數(shù)控鏜銑加工中心自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期報(bào)告
題目:數(shù)控鏜銑加工中心
自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1 設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)展情況
通過查閱書籍資料,進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的選擇和計(jì)算。
查閱相關(guān)資料,了解到換刀機(jī)械手的組成結(jié)構(gòu),主要工作參數(shù)以及各結(jié)構(gòu)的作用設(shè)計(jì)理論。結(jié)合資料所示各參數(shù)計(jì)算方法,對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算。
1.1 換刀機(jī)械手設(shè)計(jì)主要參數(shù)的設(shè)計(jì)選取
1.1.1 機(jī)械手夾緊力計(jì)算
由于選取的是用活動(dòng)銷夾緊刀具的機(jī)械手,所以計(jì)算夾緊力,則需要計(jì)算活動(dòng)銷的行程,確定所需彈簧尺寸。同時(shí),活動(dòng)銷對(duì)刀具的夾緊力是由彈簧的反力來提供的,所以根據(jù) P=-F=-kx 可以計(jì)算出夾緊力。同時(shí)還要考慮到摩擦力以及運(yùn)動(dòng)中的慣性。
1.1.2軸與機(jī)械手配合部分的直徑的確定
由于軸是重要的零件所以材料選用為45鋼,在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),通常用公式根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來初步估算軸徑。則可以得到公式,這時(shí)確定式中各項(xiàng)的值,便可以求出軸徑。
1.1.3手部與軸連接螺栓的確定
機(jī)械手的手部是通過螺栓連接在軸上的,選用普通的螺栓來連接,在這里擬采用四個(gè)螺栓組成的螺栓組來連接的,由于這4個(gè)螺栓同時(shí)受到的力F以及力矩的作用,因?yàn)樵诖瞬捎玫氖瞧胀菟ǎ梢缘贸鲆粋€(gè)螺栓的受力情況,由 得預(yù)緊力,因?yàn)檫x材為中碳鋼,此時(shí)可得到螺栓的許用拉應(yīng)力,從而根據(jù)螺栓的危險(xiǎn)截面拉伸條件公式,可以得出螺栓直徑,需要考慮到的是,為了保證在使用過程中的安全可靠,在實(shí)際的選用中螺栓的直徑應(yīng)大些。
1.1.4機(jī)械手轉(zhuǎn)過75°驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
這個(gè)機(jī)構(gòu)由一個(gè)液壓缸、齒輪條、齒輪以及連接盤、連桿組成的,當(dāng)發(fā)出機(jī)械手抓刀信號(hào)時(shí),液壓缸的后腔就通入液壓油,活塞桿推動(dòng)著齒輪條向前移動(dòng),使得齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,帶動(dòng)連接盤與連桿轉(zhuǎn)動(dòng),而連桿通過花鍵連在機(jī)械手上,所以當(dāng)活塞通入液壓油的時(shí)候,機(jī)械手就能相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
根據(jù)每個(gè)動(dòng)作的平均時(shí)間,和齒輪的齒數(shù),可以求得齒輪的分度圓直徑,也就是在轉(zhuǎn)過75°時(shí)間里齒條所走的長(zhǎng)度,由此算出活塞桿的速度,從而得到液壓缸的活塞直徑。
1.1.5確定齒輪齒條
由于我選用的都是標(biāo)準(zhǔn)齒輪,壓力角為20°。由于齒輪齒條是配合運(yùn)動(dòng)的,所以它們的齒距是一樣的,最后齒條的計(jì)算結(jié)果要考慮到多留出的部分以及齒輪與齒條的齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)。
1.1.6機(jī)械手轉(zhuǎn)過180°驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
此機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與機(jī)械手轉(zhuǎn)過75°的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方式相同。
1.1.7插拔刀具的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
當(dāng)需要夾刀具時(shí),液壓缸的上腔通入液壓油,使液壓缸的活塞向下運(yùn)動(dòng),把機(jī)械手帶到夾刀具和拔刀具的位置,完成這個(gè)動(dòng)作以后,就要拔刀具了,這個(gè)時(shí)侯下腔通入液壓油,使得活塞向上運(yùn)動(dòng)。只要選擇合適的液壓缸的行程就可以達(dá)到預(yù)定位置。
1.1.8整體機(jī)構(gòu)
通過前幾章的論述,最終設(shè)計(jì)出的機(jī)械手的總體裝配方案如圖1所示
圖 1 換刀機(jī)械手裝配圖
1—機(jī)械手手臂;2—傳動(dòng)軸;3—齒條滑軌;4—換位齒條;5—換位盤;6—下銷;7—機(jī)架;
8—齒條滑軌;9—抓刀齒條;10—液壓缸;11—活塞;12—聯(lián)接蓋;13—聯(lián)接套;14—推力軸承;15—抓刀齒輪;16—孔板;17—抓刀盤;18—上銷;19—從動(dòng)盤;20—盤;21—換位齒輪
1.2 完成外文翻譯資料。
2 存在的問題及解決措施
在設(shè)計(jì)計(jì)算的過程中,對(duì)于計(jì)算的具體順序不太明確,以及各零件的材料選用不熟悉。每個(gè)零件之間的配合過程,具體的接觸,傳動(dòng)過程中導(dǎo)致的誤差的估算,還有就是對(duì)計(jì)算中所使用的各種公式的不熟悉。這些問題通過查找相關(guān)文獻(xiàn)及資料得到了有效的解決。
3 后期工作安排
11周:完善該機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算;
12~15周:完成該機(jī)械手的裝配圖;
16~18周:完成論文的撰寫,準(zhǔn)備答辯;
指導(dǎo)教師簽字:
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上傳時(shí)間:2021-12-05
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