四工位專(zhuān)用機(jī)床的刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、1 1、題目簡(jiǎn)介、題目簡(jiǎn)介機(jī)床構(gòu)成：機(jī)床構(gòu)成：主軸箱進(jìn)給機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)轉(zhuǎn)位與定位、主傳動(dòng)系統(tǒng)。主軸箱進(jìn)給機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)轉(zhuǎn)位與定位、主傳動(dòng)系統(tǒng)。工作原理：工作原理：主軸箱往返一次，在四個(gè)工位上同時(shí)進(jìn)行主軸箱往返一次，在四個(gè)工位上同時(shí)進(jìn)行裝卸、鉆孔、裝卸、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔擴(kuò)孔、鉸孔工作，工作臺(tái)每轉(zhuǎn)位一次完成一個(gè)工件加工。工作，工作臺(tái)每轉(zhuǎn)位一次完成一個(gè)工件加工。 二、設(shè)計(jì)題目二、設(shè)計(jì)題目：專(zhuān)用機(jī)床的刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)專(zhuān)用機(jī)床的刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)A向向A向向 裝卸工件裝卸工件 鉆孔鉆孔 擴(kuò)孔擴(kuò)孔 鉸孔鉸孔 工件長(zhǎng)度：工件長(zhǎng)度：S S； 行程速比系數(shù)：行程速比系數(shù)：K=2 K

2、=2 ； 刀具刀具工進(jìn)速度（切削速度）：工進(jìn)速度（切削速度）：V V工工（mm/smm/s） ； 生產(chǎn)率：生產(chǎn)率：N N 件件/ /小時(shí)小時(shí)； 裝卸時(shí)間：裝卸時(shí)間：小于小于1010秒秒； 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)裝入機(jī)體內(nèi)，機(jī)床外形尺寸已知。機(jī)構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)裝入機(jī)體內(nèi)，機(jī)床外形尺寸已知。 參參數(shù)數(shù)機(jī)床生產(chǎn)率機(jī)床生產(chǎn)率（件（件/ /小時(shí)）小時(shí)）工件長(zhǎng)度工件長(zhǎng)度S S(mm)(mm)行程速行程速比系數(shù)比系數(shù)K K刀具勻速進(jìn)給刀具勻速進(jìn)給速度速度(mm/s)(mm/s)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)2 2、已知條件：、已知條件：二、設(shè)計(jì)題目二、設(shè)計(jì)題目S快進(jìn)快進(jìn)工進(jìn)工進(jìn)5 5刀具刀具快退快退切出量切出量提前量提前量定位銷(xiāo)位置與方向定位銷(xiāo)位置

3、與方向方案一：方案一：圓柱凸輪制造成本高；行程大時(shí)，圓柱凸輪制造成本高；行程大時(shí)，運(yùn)動(dòng)靈活性較差；運(yùn)動(dòng)靈活性較差； 力的作用點(diǎn)相對(duì)導(dǎo)軌產(chǎn)生有害力矩；鎖合好。力的作用點(diǎn)相對(duì)導(dǎo)軌產(chǎn)生有害力矩；鎖合好。三、方案構(gòu)思三、方案構(gòu)思方案二：方案二： 凸輪直接驅(qū)動(dòng)升程大，凸輪直接驅(qū)動(dòng)升程大，；凸輪機(jī)構(gòu)外露，影響外觀。；凸輪機(jī)構(gòu)外露，影響外觀。 但易更換，易改裝及變換尺寸。但易更換，易改裝及變換尺寸。三、方案構(gòu)思三、方案構(gòu)思三、方案構(gòu)思三、方案構(gòu)思方案三：方案三： 放大行程，力減小，長(zhǎng)擺桿剛度差；擺桿端部水平分放大行程，力減小，長(zhǎng)擺桿剛度差；擺桿端部水平分速度不是勻速；擺動(dòng)變移動(dòng)，不易設(shè)計(jì)計(jì)算。速度不是勻速；

4、擺動(dòng)變移動(dòng)，不易設(shè)計(jì)計(jì)算。方案四：方案四： 凸輪凸輪- 推桿推桿 - 擺桿（放大行程）擺桿（放大行程）- 滑塊；滑塊；三、方案構(gòu)思三、方案構(gòu)思注意凸輪鎖合方式注意凸輪鎖合方式方案五：方案五：凸輪凸輪-推桿齒條推桿齒條-雙聯(lián)齒輪（放大行程）雙聯(lián)齒輪（放大行程）-齒條齒條（移動(dòng)移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)）；移動(dòng)）；三、方案構(gòu)思三、方案構(gòu)思其它方案：其它方案：（1）液壓、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)；）液壓、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)；（2）螺桿機(jī)構(gòu)）螺桿機(jī)構(gòu)-步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)-程序控制程序控制（3）純輪系（齒輪齒條）傳動(dòng)）純輪系（齒輪齒條）傳動(dòng)-雙向電機(jī)雙向電機(jī)-電器控制電器控制注意凸輪鎖合方式注意凸輪鎖合方式1、確定（構(gòu)思）方案、確定（構(gòu)思）

5、方案盡可能構(gòu)思不同的方案，進(jìn)行分析、比較，選最佳方案。盡可能構(gòu)思不同的方案，進(jìn)行分析、比較，選最佳方案。四、設(shè)計(jì)步驟四、設(shè)計(jì)步驟2、由、由K 推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角(推程時(shí)間推程時(shí)間)，回程運(yùn)動(dòng)角（回程時(shí)間）；，回程運(yùn)動(dòng)角（回程時(shí)間）； K=K=推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角/ /回程運(yùn)動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)角 由生產(chǎn)率由生產(chǎn)率主凸輪主凸輪 n凸凸 （轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)/分）、分）、 凸凸（度（度/秒）秒） 。3、選電機(jī)轉(zhuǎn)速、選電機(jī)轉(zhuǎn)速n 電機(jī)選擇電機(jī)選擇Y系列，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速系列，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速2825、1440、960、720r/min ； （電機(jī)轉(zhuǎn)速低，體積大，價(jià)格高）（電機(jī)轉(zhuǎn)速低，體積大，價(jià)格高）。 由由n- n凸凸 總傳動(dòng)比總傳

6、動(dòng)比i總總 分配各級(jí)傳動(dòng)比分配各級(jí)傳動(dòng)比i總總= i1.i2.i3 i帶帶4（帶傳動(dòng)的作用：降速、吸振、防過(guò)載、遠(yuǎn)距離傳動(dòng)等作用）；（帶傳動(dòng)的作用：降速、吸振、防過(guò)載、遠(yuǎn)距離傳動(dòng)等作用）； i齒輪齒輪5 （可用（可用周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系或或蝸桿蝸輪蝸桿蝸輪獲得大傳動(dòng)比）。獲得大傳動(dòng)比）。4 4、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 四、設(shè)計(jì)步驟四、設(shè)計(jì)步驟（刀具在工件內(nèi)及轉(zhuǎn)位時(shí)不能插、拔定位銷(xiāo)）（刀具在工件內(nèi)及轉(zhuǎn)位時(shí)不能插、拔定位銷(xiāo)）作用：作用：1 1）保證執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作協(xié)調(diào)配合；）保證執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作協(xié)調(diào)配合；2 2）最大限度地縮短機(jī)器的運(yùn)動(dòng)循環(huán)周期，提高生產(chǎn)率；）最大限度地縮短機(jī)器的運(yùn)動(dòng)循環(huán)周期，提高生產(chǎn)率；

7、3 3）利于設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試。）利于設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試。 時(shí)間： 0 10s 40s 60s凸輪轉(zhuǎn)角：凸輪轉(zhuǎn)角：0 0 ？ 240240 ？ ？ ? ? 3603600 0銷(xiāo)在外銷(xiāo)在外拔拔銷(xiāo)銷(xiāo)銷(xiāo)在內(nèi)銷(xiāo)在內(nèi)插插銷(xiāo)銷(xiāo)銷(xiāo)在外銷(xiāo)在外定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位定位定位轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位工作臺(tái)工作臺(tái)刀具在工件外刀具在工件外刀具在工件內(nèi)刀具在工件內(nèi)刀具在工件外刀具在工件外主軸箱主軸箱空回行程空回行程工作行程工作行程四、設(shè)計(jì)步驟四、設(shè)計(jì)步驟5 5、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1 1）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 電電 動(dòng)動(dòng) 機(jī)機(jī)進(jìn)給凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)給凸輪機(jī)構(gòu)工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)定位機(jī)構(gòu)定位機(jī)構(gòu)2 2）進(jìn)刀凸輪廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)：）進(jìn)刀凸輪廓

8、線(xiàn)的設(shè)計(jì)： 運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì) 廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)（圖解法、解析法（編程）廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)（圖解法、解析法（編程） 3 3）工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)）工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 4）定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)）定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （帶傳動(dòng)、齒輪機(jī)構(gòu)、輪系）（帶傳動(dòng)、齒輪機(jī)構(gòu)、輪系）1 1、圖紙、圖紙4 4張：張： 方案簡(jiǎn)圖（方案簡(jiǎn)圖（1#）1張：（機(jī)構(gòu)外觀、機(jī)構(gòu)布置）和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；張：（機(jī)構(gòu)外觀、機(jī)構(gòu)布置）和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖； (注意：布局與干涉注意：布局與干涉) 進(jìn)給凸輪設(shè)計(jì)（進(jìn)給凸輪設(shè)計(jì)（2#） 1張：（圖解法、畫(huà)張：（圖解法、畫(huà)s,v,a曲線(xiàn)、凸輪廓線(xiàn)曲線(xiàn)、凸輪廓線(xiàn)（偏置偏置）、）、保留過(guò)程線(xiàn)、作圖質(zhì)量要高保留過(guò)程線(xiàn)、作圖質(zhì)量

9、要高）；）； 工作臺(tái)轉(zhuǎn)位、定位機(jī)構(gòu)（工作臺(tái)轉(zhuǎn)位、定位機(jī)構(gòu)（2-3#） 2張：槽輪尺寸圖、定位銷(xiāo)凸輪。張：槽輪尺寸圖、定位銷(xiāo)凸輪。2 2、計(jì)算機(jī)編程與作圖：、計(jì)算機(jī)編程與作圖：用解析法計(jì)算凸輪參數(shù)、作凸輪圖和凸輪用解析法計(jì)算凸輪參數(shù)、作凸輪圖和凸輪數(shù)據(jù)表、源程序、程序流程圖；（數(shù)據(jù)表、源程序、程序流程圖；（上機(jī)上機(jī)6 6學(xué)時(shí)免費(fèi)學(xué)時(shí)免費(fèi), ,其余自費(fèi)其余自費(fèi)）。）。五、設(shè)計(jì)任務(wù)（工作量）五、設(shè)計(jì)任務(wù)（工作量）3 3、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份要求：要求：題目簡(jiǎn)介、已知條件、方案構(gòu)思比較題目簡(jiǎn)介、已知條件、方案構(gòu)思比較（要求有三、四個(gè)方（要求有三、四個(gè)方案的比較分析）案的比較分析）、所

10、選方案的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)說(shuō)明。、所選方案的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)說(shuō)明。注意：不是使用說(shuō)明書(shū)，是技術(shù)資料。注意：不是使用說(shuō)明書(shū)，是技術(shù)資料。六、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)六、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)槽輪機(jī)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)：槽輪機(jī)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)：zzttkd224 4工位，應(yīng)取工位，應(yīng)取 4 4槽單銷(xiāo)槽單銷(xiāo)t- t- 一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期的時(shí)間一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期的時(shí)間(凸輪轉(zhuǎn)一周的時(shí)間凸輪轉(zhuǎn)一周的時(shí)間)t td d- - 運(yùn)動(dòng)的時(shí)間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間=1/4=1/410sdjttt六、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)六、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)進(jìn)刀凸輪轉(zhuǎn)速進(jìn)刀凸輪轉(zhuǎn)速: :min60rNn 生產(chǎn)率生產(chǎn)率: : N件件/ /小時(shí)小時(shí)S快進(jìn)快進(jìn)快退快退工進(jìn)工進(jìn)5 5h0h00h210075+S工工240

11、0- 0/2h0h00h210075+S2400- 0/2六、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)六、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)回程段：回程段：避免沖擊，避免沖擊，用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。段：段：用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律修正用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律修正2cos1 00hv工進(jìn)時(shí)v v20hhv00000222cos1 工進(jìn)h=10mmS快進(jìn)快進(jìn)快退快退工進(jìn)工進(jìn)5 5六、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)六、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)段：工作進(jìn)給段：工作進(jìn)給（勻速）（勻速）工進(jìn)長(zhǎng)度：工進(jìn)長(zhǎng)度： h=工件長(zhǎng)工件長(zhǎng)（s）+0.5切出量切出量(5mm) +提前量提前量(5mm)凸輪凸輪: n r/min 60s n3600 1 s n60 V工進(jìn)工進(jìn)=h

12、/t t 0= tn60 h0h00h210075+S2400- 0/2S快進(jìn)快進(jìn)快退快退工進(jìn)工進(jìn)5 5h0h0h210075+S工工2400- 0/2六、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)六、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)段：快進(jìn)段：快進(jìn)000000120 240 2 2 k2240000工S快進(jìn)快進(jìn)快退快退工進(jìn)工進(jìn)5 5va0工工h1 用等加減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律修正用等加減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律修正( (有柔性沖擊有柔性沖擊) )2010111)(2hhs)(4012011hv減速段：減速段：邊界條件邊界條件011 60 、hmmsvv工工時(shí)va0工工h1 用五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律修正用五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律修正( (沒(méi)有沖擊沒(méi)有沖擊) )5544332210ccccccsdtdadtdvvdtds 0 60 ：0 0 0 :0avvsa