论文总字数：30369字

摘 要

本文介绍了一种新型内凸轮齿轮轮式组合机构的低频率振动的挤压攻丝机的设计过程。首先简单的说明下振动切削工艺的主要的发展历程，同时展望下振动切削理论探索和应用技术的发展态势。解析了现有攻丝机存在的问题，根据当下振动攻丝机存在的缺陷，作者开拓性得发表了一种新型的机械式周向振动主轴激振驱动器，将NGW周转轮采用过型转变为两自由度较为实用的内凸轮齿轮式组合机构，使之能有效的达成了周向振动钻床所需要的输出运动规律。从而合理处理了周向振动钻床的主轴激振驱动器设计中的关键技术问题，为方便Z方向的振动切削理论适用在孔类的表面加工提供了有效的设备技术保障。本文详细地说明了内凸轮齿轮式组合机构的工作原理，提出内凸轮平衡圆的概念，从而详细地给出方法来计算出内凸轮齿轮的尺寸综合，包括内凸轮轮廓线的确定和齿轮组合机构尺寸的确定，以及电机的选取方法等。

关键词：组合机构；内凸轮机构；激振器；低频振动；振动攻丝

The cam gear combination mechanism of low frequency vibration extrusion tapping machine

Abstract

This paper introduces a new kind of low-frequency vibrations in the cam gear wheel combination mechanism extrusion tapping machine design process. First and foremost the development process simple expression vibration cutting process, while the development trend of vibration cutting theory research and application technology.Resolve the existing problems in tapping machine, tapping machine for the drawbacks of the prior existence of vibration, the authors proposed a new type of mechanical circumferential vibration excitation spindle drive, the epicyclic NGW-through conversion using the formation of two degrees of freedom more practical combination cam gear mechanism, so that it can effectively complete the output of the movement of circumferential vibration drilling required. Thus rational treatment of the circumferential vibration excitation drill spindle drive design key technical problems, to facilitate the Z direction of vibration applied to the surface of the chip machining hole theory classes provide effective technical support equipment. This article describes in detail the working principle of a combination of internal cam gear mechanism, by proposing the concept of balanced round cam, which gives a detailed method to calculate the size of the integrated cam gear, including the identification mechanism size and gear combination cam contour determination, and motor selection method.

Key words: Combined mechanism; Vibration Tapping; Exciter; Cam mechanism

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1概述 1

1.2本设计的研究基本对象和内容 1

1.3振动切削本质与机理研究探索 2

1.4振动攻丝具有的优点 3

1.5振动切削技术的发展与趋势 3

1.5.1 研制和采用新的刀具材料 3

1.5.2增大振动切削加工技术的应用范围 3

1.5.3研发与选用高效率的振动切削系统 3

1.5.4高频振动切削探索与研究 4

1.5.5用于精密及超精密仪器的切削加工 4

1.5.6对于振动切削机理的探索和研究 4

第二章 螺孔振动攻丝工艺的具体方案及其运动分析 5

2.1概述 5

2.2振动攻丝的原理及特点 5

2.3方案的类型 5

2.3.1切削主动力源和振源合一 5

2.3.2切削主动力源与振源分离 6

2.3.3方案的特点 6

2.4本实验方案的确定 6

2.5振动攻丝运动形式的分析 6

第三章 内凸轮齿轮轮式主轴激振器的原理、机构及方案选择 9

3.1概述 9

3.2 内凸轮齿轮式主轴激振驱动器的传动原理分析 9

3.2.1自由度的分析 9

3.2.2主从动构件运动分析 10

3.2.3传动原理 11

3.3内凸轮齿轮式主轴激振器机构的分析 12

第四章 尺度综合及其设计计算 13

4.1凸轮机构模型的综合叙述 13

4.1.1凸轮平衡圆半径以及构件长度之间存在的联系 13

4.1.2内凸轮峰谷N的确定 14

4.1.3内凸轮廓线的设计 14

4.2摆杆的尺度综合 15

4.2.1摆杆的摆动中心距离与摆臂长度的综合 15

4.2.2摆杆上齿轮的设计 15

4.3 凸轮轴的转速范围的确定 17

第五章 激振器零部件的确定及校核 19

5.1 激振器的结构特点 19

5.1.1 内凸轮轮廓线的确定 19

5.1.2 激振器的结构特点 19

5.2 电机和同步带的选择 23

5.2.1 电动机的选择 23

5.2.2 系杆轴同步带传动的设计与计算 23

5.3 主要零部件的校核 26

5.3.1 齿轮的校核 26

5.3.2 键的校核 27

5.3.3 齿轮轴的校核 27

5.3.4 轴承的校核 30

5.3.5 螺钉的校核 31

5.3.6 花键的校核 31

5.3.7 销的校核 32

第六章 其他补充说明 33

6.1 电动机的安装 33

6.2 钻头的进给机构的结构设计 33

6.3 密封 34

6.4 箱体的设计 34

6.5 主轴箱装配过程 34

6.6 主轴箱的连接结构 34

6.7 主轴箱的安装结构 35

第七章 结论 36

7.1 本次毕业设计的主要特点 36

7.2本次设计的振动挤压攻丝机优点 36

谢 辞 37

参考文献 38

第一章 绪论

1.1概述

由于市场化的不断加剧，对机械产品的质量要求也提出更高的要求，相应地对机械产品中常见的螺纹的质量要求也越来越高，另外各种新材料也不断研发，迫使常规的螺纹加工方式难以满足现在的生产需要，这就催生了新型的螺纹加工方式即振动攻丝的出现。振动切削作为一门新兴的特种加工技术，能够广泛的运用到机械加工生产中，所以大量的国内外专家积极地展开了相关研究。日本学者隈部淳伊郎作为振动切削理论和运用技术的奠基人率先对振动切削展开了较为系统的探索。他于50到60年代间发表了众多与振动切削研究相联系的论文，率先归纳出振动切削理论，而且在振动车削、磨削、光整加工和振动拉管等加工领域都成功地实现了实用阶段。前苏联、德国和英国也几乎同时先后进行了对振动切削的探索，也获得了诸多的研究成果，而且能够成功在生产中得到实际运用与推广。

我国对振动切削的探索进度较为落后，但是随着第一台“CZQ-250A型超声波振动切削系统”的出现，一些科研院所、企业工厂及大专本科院校都积极进行了对振动切削工艺的探索，并且在这方面获得了众多具有价值的意义。该研究的主要内容是对振动切削实验探索到对实际工艺技术的探索，对振动切削实验系统设计的探索到对振动切削机理和本质的探索，因此这些内容的探索都达到了较为透彻与全面的程度。

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