5.2推杆运动分析
0.0000E+00
Plot 1 CS=装配体5, RF=装配体5
mm
0.000 0.352 0.704 1.055 1.407 1.759 2.111 2.462 2.814 3.166 3.518 3.869
-5.0000E+01
-1.0000E+02 -1.5000E+02 -2.0000E+02
中加速度较小，这样能减小推杆的输出功率和耗能， 而退回过程中加速度较大，保证安全性。
机械0405
吕佳翀 苗春慧 李栋超
Plot 1 CS=装配体5, RF=装配体5
推杆-1 CM Acceleration(mm/se c**2) X
sec
mm/sec**2
0.000 0.384 0.767 1.151 1.535 1.919 2.302 2.686 3.070 3.454 3.837
对照送料推杆位移图，可知送料推杆在送料过程
mm/sec
0.000 0.352 0.704 1.055 1.407 1.759 2.111 2.462 2.814 3.166 3.518 3.869
5.2.1推杆速度分析
1.0000E+03 8.0000E+02 6.0000E+02 4.0000E+02 2.0000E+02 0.0000E+00 -2.0000E+02 -4.0000E+02 -6.0000E+02 -8.0000E+02
对照上模位移图，可知上模在下行过程初期速度 较大，在接近下模后由于六杆机构的匀速特性以近似 匀速运动，在运动到最低点后由于机构的急回特性以 一个较大的速度离开下模。
5.1.2上模加速度分析
Plot 1 CS=装配体5, RF=装配体5
2.0000E+04
1.5000E+04
1.0000E+04 5.0000E+03 0.0000E+00
4.2送料机构设计尺寸
1 ）取送料距离H=200mm。 曲柄2铰支点与曲柄1铰支 点竖直距离为136mm，曲 柄2铰支点与上模水平距离 为400mm。
2）经测量，齿轮1与齿轮2中 心距为141mm，则两齿轮 分 度 圆 直 径 均 为 70mm 。 取模数m=2，齿数z=35。
3）经测量计算，曲柄2长度 为80mm，连杆4长度为 250mm。极位夹角为30度， 行程速度比为 (180+30)/(180-30)=1.4。
3.2设计方案二
冲压机构采用凸轮—连杆组合机构，这种 组合机构的设计，关键在于根据输出的运动要 求，设计出凸轮的轮廓。可以根据上模的运动 过程，画出凸轮的轮廓。凸轮轴通过齿轮机构 与曲柄轴相连，可以按机构运动循环图确定凸 轮转角及其从动件的运动规律，则可以控制上 模的运动。
送料机构是一个四杆机构，按机构运动循 环图可确定主动件和从动件的运动规律，使其 能在预定时间将工件送至待加工位置。
机械设计课程设计报告
—薄片零件冲压机
组长： 吕佳翀 组员： 苗春慧
李栋超 2007年1月
薄壁零件冲压机
1.工作原理及加工过程
薄壁零件冲压机是用于将具有良好 拉伸延展性的薄壁金属板（如铝板）一 次冲压成所规定形状的的机械机构。
它的主要加工过程如下： 1）将坯料送至待加工位置； 2）下模固定在机架上，上模先以较 大速度接近坯料，接着以近似匀速将坯 料冲压拉延成形并将成品快速推出模腔，
5机构运动仿真及运动学分析
薄壁零件冲压机正面工作图 薄壁零件冲压机侧面工作图 薄壁零件冲压机背面工作图
5.1上模运动分析
5.0000E+01
Plot 1 CS=装配体5, RF=装配体5
0.0000E+00
mm
0.000 0.352 0.704 1.055 1.407 1.759 2.111 2.462 2.814 3.166 3.518 3.869
3.三种设计方案的比较与选取
3.1设计方案一
冲压机构采用六杆机构，可保证机构具有 急回特性和工作段近于匀速的特征，并使压力 角尽可能小。用一般的四杆急回机构，虽可满 足急回要求，但其工作行程的等速性能往往不 好，采用六杆机构就可获得改善。
送料机构是由四杆机构组成，按机构的运 动循环图确定主动件和从动件运动规律，则机 构可在预定时间将工件送至待加工的位置。
2.0000E+03
Plot 1 CS=装配体5, RF=装配体5
1.5000E+03
1.0000E+03
5.0000E+02
0.0000E+00
-5.0000E+02
-1.0000E+03
sec
mm/sec 0.000 0.256 0.512 0.767 1.023 1.279 1.535 1.791 2.047 2.302 2.558 2.814 3.070 3.326 3.582 3.837
4.所选方案的机构尺寸设计
4.1冲模机构设计尺寸
1) 取 上 模 工 作 段 长 度 L=50mm ， 行 程 长 度 S=250mm ， 对 应 曲柄转角为60度。连杆3长度L3=200mm，连杆2左段长度为200mm， 最小传动角为45度。
2) 当连杆2处于水平状态时，连杆3与上模夹角为最小传动角， 即45度，则连杆2铰支点与上模水平距离为341mm。
3) 取连杆2右段长度为300mm，曲柄1铰支点与连杆2铰支点水平 距离为100mm，竖直距离为200mm。
4）经测量计算，曲柄1长度为105mm，连杆1长度为245mm。 经测量，极位角为55度，行程速度比为(180+55)/(180-55)=1.88。
连杆 3
连杆 2
曲柄 1
连杆 4
曲柄 2
连杆 1
3.3设计方案三
冲压机构采用棘轮机构。棘轮和一四杆机 构串联，上模上升时，摇杆顺时针摆动，并通 过棘爪带动棘轮和工作抬顺时针转位。当上模 下降进行冲压时，摇杆逆时针摆动，则棘爪在 棘轮上滑动，工作台不动。
凸轮送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄 轴相连，若按机构运动循环图确定凸轮转角及 其从动件的运动规律，则机构可在预定时间将 工件送至待加工位置。
推杆-1 CM Position(mm) X
-2.5000E+02
-3.0000E+02
sec
如图所示，送料推杆的行程长约为200MM，由于齿 轮传动比为1：1，所以其周期与上模相同，越为66个 零件，即1分钟送66个坯料。对照上模位移图，推杆 在上模移动到最高点时移动到离下模最近点，保证了 加工的安全性 .
上膜-1 CM Acceleration(mm/s ec**2) Y
mm/sec**2
0.000 0.384 0.767 1.151 1.535 1.919 2.302 2.686 3.070 3.454 3.837
-5.0000E+03
-1.0000E+04
-1.5000E+04
sec
对照上模位移图，可知上模的加速度在上模接近 下模时逐渐变小，在上模运动到最低时变为0，再反像 逐渐增大，且变化量比下行过程来的大，体现了机构 的急回特性。
3.4最终选定方案：
我们最终采用的是第一方案。 原因：
1.六杆的机构的急回的性能相比较其他两种方案而言要好， 而且六杆机构等速性能好，结构简单，能更好地符合 设计的要求。
2.凸轮虽然机构简单紧凑，但是凸轮轮廓与推杆之间为点、 线接触，易磨损，凸轮机构多用于传力不大的场合。
3.棘轮工作时有较大的冲击和噪声，而且运动精度较差， 棘轮一般用于速度较低和载荷不大的场合。 综合上述原因，我们觉得第一方案比其他两个方案 更符合方案选择应考虑的几个方面，特别是第一方案 的机构设计中结构相对其它方案非常简单，在制造中 可以大大减少工序，并且可以降低成本 。
2.原始数据及设计要求
1）动力源为1.1rad/S的转动电动机； 2）冲压成形制品生产率约70件/min； 3）上模移动总行程为250mm，其拉延行程置
于总行程末段，约为50mm； 4）上模行程速比系数K1=1.88；推杆行程速度
系数K2 =1.4； 5）坯料输送最大距离200mm；6) 最小传动 Nhomakorabea45 °；
-5.0000E+01 -1.0000E+02
上膜-1 CM Position(mm) Y
-1.5000E+02
-2.0000E+02
-2.5000E+02
sec
如图所示，上模的行程长约为250MM，周期为约 为1.1S，即1分钟约加工66个零件。
5.1.1上模运动速度分析
上膜-1 CM Velocity(mm/sec) Y
Plot 1 CS=装配体5, RF=装配体5
sec
推杆-1 CM Velocity(mm/sec) X
对照送料推杆位移图，可知送料推杆在送 料过程中速度较小，而退回过程中速度较大， 保证了送料的安全性。
5.2.2推杆加速度分析
8.0000E+03 6.0000E+03 4.0000E+03 2.0000E+03 0.0000E+00 -2.0000E+03 -4.0000E+03 -6.0000E+03 -8.0000E+03