电瓷帽坯件成型机冲压系统课程设计.docx
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电瓷帽坯件成型机冲压系统课程设计.docx
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电瓷帽坯件成型机冲压系统课程设计
成绩评定表
学生姓名
姜云泽
班级学号
0901013308
专业
机械设计制造及其自动化
课程设计题目
电瓷帽坯件成型机冲压装置设计
评
语
组长签字:
成绩
日期
2013年1月8日
机械系统课程设计任务书
机械工程学院机械设计制造及其自动化专业
班级:
09010133学号:
08姓名:
姜云泽
设计(论文)题目:
电瓷帽坯件成型机冲压装置设计
内容及要求:
电瓷帽坯件成型机是将土壤填入转盘上的模孔内,经冲头冲压成型。
一、设计要求:
1.生产能力:
3000只/小时;
2.驱动电机:
Y90S-4,功率N=1.1Kw,转速n=1400r/min;
二、设计内容:
1、设计冲压装置;
2、设计相应的传动装置及支承装置;
3、撰写有关内容的设计说明书。
进度安排:
第一周:
根据设计题目要求,搜集资料,分析具体内容,论证方案并进行方案比较;
第二周:
完成所设计装置的装配图绘制;
第三~四周:
完成所设计装置的零件图绘制;
第五周:
撰写设计说明书,答辩。
指导教师:
纪玉杰专业负责人:
安晓卫
主管院长:
2012年12月2日
前言
电磁帽是变配电设备的一个重要零件,属于系列产品,是易损件之一。
它由土壤做成圆柱形,并在上挖有凹孔成帽;坯件晾干后配釉烧成瓷器。
使用时将电磁帽翻盖在金属导杆的顶端,将起到绝缘和安全保护作用。
手工的电磁帽成型过程是将拌好的土壤放入模中,用冲头将土壤冲压紧,冲头下部有一凸头,以便形成电磁帽的凹孔,再将模子托起,冲出电磁帽坯件。
这种方法劳动强度大、效率低,帽的质量也难以保证。
所以,要用系统工程的观点,综合各门课程基础知识设计一套合理的机器。
电磁帽坯件成型机填料装置设计要求是将土壤填入转盘内的模孔内,经冲头冲压成型。
设计填料装置及刮平装置等主要装置和相应的支撑装置。
填料装置的工作主要在于转盘与模孔做间歇回转运动,又控制系统带动其回转速度的快慢和停顿,实现物料输送和各工位之间的转换。
刮平装置的工作主要在于将土壤在搅拌箱内充分拌匀,填入模孔后刮平。
搅拌箱内的刮刀可同时起到填料和刮平板的作用,它在搅拌箱内作连续回转运动。
电磁帽坯件成型机研究设计的目的在于提高工作效率、减少工作强度,使制造生产出来的电磁帽坯件的质量得到可靠保证,而且能减轻和节省人力劳动。
目录
前言………………………………………………………………………………………………..4
一、设计要求与原始数据
1.1设计题目……………………………………………………………………………………………..6
1.2机器功能原理分析……………………………………………………………………………..6
1.3工作原理及工艺过程………………………………………………………………………….6
1.4原始数据及设计要求………………………………………………………………………….6
二、机构的选择与比较
2.1运动要求…………………………………………………………………………………………….7
2.1.1拌料、喂料、刮除余料…………………………………………………………7
2.1.2物料输送和各工序转移……………………………………………………….7
2.1.3电瓷帽坯件的成型和冲出……………………………………………………7
2.1.4协调配合关系………………………………………………………………………7
2.2机构选型讨论…………………………………………………………………………………….7
2.2.1运动方案设计………………………………………………………………………7
2.2.2运动方案评价及选定…………………………………………………………..10
2.3拟定运动简图…………………………………….…………………………………………….10
2.4总体布局…………………………………………………………………………………………..11
三、技术设计与计算
3.1确定传动机构传动比…………………………………………………………………………12
3.2确定各轴转速…………………………………………………………………………………….12
3.3结构设计与计算……………………………………………………………………12
3.3.1偏心轮的结构和尺寸……………………………………………………………12
3.3.2六杆机构的结构和尺寸……………………………………………….13
3.3.3齿轮的结构和尺寸……………………………………………………..14
四、其他件的选型和尺寸
4.1轴承的选择和尺寸………………………………………………………………………………15
4.2键的选择和尺寸………………………………………………………………………………….15
五、结束语………………………………………………………………………16
参考文献………………………………………………………………………17
一、设计要求和数据
1.1题目:
电瓷帽坯件成型机
1.2机器功能分析
首先,填料机构填料,之后,由槽轮带动工作台转动180度,使填好料的模型孔刚好对着正上方的冲压机构,转动的过程中同时进行了刮平。
当填好料的模型孔对着冲压机构时,采用六杆增力机构的冲压机构向下运动可完成坯件的冲压成型。
这段时间内,底盘脱模凸轮处于近休止阶段。
冲压机构返回的同时,底盘的推杆由于凸轮的升程运动向上运动,从而使圆盘沿着孔壁向上运动,达到坯件脱模的目的。
凸轮运动到最大位移时,远休止0.5秒。
机构在凸轮推动下将成型的坯件推到传送带上。
由于脱模凸轮运动,圆盘回到初始位置。
在转盘转动180度之后至脱模结束这段时间,填料机构填料完毕,进行新一轮循环。
1.3工作原理及工艺过程
电瓷帽坯件成型机是将土壤填入转盘上的模孔内,经冲头压成型。
机器必须完成五个动作:
1)填料并刮平;
2)转模输送物料;
3)坯件经冲头冲压成型;
4)坯件脱模;
5)坯件输送;
1.4原始数据及设计要求
1) 生产能力:
3000只/hour
2)电瓷帽尺寸:
高60mm,外径60mm,孔径20mm,孔深25mm;
3) 驱动电机:
Y90S-4,功率N=1.1KW,转速n=1400r/min;
4)冲压机构应有增力功能。
二、机构的选择和比较
2.1运动要求
2.1.1拌料、喂料、刮除余料
将土壤在搅拌箱内充分拌匀,填入模孔后刮平。
搅拌箱内的搅拌叉可同时起填料推杆和刮平板的作用,它在搅拌箱内作连续回转运动。
2.1.2物料输送和各工序转移
转盘上的模孔数至少应有四个,现在取六个。
其工艺职能分别为待料、填料、成型和冲出。
转盘与模孔作间歇回转运动,由控制系统控制其回转速度的快慢和停顿,实现物料输送和各工序之间的转移
2.1.3电瓷帽坯件的成型和冲出
两冲头作直线往复运动,在模孔中将土壤挤压成型和冲出电瓷帽坯件,成型冲头比冲出冲头的工作行程要长,其差值取决于电瓷帽坯件的尺寸、土壤的土质和湿度,以及所用执行机构的杆长关系等。
2.1.4协调配合关系
两冲头在模孔中运动时,同时随转盘转动,离开模孔后靠滑杆上的扭力弹簧弹回复位。
下一循环冲头下落后冲冲模应转到其下方。
其协调靠转盘与带冲头的曲柄(偏心轮)的相对传动比控制。
2.2机构选型讨论
2.2.1运动方案设计
方案一:
1、组成:
六杆増力机构、冲压模型及脱模机构、转盘、填料及刮平机构、抽底盘机构、槽轮机构、齿轮系、凸轮机构
2、功能原理:
首先,由填料机构填料;其次,槽轮带动工作台转动180°,使得冲压机构与填好料的模型孔正对,并且在转动工作台的时候进行了刮平的步骤。
当填好料的模型孔正对着冲压机机构时,连有六连杆机构的冲压模型机构的内芯向下压,靠着末端带有的垫片带动外轴下降,完成坯件的冲压成型。
冲压机构由槽轮机构控制运动,这时停在原位。
待底下的底盘被抽走之后,冲压机构的外轴在凸轮的带动下,对坯件进行挤压,使它冲压下来,到达传送带上。
3、机构简图
方案二:
1、组成:
六杆増力机构、冲压模型、转盘、填料及刮平机构、将成型机构推到传送带机构、凸轮脱模机构、槽轮机构、齿轮系
2、功能原理:
见功能分析
3、机构简图
方案三:
1、组成:
偏置曲柄滑块机构、冲压模型、转盘(三等分型)、填料及刮平机构、脱模机构、槽轮机构、齿轮系
2、功能原理:
首先由填料机构填料,其次工作台转120°,使得冲压机构正好与填好料的模型孔相对,并且工作台转动的同时完成了刮平的步骤。
而后连有偏置曲柄滑块机构的冲压机构向下压,完成坯件的冲压成型。
而后冲压机构上移,工作台转180°,脱模杆对坯件挤压脱模,送到传送带上。
3、机构简图
2.2.2运动方案评价及选定
方案一:
优点:
机构简单,易于建模和实际生产加工。
缺点:
运动复杂,时间配合较难,脱模时坯件离传送带有一段距离,可能会使坯件受损。
方案二:
优点:
运动相对简单,时间配合简单,坯件不容易损坏。
缺点;机构相对复杂,建模困难。
方案三:
优点:
结构简单,思路思路清晰。
缺点:
脱模时坯件离传送带有一段距离(同方案一),无增力功能。
最终我们选择偏心轮六杆机构。
冲压压盘选择便于制造可靠的圆形结构。
2.3拟定运动简图
2.4总体布局
电瓷帽坯件成型机总体布局特点:
1)搅拌箱处于整机较高位置,便于直接将土壤在填料推杆作用下,通过箱体底部的缺口自动填入下部转盘的模孔中。
2)搅拌器的转轴与小齿轮的转轴共用一个轴,结构因此简化,传动链紧凑,提高了传动精度。
3)搅拌箱下面的支撑装置为铸件,电动机处于机体的最低位置,有利于降低重心,稳定机身。
4)高速轮位于支撑体的左侧,高速传动部件便于集中安装保护罩,有利于机体平衡,此外还有利于装配、检修和润滑。
三、技术设计与计算
3.1确定传动机构传动比
根据要求知道,传动路线由电动机,经两对锥齿轮,降速改变传动方向最终传递给执行机构。
因电机n电=1400r/min,生产能力3000只/小时,压盘上均匀分布着各5个压模脱模冲头,每成型5个坯件冲压一次,n转=60r/min,则总传动比见式(3.1)
i总=n电/n转
由上式计算得总传动比为23.333,
再由经验公式分配传动比
高速级传动比
i1=
低速级传动比i2=i总/i1
计算得:
i1=5.612
i2=4.157
3.2确定各轴转速
n0=n电=1400r/min
nⅠ=n电/i1=271r/min
nⅡ=nⅠ/i2=65r/min
3.3结构设计与计算
3.3.1偏心轮的结构和尺寸
1)偏心轮和连杆长度,由于工作头的上下往复运动,移动的行程等于模孔的高度与冲头在模孔外的一段距离之和,即行程约为100mm,取曲柄的长度为60mm。
2)具体结构,偏心轮用平键、止退垫圈、螺母固定在轴上。
3.3.2六杆机构的结构和尺寸
1)与偏心轮相连的杆L1=600mm
2)与吊环相连的杆L2=200mm
3)与压盘相连的叉形连杆L3=300mm
4)执行机构的行程距离S=80mm
叉形连杆
连杆
3.3.3齿轮的结构和尺寸
取高速级一对锥齿轮模数为m1=m2=2,取低速级一对锥齿轮模数为m3=m4=3。
、
取Z1=18,所以Z2=i1*Z1=101
取Z3=20,所以Z4=i2*Z3=83
经计算得:
(单位:
mm)
齿顶高:
ha1=ha2=2ha3=ha4=3
齿根高:
hf1=hf2=2.4hf3=hf4=3.6
分度圆直径:
d1=36d2=202d3=60d4=249
齿根圆直径:
df1=31.275df2=201.157df3=53df4=247.313
齿顶圆直径:
da1=39.938da2=202.702da3=65.833da4=250.406
高速级一对啮合齿轮:
(如图)
低速级一对啮合齿轮:
(如图)
四、其他件的选型和尺寸
4.1轴承的选择和尺寸
电机轴上的轴承代号:
GB/T292-19947204C
Ⅰ轴上的轴承代号:
GB/T297-199430208
GB/T297-199430211
Ⅱ轴上的轴承代号:
GB/T297-199430208
连杆连接处的轴承代号:
GB/T292-19947204C
4.2键的选择和尺寸
均选用普通圆头平键:
Ⅰ轴:
12×8×22
Ⅱ轴:
12×8×50
Ⅱ轴与偏心轮连接处:
6×6×25
偏心轮与连杆连接处:
5×5×16
五、结束语
为期五个星期的课程设计终于结束了,在整个自主设计,计算,绘图至说明书书写过程中经历了相当漫长而困惑的时期。
通过此次课程设计,正视了自己方方面面的不足,才知道纸上得来终觉浅的意思。
还好在老师的指导下完成了此次课设,在此感谢老师在整个过程中的帮助。
此次课程设计一改以往的其他课设形式,绝对不再是简简单单的绘制,计算出各个零件,画出产品。
这次课设要求我们在给出相应的题目后,首先进行系统功能的总体分析,进行方案的比较优化,最终选择最优方案。
通过这次的课程设计,使我们每个人都再一次体验了课程设计的模式和流程。
在这次课程设计中,我们根据老师所给的题目去构思,收集和整理设计中所需要的资料。
在这些日子里,我们都认真的演算相关数据,在参考书上寻找资料,使我们尝试到了作为一名设计者的辛酸与喜悦。
设计是一个系统性的工程,越做到最后,越发现自己知识的局限性,在今后的学习工作中,还得学习更多的知识。
参考文献
[1]孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理.第七版.高等教育出版社,2008年
[2]孙志礼,马星国,黄秋波.机械设计.科学出版社,2008年
[3]王之煦,金水裳,范琮夏.新标准机械图图集.机械工业出版社,1991年
[4]成大先.机械设计手册.第五版.化学工业出版社,2010年
[5]李树军.机械原理.东北大学出版社,2002年
[6]刘跃南.机械设计系统.机械工业出版社,1999年
[7]段铁群.机械系统设计.科学出版社,2010年
[8]巩云鹏,田万禄,张伟华.机械设计课程设计.科学出版社,2008年
[9]张玉,刘平.几何公差与测量技术.东北大学出版社,2006年
[10]黄靖远,高志,陈祝林.机械设计学.第三版.机械工业出版社,2006年
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