四工位专用机床说明书剖析
四工位组合机床PLC设计说明书
设计说明书一、设计任务书（一）、四工位组合机床基本情况介绍该设备是为了提高工作效率，促进生产自动化和减轻劳动强度而设计制造的一种四工位组合机床。
可同时对工件的四个面进行加工，由plc编程控制。
四工位组合机床由工作滑台、夹具、上下料机械手、进料器、主轴等组成。
工艺要求为由上料机械手自动上料，机床的四个加工动力头同时对一个零件进行加工，一次加工完成一个零件，通过下料机械手自动取走加工完成的零件。
要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式。
（二）、组合机床全自动和半自动工作过程如下：按下启动按钮，上料机械手前进，将零件送到夹具上，夹具夹紧零件。
同时进料装置进料。
之后上料机械手退回原位。
加工时，一三工作滑台前进，两个加工动刀头同时对工件进行加工，到达各自位终点时退回。
二四工位滑台在一三工位运行一秒后也同时开始前进对工件进行加工，加工完成后，各工作滑台退回原位。
待四个工作台都返回原位下料器前进，到达终点时工件夹具松开，下料器抓紧加工好的工件退回原位。
如果是自动工作方式，则自动开始下一工件的加工。
如果是半自动的工作方式，则机床返回初始状态停止运行。
（三）、设计要求1、控制装置要求有手动、半自动、自动三种工作方式。
2、四工位组合机床必须用plc进行控制。
3、有急停、预停两种停止按钮。
4、滑台的进退，夹具的夹紧、松开以及上下料之间都进行互锁保护。
5、绘制电器原理图、选择电器元件、编制元件目录表。
6、绘制总接线图、控制面板布置图与接线图等工艺图样。
7、编制设计使用说明书。
8、设计用户程序，编写设计报告。
二、设计过程（一）、总体方案选择说明1、四工位组合机床四个主轴转动分别用M1~M4电机作为动力源。
2、四个滑台的进退以及夹具、上下料机械手和进料装置有一个液压系统进行控制，只需选用一个液压泵。
而冷却装置单独用一个液压系统进行控制。
3、四个滑台上都设有行程开关，来保证主轴与工件的相对位置的准确性。
4、M1~M4为自动控制连续运转，采用热继电器实现过载保护5、滑台的进退，夹具的夹紧、松开以及上下料之间都进行互锁保护。
四工位专用机床刀具进给机构和工作台转位机构
四工位专用机床工作台转位机构和刀具进给机构设计The Design of Four Station Dedicated Machine ToolFeed Mechanism And Indexing Mechanism学生姓名学号所在学院班级所在专业机械设计制造及其自动化申请学位工程学士指导教师职称副指导教师职称答辩时间2015年 6 月 5 日目录设计总说明IINTRODUCTION II1绪论11.1专用机床的发展与现状11.2研究的目的及其意义22课题内容及其要求32.1设计要求32.2设计相关参数43机构运动循环图的绘制43.1工艺动作分解数据的计算43.2机构运动循环图54机械总体结构的设计64.1系统传动简图64.2原动机的选用64.3减速机构64.4执行部分总体部局75主要零部件的设计计算85.1减速机构设计85.2齿轮的设计：85.2.1齿轮1的设计85.2.2齿轮2设计145.3单销四槽槽轮机构设计215.4凸轮机构的设计225.4.1进给凸轮机构的设计225.5轴的设计计算235.5.1轴Ⅰ的结构设计235.5.2轴Ⅱ的结构设计265.5.3轴Ⅲ的结构设计275.5.4轴Ⅳ的结构设计275.6键联接强度校核285.6.1轴Ⅲ上布置的键联接强度校核285.6.2其余轴上键的强度校核285.7滚动轴承寿命验算29鸣谢30参考文献31设计总说明机床是把毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，因此，又被称作为“工作母机”，是现代工业发展中不可或缺的重要组成部分。
而四工位专用机床由于其结构简单，加工效率较高，操作简便，一次可完成装夹工件、钻孔、扩孔、铰孔、卸载工件的工序。
而本设计是对四工位专用机床的刀具进给机构及工作台转位机构这两大关键机构进行设计。
本设计主要完成以下的具体工作：1、简要的介绍国内外关于四工位机床的研究背景及相关的发展状况，阐述设计目的及意义。
2、对给出的设计要求及参数进行分析，参考相关资料，整理资料，为做好设计做准备。
(完整word版)四工位专用机床运动方案设计
一、设计题目： (2)二、设计条件和要求： (2)1、设计介绍： (2)2、方案设计与选择 (2)3、设计任务与内容 (3)三、原始参考数据 (3)四、机械运动设计方案的拟定 (4)1、圆柱凸轮运动方案 (4)2、齿轮——凸轮运动方案 (5)3、凸轮——连杆运动方案 (6)4、执行机构的选型 (6)5、机械运动方案选择 (8)五、机构的组合方式 (8)六、机械运动循环图 (9)1、运动分析 (9)七、机械运动简图 (9)八、主要零部件尺寸的计算 (10)1、槽轮机构: (10)2、圆柱凸轮的尺寸设计： (11)3、减速器的传动计算： (12)九、课设心得 (13)十、参考文献 (14)一、设计题目：四工位专用机床运动方案设计二、设计条件和要求：1、设计介绍：四工位专用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。
它的执行机构有两个：一是装有四工位工件的回转工作台，二是装有由专用电机带动的三把专用刀具的主轴箱。
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。
很明显，对某一个工件来说要在四次循环后完成装、钻、扩、铰、卸等工序。
但对专户门机床来说，一个循环就有一个工件完成上述全部工序。
图一：四工位专用机床图2、方案设计与选择1）回转台的间歇转动，可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。
2）主轴箱的往复移动，可采用圆柱凸轮机构、移动从动件盘形凸轮机构、凸轮－连杆机构、平面连杆机构等。
3）由生产率可求出一个运动循环所需时间T=48s，刀具匀速送进60mm所需时间t匀=30s，刀具其余移动（包括快速送进60mm，快速返回120mm）共需18s。
回转工作台静止时间为40s，因此足够工件装卸所需时间。
回转工作台作单向间歇运动，每次转过90度。
主轴箱作复移动，在工作行程中有快进和慢进两段，回程具有急回特性。
四工位组合机床(1)
四工位组合机床由四个工作滑台，各带一个加工动力头，组成四个加工工位。
除了四个加工工位外，还有夹具，上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四个部分。
机床的四个加工动力头同时对一个零件的四个端面进行加工。
一次加工完成一个零件。
要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式。
总体的控制流程当按下启动按扭后，上料机械手向前，将零件送到夹具上，夹具加紧零件，同时进料装置进料，之后上料机械手退回原位，进料装置放料，然后四个工作滑台向前，四个加工动力头同时加工（洗端面），加工完成后。
由四工位加所实现的是加工按次序加工。
本次加工按次序分为在一工位装卸、二工位打中心孔、三工位钻孔、四工位加工螺纹。
由此可以得到机床加工流程如下图实际组合机床加工过程，每个动力头加工时都是按照快进-工进-快退过程实现的。
由查阅资料得知动力头加工的进退速由液压缸本身的结构特性所决定的，本组PLC为设计要求的设计任务中没有此方面的要求所以本段加以省略。
确定了组合机床的四个工位加工功能和加工次序以后可以初步设计出整个四工位组合机床的工作流程。
具体过程为：回转工作台上升-在工位一由机械手动作装料-夹具夹紧-回转台回转到工位二下降-工位二打中心孔加工-回转工作台上升回转到工位三下降-工位三钻孔加工-回转工作台上升回转到工位四下降-工位四加工螺纹-夹具松开-卸料机械手卸料。
由上述的加工流程实现零件的不同工位的不同加工。
由题目要求控制系统有连续全自动工作循环、单机半自动循环和手动循环三种工作方式。
手动控制方式主要用于检查和维修。
半自动方式也可以用于维修和单个零件的修复加工。
半自动工作为每按一次启动按钮，回转台工作回转一个工位。
控制工作台的驱动电动机，和四个工位的电动机。
满足工作流程和题目要求，如下图设计流程方案。
四工位专用机床最新更改版
东北石油大学课程设计2016年6月22日设计任务书一、设计题目四工位专用机床二、工作原理及工艺动作过程四工位专用机床是在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、绞孔工作。
它的执行动作有两个：一是装有四工位工件的回转台转动；二是装有由专用电动机带动的三把专用刀具的主轴箱的刀具转动和移动。
三、原始数据及设计要求1）刀具顶端离开工作表面65mm，快速移动送进了60mm后，再匀速送进60 mm （包括5mm刀具切入量、45mm工件孔深、10mm刀具切出量），然后快速返回。
回程和工作行程的平均速度之比K=2。
2）刀具匀速进给速度为2 mm/s，工件装、卸时间不超过10 s。
3）生产率为每小时约75件。
4）执行机构能装入机体内。
目录第1章概述 (3)1.1机械原理课程设计的目的 (3)1.2 机械原理课程设计的任务 (3)1.3 机械原理课程设计的方法 (4)第2章四工位专用机床方案设计 (5)2.1 功能分解 (5)2.2 机构的构型 (6)2.3 方案的评价 (7)2.4 方案的确定 (7)2.5 选定方案的机构运动循环图 (9)第三章执行机构设计 (10)3.1 执行机构的设计 (10)3.2 机构运动分析 (14)第4章原动机选用及传动类型的选择 (16)4.1 原动机的选择 (16)4.2 传动类型的选择 (17)4.3 传动比的分配 (17)总结 (20)心得体会 (21)参考书目 (22)东北石油大学课程设计成绩评价表 (23)第1章概述四工位专用机床是在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔和绞孔工作的专用加工设备，其执行动作主要包括回转台的间歇转动和主轴箱的左右移动，二者相互协作、共同配合完成孔的精确加工。
针对以上功能和运动要求，对四工位专用机床的设计方案作了详细的说明，包括功能分解、运动分析、循环图的拟定、机械运动方案的选择、整体轮廓的大小设计和各机构的尺寸计算。
在运动方案的拟定上，采用形态学矩阵法，从较多选择中选出较优的方案。
工位专用机床设计说明书完整版
工位专用机床设计说明书HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】附件：目录1.设计任务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。
原始数据及设计要求⑴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①所示），然后快速返回。
回程和进程的平均速度之比为K=2。
⑵刀具的匀速给进速度为2mm/s工作装卸时间不超过10s。
⑶机床生产效率每小时约60件。
⑷执行机构及传动机构能装入机体内。
⑸传动系统电机为交流异步电动机，功率，转速960r/min。
图①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。
麻花钻是在实体材料上加工孔的常用刀具，加工精度较低。
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IT10—11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）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、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（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Ⅱ的位置装钻头，Ⅲ的位置装扩孔钻，Ⅳ的位置装铰刀。
四工位_操作使用说明书 V3.0.doc
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3. 烧写器选择 1.标准烧写器 2.中颖烧写器 P3 3.松翰烧写器 旧 4.硕飞 SP8-F 5.义隆烧写器 6.建荣 APPOTECH 旧 7.AT24C64 8.台湾河洛 ALL100 9.台湾凌阳 SunPluS 10.MicroChip-PM3 11.上海山景集成 12.PICKIT3 13.SPI FLASH(SN) 14.松翰烧写器新 15.士兰微烧写器 16.ELAN 烧写器 17.合泰 EW-PLUS 18.合泰 EW-PRO 19.合泰 EW-MSR 20.ELAN 烧写器 21.中颖烧写器 P6 22.建荣一拖四新 23.飞林烧写器 24.现代烧写器 。 。 。 。 4. 卡住料清除
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三级菜单 （表示正常烧写动作） （表示 OK 演示模式） （表示 FAIL 演示模式） （表示恢复出厂参数）
成功有效位：(设置 高/低 有效位) 失败有效位：(设置 高/低 有效位) 结束有效位：(设置 高/低/无 有效位) 开始有效位： 时间参数设置 无料到有料： 压料延时： 针等待吸合： 测针吸延时： 测针放延时： 工位停延时： 下料缓冲延时： 进管口延时： 烧写条件设置 1．单管数量：` 2． ：强制 NG 秒 3．测试工位数：1111 4．声音开关： 5．开始触发长 6. 不良重测数 7. 重测停时间 8. 马达微调步 (出厂值写在控制板侧边) 硬件自检 1．分料口： 2．工位 4： 3．工位 3： 4．工位 2： 5．工位 1： 6．备用口 1： 7．出料口 8：管满判定 1111 从左到右分别对应 工位:#4,#3,#2,#1 (1 表示开,0 表示关)
新疆大学机械原理课程设计《四工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构设计》
机械工程学院机械原理课程设计姓名：麦麦提敏。
图尔荪学号：班级：机械09-2班指导老师：穆塔里夫2012年6月新疆大学《机械原理课程设计》任务书班级: 机械09-2 姓名: 麦麦提敏。
图尔荪课程设计题目: 四工位加工机床的刀具进给系统和工作台转位系统设计课程设计完成内容:设计说明书一份(主要包括:运动方案设计、方案的决策与尺度综合、必要的机构运动分析和相关的机构运动简图)发题日期: 2012 年6 月24 日完成日期: 2012 年7 月2 日指导教师: 穆塔里夫机械原理课程设计说明书一、设计题目：四工位专用机床。
二、四工位专用机床的功能和设计要求：1、功能：所谓四工位即四个工位能够同时做相应的工作，四工位专用机床在小型制造车间里可完成工件的连续生产，提高了生产效率。
在这里，四工位机床要求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，一个工件经过在四个工位上的依次作业，即完成了这个工件的加工，循环进行，加快了工件的生产速度，提高了工件的加工效率。
2、设计要求：1)四工位专用机床中，回转台的旋转运动与刀具的进给运动之间一下要配合后，时间上的要求极其严格。
从而速度要求也要合理。
如果刀具在工件加工时，回转台已开始转动，必发生折刀。
相反，如果刀具尚未到达工件，即工件未加工之前，回转台已开始转动，则刀具来不及对工件进行加工，而且刀具在工件加工时，进给速度，运动方向一定要稳定，不然的话，也极容易出现折刀，毁坏工件之类现象。
2)从执行动作上来分，四工位机床共分为三个执行机构，即回转台的回转运动，主轴箱的水平移动，及刀具的旋转运动。
3)考虑到四工位机床应用于小型制造车间，其特点为简洁易维修使用，拆卸，更换零件方便，故采用了手工安装零件，而不采用机器手来安装，后者一般在大规模生产车间采用，而且后者的安装时间相应来说比手工安装应短许多，但会增加成本，在这里有足够的时间(36s)，可供手工安装零件，故无需用机器手。
四工位专用机床课设
机械工程学院机械原理课程设计说明书设计题目：四工位专用机床设计专业：机械设计制造及其自动化班级： 09机制（1）班姓名：唐希强学号0900110115指导教师：黄美发老师2012年1月12日目录课设题目 2 设计任务和注意事项 5 方案构思和对比 6 机械运动方案设计 8 机械总体结构设计 9 机械传动系统设计 18 课设体会19一．课设题目四工位专用机床专用机床旋转工作台有四个工作位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（如上图所示），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Ⅱ的位置装钻头，Ⅲ的位置装扩孔钻，Ⅳ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，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。
2.系统功能图3原始数据及设计要求1）刀具顶端离开工作表面55mm，快速移动送进50mm后，再匀速送进45mm（包括５mm刀具切入量、45mm工件孔深、10mm 刀具切出量，如右图所示），然后快速返回。
回程和进程的平均速度之比K=2.2。
2）刀具匀速进给速度为2.2mm/s，工件装卸时间不超过8s。
3）机床生产率每小时约70件。
4）执行机构及传动机构能装入机体内。
5）传动系统电机为交流异步电动机，功率5.5Kw，转速1440r/min。
二．设计任务1.按工艺动作过程拟定机构运动循环图2.进行回转台间歇机构，主轴箱刀具移动机构的选型，并进行机械运动方案评价和选择。
3.按选定的电动机和执行机构的运动参数进行机械运动方案的拟定。
4.对传动机构和运动机构进行运动尺寸设计。
5.在1号纸上画出最终方案的机构运动简图。
四工位专用机床课程设计说明书(超详细)
设计任务书设计任务：1 按工艺动作过程拟定机构运动循环图2 进行回转台间歇机构，主轴箱道具移动机构的选型，并进行机械运动方案评价和选择3 按选定的电动机和执行机构的运动参数进行机械传动方案的拟定4 对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计5 在2号图纸上画出最终方案的机构运动简图6 编写设计计算说明书设计要求：1 从刀具顶端离开工件表面65mm位置，快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm （5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量），然后快速返回。
回程和工作行程的速比系数K=2。
2 生产率约每小时60件。
3 刀具匀速进给速度2mm/s，工件装、卸时间不超过10s。
4 执行机构能装入机体内。
机械运动方案设计根据专用机床的工作过程和规律可得其运动循环图如下：钻头头进匀速60°快钻0°240°进钻头快退工作台转动307.4°位销插入定定位销拔出工作台静止凸轮钻397.4°该专用机床要求三个动作的协调运行，即刀架进给、卡盘旋转和卡盘的定位。
其工作过程如下：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接触工件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。
机械总体结构设计一、原动机构：原动机选择Y132S-4异步电动机，电动机额定功率P=5.5KW,满载转速n=1440r/min 。
二、传动机构：传动系统的总传动比为i=n/n 6,其中n 6为圆柱凸轮所在轴的转速，即总传动比为1440/1。
采用涡轮蜗杆减速机构（或外啮合行星减速轮系）减速。
三、执行部分总体部局：执行机构主要有旋转工件卡盘和带钻头的移动刀架两部分，两个运动在工作过程中要保持相当精度的协调。
因此，在执行机构的设计过程中分为，进刀机构设计、卡盘旋转机构和减速机构设计。
而进刀机构设计归结到底主要是圆柱凸轮廓线的设计，卡盘机构运动循环图机床工作运动模型的设计主要是间歇机构的选择。
四工位专用机床的设计
湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院（系、部）第二零一零 --- 二零一一学年第二学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称教授学生姓名专业班级学号题目四工位专用机床的设计成绩起止日期 2011年 7 月 1 日～ 2011 年 7 月 5 日目录清单序号材料名称资料数量备注1 课程设计任务书 12 课程设计说明书 13 课程设计图纸若干张456机械原理课程设计设计说明书四工位专用机床的设计起止日期： 2011 年 7 月 1 日至 2011 年 7 月 5 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2011年 7月1 日目录0.课程设计任务书 (2)1.设计题目 (3)2.工作原理和工艺动作分解 (4)3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (5)4.四工位专用机床的功能分析与设计过程 (5)5.间歇转动机构与刀具移动机构等主要机构选型 (7)6.机构运动方案的评价和选择 (11)7.机械传动系统的速比和变速机构 (13)8.执行机构的尺度综合 (14)9.画机构运动简图 (15)10.参考资料 (16)11.设计总结及感悟 (16)湖南工业大学课程设计任务书2010 —2011 学年第2 学期机械工程学院（系、部）机械大类专业班级课程名称：机械原理课程设计设计题目：四工位专用机床的设计完成期限：自2011 年7 月 1 日至2011 年7 月 5 日共 1 周内容及任务一、设计的任务与主要技术参数四工位专用机床是在四个工位上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、铰空的专用加工设备。
其工艺过程是：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，每一个工件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。
其余设计参数是：1）刀具顶端离开工作表面65mm,快速移动送进60mm，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），然后快速返回。
贵州大学课程设计——四工位钻床设计说明书
课程设计课程名称: 四工位专用机床设计学院：专业：姓名：学号：年级：任课教师：四工位专用机床设计说明书目录第一章：功能原理和设计要求 (3)第二章：原始数据及设计要求 (3)第三章：方案设计提示 (4)第四章：设计任务 (4)第五章：功能分解和运动分析 (5)第六章：四工位加工系统运动方案的构思 (7)第七章：执行部分总体部局 (10)第八章：对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算 (10)第九章：课程设计的感想 (19)参考文献 (20)一、功能要求及工艺动作提示（1）总共能要求：实现对工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔。
（2）工作原理及工艺动作分解提示：四工位专用机床的工作台有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个工作位置(图1)，工位Ⅰ是装卸工件，Ⅱ是钻孔，Ⅲ是扩孔，Ⅳ是铰孔。
主轴箱上装有三把刀具，对应于工位Ⅱ的位置装钻头，Ⅲ的位置装扩孔钻，Ⅳ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，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。
因此，四工位专用机床的执行动作有两个：一是回转台的间歇转动，二是主轴箱的刀具转动和移动。
二、原始数据及设计要求(1) 刀具顶端离开工件表面65mm(图1)，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)K ＝2。
图1 专用机床外形及尺寸(2) 执行机构系统应装入机体内，机床外形尺寸见图1。
三、方案设计提示（1）回转台的间歇转动和主轴箱的刀具往复移动，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。
课程设计---四工位专用机床设计
课程设计---四工位专用机床设计
随着经济的快速发展和科技的不断进步，先进的机床设备成为了一把瑞士军刀，可以用来把工件加工成最精确的形状和尺寸，以满足用户高性能的要求。
而四工位专用机床正是解决当前机床自动化水平落后，效率低下，产品质量参差不齐的问题的重要手段以及极具开发和研究价值的重要项目。
本次课程设计以“四工位专用机床的设计”为主题，主要理论对象是设计四工位专用机床。
在介绍机床的基本状况和工作原理的基础上，全面了解四轴机的结构，根据使用要求完成机床安装结构图，利用SolidWorks软件进行三维设计。
在这一过程中，还需要计算主要零部件材料和重量，以及机床运行时切削长度、速度和功率等参数。
最后，分析对比不同参数机床的性能优劣，设计合理的结构，确定机床的参数和结构数据，使之适应加工要求。
本次课程设计具有理论性和实践性，充分发挥了同学们的动手实践能力和理论知识，较好地解决了机床安装结构的设计，以及适应安装的参数的设定。
但是，由于技术水平、时间有限等原因，我们无法对机床的零部件加工实施大量的计算和测量，使机床完全符合精密加工的要求，缩小尺寸和技术性能得不到保证，机床的制造成本和综合性能达不到理想值。
本次课程设计为广大同学提供了一个有利的设计平台和研究基础，他们可以从全面的技术角度出发，从实践以及研究角度进行发展，帮助同学们深入理解四工位专用机床的设计和制造，使其能够更好地应用于工业生产中。
机械原理四工位专用机床工作原理
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四工位专用机床机械原理课程设计
实用文档目录一．功能分解和运动分析 (2)二．执行机构选型 (4)三．传动机构选型 (5)四．机械整体运动方案的选择 (7)五．机械运动方案简图 (10)六．机械运动方案的计算 (11)七．仿真运动及图表分析 (15)八．课程设计小结 (17)九．参考文献 (18)一、功能分解和运动分析实用文档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:1)安装工作台的间歇转动。
2)安装刀具的主轴箱应按要求进行静止、快进、进给、快退的工艺动作。
3)刀具转动。
画出四工位专用机床的动作要求图。
其中4位置为铰孔位置，1位置为装卸工件，2位置为钻孔位置，3位置为扩孔位置。
如表1所示根据工艺动作推出其工作循环为：表1 四工位专用机床功能图同时得到四工位专用机床的树状功能图（如下图）该专用要求机床要求三个动作的协调运行，即刀架进给、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.运动分析通过合适的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.电动机作为驱动，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回转台上的间歇机构，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90°。
实用文档3.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。
表2四工位专用机床执行机构的运动循环图说明：上图表明了工作台和主轴箱配合运动，主轴箱快速进刀60mm用时2s，匀速进刀60mm用时30s，快速回程120mm用时16s。
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课程设计说明书题目：四工位专用机床院（系）：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：车功才学号：1100110604指导教师：匡兵职称：副教授2013.9.8---2013.9.11目录目录 (I)1 设计任务 (2)（1）工作原理及工艺动作过程 (3)（2）原始数据及设计要求 (3)（3）设计方案提示 (3)（4）设计任务 (3)2 运动方案的拟订 (3)(1)电机型号的选择 (4)(2)运动分析 (4)(3)运动循环图 (4)(4）四工位专用机床的机构选型 (4)1）方案一 (5)槽轮机构和圆柱凸轮机构的组合2）方案二 (6)槽轮机构和盘形凸轮机构的组合3）方案三 (6)不完全齿轮机构与凸轮连杆机构组合(5）方案选择 (6)3 机构尺寸设计 (6)(1)槽轮机构的设计 (7)(2）减速器的传动计算 (8)(3)凸轮的设计 (9)4 凸轮机构运动分析 (14)85参考文献 (15)错误！未定义书签。
1 设计任务（1）工作原理及工艺动作过程四工位专用机床是在四个工位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（如附图3所示）上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作的专用加工设备。
机床的执行动作有两个：一是装有工件的回转工作台的间歇转动；二是装有三把专用刀具的主轴箱的往复移动（刀具的转动由专用电机驱动）。
两个执行动作由同一台电机驱动，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。
附图3 四工位专用机床（2）原始数据及设计要求1）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，如附图4所示），然后快速返回。
回程和进程的平均速度之比K=2。
2）刀具匀速进给速度为2mm/s，工件装卸时间不超过10s。
3）机床生产率每小时约60件。
4）执行机构及传动机构能装入机体内。
5）传动系统电机为交流异步电动机，功率1.5Kw，转速960r/min。
附图4 刀具工作过程（3）设计方案提示1）回转台的间歇转动，可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。
2）主轴箱的往复移动，可采用圆柱凸轮机构、移动从动件盘形凸轮机构、凸轮－连杆机构、平面连杆机构等。
3）由生产率可求出一个运动循环所需时间T=60s，刀具匀速送进60mm所需时间t匀=30s，刀具其余移动（包括快速送进60mm，快速返回120mm）共需30s。
回转工作台静止时间为40s，因此足够工件装卸所需时间。
（4）设计任务1）按工艺动作过程拟定运动循环图。
2）进行回转台间歇转动机构、主轴箱刀具移动机构的选型。
并进行机械运动方案的评价和选择。
3）根据电机参数和执行机构运动参数进行传动方案的拟订。
4）画出机械运动方案图。
（A1）5）机械传动系统和执行机构的尺度计算。
1）编写设计说明书。
（用A4纸张，封面用标准格式）2 运动方案的拟订(1)电机型号的选择根据任务书应选用功率为1.5Kw，转速为960r\min的交流异步电机，但是没有完全符合该要求的电机，我查看了网上资料和Y系列电机常用型号对照表对于电机的选择，主要的参考指标有以下几点：1）原动机的启动、过载、运转平稳性、调速和控制等方面是否满足要求；2）工作环境的影响；3）工作是否可靠，操作是否简易，维修是否方便；4）额定功率是否满足负载需要；5）工作是否可靠，操作是否简易，维修是否方便经过比较最后我选用了型号为Y100L---6(2)运动分析间歇机构0-90度90-180度180-270度270-360度主轴箱一次工作循环一次工作循环一次工作循环一次工作循环注：一次工作循环包括快进、刀具匀速送进和快退（3）运动循环图对于四工位专用机床，其运动循环图主要是确定回转台的间歇转动机构和主轴箱进、退刀的控制机构的先后动作顺序，用以协调各执行构件的动作关系。
时间（秒）0-15 15-30 30-45 45-60间歇机构运动情况匀速旋转90度静止主轴箱运动情况快进60mm 匀速进给60mm 快退120mm （4）四工位专用机床的机构选型功能执行构件工艺动作执行机构转位间歇转动机构单向停歇转动棘轮机构槽轮机构不完全齿轮机构凸轮式间歇运动机构进给主轴箱直线往复运动圆柱凸轮机构移动从动件盘形凸轮机构凸轮—连杆机构平面连杆机构根据组合的方法，现列出如下三种方案：2）方案一槽轮机构和圆柱凸轮机构的组合方案一中，电动机作为驱动机构，将动能传递给带轮，通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构。
一路通过齿轮传动将扭矩传递给槽轮机构，使工作台作间歇转动；另一路通过行星轮系减速后将扭矩传递给移动推杆圆柱凸轮机构，使主轴箱完成进，退刀的动作。
两路传动机构相互配合、相互合作，共同完成额定的加工功能和加工任务。
2）方案二槽轮机构和盘形凸轮机构的组合方案二中，电动机作为驱动机构，将动能传递给带轮，通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构。
一路通过齿轮传动将扭矩传递给槽轮机构，使工作台作间歇转动；另一路通过行星轮系减速后将扭矩传递给盘形凸轮机构，使主轴箱完成进，退刀的动作。
两路传动机构相互配合、相互合作，共同完成额定的加工功能和加工任务。
3）方案三不完全齿轮机构与凸轮连杆机构组合方案中三，电动机作为驱动机构，将动能传递给带轮，通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构。
一路通过齿轮传动将扭矩传递给不完全齿轮机构，使工作台作间歇转动；另一路通过行星轮系减速后将扭矩传递给摆动推杆盘形凸轮与摆杆滑块机构，使主轴箱完成进，退刀的动作。
两路传动机构相互配合、相互合作，共同完成额定的加工功能和加工任务。
(5）方案选择回转台间歇运动机构：选为槽轮机构，因为槽轮机构结构简单，传动平稳，间歇过程位置锁定。
主轴箱往复机构机构：方案一属于圆柱凸轮机构──属空间凸轮机构，其特点是凸轮与从动件之间的相对运动为空间运动，适用于从动件的运动平面与凸轮回转轴线平行的场合。
缺点是不宜用于从动件摆角较大的场合，且结构和凸轮轮廓曲线的设计较平面凸轮机构复杂，易磨损，凸轮加工困难。
但是造价低。
方案二盘形凸轮机构──均属于平面凸轮机构，其特点是凸轮与从动件之间的相对运动为平面运动，凸轮轮廓曲线的设计较空间凸轮机构简单。
当主动凸轮作定轴转动时，采用盘形凸轮机构。
方案三不完全齿轮-齿条机构，进给精度高，寿命长，但造价高。
通过上面的对比后，我决定采用方案二，同时可以把行星轮的位置做一些优化。
（如下图所示）3 机构尺寸设计(1)槽轮机构的设计槽轮机构的优点是结构简单，制造容易，工作可靠，能准确控制转角，机械效率高。
缺点主要是其在启动和停止时加速度变化大、有冲击，不适合用于高速传动。
结合槽轮自身的特点和本课题的设计需求，得出如下参数。
1）槽数z 按工位要求选定为42）中心距a 按结构情况确定a=150mm3）圆销半径r 按结构情况确定r=15mm4）槽轮每次转位时主动件的转角2α=180°*(1-2/z)=90°5）槽间角2β=360/Z=90°6）主动件到圆销中心半径R1=a sinβ=75√2=106mm7）R1与a的比值λ=R1/a=sinβ=√2/28）槽轮外圆半径R2=√(a cosβ²+r²)=107mm9）槽轮槽深h≧α(λ+cosβ-1)+r=77.1mm取h= 80mm10）运动系数k=(z-2)/(2z) =0.25 ( n= 1,)根据上述得出下图(2）减速器的传动计算根据选定的驱动电机的转速和四工位专用机床的生产能力，可知其机械传动系统的参数如下：总传动比k=940/(60/60)=940槽轮的转速n=60/60=1r/min行星轮简图如下：拟定Z1=25, Z2=26, Z2'=25,Z3=24,模数M均为6.i（H/31）=（ω1-ωH）/(ω3-ωH)=(ω1-ωH)/(-ωH)=(Z2*Z3)/(Z1*Z2')=624/625 可以得到i（H1）=625然后在用蜗杆将传动传给齿轮，可以算得后面两个齿轮传动比为940/625=1.5即可。
此时令Z4=30, Z5=20便可。
此时齿轮啮合的最大中心距ɑ=（M/2）*（25+26）=306mm 机构的最大尺寸为2*306=612mm。
完全符合尺寸要求。
(3)凸轮的设计我使用了soildwork软件中的插件Toolbox生成了对应的凸轮机构生成了如下图的凸轮机构然后导出得到CAD图4 凸轮机构运动分析5 设计小结刚开始弄课设的时候那真是无从下手，后来一步一步摸索着，遇到问题就查书或者上网找资料，虽然大一的时候有学过CAD，但是由于后来没怎么用过，所以忘得七七八八了。
这次的课设让我进一步掌握CAD软件，在画齿轮的时候也有自己去学了一点solidwork软件。
在这里首先感谢匡老师的严格要求和悉心指导，由于我是参加完电赛后做的课设，时间比较紧，所以此设计存在诸多不足之处，有些地方考虑不够周到，这些问题都有待进一步解决，希望给予老师指正和修改意见。
网络资源/p-338930757.html/course/mechdesign/netcourse/zn080100.htm参考文献【1】裘建新主编《机械原理课程设计指导书》2005.4 高等教育出版社【2】陈作模等主编《机械原理》2006.5 高等教育出版社。