1、1机械原理课程设计说明书设计题目 压片成形机 2目 录1.设计题目32.设计要求33. 设计过程34.设计内容6 5.设计步骤86.附录11机械原理课程设计3压片成形机前言机械设计是一个逐步求精和细化的过程，随着设计过程的发展，产品结构和参数将逐渐清晰和不断完善。设计方案是多解的，能够满足一定功能和要求的设计方案不是唯一的，所以机械设计过程也是一个创新的过程。 机械设计根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸以及润滑方式等进行构思、分析和计算，并将其转化为制造依据。机械设计是机械产品生产的第一步，是决定机械产品性能的最主要环节，整个过程蕴涵着创
2、新和发明。 为了进一步掌握机械原理课程的理论知识，将课堂所学知识运用于实践，理解和加深机械原理和设计方法，为今后专业课程的学习打一定基础，我们积极参加了这次机械创新设计。一、.设计题目1.1 干粉压片机的概述 干粉压片机是指利用传动系统将电动机的转速降低带动执行机构对粉末物质采取上下进行加压而成片状。根据干粉压片机的传动系统和执行机构不同，干粉压片机可以分为单片式压片机，旋转式压片机，亚高速旋转式压片机、全自动高速压片机以及旋转式包芯压片机。 干粉压片机的使用行业很广泛。如制药厂、电子元件厂、陶瓷厂、化工原料厂等等，而且压片机还能用来做冲压设备。 压片机在欧美压片机出现的较早。而在国内到 19
3、49 年，上海市的天祥华记铁工厂仿造成英国式 33 冲压片机；1951 年，根据美国 16 冲压片机改制成国产 18冲压片机，这是国内制造的最早制药机械；1957 年，设计制造了 ZP25-4 型压片机；1960 年，自行设计制造成功 60-30 型压片机，具有自动旋转、压片的功能。同年还设计制造了 ZP33 型、ZP19 型压片机。 “七五”期间，航空航天部206 所 HZP26 高速压片机研制成功。1980 年，上海第一制药机械厂设计制造了ZP-21W 型压片机，达到国际上世纪 80 年代初的先进水平，属国内首创产品。1987 年，引进联邦德国 Fette 公司微机控制技术，设计制造了 P
4、3100-37 型旋转式压片机，具有自动控制片剂重量、压力、自动数片、自动剔除废片等功能，封闭结构严密、净化程度达到 GMP 要求。1997，年上海天祥健台制药机械有限公司研发了 ZP100 系列旋转式压片机、GZPK100 系列高速旋转式压片机。进入 21 世纪，随着 GMP 认证的深入，完全符合 GMP 的 ZP 系列旋转式压片机相4继出现：上海的 ZP35A、山东聊城的 ZP35D 等。高速旋转式压片机在产量、压力信号采集、剔废等技术上有了长足的发展，最高产量一般都大于 300000 片/小时，最大预压力 20kN，最大主压力 80kN 或 10080kN。譬如，北京国药龙立科技有限公司
5、的 GZPLS-620 系列高速旋转式压片机、上海天祥健台制药机械有限公司的 GZPK3000 系列高速旋转式压片机、北京航空制造工程研究所的PG50 系列高速旋转式压片机等。随着制造加工工艺水平、自动化控制技术的提高以及压片机使用厂家各种不同的特殊需求，各种特殊用途的压片机也相继出现。譬如，实验室用 ZP5 旋转式压片机、用于干粉压片的干粉旋转式压片机、用于火药片剂的防爆型 ZPYG51 系列旋转式压片机等。 国内压片机的现状：（1）压片机规格众多、数量大；（2）操作简单；（3）技术含量较低，技术创新后力不足。国外压片机的现状：高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化及先进的检测技术是国外压
6、片机技术最主要的发展方向。1.2、 工作原理及工艺动作过程 干粉压片机的功用是将不加粘结剂的干粉料（如陶瓷干粉、药粉）定量送入压形置压制成 h 圆型片坯， 经压制成形后脱离该位置。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。 其工艺动作的分解如图 11 图 11 工艺动作分解 （ 1 ） 料筛在模具型腔上方往复振动，将干粉料筛入直径为 26mm 、深度为30m m 的筒形型腔，然后向左退出 45 mm 。 5（ 2 ） 下冲头下沉 3mm ，以防上冲头进入型腔时把粉料扑出。 （ 3 ） 上冲头进入型腔 4mm 。 （ 4 ） 上、下冲头同时加压，
7、各移动 12mm ，将产生压力，要求保压一定时间，保压时约占整个循环时间的 1/10 。 （ 5 ） 上冲头退回，下冲头随后以稍慢速度向上运动，顶出压好的片坯。 （ 6 ） 为避免干涉，待上冲头向上移动 90mm 后，料筛向右运动推走片坯，接着料筛往复振动，继续下一个运动循环。 1.3 压片机工艺流程 压片机是将陶瓷干粉或煤粉料压制成厚度为 5mm 的圆形片坯。其工艺流程是：(1) 干粉料均匀筛入团筒形型腔(图 a)； (2) 下冲头下沉 3mm，预防上冲头进入型腔时将粉料扑出(图 b)；(3) 上、下冲头同时加压 (图 c)，并保压一段时间；(4) 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯(图
8、d)； (5) 料筛推出片坯。61.4.压片成形机设计数据电动机转速/（r/min）：1450； 生产率/(片/min) ：10；冲头压力/N：150 000； 机器运转不均匀系数/：0.10； 二、设计要求1.将陶瓷干粉料直接 34mm,厚度 5mm 的圆形片坯后，接料装箱运走。2 设计参数：冲头压力为 15 吨（150000N） ；生产率为每分钟 25 片；驱动电机的功率为 1.7KW2.8KW，转速 n=940r/min1410r/min。3.工艺过程（1）干粉料均匀筛入圆筒形型腔。（2）下冲头下沉 3，以防止上冲头向下进入型腔时讲粉料扑出（3）上、下冲头同时加压，并保压一段时间（0.4
9、s 左右） 。（4）上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯。（5）料筛推离压好的片坯。（6）接料并装箱。三设计过程21358上冲头下冲头73.1、总功能分析 根据题目要求，要最终将干粉压制成片坯。若要求获得质量较好的成品，可采用诸多方法。下面采用黑箱法进行分析：由黑箱法分析可得到：为了达到高效、方便的目的，采用机械自动加工的方法比较好，因此本题采用了自动加工的方法压制片坯。 3.2、总功能分解 该干粉压片机通过一定的机械能把原料（干粉）压制成成品，其功能分解如图 21图 21 总功能分解 设计干粉压片机，其总功能可以分解成以下几个工艺动作： (1) 送料机构：为 间歇直线运动 , 这一动作可以通
10、过凸轮上升段完成 (2) 筛料：要求筛子往复震动 (3) 推出片坯：下冲头上升推出成型的片坯 (4) 送成品：通过凸轮推动筛子来将成型的片坯挤到滑道 (5) 上冲头往复直线运动，最好实行快速返回等特性。 (6) 下冲头间歇直线运动。 例如下表所示的树状功能图：图 22 树状功能分解 3.3、根据功能的要求，进行功能元求解 干粉压片机运动转换功能图如下：83.4 运动方案评估上冲头设计方案 方案 1说明：杆 1 带动杆 2 运动，杆 2 使滑块往复运动，同时带动杆 3 运动，从而达到所要求的上冲头的运动。此方案可以满足保压要求，但是上冲头机构制作工艺复杂，磨损较大，且需要加润滑油，工作过程中污损比较严重。910方案 2说明：凸轮旋转带动滚子运动，使杆 1 与杆 2 运动，使上冲头上下往复运动，完全能达到保压要求。但上冲头行程要求有 90100mm，凸轮机构尺寸将会变得很大很笨重。
