设计目录
1.设计任务书
1.1设计题目
1.2插床简介
1.3设计要求及设计参数
1.4设计任务
2.插床工作原理及功能分解
2.1插床工作原理
2.2工作分解
3.机构的选择
3.1机构的选择参考
3.2主执行机构的选择
4.原动机的选择
5.拟定传动系统方案
6.绘制工作循环图
7.凸轮机构的设计
8.插床导杆机构的综合及运动分析
8.1插床导杆机构的综合
8.2运动分析
9.插床导杆机构的动态静力分析
设计任务书
1.1设计题目
插床机构设计
1.2插床简介
定义：金属切削机床，用来加工键槽。加工时工作台上的工件做纵向、横向或旋转运动，插刀做上下往复运动，切削工件。
介绍：利用插刀的竖直往复运动插削键槽和型孔的直线运动机床。插床与刨床一样，也是使用单刃刀具(插刀)来切削工件，但刨床是卧式布局，插床是立式布
局。插床的生产率和精度都较低，多用于单件或小批量生产中加工内孔键槽或花键孔，也可以加工平面、方孔或多边形孔等，在批量生产中常被铣床或拉床代替。普通插床的滑枕带着刀架沿立柱的导轨作上下往复运动，装有工件的工作台可利用上下滑座作纵向、横向和回转进给运动。键槽插床的工作台与床身联成一体，从床身穿过工件孔向上伸出的刀杆带着插刀边做上下往复运动，边做断续的进给运动，工件安装不像普通插床那样受到立柱的限制，故多用于加工大型零件(如螺旋桨等)孔中的键槽。
工作原理：插床实际是一种立式刨床，在结构原理上与牛头刨床同属一类。插刀随滑枕在垂直方向上的直线往复运动是主运动，工件沿纵向横向及圆周三个方向分别所作的间歇运动是进给运动。插床的主参数是最大插削长度。插床是用于加工中小尺寸垂直方向的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。
滑枕
滑枕
刀架、工作台
图1插床示意图
构压力角不超过许用0.05H的空载行程。
构压力角不超过许用
0.05H的空载行程。
1.3设计要求及设计参数
要求主执行机构工作行程切削平稳、压力角较小。进给机值。设计参数如表1所示。
插床机构设计7号题目参数
题号
7
主执行机构
曲柄转速n
47
曲柄LAB
72
插刀行程H
140
行程速比系数K
1.7
连杆与导杆之比LDE/LcD
0.60
力臂d(mm)
120
工作阻力F(N)
7500
导杆质量m?(kg)
26
导杆转动惯量Js?(kgm2)
1.3
滑块质量m?(kg)
45
进给机构
从动件最大摆角
10°
凸轮从动件杆长(mm)
125
推程许用压力角[a]推程
40°
回程许用压力角[a]
50°
滚子半径r(mm)回程
15
刀具半径r(mm)
0.08
插刀阻力曲线如图4F
所示。插刀在切入、退出工件时均有
Fmal
0.05H0.05H
0.05H0.05HH
S
S
图2刨刀阻力曲线
1.4设计任务
1)完成各执行机构的选型与设计计算，选择原动机，拟定机械传动方案，确定各级传动比，画出机构运动简图及机械系统传动方案设计图；
2)按工艺要求进行执行系统协调设计，画出执行机构的工作循环图；
3)对主执行机构用解析法进行运动分析，用相对运动图解法对其中的一个位置加以验证，并根据计算机计算结果画出插刀位移线图，速度线图和加速度线图；
4)用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析；
5)用解析法对控制工作台横向进给的凸轮机构进行运动分析；
6)用图解法绘制控制工作台横向进给的凸轮机构的位移曲线及凸轮轮廓曲线；
7)根据机电液一体化策略和现代控制(包括计算机控制)理论，大胆提出一种或一种以上与该机现有传统设计不同的创新设计方案。
2插床工作原理及功能分解
2.1插床工作原理
插床是一种用于加工键槽、花键槽、异形槽和各种异性表面的金属切削机床。如图所示，装有插刀的滑枕沿铅垂方向(也可调有一定倾角)作往复直线主切削运动。工件装夹在工作台上，工作台可作前后、左右和圆周方向的间歇进给运动。进给运动可手动，也可机动但彼此独立。进给运动必须与主切削运动协调，即插刀插削时严禁进给，插刀返回时进给运动开始进行，并于插刀重新切人工件之前完成复位。
插床的主切削运动的行程长度、拄复运动速度以及进给量大小等均应手动可调。
图3运动示意图
2.2功能分解
1)夹紧工件动作；
2)工作台进行前后、左右和圆周方向的间歇进给运动；
3)装有插刀的滑枕沿铅垂方向(也可调有一定倾角)作具有急回特性的往复直线主切削运动，插削工件形成各种槽等自己需要的形状。
3机构的选择
3.1机构的选择参考
根据上诉的设计要求和工作台需要直线往复间歇性运动和间歇性转动，还有插刀执行机构在回程阶段应该尽可能的减少时间提高效率，因而