數(shù)控車床六角刀架設(shè)計

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)計機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)課程設(shè)計說明書

機(jī)械工程學(xué)院

專業(yè)課課程設(shè)計說明書

設(shè)計題目：數(shù)控車床六角刀架設(shè)計

專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其制動化班級：姓名：學(xué)號

指導(dǎo)教師：

2023年月日

II

目錄

1

設(shè)計任務(wù)書31.1.1.2.1.3.1.4.2

設(shè)計題目3工作原理與工藝動作過程3原始參數(shù)3設(shè)計要求3

系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計42.1.2.2.2.3.2.4.2.5.2.6.

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

3系統(tǒng)運(yùn)動方案實(shí)現(xiàn)73.1.

凸輪分析7

3.1.1.凸輪機(jī)構(gòu)選型錯誤！未定義書簽。3.1.2.凸輪的制作過程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具體計算12

4.1.4.2.567

1

列出必要的計算公式12用表格列出凸輪的計算結(jié)果12

收獲和體會122系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計

確定系統(tǒng)的工藝動作之后，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)動變換要求、尺寸限制、制造成本、動力性能、效率高低、操作便利安全可靠等等。

2.1.原動機(jī)類型的選擇

在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計過程中，原動機(jī)的選擇是十分重要的一個環(huán)節(jié)，由于它直接影響到動力輸出的穩(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，常見的原動機(jī)有熱機(jī)、電動機(jī)、液動機(jī)和氣動機(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)用范圍相對單一，主要用于經(jīng)常變換工作場所的機(jī)械設(shè)備和運(yùn)輸車輛。

電動機(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機(jī)，其具有結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，動力源便利等優(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)速范圍窄的場合。

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

2.2.減速器類型的選擇

減速器是指原動機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立封鎖式傳動裝置，用來減低轉(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)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安裝便利，其缺點(diǎn)是傳動比的分派比較麻煩；而蝸桿減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，噪音低等優(yōu)點(diǎn)，但簡單引起發(fā)熱、漏油、渦輪磨損等問題。

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)計中，對減速器要求為：傳動比較小，結(jié)構(gòu)盡量簡單，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)單軸六角自動車床刀架進(jìn)給裝置的機(jī)構(gòu)選擇

在單軸六角自動車床刀架進(jìn)給裝置中，刀架的運(yùn)動為復(fù)合運(yùn)動，即凸輪的間歇運(yùn)動與具有特定運(yùn)動規(guī)律的左右來回運(yùn)動。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)簡單，零件加工簡單，易實(shí)現(xiàn)所需動作要求等優(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)簡單、緊湊，能確切實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動軌跡，其缺點(diǎn)是從動件行程不宜過大，且曲面加工成本較高。適用于傳力較小、運(yùn)動靈活、運(yùn)動規(guī)律繁雜的場合。

本設(shè)計中，空間要求有限，要求運(yùn)動簡易靈活，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。

這個裝置可以由好多原理來組合，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原理，這里采用此原理，利用兩個摩擦輪完成。

送料機(jī)構(gòu)簡圖：

圖3雙摩擦輪機(jī)構(gòu)

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

2.5.系統(tǒng)運(yùn)動方案的確定

綜合以上的分析，最終確定的系統(tǒng)運(yùn)動方案見下表:

表1系統(tǒng)運(yùn)動方案

原動機(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)動循環(huán)圖

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

6

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

圖4前刀架系統(tǒng)運(yùn)動循環(huán)圖

由于后刀架和上刀架的傳動及結(jié)構(gòu)原理與前刀架基本一致。系統(tǒng)運(yùn)動循環(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)動規(guī)律，完成控制刀架的切削工作。

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

表二：單軸六角自動車床凸輪毛坯尺寸

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.

凸輪的制作過程

圖5：單軸六角自動車床凸輪毛坯尺寸

*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

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。在生產(chǎn)活動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)快退時間而又要避免機(jī)構(gòu)中受力過大及發(fā)生沖擊的要求設(shè)計出來的，它尋常是近似于等加速