锁梁自动成型机切削机构

机械原理课程设计

说明书

设计题目：锁梁自动成型机床切削机构机电工程学院

设计者

指导老师：

2010年12月30日

目录

第一部分机构设计

一、锁梁自动成型机床切削机构的功能与设计要求 (2)

二、工作原理图及其解释 (3)

三、功能分解 (3)

四、执行机构的比较与选择 (4)

五、选定各个功能的执行机构 (9)

六、绘制机构系统运动转换功能图 (9)

七、机械系统运动方案简图 (10)

八、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 (11)

第二部分机构尺寸计算与设定

一、送料机构的尺寸计算 (13)

二、夹紧机构尺寸计算 (13)

三、进给机构尺寸计算 (14)

四、传动机构的选择 (15)

五、总体安装尺寸 (17)

附录

参考文献 (18)

心得体会 (18)

第一部分机构设计

一、锁梁自动成型机床切削机构的功能与设计要求

图1-1.1

图1-1.1所示为挂锁的一个零件，称为“锁梁”。锁梁自动成型机床切削机构的功能是将材料切削加工成扳弯前“锁梁”。设计要求和参数为：

①“锁梁”的形状如图1-1.1所示；

②连续自动生产；

③生产能力为10件/min；

④加工质量要达到规定的技术要求；

⑤机械系统运动方案应力求简单，可靠；

⑥根据设计任务书选择第八题目数据；

二、工作原理图及其解释

图1-2.1

切削加工原理如上图：送料夹持器1将工件7送到切削加工工位。弹簧夹头的锥套6移动，使夹紧爪5将工件7夹紧，送料夹持器1即返回。圆锥凸轮2移动，使与切槽刀杆和切断刀杆相联的摆杆3摆动，开始进刀，由于刀盘4的旋转运动，使工件被切出圆槽，圆头和最后切断。圆锥凸轮2返回，摆动刀杆退刀，弹簧夹头松开工件，待送料夹持器1第二次进刀时，将已切削成型的工件推出工位

三、功能分解

为了实现将工件切削加工成图1-1.1的形状，可将总功能分解为如下分功能：

①送料功能；

②材料夹紧功能；

③材料切削功能。

其功能逻辑图如1-3.1所示

图1-3.1

四、执行机构的比较与选择

①切削材料时的送料功能

工件送料功能需要采用往复移动机构来实现，下面选用几个备选方案来实现。

1)偏置曲柄滑块机构

图1-4.1

功能：将旋转运动转换为往复移动

偏置曲柄机

构：

3个可动构件4个低副1个自由度。

结构和工作原理：如图1-4.1所示的曲柄滑块机构中，滑块的导路没有通过了曲柄的回

转中心，称为偏置曲柄滑块机构。当曲柄转动时，通过连杆使滑块实现往复移动，即可实现送料功能。

2)六杆机构

图1-4.2

功能：用于将旋转运动转换成有急进慢回特性的往复移动。

结构和工作原理:如图1-4.2所示的六杆机构是由1-2-3-6组成的曲柄导杆机构和连杆4，滑块5串联成的。当曲柄1等速转动时，从动件3变速往复摆动，该机构可在曲柄1长度一定的情况下，使从动件5获得较大的行程。

从动件5的往复移动，可实现其送料功能。

根据以上两种方案知，偏置曲柄滑块机构由于偏心距的限制，使得压力角过大，且送料行程较小，不能很好的满足送料的要求。而六杆机构通过导杆3和连杆4可以调整送料压力角和送料行程，从而获得较合适的压力角和送料行程，故选择如图1-4.2所示的六杆机构作为最终送料机构。

六杆机构：

5个可动构件

7个低副

1个自由度。

②切削材料时的夹紧功能

通过凸轮实现夹紧管左右移动使弹簧夹头夹紧工件。用弹簧夹头进行夹紧，弹簧夹头的材料是焠火过的钢套，起夹爪有弹性，夹爪外部成锥体，在弹簧夹头的外面有一具有内锥的夹紧管，当夹紧管左右移动时，利用夹紧管与弹簧夹头的锥面实现夹紧与松开，夹紧管的左右移动由凸轮机构实现。

下面选用几个备选方案来实现。

1)六杆机构

图1-4.3

功能：本机构是把旋转运动转化为有急回运动的往复运动的机构。

结构和工作原理:如图1-4.3所示，当曲柄AB等速转动时，从动杆BCDEF往复摆动，在架上前面的弹簧夹头部分，实现夹紧。

2)凸轮机构+连杆机构

功能：通过凸轮的转动，通过连杆机构使得夹持器实现间歇往复运动。

六杆机构

结构和工作原理:如图1-4.4所示，当凸轮7转动时，通过直动推杆5推动摆杆2带动夹持器1做间歇往复运动。从而实现夹紧功能。

图1-4.4

根据以上2种可执行方案，经过对他们进行比较可得，虽然以上几种方案都达到了运动的要求，不过，考虑到其结构的工艺性及制造方便性，选用凸轮+连杆机构较为合适，并较为可靠，结构也较为简单，有平稳的运动特性。

③切削时的进给功能

通过刀具的绕工件旋转和刀具的横向切削进给运动实现飞刀切削。由于采用飞刀切槽，刀具不仅要绕工件旋转，同时还要作横向切削进给运动。为了使结构简单，当横向进给运动行程不大时，可以用弧线运动代替，弧线进给运动是间歇往复回转运动如图，回转刀架上安装有能绕回转刀架作相对转动的切槽刀杆和切断刀杆，刀杆一端与锥套组成高副联接。锥套与回转刀架为键联接，可相对回转刀架作轴向移动。加工时，锥套与回转刀架一起旋转，同时由凸轮机构试其作相对刀架的轴向移动，此时锥套与刀杆组成的高副使刀杆摆动，从而实现切槽和切断功能。

下面选用几个备选方案来实现。

1）凸轮+ 连杆机构（如图1-4.5）

凸轮连杆机

构：

6个可动构件6个低副2个局部自由度3个高副1个自由度