分度回轉(zhuǎn)臺設(shè)計說明書

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計由工序分析可知，回轉(zhuǎn)工作臺北須有 5 個工位，裝卸工位、銑削工位、鏜削 工 位、鉆削工位、倒角工位1、組合機床對分度回轉(zhuǎn)工作臺； 提高分度定位精度和定位剛度， 以提高分度回轉(zhuǎn)工作臺組合機床的加工精 度 縮短分度回轉(zhuǎn)時間， 以提高機床加工效率， 但是要求分度運動平穩(wěn)以保證 必要的回轉(zhuǎn)精度。 要求定位機構(gòu)磨損小，以便長期地保持分度回轉(zhuǎn)工作臺的精度 結(jié)構(gòu)簡單可靠、調(diào)整維修方便，經(jīng)濟(jì)合理。2、分度回轉(zhuǎn)工作臺的動作 定位銷的拔出工作臺臺面松開工作臺臺面抬 起工作臺臺面回 轉(zhuǎn)，分度并到位定位銷插八并定位工作臺臺面落下 工作臺臺面被夾 緊；回轉(zhuǎn)工作臺必須有兩個動作 1上下升降運動 2回轉(zhuǎn)運動能夠?qū)崿F(xiàn)

2、上下直線運動的機構(gòu)1曲柄滑塊機構(gòu) 2液壓缸機構(gòu) 3凸輪機構(gòu)等 曲柄滑塊機構(gòu)、 結(jié)構(gòu)簡單運動平穩(wěn)，本錢低，但曲柄滑塊機構(gòu)的功率較小， 而工作臺臺面的升降運 動所需功率較大。凸輪機構(gòu)的優(yōu)點只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計凸輪之廓曲線， 使可使從動件獲得任意預(yù)期 的 運動規(guī)律，且機構(gòu)比擬簡單緊湊，易于綜合，但凸輪的制造比擬復(fù)雜，制造成 本較 高， 隨著計算機的出現(xiàn)， 凸輪制造變得比擬簡單， 但凸輪之廓面與動件之間 為點 中縷接觸，故易于磨損，因此凸輪機構(gòu)通常用于傳力不大的場合。采用液壓缸的機構(gòu)，便于實現(xiàn)電氣控制與自動化控制，工作平穩(wěn)，換向沖擊 小，便于實現(xiàn)頻繁換向液壓元件易于實現(xiàn)系列化， 標(biāo)準(zhǔn)化和通用化， 便于設(shè)計和

3、 制造。能夠?qū)崿F(xiàn)間歇回轉(zhuǎn)的機構(gòu)1棘輪棘機構(gòu)2槽輪機構(gòu)3不完全齒輪機構(gòu) 不完全齒輪機構(gòu)的加工工藝較復(fù)雜， 且從動輪在運動開始和修正時有較大的 沖 擊。采用槽輪機構(gòu)假設(shè)要使槽輪轉(zhuǎn)一周，拔盤要轉(zhuǎn) 1-5 周，拔盤的轉(zhuǎn)動，需要一個 原 動機，假設(shè)采用電動機，電動機的最低轉(zhuǎn)速為 750r/min, 要想將這樣的轉(zhuǎn)速降到 需要 的低時需要一個龐大的減速機構(gòu)， 從而增加了回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)尺寸。棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，棘輪轉(zhuǎn)角的大小可以進(jìn)行有級調(diào)節(jié)，常用于 低 速輕載下實現(xiàn)間歇運開工作臺面，只需要克服少量的磨擦力就中以進(jìn)行回轉(zhuǎn) 了。棘輪棘爪回轉(zhuǎn)運動，采用齒輪機構(gòu)來帶動，為了減小回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)，不 采 用

4、電動來作為原動機， 否那么需要增加一個減速機構(gòu)。 在相同功率的情況下， 液壓傳動能量轉(zhuǎn)換元件的體積較小，重量較輕，因而采用液壓缸的直線運動來帶動齒條運動，從而來帶動齒輪的運動。3、工作臺的分度與定位1小型機械分度回轉(zhuǎn)工作臺 機械分度回轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 小型機械分度回轉(zhuǎn)工作臺的傳動分度回轉(zhuǎn)工作臺的動作，是裝有蝸輪的同一根軸上的三個凸輪強制控制的凸輪1 控制是位銷動作，并有曲柄銷拔開工作臺臺面轉(zhuǎn)動 凸輪 2控制工作臺面抬起和落下凸輪 3控制夾緊和松開工作臺臺面的凸輪 凸輪的大小與形狀，有轉(zhuǎn)位的多 少，時間的長短等因素來決定。這種工作臺可根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍的要求， 通過要換電動機軸上的皮帶輪來改變轉(zhuǎn) 位 時間

5、。這種工作臺只用一個電動機實再分度、 定位抬起落下和夾緊松開等動作， 動 作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，但是定位銷容易磨損， 磨損后影響分度精度。2反靠定位分度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)反靠定位機構(gòu)采用面定位， 消除了間隙， 定位精度有所提高較圓柱銷定相 比，并增加了工作中面的夾緊機構(gòu)， 工作臺剛性較好， 這種系列回轉(zhuǎn)工作臺具有 液壓和機械兩種驅(qū)動方式， 回轉(zhuǎn)工作臺具有液壓機械兩種驅(qū)動方式， 回轉(zhuǎn)工作臺 局部是通用的， 只是把傳動裝置局部設(shè)計成獨立設(shè)計部件， 分為液壓傳動裝置和 機械傳動裝置。這系列分度回轉(zhuǎn)工作臺的動作循環(huán) 動力部件原位工作臺花盤 1 抬起，自鎖 銷脫開花盤回轉(zhuǎn)花盤反 靠工作臺夾緊，自鎖銷插上動力部

6、件工作 循環(huán)反靠定位分度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu) 這個系列回轉(zhuǎn)工作臺局部和回轉(zhuǎn)裝置局部組 成。回轉(zhuǎn)工作臺局部， 包括花盤，工作臺體、 定位機構(gòu)抬起頭夾緊裝置和自鎖裝 置等局部，工作臺的定位塊是 浮動的，當(dāng)花盤回轉(zhuǎn)時， 花盤上的定位銷端部的斜 面壓下定位塊， 定位銷轉(zhuǎn)過定 位塊后，由彈簧將定位塊抬起，花盤反靠。定位銷反 靠在定位塊上，在浮動定位 塊 2 的后面兩邊有固定擋塊。為了保證分度回轉(zhuǎn)， 工作臺的分度定位精度， 反靠定位完成訊號必須在反靠 訊號開關(guān)和時間繼電器延時終了， 同時有訊號發(fā)出， 并且必須在工作臺夾緊完成 后發(fā)出訊號。電動機的慢速飯靠回轉(zhuǎn)才能停止?；剞D(zhuǎn)工作臺的自鎖裝置， 可保證在加工過程中

7、定位位置不變， 提高了回轉(zhuǎn)方 向的剛性。 反靠定位分度回轉(zhuǎn)工作臺的缺點。分度精度只能到達(dá)± 7精度再提高有困難，傳動機構(gòu)等都在底座里。敞開性較差。使工作臺的調(diào)整維修較為困難， 如工作臺反靠完畢的訊號， 由微動開關(guān) 和壓力繼電器聯(lián)合發(fā)出。 微動開關(guān)易出故障， 調(diào)整不便，另在反靠時產(chǎn)生撞擊。 尤其是機械反靠時撞擊更明顯。3盤定位分度回轉(zhuǎn)工作臺 齒盤的形狀與結(jié)構(gòu)如下圖。共有兩個齒盤，將上齒盤固定在回 轉(zhuǎn)工作臺上，將下齒盤固定在工作臺的底座上，當(dāng)回轉(zhuǎn)工作臺上升時，上下齒盤分開。工作臺開始回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)結(jié)束后工作臺下降，上下齒盤開 始噬合。定 位齒盤上齒數(shù)的多少和齒形的大小由轉(zhuǎn)位次數(shù)與工作臺的大

8、小和工作臺的受 力來決定。 齒盤定位與分度回轉(zhuǎn)工作臺的特點分度精度高，分度精度到達(dá)土 3，能用于加工高精度的工件剛性較好，由于工作臺采用了齒盤定位且具有夾緊機構(gòu)工作臺的承載能力和抗震性都較好。分度節(jié)拍時間較短結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，新系列回轉(zhuǎn)工作臺的零件少。而且所需的電氣元 件 和液壓元件數(shù)量也少。對管路的安裝，行程開關(guān)的性能都予以考慮，調(diào)整 維修 比擬方便。但齒盤要求精度高，制造比擬困難，隨科技的開展，計算機的廣泛應(yīng)用,數(shù)控機床等先進(jìn)和高科技技術(shù)的應(yīng)用與出現(xiàn)這種制造困難已不再是困難了。4、轉(zhuǎn)位機構(gòu)的設(shè)計 采用不完全齒輪機構(gòu)。將隨行夾具的軸上裝一個小齒輪，在大立柱上裝一個大的不完全齒輪。因為回轉(zhuǎn)工

9、作臺上共有5個工位，那么隨行夾具在繞立柱 72后要轉(zhuǎn)動180。且 分度要求精確。在大立柱上裝的不完全齒輪的輪齒安排在 72。以內(nèi)且不完全齒輪的輪齒 剛好 是小齒輪數(shù)的一半。這樣就可以保證夾具在鏜完 ？ 90的內(nèi)孔以后，工作 臺上升 旋轉(zhuǎn)72后轉(zhuǎn)動180。保證鉆孔確實定位置。采用不完全齒輪進(jìn)行轉(zhuǎn)位，精度較高，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，但在剛噬合時和分開時容易產(chǎn)生沖擊和撞擊且在其他的幾個工序中沒有自鎖機構(gòu)。如果受到外力時就有可能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，而使隨行夾具與組合機床的相對位置不衡定，從而影響零件的加工。甚至使零件的加工無法進(jìn)行下去。 采用槽輪機構(gòu)轉(zhuǎn)位為了是得隨行夾具在其他的工序中有一個準(zhǔn)確的加工位置，在轉(zhuǎn)位機構(gòu)以外再增

10、加一個自鎖機構(gòu)。為了減少機構(gòu)的增加，使得結(jié)構(gòu)減少，采用槽輪機構(gòu)將轉(zhuǎn)位機構(gòu)與自鎖機構(gòu)濃縮成一體。在需要轉(zhuǎn)位的地方，裝上拔銷，使得隨行夾具進(jìn)行轉(zhuǎn)位，其他的工 序加 工局部均采用止鎖弧，將隨行夾具進(jìn)行自鎖。槽輪機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，運動平穩(wěn)且具有自鎖性能。轉(zhuǎn)位機構(gòu)需要轉(zhuǎn)位精度較高，單靠槽輪機構(gòu)來進(jìn)行，保證是無法到達(dá)的。在轉(zhuǎn)位機構(gòu)上也增加一個齒盤分度機構(gòu)。 來增加分度的準(zhǔn)確性，且齒盤機構(gòu) 的 剛性較好，又具夾緊功能，工作臺上的隨行夾具的承載能力和抗震性較好。四、作整體裝配圖1各個部件的計算。 槽輪計算止動輪 R=300mm止動輪周長 C=2x300 冗=600 nC/5=2X300 冗 /5=12

11、0 nR<120 冗 / n =120 取 R=110mm1、槽數(shù)： z=42、槽間角 2B =360 °/z=360 。/4=90 。 B =453、槽輪每次轉(zhuǎn)位時曲柄的轉(zhuǎn)角：2 a =1Bo -2 B =180-2X45。=90。 a =454、中心距 a=220mm5、曲柄的相對長度r/a r/220 sinsin 45 °0.70706、槽輪相對半徑R/a1 3.1 0.7072 0.57、銳止凸弧張角r 360 0 2360 0 2 45 。270 0&圓銷半徑 rA 10mm9、相對槽深： h rA a( 9 1)h 10 220 (a07 05

12、1)h 55.510 、槽輪輪轂相對直徑dk 2r A2(1a dk 2a(1) 2rAdk 2 220 (1 0.70) 2 10 dk 52.4 12、圓銷個數(shù) j = 2 棘輪中的圓柱螺旋壓縮彈簧計算1、最大工作負(fù)荷 Ra= 40kg2、最小工作負(fù)荷 P 仁 10kg3、工作行程 h =7mm4、負(fù)荷種類為受交變負(fù)荷作用，次數(shù) 10 3-10 5 次為 II 類5、彈簧的端部類型：端部并緊并磨平，支承為八圈6、制造精度：主要參數(shù)的制造精度為 2 級7、彈簧材料： 65M M 鋼絲 根據(jù) P n 查表得 d=3.5mm 彈簧絲直徑 D 2 = 20mm 彈簧中徑 t=6.58m m 節(jié)距

13、P n=41.295kg 最大工作負(fù)荷 Fn=2.197 最大工作負(fù)荷下單圈變形 P d=18.758 單圈剛度 L = 62.8mm 單圈展開長度 Q= 0.047 單圈重量8、彈簧要求剛度p (P npj/ n (40 10)/7 4.28kg / mm9、有效圈數(shù)p d / p 18.759/ 4.28 4.38kg / mm10、彈簧實際剛度：p pd / n 18758/ 4.28 4.111、彈簧總?cè)?shù)n1 n 2 4.5 2 6.512、自由高度Ho= n t+1.5d=6.5 X 658 + 1.5 X 3.548圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 4513、彈簧實際節(jié)距丄 Ho1.5d45 1.5

14、 35t 8.8 n4.514 、 工作極限負(fù)荷下的變形取j 1.25川根所表T III = 1.25 T II所以j樣規(guī)格彈簧的III 川|故pi等于同 類彈簧與最大工作負(fù)荷。15、最大工作負(fù)荷下的變形Fn pn/p 40/ 4.282.34( mm)16、最小工作負(fù)荷大的變形F1 p1 / p 10/4.282.34(mm)17、最大工作負(fù)荷下高度Hn Ho Fn 489.55 38.65(mm)18、最小工作負(fù)荷下高度H1 Ho F1482.34 45.66( mm)19、工作極限負(fù)荷下高度HjHo Fj48 12.03 35.97(mm)20、展開長度：L l n 62.8 6.540

15、8.2( mm)21 、 細(xì)長比b Ho/D 248/202.4 5.3故穩(wěn)定 立柱穩(wěn)定性的校核： d=60mm L=600mm1 、 慣性半徑：dRiz 30/4 7.5mm42、壓桿的柔度3z uh/iz 1 600/7.5 1080u取1入=80, 不可以米用歐拉公式壓桿為中柔度鋼桿臨界應(yīng)力 ij a b優(yōu)質(zhì)碳鋼： a 取 460 b 取 2.57ij 460 2.57 80254.4MPa為增加壓捍的平安性取平安系數(shù)wd 43、壓桿的穩(wěn)定許用力:/wd 163.6MPa/ nwd4、壓桿最大取載壓力:P max A wdR2 6wd2314 3063.65179 10 N故壓桿的穩(wěn)定性

16、 齒條長度的計算齒輪的材料選擇45鋼，采用調(diào)質(zhì)處理，使其得到較好的綜合性能。齒輪的轉(zhuǎn)速較慢2-3r/min，傳動比1=1因為采用了液奪系統(tǒng)為原動部與齒 條的運 動平穩(wěn)齒輪的 作也就比擬平穩(wěn)，齒輪所承受的載荷為套與立柱之的磨擦力而套與立柱又是間隙配合，所以摩擦力很小，車入功章的需要也就很小故：齒輪用8級精度齒輪模數(shù)m取4齒輪齒數(shù)z取60齒輪與齒條相嚙合，就不再有小齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象，因為小齒輪的齒數(shù)太少,當(dāng)然如果大齒輪的齒數(shù)的取得過多，使得齒輪結(jié)構(gòu)增長。因工作臺共有五個I位齒輪每次只需要專1/5轉(zhuǎn)那么齒條齒數(shù)Zz 乙 /5 60/5 12m2 mi 4齒條12個齒數(shù)的長度為：L Z2 P Zz m

17、 12 3.14 4 150.72mm 標(biāo)準(zhǔn)齒齒輪的幾何尺寸計算：壓力角2 = 20分度圓直徑：d mz 60 4 240mm齒頂高：ha ha*m(ha* 取 1)=1 4=4mm齒根高：hf (ha* c*) m(1 0.25) 4 (C 取 0.25 )5mm齒高 h ha hf 4 6 9mm 頂隙：C C*m 0.25 4 1齒距：P齒頂圓直徑：da d 2ha 240 2 4 248mm 齒根圓直徑：df d 2hf 240 2 5 230mm m 3.14 4 12.56mmm 3.14 4齒厚：S6.28mm2 2齒槽寬：e s 6.28mm 垂直液壓缸的選取液壓缸的取大行程為

18、30mm上升的速度為5mm/s啟動換向時間t 0.05s動摩擦系數(shù)取0.1靜摩擦系數(shù)取0.2回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)臺面直徑 D取1000mm回轉(zhuǎn)工作臺的平均厚度為100mmG mg vg 7.8 10 3 12 /4 9.86.0kN連同五套隨行夾具工作臺上升時所受F=10kNG f Gm10 103 0.1 10 10 30.912.2K n參考同類型組合機床，取液壓缸工作壓力為1MPar JZT 4 422 1OY0.1246m 124.6mmV p V3.14 1 106圓整取標(biāo)準(zhǔn)直徑。=125mmd 0.7 125mm 87.5mm圓整取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=90mm液壓缸工作壓力為：Al A212.2 10 3 42 2(12580 )2.06MPa液壓缸的流量為：q AV(A1 A2)vdo25 10 34330.036 10 m Is 2.17L/min 水平液壓缸的選取立柆上的套與立柱是采用的間隙配合。在轉(zhuǎn)動時它們之間的摩擦力很小，從而齒