件:推桿(3)上頂機(jī)構(gòu)主要運(yùn)動構(gòu)件:推桿方案一設(shè)計(jì)方案一的的沖壓機(jī)構(gòu)是由一個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)一個(gè)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合而成,送料機(jī)構(gòu)是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。此方案自由度為一,自由度數(shù)等于原動件數(shù),能夠滿足傳動要求。 機(jī)構(gòu)的加壓時(shí)間較短,一級傳動角最大,效率高,成本低,但工作平穩(wěn)性一般,加工裝配較難。 圖(1)方案二 設(shè)計(jì)方案二的沖壓送料機(jī)構(gòu)都是由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。該方案自由度為一,自由度數(shù)等于原動件數(shù),能夠滿足傳動要求。 機(jī)構(gòu)的加壓時(shí)間可以較長,效率高,結(jié)構(gòu)簡單,裝配較容易,但一級傳動角較小。 圖(2)方案三 該方案的沖壓機(jī)構(gòu)采用了有兩個(gè)自由度的雙曲柄七桿機(jī)構(gòu),用齒輪副將其封閉為一個(gè)自由度,使自由度為一,自由度數(shù)等于原動件數(shù),能夠滿足傳動要求。 送料機(jī)構(gòu)是由凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成的。 圖(3)方案四設(shè)計(jì)方案四是一個(gè)六連桿機(jī)構(gòu),自由度為一,自由度數(shù)等于原動件數(shù),能夠滿足傳動要求。 機(jī)構(gòu)的加壓時(shí)間長,一級傳動角最大,效率高,成本低,加工裝配容易,比較理想。 圖(4)方案五設(shè)計(jì)方案五是一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)附帶一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu),自由度為一,可以準(zhǔn)確的滿足運(yùn)動要求,并且滿足桿件受力的要求(首大作用力的元件設(shè)計(jì)為凸輪,基本不受力的桿件設(shè)計(jì)為連桿,簡單合理),最后這樣的設(shè)計(jì)計(jì)算十分簡單,也就容易對運(yùn)動過程進(jìn)行準(zhǔn)確分析。但方案五設(shè)計(jì)的凸輪可能尺寸太大,浪費(fèi)材料。五、方案確定在5個(gè)方案全部提出后,小組進(jìn)行了對比。各個(gè)方案都由不同的基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)組合而成,且基本都可完成設(shè)計(jì)要求的運(yùn)動。但是考慮到機(jī)構(gòu)的性能、加工成本和后期的建模,分析等的方便,最后小組經(jīng)過討論,決定采取第4個(gè)方案。 分析:方案一雖然能完成設(shè)計(jì)要求的運(yùn)動,但穩(wěn)定性不高,方案二傳動角較小不利于沖壓。方案三較方案一、二的穩(wěn)定性、傳動角等都要好,但結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,不利于加工,成本比較高。而我們小組最終確定方案的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)在滿足其性能的同時(shí)相對其它方案又比較簡單,在制造中可以大大減少工序,并且可以降低成本,較易實(shí)現(xiàn)。該機(jī)構(gòu)的加壓時(shí)間長,傳動角大,因此可獲得良好的傳動效果,且機(jī)構(gòu)的裝配簡單,成本低,易于投入實(shí)際生產(chǎn). 方案四可滿足急回運(yùn)動的要求,輸送配料上工作臺和上模沖壓這2 個(gè)工作步驟也可較容易的配合出來。使整個(gè)機(jī)構(gòu)完成一次送料沖壓的周期??紤]到配料被沖壓成形之后如果還留有切邊,則成品就不能從下模的下部離開,而在方案的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,成品只可由一機(jī)構(gòu)垂直將其頂出上模,然后同時(shí)由下一個(gè)送來的配料將其橫向地推出下模工作臺面。 因此經(jīng)過小組討論在方案四的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)“上頂”機(jī)構(gòu),此機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方向基本和上模相同,上模在回程時(shí)呈現(xiàn)出急回的特性,而“上頂”機(jī)構(gòu)為了能迅速的將在下模中的成品頂出,其需要急速向上運(yùn)動的特性。最終決定的專用精壓機(jī)的運(yùn)動簡圖 圖(5)