自动铣槽机机械原理课程设计

机械原理课程设计 自动铣槽机的设计 机械原理课程设计 设计题目： 自动洗槽机 学 院： 东华大学机械工程学院 专 业： 机械工程及其自动化 设计小组成员： 宋玉顺 何高高 张 宇 祁公祺 指导老师： 孙志宏 机械原理课程设计 设计要求： 设计一弹性夹头直槽加工的自动铣槽机。弹性夹头是钻石加工的一种夹具，当完成其外形加工后要用片铣刀在锥体部分加工出 3或 4条 长为 21.5mm，宽为 3mm的直槽。铣槽时弹性夹头由专用铣切夹具夹紧在机床主轴上，由手工上、下料，但铣槽过程必须自动进行。电动机功率 100Kw，转速 1400转 /分。要求生产率200300件 /小时 。 机械原理课程设计 设刀具一个工作循环所需的时间为 T，其由四部分组成，即 Tf=t1+t2+t3+t4 其中 t1-刀具前进的时间 t2-让刀的时间 t3-快速退刀的时间 t4-下刀的时间 取 t1=25/12秒 t2=5/6秒 t3=5/4秒 t4=5/6秒 则 Tf=25/12+5/6+5/4+5/6=5秒 铣三个槽所需时间为 15秒，进而求出生产率为 240件 /时，符合题目要求。 进一步求出凸轮转速为 12r/min,拨轮转速为 4r/min. 凸轮需要的动力转速为 N=12r/min。 由公式： n=1/n Z1/Zn= 所有从动件齿数的乘积 /所有主动件齿数的乘积 我们所选的轮系为 Z1=18， Z2=60， Z3=45， Z4=54， Z5=72；Z2=Z3=Z4=18 其中所有齿轮的模数都为 m=3。 拨盘需要的动力转速为 N=14r/min。 由（ 1）中的相同公式 我们所选的轮系为： Z1=18， Z2=6 Z3=72， Z4=90， Z5=90， Z6=36 Z2=Z3=Z4=Z5=18 其中所有齿轮的模数都为 m=3。 方案 1的运动循环图 刀具 静止（刀头处于工作状态） 旋转到下个位置 工作台 上移 快速前进 匀速加工 下移 急速退回 凸轮转角 0 40 90 270 300 360 机械原理课程设计 方案 1的运动机构简图 机械原理课程设计 刀具 静止（刀头处于工作状态） 旋转到下个位置 工作台 上移 快速前进 匀速加工 下移 急速退回 0 40 90 270 300 360 方案 2的运动循环图 机械原理课程设计 方案 2的运动机构简图 机械原理课程设计 方案 3的运动循环图 机械原理课程设计 工作台主轴 静 止 旋 转（ 120 ） 铣刀构件 进 刀（铣槽） 让 刀 退 刀 下 刀 0 150 210 300 360 凸轮转角 最终所选取的运动机构简图 机械原理课程设计 刀具 机械原理课程设计 z=3 n=1 L=120mm r=5mm b=5mm R=Lsin/z= 120sin（ /3）=103.92mm S=Lcos（ /3） =60mm hs-(L-R-r)=48.92mm 取 50mm d12（ L-s） =120mm d2 2 (L-R-r)=22.16mm 统一取 d1=d2=10mm 槽轮机构的设计 o1 o2 L 机械原理课程设计 R h d1 d2 机械原理课程设计 刀具运动的加速度图 工程软件分析： 机械原理课程设计 由图分析可知刀具在进刀，让刀，退刀，下刀各独立的过程中加速度不变，这可以保证机器运动的平稳性和精确性，但在各独立过程的衔接处加速度有突变，既柔性冲击，这是由于凸轮传动的特性决定。 刀具的速度特性曲线 机械原理课程设计 由图分析，刀具在铣槽过程中是匀速的，保证了铣槽的质量，且保证刀具不受变速冲击，有利于延长使用寿命，但是在其运动过程中速度有不同的波动，这是设计所不期望的，可能和机构的设计尺寸和配合有一定关系，同时这也是实际过程中不可避免的，只要能控制在一定的误差范围内。 机械原理课程设计 由图线可知，刀具在进刀，让刀，退刀，下刀时遵循均速特性；故此机构基本符合设计要求。但在独立运动衔接处，刀具有微小波动。这是凸轮设计不希望有的，设计时应尽量避免。 同时我们用 ADAMS分