四工位专用机床设计说明书

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1、课程设计目的掌握四工位机床的运动规律设计四工位机床的部机构刀具顶端离开工作表面65mm，快速移动送进60mm后，再匀课程速送进60mm （包括5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm设计刀具切出量，如图所示），然后快速返回。回程和进程的平均速要求度之比为K=2。刀具的匀速给进速度为2mm/s工作装卸时间不超过10s。机床生产效率每小时约60件。执行机构及传动机构能装入机体。传动系统电机为交流异步电动机，功率1.5KW,转速960r/min。根据设计要求（机床生产率每小时约 60件，即1分钟1件，按设计原理，即为1r/min,要求使用960r/min的电动机，整个传动机的课程设计比为，故需要

2、分别引入减速机构来满足工作台间歇注意运动和主轴箱移动的运动要求。事项根据减速动作的精度和平稳要求，课程设计容四工位专用机床的加工部分可以分为如下几个工艺动作。（1）安装工作台的间歇转转动。（2）安装刀具的主轴箱应按要求进行静止，快进，快给，快退的工艺动作。（3）刀具转动。课程 设计 简要 操作 步骤1. 功能分解与运动分析2. 传动机构选型3. 执行机构选型最终方案确疋4. 机械运动简图5. 机械运动方案计算课程经过两周的努力，我终于将机械设计课程设计做完了 .在这次作业过程中，设计尽管这次作业的时间是漫长的，过程是曲折的，但我的收获还是很心得大的.不仅仅掌握了四连杆执行机构和带传动以及齿轮，

3、蜗杆传动体会机构的设计步骤与方法；也不仅仅对制图有了更进一步的掌握；autocad,word这些仅仅是工具软件，熟练掌握也是必需的.对我来 说，收获最大的是方法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力.在整个过程中，我发现像我们这些学生最最缺少的是经验，没有感 性的认识,空有理论知识，有些东西很可能与实际脱节.总体来说，我 觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我们将学 过的相关知识都系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改 进.有时候，一个人的力量是有限的，合众人智慧，我相信我们的作品 会更完美！课程设计 评语 及成绩评语成绩指导教师（签名）日期：附件:目录1. 设计任务41.

4、1工作原理及工艺动作过程 4.1.2原始数据及设计要求51.3孔的典型加工工艺及刀具 .5.6.2. 功能分解与运动分析2.1 功能分解 62.2 运动分析 83. 传动机构选型 94.执行机构选型1.04.1 主轴箱方案设计1.2.7.1 运动循环图各区间时间的计算1.5.4.2 工作台方案设计 1.25. 最终方案确定 1.46. 机械运动简图 1.51.5.7. 机械运动方案计算7.2 减速器的计算 1.6.7.3 槽轮的尺寸计算 1.7.总结1.8.参考文献：2.01.设计任务1.1 工作原理及工艺动作过程四工位机床是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。它的执行动

5、作有两个： 一是装有四工位工件的回转运动； 二是装有专用电动机带动三把专用的主轴箱的刀具转动和水平往复移动。1.2原始数据及设计要求刀具顶端离开工作表面 65mm，快速移动送进60mm后，再匀速送进60mm（包括5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量，如图所示）， 然后快速返回。回程和进程的平均速度之比为 K=2。刀具的匀速给进速度为2mm/s工作装卸时间不超过10s。机床生产效率每小时约60件。执行机构及传动机构能装入机体。传动系统电机为交流异步电动机，功率1.5KW，转速960r/min。图1.3孔的典型加工工艺及刀具孔的加工包括从实体材料上加工孔和对已有孔进行加工两大类。

6、麻花钻是在实体材料上加工孔的常用刀具，加工鮎几FJL蛇孔精度较低。 扩孔钻和铰刀是用于对已有孔进行加工的刀具。 扩孔钻的外形和麻花 钻相类似，只是加工余量小，刀齿数目比麻花钻多，加工后孔的质量较好，一般 能达 IT1011 级精度。铰刀是提高被加工孔质量的半精加工或精加工刀具，切削时加工余量更小，刀齿数目更多，加工后孔的精度最 高可达 IT8孔加工刀具示意图2.功能分解与运动分析2.1 功能分解通过对设计任务的了解， 可以看出， 四工位专用机床的加工部分可以分为如下几 个工艺动作。（ 4） 安装工作台的间歇转转动。（ 5） 安装刀具的主轴箱应按要求进行静止，快进，快给，快退的工艺动作。（ 6）

7、 刀具转动。画出四工位专用机床的动作要求图。四工位专用机床工作原理及外形尺 寸专用机床旋转工作台有四个工作位置I、U、M、W（如图 2所示），分别 对应工件的装卸、钻孔、扩孔和铰孔。主轴箱上装有三把刀具，对应于工位 U的位置装钻头，川的位置装扩孔钻，W的位置装铰刀。刀具由专用电动机 驱动绕其自身轴线转动。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、扩孔和铰孔工作。当主轴箱右移（退回）到刀具 离开工件后，工作台回转 90o,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、扩、铰、卸等工序。由于主轴箱往复一次

8、，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。机床外形可参考图2，外形总体尺寸可用于检查所设计机构能否装入机体如下表所示根据工艺动作推出其工作图为:四工位专用机床工作台间歇转动主轴箱进、退刀动作（快进、匀速进给、快退）刀具转动同时得到四工位专用机床的树状功能图四 工 位 专 用 机 床该机构专用要求机床要求三个动作的协调运行，既刀架给进、卡盘旋转和卡盘的定位。要确保在刀具与工件接触时卡盘固定不动，刀具退出工件到下次 工作前完成卡盘旋转动作。几个动作必须协调一致，并按照一定规律运动。2.2运动分析通过减速机构以及轮系机构，使工作台进行每次旋转90。的间歇运动。1电动机为驱动

9、，通过减速器与其他轮系传动将符合要求的转速传递给工作 台上的间歇机构，使其间歇转动。2. 在间歇机构开始一次循环时，安装并夹紧工件，间歇机构从0转至903. 间歇机构从90转至180，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速 送进和快退）。4间歇机构从180 转至270 ，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀 速送进和快退）。5间歇机构从270 转至360 ，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀 速和快退），并将加工好的工件取下3.传动机构选型根据设计要求（机床生产率每小时约 60件，即1分钟1件，按设计原理，即为1r/min,要求使用960r/min的电动机，整个传动机的比为，故需要分别引入减

10、速机构来满足工作台间歇运动和主轴箱移动的运动要求。根据减速动作的精度和平稳要求，列出常用减速机构 方案一: 齿轮传动1如图优点：结构简单，设计方便。缺点：根据本课程设计要求，得到的传动比率为960的齿轮传动装置。其单个齿轮直径过大，不适 合采用。万案一: 蜗轮蜗杆优点：传动比大，一般用作动力传动时，传动比5 i 70;结构紧凑；升角较小时 可实现“自锁”，制造加工也相对简单；可实现90度的交叉轴传动。传动比精确。 缺点：传动效率较低，一般为 0.7-0.8，由于效率低，损失的功率较多因此发热 严重，传递的圆周速度较小，不适于大功率的传递。经计算i=960，所以不适合采用。周转轮系行星齿轮箱如右

11、图所示，特点是体积小、重量轻、 传动比大，载荷均布，运转平稳，输入轴与输出 轴同心，输出轴的转向不仅与主动轮的转向有关， 而且与轮系中各齿轮的齿数有关。主要缺点是结构复杂，制造精度要求高。通过计算知齿轮齿数介于29-33之间。根据综合比对，选用方案三。行星轮系4. 执行机构选型根据专用机床的功能要求，回转工作台做单向间歇运动，主轴箱做往复直线 运动。实现工作台单向间歇运动的机构有棘轮机构、槽轮机构、凸轮机构、不完 全齿轮机构等，实现主轴箱往复直线运动的机构有连杆机构和凸轮机构等。上述机构的结构、工作原理及特点见参考材料 1、2。机构选型应遵循以下原则。表1选用执行机构的原则与方法序号1战H生广

12、上.艺鼻解式君1麻动规律1）博执朽肖禅龙騙序丈也用相直的机柿啤式12）矗飢榔酩返动誤亘不劉过Jt件喘奥裁橋况卜可凰探期肚H1的其羁述酣規萍皓机峋*3）机构的抬行恂枠塞工作歼中的/虔、如連魔的童化应符會索.驭梶遅产尿Jt2度聖拣体席上占 的空期小*迭關爾廉1）庄星力拳町塞|1）曲工功人、科剧从功样（拎石梅裤 的的肚创圧町戦短.它戟衲曲涉和址渤曲載邙臬龈購世*1）住fllfH值IM的机杵中，棘佛副制直输单，停注运為！!元U的配合度蓄蜀痢元K制 虜戟而曲.不倪母配仓MllTi工、采用常烏14的机K可戲确夕i型审戢鄆恂件融炯壽剧元當厲弑一観較抑盧余，梢遨 较園浚4的晤A1）育*C廉耳时倉利用“廿、压机

13、拘.以IV化tt曲堵神、于声节速農丄2）聚用电动和后，扶冇枫输只要丰挥原站杵為氏序轩即靑时也芻不少方S勒力博性JS蚌1）小2）扶Ar构怦时謹度、刿理度奎忧应希普求t幻第阳:ft丸恂功肃兀量小塔力系戟酌机輯妙减小皿腐抽上的力短6n揮純廉肿字产1）貳构的睛越静斥娠；2）f 少乐RI存鲂副0&烫承勒!屡找生梶鬻星杆忖理录，井41于产片JQ打理乱h3）册Jtfrt帆勵喊式”可1厲吃声敵車14机构的动力特性婷；5）执卄规牠的盘鼻聲埒申购力机的迪型方式.功电、特把股就41卅特性催扌柯丑匹“怫 埶6）扰构曲賞力特性好.有利于机嶽章宰赞屋机械运动方案的评价对上述两执行机构，做其形态学矩阵，可得到为数众多的方案

14、工作台棘轮槽轮凸轮不完全齿轮主轴箱连杆凸轮凸轮一连杆机械运动方案的拟定，最终要求通过分析比较提供最佳方案。一个方案的优劣只有通过系统综合评价来确定。从机构和机械运动方案的选择和评价要求看,主要应满足五个方面的性能指标，具体见表 2。表2机械运动方案的评价指标性能指标具体容机构的功能1）运动规律的型式；2）传动精度高低机构的工作性 能1 ）应用围；2）可调性；3）运转速度；4）承载能力机构的动力性1）加速度峰值；2）噪声；3 ）耐磨性；4）可靠性台匕 冃匕经济性1）制造难易；2）制造误差敏感度；3）调整方便性；4）能耗大小结构紧凑1）尺寸；2）重量；3）结构复杂性4.1主轴箱方案设计万案一 连杆机构 优点：其运动副元素为面接触，压强较小，承载能力大，润滑好，磨损小，加工 容易，且一般是几何封闭的，保证工作的可靠性。缺点：其必须经过中间构件进行传递，因而传递路线较长，易产生较大的误差积 累，同时降低机械效率。虽然可以使用连杆机构来满足一些运动规律和一些运动轨迹的需要，但其及过程十分复杂，且一般只能近似