工艺动作过程构思与运动协调设计要点.ppt

9.2 本章重点、难点 * 9.1 内容提要及基本概念 9.2 本章重点、难点 9.3 典型例题精解 第九章 工艺动作过程构思与运动协调设计 9.1 内容提要及基本概念 9.1.1 内容提要 本章介绍了工作原理方案设计及工艺动作设计的基本概念，并根据工作原理设计中提出的工艺动作过程及各动作的运动规律选择合适的运动形式。同时，还介绍了各机构之间的协调设计以及机械运动循环图的分类、作用与设计原理。 无侧隙小摸数齿轮传动 墙板 机架 x 向步进电机 y 向步进电机 至光学自动分色系统 高精度同步带 光导纤维 光学扫描头 高精度不锈钢 扫描滚筒 双导程无侧隙蜗轮蜗杆 1. 工作原理设计和工艺动作设计 根据机器所要实现的功能(功用)，采用有关的工作原理，由工作原理设计构思出工艺动作的过程。这些设计内容就是工作原理方案的设计。在进行功能原理设计时，首先要明确机器的总功能，然后进行功能分解，使其成为一系列独立的工艺动作。 如图9-1是一台微机控制的提花织物自动纹版冲孔系统中的扫描机。该机器的总功能是通过光学扫描把设计好的图像作为信息输送给计算机进行图像处理。为实现此功能就要运用机械的高精度无回差转动原理、光学自动分色原理、计算机图像处理、计算机自动控制等先进的科学原理以及采用光导纤维、步进电机、高精度加工等技术手段。 图9-1 图像扫描机 1）明确总功能 工作原理设计是根据机器的总功能的要求，对设计对象总的功能描述要准确、简洁，要合理抽象抓住本质。 要做到以下三个方面的研究。 ① 搜集有关技术资料、设计需求和用户要求。 ②详细列出机械功能分析需求表。 ③对列出的功能需求作综合分析研究， 2）功能分解与工艺动作 要设计的机械往往比较复杂，功能也是各式各样的，其使用要求或工艺要求需要很多工作原理组合成一系列相对独立的工艺动作，以此作为分功能（或称功能元），然后用树状功能图来描述，使机器的总功能及各分功能一目了然。 如要设计一部能够完成装卸工作、钻孔、扩孔、铰孔四个工位的专用机床，它可以分解成几个工艺动作。工艺动作和树状功能图如 图9-2，图9-3所示。 图9-2 四工位机床工艺动作图 刀具 工作台 工件 主轴箱 s=s(t) 图9-3 四工位专用机床树状功能图 3）工作原理与工艺动作 在进行机械的功能分解时还要考虑到机械完成同一种功能可以应用不同的工作原理来实现。而不同的工作原理也可以采用不同的工艺动作。 2. 工艺过程和运动规划设计 1） 工艺过程设计的原则 机器的工艺过程设计是为了满足机器的总功能要求，在机器的工艺过程设计中应遵循以下5个原则。 ①工序集中原则。 工序集中原则是指工件在一个工位上一次定位装夹，采用多刀、多面、多个执行构件运动同时完成加工工序，以达到工件的工艺要求。例如自动切书机（图9-4a，b）就是采用多刀、多面、多个执行构件同时完成加工工序。 Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ 侧切刀 横切刀 压书 送书 横切 两侧切书 书本 压书 送料 工作台 （a） 自动切书机工艺示意图 （b） 自动切书机运动简图 图9-4 自动切书机 ②工序分散原则。 工序分散原则是将工件的加工工艺过程分解为若干工序，并分别在各个工位上用不同的执行构件进行加工，以达到工件的工艺要求。例如微型电机的自动嵌绝缘纸工艺过程可分解成:送纸、切纸、插纸、推纸、分度等工序（图9-5），然后每一道工序分别配置能完成简单工艺动作的执行机构。 图9-5 自动嵌纸机的工艺过程 分度 青壳绝缘纸 推纸 插纸 切纸 送纸 盘状纸带 ③各工序的工艺时间相等原则。 对于多工位自动机工作循环的时间节拍有严格的要求，一般将各工位加工时间最长的一道工序作为自动机的时间节拍。为了提高机器的生产率，应尽量设法缩短加工时间最长的一道工序的工作时间。为此，可以采取提高这一工序的工艺速度或者把这一工序再分解。 ④多件同时加工原则。 多件同时加工原则是指在同一自动机上同时加工几个工件，也就是采用相同的几套执行机构来加工几个工件。使工作效率提高。 ⑤减少机器工件行程和空程时间 设计工艺过程时，在不妨碍各执行构件正常工作和相互协调配合的前提下，尽量使各执行机构的工作行程时间相互重叠，工作行程时间与空行程时间互相重叠从而缩短工件加工循环的时间以提高机器的生产率。 例如打印机（如图9-6所示）工作时，当送料器送料时，打印头就可以向下打，即送料的工作行程与打印的工作行程重叠，只要保证