智能车刀刃磨机机械机构设计

摘要

该论文主要研究了车刀刃磨机的设计以及控制方法。主要论述了车刀几何参数和刃磨参数之间的关系和求解方法，建立并描述车刀位姿调整的数学模型。论文论述了车刀刃磨的数学模型，根据模型，求解了车刀的几何参数和刃磨参数之间的关系。由于车刀刃磨参数决定刃磨时车刀和砂轮间的角度调整。为了确定车刀刃磨机床参数，首先根据刀具刃磨时活动空间的分析，设计了实现方案，选取控制系统结构，根据刃磨运动方程控制角度，最终采用单片机对三台步进电机控制，从而控制机床产生相应的运动，实现车刀的各个面刃磨。

本次设计就是为了解决生产当中企业和工人的实际问题。首先对车刀的刃磨展开研究，通过调研、分析、类比、论证。最终设计一种智能化、自动化的刃磨机械，以满足实际生产需要。本次设计的智能车刀刃磨机就是机电一体化产品，我们方案就是要实现机械设计和控制电的结合，满足设计要求。所以在机械原理及结构设计的前提，决定利用微控制器－单片机，实现对其自动控制，减轻使用人员的辅助工作，从而达到智能化。车刀刀刃磨技术及控制研究的目的就是提车刀的刃磨质量，降低制造成本提高生产率;通过对车刀刃磨的控制研究，实现对车刀的自动刃磨和重磨，减工人的劳动强度，及时满足生产的需求。本设计主要先了解车刀的角度及几何数，根据这些设计出数控车刀刃磨装置的结构设计以及利用单片机来控制机构运行实现车刀的刃磨。

 关键词： 刃磨机   位姿调整   卸荷结构  单片机控制

     

目  录

第一章 绪论 1

1.1 国内外研究现状 1

1.2 课题研究意义 3

1.3 课题主要研究内容 3

1.4 本章小结 4

第二章 方案设计及论证 5

2.1 方案提出 5

【方案1】 5

【方案2】 6

2.2 方案论证 8

2.3 本章小结 9

第三章 方案实施 11

3.1 数学模型建立 11

3.1.1常见车刀     11

3.1.2车刀几何角度分析 12

3.1.3数学模型的建立 13

3.2 机械部分设计 17

3.2.1刃磨基本条件 17

3.2.2磨削力计算 21

3.2.3机械结构设计 24

3.2.4失电制动器选择 28

3.2.5砂轮架升降机构设计 30

3.3 关键零部件结构的有限元分析 32

3.3.1底座零件 33

3.3.2升降机构 34

3.3.3进刀停止器 35

3.4 本章小结 37

第四章 车刀刃磨机机械结构运动仿真 38

4.1 机构运动仿真简介 38

4.2 车刀刃磨机结构运动仿真 39

4.3 运动仿真分析 40

第五章 总结 50

参考文献 51

致 谢 52

毕业设计小结 53

附录 54