1、 机械原理课程设计-压片成型机设计 1 一、一、设计题目设计题目：压片成形机压片成形机 设计自动压片成形机，将具有一定湿度的粉状原料（如陶瓷干粉、药粉）定量送入压 型位置，经压制成形后(厚 5mm)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。设计数据表格如表 1 所示。 表 1 压片成形机设计数据 方案号 电动机转速 (r/min) 生产率 (片 /min) 成品尺寸 h (mm * mm ) 冲头压力 ( kg ) A 1460 20 100 60 15,000 B 970 15 60 35 10,000 C 970 20 40
2、20 10,000 图 1 压片成形机工艺动作 如图 1 所示，压片成形机的工艺动作是： 1. 料筛在模具型腔上方往复振动筛料，将干粉料均匀筛入圆筒形型腔，然后退回（图 1a ）。 2. 下冲头下沉 3mm，预防上冲头进入型腔时粉料扑出（图 1b ）。 3. 上、下冲头同时加压（图 1c ），下冲头上升 8mm，上冲头下降 11mm，保持 0.4s。 4. 上冲头退出， 下冲头继续上升 16mm， 将成形片坯顶到与台面平齐后停歇 （图 1d ） 。 5. 片坯被推出（图 1e ），下冲头再下移 21mm到待料位置（图 1b）。 6. 因上冲头上升后要留有料筛进入的空间， 故其行程为 90-10
3、0mm。 因冲头压力较大， 因而加压机构应有增力功能。 设计 1. 压片成形机一般至少包括凸轮机构、齿轮机构和连杆机构在内的三种机构；至少 设计出三种能实现该分类机运动形式要求的机构。 机械原理课程设计-压片成型机设计 2 2. 设计传动系统，并确定其传动比分配（皮带传动传动比 i 2 ，每级齿轮传动传动 比 i 7.5 ）。 3. 画出机器的运动方案示意图，机构运动简图与运动循环图。拟定运动循环图时， 执行构件的动作起止位置可根据具体情况重叠安排，但必须满足工艺上各个动作的配合， 在时间和空间上不能出现“干涉”。 4. 设计凸轮机构，自行确定从动件运动规律，选择凸轮基圆半径，校核其最大压力
4、角，计算凸轮廓线。 5. 设计计算齿轮机构，连杆机构。 6. 对压片成型机进行三维造型和动态仿真，并画出料筛，上，下冲头的位移，速度 和加速度曲线。 7. 编写设计计算说明书。 二二、机器功能分析机器功能分析 1. 上冲头完成往复直移运动（铅锤上下），下移至终点后有短时间的停歇，起保压 作用，保压时间为 0.4 秒左右。因冲头上升后要留有料筛进入的空间，故冲头行程为 90 100mm 。因冲头压力较大，因而加压机构应有增力功能（图 2a ）。 2. 下冲头先下沉 3mm，然后上升 8mm，加压后停歇保压，继而上升 16mm，将成型 片坯顶到与台面平齐后停歇，待料筛将片坯推离冲头后，再下移 21
5、mm，到待料位置（图 2b）。 3. 料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后， 料筛在台面上右移约 4550mm，推卸片坯（2c）。 S上上 S S下下 (a) S S料料 (b) (c) 90-100 3 8 24 50 机械原理课程设计-压片成型机设计 3 图 2 设计要求 上冲头、下冲头与送料筛的动作关系见表 2。 表 2 动作关系 上冲头 进 退 送料筛 退 近休 进 远休 下冲头 退 近休 进 远休 三、运动方案设计运动方案设计 3.1 上冲头运动上冲头运动 方案 1： A,B,C,D 四个杆件，D 上固连上冲头，该机构满足加压机构应有的增力功能。但是
6、此机构 的设计比较麻烦，尤其是各个杆件的尺寸设计时计算比较繁琐，而且比较容易发生各个杆 件之间的干涉。 C A B D 机械原理课程设计-压片成型机设计 4 方案 2： 1 为涡轮蜗杆，2 为偏置曲柄滑块机构。该机构简单，产生的压力较大，满足上冲头的增 力要求，传动比较平稳、准确，但是成本较高 ，效率比较低。 方案 3： 涡轮蜗杆和曲柄导杆滑块机构，满足上冲头的设计要求，但较复杂，运动的稳定性不好， 造价较高。 综上选择方案 2 1 2 机械原理课程设计-压片成型机设计 5 3.2 下冲头运动下冲头运动 方案 1： 凸轮机构，下冲头的设计要求有三个休止阶段，即：药粉进入型腔后下冲头下降 3mm 并 休止，压制完成后的休止和将药片推出型腔时的休止。选用凸轮机构就能很好地实现此运 动要求，而且设计方便，容易实现，但是机构的磨损较大。 方案 2： 1
