自动机械设计弹性夹头自动铣槽机.docVIP

弹性夹头自动铣槽机设计 一、设计要求及主要技术指标 1 弹性夹头结构如图1所示。 图1 弹性夹头的结构 2 当图中的结构尺寸2mm时，铣出四条槽，槽长21.5mm，四槽均布；当2mm时，铣三条槽，槽长不变；槽宽均为0.3mm，无铣削毛刺。 3铣槽机在工作中，允许手工上下料，但铣槽过程必须自动进行。 铣槽机的设计生产纲领：230件/8h。 研制费用：4万元。 研制周期：10个月。 二、分析论证 弹性夹头（三爪或四爪）在机械加工中应用十分普遍。这里讨论的弹性夹头时作为钻石（直径2—3mm、厚度约0.3mm）加工中的一种专用夹具。所要研制的铣槽机是加工弹性夹头的专用机床。 由图1可知，弹性夹头外部由两段圆柱和一段圆锥组成，主要配装在钻石夹具的套内，加工要求不是太高，可以经车削加工后研磨即可。当完成弹性夹头外形加工后，需要在锥体部分加工出三槽或四槽。加工槽的常规方法就是铣槽，考虑槽的宽度，可采用片铣刀。从铣切原理考虑，可由机床主轴夹持住弹性夹头外圆，铣刀先铣切出一条槽后，主轴分度，依次再加工其余各槽，从而完成铣槽任务。按此铣切原理，设计一台自动铣槽机，设计中再采取一些技术措施，完全可以保证加工要求。 三、方案设计 1铣刀选用 常用的高速钢圆盘铣刀规格如下表1所示。根据铣削要求，选用规格为D·d=40*13,Z=56的铣刀。 铣刀外径D/mm 铣刀内径d/mm 铣刀齿数Z 粗齿 细齿 25 8 44 72 32 10 50 80 40 13 56 90 2 铣切方法的选择 铣切时，由夹具夹持住弹性夹头的尾部并进行分度，铣刀在旋转中进刀铣切，手工上下料。常用的铣切方法有顺铣法和逆铣法，如图2所示。考虑是在工件内部开槽，逆铣时不易在夹头端部产生铣削毛刺，而且产生的铣削力又有利于夹具夹具夹紧弹性夹头，故选定逆铣法。 图2 铣切方法 （a）顺铣（b）逆铣 1-工件 2-铣刀 3 铣切工艺 手工下料→铣切→抬刀→分度→铣切→抬刀→卸料 4铣刀转速和进刀时间计算： 式中 v---切削速度，取v=62.8m/min。 铣刀进给总行程为：H=21.5(槽长)+4.5(余量)=26(mm) 设铣刀铣切一条槽需要转动R转，取铣刀的每齿进给量为0.005mm，则： （转） 设铣刀铣切一条槽的进给时间为t，则： （s） 5铣切夹具设计 由于弹性夹头可夹持部分直径为，长度仅为6mm，而铣切时的悬伸量有20mm，这在铣切时，极易使弹性夹头变形，铣刀因振动等原因也很容易爆裂损坏，从而不能保证铣切加工质量。所以如图3所示的专用铣切夹具。图中的三爪（或四爪）铣切夹头2（槽数与待加工弹性夹头槽数相同）装夹在机床主轴1中，夹头前端的弹性辅助支承可托住弹性夹头，形成两点支承，从而增加了铣切时弹性夹头的刚性和抗振能力，确保了加工质量，也延长了铣刀使用寿命。 图3 铣切夹具 1-机床主轴 2-铣切夹头 3-弹性夹头 四、铣槽机传动系统的设计 （一）传动路线的拟定 按照上述铣切工艺，铣槽机主要执行机构有两个：机床主轴和铣刀，其工艺动作如下： 机床主轴夹持住弹性夹头并进行分度；铣刀向弹性夹头进给铣切，抬刀、退刀后，机床主轴分度，铣刀二次铣切，如此反复三次（三槽）或四次（四槽）。 铣槽机传动录像（如图4所示）安排如下： 铣刀16的转动由电机13通过带传动副14单独驱动；主轴17分度、铣刀进给以及抬刀、退刀运动之间形成内联传动链，由凸轮分配轴7控制；凸轮分配轴由电动机1以及传动系统组成的外联传动链驱动。 电动机1通过联轴器2、减速器3、链传动4、安全离合器5驱动凸轮分配轴7转动；分配轴上的凸轮6通过连杆机构20、棘轮19、齿轮（、、、）传动，实现机床主轴17的分度；分配轴上的凸轮8使刀架11拖动铣刀16沿机床导轨前后运动，实现铣刀的进给运动；分配轴上的凸轮9通过连杆机构10使顶杆12绕轴转动，从而驱动铣刀支架14沿刀架11立导轨上下滑动，实现铣刀的抬刀运动；在主轴17上安装凸轮18用于驱动行程开关，实现铣切完成后的停车。 图4 铣槽机的传动系统 1——主电动机 2——联轴器 3——减速器 4——链轮副 5——安全离合器 6——主轴分度凸轮 7——凸轮分配轴 8——进刀凸轮 9——抬刀凸轮 10——连杆机构11——刀架12——顶杆3——铣刀电动机14——铣刀支架 15——带传动副 16——铣刀 17——机床主轴18——停车凸轮 19——棘轮 20——连杆机构 21——手轮 （二）传动系统的计算 1铣刀传动系统 电动机的选择 由机床设计手册可知，铣刀的铣削力F（N）按下式计算： 式中 ——系数，查表得=68； ——切削深度，=2.5mm； ——每齿进给量，=0.01mm/齿；