数控车床六角刀架设计

机械工程学院专业课程设计说明书

机械工程学院

专业课课程设计说明书

设计题目：数控车床六角刀架设计

专业：机械设计制造及其制动化

班级：

姓名：学号

指导教师：

2010年月日

目录

1设计任务书 (3)

1.1.设计题目 (3)

1.2.工作原理与工艺动作过程 (3)

1.3.原始参数 (3)

1.4.设计要求 (3)

2系统运动方案设计 (4)

2.1.原动机类型的选择 (4)

2.2.减速器类型的选择 (4)

2.3.实现单轴六角自动车床刀架进给装置的机构选择 (5)

2.4.实现送料动作的机构选择 (6)

2.5.系统运动方案的确定 (6)

2.6.绘制系统运动循环图 (7)

3系统运动方案实现 (7)

3.1.凸轮分析 (7)

3.1.1.凸轮机构选型 ............................................................... 错误!未定义书签。

3.1.2.凸轮的制作过程 (8)

3.2.杆件分析 (10)

3.2.1.控制前刀架的杆件 (10)

3.2.2.控制后刀架的杆件 (10)

3.2.3.控制上刀架的杆件 (11)

3.3. 送料装置分析 (11)

4具体计算 (12)

4.1.列出必要的计算公式 (12)

4.2.用表格列出凸轮的计算结果 (12)

5收获和体会 (12)

6参考文献 (14)

7附录 ........................................................................................ 错误!未定义书签。

图表目录

图 1摆动导杆机构 (5)

图 2凸轮机构 (5)

图 3双摩擦轮机构 (6)

图 4前刀架系统运动循环图 (7)

图 5单轴六角自动车床凸轮毛坯尺寸 (8)

图 6凸轮空行程曲线样板 (8)

图 7凸轮工作行程曲线的画法 (8)

图 8横刀架凸轮实例 (9)

图 9控制前刀架的传动杆件 (10)

图 10控制后刀架的传动杆件 (10)

图 11控制上刀架的传动杠杆 (11)

图 12送料机构简图 (11)

图 13单轴六角自动车床刀架进给装置主视图......... 错误!未定义书签。图 14槽轮运动特性............................... 错误!未定义书签。

表格目录

表1系统运动方案 (6)

表 2单轴六角自动车床凸轮毛坯尺寸 (7)

表 3凸轮的计算结果............................................................ 错误!未定义书签。

1设计任务书

1.1.设计题目

设计一个单轴六角自动车床刀架进给装置

1.2.工作原理与工艺动作过程

单轴六角自动车床刀架进给装置的工作原理是利用电机带动分配轴转动，然后由分配轴上的三个凸轮分别控制三个杠杆，再由杠杆控制刀架的运动来进行对工件的切削，三个刀架的结构基本相同，他们都是沿着各自导轨作垂直于主轴轴线方向移动。

工艺动作过程为：首先由送料机构运行提供要加工的工件，然后电机带动分配轴转动，固定在分配轴上的三个安装方向不同的凸轮共同转动。第一个凸轮先控制前刀架运动：控制前刀架的凸轮带动杠杆比为1:1的杠杆摆动，控制装有车刀的前刀架滑板移动，刀架移动控制车刀分为快速送进、匀速切削、快速退出、静止四个阶段运动，前刀架的刚性较好，用于强力和成形车削。第二个凸轮控制后刀架运动：控制后刀架的凸轮带动杠杆摆动，由于后刀架装在机床后部，离第二个凸轮的距离较远，且进给方向与前刀架正好相反，所以采用两级杠杆进行传动，也控制车刀完成四个阶段运动。第三个凸轮控制上刀架运动：控制上刀架的凸轮除了通过两级杠杆外，还经过拉杆带动上部的杠杆，从而带动上刀架滑座沿导轨上下移动，同样也完成四个阶段运动对工件进行切削。

1.3.原始参数

➢一个运动循环所需时间T=3600/75=48 s

1.4.设计要求

1）每种车刀架运动分四个阶段：快速送进、匀速切削、快速退出、静止。要求三个刀架运动配合协调、时间紧凑、按一定时间程序进行。

2）每小时完成加工工件75件（每件都完成三个切削工序）。

3）刀架进刀装置要求结构简单紧凑、工作可靠。

2系统运动方案设计

确定系统的工艺动作之后，需选择适宜的机构型式将其实现，故这一过程也称为机构的选型，它需要考虑多方面的因素，如运动变换要求、尺寸限制、制造成本、动力性能、效率高低、操作方便安全可靠等等。

2.1.原动机类型的选择

在机械系统设计过程中，原动机的选择是非常重要的一个环节，因为它直接影响到动力输出的稳定性、系统运行效率和总体结构。现代机械中，常见的原动机有热机、电动机、液动机和气动机，各自具有不同的特点和应用。

热机包括蒸汽机和内燃机，其应用范围相对单一，主要用于经常变换工作场所的机械设备和运输车辆。

电动机在现代机械中应用最为广泛，尤其是交流异步电动机，其具有结构简单，价格低廉，动力源方便等优点，但功率系数较低，且调速不便，适用于运行环境比较稳定、调速范围窄的场合。

液动机一般调速方便，且传动链较短，但需配备液压站，成本较高。

当只需实现简单的运动变换时，气动机较为方便，其缺点是有一定的噪声。

本设计中对原动机的要求为：运行环境稳定、结构简单、成本较低，综合以上各种原动机的特点，选择交流异步电动机作为单轴六角自动车床刀架进给装置的原动机。

2.2.减速器类型的选择

减速器是指原动机与工作机之间独立封锁式传动装置，用来减低转速并相应地增大转矩。减速器种类繁多，一般可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器。

齿轮减速器的优点是结构简单，运转平稳，安装方便，其缺点是传动比的分配比较麻烦；而蜗杆减速器具有结构紧凑，传动比大，噪音低等优点，但容易引起发热、漏油、涡轮磨损等问题。

行星齿轮减速器[3]的主要特点有：结构紧凑、重量轻、体积小、传动比大等优点，但其结构比较复杂，制造和安装较为困难，成本也高。

在本设计中，对减速器要求为：传动比较小，结构尽量简单，成本低廉，制造安装方便。综合以上各种减速器的优缺点，选择圆柱-圆锥齿轮减速器作为单轴六角自动车床刀架进给装置的减速器。