机械课程设计-螺钉头

螺钉头冷镦机设计组员：周寅初郑煜袁昌盛螺钉头冷镦机的工作要求和工艺动作过程1．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）预料。2．原始数据及技术要求1）每分钟冷镦螺钉头120只；2）螺钉头的直径D=2-4mm，长度L=6-32mm。3）毛胚料最大长度48mm，最小长度12mm。4）冷镦行程56mm。设计方案构成螺钉头冷镦机送料机构夹紧机构冷镦机构剪切机构推料机构设计方案一从整个机构的结构来看，虽然能实现设计要求的需要，完成各项功能，但是造型相对困难，实际应用时造型是难度更大。利用螺钉自重会有撞击，影响终镦时的精确度。导针的问题也是理想化的考虑，实际中导针的弯曲会使整个机构的功能无法实现。设计方案二该方案的优点是很好的解决了预镦和终镦的衔接问题，终镦的位置确定，精度高。缺点是设计精度要求很高，时间配合要求高。履带的使用造成造型的难度加大，履带的夹紧是否符合强度的要求，冷镦冲压会使履带偏离，传动影响很大。理想状态下是很好的，实际应用中操作难度很大，机构磨损、碰撞等问题很难得到有效的改善。设计方案三整个机构从左到右如图一样排列，夹紧之后螺钉左右两端同时进行剪断和冲压预镦，然后推料机构将胚料从预镦位置送到终镦位置，进行终镦。B-B的同时镦，并排两个凸轮。同时夹紧，前一个螺钉的终镦和后一个螺钉的预镦在同一冲压的过程中实现，节省了时间提高了效率。A-A两套啮合齿轮，可有2种不同的进料尺寸，通过更换齿轮的齿数还可由其他不同的进料长度。•送料机构：选用槽轮，利用槽轮的间歇运动，实现间歇送料槽轮转动四分之一的圆周，通过与槽轮同轴的辊子的直径来控制送料的长度12——48mm。槽轮只需分钟转动30圈，送料120次。•夹紧机构：需要同时夹紧预镦和终镦位置，由于凸轮的远休止能很好的实现这一要求，所以我们应用并联的凸轮机构，控制远休止角的大小来控制时间长短。•剪断机构：用曲柄滑块机构，滑块就是刀头。•冷镦机构：需要一定的增力，运用如图所示的六连杆机构在增力的同时又具有了急回的运动特性。很好的满足了整特机构的设计要求。•推料机构：用曲柄滑块机构控制螺钉从预镦位置送到终镦位置。工作循环图0°270°切顶杆升上顶杆远休顶杆降下近休断剪料机构送预至终冷镦180°90°凸轮的具体设计根据剪切、冷镦、推料、送料所需要的时间，我们计算出凸轮远休止所需的时间0.11s，为了满足时间设计的要求，我们拟定出凸轮的基圆半径为20mm，升程为10mm，远休止角为80°，近休止角为40°，由于机构对凸轮运动的特性没有特殊要求，所以我们设计升程为匀速的。墩头机构的设计由于冷镦需要一定的增力，运用如图所示的六连杆机构在增力的同时又具有了急回的运动特性。很好的满足了整体机构的设计要求。根据冷镦的行程56mm，查找资料确定急回系数K为1.5能很好的满足机构急回要求：K=（180°+θ）/（180°-θ）极位夹角θ=180°（K-1）/(K+1)，算出极位夹角θ=36°。为了便于计算我们假定杆在水平位置，两个固定铰链点之间为60mm。所以计算出曲柄的长度为L=60×sin18°≈18.54mm。成角度的杆件角度为90°+18°=108°，该杆的水平长度为60mm，倾斜部分长度暂取120mm，若不够还可加长。取墩头与角度杆的铰链点之间的距离为100mm，所以与墩头联接的杆L=100-60=40(mm)。墩头是有两个18mm×32mm×12mm的方块用圆柱联接分别是预镦和终镦位置。所选方案的三维造型效果图及动画参考书籍•[1]西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，孙桓、陈作模主编.机械原理.第6版.北京：高等教育出版社，2001年5月。•[2]裘建新主编，机械原理课程设计指导书.北京：高等教育出版社，2005年4月。•[3]曹岩赵汝嘉主编，SolidWorks2003精通篇.北京：机械工业出版社，2004年3月。•[4]郭玲文主编.AutoCAD2006中文版基础教程北京：清华大学出版社，2006年1月小组总结•我们小组设计初期，由于对产品的要求以及各机构的功能了解的不是很深入，走了不少弯路。•此次课程设计，使我们认识到制定详细的计划对提高效率的重要性。•我们收获最大的是体会到团队协作精神，合理分工并按时完成自己的工作，提高组员之间的默契程度。