说明书。设计题目15吨压片机设计。
机械设计制造及其制动化专业一班。
设计者敖鹏。
指导教师苏和平。
2024年12月21日。
一。 设计题目5
1.工作原理以及工艺过程5
2.原始数据以及设计要求5
二。 设计题目的分析5
1. 总功能分析5
2. 总功能分解5
3. 功能元求解6
4. 运动方案确定7
5. 方案的评价9
6. 运动循环图10
7. 尺度计算11
8.下冲头对心直动滚子推杆盘形凸轮机13
9.下冲头对心直动滚子推杆盘形凸轮机的位移曲线13
三。 干粉压片机各部件名称以及动作说明14
四。 参考书目14
五。 新得体会14
一、设计题目。
干粉压片机。
1.1、 工作原理及工艺动作过程。
干粉压片机的功用是将不加粘结剂的干粉料（如陶瓷干粉、药粉）定量送入压形置压制成 φ h 圆型片坯， 经压制成形后脱离该位置。机器的整个工作过程（送料、压形脱离）均自动完成。该机器可以压制陶瓷圆形片坯、药剂（片）等。
其工艺动作的分解如图1—1
图1—1 工艺动作分解。
1 ） 料筛在模具型腔上方往复振动，将干粉料筛入直径为 26mm 、深度为 30m m的筒形型腔，然后向左退出 45 mm 。
2 ） 下冲头下沉 4mm ，以防上冲头进入型腔时把粉料扑出。
3 ） 上冲头进入型腔 4mm 。
4 ） 上、下冲头同时加压，各移动 12mm ，将产生压力，要求保压一定时间，保压时约占整个循环时间的 1/10 。
5 ） 上冲头退回，下冲头随后以稍慢速度向上运动，顶出压好的片坯。
6 ） 为避免干涉，待上冲头向上移动 90mm 后，料筛向右运动推走片坯，接着料筛往复振动，继续下一个运动循环。
1.2、 设计原始数据及设计要求。
1) 精压成形制品生产率为每分钟 24 件；
2) 行程速比系数 k=1.2
3) 被压工件的外形是直径为 26 mm ，厚度为 5mm 的圆形片坯。
二、设计题目分析。
2.1、总功能分析。
根据题目要求，要最终将干粉压制成片坯。若要求获得质量较好的成品，可采用诸多方法。下面采用黑箱法进行分析：
由黑箱法分析可得到：为了达到高效、方便的目的，采用机械自动加工的方法比较好，因此本题采用了自动加工的方法压制片坯。
2.2、总功能分解。
该干粉压片机通过一定的机械能把原料（干粉）压制成成品，其功能分解如图2—1
图2—1 总功能分解。
设计干粉压片机，其总功能可以分解成以下几个工艺动作：
1) 送料机构：为间歇直线运动 , 这一动作可以通过凸轮上升段完成。
2) 筛料：要求筛子往复震动。
3) 推出片坯：下冲头上升推出成型的片坯。
4) 送成品：通过凸轮推动筛子来将成型的片坯挤到滑道。
5) 上冲头往复直线运动，最好实行快速返回等特性。
6) 下冲头间歇直线运动。
例如下表所示的树状功能图：
图2—2树状功能分解。
2.3、根据功能的要求，进行功能元求解。
干粉压片机运动转换功能图如下：
图2—3运动转换功能。
干粉压片机运动方案选择矩阵如图2—4 运动方案。
图2—4 运动方案。
由上表所列矩阵可知，可能的运动方案数目为n=4*4*4*3*3=576种。
从此方案中剔除明显不合理的，在进行综合评价：是否满足运动要求；是否满足载要求；运动精度；制造工艺；安全性；是否满足动力源、生产条件等限制。
根据题目要求，功能元减速a而言，带传动结构简单，运转平稳，噪声小，能缓和冲击， 有过载保护作用，安装维修要求不高成本底。齿轮传动工作可靠，效率高，易制造和精确加工。 故可选用带传动或蜗杆传动。
减速b ：齿轮或蜗杆传动能满足定速比传动要求，且精度较高。应用范围广，承载能力大的优点，故选齿轮或蜗杆传动。
对于上冲头运动c ，要实现往复直线移动，还有考虑急回特性。因此选曲柄滑块或摇杆机构 。
送料机构d主要作用是将胚料送到加工位置，且能实现间歇要求，对承载能力要求低，故采用凸轮或蜗杆机构。
下冲头运动e虽然需要较高的承载能力，但下冲头中可以加两个挡板来增加其承载能力，且要实现间歇要求，可靠性好，故采用凸轮机构完成下冲头的动作。
综上所述，可初步确定两个方案， 如表中实线、虚线所示的方案。
方案1 ： a3+b4+c3+d1+e2
方案2 ： a1+b3+c4+d2+e2
2.4、运动方案的确定。
方案示意图如下：
图2—5 方案一。
图2—6 方案二。
2.5、方案评价。
机械运动方案的拟订和设计，最终要求通过分析比较以提供最优的方案。一个方案的优劣通。
过系统综合评价来确定。
下面用机械选型的评价体系，它可用视图的方法来表示：
根据个评价指标相互关系，建立评价模型为：h=u1*u2*u3*u4*u5
在式中u1=s1+s2 u2=s3+s4+s5+s6
u3=s7+s8+s9+s10 u4=s11+s12+s13+s14 u5=s15+s16+s17
上述表达式表示 u1 、 u2 、 u3 、 u4 、 u5 各指标之间采用了乘法原则，而它们之间用了加法原则。
根据题目要求，功能元比较如表 —1 ：方案中机构的性能、特点、评价。
表 —1表示上述两个机构方案的评价指标体系、评价值及计算结果。表中，所以的指标值分为 5 个等级 ：“很好 ” 好 ” 较好 ” 不太好 ” 不好 ” 分别用 1 、 0.
75 、 0.5 、 0.25 、 0 表示。
如表—2：
表—2由表中 h 值可知，方案 1 较方案 2 好，故可优先选用方案 1 为最终方案。
2.6、运动循环图。
从上述工艺过程可以看出，由主动件到执行件有三支机构系统顺序动作，画出运。
动传递框图如下图2—7
图2—7 循环图。
从整个机器的角度上看，它是一种时序式组合机构系统，所以要拟订运动循环图 。以该主动件的转角为横坐标（ 0~360 ），以机构执行构件的位移为纵坐标画出位移曲线。运动循环图上的位移曲线主要着眼于运动的起迄位置，而不是其精确的运动规律 。
料筛从推出片坯的位置经加料位置加料后退回最左边（起始位置）停歇。下冲头即下沉 4mm （如下图中 ② 下冲头下沉完毕，上冲头可下移到型腔入口处（如图中③ ）待上冲头到达台面下 4mm 处时，下冲头开始上升，对粉料两面加压，这时，上、下冲头各移动 12mm （如图中 ④ 然后两冲头停歇保压（如图中 ⑤ 保压时间约 0.2s ，即相当于主动件转 36 度左右。
以后，上冲头先开始退出，下冲头稍后并稍慢地身上移动到和台面平齐，顶出成形片坯（ 如图中 ⑥ 下冲头停歇待卸片坯时，料筛已推进到形腔上方推卸片坯（ 如图中 ⑦ 然后，下冲头下移 24cm 的同时，料筛振动使筛中粉料筛入形腔（ 如图中 ⑧ 而进入下一循环。
2.7、尺度计算。
a. 上冲头。
b. 下冲头。
c. 对心直动滚子推杆盘形凸轮机构。
d. 曲柄滑块机构。
e 曲柄滑块机构。
f. 蜗轮蜗杆机构。
g. 蜗轮蜗杆机构。
h.料筛。i.圆锥齿轮。
j. 圆锥齿轮。
传动齿轮m.传动齿轮n.传动蜗杆o.电动机。
图2—8 方案说明图。
执行机构的尺寸计算
根据选定的驱动电机 ( 在图中没画出 ) 的转速 n=940r/min 和生产率为 24 件 / 分钟， 它传动系统的总速比为： i=940/24 =39.2 k=1.2
=180°*(k-1)/(k+1)=180°*(1.2-1)/(1.2+1)=16.4°
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