接插件擠壓成形傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書

1、目 錄第1章 緒論11.1 擠壓成形技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀11.2 問題的提出31.3 零件技術(shù)的要求4第2章 接插件擠壓成形機(jī)整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)52.1設(shè)計(jì)原則52.2功能分析52.3 設(shè)計(jì)方案52.4 方案比較72.5 系統(tǒng)組成72.6 技術(shù)關(guān)鍵8第3章 接插件擠壓成形機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)93.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求93.2 n=1r/min時(shí)的參數(shù)計(jì)算93.32r/min 、0.5r/min時(shí)的計(jì)算參數(shù)及比較303.4各軸直徑初算及聯(lián)軸器的選擇30第4章 送料裝置、擠壓模具、及自動(dòng)切斷的設(shè)計(jì)計(jì)算354.1送料裝置設(shè)計(jì)354.1.1 送料裝置的設(shè)計(jì)要求354.1.2 送料裝置的設(shè)計(jì)方案選擇364.1.3 凸

2、輪的設(shè)計(jì)414.1.4 夾緊頭的設(shè)計(jì)42送料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析434.2擠壓模具的設(shè)計(jì)44零件擠壓工藝分析44模具的結(jié)構(gòu)的確定45模具結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算46內(nèi)凸輪的結(jié)構(gòu)尺寸47外凸輪的結(jié)構(gòu)尺寸48送料、擠壓及切斷過程的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)494.3切斷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)50切斷機(jī)構(gòu)的原理及方案504.3.2 凸輪機(jī)構(gòu)類型的選擇514.3.3 推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇51切斷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算52切斷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析57接插件擠壓成形機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算第1章 緒論1.1 擠壓成形技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀擠壓是對放在容器內(nèi)的金屬坯料施加外力，使之從特定的模孔中流出，獲得所需端面形狀和尺寸的一種塑性加工方法。約在1797年，英國人布拉曼（S.

3、Braman）設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)用于鉛擠壓的機(jī)械式擠壓機(jī)，并獲得了專利。1820年英國人托馬斯（B.Thomas）首先設(shè)計(jì)制造了液壓式鉛管擠壓機(jī)，這臺(tái)擠壓機(jī)具有現(xiàn)代管材擠壓機(jī)的基本組成部分（包括：擠壓筒、可更換擠壓模、裝有墊片的擠壓軸和通過螺紋連接在軸上的隨動(dòng)擠壓針），從而使管材擠壓得到了較快的發(fā)展。著名的Tresca屈服準(zhǔn)則就是法國人Tresca在1864年通過鉛管的擠壓實(shí)驗(yàn)建立起來的。1870年，英國人Haines發(fā)明了鉛管反向擠壓法，即擠壓筒的一端封閉，將擠壓模固定在空心擠壓軸上實(shí)現(xiàn)擠壓。1879年法國的Borel、德國的Wesslau先后開發(fā)了鉛包覆電纜生產(chǎn)工藝，成為世界上采用擠壓法制

4、備復(fù)合材料的歷史開端。1893年，英國人J.Robertson發(fā)明了靜液擠壓法，但當(dāng)時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)這種方法有何工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，直到20世紀(jì)50年代（1955）才開始得以實(shí)用化。1894年英國人G.A.Dick設(shè)計(jì)了第一臺(tái)可擠壓熔點(diǎn)和硬度較高的黃銅及其他銅合金的擠壓機(jī)，其操作原理與現(xiàn)代的擠壓機(jī)基本相同。1903年和1906年美國人G.W.Lee申請并公布了鋁、黃銅的冷擠壓專利。1910年出現(xiàn)了鋁菜擠壓機(jī)，1923年Duraaluminum最先報(bào)道了采用復(fù)合坯料成形包覆材料的方法。1927年出現(xiàn)了可移動(dòng)擠壓筒，并采用了電感應(yīng)加熱技術(shù)。1930年歐洲出現(xiàn)了鋼的熱擠壓，但由于當(dāng)時(shí)采用油脂、石墨等作潤滑劑，其

5、潤滑性能差，存在擠壓制品缺陷多、工模具壽命短等致命的弱點(diǎn)。鋼的擠壓真正得到較大發(fā)展并被用于工業(yè)生產(chǎn)，是在1942年發(fā)明了玻璃潤滑劑之后。1941年美國人H.H.Stout報(bào)道了銅粉未直接擠壓的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。1965年，德國人R.Schnerder發(fā)表了等溫?cái)D壓實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，英國的J.M.Sabroff等人申請并公布了半連續(xù)靜液擠壓專利。1971年英國人D,Green申請了Conform連續(xù)擠壓專利以后，擠壓生產(chǎn)的連續(xù)化受到極大重視，于20世紀(jì)80年代初實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。擠壓技術(shù)的前期發(fā)展過程是從軟金屬到硬金屬，從手工到機(jī)械化、半連續(xù)化，進(jìn)一步發(fā)展到連續(xù)化的過程。而從20世紀(jì)50年代后期至20世紀(jì)8

6、0年代初期，歐美、日本等先進(jìn)國家對建筑、運(yùn)輸、電力、電子電器用鋁合金擠壓型材需要量的急劇增長，近20年來高速發(fā)展的工業(yè)技術(shù)對擠壓制品斷面形狀復(fù)雜化、尺寸大范圍化（向小型化與大型化兩個(gè)方向發(fā)展）與高精度化、性能均勻化等的要求，以及廠家對高效率化生產(chǎn)和高剩余價(jià)值產(chǎn)品的追求，促進(jìn)了擠壓技術(shù)的迅猛發(fā)展，具體表現(xiàn)為：（1）小斷面超精密型材與大型或超大型型材的擠壓、等溫?cái)D壓、水封擠壓、冷卻模擠壓、高速擠壓等正向擠壓技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步;(2)反向擠壓、靜液擠壓技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大；（3）以Conform為代表的連續(xù)擠壓技術(shù)的實(shí)用化；（4）各種特殊擠壓技術(shù)，如粉末擠壓，以鋁包鋼線和低溫超電導(dǎo)材料為代表的層狀復(fù)合材

7、料擠壓技術(shù)的廣泛應(yīng)用；（5）半固態(tài)金屬擠壓、多坯料擠壓等新方法的開發(fā)研究等。從應(yīng)用范圍看，從大尺寸金屬鑄錠的熱擠壓開坯至小型精密零件的冷擠壓成形，從以粉末、顆粒料為原料的直接擠壓成形到金屬間化合物、超導(dǎo)材料等難加工材料的擠壓加工，現(xiàn)代擠壓技術(shù)得到了極為廣泛的開發(fā)與應(yīng)用。根據(jù)擠壓筒內(nèi)金屬的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、擠壓方向、潤滑狀態(tài)、擠壓溫度、擠壓速度、工模具的種類或結(jié)構(gòu)、坯料的形狀或數(shù)目、制品的形狀或數(shù)目等的不同，擠壓的分類方法也不同。目前，工業(yè)上廣泛應(yīng)用的幾種主要擠壓方法，即正向擠壓法、反向擠壓法、側(cè)向擠壓法、玻璃潤滑劑壓法、靜液擠壓法、連續(xù)擠壓法。1.2 問題的提出近年來，隨著計(jì)算機(jī)、通信信息產(chǎn)業(yè)的迅

8、猛發(fā)展，國內(nèi)外市聲場對接插件的需求猛增。插接件零件（圖1-1）一般為方形件，材料為黃銅（ZHMn58-2-2)或紫銅（T2Y），具有優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，塑性很好，但切削加工圖1-1 接插件零件性不十分理想。零件的長度規(guī)格一般為10mm-25mm，兩端頭均倒角（便于安裝和使用），而原材料的長度為4m-5m。中小企業(yè)的傳統(tǒng)加工工藝方法為銑削加工，按照零件長度規(guī)格要求，采用專用夾具，用成形銑刀加工接插件的兩端頭倒角，然后切斷（一般為手工切斷），再打磨去毛刺。該加工方法效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，原材料損耗較大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，難以實(shí)現(xiàn)大批量自動(dòng)化生產(chǎn)需要。采用國外（日本）進(jìn)口的自動(dòng)化加工設(shè)備，效率高，產(chǎn)品

9、質(zhì)量穩(wěn)定，但投資太大（每臺(tái)售價(jià)3-4萬美元），且投資成本回收周期長，效益低。針對這種情況，研發(fā)自動(dòng)化程度較高的接插件加工設(shè)備，采用冷擠壓技術(shù)制造加工接插件零件，實(shí)現(xiàn)送料、擠壓成形、切斷的連續(xù)自動(dòng)完成，確保成品零件的設(shè)計(jì)質(zhì)量，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了原材料，提高了零件的端頭硬度和強(qiáng)度。1.3 零件技術(shù)的要求零件材料：黃銅（ZHMn58-2-2）或紫銅（T2-Y）硬度： HRC<35零件規(guī)格：2.5mm×2.5mm（方形），長10mm25mm技術(shù)要求：成品長度符合設(shè)計(jì)要求；零件兩端頭的倒角深度去毛刺，保證產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)能力：200240萬件/年第2章 接插件擠壓成形機(jī)整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2

10、.1設(shè)計(jì)原則在滿足設(shè)計(jì)與技術(shù)要求的同時(shí)，考慮機(jī)造成本與生產(chǎn)率等因素，最大限度地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并在保證每個(gè)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的情況下，盡量使整臺(tái)設(shè)備小巧、精簡。2.2功能分析接插機(jī)是采用冷擠壓技術(shù)制造加工接插件，實(shí)現(xiàn)送料、擠壓成形、切斷的連續(xù)自動(dòng)完成 。并保證送料、擠壓成形、切斷的相互協(xié)調(diào)配合，以免發(fā)生干涉。2.3 設(shè)計(jì)方案方案一：（1） 選擇鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。（2） 傳動(dòng)系統(tǒng)采用帶傳動(dòng)、二級變速箱、齒輪減速實(shí)現(xiàn)減速。（3） 由于加工零件小，擠壓裝置采用軸與模具一體化設(shè)計(jì)。（4） 送料機(jī)構(gòu)采用“凸輪壓桿”將動(dòng)力引出，實(shí)現(xiàn)同步自動(dòng)送料。（5）采用“凸輪壓桿”結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)切斷。圖2-1接插機(jī)方案一方案二：

11、（1） 采用交流同步電動(dòng)機(jī)。（2） 傳動(dòng)系統(tǒng)采用皮帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二級減速。（3） 擠壓裝置同方案一，仍采用軸與模具一體化設(shè)計(jì)。（4） 送料機(jī)構(gòu)采用一對錐齒輪將動(dòng)力引出，通過合理設(shè)計(jì)錐齒輪的傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)同步自動(dòng)送料。（5） 仍采用“凸輪-壓桿”結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)切斷。其原理方案如圖2-2所示：圖2-2 接插機(jī)方案二方案三：（1） 選擇鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。（2） 傳動(dòng)系統(tǒng)采用皮帶輪傳動(dòng)和齒輪傳相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二級減速。（3） 擠壓裝置同方案一，仍采用軸與模具一體化設(shè)計(jì)。（4） 送料機(jī)構(gòu)采用“凸輪壓桿”結(jié)構(gòu)將動(dòng)力引出，實(shí)現(xiàn)同步自動(dòng)送料。（5） 采用“凸輪壓桿”結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)切斷。其原理

12、方案圖如下所示：圖2-3 接插機(jī)方案三2.4 方案比較（1）鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價(jià)廉、運(yùn)行可靠、維護(hù)使用方便；而同步交流電動(dòng)雖然具有恒速的優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)貴，調(diào)速較復(fù)雜，操作較麻煩。且接插機(jī)為小型機(jī)器設(shè)備，采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)可滿足其功率要求，所以選擇鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。（2）傳動(dòng)系統(tǒng)采用減速箱使整臺(tái)機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且使設(shè)計(jì)、計(jì)算麻煩；增加了成本，不經(jīng)濟(jì)但可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，可以滿足本設(shè)計(jì)高傳動(dòng)比的要求。采用皮帶輪就可以滿足其傳動(dòng)要求，且可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送，減少振動(dòng)。（3）送料機(jī)構(gòu)采用一對錐齒輪將動(dòng)力引出，則就需要設(shè)計(jì)變速箱，使整臺(tái)機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計(jì)算麻煩，成本更高；而若采用“凸輪壓

13、桿”將動(dòng)力引出，則結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，很容易實(shí)現(xiàn)同步自動(dòng)送料，且成本較低，所以選擇“凸輪壓桿”將動(dòng)力引出。根據(jù)以上分析比較，最終選擇方案一為最佳方案。2.5 系統(tǒng)組成系統(tǒng)由傳動(dòng)（動(dòng)力）系統(tǒng)、擠壓成形模具、自動(dòng)切斷和自動(dòng)送料四部分組成。2.6 技術(shù)關(guān)鍵該機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵為，在大齒輪旋轉(zhuǎn)一周，完成一個(gè)零件的加壓成形加工時(shí)，必須保證送料、擠壓成形（加工倒角）和切斷工序等相互協(xié)調(diào)配合，不發(fā)生干涉。第3章 接插件擠壓成形機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求接插件擠壓機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)要求采用二級減速，皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的組合。根據(jù)客戶對年產(chǎn)量的要求，有三種生產(chǎn)效率可供選擇：每分鐘2個(gè)，每分鐘1個(gè)和每分鐘0.5個(gè)，

14、即擠壓機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)擠壓模的轉(zhuǎn)速分別為：n=2r/min；n=1r/min；n=0.5r/min。3.2 n=1r/min時(shí)的參數(shù)計(jì)算1.選擇電動(dòng)機(jī)：無特殊要求，一般選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)為一般用途的全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，適用于無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備，如機(jī)床、鼓風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)用機(jī)械等。對于頻繁起動(dòng)、制動(dòng)、換向如起重機(jī)械，宜選用允許有較大震動(dòng)和沖擊、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、過載能量大的YZ和YZA系列起重用三相異步電動(dòng)機(jī)。同一系列的電動(dòng)機(jī)有不同的防護(hù)及安裝形式，可根據(jù)具體要求選用。 2.電動(dòng)機(jī)容量的確定(1) 傳動(dòng)裝置的總功率：(2) 電動(dòng)機(jī)所需功率 擠壓模的擠壓力為：V=

15、0.015m/s從結(jié)果可以看出所需工作功率很小，一般電動(dòng)機(jī)功率都能完全滿足需求。3.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定： 按手冊推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為： 36，取帶傳動(dòng)比為： 24，總的傳動(dòng)分四次降速，一級帶減速，三級齒輪減速，三相異步電動(dòng)機(jī)就有四種常用的同步轉(zhuǎn)速，即3000、1500、1000、750r/min.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，極對數(shù)少，尺寸和質(zhì)量小，價(jià)格也低，但總傳動(dòng)比大，從容使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸增大，成本提高；選用低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)則相反因此，應(yīng)對電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置做整體考慮，綜合分析比較，以確定合理的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。一般，無特殊要求，通常選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min或1000r/min的

16、電動(dòng)機(jī)。對于多級傳動(dòng)，為使各級傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，還要根據(jù)工作機(jī)的轉(zhuǎn)速及各級傳動(dòng)副的合理傳動(dòng)比，推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍，即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍為（2784）Xn=141728r/min。符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：710、720、960r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由手冊查出3種常用的電動(dòng)機(jī)型號,表3-1所示。4.確定電動(dòng)機(jī)型號綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格及實(shí)用性選擇的電表3-1電動(dòng)機(jī)選取型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速rmin堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩滿載轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132S-639602.02.0Y132S-82.27102.02.0Y90S-60.759102.02.0動(dòng)機(jī)型號為：YS-6；其額定功率P：0

17、.75KW；滿載轉(zhuǎn)速；n：910r/min根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速n,可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為合理分配各級傳動(dòng)比，是傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題，它直接影響到傳動(dòng)專職的外廓尺寸、質(zhì)量大小及潤滑條件。5.總傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)方案為一級帶傳動(dòng)，加一個(gè)二級減速器再加一對齒輪傳動(dòng)。一般原則：(1）各級傳動(dòng)比都應(yīng)在常用的合理范圍內(nèi)，以符和各種傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，并使結(jié)構(gòu)比較緊湊。(2）使各級傳動(dòng)獲得較小的外廓尺寸和較小質(zhì)量。(3）在兩級或多級齒輪減速器中，使各級傳動(dòng)大齒輪的浸油深度大致相等，以便于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的浸油潤滑。(4）應(yīng)注意各級傳動(dòng)尺寸的協(xié)調(diào)，機(jī)構(gòu)勻稱合理，避免各零件發(fā)生干涉及安裝不便。根據(jù)這些

18、原則為使帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸與減速器的尺寸協(xié)調(diào)勻稱，即兩級齒輪室減速器，浸油深度大致相近，且低速級齒輪直徑略大，傳動(dòng)比可按下式分配=-高級傳動(dòng)比-減速器傳動(dòng)比故=6.56.設(shè)計(jì)帶減速(1)計(jì)算額定功率計(jì)算功率是根據(jù)傳遞的功率p，并考慮到載荷性質(zhì)和每天時(shí)間長短因素的影響而確定的。即式中： -工作情況系數(shù)，見表8-6，查表得1.3-傳遞的額定功率，KW -計(jì)算功率，KW (2)選擇帶型：根據(jù)計(jì)算功率及小帶輪n轉(zhuǎn)速由表8-8選擇帶型（圖中均以代替）。n=910r/min；計(jì)算功率故選擇普通V帶Z型帶(3)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和a.初選小帶輪基準(zhǔn)直徑：, 根據(jù)Z帶截型，參考表8-3及表8-7 選取>。

19、為了提高v帶的壽命，宜選取較大的直徑小帶輪的基準(zhǔn)直徑, 查表得小帶輪的外徑等于75mmb.驗(yàn)算帶的速度：根據(jù)式（8-13）來計(jì)算帶的速度， 并應(yīng)使。對于普通Z帶速度不能過低，以免使離心力過大；dd1不能過小一面是所需的有效拉力過大，即所需帶的根數(shù)z過多。(4）計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑, = ,并按V帶的基準(zhǔn)直徑系列加以適當(dāng)圓整。從動(dòng)輪直徑圓取得dd2=500mm，盡量加大傳動(dòng)比。從動(dòng)輪的外徑dd2查表得504mm傳動(dòng)比從動(dòng)輪直徑圓取得=500mm，盡量加大傳動(dòng)比從動(dòng)輪的外徑查表得504mm傳動(dòng)比i=7.042（5）確定中心距和帶的基準(zhǔn)直徑:根據(jù)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)需要初定中心距,取即399.7-1142=4

20、00mm取定后，根據(jù)帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需的基準(zhǔn)長度：根據(jù)由參考文獻(xiàn)【1】表8-2中選取和其相近的z帶的基準(zhǔn)直徑。再根據(jù)來計(jì)算實(shí)際中心距，查表取Ld=1800mm。 由公式：計(jì)算則a=394mm基本滿足要求查表取長度系數(shù)=1.18考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)充預(yù)緊力（如帶伸長而松弛后的張緊）的需要，計(jì)算中心距的變動(dòng)范圍 :最大中心距=367 ；最小中心距=334mm （6）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角（至少90°）故包角系數(shù)為0.82（7）確定帶的根數(shù)Z由公式 -考慮包角不同是的影響系數(shù)，簡稱包角系數(shù)， -考慮帶的長度不同時(shí)的影響系數(shù)，簡稱長度系數(shù)，查表8-2-單根v帶的基本額定功率，查表8-5

21、a；-計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根V帶額定功率的增量經(jīng)計(jì)算Z取5根，根數(shù)不是太多，故為安全期間。（8）確定帶的預(yù)緊力：計(jì)算式為：經(jīng)計(jì)算=147N安裝新帶所需要的預(yù)緊力應(yīng)為上述預(yù)緊力的1.5倍則大帶輪的轉(zhuǎn)速為910/500X71=128r/minV帶傳動(dòng)的效率為0.95故大帶輪的傳出功率為P1=0.75*0.95=0.7125KW7.設(shè)計(jì)二級減速器設(shè)計(jì)計(jì)算第一對齒輪（1）初選齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)圖3-1 傳動(dòng)方案a.按上圖所示的傳動(dòng)方案，選取直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。b.此擠壓機(jī)為一般工作機(jī)器，傳動(dòng)速度不高，故選用7級精度。c. 材料選擇，由參考文獻(xiàn)【1】表10-1選材料大小齒輪的材料均為20Cr

22、,并且經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為58-62HRCd.選擇大小齒輪的齒數(shù)：第一個(gè)齒輪的齒數(shù)Z1=17，第二對齒輪的齒數(shù)Z2=111，傳動(dòng)比e.熱處理：表面淬火齒輪變形不大，故精度等級、大小齒輪的齒數(shù)不變。（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：由設(shè)計(jì)計(jì)算式進(jìn)行試算a.確定公式中的各計(jì)算值1)試選載荷系數(shù)=1.62)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩,3)由表10-7選擇齒寬系數(shù)=14)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)=由表10-21e按齒面強(qiáng)度查得大、小齒輪的接觸強(qiáng)度極限=1200MPa5)由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=368640000= 567138006) 由表10-19查得接觸疲勞壽命分別為: =0.95

23、5 =1.047) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效率為1%,安全系數(shù)S=1由式10-12得=1146=1248b. 計(jì)算1)試算小齒輪分度圓直徑,帶入中較小的值mm2)計(jì)算圓周速度=0.217m/s3) 計(jì)算齒寬bb=32.39mm4)計(jì)算齒寬和齒高之比b/h:模數(shù) =32.39/17=1.905mm齒高 h=2.25=2.252.57=4.286mmb/h=7.557mm5)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v，7級精度等級，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)=1.005直齒輪，假設(shè),由表10-3查得由表10-2查得使用系數(shù)=1.5由表10-4查得7級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)式子算得=1.12+0.18(1+0.6

24、)+0.2332.39=1.415由b/h=7.557mm，=1.415查表10-13得=1.32；故載荷系數(shù) 6)故按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式10-10a得mm7)計(jì)算模數(shù)mmm(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為a.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）由圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600MPa；2）由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.9, =0.963)計(jì)算彎曲疲勞需用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.2，由式（10-12）得4）計(jì)算載荷系數(shù)K5）查取齒形系數(shù)由表10-5查得 =2.97 =2.176）查取應(yīng)力校核系數(shù)由

25、表10-5可查得 = 1.52 =1.807）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 0.010.0081357故小齒輪的數(shù)值大，b.設(shè)計(jì)計(jì)算對比計(jì)算結(jié)果由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于有齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決與齒根彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，而齒輪的最小齒數(shù)又不能少于17，故取由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m=2.228并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值2.25mm4）幾何尺寸計(jì)算a.計(jì)算分度圓直徑b.計(jì)算中心距 c.計(jì)算齒輪寬度 ,經(jīng)圓整：38mmmm; mm5）驗(yàn)算8.設(shè)計(jì)計(jì)算第二對齒輪軸的轉(zhuǎn)速 輸入軸的功率為 = (1)初選齒輪類型、精

26、度等級、材料及齒數(shù)a.按上圖所示的傳動(dòng)方案，選取直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。b.此擠壓機(jī)為一般工作機(jī)器，傳動(dòng)速度不高，故選用7級精度。c.材料選擇，由表10-1選材料：大小齒輪的材料均為20Cr,并且經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為58-62HRCd.選擇大小齒輪的齒數(shù)，第一個(gè)齒輪的齒數(shù)Z3=17;第二對齒輪的齒數(shù)Z4=83=83/17=4.882e.熱處理：表面淬火齒輪變形不大，故精度等級、大小齒輪的齒數(shù)不變。(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：由設(shè)計(jì)計(jì)算式(10-9a)進(jìn)行試算，即a.確定公式中的各計(jì)算值1)試選載荷系數(shù)=1.62)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=9550000/=342046N.mm3)由表10-7選

27、擇齒寬系數(shù)=14)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)=由表10-21e按齒面強(qiáng)度查得大、小齒輪的接觸強(qiáng)度極限=1200MPa5)由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)6) 由表10-19查得接觸疲勞壽命分別為 =1.06 =0.997) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效率為1%,安全系數(shù)=1由式10-12得=1272=1356b.計(jì)算1)試算小齒輪分度圓直徑,帶入中較小的值=2.32=56.812)計(jì)算圓周速度m/s3) 計(jì)算齒寬b ： b=56.81mm4)計(jì)算齒寬和齒高之比b/h:模數(shù) =56.81/17=3.342mm齒高 h=2.25=2.253.342=7.5195mmb/h=7.555mm5)計(jì)

28、算載荷系數(shù)根據(jù)v，7級精度等級，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)=1.005直齒輪，假設(shè),由表10-3查得由表10-2查得使用系數(shù)=1.5由表10-4查得7級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)式子算得由b/h=7.555mm，查表10-13得=1.31；故載荷系數(shù)6)故按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式10-10a得64.55mm7)計(jì)算模數(shù)m(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-5的彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為a.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）由圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限= ；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限= ；2）由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.95, =0.983)計(jì)算彎曲疲勞需用應(yīng)力取

29、彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.2，由式（10-12）得=475=4904）計(jì)算載荷系數(shù)K5）查取齒形系數(shù)由表10-5查得 =2.97 =2.2256）查取應(yīng)力校核系數(shù)由表10-5查得 = 1.52 =1.7757）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較0.0095040.00805995故小齒輪的數(shù)值大。b.設(shè)計(jì)計(jì)算對比計(jì)算結(jié)果由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決與由齒根彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，而且齒輪的最小齒數(shù)又不能少于17，可取由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m=3.6512，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值3.75mm，并按

30、齒面接觸疲勞強(qiáng)度所算得的分度圓直徑，算出小齒輪的齒數(shù)大齒輪齒數(shù)為83，不變。這樣設(shè)計(jì)出來的齒輪傳動(dòng)，即滿足接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4)幾何尺寸計(jì)算a.計(jì)算分度圓直徑mmb.計(jì)算中心距c.計(jì)算齒輪寬度mmmm mm經(jīng)圓整 mm mm5)驗(yàn)算252.49mm9.設(shè)計(jì)計(jì)算減速箱外第三對齒輪其中大齒輪為工作齒輪軸的轉(zhuǎn)速為 輸入軸的功率為 = (1)初選齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)a.按上圖所示的傳動(dòng)方案，選取直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。b.此擠壓機(jī)為一般工作機(jī)器，傳動(dòng)速度不高，故選用7級精度。c.材料選擇，由表10-1選材料大小齒輪的材料均為20Cr,并且經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬

31、火，齒面硬度為58-62HRCd.選擇大小齒輪的齒數(shù)，第一個(gè)齒輪的齒數(shù)Z3=17,第二對齒輪的齒數(shù)Z4=68,=68/17=4e.熱處理：表面淬火齒輪變形不大，故精度等級、大小齒輪的齒數(shù)不變。(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：由設(shè)計(jì)計(jì)算式(10-9a)進(jìn)行試算，即a.確定公式中的各計(jì)算值1)試選載荷系數(shù)=1.62)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩3)由表10-7選擇齒寬系數(shù)=14)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)=由表10-21e按齒面強(qiáng)度查得大、小齒輪的接觸強(qiáng)度極限=1200MPa5)由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)6) 由表10-19查得接觸疲勞壽命分別為 =1.13 =1.37) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取

32、失效率為1%,安全系數(shù)=1由式10-12得=1356 MPa=1560 MPab.計(jì)算1)試算小齒輪分度圓直徑,帶入中較小的值=2.32=93.11442)計(jì)算圓周速度3) 計(jì)算齒寬bmm4)計(jì)算齒寬和齒高之比b/h:模數(shù) 齒高 h=2.25=2.255.477=12.32325mmb/h=7.55599375mm5)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v，7級精度等級，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)=1.005直齒輪，假設(shè),由表10-3查得由表10-2查得使用系數(shù)=1.5由表10-4查得7級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)式子算得由b/h=7.55599575mm，=1.4210663查表10-13得=1.31；故載

33、荷系數(shù)6)故按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式10-10a得7)計(jì)算模數(shù)mmm(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-5的彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為a.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)由圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限= ；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限= ；2)由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) , 3)計(jì)算彎曲疲勞需用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.2，由式（10-12）得=577.5 MPa=612.5 MPa4)計(jì)算載荷系數(shù)=2.1636155)查取齒形系數(shù)由表10-5查得 =2.97 =2.2356)查取應(yīng)力校核系數(shù)由表10-5可查得 = 1.52 =1.7457)計(jì)算大、小齒輪的并加以比較

34、0.007817140.006367469故小齒輪的數(shù)值大，b.設(shè)計(jì)計(jì)算對比計(jì)算結(jié)果由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決與由齒根彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，而且齒輪的最小齒數(shù)又不能少于17，可取由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m=5.78，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值6mm，并按齒面接觸疲勞強(qiáng)度所算得的分度圓直徑，算出小齒輪的齒數(shù)mm大齒輪齒數(shù)為。這樣設(shè)計(jì)出來的齒輪傳動(dòng)，即滿足接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。(4)幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算分度圓直徑2）計(jì)算中心距3）計(jì)算齒輪寬度mmmm

35、; mm(5)驗(yàn)算4951332mm輸入工作軸的功率kw 10.運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表3-2運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3.3 2r/min 、0.5r/min時(shí)的計(jì)算參數(shù)及比較表3-3 參數(shù)比較n=2r/minn=1r/minn=0.5r/min電動(dòng)機(jī)型號Y132N-8Y90S-6YB2M-8總轉(zhuǎn)動(dòng)比35510001420皮帶類型普通V帶A型V帶Z型V帶A型小帶輪基準(zhǔn)直徑14071140大帶輪基準(zhǔn)直徑500500500帶輪中心距399.7-400帶輪預(yù)緊力(N)172.233147172.233齒輪1m=2.25,z=22,=49.5m=2.25,z=17,=38.25m=2.25,z=22,=49.5齒輪2m

36、=2.25,z=220,=495m=2.25,z=111,=249.75m=2.25,z=220,=495齒輪3m=5.5,z=17,=93.5m=3.75,z=17, =63.75m=5.5,z=17, =93.5齒輪4m=5.5,z=170,=935m=3.75,z=83,=311.25m=5.5,z=85,=467.5齒輪5m=6, z=18, =108m=7,z=18, =126齒輪6m=6, z=72, =43m=7,z=72, =5043.4 各軸直徑初算及聯(lián)軸器的選擇1 計(jì)算各軸基準(zhǔn)直徑由公式 其中 P-所傳遞的功率，kwn-軸的轉(zhuǎn)速（r/min）c-軸的許用應(yīng)力所確定的系數(shù)，與

37、材料有關(guān)，取97故軸直徑 mm軸直徑 mm軸直徑 mm工作軸直徑 mm2.以軸為例設(shè)計(jì)：(1)按扭矩初算軸徑選用材料40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度24-286HBS，需用彎曲應(yīng)力=70，查表c值的取值范圍為：c=97102,取97 考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=31.974×（1+5%）=33.6mm則d最小值取: d=35mm，由軸承初選(2)軸上零件的定位、固定和裝配由于采用齒輪軸做為傳動(dòng)部件，只需按要求將齒輪軸加工出來，軸兩段軸承有軸肩定位。大皮帶輪通過平鍵與軸連接并有軸肩定位。(3)確定軸各段直徑和長度段：裝配軸承：根據(jù)GB/T296-1994,選擇深溝球軸承6207，它的B=

38、17mm，加上密封裝置的位置和齒輪距齒內(nèi)壁大于8mm，??；。段：與第二個(gè)齒輪所在段，根據(jù)齒輪寬度， 段：為軸肩。起到定位作用。 ； 段：為齒輪所在段。根據(jù)齒輪齒寬，所傳遞的轉(zhuǎn)矩T， ；段：為軸承所在段,尺寸與段相同（4）軸的強(qiáng)度校核1)作用在齒輪上力的大小和方向已知：；求圓周力 ;:嚙合角 ；:嚙合角 求徑向力：； 2)求軸上的支反力 根據(jù)軸承支反作用力和作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立模型，由于選用深溝球軸承，則Fa=03）作出軸的計(jì)算簡圖,及彎矩圖和扭矩圖： 圖3-2從軸的彎矩扭矩圖扭矩圖可知第三個(gè)齒輪中點(diǎn)處處為危險(xiǎn)截面，算出此處的合彎矩為360716N.mm，T為360717N

39、.mm，為0.6mm。故軸的計(jì)算功率為：3電動(dòng)機(jī)與帶傳動(dòng)采用彈性柱銷聯(lián)軸器，其優(yōu)點(diǎn)為加工制造容易，裝拆方便，成本低，且能緩沖減震。帶傳動(dòng)與減速器傳動(dòng)采用彈性柱銷聯(lián)軸器，因?yàn)檗D(zhuǎn)速相對較高，轉(zhuǎn)矩小。4. 軸系部件包括：傳動(dòng)件和軸承組合， 減速器箱外傳動(dòng)件為帶輪；箱內(nèi)傳動(dòng)件為圓柱齒輪。(1)傳動(dòng)件：減速器箱外傳動(dòng)件為帶輪；箱內(nèi)傳動(dòng)件為圓柱齒輪。(2)軸承組合：軸承組合包括軸承、軸承蓋、密封裝置以及調(diào)整墊片等。1)軸承：由于滾動(dòng)軸承摩擦因數(shù)比普通滾動(dòng)軸承小、運(yùn)動(dòng)精 度高，在軸承尺寸相同時(shí)，滾動(dòng)軸承寬度比滑動(dòng)軸承小，可使減速器軸向結(jié)構(gòu)緊湊，潤滑。維護(hù)簡便，且滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，所以采用滾動(dòng)軸承。2)軸承蓋

40、：軸承蓋用來固定軸承、承受軸向力，以及調(diào)整軸承間隙。選用凸緣式，調(diào)整軸承間隙方便。3)密封裝置：密封圈5. 箱體、附件及潤滑方式減速器箱體是用支撐和固定軸系零件，保證傳動(dòng)件的嚙合精度。良好潤滑及密封的重要零件。選用鑄鐵 HT200、剖分式附件：視孔及視孔蓋、通氣器、游標(biāo)、放油螺塞、游標(biāo)、定位銷、油杯等潤滑：齒輪浸油潤滑；滾動(dòng)軸承用脂潤滑。第4章 送料裝置、擠壓模具、及自動(dòng)切斷的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1送料裝置設(shè)計(jì) 送料裝置的設(shè)計(jì)要求根據(jù)整體方案設(shè)計(jì)的要求，送料裝置的動(dòng)力是通過在大齒輪外側(cè)階梯上固定的凸輪經(jīng)過凸輪導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)引出。另外送料的頻率是1次每分，每次送料應(yīng)該是在擠壓模具出現(xiàn)大間歇的時(shí)候完成。由于所設(shè)

41、計(jì)的接插機(jī)要求能夠生產(chǎn)長度為10mm-25mm的接插件，故送料裝置的送料長度要求是可調(diào)的，從而實(shí)現(xiàn)在同一臺(tái)機(jī)器上生產(chǎn)出所有符合長度要求的接插件。即要求送料裝置最短為每秒每次送料長度為10mm，而最長為每秒次送料的長度為25mm。故綜合考慮，采用如圖所示的凸輪導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿及楔形夾緊頭送料裝置較為合理。圖4-1 凸輪-導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)凸輪通過在大齒輪的外側(cè)開一個(gè)階梯，然后將其套在該階梯軸上加以固定。然后通過導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的換向，使得凸輪導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的導(dǎo)桿的上下方向的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為夾緊頭的左右運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)送料方向與擠壓、切斷的相協(xié)調(diào)。當(dāng)凸輪處于起始位置時(shí)，夾緊頭位于起始位置，當(dāng)凸輪導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)入推成后，凸輪將導(dǎo)桿推起

42、，從而使導(dǎo)桿圍繞支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)楔形夾緊頭夾緊條料向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)實(shí)現(xiàn)了送料的長度后，夾緊頭接觸當(dāng)固定在導(dǎo)軌上的檔塊，從而阻止了夾緊頭繼續(xù)向前送料，此時(shí)導(dǎo)桿只能拉動(dòng)楔形夾緊頭的滑塊壓縮夾緊頭的彈簧向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)凸輪導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)入回程后，導(dǎo)桿帶動(dòng)滑塊回到起始位置。在該機(jī)構(gòu)中，可以通過改變凸輪的推程h來設(shè)計(jì)導(dǎo)桿圍繞支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的角度，從而改變夾緊頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)的距離。另外可以通過改變導(dǎo)桿AC,AB,CD,的長度來設(shè)計(jì)夾緊頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)的距離。所以這種裝置可以實(shí)現(xiàn)各種規(guī)格接插件送料的要求。需要注意是在夾緊塊上安上一個(gè)套筒，且套筒的面積大于杠桿的截面積，利于杠桿的上下和左右的移動(dòng)，在這里套筒用20x20規(guī)格的。4.1.

43、2 送料裝置的設(shè)計(jì)方案選擇 方案一采用如圖所示的凸輪導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)及楔形夾緊頭送料裝置。其中各部分的尺寸設(shè)計(jì)如圖4-2所示：圖4-2 桿長設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)凸輪的推程為7.76mm，則導(dǎo)桿右側(cè)圍繞著支點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)15度，則導(dǎo)桿左側(cè)圍繞著支點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)15 度，如圖4-3。圖 4-3滑塊移動(dòng)距離經(jīng)計(jì)算夾緊頭運(yùn)動(dòng)距離為L為53.9mm，可以實(shí)現(xiàn)最短10mm，最長為25mm的送料需求。方案二 采用如圖4-4所示尺寸的凸輪導(dǎo)桿及楔形夾緊塊送料機(jī)構(gòu)。同樣是靠凸輪推動(dòng)導(dǎo)桿圍繞支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)夾緊塊送料。設(shè)計(jì)凸輪的推程為15 mm，則導(dǎo)桿右側(cè)圍繞著支點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)7.5°，則導(dǎo)桿左側(cè)圍繞著支點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)7.5°

44、;。圖4-4 凸輪-導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)則經(jīng)過計(jì)算夾緊頭向前運(yùn)動(dòng)的最大距離L為31.9 mm可以實(shí)現(xiàn)最短10mm，最長為25mm的送料需求。圖4-5夾緊頭移動(dòng)距離方案三設(shè)計(jì)凸輪的推程為7.76mm，則導(dǎo)桿右側(cè)圍繞著支點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)7.5°，則導(dǎo)桿左側(cè)圍繞著支點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)7.5°。圖4-6 凸輪-導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)則經(jīng)過計(jì)算滑塊向前運(yùn)動(dòng)的距離L為33.1 mm，可以實(shí)現(xiàn)最短10mm，最長為25mm的送料需求。圖4-7 夾緊頭移動(dòng)距離送料裝置設(shè)計(jì)方案的比較：所用方案都是采用凸輪導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)及楔形夾緊頭來實(shí)現(xiàn)送料的。但各個(gè)方案的導(dǎo)桿尺寸及凸輪形狀各不相同，如表4-1所示：表4-1 導(dǎo)桿尺寸與凸輪形狀方案導(dǎo)桿

45、AB的長度（mm）導(dǎo)桿AC的長度（mm）導(dǎo)桿CD的長度（mm）導(dǎo)桿旋轉(zhuǎn)的角度夾緊頭進(jìn)給長度（mm）方案一656520015º53.9方案二40602407.5º31.9方案三50502507.5º33.1三種方案均能夠?qū)崿F(xiàn)再短15，最長25的送料要求。其中方案一，由于支點(diǎn)外側(cè)導(dǎo)桿AC的長度為65mm，使得夾緊頭與進(jìn)料口之間的距離較長，故在夾緊頭向前送料的時(shí)候，夾緊塊與進(jìn)料口之間的條料較長，易發(fā)生彎曲變形，從而影響到送料的精度。另外由于導(dǎo)桿AC較長，故在支點(diǎn)A處受到的彎矩較大，使得該方案的力學(xué)性能較差。此外，也加大了整個(gè)設(shè)備的外形尺寸，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，所以設(shè)備的運(yùn)動(dòng)特

46、性不好，不易采用。在此方案中要求凸輪的輪廓由較大的突變，故在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，凸輪導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)將會(huì)受到較大的沖擊，整個(gè)裝置的動(dòng)力特性較差，不易采用。其中方案二，此時(shí)需要導(dǎo)桿圍繞支點(diǎn)A旋轉(zhuǎn)7.5º，則此時(shí)凸輪的推程為h=30×sin7.5º=3.9 mm。而此時(shí)推桿對導(dǎo)桿AB的壓力角=7.5º，即導(dǎo)桿會(huì)不會(huì)受到推桿較大的作用力，減少了摩擦。但在支點(diǎn)A處因?yàn)锳B,AC的長度設(shè)計(jì)的不相等，會(huì)受到較大的剪切力。同時(shí)因?yàn)锳B<AC這就需要很大的力來達(dá)到預(yù)期的送料長度。方案三則彌補(bǔ)了前兩個(gè)方案的缺點(diǎn)，不但在滿足產(chǎn)品的質(zhì)量的前提下保證了裝置的緊湊，而且設(shè)備具有良好的額力學(xué)

47、與動(dòng)力性能，同時(shí)因?yàn)锳B,AC的長度取得相同，保證了杠桿運(yùn)動(dòng)的故方案三為平穩(wěn)性，用較小的里就可以達(dá)到要求的送料長度，所以第三個(gè)方案為最佳方案。 凸輪的設(shè)計(jì)1.凸輪機(jī)構(gòu)類型的選擇由于送料機(jī)構(gòu)的作用力不大，速度也較低，故選用偏置直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)。這種推桿的構(gòu)造最簡單，但由于是點(diǎn)或線接觸卻最易磨損。2.推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇為了使送料裝置有良好的動(dòng)力特性，故設(shè)計(jì)推桿的推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律為正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。由于凸輪作為動(dòng)力的引出，時(shí)通過在大齒輪的外側(cè)開一個(gè)階梯，并將凸輪套在階梯軸外側(cè)，用銷釘加以固定。凸輪受沖擊易磨損，載荷情況為中載，45鋼調(diào)質(zhì)，220HBS260HBS。 根據(jù)整體方案設(shè)計(jì)的要求，每次

48、送料應(yīng)該是在擠壓模具出現(xiàn)的大間歇的時(shí)間完成。則凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角=20°，推程h=7.8mm。當(dāng)凸輪完成送料后，即推桿完成推程后，推桿進(jìn)入遠(yuǎn)休階段。為了使夾緊頭能夠穩(wěn)定送料，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)休止角為5º。然后推桿進(jìn)入回程階段。由于回程階段與擠壓，切斷無關(guān)，所以為了減小凸輪導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)沖擊，設(shè)計(jì)回程運(yùn)動(dòng)角為180°，由與遠(yuǎn)休止輪廓和近休止輪廓的相切圓連接。則設(shè)計(jì)出凸輪的形狀如圖4-8所示：圖4-8 凸輪形狀4.1.4 夾緊頭的設(shè)計(jì)為了配合凸輪導(dǎo)桿實(shí)現(xiàn)送料，并且實(shí)現(xiàn)送料長度的可調(diào)性，設(shè)計(jì)如圖4-9所示的楔形夾緊頭:圖4-9 楔形夾緊頭夾緊頭由殼體，端蓋，及楔形塊組成。當(dāng)導(dǎo)桿向前

49、運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)滑塊5在軌道內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)彈簧6具有較大的彈性系數(shù)，則當(dāng)彈簧發(fā)生較小的變形量后就滑塊5帶動(dòng)楔形塊2向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)楔形塊2擠壓到楔形塊1時(shí)，兩個(gè)相互獨(dú)立的楔形塊1同時(shí)相互靠攏，從而實(shí)現(xiàn)夾緊條料并隨著整個(gè)楔形頭向前運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)送料。當(dāng)楔形塊進(jìn)給到檔塊時(shí)，實(shí)現(xiàn)所需的送料長度，但這時(shí)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)繼續(xù)帶動(dòng)滑塊5向前運(yùn)動(dòng)。由于檔塊的阻擋作用，夾緊頭不能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，滑塊5只能壓縮彈簧6，當(dāng)凸輪導(dǎo)桿進(jìn)入回程后，滑塊向后運(yùn)動(dòng)，當(dāng)接觸到楔形塊2時(shí)，帶動(dòng)楔形塊2向后運(yùn)動(dòng)，這時(shí)楔形塊1不受楔形塊2的楔緊作用而自然分開，不能夠夾緊條料，并隨著殼體向后運(yùn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)了送料裝置的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。4.1.5送料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

50、1.機(jī)構(gòu)的組成：機(jī)構(gòu)有4個(gè)活動(dòng)構(gòu)件組成，分別是凸輪、頂桿、壓桿、滑塊。由1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，2個(gè)移動(dòng)副，1個(gè)高副組成。送料機(jī)構(gòu)由凸輪機(jī)構(gòu)和壓桿機(jī)構(gòu)組成。其中凸輪和大齒輪連在一起為整個(gè)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力為原動(dòng)件；其余的頂桿、壓桿為從動(dòng)件2.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖由送料機(jī)構(gòu)的工作過程可知，其原動(dòng)件為凸輪，執(zhí)行構(gòu)件是固定在頂桿2上的壓桿，循著運(yùn)動(dòng)路線可以看出，此機(jī)構(gòu)是有凸輪、頂桿、和壓桿組成的，凸輪上有一轉(zhuǎn)動(dòng)副，壓桿中間有一轉(zhuǎn)動(dòng)副，頂桿和導(dǎo)套之間與壓桿和套筒之間各形成一個(gè)移動(dòng)副，并且凸輪與頂桿接觸的地方有一高副，其運(yùn)動(dòng)簡圖如圖4-10所示（其中凸輪為原動(dòng)件）：圖4-104.2擠壓模具的設(shè)計(jì)4.2.1零件擠壓工藝分析1.零件

51、工藝方案：擠壓成形工藝方案如圖4-11所示（a） 原材料 （b）擠壓成形 （c）切斷 （d）去毛刺圖14-11 擠壓成形工藝方案2.擠壓成形工藝參數(shù)的確定（1）擠壓力的計(jì)算P = z ·n ··F = 1.2 ×6 ×19.6 ×(2.5 ×2.5)= 882N = 0.88kN式中：Z 模具形狀影響系數(shù)n 擠壓形狀及變形程度修正系數(shù) 材料極限強(qiáng)度 , MPaF 擠壓凸模工作部分的橫斷面積 , mm（2）成形部位材料的延伸率（3） 反擠壓變形程度計(jì)算黃銅 (紫銅) 的擠壓許用變形程度為 75 %90 %, 故遠(yuǎn)低于許用值。4

52、.2.2模具的結(jié)構(gòu)的確定模具機(jī)構(gòu)依據(jù)零件加工實(shí)際需求，其冷擠壓成形模具有內(nèi)凸輪、外凸輪、凸模和凹模組成如圖4-12。工作時(shí)，大齒輪和凸輪一起做圓周運(yùn)動(dòng)，內(nèi)凸輪的兩隊(duì)土臺(tái)擠壓外凸輪，推動(dòng)外凸輪和凸模在固定不動(dòng)的中心軸（凹模）中做周期性徑向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對接插件零件的擠壓成形。大齒輪和內(nèi)凸輪每旋轉(zhuǎn)一周，兩對凸模都要做4次成形對擠。 圖4-12模具的裝配的結(jié)構(gòu)4.2.3模具結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算1.為了保證凸模的強(qiáng)度，凸模工作部分的連接處單邊各大0.5mm的值所以凸模B=3.5mm。由于本凸模的結(jié)構(gòu)較小，選擇凸模的固定板與凸模一體加工，查冷擠壓模具設(shè)計(jì)手冊初選固定板的尺寸60x20x5mm。為了便于模具的安裝凸

53、模的導(dǎo)向部分既是與凹模的配合的部分取L1=10xB=35mm。查模具設(shè)計(jì)手冊凸模固定邊沿部分取H1=5mm。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊凸模與外凸輪通過螺釘配合，且取螺釘為M5的螺釘，凸模上的過孔取6的孔，孔間距取L2=25mm。 圖4-13 凸模的結(jié)構(gòu)尺寸2.凹模的結(jié)構(gòu)尺寸 圖4-14 凹模的結(jié)構(gòu)尺寸內(nèi)凸輪的結(jié)構(gòu)尺寸 由方案設(shè)計(jì)可知齒輪的節(jié)圓直徑為432mm，為了保證模具的結(jié)構(gòu)緊湊和小巧，由擠壓件的屈服極限較小可以直接的選取較小的模具的內(nèi)凸輪的尺寸，外凸輪的外輪廓尺寸取0.6xD6=432x0.6=259.2mm,取外輪廓的尺寸為260mm。其內(nèi)凸輪的內(nèi)輪廓的尺寸取120。按照方案的設(shè)計(jì)模具的工作角度取5

54、5°，尺寸如圖4-15。圖4-15 模具工作角度圖外凸輪的結(jié)構(gòu)尺寸由凸模的寬度可知外凸輪的寬度取20mm，孔間距取L2=25mm，如圖4-16圖4-16 外凸輪的結(jié)構(gòu)尺寸4.2.6送料、擠壓及切斷過程的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)為了確保擠壓成形機(jī)的送料機(jī)構(gòu)、擠壓成形與切斷機(jī)構(gòu)之間工作的有機(jī)協(xié)調(diào)，避免送料與擠壓成形、成形與切斷、切斷與送料之間干涉，在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵是如何分配與送料機(jī)構(gòu)、切斷機(jī)構(gòu)的工作行程之間的分配關(guān)系。如圖4-17所示：4-17 內(nèi)凸輪角度分配圖中，A-C、B-D分別代表兩對外凸輪的工作位置，m、n分別表示內(nèi)凸輪的兩凸臺(tái)，內(nèi)凸臺(tái)沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸臺(tái)m轉(zhuǎn)到1處，凸臺(tái)n在4處擠壓外凸輪B-D，從而推動(dòng)凸模完成一次B-D方向的成形擠壓；當(dāng)凸臺(tái)m轉(zhuǎn)到2處，凸臺(tái)n在5處時(shí)，凸臺(tái)m在2處擠壓外凸輪A-C，從而推動(dòng)凸模完成一次A-C向的成形擠壓；當(dāng)凸臺(tái)m轉(zhuǎn)到3處，凸臺(tái)n在6處時(shí)，凸臺(tái)m和n都推出擠壓狀態(tài)，處于空擋狀態(tài)；此時(shí)，A-C、B-D向的凸模都處在松開擠壓階段，直到凸臺(tái)m轉(zhuǎn)到4處為止。這段時(shí)間稱為間歇時(shí)間，