機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文固體燃料切斷機(jī)設(shè)計(jì)全套圖紙_第1頁(yè)
機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文固體燃料切斷機(jī)設(shè)計(jì)全套圖紙_第2頁(yè)
機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文固體燃料切斷機(jī)設(shè)計(jì)全套圖紙_第3頁(yè)
機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文固體燃料切斷機(jī)設(shè)計(jì)全套圖紙_第4頁(yè)
機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文固體燃料切斷機(jī)設(shè)計(jì)全套圖紙_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩36頁(yè)未讀 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、引 言目前,切斷機(jī)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,有關(guān)系到民生建設(shè)的鋼筋材料的切斷,也有與人們?nèi)粘I钕嚓P(guān)的水果、蔬菜的切削。這次我所設(shè)計(jì)的是固體燃料切斷機(jī),該設(shè)計(jì)是通過(guò)刀具的縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng),達(dá)到對(duì)材料的切斷、剖切、切條的加工。本機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,易保養(yǎng)、維修。這次所設(shè)計(jì)機(jī)器的主要特點(diǎn)是:刀具的運(yùn)動(dòng)是由液壓系統(tǒng)控制,能夠保證良好的切削力,同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)刀具的快速運(yùn)動(dòng),具有良好的調(diào)速、調(diào)壓功能;工作臺(tái)的進(jìn)給是通過(guò)滾珠絲杠由步進(jìn)電機(jī)所控制,能夠達(dá)到很高的切斷精度。由于所設(shè)計(jì)的切斷機(jī)具有自動(dòng)進(jìn)給功能,能夠使人在安全的距離內(nèi)操作,使人身安全得到了很好的保證。目前切斷機(jī)發(fā)展的方向是:(1)提高效率,降

2、低能耗;(2)提高切削精度;(3)提高設(shè)備的安全性;(4)結(jié)構(gòu)合理,操作方便,自動(dòng)化程度高。第1章 概述1.1固體燃料的概念及特點(diǎn) 固體燃料是燃料的一大類(lèi)。能產(chǎn)生熱能或動(dòng)力的固態(tài)可燃物質(zhì)。大都含有碳或碳?xì)浠衔铩L烊坏挠心静摹⒛嗝骸⒑置骸熋骸o(wú)煙煤、油頁(yè)巖等。經(jīng)過(guò)加工而成的有木炭、焦炭、煤磚、煤球等。此外,還有一些特殊品種,如固體酒精、固體火箭燃料。與液體燃料或氣體燃料相比,一般固體燃料燃燒較難控制,效率較低,灰分較多。可直接用作燃料,也可用作制造液體燃料和氣體燃料的原料或化工產(chǎn)品的原料。固體燃料是一種新型燃料,它用一根火柴便可點(diǎn)燃,能加熱食品,引燃蜂窩煤,攜帶方便,很受人們歡迎。隨著旅游業(yè)

3、的日益發(fā)展,人們生活水平的不斷提高,固體燃料無(wú)疑會(huì)有很大的市場(chǎng)。1.2切斷機(jī)的概念及應(yīng)用領(lǐng)域切斷機(jī)是指利用直線切斷刀具對(duì)毛坯(待加工工件)進(jìn)行切斷操作,從而得到較高精度的條形零件的加工設(shè)備。他可用來(lái)對(duì)鋼筋、塑料、直板、橡膠等的加工。本次的設(shè)計(jì)是用來(lái)切斷塊狀或片狀的固體燃料。1.3切斷機(jī)的原理切斷機(jī)原理如圖,毛坯用小液壓機(jī)帶動(dòng)單刃切刀進(jìn)行切割,由于采用滾動(dòng)導(dǎo)軌可步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行進(jìn)給控制,可以有效地提高零件加工的精度。并且加工的速度比較高,工作中機(jī)械的摩擦阻力比較低。圖1.1 毛坯的切斷、剖切、切條14國(guó)內(nèi)外切斷機(jī)的比較 1)國(guó)外切斷機(jī)偏心軸的偏心距較大,如日本立式切斷機(jī)偏心距24mm,而國(guó)內(nèi)一般為1

4、7mm看似省料、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些,但給用戶(hù)帶來(lái)麻煩,不易管理因?yàn)樵谟汕写罅系角行×蠒r(shí),不是換刀墊就是換刀片,有時(shí)還需要轉(zhuǎn)換角度。 2)國(guó)外切斷機(jī)的機(jī)架都是鋼板焊接結(jié)構(gòu),零部件加工精度、粗糙度尤其熱處理工藝過(guò)硬,使切斷機(jī)在承受過(guò)載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過(guò)國(guó)產(chǎn)機(jī)器 3)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)刀片設(shè)計(jì)不合理,單螺栓固定,刀片厚度夠薄,40型和50型刀片厚度均為17mm;而國(guó)外都是雙螺栓固定,2527mm厚,因此國(guó)外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國(guó)內(nèi)優(yōu)良。 4)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)每分鐘切斷次數(shù)少?lài)?guó)內(nèi)一般為2831次,國(guó)外要高出1520次,最高高出30次,工作效率較高。 5)國(guó)外機(jī)型一般采用半開(kāi)式結(jié)構(gòu),齒輪、軸承用

5、油脂潤(rùn)滑,曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體處用手工加稀油潤(rùn)滑國(guó)內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開(kāi)、全閉、半開(kāi)半閉3種,潤(rùn)滑方式有集中稀油潤(rùn)滑和飛濺潤(rùn)滑2種。 6)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)外觀質(zhì)量、整機(jī)性能不盡人意;國(guó)外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn),在技術(shù)設(shè)備上舍得投入,自動(dòng)化生產(chǎn)水平較高,形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。尤其對(duì)外觀質(zhì)量更是精益求精,外罩一次性沖壓成型,油漆經(jīng)烤漆噴涂處理,色澤搭配科學(xué)合理,外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角,整機(jī)光潔美觀。而國(guó)內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長(zhǎng),但沒(méi)有一家形成規(guī)模,加之設(shè)備老化,加工過(guò)程拼體力、經(jīng)驗(yàn),生產(chǎn)工藝幾十年一貫制,所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差【15】。第2章 切斷機(jī)液壓系統(tǒng)的擬定與計(jì)算

6、切斷機(jī)的刀具做縱向的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),采用液壓系統(tǒng)控制。選用液壓傳動(dòng)具有以下的一些優(yōu)點(diǎn):(1)在同等的體積下,液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生更大的動(dòng)力。在同等的功率下,液壓裝置的體積和質(zhì)量小,即其規(guī)律密度大,結(jié)構(gòu)緊湊。(2)液壓裝置工作比較平穩(wěn)。(3)液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速(調(diào)速范圍可達(dá)2000),它還可以在運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。(4)液壓傳動(dòng)易于對(duì)液體壓力、流量或流動(dòng)的方向進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制。(5)液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。(6)由于液壓元件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化,液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便。(7)用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。2.1液壓系統(tǒng)原理圖擬定1溢流閥

7、2換向閥 3單向節(jié)流閥 4液控單向閥 圖2.1 系統(tǒng)原理圖 該系統(tǒng)確保了在液壓缸不動(dòng)或僅有微小的位移下穩(wěn)定的維持住壓力,刀具有足夠的時(shí)間在空中停留,同時(shí),使液壓執(zhí)行元件獲得所需的高速,縮短機(jī)械空程運(yùn)動(dòng)時(shí)間,提高了系統(tǒng)的工作效率。刀具切斷工件時(shí),電磁換向閥2ya通電,使三位四通換向閥右位接入回路,液壓油由液壓泵輸出,通過(guò)單向調(diào)速閥3及液控單向閥4到達(dá)液壓缸,推動(dòng)活塞使刀具向前運(yùn)動(dòng)。其中,刀具的運(yùn)行速度可通過(guò)改變單向節(jié)流閥開(kāi)口的大小來(lái)得到實(shí)現(xiàn)。刀具做回程運(yùn)動(dòng)時(shí),電磁換向閥1ya通電,使三位四通換向閥左位接入回路,液壓油由液壓泵輸出,直接到達(dá)液壓缸,推動(dòng)活塞使刀具做回程運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)動(dòng)作循環(huán)表如下:表2

8、.1 系統(tǒng)動(dòng)作循環(huán)表動(dòng)作名稱(chēng)電磁鐵狀態(tài)動(dòng)作說(shuō)明1ya2ya1-+ 液壓泵工作,油液通過(guò)三位四通換向閥閥右位流經(jīng)節(jié)流閥,經(jīng)調(diào)速后通過(guò)液控單向閥,到達(dá)液壓缸的上腔,推動(dòng)活塞桿向下運(yùn)動(dòng),液壓缸下腔油液流回油箱。2- 三位四通換向閥此時(shí)處于中位,液壓泵流出的油液直接流回油箱。3+-液壓泵工作,油液通過(guò)三位四通換向閥左位到達(dá)液壓缸的下腔,推動(dòng)活塞桿向上做快速回程運(yùn)動(dòng),液壓缸上腔的油液通過(guò)液控單向閥及單向節(jié)流閥流回油箱。4-三位四通換向閥此時(shí)處于中位,液壓泵流出的油液直接流回油箱。2.2液壓系統(tǒng)的計(jì)算與原件的選型表2.2 按負(fù)載選執(zhí)行文件的工作壓力負(fù)載/n5000500100001000020000200

9、0030000300005000050000工作壓力/mpa0.811.522.5334455表2.3 按機(jī)械類(lèi)型選執(zhí)行文件的工作壓力機(jī)械類(lèi)型機(jī) 床農(nóng)業(yè)機(jī)械工程機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門(mén)刨床拉床工作壓力/mpaa235881010162032由表2.1、表2.2初選液壓缸的工作壓力為2mpa,活塞桿所承受的負(fù)載為4000n。2.2.1液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算圖2.2 液壓缸受力圖本機(jī)構(gòu)采用的是單活塞桿液壓缸,由液壓缸的缸筒內(nèi)徑計(jì)算公式:f液壓缸的理論推力,np供油壓力,mpa故:液壓缸活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度之比:其速比的 取值范圍如下表:表2.4公稱(chēng)壓力/map1012.520>201.331.46、2

10、2則活塞桿直徑根據(jù)文獻(xiàn)【】對(duì)活塞缸直徑及活塞桿直徑取整后得:d=50mm,d=25mm。由此求得液壓缸的實(shí)際有效面積為:初定液壓缸快速空程時(shí)速度=0.03m/s,液壓缸切斷時(shí)速度=0.01m/s,液壓缸回程時(shí)速度=0.06m/s。液壓缸快速空程時(shí)流量液壓缸切斷時(shí)的流量液壓缸回程時(shí)的流量活塞桿強(qiáng)度的校核:活塞桿在穩(wěn)定的情工況下,只受軸向推力或拉力,可以近似地用直桿承受拉壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算:材料的許用應(yīng)力,無(wú)縫鋼管=100110mpa,中碳鋼(調(diào)質(zhì))=400mpa即由上式計(jì)算可得,活塞桿的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。2.2.2液壓泵的計(jì)算選擇表2.5 常用中、低壓各類(lèi)閥的壓力損失()閥名pn(&#

11、215;105pa)閥名pn(×105pa)閥名pn(×105pa)閥名pn(×105pa)單向閥0.30.5背壓閥38行程閥1.52轉(zhuǎn)閥1.52換向閥1.53節(jié)流閥23順序閥1.53調(diào)速閥35初定液壓缸的工作壓力位3mpa,考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為1mpa(含回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油腔),則液壓泵的最高工作壓力為:上述計(jì)算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力,考慮到系統(tǒng)在各種工況的過(guò)渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過(guò)靜態(tài)壓力,另外考慮到一定壓力貯備量,并確保液壓泵的壽命,其正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右因此,選泵的額定壓力應(yīng)滿(mǎn)足:根據(jù)文獻(xiàn)【】p21-129,

12、選取外嚙合單機(jī)齒輪泵bbxq,排量為16ml/r,額定壓力為5mpa,最高壓力為6mpa,額定轉(zhuǎn)速為1500r/min,最高轉(zhuǎn)速為2500r/min,容積效率為90%。液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算公式:式中:液壓泵的額定壓力,pa;液壓泵的額定流量,/s;液壓泵的總效率,從規(guī)格表中查出;轉(zhuǎn)換系數(shù),一般液壓泵,=/;恒功率變量液壓泵,=0.4;限壓式變量葉片泵,=0.85/;液壓泵的實(shí)際使用的最大工作壓力,pa。即液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率為:選用轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī),根據(jù)文獻(xiàn)【】p17-54,可選用與液壓泵相匹配的電動(dòng)機(jī)為:y112m-6,額定功率為2.2kw,滿(mǎn)載時(shí)額定電流為5.6a,轉(zhuǎn)速為940

13、r/min,效率為80.5%,功率因素為0.74,質(zhì)量為45kg。2.2.3閥類(lèi)原件及輔助原件的選擇1對(duì)液壓閥的基本要求:(1)動(dòng)作靈敏,使用可靠,工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。油液流過(guò)時(shí)壓力損失小。(2)密封性能好。結(jié)構(gòu)緊湊,安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便,通用性大。2根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類(lèi)元件及輔助元件型號(hào)和規(guī)格主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過(guò)該閥的實(shí)際流量,其他還需考慮閥的動(dòng)作方式,安裝固定方式,壓力損失數(shù)值,工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來(lái)選擇標(biāo)準(zhǔn)閥類(lèi)的規(guī)格,如下表所示:表2.6 各類(lèi)閥的規(guī)格序號(hào)元件名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格1先導(dǎo)式溢流閥s-bt-03-l-32最大流量100l/mi

14、n,調(diào)壓范圍25mpa,質(zhì)量1.5kg2三位四通電磁換向閥s-dsg-01-3c3-n1-50最高使用壓力16mpa,最大流量40l/min,質(zhì)量2.2kg3單向節(jié)流閥srct-03-50額定流量30l/min,最小穩(wěn)定流量3l/min,最高使用壓力25mpa,質(zhì)量1.5kg4液控單向閥cpt-03-e-04-50額定流量40l/min,最高使用壓力25mpa,開(kāi)啟壓力0.04mpa,質(zhì)量3.0kg第三章 切斷機(jī)自動(dòng)進(jìn)給裝置的分析與計(jì)算3.1進(jìn)給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)的選擇由于進(jìn)給機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)要求精度比較高,對(duì)定位的要求也比較高,所以我決定采用步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)進(jìn)給的方式進(jìn)行控制,步進(jìn)電機(jī)的控制方式

15、采用單片機(jī)進(jìn)行步進(jìn)控制。3.2進(jìn)給機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動(dòng)方式的選擇為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的分辨率,采用步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)絲杠,為了保證一定的傳動(dòng)精度和傳動(dòng)平穩(wěn)性,盡量減小摩擦力,選用滾珠絲杠螺母副。同時(shí),為提高傳動(dòng)剛度和消除傳動(dòng)間隙,采用有預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。3.3機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù):工作臺(tái)臺(tái)面尺寸:400mm*600mm工作臺(tái)移動(dòng)尺寸:300mm夾具和工作臺(tái)總重:最高運(yùn)行速度:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方式:空載:15m/min:切削:0.6m/min;系統(tǒng)分辨率:半閉循環(huán)模式 0.005mm/step;系統(tǒng)定位精度:半閉循環(huán)模式 0.01mm;工作臺(tái)面一側(cè)局部設(shè)有“t”形槽。3.4滾珠絲杠螺母副的計(jì)

16、算與選型3.4.1計(jì)算進(jìn)給牽引力f: 作用在滾珠絲杠上的進(jìn)給牽引力主要為工作臺(tái)和加工的工件的重力作用在導(dǎo)軌上所產(chǎn)生的摩擦力。因而其數(shù)值的大小與導(dǎo)軌的型式有關(guān),由于在設(shè)計(jì)中采用的是加有導(dǎo)軌塊的滾動(dòng)導(dǎo)軌,所以選擇的計(jì)算公式為綜合導(dǎo)軌的計(jì)算公式。計(jì)算公式為: 式中 、-切削分力(n); -移動(dòng)部件上的重量(n); -主軸上的扭矩(n·cm); -導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù),隨導(dǎo)軌型式而不同; -考慮顛復(fù)力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù);綜合導(dǎo)軌的 在進(jìn)給牽引力計(jì)算中:式中,選取,代入計(jì)算3.4.2計(jì)算最大動(dòng)載荷c 選用滾珠絲杠副的直徑時(shí),必須保證在一定軸向載荷作用下,絲杠在回轉(zhuǎn)100萬(wàn)轉(zhuǎn)(106轉(zhuǎn))后,在它的滾道

17、上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。這個(gè)軸向負(fù)載的最大值即稱(chēng)為該滾珠絲杠能承受的最大動(dòng)負(fù)載,用下式計(jì)算選擇: 式中 -壽命,以10轉(zhuǎn)為一單位, -絲杠轉(zhuǎn)速,用下式計(jì)算 -為最大進(jìn)給速度, -絲杠導(dǎo)程,; -為使用壽命,對(duì)于數(shù)控機(jī)床取; -為運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù);初選導(dǎo)程=4,假定工作臺(tái)的最高移動(dòng)速度,則因此,代入公式可計(jì)算得絲杠轉(zhuǎn)速 =150代入公式可計(jì)算得壽命 把絲杠轉(zhuǎn)速,壽命代入公式計(jì)算可得 根據(jù)以上算得的最大動(dòng)負(fù)載在設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)中的附錄a表2中選用型號(hào)為w1l2004的滾珠絲杠,其名義直徑為,滾珠的排列為2.5圈1列,額定動(dòng)載荷為,滿(mǎn)足前面進(jìn)給方向的要求。3.4.3傳動(dòng)效率計(jì)算滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率: 式中-絲杠螺旋

18、升角; -摩擦角,滾珠絲杠的滾動(dòng)摩擦系數(shù),其摩擦角約等于。由選用的w1l2004的滾珠絲杠的相關(guān)資料可知絲杠螺旋升角,則代入上面的公式可算得滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率3.4.4剛度的驗(yàn)算滾珠絲杠副的軸向變行會(huì)影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性,因此應(yīng)考慮以下引起軸向變形的因素:1、絲杠的拉伸或壓縮變形量:在總的變形量中占的比重較大。可以用計(jì)算方法或查圖表的方法決定,在這里我選用的是計(jì)算的方法,先用下式計(jì)算滾珠絲杠受工作負(fù)載的作用引起的導(dǎo)程的變化量再計(jì)算滾珠絲杠總長(zhǎng)度上的拉伸或壓縮變形量,公式如下: 式中 -在工作負(fù)載fm作用下引起每一導(dǎo)程的變化量,; -工作負(fù)載,即進(jìn)給牽引力,;-滾珠絲杠的導(dǎo)

19、程,; -材料彈性模數(shù),對(duì)鋼 e=20.6,(); -滾珠絲杠截面積(按內(nèi)徑確定). “+”號(hào)用于拉伸,“-”號(hào)用于壓縮。再計(jì)算滾珠絲杠總長(zhǎng)度上拉伸或壓縮的變形量 式中 -滾珠絲杠在支撐間的受力長(zhǎng)度,. 根據(jù)設(shè)計(jì)行程、滾珠絲杠副的最大長(zhǎng)度、防護(hù)罩的極限距離、以及軸承一半的長(zhǎng)度,以上幾項(xiàng)之和確定滾珠絲杠在支撐間的受力最大長(zhǎng)度。則根據(jù)公式可算得,其中,由可計(jì)算滾珠絲杠總長(zhǎng)度上的拉伸或壓縮變形量的值,把相應(yīng)的數(shù)值代入公式中算得。2、 滾珠與螺紋滾道間接觸變形:當(dāng)對(duì)絲杠加有預(yù)緊力,且預(yù)緊力為軸向最大負(fù)載的1/3時(shí), 之值可減少一半;此變形可根據(jù)我所選用的滾珠絲杠在指導(dǎo)書(shū)中的圖4-7中查到其值為,雖然有

20、預(yù)緊但不做減半的處理,用其查出的值。3、 支撐滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形:不同類(lèi)型的軸承的接觸變形量可用不同的公式計(jì)算,我選用的是推力球軸承則公式如下:式中的 -軸承所受軸向載荷,; -軸承的滾動(dòng)體數(shù)目; -軸承滾動(dòng)體直徑,; 由于其中的一些數(shù)據(jù)無(wú)法獲得準(zhǔn)確值只能作粗略的估算,式中軸承所受軸向載荷,軸承的滾動(dòng)體數(shù)目,軸承滾動(dòng)體直徑,代入算得,則mm。這里因?yàn)闈L珠絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起導(dǎo)程的變化量占的比重比較小忽略不計(jì),螺母座變形及軸承座變形的變形量計(jì)算比較困難,在結(jié)構(gòu)上作了相應(yīng)的處理所以也不作計(jì)算。 根據(jù)以上計(jì)算可知總的變形量,代入計(jì)算可得遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于我們需要的定位精度所以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。如圖:圖3

21、.1 導(dǎo)程精度測(cè)試條件3.4.5穩(wěn)定性驗(yàn)算 對(duì)已選定尺寸的絲杠在給定的支承條件下,承受最大軸向負(fù)載時(shí),應(yīng)驗(yàn)算其有沒(méi)有產(chǎn)生縱向彎曲(失穩(wěn))的危險(xiǎn),產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載用下式計(jì)算: 式中 -絲杠材料彈性模量,對(duì)鋼; -截面慣性矩,絲杠截面慣性矩 (為絲杠螺紋的底徑);-絲杠兩支承端距離;-絲杠的支承方式系數(shù)。根據(jù)前面的相關(guān)資料可知上式中的截面慣性矩: 絲杠兩支承端距離,我所選用滾珠絲杠的支承方式是一端固定一端自由則查指導(dǎo)書(shū)中的表4-13可知?jiǎng)t代入數(shù)據(jù)算得,臨界負(fù)載與最大工作負(fù)載之比稱(chēng)為穩(wěn)定性安全系數(shù),如果,則絲杠不致失穩(wěn)。為許用穩(wěn)定性安全系數(shù),一般 ,在我所設(shè)計(jì)的方案中最大的,則滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求到此滾珠

22、絲杠螺母副的計(jì)算和選擇結(jié)束。3.5滾珠絲杠長(zhǎng)度的確定螺紋的有效行程l0=300mm;螺母及其連結(jié)裝置的長(zhǎng)度l1=95mm;單側(cè)絲杠防護(hù)罩的長(zhǎng)度lmin=30mm;固定支撐座的厚度b=45mm;游動(dòng)端支撐座的l2=30mm;電機(jī)連接端長(zhǎng)度l3=35mm;手柄連接端長(zhǎng)度l4=20mm;由以上的數(shù)據(jù)得絲杠的總長(zhǎng)度l=l0 +l1 +2lmin+b+ l2+ l3 +l4 =585(mm)。如下表:表3.1名稱(chēng)符號(hào)w1l2004螺紋滾道公稱(chēng)直徑20導(dǎo)程4接觸角3.39鋼球直徑3.175滾道法面半徑1.239偏心角0.034螺紋升角3.39螺桿螺桿外徑20.1螺桿內(nèi)徑19.6螺桿接觸直徑20.2螺母螺母

23、螺紋直徑20.3螺母內(nèi)徑20.13.6滾動(dòng)導(dǎo)軌的計(jì)算與選擇目前,滾動(dòng)導(dǎo)軌在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用非常廣泛,因?yàn)槠淠?shù)=;動(dòng)、靜摩擦系數(shù)很接近,幾乎不受運(yùn)動(dòng)速度的變化的影響,運(yùn)動(dòng)輕便、靈活,所需驅(qū)動(dòng)功率小,摩擦發(fā)熱小,磨損小,精度保持性好;低度運(yùn)動(dòng)時(shí)不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象,因而定位精度高,所以選用滾動(dòng)導(dǎo)軌。3.6.1滾動(dòng)導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷的計(jì)算:由于要計(jì)算額定動(dòng)載荷首先需要計(jì)算出作用在滾動(dòng)導(dǎo)軌副上的載荷由資料文獻(xiàn)可知作用在滾動(dòng)導(dǎo)軌副上的載荷計(jì)算公式如下: 其中的、為下圖中所示的尺寸:圖3.2 導(dǎo)軌塊圖式中的為作用于同一平面內(nèi)的若干套導(dǎo)軌副的總載荷在這里我的設(shè)計(jì)任務(wù)中指出了,則,式中、分別取其最大值即為極限位置時(shí)

24、的載荷,將上面的數(shù)據(jù)代入相應(yīng)的公式中可得到,對(duì)于全行程來(lái)講還應(yīng)算出載荷,對(duì)于我的任務(wù)書(shū)來(lái)講載荷呈線性變化則其計(jì)算公式如下: 根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果可以選出,代入上式可計(jì)算得到,計(jì)算出這些后根據(jù)額定壽命計(jì)算的公式可算出額定動(dòng)載荷,其計(jì)算公式如下: 式中的相關(guān)系數(shù):-額定壽命;-額定動(dòng)載荷;-計(jì)算載荷;-溫度系數(shù);-接觸系數(shù);-精度系數(shù);-載荷系數(shù);-硬度系數(shù);由于產(chǎn)品的技術(shù)要求規(guī)定,滾道硬度不得低于hrc58故通常取,根據(jù)運(yùn)行時(shí)的溫度小于100查相關(guān)數(shù)據(jù)可的;根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)為2查相關(guān)資料;精度等級(jí)為4級(jí)查相關(guān)資料;無(wú)明顯沖擊和震動(dòng),中速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合速度在15-60m/min之間查相關(guān)數(shù)據(jù),式中的額定壽

25、命這里把機(jī)床的使用壽命作為其額定壽命來(lái)代入計(jì)算,綜合上面的數(shù)據(jù)可計(jì)算出額定動(dòng)載荷,根據(jù)計(jì)算出的額定動(dòng)載荷查相關(guān)的資料選用了型號(hào)為hjd-25型的滾動(dòng)導(dǎo)軌副,其額定動(dòng)載荷為,遠(yuǎn)大于計(jì)算值,符合設(shè)計(jì)要求,如下表:表3.2結(jié)構(gòu)尺寸k6導(dǎo)軌尺寸d×d×h7×11×8h112h230額定動(dòng)載荷c(kn)17.5h316額定靜載荷co(kn)26l180額定力矩ma(nm)198l259mb(nm)198c145mc(nm)2883.6.2滾動(dòng)導(dǎo)軌副的扭矩校核為了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求應(yīng)按極限位置對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)軌副的扭矩進(jìn)行校核,但是由于我們的工作臺(tái)僅受到上面刀具的垂直的作用力,所

26、以不受到扭矩的作用。所以選用的滾動(dòng)導(dǎo)軌是符合要求的。到此滾動(dòng)導(dǎo)軌的計(jì)算與選用結(jié)束。3.7步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算與選擇1.兩相步進(jìn)電機(jī)的工作原理示意圖如下,它有2 個(gè)繞組。當(dāng)一個(gè)繞組通電后,其定子磁極產(chǎn)生磁場(chǎng), 將轉(zhuǎn)子吸合到此磁極處。若繞組在控制脈沖的作用下, 通電方向順序按照aa ® bb ® aa ® b b 四個(gè)狀態(tài)周而復(fù)始進(jìn)行變化,電機(jī)可順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng);通電時(shí)序?yàn)閍a ® bb ® aa ® bb 時(shí),電機(jī)就逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。控制脈沖每作用一次,通電方向就變化一次,使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步,即90 度。4 個(gè)脈沖,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈。脈沖頻率越高,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)越快,

27、實(shí)際電機(jī)的節(jié)構(gòu)要比模型復(fù)雜,并且每轉(zhuǎn)一步,一般為1-8°。圖3.3 兩相步進(jìn)電機(jī)原理圖步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩與電機(jī)的有效體積、線圈匝數(shù)、磁通量、電流成正比,因此,電機(jī)有效體積越大,勵(lì)磁安匝數(shù)越大,定轉(zhuǎn)子間氣隙越小,電機(jī)力矩越大,反之越小。2.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器原理步進(jìn)電機(jī)必須有驅(qū)動(dòng)器和控制器才能正常工作。驅(qū)動(dòng)器的作用是對(duì)控制脈沖進(jìn)行環(huán)形分配、功率放大,使步進(jìn)電機(jī)繞組按一定順序通電。圖3.4 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)以?xún)上嗖竭M(jìn)電機(jī)為例,當(dāng)給驅(qū)動(dòng)器一個(gè)脈沖信號(hào)和一個(gè)正方向信號(hào)時(shí),驅(qū)動(dòng)器經(jīng)過(guò)環(huán)形分配器和功率放大后,給電機(jī)繞組通電的順序?yàn)閍a ® bb ® aa ® b b

28、,其四個(gè)狀態(tài)周而復(fù)始進(jìn)行變化, 電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng); 若方向信號(hào)變?yōu)樨?fù)時(shí), 通電時(shí)序就變?yōu)閍a ® bb ® aa ® bb ,電機(jī)就逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。選用步進(jìn)電機(jī)時(shí),必須首先根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)草圖計(jì)算器械傳動(dòng)裝置及負(fù)載折算到電機(jī)軸上的等效慣量,分別計(jì)算各種條件下所需的等效力矩,再根據(jù)步進(jìn)電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩選擇合適的步進(jìn)電機(jī)。3.7.1轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算由于用步進(jìn)電機(jī)則省去了齒輪的傳動(dòng)比,以及齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算所以只要計(jì)算絲杠本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量即可,雖然絲杠上有階梯但為了計(jì)算方便按一個(gè)圓柱體來(lái)計(jì)算它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,而且絲杠與步進(jìn)電機(jī)直接相連則傳動(dòng)比可近似為一,下面首先計(jì)算絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,公式

29、如下: 式中 -圓柱體直徑; -圓柱體長(zhǎng)度或原度; -鋼材的密度 在我以上所設(shè)計(jì)的零件中可知絲杠的公稱(chēng)直徑為2cm,把絲杠近似的看成一個(gè)圓柱體則,考慮到我的任務(wù)書(shū)中的尺寸比較大,對(duì)與絲杠支撐端以外的絲杠對(duì)總體的影響較小所以忽略不記,則取。根據(jù)以上的資料代入公式算得。 其次要計(jì)算工作臺(tái)折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量其公式為: 式中 -工作臺(tái)重量; -重力加速度(9.8m/s2); -絲杠導(dǎo)程 在上面的設(shè)計(jì)中可知道,工作臺(tái)重量,絲杠導(dǎo)程代入上公式計(jì)算可得。 絲杠傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)系折算到電機(jī)上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量其求解公式: 式中 -絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量; -工作臺(tái)折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 由以上的數(shù)據(jù)可計(jì)算得。在這里為了計(jì)算

30、折算到電機(jī)上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就必須考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,所以初選一個(gè)步進(jìn)電機(jī),如下表所示系列:表3.3 技術(shù)參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的情況初選電機(jī)為36bf002-其慣性矩為,最大轉(zhuǎn)速為,根據(jù)總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算公式:代入相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算得/=0.66 所以滿(mǎn)足條件。3.7.2電機(jī)的力矩的計(jì)算電機(jī)的負(fù)載力矩在各種情況下是不同的,下面分別對(duì)快速空載起動(dòng)時(shí)所需要的力矩、快速進(jìn)給時(shí)所需要的力矩、最大切削負(fù)載時(shí)所需要的力矩等幾部分進(jìn)行計(jì)算。1快速空載起動(dòng)時(shí)所需力矩 式中 -快速空載起動(dòng)力矩; -空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)上的加速力矩; -折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩; -由于絲杠欲緊時(shí)折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩其中 式

31、中 -傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的等校轉(zhuǎn)動(dòng)慣量; -電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速; -運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)停止起動(dòng)加速到最快進(jìn)給速度所需時(shí)間式中資料分別為,起動(dòng)加速時(shí)間代入上式可知。折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩: =0.145式中 -導(dǎo)軌的摩擦力; =1.5-運(yùn)動(dòng)部件的總重量;-導(dǎo)軌的摩擦系數(shù);-齒輪降速比,這里無(wú)齒輪既; -傳動(dòng)鏈總效率,這里取0.9;先根據(jù)前面的已知數(shù)據(jù)算出,再代入求解,代入數(shù)據(jù)求解,附加摩擦力:式中 -滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷,一般取,為進(jìn)給率引力但是由于我們?cè)O(shè)計(jì)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)在切削中不工作僅起定位作用所以取100n;-滾珠絲杠導(dǎo)程;-滾珠絲杠未欲緊時(shí)的傳動(dòng)效率;根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果為0.956,則代入算得根據(jù)上

32、面的計(jì)算結(jié)果可得到,比初選的電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩小符合設(shè)計(jì)要求。2快速進(jìn)給時(shí)所需力矩: 綜合以上數(shù)據(jù)可求得快速進(jìn)給時(shí)所需力矩,比初選電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩小,符合要求。3最大切削時(shí)所需力矩 : 由于我們選用的步進(jìn)電機(jī)僅僅用于工作過(guò)程中的加工平臺(tái)的移動(dòng)和定位,不受到切削力大小的影響,并且在切削過(guò)程中它不需要工作,所以不需要計(jì)算它在最大切削力下的力矩。通過(guò)以上的演算可知,所選的電機(jī)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。3.7.3計(jì)算步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)的工作頻率: 式中 -運(yùn)動(dòng)部件最快進(jìn)給速度; -脈沖當(dāng)量。 由任務(wù)書(shū)可知運(yùn)動(dòng)部件最快進(jìn)給速度,脈沖當(dāng)量,代入計(jì)算得。36bf002-型啟動(dòng)矩頻特性36bf002-型運(yùn)行矩頻特性

33、圖3.5 90bf001型啟動(dòng)矩頻特性第四章 切斷機(jī)其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1刀具直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副的確定4.1.1導(dǎo)軌副的作用、組成、種類(lèi)及其應(yīng)滿(mǎn)足的要求:1.作用:支承和限制運(yùn)動(dòng)部件按給定的運(yùn)動(dòng)要求和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng),這樣的運(yùn)動(dòng)通常被稱(chēng)為導(dǎo)軌副,簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)軌。運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橹本€的被稱(chēng)為直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副;運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榛剞D(zhuǎn)的被稱(chēng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副。2.組成:導(dǎo)軌副主要由承導(dǎo)體1與運(yùn)動(dòng)件2組成,如下圖所示:圖 4.1 導(dǎo)軌副的組成3.種類(lèi):常用的導(dǎo)軌副可按摩擦性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)。按摩擦性質(zhì)分為: 滑動(dòng)導(dǎo)軌:兩導(dǎo)軌工作面的摩擦性質(zhì)為滑動(dòng)摩擦。 滾動(dòng)導(dǎo)軌:兩導(dǎo)軌導(dǎo)向面之間放置滾珠、滾柱或滾針等。 氣(液)體導(dǎo)軌:導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)

34、件與導(dǎo)向支撐件之間充有壓力油或氣。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為:開(kāi)式導(dǎo)軌:借助重力或彈簧彈力保證運(yùn)動(dòng)件和承載面接觸。閉式導(dǎo)軌:靠導(dǎo)軌本身形狀保證運(yùn)動(dòng)件和承載面接觸。常用導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)原理如下圖,其性能比較見(jiàn)表3.1圖4.2 導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)原理圖表4.1 常用導(dǎo)軌性能比較4.導(dǎo)軌的基本要求:導(dǎo)向精度高剛度好:運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn):耐磨性好:溫度變化影響小:工藝性好:導(dǎo)向精度高:導(dǎo)軌按給定方向運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確程度要高;導(dǎo)向精度的高低,主要取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、導(dǎo)軌的幾何精度和接觸精度、導(dǎo)軌的配合間隙、油膜厚度和油膜剛度、導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的剛度和熱變形等。幾何精度: 導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度; 導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度; 兩導(dǎo)軌面間的平

35、行度。 對(duì)精度要求高的直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌,還要求導(dǎo)軌的承載面和運(yùn)動(dòng)面嚴(yán)格分開(kāi);當(dāng)運(yùn)動(dòng)件較重時(shí)必須設(shè)有卸荷裝置,運(yùn)動(dòng)件的支撐,必須符合三點(diǎn)定位的原理。圖4.3 三點(diǎn)定位原理圖剛度好:導(dǎo)軌抵抗載荷的能力強(qiáng)。在恒定載荷作用下,導(dǎo)軌剛度一般有自身、局部和接觸三種剛度;可用加大尺寸、添加輔助導(dǎo)軌或施加預(yù)載荷等方法提高剛度;運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn):工作時(shí)輕便省力,低速時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象(其主要原因是摩擦系數(shù)隨運(yùn)動(dòng)速度的變化和傳動(dòng)系統(tǒng)剛性不足)。為防止爬行現(xiàn)象的出現(xiàn),可采用滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、卸荷導(dǎo)軌、貼塑料層導(dǎo)軌等或在普通滑動(dòng)導(dǎo)軌上使用含有極性添加劑的導(dǎo)軌油;提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度(用減小結(jié)合面、增大結(jié)構(gòu)尺寸、縮短傳動(dòng)鏈、減少傳動(dòng)

36、副等方法)。耐磨性好:導(dǎo)軌在長(zhǎng)時(shí)間使用后,仍能保持一定導(dǎo)向精度的能力;導(dǎo)軌的耐磨性,主要取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、材料、摩擦性質(zhì)、表面粗糙度、表面硬度、表面潤(rùn)滑及受力情況等;為此需要對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行正確的潤(rùn)滑與保護(hù)。可采用獨(dú)立的潤(rùn)滑系統(tǒng)自動(dòng)潤(rùn)滑,采用多層金屬薄板伸縮式防護(hù)罩進(jìn)行防護(hù);溫度變化影響小:導(dǎo)軌在環(huán)境溫度變化的情況下仍能正常工作,既不卡死,也不影響系統(tǒng)的精度;導(dǎo)軌對(duì)溫度變化的敏感性,主要取決于導(dǎo)軌材料和導(dǎo)軌配合間隙的選擇;工藝性好:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,裝拆、調(diào)整、維修及檢測(cè)方便。通過(guò)對(duì)這些導(dǎo)軌需要滿(mǎn)足的要求并且結(jié)合我們?cè)O(shè)計(jì)中的實(shí)際需求和成本等原因,使我最終選擇了滾動(dòng)導(dǎo)軌副作為我們的導(dǎo)軌副。在對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)

37、軌進(jìn)行選擇時(shí),我們最終選擇了直線運(yùn)動(dòng)球軸承,因?yàn)槲覀兊膶?dǎo)軌是立式,所以會(huì)造成兩個(gè)導(dǎo)軌副產(chǎn)生精度干涉。可能會(huì)嚴(yán)重影響工作壽命,并且由于相對(duì)位置誤差影響到工作時(shí)的磨擦阻力。這些都是我們要考慮到的,所以最后我們選擇了直線運(yùn)動(dòng)球軸承。直線運(yùn)動(dòng)球軸承負(fù)載滾珠與導(dǎo)軌軸外圓作凸圓之間的點(diǎn)接觸,因此許用載荷較小,由于我們的導(dǎo)軌副受力較小,所以符合條件。還有這種軸承運(yùn)動(dòng)輕便、靈活,精度較高,價(jià)格較低,維護(hù)方便,更換省事。4.1.2強(qiáng)度和壽命的計(jì)算由于工作時(shí)導(dǎo)軌副僅起導(dǎo)向作用,基本上受力很小,而且由于工作中無(wú)明顯沖擊振動(dòng),加工時(shí)工作速度較低,所以強(qiáng)度和壽命都符合要求。安裝與調(diào)整:組裝前必須清洗干凈軸承內(nèi)部,然后涂

38、抹潤(rùn)滑脂。直線運(yùn)動(dòng)球軸承的安裝:軸承在壓入軸承座孔時(shí),應(yīng)采用專(zhuān)用安裝工具壓靠外圓端面,不允許直接敲打軸承,不允許轉(zhuǎn)動(dòng),以免變形,損壞軸承。軸承壓入軸承孔后,引用螺釘調(diào)整間隙,應(yīng)注意不要預(yù)壓過(guò)大。直線運(yùn)動(dòng)球軸承選用彈性卡簧固定。直線運(yùn)動(dòng)球軸承支座應(yīng)直接連接到刀架,如果有間隙請(qǐng)用墊片進(jìn)行調(diào)整。4.1.3刀具的導(dǎo)軌副個(gè)數(shù)的確定 由于考慮到刀具工作中受到的切削力有可能是不平均的,有可能一側(cè)的力比較大,而另一側(cè)相對(duì)較少,這樣就會(huì)使滑動(dòng)導(dǎo)軌副承受較大的扭矩,這樣會(huì)加劇滑動(dòng)導(dǎo)軌的磨損,使其壽命降低。所以我選用單側(cè)用兩個(gè)滑動(dòng)導(dǎo)軌副連接的方式,這樣就可以讓刀具在受力不平均而產(chǎn)生扭矩時(shí),滑動(dòng)導(dǎo)軌副不至于受到很大的

39、扭矩,影響其壽命。而且還能保證刀具的定位精度。4.1.4支撐導(dǎo)軌的固定問(wèn)題支撐導(dǎo)軌的固定將直接影響到導(dǎo)軌的工作時(shí)的工作精度,和導(dǎo)軌之間的相對(duì)位置關(guān)系,以及導(dǎo)軌的位置誤差產(chǎn)生的導(dǎo)軌的內(nèi)應(yīng)力。支撐導(dǎo)軌的固定形式有兩種選擇:第一種是通過(guò)錐形孔連接,這樣連接方式能保證良好的對(duì)中以及較高的強(qiáng)度,但是缺點(diǎn)是不能保證良好的軸向精度;第二種連接結(jié)構(gòu)是通過(guò)軸肩保證軸向定位通過(guò)兩端的鉸制孔連接方式保證導(dǎo)軌與上下機(jī)架的良好的位置關(guān)系,所以最終選擇了階梯孔的連接方式作為切削運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌的固定方式。4.2機(jī)架的確定1.機(jī)架設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則:工況要求任何機(jī)架的設(shè)計(jì)首先必須保證機(jī)器的特定工作要求。例如,保證機(jī)架上安裝的零部件能順利

40、運(yùn)轉(zhuǎn),機(jī)架的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不質(zhì)有阻礙運(yùn)動(dòng)件通過(guò)的突起:設(shè)置執(zhí)行某一工況所必須的平臺(tái):保證上下料的要求、人工操作的方便及安全等。剛度要求在必須保證特定外形條件下,對(duì)機(jī)架的主要要求是剛度。例如機(jī)床的零部件中,床身的剛度則決定了機(jī)床的生產(chǎn)率和加工產(chǎn)品的精度;在齒輪減速器中,箱殼的剛度決定了齒輪的嚙合性及運(yùn)轉(zhuǎn)性能。 強(qiáng)度要求對(duì)于一般設(shè)備的機(jī)架,剛度達(dá)到要求,同時(shí)也要滿(mǎn)足強(qiáng)度的要求。但對(duì)于重載設(shè)備的強(qiáng)度要求必須引起足夠的重視。其準(zhǔn)則是在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中可能發(fā)生的最大載荷情況下,機(jī)架上任何點(diǎn)的應(yīng)力都不得大于允許應(yīng)力。此外,還應(yīng)滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度的要求。對(duì)于某些機(jī)器的機(jī)架尚需滿(mǎn)足振動(dòng)或抗振的要求。 穩(wěn)定性要求對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的

41、或薄壁的受壓結(jié)構(gòu)受彎-壓結(jié)構(gòu)存在失穩(wěn)問(wèn)題,某些板殼結(jié)構(gòu)也存在失穩(wěn)問(wèn)題或局部失穩(wěn)問(wèn)題。失穩(wěn)對(duì)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生很大的破壞,設(shè)計(jì)時(shí)必須校核。 美觀目前對(duì)機(jī)器的要求不僅能完成特點(diǎn)的工作,還有使外形美觀。 其他如散熱的要求;防腐蝕及特定環(huán)境的要求;對(duì)于精密機(jī)械、儀表等熱變形小的要求等。2機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求:在滿(mǎn)足機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的前提下,必須根據(jù)機(jī)架的不同用途和所處環(huán)境,考慮下列各項(xiàng)要求,并有所偏重。 機(jī)架的重量輕,材料選擇合適,成本低。 結(jié)構(gòu)合理,便于制造。 結(jié)構(gòu)應(yīng)使機(jī)架上的零部件安裝、調(diào)整、維修和更換都方便。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,工藝性好,還應(yīng)使機(jī)架本身的內(nèi)應(yīng)力小,由溫度變化引起的變形應(yīng)力小。 抗振性能好。 耐腐蝕

42、,使機(jī)架結(jié)構(gòu)在服務(wù)期限內(nèi)盡量少維修。 有導(dǎo)軌的機(jī)架要求導(dǎo)軌面受力合理,耐磨性良好。4.2.1刀具支架的確定因?yàn)榈毒叱惺苤械那邢髁Γ缘毒叩闹Ъ鼙仨氁休^高的剛度,才能確定切條機(jī)能一次性的把需要的工件一次成型全部切斷,如果刀具支架的剛度不夠,這樣就會(huì)導(dǎo)致中間部分工件完全切斷,而兩邊的工件還沒(méi)有切斷的現(xiàn)象,直接影響到切條機(jī)的正常工作,所以刀具支架必須要有良好的剛度,所以我在支架和油缸的連接處設(shè)計(jì)一個(gè)凸臺(tái)以用來(lái)使支架上能夠有足夠的條件以安放肋板加強(qiáng)刀具支架的剛度。根據(jù)刀具的大小確定刀具支架的基本大小,然后預(yù)留固定刀具的聯(lián)接螺栓的位置,滾動(dòng)導(dǎo)軌的聯(lián)接位置,最后確定刀具支架的確定尺寸。并且為了增加

43、支架的剛度提高設(shè)備整體的加工精度,所以在刀具支架上設(shè)計(jì)肋板。具體設(shè)計(jì)如圖所示:圖4.4 刀具支架圖4.4.2刀具底板和刀具支架連接結(jié)構(gòu)的確定刀具底板和刀具支架連接結(jié)構(gòu)選用的是螺栓連接,初步考慮時(shí)曾經(jīng)考慮到刀具底板和刀具支架的連接選用兩側(cè)用楔塊夾緊的方式連接。但是后來(lái)考慮到定位和結(jié)構(gòu)的緊湊性方面放棄了這個(gè)方案。還有這個(gè)方案楔塊連接必定沒(méi)有螺栓連接的剛度高和定位性能好。4.2.3上機(jī)架的結(jié)構(gòu)的確定由于工作用的沖切力是由安放在上機(jī)架上的液壓油缸提供的所以上機(jī)架受到了很大的彎矩,有可能導(dǎo)致上機(jī)架出現(xiàn)彈性形變,如果上機(jī)架出現(xiàn)彈性形變,會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)導(dǎo)軌向中間靠攏,使導(dǎo)軌副受到很大的壓力,可能直接損壞導(dǎo)軌副,

44、或者加劇導(dǎo)軌副的磨損,并且由于導(dǎo)軌副的壓力增大,使得導(dǎo)軌的摩擦力增大,使得液壓油缸的工作壓力增大,導(dǎo)致上機(jī)架出現(xiàn)更嚴(yán)重的變形。這樣就會(huì)陷入使導(dǎo)軌磨損加劇的惡性循環(huán)中去。所以我們必須要加強(qiáng)上機(jī)架的剛度,具體做法是為上機(jī)架安裝肋板,使得其受到工作阻力時(shí)有較高的剛度。圖4.5 上機(jī)架的結(jié)構(gòu)圖4.3夾具體設(shè)計(jì)夾緊裝置的設(shè)計(jì)和選用是否正確合理,對(duì)于保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度有很大的影響。為此,夾具體的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足如下的要求: 夾緊力應(yīng)有助于定位,而不應(yīng)破壞單位; 夾緊力的大小應(yīng)能保證加工過(guò)程中工件不發(fā)生移動(dòng)或振動(dòng),并能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié); 工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不應(yīng)超出許用范圍; 應(yīng)有足夠的夾緊行程,手動(dòng)

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論