壓片機(jī)說明書

1、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)名稱：干粉壓片機(jī)構(gòu) 專 業(yè)： 車輛工程 班 級(jí)： 0615132 姓 名： 王時(shí)敏 學(xué) 號(hào)：0615132092015年 7月6日2015年7月12日 目錄·設(shè)計(jì)題目3·功能分解機(jī)結(jié)構(gòu)選用3·工作原理及工藝動(dòng)作過程4·原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求5·機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算9·構(gòu)件組合運(yùn)動(dòng)分析11一、設(shè)計(jì)題目：壓片成形機(jī)設(shè)計(jì)自動(dòng)壓片成形機(jī)，將具有一定濕度的粉狀原料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形位置，經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機(jī)器的整個(gè)工作過程（送料、壓形、脫離）均自動(dòng)完成。該機(jī)器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。自動(dòng)壓片機(jī)

2、的功能是將不加粘結(jié)劑的干粉料（如圓形方糖、藥粉）定量送入壓形置壓制成 × h 圓型片坯， 經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機(jī)器的整個(gè)工作過程（送料、壓 形脫離）均自動(dòng)完成。該機(jī)器可以壓制圓形片坯、藥劑（片）等。2、 功能分解及機(jī)構(gòu)選用該干粉壓片機(jī)通過一定的機(jī)械能把原料（干粉）壓制成成品。其功能分解如下圖 設(shè)計(jì)干粉壓片機(jī)，其總功能可以分解成以下幾個(gè)工藝動(dòng)作：(1) 送料機(jī)構(gòu)：為間歇直線運(yùn)動(dòng) , 這一動(dòng)作可以通過凸輪完成(2) 篩料：要求篩子往復(fù)震動(dòng)，這一動(dòng)作可以通過凸輪完成(3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯(4) 送成品：通過凸輪推動(dòng)篩子來將成型的片坯擠到滑道(5) 上沖頭往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)

3、，最好實(shí)行快速返回等特性。(6) 下沖頭間歇直線運(yùn)動(dòng)，這一動(dòng)作可以通過凸輪完成。三、工作原理及工藝動(dòng)作過程自動(dòng)壓片機(jī)的功能是將不加粘結(jié)劑的干粉料（如圓形方糖、藥粉）定量送入壓形置壓制成 × h 圓型片坯， 經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機(jī)器的整個(gè)工作過程（送料、壓 形脫離）均自動(dòng)完成。該機(jī)器可以壓制圓形片坯、藥劑（片）等。其工藝動(dòng)作的分解如圖1。圖1 工藝動(dòng)作分解1） 干粉料均勻篩入圓筒形型腔（圖1.1）。2）下沖頭下沉，預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)粉料撲出（圖1.3）。3）上、下沖頭同時(shí)加壓，并保持一段時(shí)間（圖1.4）。4）上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯（圖1.5）。5）料篩推出片坯（圖1

4、.6）。四、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 壓片成形機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表方案號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min生產(chǎn)率片/min成品尺寸（×d）Mm，mm沖頭壓力kgm kgm kgA145010100×6015,000 0.10125B9701560×3510,0000.08104C9702040×2010,0000.0593  圖二 設(shè)計(jì)要求 1.上沖頭、下沖頭、送料篩的設(shè)計(jì)要求： (1)上沖頭完成往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)（鉛錘上下），下移至終點(diǎn)后有短時(shí)間的停歇，起保壓作用，保壓時(shí)間為0.4秒左右。因沖頭上升后要留有料篩進(jìn)入的空間，故沖頭行程為90100mm。因沖頭壓力較大，因而加壓機(jī)

5、構(gòu)應(yīng)有增力功能（圖2a）。 (2)下沖頭先下沉3mm，然后上升8mm，加壓后停歇保壓，繼而上升16mm，將成型片坯頂?shù)脚c臺(tái)面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移21mm，到待料位置（圖2b）。 (3)料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)篩料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料篩在臺(tái)面上右移約4550mm，推卸片坯（圖2c）。上沖頭、下沖頭與送料篩的動(dòng)作關(guān)系見下表。 動(dòng)作關(guān)系表上沖頭進(jìn)退送料篩退近休進(jìn)遠(yuǎn)休下沖頭退近休進(jìn)遠(yuǎn)休2.設(shè)計(jì)方案提示： （1）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)包括：實(shí)現(xiàn)上沖頭運(yùn)動(dòng)的主加壓機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)下沖頭運(yùn)動(dòng)的輔助加壓機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)料篩運(yùn)動(dòng)的上下料機(jī)構(gòu)。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須能滿足工藝上的運(yùn)動(dòng)要求，可以有

6、多種不同型式的機(jī)構(gòu)供選用。如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。 （2）由于壓片成形機(jī)的工作壓力較大，行程較短，一般采用肘桿式增力沖壓機(jī)構(gòu)作為主體機(jī)構(gòu)，它是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串接而成。先設(shè)計(jì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，為了保證，要求搖桿在鉛垂位置的±2º范圍內(nèi)滑塊的位移量0.4mm。據(jù)此可得搖桿長(zhǎng)度 r式中 搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中連桿與搖桿長(zhǎng)度之比，一般取12。根據(jù)上沖頭的行程長(zhǎng)度，即可得搖桿的另一極限位置，搖桿的擺角以小于60º為宜。設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)，為了“增力”，曲柄的回轉(zhuǎn)中心可在過搖桿活動(dòng)鉸鏈、垂直于搖桿鉛垂位置的直線上適當(dāng)選取，以改善機(jī)構(gòu)在沖頭下極限位置附近的傳力性能。根據(jù)搖桿的

7、三個(gè)極限位置（±2º位置和另一極限位置），設(shè)定與之對(duì)應(yīng)的曲柄三個(gè)位置，其中對(duì)應(yīng)于搖桿的兩個(gè)位置，曲柄應(yīng)在與連桿共線的位置，曲柄另一個(gè)位置可根據(jù)保壓時(shí)間來設(shè)定，則可根據(jù)兩連架桿的三組對(duì)應(yīng)位置來設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)檢查曲柄存在條件，若不滿足要求，則重新選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心。也可以在選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心以后，根據(jù)搖桿兩極限位置時(shí)曲柄和連桿共線的條件，確定連桿和曲柄長(zhǎng)度，在檢查搖桿在鉛垂位置±2º時(shí)，曲柄對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角是否滿足保壓時(shí)間要求。曲柄回轉(zhuǎn)中心距搖桿鉛垂位置愈遠(yuǎn)，機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)愈小，沖頭在下極限位置附近的位移變化愈小，但機(jī)構(gòu)尺寸愈大。 (3)輔助加壓機(jī)構(gòu)可采用

8、凸輪機(jī)構(gòu)，推桿運(yùn)動(dòng)線圖可根據(jù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定，要正確確定凸輪基圓半徑。為了便于傳動(dòng)，可將篩料機(jī)構(gòu)置于主體機(jī)構(gòu)曲柄同側(cè)。整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)采用一個(gè)電動(dòng)機(jī)集中驅(qū)動(dòng)。要注意主體機(jī)構(gòu)曲柄和凸輪機(jī)構(gòu)起始位置間的相位關(guān)系，否則機(jī)器將不能正常工作。(4) 可通過對(duì)主體機(jī)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)分析以及沖頭相對(duì)于曲柄轉(zhuǎn)角的運(yùn)動(dòng)線圖，檢查保壓時(shí)間是否近似滿足要求。進(jìn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí)，要考慮各桿（曲柄除外）的慣性力和慣性力偶，以及沖頭的慣性力。沖頭質(zhì)量m、各桿質(zhì)量m（各桿質(zhì)心位于桿長(zhǎng)中點(diǎn)）以及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)均，則各桿對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可求。認(rèn)為上下沖頭同時(shí)加壓和保壓時(shí)生產(chǎn)阻力為常數(shù)。飛輪的安裝位置由設(shè)計(jì)者自行確定，計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)

9、動(dòng)慣量時(shí)可不考慮其他構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。確定電動(dòng)機(jī)所需功率時(shí)還應(yīng)考慮下沖頭運(yùn)動(dòng)和料篩運(yùn)動(dòng)所需功率。3.設(shè)計(jì)要求： (1)壓片成形機(jī)一般至少包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)； (2)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配，并在圖紙上畫出傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 (3)畫出機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖與運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí)，可執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作起止位置可根據(jù)具體情況重疊安排，但必須滿足工藝上各個(gè)動(dòng)作的配合，在時(shí)間和空間上不能出現(xiàn)“干涉”； (4)設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)，自行確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。計(jì)算凸輪廓線； (5)設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪機(jī)構(gòu)；(6)對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。并進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

10、，繪出運(yùn)動(dòng)線圖。如果是采用連桿機(jī)構(gòu)作為下沖壓機(jī)構(gòu)，還應(yīng)進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析，計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量五、機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算 1.上沖頭設(shè)計(jì)(1)確定曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸由于壓片成形機(jī)的工作壓力較大，行程較短，所以采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串接而成。為了保壓，要求搖桿在鉛垂位置的±2°范圍內(nèi)滑塊的位移量0.4mm。據(jù)此 可得搖桿長(zhǎng)度： r式中搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中連桿與搖桿長(zhǎng)度之比，一般取12。取=1.5，將代入以下公式： r得r394選取搖桿r=390mm又 ，連桿L=x r=1.5×390=585mm取上沖頭行程S=90 r+L=975 =31º所以擺角為33

11、86;對(duì)應(yīng)上沖頭機(jī)構(gòu)中的桿件，此處的r為BD桿，L為DE桿。 上沖頭機(jī)構(gòu)圖(2) 確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸用圖解法求解曲柄AC和連桿CD的長(zhǎng)度： 過A點(diǎn)分別作與CD桿的連線AD1、AD2， 又 AD1CDAC，AD2CDAC； AD1166mm，AD2550mm；測(cè)量得： AC91.2578mm，CD434.0770mm；綜上，的上沖頭各桿件的尺寸如下 AC=91.26mm CD=434mm BD=390mm DE=585mm（3）檢驗(yàn)曲柄存在條件: AB=707.21，于是有： AB+ACCD+BD 有：AB+AC=707.21+91.26=798.47mm CD+BD=434+390=824m

12、m 由上可知AB+ACCD+BD成立， 滿足桿長(zhǎng)條件，且最短桿為曲柄，所以該機(jī)構(gòu)有曲柄存在。2.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）下沖頭中的凸輪： 由于壓片成形機(jī)的工作壓力較大，因此選擇直動(dòng)滾子推桿盤型凸輪，根據(jù)行程要求及工藝要求設(shè)定凸輪的基圓半徑R0=70mm，偏心距e=0，滾子半徑r0=7mm,凸輪以等角速度w轉(zhuǎn)動(dòng)。 其推桿運(yùn)動(dòng)路線圖見附圖2 3.送料凸輪要使料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)篩料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料篩在臺(tái)面上右移約4550mm，推卸片坯。送料機(jī)構(gòu)主要作用是將坯料送到加工位置，且能實(shí)現(xiàn)間歇要求，對(duì)承載能力要求低，故采用凸輪機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)送料凸輪的基圓半徑R0=100mm,偏心

13、距e=0，滾子半徑r0=5mm，凸輪以等角速度w轉(zhuǎn)動(dòng)。其推桿運(yùn)動(dòng)路線圖見附圖2六、構(gòu)件組合運(yùn)動(dòng)分析1、按工藝動(dòng)作可分解為三個(gè)機(jī)構(gòu)（1）送料,脫離機(jī)構(gòu)：凸輪做周期內(nèi)帶有震蕩的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（2）上沖頭機(jī)構(gòu)：往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)（3）下沖頭機(jī)構(gòu)：往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)2、工藝順序（1）送料料斗將粉料裝好料，移動(dòng)到型腔上方篩料，篩料之前將片坯成型好后推出（卸料），料斗的行程為50mm。行程動(dòng)作占據(jù)0.11個(gè)周期的時(shí)間（2）料斗振動(dòng)，將粉料篩入型腔，該動(dòng)作占0.25個(gè)周期；（3）料斗移回原處，同時(shí)下沖頭向下移動(dòng)3mm,以防止上沖頭下壓時(shí)，將粉料撲出，該動(dòng)作占0.194個(gè)周期;（4）上沖頭向下移動(dòng)90mm，同時(shí)下沖頭向上壓，行程為8mm，該動(dòng)作占0.42個(gè)周期。接著保壓，其時(shí)間占0.1個(gè)周期；（5）上沖頭快速退回至起始位置。下沖頭上升16mm，將成品推出型腔。該動(dòng)作占0.16個(gè)周期。3、傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速970r/min，生產(chǎn)率為15片/min