數(shù)控車床六角刀架設(shè)計(jì)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——數(shù)控車床六角刀架設(shè)計(jì)機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

機(jī)械工程學(xué)院

專業(yè)課課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

設(shè)計(jì)題目：數(shù)控車床六角刀架設(shè)計(jì)

專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其制動(dòng)化班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)

指導(dǎo)教師：

2023年月日

II

目錄

1

設(shè)計(jì)任務(wù)書31.1.1.2.1.3.1.4.2

設(shè)計(jì)題目3工作原理與工藝動(dòng)作過(guò)程3原始參數(shù)3設(shè)計(jì)要求3

系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)42.1.2.2.2.3.2.4.2.5.2.6.

原動(dòng)機(jī)類型的選擇4減速器類型的選擇4實(shí)現(xiàn)單軸六角自動(dòng)車床刀架進(jìn)給裝置的機(jī)構(gòu)選擇5實(shí)現(xiàn)送料動(dòng)作的機(jī)構(gòu)選擇6系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的確定6繪制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖7

3系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案實(shí)現(xiàn)73.1.

凸輪分析7

3.1.1.凸輪機(jī)構(gòu)選型錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1.2.凸輪的制作過(guò)程83.2.

桿件分析10

3.2.1.控制前刀架的桿件103.2.2.控制后刀架的桿件103.2.3.控制上刀架的桿件113.3.送料裝置分析114具體計(jì)算12

4.1.4.2.567

1

列出必要的計(jì)算公式12用表格列出凸輪的計(jì)算結(jié)果12

收獲和體會(huì)122系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

確定系統(tǒng)的工藝動(dòng)作之后，需選擇適合的機(jī)構(gòu)型式將其實(shí)現(xiàn)，故這一過(guò)程也稱為機(jī)構(gòu)的選型，它需要考慮多方面的因素，如運(yùn)動(dòng)變換要求、尺寸限制、制造成本、動(dòng)力性能、效率高低、操作便利安全可靠等等。

2.1.原動(dòng)機(jī)類型的選擇

在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，原動(dòng)機(jī)的選擇是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，由于它直接影響到動(dòng)力輸出的穩(wěn)定性、系統(tǒng)運(yùn)行效率和總體結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代機(jī)械中，常見(jiàn)的原動(dòng)機(jī)有熱機(jī)、電動(dòng)機(jī)、液動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)機(jī)，各自具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用。

熱機(jī)包括蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)，其應(yīng)用范圍相對(duì)單一，主要用于經(jīng)常變換工作場(chǎng)所的機(jī)械設(shè)備和運(yùn)輸車輛。

電動(dòng)機(jī)在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛，特別是交流異步電動(dòng)機(jī)，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，動(dòng)力源便利等優(yōu)點(diǎn)，但功率系數(shù)較低，且調(diào)速不便，適用于運(yùn)行環(huán)境比較穩(wěn)定、調(diào)速范圍窄的場(chǎng)合。

液動(dòng)機(jī)一般調(diào)速便利，且傳動(dòng)鏈較短，但需配備液壓站，成本較高。當(dāng)只需實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)變換時(shí)，氣動(dòng)機(jī)較為便利，其缺點(diǎn)是有一定的噪聲。本設(shè)計(jì)中對(duì)原動(dòng)機(jī)的要求為：運(yùn)行環(huán)境穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，綜合以上各種原動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，選擇交流異步電動(dòng)機(jī)作為單軸六角自動(dòng)車床刀架進(jìn)給裝置的原動(dòng)機(jī)。

2.2.減速器類型的選擇

減速器是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立封鎖式傳動(dòng)裝置，用來(lái)減低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。減速器種類繁多，一般可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器。

齒輪減速器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安裝便利，其缺點(diǎn)是傳動(dòng)比的分派比較麻煩；而蝸桿減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，噪音低等優(yōu)點(diǎn)，但簡(jiǎn)單引起發(fā)熱、漏油、渦輪磨損等問(wèn)題。

行星齒輪減速器[3]的主要特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、傳動(dòng)比大等優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)比較繁雜，制造和安裝較為困難，成本也高。

在本設(shè)計(jì)中，對(duì)減速器要求為：傳動(dòng)比較小，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，成本低廉，制造安裝便利。綜合以上各種減速器的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇圓柱-圓錐齒輪減速器作為單軸六角自動(dòng)車床刀架進(jìn)給裝置的減速器。

4

2.3.實(shí)現(xiàn)單軸六角自動(dòng)車床刀架進(jìn)給裝置的機(jī)構(gòu)選擇

在單軸六角自動(dòng)車床刀架進(jìn)給裝置中，刀架的運(yùn)動(dòng)為復(fù)合運(yùn)動(dòng)，即凸輪的間歇運(yùn)動(dòng)與具有特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的左右來(lái)回運(yùn)動(dòng)。滿足這種要求的機(jī)構(gòu)有好多，在此僅探討搖擺導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)。1.搖擺導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

圖1搖擺導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

圖1所式為搖擺導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件加工簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)所需動(dòng)作要求等優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)零件重用性差，比較適合于執(zhí)行機(jī)構(gòu)不改變的系統(tǒng)。2.凸輪機(jī)構(gòu)

圖2凸輪機(jī)構(gòu)

凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能確切實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)軌跡，其缺點(diǎn)是從動(dòng)件行程不宜過(guò)大，且曲面加工成本較高。適用于傳力較小、運(yùn)動(dòng)靈活、運(yùn)動(dòng)規(guī)律繁雜的場(chǎng)合。

本設(shè)計(jì)中，空間要求有限，要求運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)易靈活，所以選擇凸輪機(jī)構(gòu)能夠滿足要求。

5

2.4.實(shí)現(xiàn)送料動(dòng)作的機(jī)構(gòu)選擇

工件切削之前要有送料裝置，提供要切削的工件。

這個(gè)裝置可以由好多原理來(lái)組合，如可用凸輪連桿和齒輪副符合完成，也可采用機(jī)械推拉原理，將工件從其他工件中退出，然后用機(jī)械手將其抽走，還可以利用摩擦傳動(dòng)原理，這里采用此原理，利用兩個(gè)摩擦輪完成。

送料機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：

圖3雙摩擦輪機(jī)構(gòu)

采用摩擦輪的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低，易加工，要求運(yùn)動(dòng)空間小。所以送料裝置選擇摩擦輪裝置

2.5.系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的確定

綜合以上的分析，最終確定的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案見(jiàn)下表:

表1系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案

原動(dòng)機(jī)減速器床刀架進(jìn)給裝置的機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)雙摩擦輪機(jī)構(gòu)交流異步電動(dòng)機(jī)齒輪減速器搖擺導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)

2.6.繪制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

為了表達(dá)單軸六角自動(dòng)車床刀架進(jìn)給裝置各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各

6

動(dòng)作的協(xié)調(diào)協(xié)同關(guān)系，選擇送料的雙摩擦齒輪、凸輪、杠桿，刀架為對(duì)象，以分派軸旋轉(zhuǎn)一周為一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，畫出前刀架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，結(jié)果如下：

圖4前刀架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖

由于后刀架和上刀架的傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)原理與前刀架基本一致。系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖原理一致、彼此相像，所以就不一一例舉。

3系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案實(shí)現(xiàn)

3.1.凸輪分析

3.1.1.

凸輪機(jī)構(gòu)選型

在單軸六角自動(dòng)車床刀架進(jìn)給裝置中，凸輪機(jī)構(gòu)主要為杠桿提供特定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，完成控制刀架的切削工作。

根據(jù)工藝動(dòng)作的要求，本設(shè)計(jì)中盤形凸輪作為原動(dòng)件?？紤]到從動(dòng)件為低速旋轉(zhuǎn)，為了提高凸輪的耐磨性，采用滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)。

表二：?jiǎn)屋S六角自動(dòng)車床凸輪毛坯尺寸

凸輪種類前后刀架凸輪主刀架凸輪7

DD1*RR1dd1R2b12414282.5651932D22±0.18±0.112414282.5651940D26±0.18±0.13.1.2.

凸輪的制作過(guò)程

圖5：?jiǎn)屋S六角自動(dòng)車床凸輪毛坯尺寸

*滾子直徑d實(shí)際為Φ18，為使?jié)L子和凸輪曲線表面成點(diǎn)接觸，銑刀直徑取用Φ19。*D1為分度圓。

圖7：凸輪工作行程曲線的畫法圖6：凸輪空行程曲線樣板

⑴凸輪曲線設(shè)計(jì)

①工作行程曲線是使杠桿等角速度搖擺的曲線，以便使刀架作等速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在生產(chǎn)活動(dòng)中一般為阿基米德螺旋線。

②空行程曲線包括刀架快速接近的上升曲線和刀架快速退回的下降曲線，它是依照空行程曲線樣板繪制的，是根據(jù)盡可能縮短快進(jìn)快退時(shí)間而又要避免機(jī)構(gòu)中受力過(guò)大及發(fā)生沖擊的要求設(shè)計(jì)出來(lái)的，它尋常是近似于等加速