机械原理课程设计插床设计任务书.pdf

1 图 1 插床外形图 机械原理课程设计任务书之二 一 设计题目 插床 二 工作原理与结构组成 插床是用于加工中小尺寸垂直方向的平面或 直槽的金属切削机床 多用于单件或小批量生产 为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗 精加 工 要求主执行构件 插刀能以数种不同速度 不 同行程和不同起始位置作垂直方向的往复直线移 动 且切削时插刀的移动速度低于空行程速度 即 插刀具有急回现象 安装工件的工作台应具有不同 进给量的横向进给 以完成平面的加工 工作台还 应具有升降功能 以适应不同高度的工件加工 三 设计对象 插床是一个复杂的系统 需要结合课程设计的 特点 将设计对象进行简化 如图 2 所示 课程设 计要求对实现插刀往复运动的主执行机构 由连杆 机构组成 和驱动工作台实现间歇移动的执行机构 由凸轮机构组成 进行运动学尺度设计和 运动学 动力学性能分析 图中给出了切削力作用点 导杆质心 S3和滑块质心 S5的位置 可 供选择的主执行机构方案如图 3 所示 图 5 为插床系统图 S3 导杆中点 A 2 D 4 B 3 1 E S5 C 5 d 图 2 设计对象 2 四 设计要求及设计参数 要求主执行机构工作行程切削平稳 压力角较小 进给机构压力角不超过许用值 设计参 数如表 1 所示 表表 1 插床设计参数插床设计参数 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 主 执 行 机 构 曲柄转速 n1 50 49 50 52 50 48 47 46 49 45 曲柄 LAB 65 70 75 80 85 68 72 76 82 66 插刀行程 H 100 115 120 125 130 135 140 136 128 120 行程速比系数 K 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 0 1 7 1 8 1 9 1 8 连杆与导杆之比 LDE LCD 0 60 0 58 0 55 0 52 0 54 0 56 0 60 0 58 0 56 0 55 力臂 d mm 90 100 105 110 112 115 120 118 115 110 工作阻力 F N 7000 7500 8000 8500 9000 7000 7500 8000 8500 9000 导杆质量 m3 kg 20 20 22 22 24 24 26 26 28 28 导杆转动惯量 JS3 kgm2 1 0 1 0 1 1 1 1 1 2 1 2 1 3 1 3 1 2 1 2 滑块质量 m5 kg 40 40 45 45 50 50 45 45 50 50 进 给 机 构 从动件最大摆角 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 凸轮从动件杆长 mm 120 125 130 135 140 120 125 130 135 140 推程许用压力角 推程 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 回程许用压力角 回程 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 滚子半径 rr mm 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 刀具半径rc mm 0 08 0 08 0 08 0 08 0 08 0 08 0 08 0 08 0 08 0 08 方案 1 方案 2 方案 4 方案 3 图 3 主执行机构参考方案 3 插刀阻力曲线如图 4 所示 插刀在切入 退出工件时均有 0 05H 的空载行程 0 05H 0 05H H S Fmax F 图 4 插刀阻力曲线 图 5 插床系统图 4 五 设计任务 1 完成各执行机构的选型与设计计算 选择原动机 拟定机械传动方案 确定各级传动 比 画出机构运动简图及机械系统传动方案设计图 如图 5 所示 2 按工艺要求进行执行系统协调设计 画出执行机构的工作循环图 3 对主执行机构用解析法进行运动分析 用相对运动图解法对其中的一个位置加以验证 并根据计算机计算结果画出插刀位移线图 速度线图和加速度线图 4 用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析 5 用解析法对控制工作台横向进给的凸轮机构进行运动分析 6 用图解法绘制控制工作台横向进给的凸轮机构的位移曲线及凸轮轮廓曲线 7 根据机电液一体化策略和现代控制 包括计算机控制 理论 大胆提出一种或一种以 上与该机现有传统设计不同的创新设计方案 六 提交材料 1 设计计算说明书一份 含解析法计算结果与相应线图 2 1 号图一张 主执行机构运动简图及运动分析和动态静力分析 3 3 号图一张 凸轮机构运动简图和运动循环图 4 3 号图一张 机械系统传动方案设计图 参考资料 1 孟宪源 姜琪 机构构型与应用 北京 机械工业出版社 2003 2 黄茂林 秦伟 机械原理 北京 机械工业出版社 2002 3 申永胜主编 机械原理教程 第 2 版 北京 清华大学出版社 2005 4 王三民主编 机械原理与设计课程设计 北京 机械工业出版社 2005 5 裘建新