從圖中可以看出,銅管材料放置在四根軸線上,,,,各個刀具組件的結(jié)構(gòu)完全相同。 因此,在具體分析刀具的切削運(yùn)動時,可以以其中之一為例。 BB平面同步齒形帶傳動簡圖 2.2 主運(yùn)動傳動原理 主運(yùn)動通過聯(lián)軸器從電機(jī)傳至軸(見圖2)。 兩個相同尺寸的齒形皮帶輪分別安裝在軸[2]上。 兩平面(BB和CC)同步齒形帶傳動的驅(qū)動輪。 運(yùn)動通過兩平面同步齒形帶傳動機(jī)構(gòu)同時從軸傳遞到軸線中心線上的刀具組件。 軸、 、 、 上還安裝有兩個同軸但不在同一平面的齒帶輪。 其中一個是BB平面同步帶傳動的從動輪,另一個是CC平面同步帶傳動的從動輪。 BB平面同步齒形帶傳動如圖3所示,CC平面同步齒形帶傳動如圖4所示[3]。 在各平面帶傳動中,軸線上的從動輪均由同一條同步齒形帶傳動,因此各自的運(yùn)動一致。 這意味著切管機(jī)可以同時切割四根管子。 因?yàn)楣芾怼? CC平面同步齒形帶傳動圖運(yùn)動通過各軸線上的兩個皮帶輪分別傳遞到兩個空心軸(見圖5)。 BB平面上的從動輪7通過平鍵6帶動主軸5和固定在主軸上的托輪1旋轉(zhuǎn),主軸5通過臺階銷4和固定在主軸上的刀具2帶動刀頭3轉(zhuǎn)動。刀頭旋轉(zhuǎn)。
CC平面上的從動帶輪8通過平鍵9帶動空心軸10旋轉(zhuǎn),軸10的右端為偏心軸臺階。 由于該機(jī)所有皮帶輪的尺寸和規(guī)格相同,因此從電機(jī)傳遞到兩個空心軸5和10的轉(zhuǎn)速相同,n5=n10=n電機(jī)。 此時,軸5和軸10之間沒有相對運(yùn)動。軸10、軸5、刀盤和托輪1是一個整體,它們一起使銅管從軸5的通孔中旋轉(zhuǎn)。將空心軸10移動到刀具位置。 這形成了刀具的主要旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 10 空心軸 2.3 進(jìn)給運(yùn)動的產(chǎn)生及傳遞原理 2.3.1 進(jìn)給運(yùn)動的產(chǎn)生 銅管壁厚較薄,常用外徑Φ10mm以下的銅管壁厚為2mm,因此最大壁厚為2mm。刀具的進(jìn)給量fmax稍大于2mm/次就足夠了。 本例中刀具進(jìn)給f可調(diào),最大進(jìn)給fmax=3.2mm/次。 針對該機(jī)床所需切削進(jìn)給量較小,采用偏心調(diào)整刀具徑向位置來達(dá)到進(jìn)給運(yùn)動的目的。 活套位于空心軸10右端的偏心軸臺階上,兩者繞銅管勻速旋轉(zhuǎn)時,兩者之間沒有相對運(yùn)動,就像一個整體。 然而,如果向空心軸10輸入額外的運(yùn)動,則軸10之間將發(fā)生相對運(yùn)動。為了進(jìn)一步分析偏心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動,將切割平面DD(圖5)的結(jié)構(gòu)簡化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖6所示[3]。 圖中,O點(diǎn)相當(dāng)于偏心盤的旋轉(zhuǎn)中心,O1點(diǎn)相當(dāng)于偏心盤的幾何中心,曲柄1的長度l1為偏心距e,O2點(diǎn)相當(dāng)于刀盤上刀具的中心。
由于刀盤內(nèi)孔繞在偏心盤外圓上,因此刀具中心O2到偏心盤幾何中心O1的距離始終恒定,相當(dāng)于圖中連桿2的長度l2 6、滑動3相當(dāng)于刀盤,滑塊水平方向的位移就是刀盤的徑向位移f。 圖5偏心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖中軸線10與刀盤3之間產(chǎn)生的相對旋轉(zhuǎn)角度,即曲柄1繞支點(diǎn)O的旋轉(zhuǎn)角度φ,由三角形確定O2O1O 由于 exl2+ecosφ。 當(dāng)曲柄從 φ=0 位置轉(zhuǎn)動到圖 6 所示位置時,滑塊 3 的位移為: f=l2+l1-xl2+e-(l2+ecosφ)e(1-cosφ) 可得由式(2)可見,f是可調(diào)的,并且它隨相對旋轉(zhuǎn)角度φ的大小變化而變化。 2.3.2 進(jìn)給運(yùn)動的傳動原理 刀具的進(jìn)給運(yùn)動由CC 部分的切削進(jìn)給油缸驅(qū)動(圖2)。 見圖4,氣缸2帶動兩個緊滑輪1同步移動,移動量為s。 運(yùn)動的結(jié)果是CC段同步齒形帶增加了2s的附加位移[4],軸的從動輪、、、、也分別增加了附加轉(zhuǎn)角α,其大小為:式中:p——同步齒形帶的周長;節(jié)距;z——帶輪齒數(shù)CC。 仿形從動輪的附加旋轉(zhuǎn)角α也是引起上述切入進(jìn)給運(yùn)動所需的相對旋轉(zhuǎn)角φ。 因此,α=φ。 將式(3)代入式(2),可得: 以該零件為例 將規(guī)格參數(shù) e=1.6mm、p=12.7mm、z=18 代入式(4)可得: f=1.61-cos (3.15s)0=1.6-1.6cos(3.15s)0(mm/時間) 由上式可知,切削進(jìn)給量f的大小取決于油缸工作行程s的大小。
也就是說,根據(jù)待加工銅管的壁厚,調(diào)整油缸的工作行程s,以確定切削進(jìn)給量f的值。 結(jié)論綜上所述,圖2中四把刀具的主旋轉(zhuǎn)運(yùn)動由電機(jī)驅(qū)動,圖4中的切斷進(jìn)給氣缸驅(qū)動刀具的切削進(jìn)給運(yùn)動。在生產(chǎn)過程中,電機(jī)始終處于工作狀態(tài)。帶動四把刀具進(jìn)行主旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,銅管通過各刀具組件的孔連續(xù)穿過刀具位置。 給切管機(jī)一個機(jī)器指令,銅管停止前進(jìn),切割進(jìn)給油缸伸縮一次,切刀作徑向來回切割動作。 可以看到,機(jī)器動作一氣呵成,效率很高,完全滿足生產(chǎn)線的節(jié)奏要求。 實(shí)踐證明,該設(shè)計(jì)是成功的,具有良好的推廣應(yīng)用前景。
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