2022年螺钉头冷镦机课程设计设计说明书 .pdf
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1、1东华大学机械工程学院螺钉头冷镦机设计说明书设计者:姓名:学号:姓名:学号:姓名:学号:指导?师:组长:2012 年 6 ?207 ?14 ?名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 17 页 - - - - - - - - - 2目录一、设计题目 .3二、设计任务 .3三、设计内容.41 原动机的选择 .42 送料机构.4运动机构方案的提出 . 4机构方案的比较 . 5机构设计.53 截料机构 .6机构方案的提出 . 6机构设计 .74 滚筒机构.85 冷镦机构.
2、96 传动机构 .10四、机构原理图 .131 机构原理图 .132 机构循环图 .14五、机构简图.15六、运动方案的模拟仿真. 15七、设计小结 .16八、参考文献 .17九、设计时间表.17名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 17 页 - - - - - - - - - 3螺钉头冷镦机一、设计题目螺钉头部成型通常采用冷镦塑性加工。冷镦是在室温下对螺钉毛坯高速打击,在挤压模腔中缩颈、压型的加工方法。冷镦使用的原始毛坯为长56m的棒料,主要工艺动作为:(1)
3、 棒料间歇送进。(2) 截下短尺寸毛坯并运送到冷镦工位。(3) 进行预镦(缩颈镦粗)和终镦(头部压型)。(4) 成品从模腔顶出。原始数据如下:(1) 冷镦螺钉头的速度为120 只/min 。(2) 螺钉杆的直径 D=2 4mm ,长度 L=632mm 。毛坯料 1248mm 。(3) 冷镦冲头行程 56mm 。二、设计任务(1) 拟定工艺原理图和运动循环图。(2) 进行送料、截料、冲压、分度转位、顶料的执行机构选型。(3) 进行执行机构组合方案的评定和选择,画出执行机构组合方案示意图。(4) 选择电动机的适当转速,拟定传动系统并确定其传动比。(5) 画出包括执行机构和传动系统的机械运动方案示意
4、图。(6) 对传动系统和执行机构进行尺度综合,按比例在图纸(A2或 A3)上画出机械运动方案图。(7) 对主要执行机构进行运动分析,画出运动线图。(8) 对螺钉头冷镦机进行三维造型和运动仿真。(9) 编写设计说明书。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 17 页 - - - - - - - - - 4三、设计内容1 原动机的选择选择转速为 1440r/min 的 Y型三相异步电动机选择原因:1Y系列三相异步电动机能防水滴,防尘、铁屑或其它杂质侵入电机内部,是一种
5、节能型的电动机。2该系列电动机运行可靠, 寿命长,使用、维护方便,性能优良, 体积小,重量轻,转动惯量小,节省原料。适用于金属切削机床,水泵,运输机械,搅拌机,农业机械,食品机械等。3考虑到各执行机构的转速(120r/min,60r/min),为了计算方便,故选用转速为 1440r/min 的 Y型三相异步电动机.2 送料机构运动机构方案的提出1用不完全齿轮不完全齿轮机构的结构简单,制造容易,工作可靠,但是从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时有较大冲击,故一般只用于低速、轻载场合。2用棘轮机构名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
6、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 17 页 - - - - - - - - - 5棘轮机构的主动件为摇杆,这里想到要用棘轮机构,是因为结构简单、制造方便、转角可调。但是工作时有较大的冲击和噪音,运动精度较差。适用于速度较低和载荷不大的场合。3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。 虽然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,但能满足机构的要求,而且槽轮结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高,能平稳
7、地、间歇地进行转位。机构方案的比较上述三种方案中, 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。机构设计在选用槽轮机构后, 首先根据冷镦机总体的大小, 初步定了槽轮机构里主动盘和槽轮的中心距离为L=100mm ,圆销半径 r=11.8mm
8、 ,槽数 Z=4。考虑到传动的稳定性,我们选用了直径为20 的轴。同时为了提高效率,我们设计两根原料同时进料。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 17 页 - - - - - - - - - 6四槽槽轮计算运动系数K=0.5是由工艺要求的时间循环图得K=td/t=0.5/1=0.5又由于公式k=n(1/2-1/z)则可取 n=2 及 Z=4恰满足条件即 4 槽和 2 销槽轮机构。槽孔具体尺寸计算:设定 L=100mm ,回程半径 R=Lsin=Lsin (/8
9、 )=70.7mm ,圆销半径 r=R/6=11.8mm ,槽顶半径 S=Lcos=Lcos(/Z)=70.7mm,槽深 hS-(L-R-r)=53.2mm,此时 h=56.8mm ;拨盘轴颈 =d12(L-S)=2(100-70.7)=58.6mm ,为便于转配,取d=20mm 槽孔轴径=d22 (L-R-r )=2(100-70.7-11.8)=35mm,取 d2=20mm 。槽顶侧壁厚 b=4mm ,止弧半径 R=53.9mm,止弧以圆销中心为圆心90 为圆弧。送料机构摩擦轮设计送料在槽轮带动下一个周期T=1S内,前进一个加工材料长度,又设计要求L=26mm ,则摩擦轮半径 R满足:转过
10、 1/4 圆周即 90,材料前进 L=26mm ,1/4*2R=L ,推出 R=2L/=2*26/3.14=16.502mm,2R=33.104mm ,为了方便装配打孔10。3 截料机构机构方案的提出名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 17 页 - - - - - - - - - 7图 1 曲柄滑块图 2 凸轮机构曲柄滑块的形状较为简单,具有凸轮机构具有良好的冲击性,能急回特性,且造型、计算都相对够进行间歇运动,但是计算相对简单,能满足切断的要求复杂综合各机构
11、优缺点, 以及构件设计参数要求, 选择利用曲柄滑块机构带动切断刀,结构简单,具有急回特性,满足工艺要求。机构设计采用作图法求出,设定初始刀的冲程是H=60mm,偏距 e=56mm ,由时间比算位夹角 ? =36度。作图如下:先做出竖直冲程 60 的直线,然后作出直角三角形其中一个角为36 度,作其外接圆,再取水平距离为偏距56 作竖直线交外接圆于一点,通过测量和计算得名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 17 页 - - - - - - - - - 8曲柄 L1
12、=20mm, 连架杆 L2=160mm 。4 滚筒机构滚筒机构是一个很重要的部分,在冷镦过程中,工件才不会因为受到一个很大的冲击, 致使工件飞出或者螺钉杆偏置移位。在夹紧期间要完成预墩, 冷镦以及剪切。机构方案的提出及比较1. 分度转位系统2. 圆盘机构使用带有六个孔的圆筒作为原料的分在圆盘的径向上均布着小孔,截度转位机构,每两个孔作为一组。该好的材料送进来正好嵌在孔里面,圆是间隙转动,圆筒通过间隙转动把当圆盘转过一定角度的时候工件原料输送到预镦和终镦的位置,结构,又继续送进去,这也能实现间简单,输送效率高。歇送料。对于圆盘机构, 镦头在垂直方向工作, 当冷敦工件时, 工件所受到的力都传到圆盘
13、上, 加大圆盘的径向尺寸, 在理论上是可以承受这样的载荷,但在考虑到机器的长久使用上,这种工作方式会让机器寿命减短,而无法实现生产效益,故最终选择分度转位系统。机构设计圆盘机构的尺寸设计要综合考虑加工两根材料的直径和为初镦和终镦机构实现名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 17 页 - - - - - - - - - 9冷镦的工艺。同时,为实现圆盘的间隙转动,采用三槽槽轮进行传动。圆盘的设计:我们取材料的直径2R=3mm,令其间距 d=30mm,分度圆是直径为
14、70,进料,初镦和终镦的直线组成的为一个等边三角形。三槽槽轮的设计由工艺要求的时间循环图得K=td/t=1/6槽孔具体尺寸计算:设定 L=60mm ,回程半径 R=Lsin=Lsin60=52mm, 圆销半径 r=5mm;槽顶半径 S=Lcos=30mm, 槽深 hS-(L-R-r), 取 h=22拨盘轴颈 d12 (L-S) ,为便于转配,取d=5mm,槽孔轴径 =d22(L-R-r ) ,取 d2=5mm 。槽顶侧壁厚 b=4mm ,止弧半径 R=30mm 。5 冷镦机构机构方案的提出使用带有镦模的镦头将出了头的毛坯料镦一下,镦出螺钉头。本镦头上有两个镦模,分别是预镦模、终镦模。镦头在推进
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