机械原理课程设计(粉末成型压机).doc

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1、机械原理课程设计题目：粉末成型压机设计者：专业：机械设计制造及其自动化指导教师：年月日第一部分设计原理及设计要求一、工作原理及工艺动作过程粉末冶金是将金属等粉末的混合料，通过压制成型和烧结而制成零件或成品材料的一种工艺方法。在压制长径比h/d<1~1.5的圆柱体压坯时，可采用单向压制，即压制时仅一个方向施压。压制过程中，阴模固定不动，其它执行件动作如图1所示。二、设计要求1、上模冲压制机构应具有以下特性：快速接近粉料，慢速等速压制，压制到位后停歇片刻（约0.4秒）保压或接近压制行程终点时再放慢速度而起到

2、保压作用。2、脱模机构应使下模冲顶出距离准确，复位时要求速度快而冲击小。3、送分机构要严格遵守压制周期的运动规律。4、进一步要求：让上冲模和下冲模的行程可调。三、主要技术参数要求1、每分钟压制次数为10~40次；2、压坯最大直径为45mm；3、上模冲最大行程为110mm；4、送粉器行程为115mm；5、脱模最大行程为45mm；6、压制及脱模能力最大为58KN；四、课程设计任务要求1、按各个执行件的工艺动作要求拟定运动循环图；2、进行执行机构即压制机构、脱模机构、送粉机构的选型；3、机械运动方案的评价和确

3、定，并进行执行机构运动学尺寸计算和必要的运动分析；4、按选定的电机和执行机构的运动参数拟定机构传动方案，并进行传动机构运动学尺寸计算；5、画出机械运动方案简图；6、编制设计说明书（内容包括上述任务的设计、分析计算及结果、图）；7、进一步工作：执行机构的动画演示、凸轮的数控加工等。第二部分机构运动循环图的确定和各个执行构件的选型一、各执行构件的工艺动作和运动循环图1功能分析根据任务书要求，有下图分析得知该系统的主功能为将粉料压制成型，为完成主功能又可分解为四个功能，即上冲头的压下，下冲头的压上，筛料推片和

4、成新模具，如图所示。待设定系统粉料机械能控制讯号片坯图总功能上冲头压下下冲头压上筛料推片模压成型图2上模冲压制机构的工艺动作：上模冲压制机构的曲柄在0º（在这里特殊规定0º是使上模冲位于最高位置的极位角度）到150°（这个数值由设计的极位夹角决定）要完成上模冲的下降和冲压过程；在150º到360º内要完成上模冲和粉料脱离并使上模冲继续向上升的工艺动作。3下模冲脱模机构的工艺动作：在上模冲下降和冲压的过程中下模冲要保持不动，在上模冲脱离的同时下模冲上升，然后保持不动，最后下模冲下降复位，从而完成该凸轮机构

5、的一周旋转工作。4送粉机构的工艺动作：在上模冲和下模冲完成一周的运动的同时，送粉机构要先完成送粉、复位和等待这三个工艺动作，然后再完成推料、复位和等待这三个工艺动作。360°180°0°上模冲下降压制保压脱离上升下模冲不动上升不动下降送粉机构送粉回程推料回程360°360°0°图2结合上模冲压制机构、下模冲脱模机构和送粉机构的各个工艺动作拟定运动循环图如图2所示：二、各运动构件的选型（一）各运动构件的功能分析1、上模冲压制机构：上模冲要求冲头能够快速接近粉料，并且能有保压过程，然后返回。由此可以看出这要

6、求我们所选的上模冲压制机构要有急回特性，所以我们可以采用曲柄滑块机构或者凸轮机构。对于曲柄滑块机构我们要采用偏置曲柄滑块机构才会具有急回特性。由于当凸轮机构作为上模冲压制机构时，若上模冲冲击力过大会造成凸轮推杆的断裂，所以若要求上模冲冲击力较大时不宜采用凸轮机构。2、下模冲脱模机构：下模冲要求顶出距离准确，复位时要求速度快而冲击小，并且要求下模冲的运动规律很严格，所以我们可以采用凸轮机构。若采用凸轮机构也还是会有一定的缺点，就是当上模冲的冲头冲压时必定会对下模冲凸轮脱模机构的推杆产生一定的影响，容易造成

7、下模冲凸轮机构推杆的断裂。3、送粉机构：本题目要求送粉机构的运动周期严格并且具有行程要求。根据此项要求我们可以采用对心曲柄滑块机构或者凸轮机构。若采用对心曲柄滑块机构则无法保证留有送粉机构在送粉回程后和推料推程前的间歇时间。如果不存在间歇时间就会使送粉和推料的速度大大降低，故采用对心曲柄滑块机构还是有一定的缺点的。综合上面的分析，我们可以采用偏置曲柄滑块机构。根据以上对上模冲压制机构、下模冲脱模机构和送粉机构的分析我们可以设计出几种粉末成型压机的机构简图，在运动方案选择和确定上会一一加以描述。（二）运动

8、方案的选择和确定关于运动机构的选择，我们找到了一些可以完成运动功能的机构，如下图所示：牛头刨床的急回机构，优点进程速度平稳，回程时间短。曲柄滑块机构圆柱凸轮机构，可用于水平送料凸轮推杆机构平面六杆机构根据所选的机构，我们设计了三种不同的方案如下：方案一：方案二方案三最终，我们选择上冲模用平面六杆机构，水平送料用曲柄滑块机构，下冲模采用凸轮推杆机构。即方案一第三部分所选机构传动系统的选择上冲模机构运动分析取OD1=r=70mm ; θ=20°