數(shù)控車床4工位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-16 23:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 抬起 當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后, 通過接口電路使電機(jī)正轉(zhuǎn), 經(jīng)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)蝸輪帶動(dòng)絲桿螺母機(jī)構(gòu)8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) ,此時(shí)由于齒盤5處于嚙合狀態(tài)，在絲桿螺母機(jī)構(gòu)8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使上刀架體產(chǎn)生向上的軸向力將齒盤松開并抬起,直至兩定位齒盤5 脫離嚙合狀態(tài),從而帶動(dòng)上刀架和齒盤產(chǎn)生“上臺(tái)”動(dòng)作。② 刀架轉(zhuǎn)位 當(dāng)圓套9逆時(shí)針轉(zhuǎn)過150176。時(shí)，齒盤5完全脫開，此時(shí)銷釘準(zhǔn)確進(jìn)入圓套9中的凹槽中，帶動(dòng)刀架體轉(zhuǎn)位。③ 刀架定位 當(dāng)上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后（旋轉(zhuǎn)90176。、180176?；?70176。），數(shù)控裝置發(fā)出的換刀指令使霍爾開關(guān)10 中的某一個(gè)選通,當(dāng)磁性板11 與被選通的霍爾開關(guān)對(duì)齊后,霍爾開關(guān)反饋信號(hào)使電機(jī)反轉(zhuǎn),插銷7在彈簧力作用下進(jìn)入反靠盤 6地槽中進(jìn)行粗定位，上刀架體停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，使其在該位置落下，通過螺母絲桿機(jī)構(gòu)8使上刀架移到齒盤5 重新嚙合, 實(shí)現(xiàn)精確定位。④ 刀架壓緊 刀架精確定位后，電機(jī)及許反轉(zhuǎn)，夾緊刀架，當(dāng)兩齒盤增加到一定夾緊力時(shí)， 電機(jī)由數(shù)控裝置停止反轉(zhuǎn)，防止電機(jī)不停反轉(zhuǎn)而過載毀壞，從而完成一次換刀過程。 螺旋升降式四方刀架 步進(jìn)電機(jī)的選用許多機(jī)械加工需要微量進(jìn)給。要實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給，步進(jìn)電機(jī)、直流伺服交流伺服電機(jī)都可作為驅(qū)動(dòng)元件。對(duì)于后兩者，必須使用精密的傳感器并構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。在開環(huán)系統(tǒng)中，廣泛采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行單元。這是因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：●直接采用數(shù)字量進(jìn)行控制?！褶D(zhuǎn)動(dòng)慣量小，啟動(dòng)、停止方便；●成本低；●無(wú)誤差積累；●定位準(zhǔn)確；●低頻率特性比較好；●調(diào)速范圍較寬；采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)單元，其機(jī)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，主要是變速齒輪副、滾珠絲杠副，以克服爬行和間隙等不足。通常步進(jìn)電機(jī)每加一個(gè)脈沖轉(zhuǎn)過一個(gè)脈沖當(dāng)量；但由于其脈沖當(dāng)量一般較大，在數(shù)控系統(tǒng)中為了保證加工精度，廣泛采用步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)。因?yàn)榈都苌仙?、下降各轉(zhuǎn)150176。，刀架轉(zhuǎn)位至少需90176。，所以蝸輪轉(zhuǎn)的角度ａ=390176。由課題要求的刀架選位少于3S。n≈,為便于計(jì)算n取24r/min蝸輪蝸桿傳動(dòng)比為45電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n′=i*z1=45考慮刀架只需小功率驅(qū)動(dòng)，為減少生產(chǎn)成本，選用JD60電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速為1400r/min，額定功率為60W。 蝸桿及蝸輪的選用與校核 選擇傳動(dòng)的類型考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用2A蝸桿，精度8級(jí)，GB1008988。 選擇材料和確定許用應(yīng)力由《機(jī)械基礎(chǔ)》表174查得蝸桿選用45鋼，表面淬火，硬度為45～55HRC，蝸輪齒圈用ZCuSn10P1 砂模鑄造，為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT150制造。由表176查得 ［240。］h=200MPa，［240。］f=51MPa根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距： (21)1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2按Z1=2，估取效率η=，則T2=T*η*i= (22)（2）確定載荷系數(shù)K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)Kβ=1；由使用系數(shù)KA表從而選取KA=；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)KV=；則K=KA*Kβ*KV=1**=≈ (23)（3）確定彈性影響系數(shù)ZE因選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 （4）確定接觸系數(shù)Zρ先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值=，從而可查出Zρ=。（5）確定許用應(yīng)力[σH]根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞45HRC，從而可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力[σH]‘=268MPA。因?yàn)殡妱?dòng)刀架中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)為間隙性的，故初步定位、其壽命系數(shù)為KHN=，則[σH]= KHN[σH]‘=268=≈247MPA (24)（6）計(jì)算中心距 (25) 取中心距a=50mm，m=，蝸桿分度圓直徑d1=，這時(shí)=，從而可查得接觸系數(shù)=，因?yàn)椋糧ρ，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。蝸桿和蝸輪主要幾何尺寸計(jì)算⑴蝸桿 分度圓直徑：d1=8mm 直徑系數(shù)：q=， 蝸桿頭數(shù)：Z1=1 分度圓導(dǎo)程角：γ=3176。11′38″ 蝸桿軸向齒距：PA==； (26) 蝸桿齒頂圓直徑： (27)蝸桿齒根圓直徑： (28)蝸桿軸向齒厚：= (29)蝸桿軸向齒距： (210)⑵蝸輪 蝸輪齒數(shù)：Z2 =45 變位系數(shù)Χ=0 驗(yàn)算傳動(dòng)比：i=/=45/1=45 (211) 蝸輪分度圓直徑：d2=mz2=72mm (212) 蝸輪喉圓直徑：da2=d2+2ha2= (213) 蝸輪喉母圓直徑：rg2=a1/2 da2 =501/=(214) 蝸輪齒頂圓直徑： （215） 蝸輪齒根圓直徑： （216） 蝸輪外圓直徑：當(dāng)在z=1時(shí)， （217） 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 蝸桿軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力考慮軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動(dòng)裝置。選用45號(hào)鋼，正火處理， 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑 （218） 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α= 抗彎截面系數(shù)W= 取dmin= 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度。 d1=d5 同一軸上的軸承選用同一型號(hào)，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類型。d5軸上有一個(gè)鍵槽，故槽徑增大5%d1=d5=d1′(1+5%)= ,圓整d1=d5=17mm所選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6203，B=12mm，D=40mm，d2起固定作用，定位載荷高度可在（～）d1范圍內(nèi)，d2=d1+2a=～，故d2取20mmd3為蝸桿與蝸輪嚙合部分，故d3=24mmd4=d2=20mm,便于加工和安裝L1為與軸承
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