自动车床凸轮设计教程.doc

自动车床凸轮设计是机械制造领域中的一个重要环节，它涉及到机械传动和自动化控制。自动车床主要依赖凸轮来精确控制加工过程中刀具的运动，因此，凸轮设计的质量直接影响到加工精度和效率。本教程将介绍一些基础的凸轮设计计算方法。 凸轮是一种特殊的机械零件，它的轮廓通常由螺旋线构成，这种螺旋线被称为阿基米德螺线。当某点A在等速旋转的同时沿半径方向等速移动时，就会形成这种复合运动轨迹的凸轮曲线，这便是等速凸轮的设计基础。 在凸轮设计中，有几个关键的参数： 1. 上升曲线：凸轮从最低点上升到最高点的弧线。 2. 下降曲线：凸轮从最高点下降到最低点的弧线。 3. 升角（φ）：从凸轮上升起点到最高点的角度。 4. 降角（φ1）：从凸轮最高点到最低点的角度。 5. 升距（h）：凸轮上升曲线的最大半径与最小半径之差。 6. 降距（h1）：凸轮下降曲线的最大半径与最小半径之差。 7. 导程（L）：假设凸轮的升角或降角为360°时，凸轮的升距或降距。 8. 常数（K）：通过计算得出的凸轮设计中的固定数值，用于关联升距和升角。 凸轮的常数K等于升距h除以升角φ，即K=h/φ，从而可以得出h=Kφ。导程L等于360°乘以常数K，即L=360°h/φ。例如，如果凸轮的升距为10毫米，升角为180°，那么导程L=360°×10÷180°=20毫米。 设计凸轮前，需要了解以下几点： 1. 首先根据产品图纸确定材料的大小和材质，计算出适合的主轴转速。主轴转速的计算公式是[切削速度×1000]÷材料直径，切削速度由材料供应商提供，单位是米/分钟。 2. 材料硬度越高，切削速度应越低，以防止过快切割产生的热量导致材料变形。 3. 主轴转速除以每个产品加工所需的圈数，可得到生产效率（个/分钟）。 4. 确定加工工艺，包括刀具的安排顺序，避免相邻刀具冲突，设定基准线，并合理分配同时工作的刀具数量。 此外，设计凸轮时还需要考虑行程和空行程。凸轮开关夹的动作角度如：夹头弹开10度，夹紧15度。根据生产效率确定凸轮上升和下降的空行程比例系数，如生产效率小于等于3时，凸轮上升角度比例系数为1比1，下降角度比例系数为1比0.7。 总体来说，自动车床凸轮设计是一项综合了数学、力学和实践经验的复杂任务。理解并熟练掌握这些基本概念和计算方法，对于提高自动车床的加工精度和效率至关重要。在实际应用中，设计师可能需要结合经验与现代的计算机辅助设计（CAD）软件，以实现更复杂、更精确的凸轮设计。