机械原理课程设计------自动铣槽机

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机械工程学院 专业: 机械工程及其自动化 设计团队: W^2T 团队成员:魏俊文,王辉, 唐睿宇* 指导教师:庄幼敏老师W^2T

机械原理课程设计任务书 1.题目20:自动铣槽机

2.设计要求:设计一弹性夹头直槽加工的自

动铣槽机.弹性夹头是钻石加工的一种夹具, 当完成其外形加工后要用片铣刀在锥体部 分加工出3或4条长为21.5MM,宽为3MM的 直槽.铣槽时弹性夹头由专用铣切夹具夹紧 在机床主轴上,由手工上下料,但铣槽过程必 须自动进行.电动机功率100KW,转速1400 转/分.要求生产率200~300件/小时.W^2T

上图为弹性夹头安装示意图

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3.设计任务

a)执行机构选型与设计：构思出至少3种运

动方案，并在说明书中画出运动方案草图， 经对所有运动方案进行分析比较后，选择 其中你认为比较好的方案进行详细设计， 该机构最好具有急回特性. b)传动系统的设计，齿轮机构，凸轮机构， 连杆机构的设计，包括尺寸设计

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c)用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构

进行运动仿真 d)用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构 进行运动学分析，并画出输出机构的位移 速度，和加速度线图. e)画出最终方案的机构运动简图. f)撰写设计说明书

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根据任务书说明，要求生产率200~300 件/小时，每个工件上以3条直槽计算.当 以200件/小时生产时，平均6秒/槽. 当以300件/小时生产时，平均4秒/槽. 经过选择我们认为以250件/小时生产比 较合适，平均4.8秒/槽. 我们考虑了3种方案，总体上来说，每套 方案都是既有可取之处，又有不足之处.经过 权衡利弊我们最终选择了第1套方案作为我们 作品.但是希望老师能对我们的第2套方案给出 意见.第3套仅供对比之用.W^2T

方案1:本方案我们选择了轮系传动,并选用了不 完全齿轮和复合凸轮来实现根据要求所推出的 运动规律.

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方案1的运动循环图

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方案2:本方案我们选择了3把铣刀，采用变态 凸轮和滑块对刀具进行控制，凸轮驱动主轴运动 具有急回特性。

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方案2的运动循环图主轴 匀速前进 静止 加速后退 静止

铣刀

静止

让刀

静止

下刀

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方案3:本方案我们采用了曲柄滑块机构配合 凸轮机构来实现运动。

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方案3的运动循环图主轴 静止

曲柄

加速前进

快速退回

凸轮

推程

远休

回程

近休

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运动方案设计小结经过计算和反复推论，我们得出结果发现， 方案3的可行性最差。没有充分的让刀和下刀 时间，而且进刀过程不使匀速，使加工过的表 面不光滑，而且对刀具的冲击过大。 方案2的效益性最

好。效率是方案1的3倍，是 以后机械发展的方向。但是变态凸轮的理论曲 线的设计是个难点。 方案1是我们最后的选择，良好的可控性和明 确的运动规律，为我们的设计提供了宽阔的空 间。W^2T

方案1的运动分析为实现运动过程，刀具必须具有一个循环过程，过 程分为4个阶段：进刀，让刀，快速退刀，下刀。设运 动周期为T,进刀时间为t1,让刀时间为t2,快速退刀时 间为t3,下刀时间为t4。 T=t1+t2+t3+t4 经过计算T=4,8S ,综合各种数据经过分析t1=2.5S ,t2=0.24S.t3=1.3S,t4=0.76S. 生产效率为3600/4.8=750槽.每个工件上要求铣3 条槽，所以生产率能达到250件/小时。完全符合题目 要求。 根据计算凸轮转速应为12.5r/min,不完全齿轮应在 凸轮每转一个周期时旋转120度，所以不完全齿轮的 转速为4.17r/min.W^2T

进刀凸轮(控制竖直 运动方向)(mm) 10.75

让刀5

退刀休止

下刀15.75

凸轮(控制水平 运动方向)(mm) 凸轮转角(度)时间(s)

18.62187.5 2.5

休止18 0.24

18.6297.5 1.3

休止57 0.76

凸轮基圆半径为R=50mm,偏距为e=0mmW^2T