全自动直角铣头结构设计及夹持系统优化研究

发布时间：2020-09-11 22:15

　　 直角铣头是龙门镗铣床最常配置的功能附件,起到扩大机床加工工艺范围的作用。其自动化程度和使用性能在很大程度上就决定了整台机床的性能和生产效率,而目前国内全自动直角铣头的生产技术尚不成熟。本文以现有的直角铣头为基础,采用理论计算与有限元仿真相结合的方法,对全自动直角铣头的整机结构进行设计并对夹持系统进行改进和优化,提高了铣头的自动化水平和工作时的可靠性。(1)全自动直角铣头总体结构设计。分析全自动直角铣头的总体结构及工作原理,详细阐述主轴传动链和C轴传动链的传动过程。采用理论计算的方法,校核初步选定的直角铣头关键传动件弧齿锥齿轮和轴承的强度。由液压油腔驱动,采用花键脱开与啮合及端齿盘脱开与啮合的方式实现铣头立轴动力的分配和C轴转动的精确定位。利用水、油、气等介质使铣头具备刀具外冷、锥孔吹气、气幕保护和自动松夹刀等功能,提高了全自动直角铣头的整体使用性能。(2)全自动直角铣头夹持系统结构改进。以现有的铣头夹持系统为基础,根据本文对全自动直角铣头的设计要求,在夹持系统活塞盘下端面安装一弹簧,依靠弹簧弹力让其具备自锁功能,以提高铣头工作时的稳定性和可靠性。对改进后夹持系统中活塞的受力情况进行分析,采用理论计算的方法推导出夹紧油压的计算公式,为全自动直角铣头的使用提供指导。分析本文设计的全自动直角铣头在使用过程中可能遇到的问题,并给出了相应的解决方法。(3)全自动直角铣头夹持系统结构优化。采用受力分析的方法,求解出铣头夹紧状态下拉钉所承受的力载荷。以此力载荷为边界条件,利用Ansys Workbench软件对夹持系统进行有限元分析,发现安装6个钢球的夹持系统,钢球所受压应力超过了钢球的屈服极限,当钢球数增加到8个后,夹持系统满足使用要求。(4)夹持系统弹簧选型及夹紧油压求解。分析铣头在自锁条件下,夹持系统的受力情况,采用理论计算的方法求解夹持系统中弹簧的弹性系数,并选定弹簧型号。通过分析计算,求解出夹紧时弹簧的受力大小,结合夹紧油压计算公式得到改进后夹持系统所需的夹紧油压,为铣头的实际使用提供参考。
【学位单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG548
【部分图文】：

夹持系统优化研究 司和日本 OKUMA 公司生产的龙门镗铣床，其择一种附件铣头才可以进行后续的切削加工体积较大不易翻转时，数控机床会选择配置直公司已将全自动直角铣头作为一个功能部件 公司生产的全自动直角铣头，其所有动作均能高，是国内全自动直角铣头进口的主要品牌[10

图 1.2 手动直角铣头外观图开始自主研发全自动直角铣头。常州铭头外形如图 1.3 所示，传动比为 1:1，备自动松夹功能、C 轴自动分度功能、功能等。其自动松夹直角头功能的夹持构需要厚度尺寸比较大的过渡连接板，

图 1.2 手动直角铣头外观图始自主研发全自动直角铣头。常州外形如图 1.3 所示，传动比为 1:1自动松夹功能、C 轴自动分度功能能等。其自动松夹直角头功能的夹需要厚度尺寸比较大的过渡连接板

【参考文献】

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本文编号：2817241