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刨床主體機構設計討論（lùn）

2016-8-26 來源（yuán）：濟寧市技師學院作者（zhě）：劉春英

【摘　要】中小型牛頭刨床（chuáng）的主運動,大（dà）多采用（yòng）曲柄搖杆機構傳動,故（gù）滑枕的移動速度是（shì）不（bú）均勻的。在運動方麵,由曲柄的回轉（zhuǎn）運動變換成具有急回特性的往複直線運動（dòng）,且要求執行件行程較大,速度變換平緩;在受力方麵,由於執行件(刨（páo）刀)受（shòu）到較大（dà）的切削力,故（gù）要求機構具有較好的傳力特性。根據對牛頭刨床（chuáng）主體刨削運動特性的要求,列出四種運動方案,對所（suǒ）構（gòu）思（sī）出的機構（gòu）方案（àn）進行討論論證（zhèng）及評比,選出較佳方案。

【關鍵詞（cí）】急回特性高副接觸壓力角（jiǎo）極位夾角

牛頭刨床的滑枕帶（dài）動刨刀,作（zuò）直線往複運動的刨（páo）床,因滑枕前部的刀架仿似牛頭。刨床主要用於單件小批生產（chǎn）中刨削中小型工件上的平麵、成形麵和溝槽。牛頭刨床工作原理及工藝動作過程:牛頭刨床是一種用於切削平麵的加工機床,它是依靠刨刀的往複運動和支承並固定工件的工作（zuò）台的單向間歇移動來實現對平麵的切削加工。刨刀向左運動時切削工（gōng）件,向右運動時為空（kōng）回程。

1、牛頭刨床（chuáng）主體機構設計方案

由設計要求可（kě）知,刨削主體機構係（xì）統的特點是,在運動方麵,由曲柄的回轉運動變（biàn）換成具有急回特性的往複直線運（yùn）動,且要求執行件（jiàn）行程較大,速度變換平緩;在受力方麵,由於執行件(刨刀)受到較大的切削力（lì）,故要求機構具有較好的傳力（lì）特性。根據對牛頭刨床主體刨（páo）削運動（dòng）特性的（de）要求,可以列出以下四種運動方案。

圖1

方案(a)采用偏置曲柄滑塊機構（gòu）,如圖（tú）1所示。機構最為簡單,能承受較（jiào）大載荷,但其存在較大的缺點。一是由於執行件（jiàn）行程較大,要求有較長的（de）曲柄,從而帶來機構所需活動空間較大;二是機構隨（suí）著行程速比係數K的增大,壓力角也增大,使傳力特性變差。

圖2

方案（àn）(b)由曲柄（bǐng）搖杆機構與搖杆滑塊串聯而成,如圖2所示。該方案在傳力特性（xìng）和執行件的速度（dù）變化方麵比方案(a)有（yǒu）所改進,但在曲柄搖杆機（jī）構ABCD中,隨著行程速比係數K的增大,機構的最大壓力角仍然較大,而且整個（gè）機構係（xì）統所占空間比方案(a)更大。

圖3

方案(c)由擺（bǎi）動導杆機構和搖杆滑塊機構串聯而成,如圖3所示（shì）。該方案克服了（le）方案(b)的缺點,傳力特性好,機構係統所占空間小,執行件的速度在工作行程中變化（huà）也較緩慢。

方案(d)由擺動導杆機構和齒（chǐ）輪齒條機構組成。由於導杆往複變（biàn）速擺動,在空回行程中導杆角速度變化劇烈,雖然回程中載荷不大（dà）,但齒（chǐ）輪機構會受到較大的慣性衝擊（jī）,而且在工作行程（chéng）開始（shǐ）也會突然受到較（jiào）大切削力的衝擊,由此容易引起輪齒的疲（pí）勞折斷,而且還會引起噪聲和振動。此外,扇形（xíng）齒輪和（hé）齒條的（de）加工也較複雜,成本較高。

比較以上四個方案,從全麵衡量得失來看,方案(c)作為刨削（xuē）主體（tǐ）機構係統教為合（hé）理。

2、確定牛頭刨床主體機構設計方案

詳細（xì）設所計（jì）確定的機構（gòu）,按比例繪製出機構的運動簡圖,如圖4所示。

圖4 刨削主體機構(六杆導杆機構)

(1)根據運動設計要（yào）求(K=2),可得到（dào）該機構的極位夾角θ為

(2)由導（dǎo）杆機構的運動特（tè）性可知,導杆的角行程Ψ=θ=60,由此可得（dé）到導杆的兩個極限（xiàn）位置CD1和CD2。

(3)根據運動要求,可得到刨刀的行（háng）程H為

H=L+2X0.05XL=180+2X0.05X180=198=200mm

由此可確（què）定鉸鏈D的相（xiàng）應位置D1和D2(D1和D2兩點的水平距離為H)。

(4)為使機構在運動過程中具有良好的傳力特性（xìng）,要求設計時,機構（gòu）的最大壓力角具有最小值,因此經分析得出（chū）:隻（zhī）有使構（gòu）件5的移動導路中心線取（qǔ）在（zài）圖示的位置(即D1和D2兩點鉛垂距離的中心位置),才能保證機構運動過程的最大壓力（lì）角ɑmax具有最小值。

(5)選定機構的許（xǔ）用壓（yā）力角[a]=30°,則構件4的長度為

(6)合理選擇固定鉸鏈A的位置(Lac=100mm),則即可確定曲柄AB的長度為（wéi）

3、結語

機構（gòu）係統所占空間小,執行（háng）件的速度在工作行程中變化也較緩慢,在運動過程中具有良好的傳（chuán）力特性,保證機構運動過程的最大（dà）壓力角ɑmax具有最小值,成本且合理。

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