曲柄式牛头刨床机械传动设计论文.docx

《曲柄式牛头刨床机械传动设计论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《曲柄式牛头刨床机械传动设计论文.docx（50页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、曲柄式牛头刨床机械传动设计论文摘要近年来，随着计算机技术水平的提高，数字操纵技术已经广泛应用于工业操纵的各个领域，特别是机械制造行业中，普通机械正逐步被高效率、高精度、高自动化的数控机械所取代。牛头刨床从机械式与液压式逐步变为数控牛头刨床。数控牛头刨床除了拥有良好的自动化与高效率，而且它还有一套安全检测系统，能够较好地处理复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，是一种灵活的、高效率的自动化机床，特别是关于大约占机械加工总量80%的单件、小批量零件的加工，显出其特有的灵活性。本文首先利用三维so1idworks软件建立了牛头刨床机械传动的三维模型，对曲柄结构提出新的设计思想。利用数字化设计的特点,

2、结合so1idworks中的三维模型，以so1idworks软件为核心，建立了牛头刨床的运动方式，并对牛头刨床的要紧零部件的运动特性进行了分析，建立了牛头刨床的实体模型。关键词：牛头刨床，数字化设计，仿真，so1idworks,实体模型建立。目录第一章绪论O1.1 国内外刨削加工现状及进展趋势O1.1.1 1.1国外刨削加工现状O1.1.2 国内刨削加工现状O1.1.3 国内外刨削设备进展现状11.1.4 国内外刨削设备配套趋势212本课题研究意义、要紧内容与方法31.2.1 课题研究意义31.2.2 要紧工作内容41.2.3课题研究方法51.2.3课题研究方法51.3数字化设计的基本概念51

3、.3.1传统设计与数字化设计51.3.2数字化设计过程的特点61.3.3数字化设计实现方法与手段61.3.4数字化设计研究与进展的技术前沿81.4本章小结10第二章牛头刨床的总体设计112.1 设计参数及要求112.2 牛头刨床介绍112.2.1牛头刨床简介112.2.2牛头刨床的要紧结构122.2.3牛头刨床的运动情况132.2.4牛头刨床的工作原理132.3运动方案的确定142.3.1运动方案142.3.2曲柄摇杆机构介绍152. 4设计的要紧步骤202.5 总体设计212.6 本章小结22第三章机械部分的参数及校核233. 1曲柄式牛头刨床的速度、加速度的计算233.1 .1牛头刨床导杆

4、机构尺寸233.2 .2牛头刨床导杆机构的运动分析233. 2电机的选择与计算293.2.1步进电动机的构成、特点及分类293.2.2步进电动机的工作原理、要紧参数及特性303.3本章小结33第四章so1idworks软件介绍344. 1so1idworks功能简介344. 2so1idworks软件的特点354.3本章小结36第五章零部件的建模与设计375. 1床身的设计375.2连杆的设计385. 2.1曲柄的设计386. 2.2摇杆的设计397. 2.3连杆的设计408. 2.4导轨的设计419. 2.5销钉的设计435. 3本章小结44第六章总结与展望456. 1论文总结456.2工作

5、展望46参考文献47致谢48第一章绪论刨削加工，就是在刨床上，通过刨刀与工件间作相对的切削运动，改变毛胚的尺寸与形状，使之成为合格零件。刨削加工，通常适用于单件、成批生产中，对零件上各类平面、槽与直线形曲面等的刨削。刨削工作，就其基本工作内容来说，能够刨各类型面：平面、平行面、垂直面、台阶面、直角形沟槽、斜面、燕尾形工件，T形槽、V形槽、曲面、孔内表面、齿条及复合表面等。上述各类型面，在多数机器零件上都是常见的，比如机床上的床身、工作台、拖板、刀架、滑枕及平口钳等。因此，刨削加工在机械制造工艺中，与其它工种一样占据着重要的地位1.1 国内外刨削加工现状及进展趋势1.1.1 国外刨削加工现状在国

6、外的刨削加工中，使用智能化数控牛头刨床，引进自习惯操纵技术，根据切削条件的改变，自动调节工作参数，使加工过程中能保持最好工作状态，从而得到较高的加工精度与较好的表面粗糙度，同时也能够提高刀具的使用寿命与设备的生产效率。数控牛头刨床除了拥有良好的自动化与高效率，它还有一套安全检测系统。尽管数控牛头刨床安全检测系统造价很高，它的安全系统价格比较昂贵，但质量方面要好一些，国内的数控系统尽管价格相对较低，在某些方面与国外还是有一些差距。1.1.2 国内刨削加工现状从中国有了牛头刨床以后，刨床的进展几乎总是停留在机械、液压与数控这几个阶段进展，整体的进展情况并不十分乐观，与国际市场上的差距还很大，国外机

7、床的进展已经脱离了单一品种，向复合机床进展。像牛头刨床这种中小机床又单一功能的机床几乎没有什么进展计划与方向。牛头刨床是一种中小机床，它要紧是粗加工机床，要紧加工一些精度要求不太高的零部件。但像模具零部件也还是能够加工的，相比插床它有很大的价格优势，精度也差不多，因此选择牛头刨床来进行加工模具的厂家比较多。牛头刨床除了大家熟知的优点以外，它还有下列几个方面的情况大家能够熟悉一下：1通常的机床在走刀系统内装有过载安全机构，当由于操作不慎或者者受到外力的影响，与切削超载时，走刀将自行打滑，不可能损坏机件，而且保证机床的正常运转。2牛头刨床滑枕与床身导轨间与具有速度的齿轮副与要紧的滑动导轨面，都有油

8、泵打出的润滑油进行循环润滑，且能够根据大小进行调节油量大小3机床内部装有离合器及制动停车机构，因此在变换速度，启动机床与停车时，可不需要切断电源，制动停车机构能使滑枕当离合器脱开时的惯性冲程量小于10毫米。山这是我们大家所熟知的牛头刨床，中国在这方面的进展从最初的机械式，早期的在机床性能及精度方面都不是太好，后来慢慢进展程有很多个档位很多个进刀量。机床的重量在不断增加。后来又进展出来液压牛头刨床，生产效率又进一步提高，但是由于受到温度影响比较大因此在全国并没有推广开来。到了21世纪，特别是最近两年牛头刨床有向数控方面进展，进一步提高加工效率，还解放了人力。这就是国内的现状，下一步应该在精度方面

9、进一步缩小与发达国家的差距。1.1.3 国内外刨削设备进展现状2006-2011年国内牛头刨床产品市场价格走势分析:7哧,1.1.4 国内外刨削设备配套趋势随着国际上计算机技术突飞猛进的提高，数控技术不断使用计算机、操纵理论等领域的最新技术成就，使其朝着下述方向进展入运行高速化人加工高精化人功能复合化人操纵智能化人体系开放化人驱动并联化人交互网络化1、运行高速化、加工高精化速度与精度是数控设备的两个重要指标，它们是数控技术永恒追求的目标。由于它直接关系到加工效率与产品质量。新一代数控设备在运行高速化、加工高精化等方面都有了更高的要求。运行高速化：使进给率、主轴转速、刀具交换速度实现高速化，同时

10、具有高加（减）速2、操纵智能化随着人工智能技术的不断进展，并为满足制造也生产柔性化、制造自动化进展需求，数控技术智能化程度不断提高，具体表达在下列几个方面：加工过程自习惯操纵技术通过检测加工过程中的切削力、主轴与进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或者现代的算法进行识别，以辨识出刀具的受力、磨损与破旧状态，机床加工的稳固性状态：并根据这些状态实时修调加工参数与加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低工件表面粗糙度与设备运行安全性。1,1加工参数的智能化与选择将工艺专家或者技工的经验、零件加工的通常与特殊规律，用现代智能方法，构造基于专家系统或者基于模型的加工参数的智能优化

11、与选择器，利用它获得优化的加工参数，从而达到提高编程效率与加工工艺水平，缩短生产准备时间的目的。使用通过优化的加工参数编制的加工程序，可使加工系统始终处于较合理与较经济的工作状态。智能故障诊断与自修复技术智能故障诊断技术：根据已有的故障信息，应用现代智能方法，实现故障快速准确定位的技术智能故障自修复技术：指能根据诊断确定故障原因与部位，以自动排除故障或者指导故障的排除技术。智能自修复技术集故障自诊断、故障自排除、自恢复、自调节于一体，并贯穿于加工过程的整个生命周期。3、体系开放化定义：具有在不一致的工作平台上均能实现系统功能、且能够与其他的系统应用进行互操作的系统。【开放式数控系统的特点：&系

12、统机构具有标准化与多样化与互换性的特征&同意通过对构件的增减来构造系统，实现系统“积木式”的集成【开放式结构CNC的优点：&向未来技术开放&标准化的人机界面&向用户特殊要求开放4、驱动并联化特点：&并联结构机床是现代机器人与传统加工技术相结合的产物&由于它没有传统机床所务必的床身、立柱、导轨等制约机床性能提高的结构。具有现代机器人的模块化程度高、重量轻与速度快等优点。5、网络化支持网络通讯协议，既满足单机需要，又能满足FMC、FMS.CIMS对基层设备集成要求的数控系统，该系统是形成“全球制造”的基础单元。&网络资源共享&数控机床的远程监视，操纵&数控机床的远程培训与教学&数控装备的数字化服务

13、（数控机床故障的远程诊断、远程保护、电子商务等）1.2本课题研究意义、要紧内容与方法1.2.1 课题研究意义牛头刨床课程设计是我们学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学与动力学分析与设计的训练，是机械原理课程的个教学环节。其目的在于进一步加强我们所学的理论知识，培养我们独立解决有关本课程实际问题的能力，使我们关于机械运动学与动力学的分析与设计。有一较完整的概念，具体计算、so1idworks制图与使用技术资料的能力。在此基础上，初步掌握牛头刨床的设计，并能使用SoIidWorkS解决设计中的技术问题。机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学与动力学分析与设计的训

14、练，是本课程的一个重要实践环节。其基本目的在于：（1）、进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。（2）、使学生关于机械运动学与动力学的分析设计有一较完整的概念。（3）、使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合与确定传动方案的能力。（4）、通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机与查阅技术资料的能力1.2.2 要紧工作内容1 .）为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回,即要有急回运动，行程速比系数K在1.4左右。2 .）为了提高刨刀的使用寿命与工件的表面加工质量，在工作行程时，刨刀要速度平稳，切削阶段刨刀应近似匀速运动。3 .）设计

15、要求：曲柄转速m在64rmin,刨刀的行程H在300mm左右为好，机架：380mm,切削阻力约为900ON本设计的任务是对牛头刨床的机构选型、运动方案的确定;对导杆机构进行运动分析与动态静力分析。牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床,如图电动机经皮带与齿轮传动，带动曲柄2与固结在其上的凸轮8.刨床工作时，由导杆机构23-4-5-6带动刨头6与刨刀7做往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，称工作行程，如今要求速度较低同时均匀，以减少电动机容量与提高切削质量；刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，如今要求速度较高，以提高生产率。为此刨床使用有急回特性的导杆机构。刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构19-10-11与棘轮带动螺旋机构，使工作台连同工件做一次进给运动，以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力（在切削的前后各有一段大约0.05H的空刀距离，图11b）,而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切