機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例分析-在線瀏覽
2025-03-22 05:14本頁面
【正文】 一種精度較高、操作方便、成本較低的圓柱凸輪加工裝置，故于 2023年年末，其成立了跨年級的研究小組，開始對這一問題進(jìn)行研究。 圓柱凸輪數(shù)控銑削裝置包括工作臺直線運(yùn)動坐標(biāo)軸和工件回轉(zhuǎn)運(yùn)動坐標(biāo)軸，在加工圓柱凸輪時，本裝置根據(jù)數(shù)控加工程序控制工件作旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動和直線進(jìn)給運(yùn)動，通過普通立式銑床工作臺的垂直運(yùn)動進(jìn)行切深調(diào)整，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一條凸輪曲線槽的連續(xù)自動化加工。 圓柱凸輪數(shù)控銑削裝置傳動原理圖 本裝置由簡易 CNC裝置控制驅(qū)動器，驅(qū)動兩個高精度步進(jìn)電動機(jī)，兩個電動機(jī)分別控制分度頭的轉(zhuǎn)動和滾珠絲杠的直線運(yùn)動，由分度頭帶動工件做回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動，滾珠絲杠則帶動工作臺做直線方向的進(jìn)給運(yùn)動，由普通立式銑床進(jìn)行切深調(diào)整，從此實(shí)現(xiàn)了一條凸輪槽的連續(xù)加工。 創(chuàng)新思路擬在普通立式銑床上，加裝高精度數(shù)控裝置，將傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)與現(xiàn)代高新數(shù)控技術(shù)和電子技術(shù)等有機(jī)地綜合在一起，從而實(shí)現(xiàn)高精度的可靠加工要求。將該裝置放置在普通立式銑床上，由普通立式銑床的主軸做切削運(yùn)動，由其工作臺的垂直方向運(yùn)動進(jìn)行切深調(diào)整，該裝置則根據(jù)數(shù)控加工程序控制工件做旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動和直線進(jìn)給運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)一條凸輪曲線槽的連續(xù)自動化加工。 圓柱凸輪數(shù)控銑削裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例 4. 功能及特點(diǎn) (1) 圓柱凸輪數(shù)控銑削裝置包括工作臺直線運(yùn)動坐標(biāo)軸 (Z軸 )和工件回轉(zhuǎn)運(yùn)動坐標(biāo)軸 (X軸 )，采用德國 BERGER LAHR高精度步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動，德國ENGEL HARDT兩軸 CNC系統(tǒng)控制。； Z向脈沖當(dāng)量為，可以完成圓柱凸輪復(fù)雜凸輪槽的連續(xù)、自動化加工。 (3) 工作臺的直線運(yùn)動 (即 Z軸 )采用雙螺母墊片式滾珠絲杠螺母傳動，并采用滾珠導(dǎo)軌支承，其摩擦力小、運(yùn)動靈敏、精度高、剛度大。在 CAXA/ME的支持下，首先繪制圓柱凸輪的展開曲線，然后生成 G代碼程序，最后利用 R232接口將加工程序傳輸給數(shù)控系統(tǒng)。該裝置可完成各種圓柱凸輪的精確自動化加工，另外還可以加工各種平面凸輪。在研制過程中，通過分析對比選擇了合理的驅(qū)動位置，保證了傳動精度，這種方法在國內(nèi)尚屬 首次。 (3) 該裝置采用簡易 CNC系統(tǒng)控制，采用 CAD/CAM一體化編程，選擇廉價的 CAXA/ME作為支撐軟件，利用反求設(shè)計(jì)創(chuàng)新思維進(jìn)行了創(chuàng)新改造，并進(jìn)行了二次開發(fā)，對編程方法進(jìn)行了合理的改進(jìn)，使數(shù)控編程精確、直觀、方便、靈活。 (4) 該裝置可在普通銑床上完成各種復(fù)雜圓柱凸輪曲線的精確、高效、自動化加工，其操作方便、價格低廉。 該裝置已在東北大學(xué)機(jī)械廠投入使用， 圓柱凸輪數(shù)控銑削裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例 全自動送筷機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例 本實(shí)例就開發(fā)新型全自動送筷機(jī)采用的創(chuàng)新思維 (新型、實(shí)用、快捷 )和創(chuàng)新技法 (系統(tǒng)分析法、組合創(chuàng)新法、形態(tài)分析法、機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)法等 )作了一些簡單的介紹，以期對創(chuàng)新設(shè)計(jì)有所啟發(fā)。如圖所示為全自動送筷機(jī)外觀圖。 通過反復(fù)多次模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，朝上豎直送取筷子最為方便，但筷子的水平移動距離長，所需水平推力也大，會導(dǎo)致機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加。而水平豎向送筷子不僅出筷順暢，而且在抽出筷子后，在重力作用下筷子會自由下落，省去了機(jī)械傳動成本，這種方式取筷也比較方便。 1) 送筷方式的確定 全自動送筷機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例 2) 出筷機(jī)構(gòu)的選擇可供選擇的出筷機(jī)構(gòu) (利用機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新法和機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行分析 )有盤形凸輪機(jī)構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等。因此，最后確定用 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與移動凸輪組合機(jī)構(gòu) 作為出筷的執(zhí)行結(jié)構(gòu)，如圖所示。 3. 工作原理 當(dāng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，滑塊帶動移動凸輪 (階梯斜面 )反復(fù)移動，將筷子水平送出。如果推出的筷子被取走，則上方的筷子在重力作用下會自由下落到箱體底部，而被再次推出，如圖所示。初定的推桿只能推一雙筷子，不僅效率低，而且經(jīng)常出現(xiàn)卡死、架空等現(xiàn)象。伸出箱體最長的筷子被抽取走后，如果上方筷子不能自由下落，則再抽取伸出較短的一雙，如果抽走后上方的筷子還不能自由下落，則再抽走最短的第三雙筷子，由于 3雙筷子較寬，故 3雙都抽走后，上方筷子必然失去支撐而下落到箱體底部。當(dāng)筷子未對準(zhǔn)出口、頂在箱體壁上時，筷子在階梯推桿的斜面上滑過。 斜面推桿作用示意圖 全自動送筷機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例 4. 主要創(chuàng)新點(diǎn) 1) 產(chǎn)品創(chuàng)新 該產(chǎn)品屬國內(nèi)外首創(chuàng)，經(jīng)過市場調(diào)查及網(wǎng)上查詢，國內(nèi)外還沒有自動出筷機(jī)等自動出筷裝置。
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