四工位专用机床设计

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1、4.5 专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构设计 一、设计题目 设计四工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构。 图4.19 专用机床外形及尺寸 工作台有、四个工作位置(图4.19)，工位是装卸工件，是钻孔， 是扩孔，是铰孔。主轴箱上装有三把刀具，对应于工位的位置装钻头，的位置装扩 孔钻，的位置装铰刀。刀具由专用电机带动绕其自身的轴线转动。主轴箱每向左移动送 进一次，在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔工作。当主轴箱右移 (退回)到刀具离开工件后，工作台回转90，然后主轴箱再次左移，这时，对其中每一个 工件来说，它进入了下一个工位的加工，依次循环四次，一个工件就完成装、钻、

2、扩、铰、 卸等工序。由于主轴箱往复一次，在四个工位上同时进行工作，所以每次就有一个工件完 成上述全部工序。 二、原始数据和设计要求(1) 刀具顶端离开工件表面65mm(图 4.20)，快速移动送进 60mm 接近工件后，匀速 送进60 mm(前 5mm 为刀具接近工件时的切入量，工件孔深45mm，后 10mm 为刀具切出 量)，然后快速返回。回程和工作行程的平均速比(行程速度变化系数)K2。(2) 刀具匀速进给速度为2mm/s；工件装、卸时间不超过 10s(3)生产率为每小时约74件。 (4)机构系统应装入机体内，机床外形尺寸见图4.19。 三、方案设计与选择 图4.20 运动循环图 图4.2

3、1 专用机床方案之一图4.22 专用机床方案之二 图4.23 专用机床方案之三 回转工作台作单向间歇运动，每次转过90；主轴箱往复移动各120mm，在工作行程 中有快进和慢进两段，回程为快退(急回行程)。 实现工作台单向间歇运动的机构有棘轮、槽轮、凸轮、不完全齿轮机构等，此外，还 可采用某些组合机构；实现主轴箱往复急回运动的机构有连杆机构和凸轮机构等，两套机构均由一个电机带动，故工作台转位机构和主轴箱往复运动机构按动作时间顺序分支并列， 组合成一个机构系统。图4.21、4.22、4.23所示为其中的三个方案。图4.21、4.22中， 工作台回转机构为槽轮机构，图4.23中为不完全齿轮机构其余方

4、案可由设计者自己构思。 选择方案时，特别要注意以下几个方面： (1) 工作台回转以后是否有可靠的定位功能，主轴箱往复运动的行程在120mm以上， 所选机构是否能在给定空间内完成该运动要求。 (2) 机构的运动和动力性能、精度在满足要求的前提下，传动链是否尽可能短，且制 造、安装简便。 (3) 加工对象的尺寸变更后，是否有可能方便地进行调整或改装。 四、设计步骤 1. 方案设计 根据设计题目提出的要求构思和选择方案，见上节所述。 2确定行程时间 根据生产率要求及刀具匀速进给的要求和K值，确定工作行程和回程时间。 3选择电机及总传动比 确定执行机构(工作台回转机构和主轴箱往复运动机构)主动作的转速

5、；选择电机及其 转速；确定电机到执行机构的总传动比及各级传动比，并选择相应各级机构的类型。 4拟订机构运动循环图 按选定的方案，拟定机构的运动循环图。 5机构设汁 设计工作台转位机构及其定位装置；设计主轴箱往复运动机构。 6机构运动分析 用解析法对执行机构进行运动分析。 7编写设计说明书 说明书包括设计题目、原始数据和设计要求、方案设计及选择、机构设计的有关参数 选择、设计和计算结果及其评价等。 五、工作量建议 (1) 本题设计时间为2周。 (2) 完成2号或3号图纸四张。内容为：最后确定的机构方案及运动循环图（如图 4.20所示)；设计工作台回转机构及主轴箱往复运动机构(保留作图辅助线)；用解析法对 工作台回转机构或主轴箱往复运动机构进行运动分析，绘出从动件的位移、速度、加速度 曲线图，应附计算程序及打印结果。 (3) 编写设计说明书。