第二组第五周第一次作业

小组成员杜佳凯胡恩阳范晓炜胡福程房鑫胡雅文冯隆慧蒋雨顾凌晨经薇任务一、斗笠式刀库刀库的组成及工作原理二、斗笠式刀库中槽轮机构的工作原理及参数的计算方法三、数控车床中四方回转刀架的组成及工作原理斗笠式刀库的组成斗笠式刀库的工作原理

斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴平行移动，首先，取下主轴上原有刀具，当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具；其次主轴安装新刀具，这时刀库转动，当目标刀具对正主轴正下方时，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回原来的位置，换刀结束槽轮机构的工作原理组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用。o2o1

工作过程：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。作用：将连续回转变换为间歇转动。特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化，不适合高速运动场合。三、槽轮机构的运动系数及运动特性1.运动系数拨盘等速回转，在一个运动循环内，总的运动时间为：

t＝2π/ω1定义：

k=td/t

为运动系数，即：

k=td/t为减少冲击，进入或退出啮合时，槽中心线与拨销中心连线成90°角。故有：2α12φ2td＝2α1/ω1槽轮的运动时间为：=2α1/2π90°90°2α1=π－2φ2=π－(2π/z)=2π(z-2)/2z代入上式ω1ω2将2α1代入得：

∵k>0可知：当只有一个圆销时，k=1/2-1/z如果想得到k≥0.5的槽轮机构，则可在拨盘上多装几个圆销，设装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽轮被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的n倍，即:

k=n(1/2-1/z)∵k≤1∴槽轮的槽数z≥3

得：n≤2z/(z-2)k=1/2-1/z≥71~20.36~1槽数z圆销数n运动系数k

31~61/6~1

41~40.25~1

5、61~30.3~1即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。<0.5当z=4及n=2时2、运动特性(1)外啮合槽轮机构

图示槽轮在运动的任一瞬时，设拨盘位置角用α来表示，槽轮位置角用φ表示。并规定和在圆销进入区为正，在圆销离开区为负，变化区间为：－α1≤α≤α1在△ABO1和△ABO2中有如下关系：R－φ2≤φ≤φ2ω1ω2o1

O2ABφαL令λ＝R/L，并代入上式得：α1-α1说明此时槽轮的运动时间和静止时间相等。k=n(1/2－1/z)=0.5φ2-φ2分别对时间求一阶导数、和二阶导数，得：令i21=ω2/ω1(传动比),kα=α2/ω21

得：

将上述i21、kα随α的变化绘制成曲线，称为槽轮机构的运动特性曲线。dα/dt=ω1,dω1/dt=0kα=α2/ω21i21槽轮运动的前半段，槽轮的角速度ω2是增加的，角加速度α2>0运动特性曲线z=3z=3z=4z=6z=4z=6分析：槽轮运动的ωmax、amax随z的增多而减小。圆销进入或退出径向槽时，角速度有突变，故存在柔性冲击。Z愈少，冲击愈大。α后半段正好相反。四槽内槽轮的角速度和角加速度变化曲线z=4(2)内啮合槽轮机构用同样方法可求得内啮合槽轮机构的运动曲线如图所示。分析：圆销进入或退出径向槽时，与外槽轮一样，角速度有突变，且值相等。但随着转角增大，角加速度值迅速下降并趋于零；然后负角加速度又逐渐增大到开始时的数值，而不象外槽轮那样有两个峰值。可见，内槽轮机构的动力性能比外槽轮机构要好得多。1四、槽轮机构的几何尺寸计算圆销半径r

由受力大小确定r≈R/6中心距L

由安装空间确定回转半径R

R=Lsinφ=Lsin(π/z)槽顶半径s

s=Lcosφ=Lcos(π/z)槽深h

h≥s-(L-R-r)拨盘轴径d1

d1≤2(L-s)槽轮轴径d2

d2≤2(L-R-r)参数计算公式或依据槽数z

由工作要求确定圆销数nRsd1d2rhLr0槽顶侧壁厚b

b=3~5mm经验确定b锁止弧半径r0

r0=R-r-b数控车床四方回转刀架组成刀架的工作原理

回转刀架的工作原理为机械螺母升降转位式。工作过程可分为刀架抬起、刀架转位、刀架定位并压紧等几个步骤。图2.1为螺旋升降式四方刀架，其工作过程如下：刀架抬起

当数控系统发出换刀指令后,

通过接口电路使电机正转,

经传动装置2、驱动蜗杆蜗轮机构1、蜗轮带动丝杆螺母机构8逆时针旋转

,此时由于齿盘4、5处于啮合状态，在丝杆螺母机构8转动时，使上刀架体产生向上的轴向力将齿盘松开并抬起,直至两定位齿盘4、5

脱离啮合状态,从而带动上刀架和齿盘产生“上台”动作。刀架转位

当圆套9逆时针转过150°时，齿盘4、5完全脱开，此时销钉准确进入圆套9中的凹槽中，带动刀架体转位。刀架定位

当上刀架转到需要到位后（旋转90°、180°或270°），数控装置发出的换刀指令使霍尔开关10

中的某一个选通,当磁性板11

与被选通的霍尔开关对齐后,霍尔开关反馈信号使电机反转,插销7在弹簧力作用下进入反靠盘

6地槽中进行粗定位，上刀架体停