毕业设计论文双工位互换的工作台设计.docx

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1、摘要:本文设计的机床工作台是可实现双工位互换的工作台，结合相关实际工位互换得实际情况，将双工位互换的工作台的整体结构划分为互换机构和工作台的设计，满足实际用户的加工急需，进而解决了频繁换件造成劳动强度大效率低的问题。根据互换的使用工况，对该类型机床工作台的整体方案进行了设计。该双工位互换结构设计分为两大设计,工作台结构部分的设计，互换的结构的设计。针对结构和数据同时也做了一定的建模模拟,用于辅助设计和选型，其最终得出的结构和选型设计稳定可靠。关键词：工作台；互换；结构设计AbstractiThemachinetoo1tab1edesignedinthispaperisatab1ewhichca

2、nrea1izetheexchangeoftwoworkingpositions.Combinedwiththeactua1situationoftheexchangeofthere1evantactua1workingpositions,theovera11structureofthetab1eisdividedintotheexchangemechanismandthedesignoftheworkingtab1e,whichcanmeettheprocessingneedsoftheactua1users,andthenso1vetheprob1emofhigh1aborintensit

3、yand1owefficiencycausedbyfrequentexchangeofparts.Accordingtotheinterchangeab1eworkingconditions,theovera11schemeofthemachinetoo1tab1eisdesigned.Thestructuredesignofthetwopositioninterchangeisdividedintotwoparts:thedesignofthestructurepartoftheworktab1eandthedesignoftheinterchangestructure.Atthesamet

4、ime,somemode1ingandsimu1ationaredoneforthestructureanddata,whichareusedtoassistthedesignandse1ection.Thefina1structureandse1ectiondesignarestab1eandre1iab1e.Keywords:Worktab1e;interchange;structuredesign目录1绪论11.1 课题的设计的目的及意义11.2 课题的研究现状21.2.1 课题的研究现状21.3 课题研究内容与设计目标51.3.1 该机床工作台的项目的研究内容51.3.2 机床工作台项

5、目的设计目标及路线52整体方案的确定72.1 整体方案的确定72.1.1 工作台形式的方案72.1.2 互换结构的方案72.1.4 总体方案的确定93互换工作台的结构设计113.1回转工作台部分113. 2位移部分113.3 底座的结构设计133.4 床身的结构设计133.5 回转工作台面的结构设计143.6 互换机构的结构设计153.7 定位机构的结构设计154工作台互换部分的结构设计与计算164.1各种传动的结构类型161.1.1 1.1螺旋锥齿轮传动161.1.2 准双齿轮齿面传动的结构形式161.1.3 蜗杆传动的结构形式194.2互换结构准双曲面齿轮传动的设计计算204.2.1 支撑

6、形式204.3双曲面锥齿轮主要参数选择214. 3.1从动齿轮大端分度圆直径D2和端面模数m214.3. 3双曲面齿轮副偏移距E224.3.5齿轮法向压力角的选择234.3.6铳刀盘名义直径2rd的选择234.3.7主减速器双曲面齿轮的几何尺寸计算234.4双曲面齿轮的强度计算254.4.1单位齿长上的圆周力254.4.2轮齿的弯曲强度计算264.4.3轮齿接触强度计算275移动部分的设计与计算292）伺服电机的选择与计算31结论36参考文献37致谢401绪论1I课题的设计的目的及意义制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力

7、。机械制造业是制造业的核心，是制造机械产品的工业部门，也是为国民经济各部门提供装备的部门。机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家或地区国民经济现代化的程度。现阶段我们研究的方向是在保证机床质量的基础上如何提高它的生产效率、可靠性和低成本。随着机械制造2025的国家战略，各行各业的关于机械制造自动化方面的变化可谓是日新月异。本课题的现状也需要如此。互换工作台的办法融入并通过机械的方式实现加工已经成为这种大背景下的趋势。这种方式一方面进一步解决了传统的作业方式里面的频繁上下零件，人力劳动强度大等问题，另一方面针对加工效率也有所提高。所以针对该项目进行的立项设计已经具有很大的现实意义。该互换工

8、作台的设计也是属于自动化设备范畴，将互换过程中加入自动化的加工技术，从而取代人工操作的方式已经具有划时代的意义，不仅仅是在该类前言技术层次允许外，而且实现了进一步地提高产品的质量和劳动生产效率。该类设备式通过机械结构模拟人工互换的过程，依据制定的要求和制定的路径实现了机器代替人的这样的操作过程。这不仅可以显著降低工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。在互换生产中，用以摆脱长期、频繁、单调地包装工作是行之有效的措施。此外，它还可以在其他人类不能适应的环境条件下工作，显示出其优越性，具有广阔的发展前景。互换机在社会尤其是技术方面已经更新过好几代的机型了。目前的发展趋势已经向

9、自动化和更智能化的方向发展了。这些技术的应用已经完全去除了一些传动互换方式的不足，进一步在减少劳动力和产品质量方面增加了优势。目前一些加工基地也有关于互换方面的需求，但又不能像工厂那样采用大批量的生产和加工，所以就需要一些小型的互换机的设备，满足小量的互换的需要。同时机器互换在质量上也有一定的优势，尤其是从力度上比人控制的要得当。本课题的目的和意义就是设计针对互换类型的工作，从而改善工人的劳动条件，同时生产效率也得到了保证。由于气动，机械等技术的进步，该部分进入学校教学是给与肯定的。气压系统的冲压和夹紧机构为是夹具的典型产品，其设计及应用对机电一体化、机械结构工艺、气压，机械制造技术方面、自动

10、化技术方面、电子信息技术方面等专业的教学及研究都有很大的意义。12课题的研究现状121课题的研究现状双（多）工位数控转台，是柔性制造单元中的一个重要部件。其作用除了和一般的数控转台一样实现工件托盘的装夹、分度换面外，还必须能够实现托盘的自动松紧升降，以便进行工件托盘的交换。由北京机床所精密机电有限公司卧式加工中心上的双工位数控分度回转工作台。该双工位数控分度转台根据工件定位方式不同，分为齿盘（鼠牙盘）定位式以及插销定位式等几种。其采用的是鼠牙盘式定位方式，因为它分度定位精度高，承载能力强，定位刚度高，精度保持性好。双工位分度转台在一次加工循环过程中，要实现的控制动作多，因此转台内部的流体控制系

11、统的流体回路多，机械结构复杂，在设计过程中遇到的需要解决的问题也很多。该类型的工作台设计针对的是卧式加工中心上的双工位数控分度回转工作台再设计。在以往产品的使用过程中，该机的用户提出了不少亟待解决的问题。同时结合近年来国内外技术的发展，不得不对产品进行彻底的更新设计。该公式设计从控制传动原理，总体结构设计等各个方面都作了相当大的改变，大幅度提高了转台的各项精度、运动冲击及寿命、工作可靠性和人机性能等指标。从而解决了老产品可靠性低，用不了几个月就发生活塞密封圈扭曲断裂漏油、活塞在转位装夹时运动冲击大、吹风不干净影响托盘定位、结构不合理造成维护不方便、外观及造型等等方面的问题。由互阳国际精机股份有

12、限公司开发的一种定位构造改良的交换工作台，该交换工作台包括有一机座、二活动承接座、一固定承接座及二工作台，其中该固定承接座顶部于该承接部涵盖范围以外若干处设有梯形外凸斜齿，且于该外凸斜齿表面并开设有气孔，而于该工作台的底部则有等数的梯形内凹斜齿，使该工作台可藉该底面的内凸齿与固定承接座顶部外凸斜齿齿合定位，并于齿合前可藉该外凸斜齿表面的气孔强力吹气去除该斜齿齿合面上的杂屑，以使工作台可精确稳固位。一种交叉式互换工作台，包括：框架、设于所述框架上的Y轴驱动系统、设于所述Y轴驱动系统上的X轴驱动系统、设于所述X轴驱动系统上的激光切割头、以及设于所述框架上的平台组件；所述平台组件包括：两直线滑轨、在

13、所述两直线滑轨上滑动的第一工作台、平行设置的两第一工作台滑轨、平行设置的两第二工作台滑轨、以及一端在所述两第一工作台滑轨上滑动、另一端在所述两第二工作台滑轨上滑动的第二工作台。本实用新型通过采用交叉式弧形运行互换工作台，工作台交叉互换后，不用作其它运行，可使两个工作台处于同一水平面，更有利于激光切割头切割的稳定度和切割效果。自动化加工，是指在工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工。工作台面，加工中心上，通常有一个工作台面，它可以给操作者X/Y向的水平基准，同时，上面的T型槽可以配合相应的辅助工具对工件进行固定。本专利的工作台面是指能提供定位、基准、便于

14、搬运的机外装夹的、可互换的CNC台面。随着工业4.O在制造业的推进，自动化加工是每家企业技改的目标。在小型工件的加工领域，如电极、芯片等，由于工件比较小，加工内容相对比较单一，所以，在自动控制、调整、方面比较容易解决，且市场上有成熟的定位台提供。已较为成熟的自动加工的改造，都是基于卧式加工中心的改造，在装夹方面是满足自动更换台面的以达到自动更换工件的目的。其主要的核心是通过在机床外部进行装夹，然后，通过卧式加工中心的互换台面的原理实现工件的自动化推送。专利文献CN206084409U提供了一种交叉式互换工作台，包括：框架、设于所述框架上的Y轴驱动系统、设于所述Y轴驱动系统上的X轴驱动系统、设于

15、所述X轴驱动系统上的激光切割头、以及设于所述框架上的平台组件；所述平台组件包括：两直线滑轨、在所述两直线滑轨上滑动的第一工作台、平行设置的两第一工作台滑轨、平行设置的两第二工作台滑轨、以及一端在所述两第一工作台滑轨上滑动、另一端在所述两第二工作台滑轨上滑动的第二工作台。据该专利文献自述通过采用交叉式弧形运行互换工作台，工作台交叉互换后，不用作其它运行，可使两个工作台处于同一水平面，更有利于激光切割头切割的稳定度和切割效果。但是上述专利文献提供的交叉式互换工作台中，工件的装夹位置比较固定，在工件体积较大，或者切割加工空间较小，不便于大量工件存放或装夹操作的情况下，无法高效完成工件在工作台上的装夹

16、。一种工件加工互换工作台面系统，包含第一工作台与第二工作台，一个或多个第二工作台可拆卸安装在第一工作台上；所述第二工作台沿厚度延伸方向上的两个端面分别形成第一端面、第二端面；所述第一端面形成工件安装面，所述第二端面能够接触至第一工作台上；第二工作台上设置有以下任一种或全部结构：设置于第二端面上的叉齿槽;平衡吊钩。本结构能够实现大工件立式CNC多台面化，提高了生产效率，减少了因为装夹拉平分钟占用机床的时间，提高了机床的利用率。13课题研究内容与设计目标通过对互换机床工作台的设计是对大学内所学的学科的综合的验证，并对理顺机械设计的一般流程有一定的帮助。同时可以加强对处理设计问题的能力。总结和检验学习成果是本次设计的主要目的。通过基本理论和专业知