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自动钻床送进机构
设计说明书
班级:08车辆3班
组长:
学号:
指导老师:
2011年6月10日
目录
第一章问题的提出 - 1 -
项目背景 - 1 -
设计要求 - 1 -
第一章设计方案的选择 - 2 -
- 2 -
本项目采用方案 - 4 -
第三章机构运动分析 - 5 -
确定凸轮尺寸 - 5 -
确定各构件尺寸 - 7 -
第四章机构仿真 - 9 -
- 9 -
钻头运动曲线 - 10 -
第五章强度校核 - 11 -
凸轮压力角验算 - 11 -
凸轮材料选择 - 13 -
结束语 - 14 -
参考文献 - 15 -
附录 - 16 -
第一章问题的提出
项目背景
钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动,钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单,加工精度相对较低,可钻通孔、盲孔,更换特殊刀具,可扩、锪孔,铰孔或进行攻丝等加工。加工过程中工件不动,让刀具移动,将刀具中心对正孔中心,并使刀具转动(主运动)。钻床的特点是工件固定不动,刀具做旋转运动。主要分为立式钻床、台式钻床、摇臂钻床等等。该项目主要运用于台式钻床。
台式钻床简称台钻,是一种体积小巧,操作简便,通常安装在专用工作台上使用的小型孔加工机床。台式钻床钻孔直径一般在13毫米以下,最大不超过16毫米。其主轴变速一般通过改变三角带在塔型带轮上的位置来实现,主轴进给靠手动操作。
在台式钻床中,钻床主轴的进给运动一般是用手操纵的,往往要耗费许多时间。据统计测算,在很多情况下,用于其它辅助工作的时间比真正用于钻孔的时间多好几倍,而用于操纵的时间又占其它辅助工作时间的31%~40%。因此,要提高生产率,就要对钻床进行自动化改装,其中的一个重要方面就是实现钻削工作循环的自动化,如果将送料、定位、进刀都改成自动化的,则会增加成本以及增大机构体积等。该设计主要实现钻削工作循环的自动化,即采用自动送进机构,以减少操纵所用的时间。
设计要求
如图1所示、设送进机构的输入运动为构件1的匀速回转,其转速为n1,输出运动为刀具(钻头)的直线往复运动,行程为
H=H1+H2,P为钻削时所受到的阻力。原始数据如下表所示:
构件1转速(转分)
H1(mm)
H2(mm)
钻削时的送进速度V(mm /S)
钻削时钻头所受到的阻力P(N)
钻头其它行程受到阻力P0(N)
题1
10
25
20
2300
0
对刀具运动的具体要求是
由A到B,刀具的行程为H1,为刀具趋近工件的行程,要求刀具具有较高的速度;
由B到C,刀具的行程为H2,为钻削时的送进行程。要求刀具能够以匀速V或近似匀速送进,以保证钻孔动作的完成和钻孔质量;
由C返回到A,刀具的行程H=H1+H2,为刀具的抬起(退回)行程,要求刀具具有较高的速度,其平均速度与钻削时的平均速度之比(行程速比系数)K达到或接近于2;
刀具退回到A时,能够在此位置停歇2秒左右,以便装卸工件。
除了以上运动要求外,还要求机构具有良好的传动性能,结构紧凑、经济实用。
设计方案的选择
本题目主要是要求机构:①实现将主动件的单向均速连续转动转变为刀具的直线往复运动;②实现一定的行程速比系数;③实现刀具的间歇运动。下面将工程常用的能够实现上述要求的机构归结如下:
(1)将转动转变为移动的机构
连杆机构:如对心(偏置)曲柄滑块机构。(如图2)
图 2
凸轮机构:如直动从动件盘形凸轮机构。(如图3)
图 3
齿轮机构:如齿轮——齿条机构。(如图4)
图 4
组合机构:如凸轮——连杆组合机构,齿轮——连杆组合机构。
(2)具有急回特性的机构
连杆机构:如曲柄摇杆机构,偏置曲柄滑块机构,摆动导杆机构。
凸轮机构
(3)实现间歇运动的机构
凸轮机构:
利用连杆轨迹曲线实现的间歇运动机构
组合机构:如齿轮——连杆组合机构,凸轮——连杆组合机构。
棘轮机构
槽轮机构
不完全齿轮机构
本项目采用方案
通过使用摆动滚子从动件盘形凸轮机构以及齿轮传动、齿轮齿条传动达到要求。
当进刀时,凸轮的推程阶段运行,通过齿轮齿条传动带动钻头完成钻孔。通过杠杆的放大原理将凸轮的一段的运动幅度放大,达到项目要求。同时两个齿轮传动具有稳定性。弹簧使滚子和凸轮行成力闭合。根据设计思路得出草图5。
图 5
由于原动机的速度太快直接带动的话不能满足要求,需要减速,这里采用齿轮减速,如图6所示。
图 6
第三章机构运动分析