(4)结构合理、造型美观、便于加工与安装; (5)工作安全可靠,有足够的使用寿命;
3.1 功能要求
根据设计目的,要求滑块能够滑动,导槽能够松紧转动,曲柄能够自由转动。
3.2 执行机构的形式设计
采用连杆连接,整体安装在机架上,连接转动部分用螺栓连接,不拧紧。
3.3机构的尺度设计
连杆的长度只要满足曲柄的杆长条件即可,详细说明请看附录A。
第4章 结构设计与图纸绘制
根据前面的方案设计,整体结构的设计和各零部件的设计由此展开。所采用的设计方法是手工设计草图,确认方案后应用SolidWorks软件进行三维实体建模,并在虚拟环境下进行装配,部分零件再从三维实体导出工程图,并标准化图纸。
装配结构主要是连杆与连杆装配,导槽与滑块装配,以及整体在机架上的装配。通过SolidWorks软件和AutoCAD软件同时进行设计模拟修正。
SolidWorks是一款突破了CAD传统观念的设计软件,提出了参数化、特征建模和全相关单一数据库的CAD设计思路,为工程人员提供了非常强大的应用工具,而通过这些工具可以对产品进行设计、工程分析、绘制工程图以及模具设计等操作。在SolidWorks中可以创建由许多零部件所组成的复杂装配体,这些零部件可以是零件或其它装配体。对于大多数的操作,两种零部件的行为方式是相同的。添加零部件到装配体在装配体和零部件之间生成一连接。当 SolidWorks 打开装配体时,将查找零部件文件以在装配体中显示。零部件中的更改自动反映在装配体中。在装配图中,零部件之间通过配合来生成几何关系,当添加配合时,可以定义零部件线性或旋转运动所允许的方向,并可在其自由度之内移动零部件,从而直观化装配体的行为。
根据上面的三维装配图,利用SolidWorks的工程图模块导出三视图,并进行标准化。 以下是我们在SolidWorks中设计的部分零件及模拟装配图。
具体图纸请看附录A
第5章 加工工艺设计与数控加工编程
首先根据设计图纸,并结合学校工培中心的材料供应情况,确定非标准件的下料要求,下料清单如下表所示。
下 料 清 单
材质 铝板 铝板 铝棒 铝棒 铝棒 铝板
毛坯大小 量 数1 设计尺寸 100铝块 材质 毛坯大小 量 数1 设计尺寸 20×100×22 80×10 ?20×370 ?35 ×130 ?20×260 100×30 40×40 ×20 1 40*2 80× 10 1 20×366 1 30×124 1 20×256 1 88×30 5.1加工工艺设计
待加工的零件有:连杆3根,滑动导槽1个,滑块导轨1个,底座1个,连接件2个,滑块2个。
5.2对加工的零件进行分类
将具有相似的加工方法的零件分为四类,具体分类如下:第一类:连杆;第二类:导槽;第三类:连接件;第四类:底座。滑块采用标准件。
5.2.1 连杆的加工路线
确定加工路线如下:毛坯及其热处理→预加工→粗铣外轮廓→精铣→钻孔→磨削
5.2.2 导槽的加工路线
确定加工路线如下:毛坯及其热处理→预加工→粗铣外轮廓→精铣→钻孔→磨
5.2.3 连接件的加工路线
确定加工路线如下:毛坯及其热处理→预加工→粗车外轮廓→精铣→钻孔→磨削
5.2.4 底座的加工路线
由于底座技术要求不高,采用现成的材料,因此只需在上面钻孔即可。
具体的加工工序参考附录B。
5.3 数控加工编程
以下为加工中所使用到的数控机床的一些简短叙述和说明。
5.3.1 数控车床部分
(1)绝对值编程G90与相对值编程G91 格式:G90
G91
说明:G90:绝对值编程,每个编程坐标轴上的编程值相对于程序原点。
G91:相对值编程,每个编程坐标轴上的编程值相对于前一位置而言,该值等于
沿轴移动的距离。
G90、G91为模态功能,可相互注销,G90为缺省值。 (2)进给控制指令
①快速定位G00 格式:G00 X__Y__Z__
说明:X、Y、Z:快速定位终点,在G90时为终点在工件坐标系中的坐标,在G91时为终点相对于起点的位移量。
G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。
G00指令中,刀具相对于工件以机床各轴预先设定的速度,从当前位置快速移动到程序段指定的定位目标点,其速度可由面板上的快速修调旋钮修正,而不能用F来规定。
G00为模态功能,可由G01、G02、G03功能注销。 ②线性进给及倒角G01 线性进给(直线插补) 格式:G01 X__Y__Z__F__;
说明:X、Y、Z:线性进给终点,在G90时为终点在工件坐标系中的坐标;在G91时为终点相对于起点的位移量。
G01指令刀具以联动的方式,按F规定的合成进给速度,从当前位置按线性路线(联动直线轴的合成轨迹为直线)移动到程序段指令的终点。
G01是模态代码,可由G00、G02、G03功能注销。 ③纵向粗车复合固定循环G71 格式:G71 U__R__P__Q__X__Z__F__
说明:U、R:每一刀的背吃刀量及退刀量:P、Q:循环体开始及结束行的程序段号:X、Z:最后一刀的背吃刀量:F:进给速度。
G71用以在用棒料毛坯加工台阶轴类零件时编程。
5.3.2 数控铣床部分
(1)加工所用指令:
G00快速定位; G01直线插补;
G02顺时针铣; G03逆时针铣; G27返回参考点检查; G28返回参考点; G90绝对值编程; G91增量值编程; (2)圆弧插补G02 、G03
格式:G02 /G03 X__Y__I__J__F__;
说明:X、Y:圆弧插补终点,在G90时为终点在工件坐标系中的坐标;在G91时为终
点相对于起点的位移量;I、J:圆心相对位置;F:进给速度。
在描述整圆时,不能以半径值描述,原因是此时圆心角为0°或360°,不能确定;而是应该以圆心坐标描述。
具体的数控加工程序见附录C。
第6章 装配与调试
在装配过程中我们用到的标准件的说明如下表所示。
标 准 件 清 单
规格 M8×40M8×16六角螺螺钉 栓 数量 3 6 M8×60六角螺栓 2 50×20×20滑块 1 50×25×30滑块 1 若干 M8 垫片
机器的装配是机器生产过程中的最后一个阶段,通过装配,最终保证产品的质量要求。在整个装配过程中,我们主要的工作有:清洗、连接、校正、调整、配作、验收与试验。
零件的精度是保证装配精度的基础,尤其是关键零件的精度,它直接影响相应的装配精