工艺原理及工艺动作过程.docx

1、工艺原理及工艺动作过程一 . 题目：专用机床的刀具进给机构和工作台回转机构设计 2二工艺原理及工艺动作过程 2三原始数据和设计要求 2四设计方案提示 2五设计任务与内容 3六机械运动设计方案的拟定 3（ 1）回转台间歇运动机构方案 3（2）主轴箱刀具移动机构方案 4（3）传动机构的选型 5七机械运动循环图 6（ 1） .运动分析 6八机构的组合方式 6九机械运动简图、原理的简要说明、及其方案的选定 7十 .尺寸的计算说明及设计 8（1）.槽轮机构 8（2）.圆柱凸轮的尺寸设计 9（ 3） .减速器的传动计算 10十一课程设计心得 11十二.参考文献 11.题目：专用机床的刀具进给机构和工作台回

2、转机构设计二.工艺原理及工艺动作过程四工位专用机床是在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩 孔、铰孔工作。它的执行动作有两个：一是装有四工位工件的回转转动； 二是装有专用电动机带动三把专用的主轴箱的刀具转动和移动。(1)刀具顶端离开工作表面65mm，快速移动送进60mm后，再匀速送进 60mm (包括5mm 刀具切入量、45mm 工件孔深、10mm 刀具切出量)，然 后快速返回。回程和工作行程的平均速度之比K=2.(2)刀具匀速进给速度为2mm/s ,工件装、卸时间不超过10s。(3)生产率为每小时75件。(4) 执行机构能装入机体内。图1 :专用机床外形尺寸四.设计方案提示(1 ) 回

3、转台的间歇转动可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇 运动机构。（2） 主轴箱的刀具移动可采用圆柱凸轮机构、移 动从动杆盘形凸轮机构、 凸轮连杆机构、平面连杆机构等。（ 3 ） 由 生 产 率 可 求 出 一 个 运 动 循 环 所 需 的 时 间 T=60/（75/60）s=48s ， 刀 具 匀 速 送 进 60mm 所 需 时 间 t=30s ， 道 具 其 余 移 动 （ 包 括 快 速 送 进 60mm ， 快 速返回120mm ）共需18s。回转工作台静止时间为36s，因此足够工件装卸 所需时间。回转工作台作单向间歇运动， 每次转过90度。 主轴箱作复运动， 在 工作行程中有快

4、进和慢进两段， 回程具有急回特性。五设计任务与内容1） 按工艺动作过程拟定运动循环图。2） 进行回转台间歇转动机构、主轴箱刀具移动机构的选型。 并进行机械 运动方案的评价和选择3） 根据电 动机参 数和 执行 机构 运动 参数 进行 传动 方案 的 拟订 。4） 画出机械运动方案图（CAD、A2），凸轮轮廓图（手工、A3 ）。5） 机 械 传 动 系 统 和 执 行 系 统 的 尺 寸 计 算 。6） 编写设计说明书。（用 A4， 封面用标准格式）六机械运动设计方案的拟定（ 1）回转台间歇运动机构方案方案一：不完全齿轮机构。 它是由齿轮机构演变而得到的一种间歇转动机 构， 即在主动轮上制作出一

5、部分齿， 并根据运动时间与停歇时间的要求， 在从动轮上做出与主动轮相啮合的轮齿。 当从动轮做连续回转运动时， 从 动轮做间歇回转运动。 不完全齿轮的结构简单， 制造容易， 工作可靠， 设 计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化。 其缺点是 有 较 大 冲 击 ， 故 质 疑 与 低 速 ， 轻 载 场 合 。 图 2 如 下图2 :不完全齿轮机构方案二：槽轮机构。槽轮机构的结构简单外形尺寸小，机械效率高，并能较平稳的、间歇地进行转位。但因转动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不高的场合。图3如下图3:槽轮机构(2)主轴箱刀具移动机构方案方案一：凹槽圆柱凸轮机构。当具有凹槽的圆柱凸轮

6、回转时，其凹槽 的侧面通过嵌与凹槽中的滚子迫使连接与主轴箱连接的赶一起运动，进刀 和退刀的运动规律则决定于凹槽曲线的形状凸轮机构的最大优点是只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且响应快速，机构简单紧凑。凸轮机构的缺点是凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，凸轮制造困难。图4:凹槽圆柱凸轮机构方案二：凸轮连杆机构。是经过电动机带动传动带及齿轮减速后由齿 轮推动于主轴箱连接的连杆，从而使主轴箱随凸轮决定的运动规律运动， 但机构中与主轴箱相连的连杆尺寸过大，不能适合的置于机箱内。如图图5：凸轮连杆机构方案三：盘形凸轮机构。是经过电动机带动传动带及齿轮减速后由齿 轮

7、机构直接带动及齿轮减速后，有齿轮机构直接带动的，因而其运动角速 度是常量。但因为其凸轮处于机床箱外部，并且其返程机构复杂。图6 :圆盘凸轮机构(3)传动机构的选型选定 电动机 的转速n=960/min，而槽 轮机构 的转速N=60/48=1.25r/min整个机构的传动比k=768,故需要分别引入减速机构来满足工作台间隙运动 和主轴箱移动的运动要求。根据减速动作的精度和平稳性要求，列出常用的减速机构减速器C:传动带、链传动、蜗杆传动、齿轮传动、行星传动减速器D:传动带、链传动、蜗杆传动、齿轮传动、行星传动7.机械运动循环图时间（秒）012122424 3636 48间歇机构运动情况匀速旋转90

8、度静止主轴箱运动情况快进2秒匀速送进60mm（232秒）快退（16秒）表一：四工位专用机构运动循环图（1）.运动分析传动系统电机为交流异步电动机，功率 1.5Kw，转速960r / min。则四工位专用机床的一个周期内的详细运动情况为：电动机作为驱动，通过减速器与其他轮系传动将符合要求的转速传递给工作回转 台上的间歇机构，使其做间歇运动。在间歇机构开始一次循环时，安装并夹紧工件，间歇机构从 0转至90。间歇机构从90转至180,主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速送进和 快退）。间歇机构从180转至270,主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速送进 和快退）。间歇机构从270转至360 ，主

9、轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速送进 和快退）。8.机构的组合方式根据以上的构件组合出两种比较合理的方式，如下：（1）槽轮机构+移动推杆圆柱凸轮机构+带传动+形星传动(2)不完全齿轮机构+摆动推杆盘形凸轮与摆动导杆机构+带传动+行星传9.机械运动简图、原理的简要说明、及其方案的选定(1)方案I中，电动机作为驱动机构，将动能传递给带轮，通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构。一路通过齿轮传动将扭矩传递给槽轮机构，使工作台作间歇 转动;另一路通过行星轮系减速后将扭矩传递给移动推杆圆柱凸轮机构，使主轴 箱完成进,退刀的动作。两路传动机构相互配合、相互合作，共同完成额定的加 工功能和加工任务。简图如下

10、图7:圆柱凸轮机构方案U中，电动机作为驱动机构，将动能传递给带轮，通过带轮分两路将扭 矩传作间歇转递给执行机构。一路通过齿轮传动将扭矩传递给不完全齿轮机构，使工作台动；另一路通过行星轮系减速后将扭矩传递给摆动推杆盘形凸轮与摆杆 滑块机构，使共同完成额定的加主轴箱完成进，退刀的动作。两路传动机构相互配合、相互合作,（2）方案的选定：根据各方面考核，最后选定方案一的设计。十尺寸的计算说明及设计（1）.槽轮机构：槽轮机构的优点是结构简单，制造容易，工作可靠，能准确控制转角，机械效率高。缺点主要是其在启动和停止时加速度变化大、 有冲击，不适合用于高速 传 动。结合槽轮自身的特点和本课题的设计需求，对照

11、如图所示，对其尺寸 进行详细设计和拟定。1）槽数z按工位要求选定为42）中心距a按结构情况确定a=150mm3）圆销半径r按结构情况确定r=15mm4）槽轮每次转位时主动件的转角2a=180 (1-2/Z)=905）槽间角2 =360 /Z=90 6）主动件到圆销中心半径R1 = a sin: =75 2= 106mm7） R1与a的比值=R1/a= sin = 2/28）槽轮外圆半径R2= (a cos：)+r =1079）槽轮槽深h=a( +cos：-1)+r=77.1mm取 h=80mm10)运动系数k=(Z-2)/(2Z)=1/4 (n=1,n 为圆销数)图9:槽轮机构(2).圆柱凸轮

12、的尺寸设计：由于其轮廓曲线为一空间曲线， 不能直接在平面上表示。但是圆柱面可展开成平面，圆柱凸轮展开后便成为平面 移动凸轮。因此，可以用盘形凸轮轮廓曲线设计的原理和方法，来绘制圆柱凸轮 轮廓曲线的展开图。将圆柱外表面展开，得一长度为2二R的平面移动凸轮机构，其移动速度为 V=wR,以一V反向移动平 面凸轮，相对运动不变，滚子反向移动后其中心点的 轨迹即为理论轮廓线，其内外包络线为实际轮廓线。 用AutoCAD拟合出位移线图如图所示， 并分盘形凸轮和圆柱凸轮分别对其进行设计图10:位移线图拟定圆柱凸轮的最大半径 Rm=50mm,长度L=200mm,用CAD画出其尺寸轮廓图图11:尺寸轮廓图（3）

13、.减速器的传动计算：选定电动机的转速n=960r/min,而槽轮机构和圆柱凸轮机构的转速n仁60/48=1.25r/min,整个传动机构的传动比为K=768,故对于减速器的功能要求为其传动比为768，其中，各轮齿数拟定为：Z1=48, Z2=13, Z2Z =16, Z3=59,考虑到其所占空间模数可取m=3,采用正常齿制，如图所示38图12:减速器行星轮系简图该机构的传动比：iH/13=(W1-WH)/(W3-WH)=(W1-WH)/(-WH)=(Z2Z3)/(Z1Z2 )=767/768即(W1-WH ) /(-WH)=767/768由此可得：iH仁768齿轮啮合的最大中心距a max=(

14、m/2)(Z1+Z2)=67.5则在未安装外壳时机构的宽度或高度的最大尺寸为b max=2a max=135十一课程设计心得一个礼拜的课程设计结束了，说实话，课程设计真的有点累然而，当我一着手 清理自己的设计成果， 漫漫回味这 1 周的心路历程， 一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿 消虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自 己成熟的许多，另我有了一中 ”春眠不知晓 ”的感 悟 通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致课程设计过程中， 许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：想到今后自己应当承担的社会责任，想到世 界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定呀 养成一种高度负责，认真对待的良好习惯这次课程设计使我在工作作风上得到了一次 难得的磨练 短短 1 周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏， 自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足。所以我以后要更加努力，为将来步入社会打好坚实的基础十二 .参考文献（ 1 ） 机 械 原 理 课 程 设 计 手 册 （ 第 二 版 ）（ 2 ） 机 械 原 理 （ 第 七 版 ）