电瓷帽坯件成型机

题目：电瓷帽坯件成型机组员：机械023顾静机械023袁雪蕊机械022陈丹凤1.题目：电瓷帽坯件成型机2.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；3.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。1．执行机构的选择1）根据冲头和脱模盘，模具转盘，这两个执行构件的动作要求和结构特点，可选用以下常用机构：冲头和模具盘机构①组合机构－椭圆齿轮机构与曲柄滑块机构②偏曲柄滑块机构③六杆冲压机构模具转盘间歇运动机构①槽轮机构②不完全凸轮机构③凸轮式间歇运动机构2.机构的比较1）冲头和脱模盘三种机构的比较：组合机构－椭圆齿轮机构与曲柄滑块机构：主动椭圆齿轮1作匀速运动，椭圆齿轮2作周期性非匀速转动。利用这一特性，以2为曲柄，使本无急会特性的对心曲柄滑块机构的滑块在工作行程中速度缓慢，趋于均匀，而回程速度加快，时间缩短。可用于卧式压力机或用作物料送进机构。偏置曲柄滑块机构：：六杆机构：该机构由偏心轮肘节组成。偏心轮可减小机构尺寸，提高强度。肘节可产生增力效果。当杆8上作用一较小的力，滑块上就会产生很大的力，且θ角越小，其增力效果越大。随着滑块向下行进，对坯料进行冲压成型，θ角减小，冲头作用在坯料上的力增加，使坯料紧实，于是提高了零件的成型质量。2）模具转盘间歇运动三种机构的比较：槽轮机构：结构简单，外形尺寸小，其机械效率高，并能平稳地，间歇地进行转位，但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。普通槽轮机构有外槽轮机构和内槽轮机构。内槽轮机构中运动时间大于静止时间，外槽轮中运动时间小于静止时间。而本机构是在由槽轮带动的模具转盘停歇时进行冲压成型的，所以要求T静T动,因此选择外槽轮机构。不完全齿轮机构：设计灵活，很容易实现一周中的多次不同动，停时间的间歇运动。但在进入啮合和退出啮合使速度有突变，产生冲击，不宜用于高速传动。凸轮式间歇运动机构：一般由带有特殊廓线的主动凸轮和作间歇运动的从动件组成。其传动结构简单，不仅可传递平行轴还可传递交错轴间的间歇运动。只要合理设计廓线，选择合适的运动规律，可使从动件运动平稳，减少冲击，得到较好的运动特征，以适应高速运转的需要。3.选择方案并作简要的说明1）执行机构的选择根据表所示的二个执行机构形态学矩阵，可以求出电瓷帽坯件成型机的机械运动方案数为：N=3*3=9我们可以按给定条件，各机构的相容性和尽量使机构简单等等要求来选择方案，由此可选择比较简单的三个方案方案Ⅰ：冲压机构为组合机构，模具转盘机构为凸轮式间歇运动机构。方案Ⅱ：冲压机构为偏置曲柄滑块机构，模具转盘机构为不完全齿轮机构。方案Ⅲ：冲压为六杆机构，模具转盘为槽轮机构。这三个方案进行综合评价方法来进行评估选优。凸轮式间歇运动机构设计复杂而且装配也困难，不完全齿轮机构在进入啮合和退出啮合时速度有突变，产生冲击，槽轮机构结构简单，外形尺寸小，其机械效率高，并能平稳地，间歇地进行转位。由此可见冲压机构选用外槽轮机构比较合理。模具转盘机构需要有急回运动和较好的增力效果，所以选用六杆冲压机构。综上，选择方案Ⅲ作为电瓷帽坯件成型机的最终机械运动方案。2）机械传动系统的选择根据选定的驱动电动机的转速和电瓷帽坯件成型机的生产能力。它们的机械传动系统的总速比为：I=n（电机）/n（执行主轴）=1400/10Π=44.56机械传动的第一级传动采用带传动，其速比为5；第二级采用直齿圆柱齿轮传动，其传速比为8.93）刮平机构的选择电瓷帽成型机的工作原理与蜂窝煤成型机相似。但土壤间黏结性较好，冲头无需进行清扫，所以本打算将清扫装置改装成刮平装置。但后出于简化机构的目的，通过在加料口四周安装圆柱形铁皮并配合模具盘的转动来完成刮平功能。4）机械运动方案简图5）机械运动原理：图中电动机1经带传动2和齿轮传动3减速后，由圆锥齿轮传动4和拨杆上的拨销5推动槽轮6间歇回转，从而使与其固联的模盘7也间歇转动。在模盘转动的过程中，挡板11实现对土壤的刮平，滑块9在连杆8的带动下往复直动，其上固联有冲头12和脱模杆13，同时实现对土壤的冲压和对冲压成的坯件脱模。6）.系统的运动循环图。电瓷帽坯件成型机运动循环图主要是确定冲压和脱模盘，模具转盘两个执行构件的先后顺序，相位。电瓷帽坯件成型机的冲压机构为主机构，以它的主动件的零位角为横坐标的起点，纵坐标表示执行构件的位移起讫位置。冲头和脱模盘都由工作行程和回程两部分组成模具转盘的工作行程在冲头的回程半段和工作行程的后半段完成，使间歇转动在冲压以前完成。执行机构——压板模具——三工位一次成型5个7）系统运动分析模具位移分析模具速度分析模具角加速度分析为了实现具体的运动要求，必须对带传动，齿轮传动，冲压机构和槽轮机构进行运动学计算。带传动计算确定计算功率PcPc=KAP取KA=1.4，则Pc=1.4*11=15.4KW选择带的型号由Pc及主动轮转速n1，由有关线图选择V型号为C型V带。确定带轮节圆直径d1和d2取d1=50mm，则d2=5*d1=250mm2.齿轮传动计算取z3=17，z4=I*17=153，取模数m=2。则d3=z3m=34mmd4=z4m=306mm•六杆机构的计算AB=175mmBC=530mmCD=200mmCE=240mmD点的坐标（0，0）A点的坐标（-530，-100）4.槽轮机构的计算1）槽数zz选定为32）中心矩a按结构情况确定a=200mm3）圆销半径r按结构情况确定r=5mm4）槽轮每次转位时主动件的转角2α2α=180°（1-2/z）=120°5）槽间角2β2β=360°/z=120°6）主动件圆销中心半径R1R1=asinβ≈173.2mm7）R1和a的比值λλ=R1/a=sinβ≈0.8668）槽轮外圆半径R2R2=≈100.124mm9）槽轮槽深hh≥a（λ+cosβ-1）+rh≥78.2取h=80mm10）运动系数kk=（z-2）/2z=1/6（n=2，n为圆销数）参考书籍1．《机械原理课程设计手册》邹慧君主编高等教育出版社2．《机械创新设计》张春林曲继方张美麟主编机械工业出版社3．《机械原理》陈作模主编高等教育出版社