四工位專用機床的刀具進給機構和工作臺轉位機構設計

1、1 1、題目簡介、題目簡介機床構成：機床構成：主軸箱進給機構、工作臺轉位與定位、主傳動系統(tǒng)。主軸箱進給機構、工作臺轉位與定位、主傳動系統(tǒng)。工作原理：工作原理：主軸箱往返一次，在四個工位上同時進行主軸箱往返一次，在四個工位上同時進行裝卸、鉆孔、裝卸、鉆孔、擴孔、鉸孔擴孔、鉸孔工作，工作臺每轉位一次完成一個工件加工。工作，工作臺每轉位一次完成一個工件加工。 二、設計題目二、設計題目：專用機床的刀具進給機構和工作臺轉位機構的設計專用機床的刀具進給機構和工作臺轉位機構的設計A向向A向向 裝卸工件裝卸工件 鉆孔鉆孔 擴孔擴孔 鉸孔鉸孔 工件長度：工件長度：S S； 行程速比系數(shù)：行程速比系數(shù)：K=2 K

2、=2 ； 刀具刀具工進速度（切削速度）：工進速度（切削速度）：V V工工（mm/smm/s） ； 生產(chǎn)率：生產(chǎn)率：N N 件件/ /小時小時； 裝卸時間：裝卸時間：小于小于1010秒秒； 機構系統(tǒng)應裝入機體內(nèi)，機床外形尺寸已知。機構系統(tǒng)應裝入機體內(nèi)，機床外形尺寸已知。 參參數(shù)數(shù)機床生產(chǎn)率機床生產(chǎn)率（件（件/ /小時）小時）工件長度工件長度S S(mm)(mm)行程速行程速比系數(shù)比系數(shù)K K刀具勻速進給刀具勻速進給速度速度(mm/s)(mm/s)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)2 2、已知條件：、已知條件：二、設計題目二、設計題目S快進快進工進工進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位置與方向定位銷位置

3、與方向方案一：方案一：圓柱凸輪制造成本高；行程大時，圓柱凸輪制造成本高；行程大時，運動靈活性較差；運動靈活性較差； 力的作用點相對導軌產(chǎn)生有害力矩；鎖合好。力的作用點相對導軌產(chǎn)生有害力矩；鎖合好。三、方案構思三、方案構思方案二：方案二： 凸輪直接驅動升程大，凸輪直接驅動升程大，；凸輪機構外露，影響外觀。；凸輪機構外露，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、方案構思三、方案構思三、方案構思三、方案構思方案三：方案三： 放大行程，力減小，長擺桿剛度差；擺桿端部水平分放大行程，力減小，長擺桿剛度差；擺桿端部水平分速度不是勻速；擺動變移動，不易設計計算。速度不是勻速；

4、擺動變移動，不易設計計算。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、方案構思三、方案構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（移動移動轉動轉動移動）；移動）；三、方案構思三、方案構思其它方案：其它方案：（1）液壓、氣動機構；）液壓、氣動機構；（2）螺桿機構）螺桿機構-步進電機步進電機-程序控制程序控制（3）純輪系（齒輪齒條）傳動）純輪系（齒輪齒條）傳動-雙向電機雙向電機-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（構思）方案、確定（構思）

5、方案盡可能構思不同的方案，進行分析、比較，選最佳方案。盡可能構思不同的方案，進行分析、比較，選最佳方案。四、設計步驟四、設計步驟2、由、由K 推程運動角推程運動角(推程時間推程時間)，回程運動角（回程時間）；，回程運動角（回程時間）； K=K=推程運動角推程運動角/ /回程運動角回程運動角 由生產(chǎn)率由生產(chǎn)率主凸輪主凸輪 n凸凸 （轉（轉/分）、分）、 凸凸（度（度/秒）秒） 。3、選電機轉速、選電機轉速n 電機選擇電機選擇Y系列，滿載轉速系列，滿載轉速2825、1440、960、720r/min ； （電機轉速低，體積大，價格高）（電機轉速低，體積大，價格高）。 由由n- n凸凸 總傳動比總傳

6、動比i總總 分配各級傳動比分配各級傳動比i總總= i1.i2.i3 i帶帶4（帶傳動的作用：降速、吸振、防過載、遠距離傳動等作用）；（帶傳動的作用：降速、吸振、防過載、遠距離傳動等作用）； i齒輪齒輪5 （可用（可用周轉輪系周轉輪系或或蝸桿蝸輪蝸桿蝸輪獲得大傳動比）。獲得大傳動比）。4 4、運動循環(huán)圖、運動循環(huán)圖 四、設計步驟四、設計步驟（刀具在工件內(nèi)及轉位時不能插、拔定位銷）（刀具在工件內(nèi)及轉位時不能插、拔定位銷）作用：作用：1 1）保證執(zhí)行構件的動作協(xié)調(diào)配合；）保證執(zhí)行構件的動作協(xié)調(diào)配合；2 2）最大限度地縮短機器的運動循環(huán)周期，提高生產(chǎn)率；）最大限度地縮短機器的運動循環(huán)周期，提高生產(chǎn)率；

7、3 3）利于設計、裝配、調(diào)試。）利于設計、裝配、調(diào)試。 時間： 0 10s 40s 60s凸輪轉角：凸輪轉角：0 0 ？ 240240 ？ ？ ? ? 3603600 0銷在外銷在外拔拔銷銷銷在內(nèi)銷在內(nèi)插插銷銷銷在外銷在外定位銷定位銷轉位轉位定位定位轉位轉位工作臺工作臺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、設計步驟四、設計步驟5 5、機構設計、機構設計1 1）傳動系統(tǒng)設計：）傳動系統(tǒng)設計： 電電 動動 機機進給凸輪機構進給凸輪機構工作臺轉位機構工作臺轉位機構定位機構定位機構2 2）進刀凸輪廓線的設計：）進刀凸輪廓

8、線的設計： 運動規(guī)律的設計運動規(guī)律的設計 廓線的設計（圖解法、解析法（編程）廓線的設計（圖解法、解析法（編程） 3 3）工作臺轉位機構設計）工作臺轉位機構設計 4 4）定位機構設計）定位機構設計 （帶傳動、齒輪機構、輪系）（帶傳動、齒輪機構、輪系）1 1、圖紙、圖紙4 4張：張： 方案簡圖（方案簡圖（1#）1張：（機構外觀、機構布置）和運動循環(huán)圖；張：（機構外觀、機構布置）和運動循環(huán)圖； (注意：布局與干涉注意：布局與干涉) 進給凸輪設計（進給凸輪設計（2#） 1張：（圖解法、畫張：（圖解法、畫s,v,a曲線、凸輪廓線曲線、凸輪廓線（偏置偏置）、）、保留過程線、作圖質量要高保留過程線、作圖質量

9、要高）；）； 工作臺轉位、定位機構（工作臺轉位、定位機構（2-3#） 2張：槽輪尺寸圖、定位銷凸輪。張：槽輪尺寸圖、定位銷凸輪。2 2、計算機編程與作圖：、計算機編程與作圖：用解析法計算凸輪參數(shù)、作凸輪圖和凸輪用解析法計算凸輪參數(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；（上機上機6 6學時免費學時免費, ,其余自費其余自費）。）。五、設計任務（工作量）五、設計任務（工作量）3 3、設計計算說明書一份、設計計算說明書一份要求：要求：題目簡介、已知條件、方案構思比較題目簡介、已知條件、方案構思比較（要求有三、四個方（要求有三、四個方案的比較分析）案的比較分析）、所

10、選方案的簡要設計說明。、所選方案的簡要設計說明。注意：不是使用說明書，是技術資料。注意：不是使用說明書，是技術資料。六、運動規(guī)律的設計六、運動規(guī)律的設計槽輪機的運動系數(shù)：槽輪機的運動系數(shù)：zzttkd224 4工位，應取工位，應取 4 4槽單銷槽單銷t- t- 一個運動周期的時間一個運動周期的時間(凸輪轉一周的時間凸輪轉一周的時間)t td d- - 運動的時間運動的時間=1/4=1/410sdjttt六、運動規(guī)律的設計六、運動規(guī)律的設計進刀凸輪轉速進刀凸輪轉速: :min60rNn 生產(chǎn)率生產(chǎn)率: : N件件/ /小時小時S快進快進快退快退工進工進5 5h0h00h210075+S工工240

11、0- 0/2h0h00h210075+S2400- 0/2六、運動規(guī)律的設計六、運動規(guī)律的設計回程段：回程段：避免沖擊，避免沖擊，用正弦加速度運動規(guī)律。用正弦加速度運動規(guī)律。段：段：用正弦加速度運動規(guī)律修正用正弦加速度運動規(guī)律修正2cos1 00hv工進時v v20hhv00000222cos1 工進h=10mmS快進快進快退快退工進工進5 5六、運動規(guī)律的設計六、運動規(guī)律的設計段：工作進給段：工作進給（勻速）（勻速）工進長度：工進長度： h=工件長工件長（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工進工進=h

12、/t t 0= tn60 h0h00h210075+S2400- 0/2S快進快進快退快退工進工進5 5h0h0h210075+S工工2400- 0/2六、運動規(guī)律的設計六、運動規(guī)律的設計段：快進段：快進000000120 240 2 2 k2240000工S快進快進快退快退工進工進5 5va0工工h1 用等加減速運動規(guī)律修正用等加減速運動規(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va0工工h1 用五次多項式運動規(guī)律修正用五次多項式運動規(guī)律修正( (沒有沖擊沒有沖擊) )5544332210ccccccsdtdadtdvvdtds 0 60 ：0 0 0 :0avvsa