凸轮设计加工1.docVIP

冲压机凸轮机构设计与工艺制 序言 毕业设计是在我们完成了大学的所有基础课程、技术课程及所有的专业课即参加完所有的生产实习之后进行的，是我们在离校之前对三年以来所学课程的一次深入的、总结性的综合而全面的复习。是我们在走向工作岗位之前的一次很好的锻炼。 二﹑凸轮机构设计 1、机构传动方案的设计 本次设计所设计机构是用来通过冲压使板料成型，其形状为椭球形的一部分。通过对凸轮机构的运动分析，设计一凸轮机构即可满足此目的。凸轮一端可用带轮传递功率，将从动件做成与所冲压板料尺寸相吻合的椭球形，通过凸轮机构驱动即可实现冲压板料的目的。 2、凸轮机构的选型和尺度设计 〈1〉凸轮机构选型 根据题目要求，从动件作直线运动，且所设计为一平面凸轮机构，因此选用平面凸轮中的盘形凸轮。且与轴做成一体。 3、确定从动件的运动规律 根据题目要求，为防止在从动件行程端点位置产生“过冲现象”，要求从动件在对应位置上速度和加速度为零。因此，选取从动件在推程和回程时运动规律为等速运动规律，为了防止“过冲现象”，应在凸轮轮廓上设置两个休止角。现将从动件运动规律绘制如下： 4、 计算从动件的主要运动参数 因为从动件作的是等速运动，设推程阶段以角速度 转动，经过时间T，凸轮转过推程角 ，从动件升程为h。则从动件速度v=h/T=常数，将v分别对时间求导和积分，可得从动件加速度a和位移s得方程。 (1) a==0 （2） s==t+c= 依据边界条件，当t=0时，s=0,则c=0.于是得出s=ht/T.因凸轮转角，则t=,，将其带入(2)中，可得从动件得方程为： S=h V=h a=0 回程时凸轮转过回程角，从动件也从相应s=h逐渐减小到零，通过同样的方法可得出凸轮回程作等速运动的从动件运动方程为: S=h－h V=－h a=0 〈4〉确定凸轮基园 取轴径d=20mm，则可取凸轮基圆直径为25mm。 5、凸轮轮廓设计 利用作图法设计凸轮轮廓。作法和图形如下： 将推程=180°六等分，回程=120°四等分，以=25为直径画出基圆，利用“反转法”原理按1：1的比例从从动件位移图上量取各线段的长度，然后在各等分线得到凸轮轮廓上相应的点，将休止段用圆弧连接，再把得到的所有点用光滑的曲线连接起来，得到凸轮轮廓如下： 6、凸轮副材料选择 凸轮与从动件均选用45钢。 7、凸轮和从动件的结构设计 〈1〉凸轮的结构设计和尺度设计 根据前面选型为盘形凸轮，取最小轴径处d=16mm，轴与凸轮做成一体，轴与箱体上的孔采用间隙配合，两端各设一轴肩，以便在装配时用来定位和在凸轮工作时限制凸轮得轴向窜动，轴肩段的轴径d=d+4=20mm，凸轮宽度b取25mm。 〈2〉从动件结构设计 根据题目要求设计一椭球形状的从动件，为防止从动件过度磨损后造成的形状误差过大，从而影响生产零件的精度。将冲头部分做成可换式冲头，即在椭圆球体的中截面处剖分成两部分，它们之间用螺纹连接成一体。与凸轮接触部分做成半球形，中间部分做成圆柱体。 〈3〉确定从动件的各部分的尺寸 根据需要取椭球体的长半轴a=10mm、短半轴b=8mm，厚度的一半c=8mm,与凸轮接触的一端球面半径R=6mm，半球与椭圆球之间圆柱体直径?Φ=12mm,为了固定锁合弹簧，在圆柱段上设置一宽度为5mm的Ｉ型六角螺母，从动件总长L= 58mm。 8、凸轮副接触强度校核。 根据凸轮机构设计与应用创新中凸轮副接触强度校核的公式： 式中为凸轮实际轮廓上的接触点的曲率半径，为从动件上的接触点的曲率半径，和分别为凸轮和从动件的泊松比，和分别为凸轮和从动件的材料的弹性模量，为凸轮副的法向压力。查表现代模具工手册表4—1得45钢的弹性模量E=196～206Gpa，取E=200Gpa，即==200Gpa，泊松比μ=0.3即= =0.3，曲率半径=22.5，=8。 〈1〉、求。 对从动件进行受力分析可知，从动件的法向压力可由下式计算而得： 即 其中为冲裁力，为弹簧的弹力，为从动件所受的摩擦力。查《现代模具工手册》得冲裁力的计算公式,式中为材料厚度，为材料的极限强度，为所冲材料的周长。设被冲材料的厚度为2mm，材料为Q235。周长，取=12mm，查现代模具工手册表4-2得Q235的=253Mpa，带入公式得： =3.14×12×253×2=19066N, 带入求得=11﹒82Mpa。 ﹝2﹞从动件的体积 从动件的总体积=半球体积+圆柱段体积+椭球体积 查《现代模具工手册》得45钢的密度 ,则从动件的质量=7.4×7.8