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研究生: 李韶華
論文名稱: 凸輪連桿組合式衝床機構之設計
指導教授: 吳隆庸
Wu, Long-Iong
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 142
中文關鍵詞: 衝床機構固定式凸輪凸輪連桿組合式衝床創意性設計法
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  • 衝壓加工為製造業十分重要之技術,在強調客製化以及精度的要求下,衝床機構之創新設計與改良已成為設備研發中不可或缺的一環。傳統的衝床機構主要的缺點在於衝頭之精確點有限,因而導致衝頭之運動曲線無法任意設計,使得衝床機構難以符合各樣加工之精度要求,以及研發週期過長等問題。因此,各大衝床設備廠商開發出伺服衝床機構來達到控制衝頭之運動曲線。然而,伺服衝床機構存在有造價昂貴和控制較傳統衝床複雜等缺點,本文將以凸輪連桿組合式衝床機構來作為伺服衝床之替代方案,其具備有構造簡單、可設計衝頭之運動曲線,面對不同的加工場合時,僅需要更換對應之凸輪機件即可以及造價較伺服衝床低廉等優點。
    本文首先利用創意性設計法,藉由找出現有機構與制定限制條件來合成出各種可供利用之五桿凸輪連桿組合式衝床機構;接著給定桿件尺寸與單暫停運動曲線,利用向量參數方程式推導出完整的固定式凸輪之輪廓。接著,分別以擷取部份的完整輪廓,和擷取部份的完整輪廓以不同曲線(克羅梭曲線和橢圓曲線)串接直線輪廓,來取代完整輪廓,計算其位移、速度、加速度與輸入桿件旋轉角之關係。最後,比較各設計參數的調整對位移、速度與加速度之影響,並且比較其加速度絕對值之最大值。


    摘要 I 誌謝 II 目錄 III 圖目錄 VI 表目錄 X 符號說明 XI 第一章 前言 1 1-1 衝床機構簡介 1 1-2 文獻回顧 2 1-3 研究動機與目的 3 第二章 機構之創意性設計法 4 2-1 機構合成與目的 4 2-2 創意性設計法 5 2-2-1 原始機構 6 2-2-2 一般化運動鏈與其目錄 7 2-2-3 特殊化 8 2-2-3-1 第一類特殊化 8 2-2-3-2 第二類特殊化 13 2-2-3-3 第三類特殊化 23 2-2-3-4 第四類特殊化 27 2-2-3-5 運動鏈刪除原則 35 2-2-4 設計需求與限制 37 2-2-5 可行特殊化運動鏈目錄 37 2-2-6 新型機構目錄 38 2-3 本章結論 41 第三章 五桿凸輪連桿組合式衝床機構之運動設計 42 3-1 輸出桿件之運動曲線型態 42 3-2 常見之單暫停運動曲線 43 3-3 單暫停萬用曲線 46 3-3-1 單暫停萬用曲線函數 47 3-4 五桿凸輪連桿組合式衝床機構之位置分析 54 3-5 五桿凸輪連桿組合式衝床機構之單暫停運動曲線與尺寸合成 57 3-6 五桿凸輪連桿組合式衝床機構之曲率半徑計算 62 3-7 凸輪輪廓過切與機構能否適當運動之判斷 63 3-7-1 滾子從動件凸輪之判斷 63 3-8 本章結論 64 第四章 其他固定式凸輪輪廓之運動性能比較 65 4-1 平面機構的瞬心 65 4-2 部分的完整輪廓之擷取法 67 4-2-1 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 I 67 4-2-2 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 II 70 4-3 擷取輪廓之串接法 73 4-3-1 克羅梭曲線介紹 73 4-3-2 衝壓區輪廓串接克羅梭曲線 76 4-3-2-1 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 I 76 4-3-2-2 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 II 78 4-3-3 衝壓區輪廓串接橢圓曲線 80 4-3-3-1 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 I 80 4-3-3-2 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 II 82 4-4 衝壓力之計算 84 4-5 本章結論 88 第五章 設計參數對運動性能之影響 89 5-1 上死點位置對運動性能之影響 89 5-1-1 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 I 89 5-1-2 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 II 92 5-2 衝程對運動性能之影響 94 5-2-1 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 I 94 5-2-2 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 II 97 5-3 三接頭桿件對運動性能之影響 99 5-3-1 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 I 99 5-3-2 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 II 104 5-4 偏位量對運動性能之影響 109 5-4-1 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 I 109 5-4-2 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 II 112 5-5 克羅梭曲線參數對運動性能之影響 114 5-5-1 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 I 114 5-5-2 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 II 117 5-6 單暫停運動曲線參數對運動性能之影響 120 5-6-1 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 I 120 5-6-2 五桿凸輪連桿組合式衝床機構構型 II 123 5-7 本章結論 125 第六章 結論與建議 127 參 考 文 獻 129 附錄A 131

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