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（毕业设计全套）专用数控铣床自动进出料系统设计（打包下载）

大扭矩步进电机提供动力。凸轮只要适当地设计出其轮廓曲线，就可以使推杆得到预期的运动规律，而且响应快速，机构简单紧凑。凸轮机构的设计选用盘形凸轮，推杆使用滚子推杆，滚子推杆由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，所以磨损较小，故可用来传递较大的动力。滚子采用特制结构的球轴承。根据设计任务的工作要求选定合适的推杆的运动规律和有关基本尺寸，然后根据选定的推杆的运动规律设计出所需的凸轮的轮廓曲线。推杆的运动规律为多项式运动规律，表达式如下式中为凸轮转角为推杆位移为待定系数，可以边界条件来确定。本设计采用次多项式运动规律，设凸轮以等角速度转动，凸轮的运动角为，推杆完成行程，如下式设取边界条件为在始点处，在终点处，。则推杆推程的运动方程为回程时的运动方程为式中为凸轮回程运动角。则由上述，取推杆的运动规律为等速运动规律，推杆会使凸轮机构承受较大的刚性冲击。因此所使用的推杆需能够承受定的弯曲，不能够使用脆性材料，使用弹簧钢板。材料为。根据设计工作要求，机器的工作过程只要求凸轮转过角度时，推杆完成行程，因此推杆的运动规律无严格要求。推杆只需要推动夹具的外压板使内压板移动至工件进行夹紧即可。凸轮机构基本尺寸的确定初步确定凸轮基圆半径，推杆滚子半径为，偏心距为，当凸轮转过时，推杆完成行程，此时凸轮停止不动，推杆停止不动。当凸轮继续转过时，推杆后退，此时凸轮停止不动，推杆停止不动。所以初步设计凸轮最大半径与最小半径之差为，即。传力机构它是介于动力源和夹紧元件之间传递力的机构。传力机构的作用是改变作用力的方向改变作用力的大小具有定的自锁功能，以便在夹紧力旦消失后，仍能保证整个夹紧系统处于可靠的夹紧状态。所设计的凸轮机构具有定的自锁功能，当凸轮推动推杆，推杆推动夹具外压板夹紧工件，凸轮静止不动时具有自锁功能。夹紧元件它是直接与工件接触完成夹紧作用的最终执行元件。设计的内压板直接夹紧工件，并且外压板与滑套之间设计有压簧，保证夹紧运动往复运动的平稳性。夹紧装置设计原则夹紧装置的设计和选用是否正确，对于保证价格质量提高生产率减轻工人劳动强度有很大影响。为此，对夹紧装置提出了如下基本要求夹紧力应有助于定位，而不应破坏定位夹紧力的大小应能保证加工过程中工件不发生移动和振动，并能在定范围内调节工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不应超出允许的范围应有足够的夹紧行程，手动时要有定的自锁作用结构紧凑动作灵活，制造操作维护方便，省力安全，并有足够的强度和刚度。为满足上述要求，其核心问题是正确地确定夹紧力。夹紧力的确定夹紧力的方向夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面。为使夹紧力有助于定位，则工件应紧靠支承面，并保证各个定位基准与定位元件接触可靠。夹紧力垂直作用于内压板面上，有利于工件的加工质量。夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。切削力与夹紧力方向相反，工件的重力由进出料板支承。夹紧力的作用点夹紧力的作用点是指夹紧元件与工件相接触的小块面积。即内压板与工件接触的小部分面积。夹紧力的作用点应能保持工件定位稳定，而不致引起工件发生位移和偏转夹紧力的作用点应使被夹紧工件的夹紧变形尽可能小。本设计所设计的夹具，采用增大工件受力面积的措施，来尽量减小工件的夹紧变形。夹紧力应尽可能靠近工件加工表面，以提高定位稳定和夹紧可靠性。设计的夹具在靠近加工处增大了刚度，减少了振动。夹紧力的大小夹紧力的大小必须适当。夹紧力过小，工件可能在加工过程中移动而破坏定位，不仅影响质量，还可能造成事故夹紧力过大，不但会使工件和夹具产生变形，对加工质量不利，而且造成人力物力的浪费。计算夹具力，将夹具与工件看作个刚性系统以简化计算。根据工件受切削力夹紧力重力等力后处于静力平衡条件，计算出理论夹紧力，再乘以安全系数，作为实际所需夹紧力，即式中为实际所需要的夹紧力为按力平衡条件计算之夹紧力为安全系数，根据生产经验，般取。铣削时切削力的作用点方向和大小都是变化的，应按最危险情况考虑。当开始铣削且切深最大时是最危险情况。引起工件翻转的力矩是，而阻止工件翻转的是支承面上的摩擦力矩，当时，根据力矩平衡得考虑到安全系数则所需压板夹紧力为式中为铣削合力。当时，根据经验可取为，则计算得到实际所需夹紧力为。根据所设计的凸轮机构，结合所需实际夹紧力，计算所需扭矩，来选取合适的步进电机以给凸轮提供动力。由转矩计算公式有推杆转矩为凸轮所需转矩为且所以计算得到，查表初选电机型号参数如下表电机参数型号交流电压电流额定转矩峰值转矩功率转速效率夹具装配图工件夹紧方案确定之后，进行了切削力，夹紧力等力的计算，从而确定了夹紧机构的结构形式及定位元件的结构尺寸和精度。根据定位元件及夹紧机构所需的空间范围以及输送机构工作台的尺寸，确定了夹具体的结构尺寸，先绘制夹具总图如所示.台面板.端板.滑套.压簧.外压板.内六角圆柱头螺钉.平垫圈.压杆.底板内压板内六角圆柱头螺钉。图夹具装配图.夹具装配图上的尺寸公差和技术要求如图所示，夹具的有关尺寸，公差及技术要求如下夹具总图上的尺寸，公差夹具最大轮廓尺寸各定位元件的位置尺寸为夹具体与定位元件的配合为及。夹具总图应标注的技术条件台面板平面度.，相对底板平行度.所有紧固件连接牢固可靠压杆轴向移动灵活，内外压板复位可靠未注倒角。.夹具经济性分析在夹具设计中，尽量采用标准件或推荐的元件，这样在夹具需要更换元件时，可避免重复设计重复制造带来的麻烦和浪费，减少更换时间，且降低了夹具成本。应尽量采用方便简单的夹紧装置，这样不仅可以减少劳动强度，还可以降低成本。夹具的装配总图应该遵循机械制图国家标准绘制，图形比例尽量采用，使绘制的夹具总图有良好的直观性，如果工件过大，采用比例。图中应以最少数量的视图清楚地表示出夹具结构，定位元件与夹紧元件之间的位置关系等。主机支架设计支架类零件以其良好的操纵性和良好的稳定性广泛应用于各种机床中。本设计设计支架用于输送机构夹具体以及凸轮推杆的支承，辅助加工。输送机构支架根据输送机构夹具以及凸轮机构的尺寸位置关系，维持整个输送机构的平稳运行的支撑,并为夹具体支架提供良好的支撑,使夹具体在工作过程中保持稳定。采用横梁衬板及六角螺母等材料，现设计如下图的支架。图输送机构支架夹具体支架根据输送机构支架的尺寸及布局，结合夹具体尺寸，现设计支架来固定夹具体以及保证夹具中心处于加工中心位置，采用钢板内六角圆柱头螺钉来连接夹具体的底板与夹具体支架上表面，固定住夹具体，保持加工位置不动，设计如图。图夹具体支架凸轮推杆支架根据凸轮机构与输送机构支架的相对位置，设计支架使推杆能够绕其转动，实现对夹具体压板的压紧，如下图所示。.推杆支架.推杆.输送机构支架图凸轮推杆支架自动进出料装置控制系统简介本控制系统主要用于控制输送机构电机的正反转与停止，以及提供凸轮机构动力的电机的运转与停止。光电检测方法具有精度高反应快非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号红外可见及紫外光辐射转变成为电信号的器件。将光电传感器编号置于出料装置出料托板最大行程处，即输送机构总图出料托板虚线位置，距离出料托板原始位置。当出料托板由电机运转至指定位置时，传感器编号二将电信号输送至控制系统，电机停止转动。将光电传感器编号二置于加工中心往出料装置方向处。目的是当电机运转，工件被输送至加工中心，即工件中心刚好处于加工中心位置时将阻断传感器的光信号，传感器将光信号转变为电信号输送至控制系统，从而控制系统立即停止输送机构电机的运转，保证工件中心准确置于加工中心位置。出料托板首先到达指定位置，之后控制进料托板输送工件至指定位置，控制系统输入命令使凸轮机构的电机运转，完成夹具的夹紧，夹紧完成，电机停止运转。设计段加工时间具体加工时间以企业的要求根据所加工工件的方案而定，加工完毕，控制凸轮机构电机运转，完成夹紧机构的松开。此时，控制系统控制出料装置的电机反转，出料装置退回到原始位置，完成出料工作。由于传统的电磁继电器控制系统，其庞大的体积复杂的线路连接等等因素，造成了控制系统的体积庞大耗电大且线路安全性低，控制速度及灵敏度低从而也增加了维护的成本，而使用控制，选用控制能很好地解决继电器控制存在的不足。主要由电源，储存器和输入输出接口电路等组成。内部各组成单元之间通过电源总线控制总线地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成控制系统。总结这次的毕业设计做的是与数控铣床加工中心相匹配的自动进出料装置以及套专用夹具的设计。主要完成自动进出料装置的结构设计校核以及专用夹具的结构设计。整个设计需要用到对四年以来所学知识的总结，并且学会知识的融会贯通，将知识系统化，运动到设计中去。在自动进出料装置的设计上，通过任务书的要求以及知道老师的讲解，分析设计的重点与难点，输送机构布局合理紧凑，并能结合现实加工条件。在设计时，认识到所学知识过于零散，很多知识只是学习了皮毛，没有深入研究，导致运用时只是依葫芦画瓢。开始设计输送机构时，滚珠丝杠副导轨电机等等分块设计，但是没有考虑好各个部件的正确联接以及各机构之间的合理布局。这次设计中学到最多的是专用夹具的设计。这部分没有很系统的学习，因此设计时遇到问题很多，如定位元件和夹紧元件的设计原则是什么，工件在夹具体中如何定位夹紧，等等。此次设计的夹具需要在输送方向的垂直方向对工件进行夹紧，夹具需要从输送机构和工件下面进行安装固定，所以夹具的空间合理布局是个难点。其次，夹具要如何保证往复运动夹紧或者松开平稳，也是设计的难点之。夹具的动力装置的设计，原本拟采用液动装置，后来经过老师的指正，液压系统的同步性不够好，不易保证工件的定位，因而采用了更合理的电动装置，结构紧凑，更易满足设计需求。最后是绘制图纸。装配图的绘制常忽略了零件之间的装配尺寸。在选择全剖或者半剖表达视图上掌握不够好。螺钉及相关螺纹孔画法，在参照机械制图的标准件与常用件画法说明后，逐渐掌握了此类设计方法与步骤。谢辞本论文的完成，得益于大学期间授课老师传授的知识，使本人有了完成论文所要求的知识积累，更得益于黄伟导师从选题的确定论文资料的收集论文框架的确定开题报告准备及论文初稿与定稿中对字句的斟酌倾注的大量心血，在此对黄伟导师表示感谢！感谢和我起生活四年的室友，是你们让我们的寝室充满快乐与温馨，“君子和而不同”，我们正是如此！愿我们以后的人生都可以充实多彩与快乐！感谢我的同学们，谢谢你们给予我的帮助！回首本人的求学生涯，父母的支持是本人最大的动力。父母不仅在经济上承受了巨大的负担，在心里上更有思子之情的煎熬与望子成龙的期待。忆往昔，每次回到家时父母的欣喜之情，每次离家时父母的依依不舍之眼神，电话和信件中的殷殷期待和思念之语，皆使本人刻苦铭心，目前除了学习成绩尚可外无以为报，希望以后的学习工作和生活能使父母宽慰。通过这阶段的努力，我的毕业论文专用数控铣床自动进出料系统设计终于完成了，这意味着大学生活即将结束。在大学阶段，我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师同学和朋友的关心支持和鼓励是分不开的。论文的写作是枯燥艰辛而又富有挑战的