弧面凸輪式自動換刀裝置凸輪機構的設計與研究.pdf

1、加工中心是一種高效率的自動化機床,目前已經(jīng)成為機械制造領域的首選,并得到了越來越廣泛的應用。自動換刀裝置是加工中心的重要組成部分,其結構及驅(qū)動方式的不同直接影響換刀時間和加工效率。傳統(tǒng)的自動換刀裝置采用液壓或氣動的驅(qū)動形式,但其存在換刀時間長、效率低、運動規(guī)律固定等不足,為改善裝置性能,目前國際上趨向于采用弧面凸輪式自動換刀裝置?；∶嫱馆喪阶詣訐Q刀裝置的凸輪機構由弧面分度凸輪和平面溝槽凸輪兩部分組成,其中弧面分度凸輪在設計理論、設計方法

2、以及制造上都比較特殊,目前國內(nèi)還沒有形成比較成熟實用的理論研究體系,所使用的弧面凸輪式自動換刀裝置幾乎都依靠進口,為改變這種現(xiàn)狀,對這類凸輪機構進行必要的研究迫在眉睫。本文主要對弧面凸輪式自動換刀裝置的凸輪機構進行設計與研究。首先,根據(jù)機械手的運動情況和工作特點,設計出比較合理的從動件的運動循環(huán)圖。為使機械手在運動過程中具有良好的動力特性,從常用的從動件運動規(guī)律中分別選出了適合機械手直動和旋轉(zhuǎn)的運動規(guī)律。接著,以空間嚙合原理為基礎,推導

3、出弧面分度凸輪的工作廓面方程,并以弧面分度凸輪的幾何尺寸為參考,在凸輪基體上設計平面溝槽凸輪,并對兩個凸輪機構分別進行運動學特性的分析。再次,運用SolidWorks三維軟件和集成于其中的COSMOSMotion插件完成整個凸輪機構的建模,并結合弧面凸輪式自動換刀裝置的工作特點,設置運動參數(shù),完成整個凸輪機構的運動學仿真。最后,對凸輪的制造工藝進行了分析研究,確定了凸輪的材料及加工方法。鑒于弧面凸輪加工的難度較大,運用Matlab編程計