刀架结构 计算.doc

2 刀台结构 本刀台采用多齿盘定位装置，该装置由两个齿数和齿形相同的端面齿盘4、5对合而成，定齿盘5与滑枕8把合在一起，动齿盘4与回转刀台3固连。分度转位时，动齿盘4抬起与定齿盘5脱开，在压力油作用下，活塞齿条10轴向位移，带动轴齿轮9回转一周。轴齿轮9与动齿盘4内齿啮合，带动动齿盘4转过一个工位，然后在碟形弹簧作用下两齿盘4、5重新啮合并压紧，在夹紧油缸压力油作用下，两齿盘4、5得到进一步压紧，大多数齿都紧密接触，可获得很高的定位精度和重复定位精度。最后，活塞齿条10在压力油作用下复位，完成一个自动转位循环。 1.碟形弹簧 2.活塞 3.回转刀台 4.动齿盘 5.定齿盘 6、7.定位板 8.滑枕 9.轴齿轮 10.塞齿条 11.缓冲销多齿盘定位装置有下述特点：(1)分度定位精度高，可达3，重复定位精度高，可达2，。(2)能自动定心。(3)齿面磨损对定位精度影响不大，随着不断使用磨合，定位精度有可能改善，精度保持性好。(4)承载能力强，定位刚性好。本刀台装有粗定位板6、7，在动齿盘4抬起过程中，轴齿轮9与动齿盘4内齿未啮合时，粗定位板6、7先不脱开，在动齿盘4内齿与轴齿轮9啮合后，粗定位板6、7完全脱开。该粗定位板在刀台安装刀夹、刀杆(最大偏载)自由状态下及刀台转位过程中，遇突然停电时，起到防止刀台转过位或转不到位的保护作用。在本刀台自动转位装置中，通过配磨缓冲销11来控制与活塞齿条10之间的0.020.03mm液压阻尼间隙，保证刀台转动平稳，在刀台偏载向下旋转过程中，起到防止活塞齿条10与轴齿轮9受冲击影响，磨损较大的现象发生。 3 刀台设计计算 1) 夹紧力的计算 夹紧力W应保证在工作载荷下仍保持齿盘的紧密配合。但夹紧力不应过大，否则会引起齿盘变形而降低定位精度。 正切时夹紧力W计算为 式中S安全系数，一般取S=11.5，若工作条件平稳、冲击负荷小，则S取小值(本文取S=1.3) Pz切削力(Px=Py=0.5Pz=15000N) Mn齿盘承受的扭矩(Mn=0.3-Py-0.23Px=1050Nm) Mr齿盘承受的颠覆力矩 Fr齿盘承受的径向力(在啮合节平面内)Fr=(Px2+Py2=20 237N F0齿盘承受的轴向力(F0=Fz=30 000N) R齿盘节圆半径(R-180mm) 齿形角(=60) 摩擦角(=3) 上式代入数值，正切时W=47.3kN。实际取夹紧力W为50kN，其中碟形弹簧夹紧力为30kN；夹紧油缸夹紧力为20kN，采用碟形弹簧机械夹紧为主，液压夹紧为辅的夹紧方式，保证刀台夹紧安全可靠。 2) 验算多齿盘齿面挤压应力 本刀台的关键零件之一是多齿盘，它的刚性能否满足设计要求，将直接影响本刀台的定位精度和使用寿命。齿盘齿面挤压应力ij的计算公式为 式中ij齿面挤压应力，N/mm2 Z计算齿数(Z=0.5 Z=0.5120=60) B齿宽(B=25mm) h0齿的啮合高度(h0=4.2mm) W夹紧力，N Ss安全系数(取Ss=1.3) ij齿面许用挤压应力(齿面淬硬的取ij=40N/mm2) 代入数值，ij=34.2(N/mm2)ij 为了保证多齿盘的定位精度和刚度，对多齿盘作如下技术要求：多齿盘材料采用40Cr，齿部渗氮D0.3-600后磨齿加工；齿宽接触率为70%以上；齿高接触为啮合高度85%以上；两齿盘在任意位置啮合时的接触齿数应在90%以上，接触不良的齿不毗连。 通过上述理论计算及生产实践验证，本刀台设计结构合理，定位精度和