机械原理课程设计
题目：压片成型机设计
院 － 系： 工学院
一、设计题目：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 成品尺寸 电动机转速方案号 (r/min) A B C 1460 970 970 生产率 Φ×h (片 /min) 20 15 20 (mm * mm ) 100×60 60×35 40×20 ( kg ) 15,000 10,000 10,000 冲头压力
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90-100mm。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。
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、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21mm，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45～50mm，推卸片坯（2c）。 S上
Φ
S下 (a) 8 24
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 送料筛 下冲头 退 退 进 近休 近休 进 进 退 远休 远休 90-100 3 Φ Φ
(c) 图2 设计要求
S料 (b) 50
三、运动方案设计