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确定依据：

成本、质量、效率三者综合比较。

功能

1.实现对料粉一定压力压实。

2.工作频率没分钟6~20次。

必要要求必要要求

加工

4.小批生产，中小型厂加工

基本要求

成本

5.成本不高

6.结构简单

附加要求

使用

7.操作方便

1.3确定技术过程

1.4引进技术系统，确定边界

1.5确定功能结构

1.5.1技术系统总功能，及进行功能分解

空气压机（KQYJ-1T）电控气动压力机的动力源为压缩空气，它是通过使用倍力气缸和配重块来完成对壳体内的压料进行压实，由于作用在壳体药剂内的力是一对相互作用力，因此在配重块不变的情况下每次压装时壳体内药剂受到的作用力是一致的。

工作过程：

将装有需要压装的产品模子放入送模滑板上的模具底座内，按下启动按钮后延时t秒（可调），送模气缸动作将模子送到工作位置，同时模子进出门洞关起，倍力气缸控制阀工作，活塞杆推动托模上移块将到位的模座和模子向上推起，压药冲通过脱模导冲板和导冲模进入产品壳体内压实药剂，在压力增加的过程中，压药冲将作用力传给压头和配重块支架并将起顶起上移，当支架托块上移到脱离接近开关的感应时，倍力气缸进气口停止进气，保压一定时间后倍力气缸反向进气，托模上移块下移回位，送模滑板动作将模座和模子一起送出回到起始位，在将模子从模座中取出前，送模滑板一直保持起始状态，只有当从模座内取出模子并再次放入产品后，下一个工作循环才能进行。

当倍力气缸活塞杆回到位后，清刷计数到后，清刷缸开始对冲子清刷，清刷的次数由文本上设置而定，只有当清刷完后，才可以进入下一个产品的。

在清刷过程中如有异常可按下急停开关停止清刷。

第二章倍力气缸设计

2.1工作动力类型的选择

经查阅资料和市场考察，决定使用气动气缸为工作动力。

气动技术有以下优点:

（1）介质提取和处理方便。

气压传动工作压力较低，工作介质提取容易，而后排入大气，处理方便，一般不需设置回收管道和容器:

介质清洁，管道不易堵存在介质变质及补充的问题.

（2）阻力损失和泄漏较小，在压缩空气的输送过程中，阻力损失较小（一般不卜浇塞仅为油路的千分之一），空气便于集中供应和远距离输送。

外泄漏不会像液压传动那样，造成压力明显降低和严重污染。

（3）动作迅速，反应灵敏。

气动系统一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的压力和速度。

气动系统也能实现过载保护，便于自动控制。

（4）能源可储存。

压缩空气可存贮在储气罐中，因此，发生突然断电等情况时，机器及其工艺流程不致突然中断。

（5）工作环境适应性好。

在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强辐射、振动等恶劣环境中，气压传动与控制系统比机械、电器及液压系统优越，而且不会因温度变化影响传动及控制性能。

（6）成本低廉。

由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元、辅件的材质和加工精度要求，制造容易，成本较低。

2.2气缸及其附件的设计

倍力气缸由：

前端盖，活塞，活塞杆、连接法兰、后端盖缸筒和密封件组成。

因为工作要求的压力不大于1吨（即为100MPa），且按常见的现场工作压力为0.5MPa。

2.2.1气缸的设计和计算

（1）根据工作机构运动要求和结构要求，参考《机械设计手册5》表38.2-1选择组合气缸中的增压气缸；

参考表38.2-2选择气缸为前法兰MF1式的连接方式。

活塞面积×

工作气压力=活塞推力

要求工作压力不大于100MPa，计算则取极限值100MPa。

经计算得到活塞面积S。

同时要考虑到缸筒的内径选择，查阅《机械设计手册5》表38.2-4，分别选择内径为125mm和100mm的作为缸筒外径。

气缸加工要求：

气缸两端必须倒角，以利于缸盖装配。

为了防腐和提高寿命，缸内镀鉻，在抛光，鉻层厚度为0.01~0.03mm。

外表面涂漆。

（2）气缸壁厚计算

结合计算结构并参考《机械设计手册5》表38.2-7，最后确定壁厚为4mm。

（3）活塞杆的计算

并查阅《机械设计手册5》最终确定活塞杆的各部分直径大小。

为了便于加工和装配，最终确定活塞外径为123mm和98mm。

单边留有1mm余量，便于密封件的装配。

并且用螺母将活塞杆和或是固定。

设定气缸的工作行程为140mm，加上活塞的厚度和余量，每个缸筒长度定位225mm。

（5）连接1.端盖和缸筒连接采用双头螺栓连接，并用O型密封圈密封。

2.活塞杆和活塞用紧固螺母固定。

（6）密封，活塞杆用O型密封圈，活塞上用对装的Y型密封圈，并在中间在导向带。

（7）外联螺杆，端盖，和法兰均经行氧化发黑处理，防止生锈。

第三章自动送料机构设计

由于工作压力在对操作者可能会存一些隐含的危险，因此设计送料机构为气缸输送，并在设压区加防护用钢罩和防弹玻璃。

且选用导轨和滑板在输送系统中，节省空间且加润滑油后摩擦阻力更小。

3.1送料滑板设计

为了更好的起到定位，并使滑板在滑轨上的运动更平稳，选择了在滑板两侧开内凹滑槽，并在加工凹槽时保证其平行度，各接触边多角。

为了防止材料生锈，滑板表面进行电镀使其生成一层致密的氧化膜。

滑轨则根据滑板的要求进行配加工，并且也要进行电镀处理，成对加工，保证其平行度。

。

3.2定位、脱模调节设计

为了方便放料和在工作施压结束后，根据所需产品在滑板上设置了限位槽（图3.1）。

参考产品外壳尺寸留有一定余量确定限位槽尺寸。

图3.1

送料滑板将料壳送入后，须正对施压的冲头，才能保证工作压力的恒定和工作的安全、平稳进行。

设计了定位零件，其定位根据冲头的位置来定。

并且其上对不同高度料壳的拔模开有长腰槽（图3.2），可以进行调节高度，并配有两个不同尺寸的脱模调节块。

图3.2

所有送料机构都采用材料Q235A，并电镀进行保护处理。

3.3送料装置气缸的选择

根据设备工作要求行程，留余量取整，选择行程为了200mm缸。

查阅《亚德客集团气缸购买手册》。

选择了38mm内径（最小内径）SC型气缸，SC为标准缸，有利于节约成本。

参考为设备平放气缸，固定方式选LB式。

则送料装置气缸的型号确定为：

SC-32×

200-LB。

为气缸设计一支撑座如图3.3.

第四章清擦机构的设计

4.1清擦机构设计方案分析

由于工作所对的压料为粉状，经过数次施压工作后，会有压料沾在冲头上，累积冲头上将为影响到设备的正常工作。

因此设计套冲头清擦机构，并和PLC系统和气缸驱动相结合，是机构安全简单，并设定好数据后可以自动运行。

由于清刷缸的动作是由文本上的清刷计数、清刷次数来控制的。

4.2清擦机构机构的确定

4.2.1.和送料机构一样，动力选择的是气缸运动来完成，所以同样也采用滑轨装置，并且选择内嵌式的燕尾槽。

并采用螺钉固定在机座台面板上。

滑轨要进行氧化发黑保护处理

4.2.2.用于冲头是垂直水平方向安装，而清擦气缸是水平放置，因此要清擦冲头，需要设计一个机构转换力的方向。

查阅资料决定选用在滑块上带齿条装置和普通圆柱齿轮来完成。

由于传动要求不高，因此采用最简单的圆柱直齿齿轮，查阅《设计手册》并计算后得到齿轮数据如下：

齿数：

Z=18

压力角：

α=20°

模数：

m=1.5

齿顶高：

ha=1.5

齿根高：

hf=1.875

全齿高：

h=3.375

齿条底部根据所选用燕尾槽尺寸进行配加工。

齿条上参数如下：

齿数：

Z=40

齿距：

P=4.712

4.2.3.其它零件：

螺杆采用45号钢材，并附螺纹。

表面氧化发黑处理。

螺母和擦冲板配合并和螺杆啮合，使得在气缸运动带动齿条移动，使齿轮转动，因为齿轮通过华建和螺杆连接，转动传至螺杆，在定好螺杆螺纹后，则运动会使冲擦板匀速在纵向运动从而达到清擦冲头的目的。

在冲擦板的另一头，卡位在定位挡杆上。

其定位和导向作用。

其转配关系如下。

4.气缸也采用同样的支承座，气缸通过计算采用型号：

160-LB.

第五章机座部分

机座部分包括：

配重块支架、压头滑套、模框架、观察窗、台面板、底板、气缸安装板、机座、导柱。

5.1配重块

配重块是用来按照不同要求添加支撑块其上，以到达不同压力的装置。

其由22mm厚的钢板和直径为76mm的钢柱焊接成。

并和滑套连接配合不同要求的施压冲头以完成。

5.2安全措施

由于设备工作的压力盒压料的特殊性，特加防弹玻璃，提高操作者的安全度。

5.3台面板

台面板起到安装模框架、底板、气缸安装板、机座的重要作用。

5.4机架

由设计要求的外型尺寸：

外形尺寸：

（长×

宽×

高）不大于（1000mm×

700mm×

1750mm）确定机架的尺寸。

机架采用厚度为5mm的63槽钢。

5.5其余材料

其余所有材料均采用Q235A。

其中配重块支架、压头滑套、模框架、观察窗、台面板、底板、气缸安装板经行氧化发黑处理，导柱电镀抛光。

5.6配重块

配重块，分为20kg、10kg、5kg、2kg、1kg五种。

第六章电路、气路控制

本设备电路、气路控制主要由PLC控制系统来完成。

PLC叫可编程控制器，是一种带有指令存储器，数字或模拟输入/输出接口，以位运算为主，能够完成逻辑，顺序，定时，记数和算术运算等功能，用于控制机器或生产过程的自动控制装置。

PLC控制系统有以下优点：

1数字运算操作的电子系统——也是一种计算机

2专为在工业环境下应用而设计

3面向用户指令——编程方便

4逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作

5数字量或模拟量输入输出控制

6易与控制系统联成一体

7易于扩充

且PLC因为是模块式的，所以扩展容易，逻辑控制优势明显，布线简单，监控方便，编程容易上手，开发周期短，快捷方便，这是其优点。

电路、气路控制图如下：

结合电气控制系统详细工作原理如下：

HQYJ-1T电控气动压力机的动力源为压缩空气，它是通过使用倍力气缸和配重块来完成对壳体内的药剂进行压实，由于作用在壳体药剂内的力是一对相互作用力，因此在配重块不变的情况下每次压装时壳体内药剂受到的作用力是一致的。

6.1模子送进

模子放入模座，光点传感器感应触发后延时t秒（可调），PLC接到信号后接通DY3电磁阀电源，DY3通电时换向，送模气缸进出气换向，将送模滑板及防护门拉送到位。

6.2工作过程

在送模气缸将送模滑板及防护门拉送到位的同时，气缸上的磁石感应开关接通，PLC接到信号后电磁阀DY1线圈通电，电磁阀换向倍力气缸活塞杆上移到位对壳体内的药剂进行压实。

6.3保压延时

在倍力气缸活塞杆上移压实壳体内药剂的同时，压头对配重块支架施加向上的作用力将其顶起，当支架托盘远离接近传感器时，PLC接到信号后给电磁阀DY2线圈通电关闭进气口，倍力气缸活塞杆输出力与配重块支架重物下压力平衡，延时t1秒（可调）后，PLC发出指令电磁阀DY1线圈断电电磁阀换向。

6.4倍力气缸回位过程

PLC延期到时后，输出开关信号让DY1、DY2同时断电，电磁阀换向，倍力气缸活塞杆回位。

6.5模子送出

倍力气缸活塞杆回位时，送模块导杆同时到位触发接近开关，PLC接到信号后发出指令切断DY3电磁阀电源，电磁阀换向，送模滑板带着压制的产品送出。

只有在取出产品并放入下一个产品后，下一个工作循环才能进行。

6.6清刷过程

清刷缸的动作是由文本上的清刷计数、清刷次数来控制的。

在清刷过程中如有异常可按下急停开关停止

清刷。

参考文献

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《机械设计使用手册》------机械工业出版社主编：

王少怀，徐安东，高红霞

[2]

《新编机械设计手册》-------辽宁科学出版社主编：

蔡春源

[3]

《精通SolidWorks》------夸克工作室主编：

赖育良

[4]

《机械设计》------武汉理工大学出版社主编：

杨明忠，朱家诚

[5]

《AUTOCAD2006中文版》-----大连理工大学出版社主编：

余桂英

[6]

《机械制造技术基础》-----武汉理工大学出版社主编：

曾志新

[7]

《PRO/ENGINEERWildfire3.0》--------清华大学出版社主编：

卲立新，孙江宏

致谢

这次毕业设计可以圆满地首先要感谢文建萍老师的大力指导，在问老师细心的指导下不仅完成了本次课程设计任务，并且在专业知识上得到了极大的补充，一定会对我以后的工作起到很大的帮助。

然后要感谢学校四年的栽培，让我们在进入社会前学会了专业技能。

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