薄壁零件冲床的运动方案设计.docx
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1、薄壁零件冲床的运动方案设计1.薄壁零件冲床的功能和设计规定1.1工作原理及工艺动作过程在冲制薄壁零件时,上模(冲头)以较大的速度接近坯料,然后以匀速进行拉延成形工作,接着上模继续下行将成品推出型腔,最后快速返回。上模退出下模后,送料机构从侧面将坯料送至待加工位置,完毕一个工作循环。1.2原始数据及设计规定技术规定:(1)动力源为电动机,按平均功率选用电动机,空载F1=50N,生产率为每分钟70件。(2)上模做上下往复直线运动,规定快速下沉、匀速工作进给和快速返回。上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上,运动规律要满足图1-1的所示函数。(3)行程速比系数K1.5,许用压力角=50。(4)送料
2、距离H=150mm。设计数据:(1)上模工作段的长度约为L=40mm(2)相应曲柄转角=60-100(3)冲压载荷F=4300N图1-11.3设计任务(1)拟定机构系统总体运动方案。(2)画出系统运动方案简图。(3)完毕论证报告。2.机构的设计2.1根据工艺动作顺序和协调规定拟定运动循环图2.1.1工艺动作分解分析工作原理可知,薄壁零件冲床规定完毕的工艺动作有以下四个:(1)送料:这一动作由送料机构完毕,规定在冲头在下沉到胚料上面高度之前把胚料送到拉延位置。(2)压紧:该动作规定在胚料到达拉延位置后,冲头开始拉延前把胚料压紧。(3)拉延成型:该动作发生在压紧胚料以后。(4)成品推出下模并退模:
3、该动作重要由退料机构完毕,在冲头把成品推出下模后、正准备返回时,退料机构把成品抱住,阻止其跟随冲头一起返回。2.1.2拟定动作循环图该冲床的执行机构有四个,要拟定该冲床的运动循环图重要是拟定冲头、送料、压紧、退料四个执行件的先后顺序,以利于各执行机构的设计、装配和调试。薄壁零件冲床的冲压机构为主机构,以它的积极件的零位角为横坐标的起点,纵坐标为个执行机构的位移起始位置。拟定的运动循环图如表1-1所示。表1-1薄壁零件冲床运动循环图2.2各执行机构的方案设计2.2.1冲头机构的设计1)机构的选型要实现图1-1所示的这样一个复杂的函数发生机构,简朴的四杆机构已无能为力。在查阅相关资料后,发现能实现
4、复杂的函数发生器的机构重要有以下几种:(1) 多杆机构(2) 凸轮机构(3) 非圆齿轮-连杆机构(4) 组合机构凸轮机构能实现复杂的运动,但不合用有较大冲击载荷的场合,所以我们没有选用。非圆齿轮传动,虽有结构紧凑、传动可靠、能精确地实现复杂的不等速传动比关系的特点,但由于设计和制造较困难,在此也不选用。最后我们针对多杆机构和组合机构展开设计。分析冲头运动规律可知:设计的关键是要满足工作行程的快速下沉、匀速拉延、再匀速下沉的运动特点。在这里,我们可以将该运动规律当作是两运动规律的合成。即在工作行程中:一机构将匀速转动转换成先快速,再低速匀速,再快速转动。主从动件运动规律如下图所示:图1-2二机构
5、则需在工作行程中将积极件的匀速转动转换成滑块的匀速转动,且应具有急回特性。主从动件的运动规律如下图所示:图1-3这样将机构一的从动件运动输入到机构二的积极件后,便可得到滑块在工作行程中,快速下沉、匀速慢速拉延、再快速下沉的运动规律。2)机构综合在查阅资料时,我们发现了具有上述特性的两种机构,其机构简图如下:图1-4机构一图1-5机构二机构一为齿轮-五杆机构,其中1为积极件,4为从动件。机构二为摆动导杆与正切机构串联的组合机构,其中1为积极件,6为从动件。机构的尺寸计算方案一的尺寸拟定机构一、机构二的运动分析图1-6以定圆中心O1、动圆中心A0和B0点三点共线时的位置为机构的初始位置,并以该直线
6、为x轴,其方向为从O1到动圆中心。i1=r5r2=2K=l2r2xB=r2-1-i1cos1+Kcos1-i11yB=r2-1-i1sin1+Ksin1-i11设杆4的转角为4tan4=yBxB4=arctan1-K1+Ktan110,2用MATLAB分析,不同的K值相应的4图如下:图1-7由图1-7可以看出K值越小,匀速段越短,匀速速率越大。对机构一的尺寸综合,很大限度上就是要选取合适的K值。除此外,还需考虑与机构二配合后,对急回特性的影响,即需找到机构二的极位夹角。由图1-7可知,杆4转速的变化周期为180,及杆一旋转一周时,杆4会交替出现慢匀速旋转、高速旋转的情况两次。图1-8中杆4转过
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