冷镦机设计讲义.ppt

螺钉头冷镦机 小组成员:机械043 林崑滨 机械043 张勇杰 机械043 张韬 设计要求 题目:螺钉头冷镦机 工作原理及工艺动作过程 采用冷镦的方法将螺钉头镦出,可以大大减少加工时间和节省材料。冷镦螺钉头主要完成以下动作： 1)自动间歇送料； 2)截料并运料 3)预镦及终镦 4)顶料 原始数据及设计要求 每分钟冷镦螺钉头120只 螺钉杆的直径D=2-4mm，长度L=6-32mm 毛坯料最大长度 48mm，最小长度12mm 冷镦行程56mm 设计任务 执行机构选型及设计：构思出至少3种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经过对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较好的方案进行详细设计，该机构最好具有急回运动特性 传动系统的设计，齿轮机构，凸轮机构，连杆机构的设计，包括尺寸设计 用软件对机构进行运动仿真和运动学分析，并画出输出机构的位移速度和加速度线图 总框架 送料机构 截料机构 夹紧机构 冷镦机构 传动机构 送料机构 送料机构必须实现间歇送料 方案一 不完全齿轮 用一个完全齿轮和一个不完全齿轮，完全齿轮在电动机的驱动下匀速转动，当不完全齿轮的轮齿与完全齿轮啮合时，不完全齿轮带动履带轮转动，进行送料，转动过的弧长，即为送料长度。当不完全齿轮不进行啮合时，毛坯料不动，可在这段时间内进行剪切和冷镦． 优点 不完全齿轮机构的结构简单，制造容易，工作可靠，而且设计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化。 方案二 槽轮机构 槽轮机构与不完全齿轮的原理一样，是通过用主动轮的圆销带动槽轮转动，当圆销离开径向槽时，槽轮又静止不动。直至圆销再次进入另一个径向槽时，又重复上述运动。槽轮机构要控制槽轮的运动时间和静止时间，是根据槽轮上的槽数来定的。在外槽轮机构中，当主动拨盘回转一周时，槽轮的运动时间td 与主动拨盘一周的总时间之比，为槽轮机构的运动系数，用k表示，且k=td/t=1/2－1/Z,这里的z就是槽轮上的槽数。 优点 槽轮机构的结构简单，工作可靠，刚性冲击较小，但与不完全齿轮比较起来，槽轮机构运动时间和静止时间的比例可调范围没有不完全齿轮那么大。 方案三 棘轮机构 原理及优点:棘轮机构的主动件为摇杆，这里想到要用棘轮机构，也正是因为它用到摇杆，那么会有曲柄连杆去带动它，而后面的剪切和夹紧机构可以共用一个曲柄，使整体机构简单化，而且加工方便。 最终方案 方案二 槽轮机构 选择理由:这三种方案中，不完全齿轮和槽轮是同样的原理，而且结构简单，制造容易，但不完全齿轮有较大冲击，根据冷镦机的设计要求，每分钟要做120个螺钉，那么1秒钟要送两次料，齿轮的转速要达到720deg/s，这是属于比较高速的机构，不完全齿轮就不大适合。我们最终选用槽轮机构，就是因为槽轮机构的机械效率高，并能平稳地间歇地进行转位。而第三方案棘轮机构，同样是因为转速问题，棘轮工作时的冲击也是比较大的，而且运动精度较差。但从整体设计角度来看，选用棘轮机构，能使整体的机构配合紧凑而且简单。如果这里是低速机构的话，那么将选择棘轮机构。 机构实现 选择参数:槽轮机构里主动盘和槽轮的中心距离为L=100mm，圆销直径d=12mm，槽数Z=4 . 机构图 这里的槽数为4，那么槽轮机构的运动系数k=0.25。根据设计要求，主动轮转一周的时间为0.5秒，那么槽轮的运动时间为0.125秒，在这个时间内完成送料。由于槽轮每次转过的角度都为90度，那么根据L=φ/dπ（L为毛坯料的长度，d为履带轮的直径）根据需要加工的毛坯料长度，调节履带轮的直径，就可实现送不同长度毛坯料的要求。 截料机构 剪切机构我们在这里只选用了曲柄滑块机构，主要是机构简单，且同样能达到间歇剪切材料的目的。当履带停止送料，加工材料在夹紧的状态下，完成冷镦，这时滑块正好移到加工材料的位置，同时完成剪切。然后在曲柄和连杆的带动下，滑块退回。在退回和再次到达加工材料位置这个过程中，机构完成了送料和预镦的过程。这个机构就是利用滑块的往返时间达到控制间歇剪裁的时间。 运动简图及参数选择 曲柄长度=20mm，连杆长度=65mm,滑块行程=48mm，偏距e=33.78mm 机构设计 在滑块的正上方，是一个固定的刀具。总的配合起来就是一个固定的上刀刃和一个移动的下刀刃完成总的剪切。 选择固定上刀刃的目的 第一，是对加工材料起到定位和矫直的作用 材料在履带的传送下是稍微与上刀刃接触的，这样，通过这个固定的上刀刃和基座上的凹槽，就能使加工材料固定在一条直线上，以便与冷镦的准确完成。 第二，如果单用一个下面这个刀具对加工材料进行剪裁的话，那么加工材料在垂直平面上将受到一个很大的剪力。加工材料仅仅是一个细杆圆柱，那样剪切完后，材料要变形弯曲