机械原理课程设计---粉末成型机.doc

机械原理课程设计说明书 ——粉末成型机运动设计 目录 工作原理及工艺动作过程........................ 功能要求及技术参数............................. 设计方案分析及讨论 ........................... 参数选择及方案成型............................ 五、总结及个人体会................................ 六 、参考资料..................................... 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意志工艺方法。在压制长径比h/d1~1.5的圆柱体压坯时，可采用单项压制，即压制时仅一个方向施力。 其工作过程如下： 送料器上粉后返回，上模冲开始下行压制粉末，下模冲开始下行压制粉末，下模冲固定不动（图1-1）； 上模冲压制到位，下模冲固定不动（图1-2）； 上模冲上行回位，下模冲上顶压坯脱模（图1-3）； 送料器推压坯下料，下模冲固定不动（图1-4）； 送料器到位后准备上粉，下模冲下行回位。然后接着按此流程运行（图1-5）。 其工作示意图如下： （图1-1） （图1-2） （图1-3） （图1-4） （图1-5） 功能要求及技术参数 上模冲压制机构应具有以下的运动特性：快速接近粉料，慢速等速压制，压制到位后停歇片刻（约0.4秒左右）保压或接近压制行程终点时再放慢速度而起保压作用。 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。 送粉机构要严格遵守压制周期的运动规律。 进一步要求：让上模冲和下模冲的行程可调。 主要技术参数如下： 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、送分器行程为115mm； 5、脱模最大行程为45mm； 6、压制及脱模能力最大为58KN。 设计方案分析及讨论 经过以上的功能分析和技术要求，我们参照其运动效果图就可知道该粉末成型机所要完成的大致运动过程。同时，其中主要由三个部分组成：（1）上模冲过程；（2）推粉器推动过程；（3）下模冲过程。 对它们的分析如下： （1）上模冲过程 该过程，主要提供两种方案，分别如图所示： 方案一、 方案二、 方案比较： 经过观察可以知道，方案一机构简单，能实现基本的运动过程，但是它不符合设计要求中提到的上模冲压制机构应具有以下的运动特性：快速接近粉料，慢速等速压制，压制到位后停歇片刻（约0.4秒左右）保压或接近压制行程终点时再放慢速度而起保压作用的要求，所以该方案存在很大的不足，因为舍弃。而方案二正是在方案一的基础上进行的改进，应用到了四连杆机构，经过对上冲模仔细的速度和位移的分析，以上的要求皆可以实现，其证明过程将在下面的机构分析中给予指出。 推粉器推动过程 下模冲过程 该过程我们选择的是利用对心直动滚子盘形凸轮机构，这样就实现了成型粉末的上下运动，并且在上冲模下降过程中，可以满足粉末不动的要求，因此，只要配合的好，该机构是可以实现的。其大致形状如下图示： 四、参数选择及方案成型 经过上面的讨论及分析，现在已经把各个部分的机构选择了出来，下面就是选择出机构的必要参数，来进行总体设计，并画出结构简图。 选择的参数如下： 每分钟压制24次，则周期T为2.5秒；压坯直径选取为40mm；上模冲行程为110mm； 送分器行程为115mm；脱模行程H=45mm，压制到位后h=15mm（H、h参见图1、1和1、2）；压坯直径为d=10mm，则压制长径比h/d=1.5，满足要求。 其机构简图如下： 3.1上冲模的运动分析： 经过详细的计算，选取的连杆参数如下： OA=47,mm，AD=213mm，CD=125mm，DE=49mm。 接下来就是分析上冲模的运动情况，我所用的是Adams - View MD 2010软件，在其工作区域内画出上冲模的各个连杆机构，其数字要一一对应，否则容易出现死角，在绘制过程中，由于该软件没有精确地坐标 定位，所以许多角度都是自己一遍遍的尝试，最终求得最精确的解，下面图像就是在该软件工作区域绘制的图形： 在工作区域内画出该机构图，注意的是要确保每个数字要相对应，否则运算结果会大相径庭。以下就是该软件对上冲模运动情况的分析： 、上冲模位移仿真曲线，如图： （2）、上冲模速度仿真曲线，如图： （3）、上冲模加速度仿真曲线，如图： 这样便把上冲模的运动分析了出来，仔细查看图像便