四工位专用机床的刀具进给和工作台转位机构课程设计设计-10957546
四工位专业机床课程设计
四工位专业机床课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握四工位专业机床的基本结构、功能及操作流程。
2. 学生能够理解机床坐标系、工件坐标系及编程中的坐标变换原理。
3. 学生能够运用所学知识，对中等复杂程度的零件进行加工工艺分析及编程。
技能目标：1. 学生能够熟练操作四工位专业机床，完成铣削、钻削等基本加工任务。
2. 学生能够运用CAD/CAM软件进行零件造型、加工路径规划及生成加工程序。
3. 学生能够根据实际加工要求，合理选择切削参数，提高加工效率及质量。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械加工行业的兴趣和热爱，激发他们投身制造业的积极性。
2. 培养学生严谨、细致的工作态度，提高他们在实际工作中解决问题的能力。
3. 培养学生的团队协作意识，使他们能够在实际工作中与同事密切配合，共同完成任务。
本课程针对中职或高职学生，结合四工位专业机床的实际情况，注重理论联系实际，提高学生的实际操作能力和工艺分析能力。
课程目标旨在帮助学生掌握机床操作、加工工艺及编程等方面的知识，为将来从事机械加工行业工作打下坚实基础。
同时，注重培养学生的情感态度和价值观，使他们成为具有较高职业素养的技能型人才。
1. 四工位专业机床结构及功能：介绍机床的组成、各部件的功能及作用，以教材第3章为基础，重点讲解主轴、进给系统、冷却系统等关键部分。
2. 坐标系及坐标变换：以教材第4章为参考，讲解机床坐标系、工件坐标系的建立及编程中的坐标变换方法。
3. 零件加工工艺分析：结合教材第5章，分析铣削、钻削等加工工艺，教授学生如何根据零件图纸制定合理的加工方案。
4. CAD/CAM软件应用：以教材第6章为例，教授学生使用CAD/CAM软件进行零件造型、加工路径规划及生成加工程序。
5. 切削参数的选择：参考教材第7章，讲解切削速度、进给量、切削深度等参数对加工效率和质量的影响，教授学生如何合理选择切削参数。
6. 实践操作：安排教材第8章内容，指导学生进行四工位专业机床的操作，完成铣削、钻削等基本加工任务。
课程设计---四工位机床
课程设计---四工位机床
四工位机床机床是一种常见的大型数控机床，它将加工、测量、工具改造和采样等工
作集中到一台机床上，能够实现多个加工程序的完整、可靠的加工作业。
经过几十年的发展，四工位机床已广泛应用于多种行业，例如汽车行业、电子行业、航空航天行业等，是
高精度制造业的重要组成部分。
四工位机床是一种多功能加工中心，它拥有4个工作站，每个工作站都集成了不同的
功能单元，可以完成各种复杂的加工作业，充分减少加工时间和生产成本。
同时，四工位
机床还可以通过机器人完成辅助加工，如自动换刀、自动补料、机器人搬运等。
由于四工位机床拥有四个工作站，所以管理与保养相对较为复杂，要求使用者具备较
强的实际工作能力和技术能力，以便更好地操作和维护四工位机床。
而且，四工位机床还
应具备一定的安全措施，帮助操作者有效防止和缓解可能发生的危险和事故。
四工位机床在工作时应注意一定的安全比例，操作者必须具备基本的安全知识，避免
不安全操作，及时发现和消除机床的潜在的安全隐患。
另外，四工位机床的操作者应定期
接受安全培训，以提高自身的安全技能，为更好地操作和保养四工位机床提供有效的参考。
四工位加工机床课程设计
四工位加工机床课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握四工位加工机床的基本结构及其工作原理；2. 学生能够了解并描述四工位加工机床的常见加工工艺流程；3. 学生能够掌握四工位加工机床的安全操作规程和相关术语。
技能目标：1. 学生能够独立操作四工位加工机床完成指定零件的加工；2. 学生能够运用CAD/CAM软件进行四工位加工机床的编程；3. 学生能够解决四工位加工机床操作过程中遇到的一般性问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱机械加工专业，增强其对制造业的认识和兴趣；2. 培养学生具有良好的团队合作精神，遵守加工机床操作规程，养成良好的安全生产意识；3. 培养学生勇于创新，善于思考，具备解决实际问题的自信心。
课程性质：本课程为机械加工专业课程，以实践操作为主，理论联系实际。
学生特点：学生具备一定的机械加工基础知识，动手能力较强，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：教师需结合学生特点，采用讲解与实践相结合的教学方法，充分调动学生的学习积极性，注重培养其操作技能和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生相互交流与合作，确保课程目标的实现。
通过本课程的学习，使学生具备四工位加工机床操作所需的基本知识和技能，为未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 四工位加工机床概述：介绍四工位加工机床的发展历程、分类及其在制造业中的应用。
教材章节：《机械加工机床》第二章第一节。
2. 四工位加工机床的结构与原理：详细讲解四工位加工机床的各个组成部分及其工作原理。
教材章节：《机械加工机床》第二章第二节。
3. 四工位加工机床的加工工艺：分析四工位加工机床的加工工艺流程、参数设置及优化。
教材章节：《机械加工机床》第二章第三节。
4. 四工位加工机床操作与编程：讲解四工位加工机床的安全操作规程、编程方法及注意事项。
教材章节：《机械加工机床》第二章第四节。
5. 四工位加工机床维护与故障排除：介绍四工位加工机床的日常维护保养方法及常见故障的排除方法。
四工位
题目二：设计四工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构。
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。
设计参数为：（1）刀具顶端离开工件表面65mm，快速移动送进60mm接近工件后，等速送进55mm（前5mm为刀具接近工件时的切入量，工件孔深40mm，后10mm为刀具的切出量），然后快速返回，行程速比系数K＝2。
（2）刀具等速进给速度为2mm/s，工件装卸时间不超过10s。
（3）生产率为每小时60件。
（4）机构系统应装入机体内，机床外形尺寸如图所示。
具体要求：1.确定机构运动方案－每组提出三个方案，并画在说明书中。
2.针对最优方案，绘制机构运动简图（A3图纸上）。
3.绘制机构运动循环图（A3图纸上）。
4.图解法（连杆机构）或解析法（凸轮机构）设计所选方案中其中一个机构（四工位专用机床设计刀具进给机构），要求具体的结构尺寸，对方案中其它机构只需要能求出传动比及总体安装尺寸即可。
5.就上述机构用解析法进行运动分析（要求上机调试，对结果进行分析，并打印出程序及结果）。
6.编写设计计算说明书。
四工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构设计
四工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构设计刀具进给机构主要负责将切削刃具准确地进给到工件的加工点上。
该机构需要具备以下特点：1.精确的进给控制：刀具进给机构需要能够精确地控制刀具的进给速度和进给量。
可以采用伺服电机与编码器相结合的方式，通过闭环控制实现精确的进给控制。
2.切削力的平衡：刀具进给机构需要能够平衡切削力，保持稳定的切削过程。
可以采用液压缸或气缸来提供切削力的平衡，同时可以根据加工工件的不同需求进行切削力的调节。
3.刀具夹持和切削深度调节：刀具进给机构需要能够可靠地夹持刀具，并且可以根据加工的需要进行切削深度的调节。
可以采用夹具夹持和螺母调整的方式，实现刀具的夹持和切削深度的调节。
4.快速进给和快速退刀：为了提高加工效率，刀具进给机构需要具备快速进给和快速退刀的功能。
可以采用伺服电机和滚珠丝杠等结构，实现快速的刀具进给和退刀。
工作台转位机构主要负责将工件从一个工作位转移到另一个工作位上。
该机构需要具备以下特点：1.稳定的转位控制：工作台转位机构需要能够稳定地控制工作台的转位动作。
可以采用伺服电机和行星齿轮等结构，实现稳定的转位控制。
2.高精度的定位：工作台转位机构需要能够精确地将工作台定位到目标位置。
可以采用编码器和位置传感器等装置，通过闭环控制实现高精度的定位。
3.快速转位：为了提高加工效率，工作台转位机构需要具备快速转位的功能。
可以采用伺服电机和行星齿轮等结构，实现快速转位。
4.可靠的固定装置：工作台转位机构需要具备可靠的固定装置，以确保工作台在转位过程中的稳定性和安全性。
可以采用气囊、液压装置或机械锁定装置等方式，实现可靠的固定。
综上所述，四工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构需要具备精确的进给控制、平衡的切削力、可靠的刀具夹持和切削深度调节、快速进给和退刀等特点。
同时，工作台转位机构需要具备稳定的转位控制、高精度的定位、快速转位和可靠的固定装置等特点。
通过合理的设计和优化，可以提高四工位专用机床的加工效率和精确度。
四工位机床课程设计
四工位机床 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握四工位机床的基本结构、工作原理及功能；2. 了解四工位机床在制造业中的应用，以及其在现代工业生产中的重要性；3. 掌握四工位机床的操作步骤、编程方法及相关注意事项。
技能目标：1. 培养学生运用四工位机床进行加工的动手操作能力，提高其操作熟练度和准确性；2. 培养学生编制四工位机床加工程序的能力，使其能够根据实际需求设计合理的加工方案；3. 培养学生运用四工位机床解决实际问题的能力，提高其创新意识和实践能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对制造业的兴趣，培养其热爱机械、追求技术进步的情感态度；2. 培养学生具备安全生产意识，使其认识到遵守操作规程、确保生产安全的重要性；3. 引导学生树立团队协作意识，培养其在实际工作中沟通、协调、合作的能力。
课程性质分析：本课程属于机械加工领域，具有较强的实践性和应用性。
结合学生特点，注重理论知识与实践操作的相结合，以培养学生的实际操作能力和解决问题能力为核心。
学生特点分析：学生为高年级学生，具有一定的机械基础知识、动手能力和自主学习能力。
在此基础上，通过本课程的学习，使其能够更好地掌握四工位机床的操作与应用。
教学要求：1. 理论教学与实践教学相结合，注重学生的实际操作训练；2. 教师引导学生积极参与课堂讨论，培养学生的思维能力和创新意识；3. 强化安全意识教育，确保学生在操作过程中的人身安全和设备安全；4. 注重课后评估，及时了解学生的学习进度和成果，调整教学方法和策略。
二、教学内容1. 四工位机床概述- 机床基本结构- 工作原理与功能- 四工位机床在制造业中的应用2. 四工位机床操作与编程- 操作步骤与方法- 编程基本原理- 编程实例分析3. 四工位机床加工工艺- 加工工艺参数选择- 刀具选择与使用- 工件装夹与定位4. 四工位机床安全与维护- 安全操作规程- 常见故障分析与排除- 机床日常维护与保养5. 实践操作环节- 四工位机床操作训练- 编程与加工实践- 综合加工案例分析与操作教学内容安排与进度：第一周：四工位机床概述第二周：四工位机床操作与编程第三周：四工位机床加工工艺第四周：四工位机床安全与维护第五周：实践操作环节（一）第六周：实践操作环节（二）第七周：综合加工案例分析与操作教材章节及内容：第一章：机床概述第二章：机床操作与编程第三章：加工工艺第四章：机床安全与维护第五章：实践操作案例教学内容科学性和系统性：确保教学内容与课程目标紧密结合，遵循由浅入深、循序渐进的原则，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
四工位专用机床课程设计
一，功能原理和设计要求 1.工作原理
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，它执行动作 有 两个：一时装有四工位工件的回转台转动；二十装有由专用电动机丹东的三把专用刀具的主轴箱的 刀具 的转动和移动。
2.设计要求 1 顶端离开工件表面 65mm,快速移动送进了 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），然后快速返回，回程和工作行程的平均速度只比 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 生产率为每小时约 75 件。
4 执行机构系统应装入机体内。
二．功能分解和运动分析
1.功能分解 通过对工作原理和设计要求的分析可知，四工位专用机床的回转台与主轴箱的功能分为一下几
方案一:槽轮机构。如图 3—1 所示槽轮机构的结构简单外形尺寸小，机械效率高，并能较平稳的，间 歇的进行转位。但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不高的场合。
方案二：不完全齿轮机构。如图 3—2 所示，它室友齿轮机构演变而得到的一种间歇欲动机构。即在主动 轮上制作出一部分齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上做出与主动轮轮齿相啮合的轮齿 。 当从动轮做连续回转运动时，从东轮做间歇回转运动。不完全齿轮的结构简单，制造容易，工作可靠 ， 设计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化。其缺点是有较大冲击，故质疑与 低速， 轻载场合。
功能元解（匹配机构）
回转台间歇运动机构 主轴箱刀具移动机构 传动机构
1
槽轮机构 凹槽圆柱凸轮机构 定轴轮系减速器
2
3
不完全齿轮机构 盘装凸轮机构 外啮合行星齿轮减速器
棘轮机构 凸轮连杆机构
课程设计--四工位加工系统的刀具进给机构和工作台转位机构设计
设计题目四工位加工系统的刀具进给机构和工作台转位机构设计设计任务四工位加工系统由安装工件的回转工作台和装有刀具的主轴箱及回转部分组成。
工作台有四个工位，能绕自身回转轴线作间歇转动。
主轴箱上有三把刀具。
刀具的旋转运动由主轴箱系统提供，主轴箱能实现静止、快进、进给、快退的工艺运动。
主轴箱完成一次静止、快进、进给、快退的循环运动，在四个工位上分别完成相应的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作，在刀具退出工件期间，工作台完成一次回转90度的转动。
依次循环四次，一个工件就完成了装、钻、扩、铰等工序。
原始数据和设计要求1、刀具顶端离开工件表面65mm开始动作，快速移动60mm距工件5mm时匀速送进60mm，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。
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74件。
4、四工位加工系统外形长*宽*高为1500*1200*1000对原始数据进行分析要求工作台可以间歇转动。
可以采用槽轮机构、不完全齿轮机构、曲柄摇杆棘轮机构、蜗杆凸轮间歇机构、圆柱凸轮间歇机构等。
要求主轴箱的静止、快进、进给、快退运动采用移动推杆圆柱凸轮机构、移动推杆盘型凸轮机构、摆动盘型凸轮与摇杆滑块机构、曲柄滑块机构、带滑块的六杆机构等。
传动部分的二级减速可采用带、链、蜗杆、齿轮、行星和摆线针轮传动等。
根据机床的工作过程和规律可得期运动规律图如下：机械总体机构设计一、原动机选择Y801-2异步电动机。
电机额定功率P=0.75W，满载转速n=2825r/min。
二、传动机构：传动系统的总传动比为i=n/n1。
其中n1为盘型凸轮所在轴的转速，即总传动比为2260。
采用外行星减速轮系减速。
三、执行部分总体布局：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药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。
四工位专用机床课程设计
四工位专用机床课程设计一、引言四工位专用机床是一种高效率、高精度的机床，广泛应用于汽车、航空、船舶等行业。
本文将介绍四工位专用机床的课程设计，包括设计背景、设计目标、设计内容和实施步骤等方面。
二、设计背景随着制造业的发展，对机床的要求越来越高。
传统的单工位机床已经不能满足生产需求，需要多工位机床来提高生产效率。
四工位专用机床是一种常见的多工位机床，具有高效率、高精度等优点，在生产中被广泛应用。
三、设计目标本次课程设计旨在培养学生掌握四工位专用机床的基本原理和操作技能，提高学生对制造业发展趋势的了解和应对能力。
四、设计内容1. 课程设置本次课程设置为理论教学和实践操作相结合。
理论教学主要包括四工位专用机床的结构原理、操作流程和维护保养等方面；实践操作主要包括使用四工位专用机床进行零件加工和调试等方面。
2. 实践操作实践操作分为两个阶段：零件加工和调试。
零件加工阶段主要包括对给定图纸进行加工，包括车削、铣削、钻孔等操作；调试阶段主要包括对机床进行调试，包括刀具调整、夹具调整等操作。
3. 实验报告学生需要完成实验报告，包括课程设计的目的、原理和实验过程等方面。
五、实施步骤1. 确定课程设计计划，包括理论教学和实践操作的时间安排。
2. 准备四工位专用机床和相关工具材料。
3. 进行理论教学，讲解四工位专用机床的结构原理、操作流程和维护保养等方面。
4. 进行实践操作，分别进行零件加工和调试两个阶段。
5. 学生完成实验报告并提交。
六、总结通过本次课程设计，学生能够掌握四工位专用机床的基本原理和操作技能，并了解制造业发展趋势。
同时，本次课程设计也为学生提供了一个锻炼自己动手能力和团队协作能力的机会。
专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构设计
Байду номын сангаас
专用机床的定义和特点
总结词
专用机床广泛应用于汽车、航空、能源、电子、医疗器械等众多领域。
详细描述
专用机床因其高精度和高效率的特点，被广泛应用于汽车、航空、能源、电子、医疗器械等众多领域。在汽车行业中，专用机床用于加工发动机缸体、变速器齿轮等关键零部件；在航空领域，专用机床用于加工飞机结构件和发动机零件；在能源领域，专用机床用于加工核反应堆和风力发电设备的核心部件；在电子行业，专用机床用于加工微型电子元件和精密模具；在医疗器械领域，专用机床用于加工人工关节、牙科种植体等医疗器件。
01
利用有限元分析等方法，对机床的强度和刚度进行详细分析，确保满足使用要求。
02
对关键部件进行强度和刚度校核，确保其在各种工况下的安全性和可靠性。
专用机床的强度和刚度分析
专用机床的性能分析和优化
05
对专用机床的运动学特性进行分析，包括运动轨迹、速度和加速度等，以确定机床的动态性能和精度。
根据运动学分析结果，对机床的结构和布局进行优化，以提高其运动性能和加工精度。
专用机床的总体布局
选择合适的传动方式，如机械传动、液压传动或电气传动，以满足加工要求和提高机床性能。
根据机床总体布局，设计合理的支撑结构，确保机床的稳定性和刚度。
优化设计关键部件，如主轴箱、导轨、丝杠等，以提高机床的加工精度和使用寿命。
专用机床的结构设计
03
根据分析结果，对机床结构进行优化，提高其动态特性和热稳定性。
改进建议
根据性能优化结果，提出针对性的改进建议，包括材料选择、热处理工艺和装配精度等，以完善机床的整体性能。
THANKS
感谢观看
校核和优化设计
工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构设计
通过建立刀具进给机构和工作台转位机构的动力学模型，分析机构的受力情况，找出机构的薄弱环节，并进行优 化。例如，通过改变机构的重量分布、增加阻尼等方式，降低机构的振动和不稳定因素，提高机构的动态性能和 加工精度。
05
结论与展望
设计总结
刀具进给机构设计
本次设计的刀具进给机构采用了滚珠丝杠传动，具有高精度、高效率、长寿命等优点，能 够满足工位专用机床的高效加工需求。同时，通过优化设计，实现了快速装夹和调整，提 高了加工效率和加工质量。
高。
齿轮齿条型
利用齿轮齿条的啮合传动实现刀具 进给，具有结构简单、制造成本低、 传动效率高的特点，但精度和稳定 性相对较低。
气动型
利用气压差实现刀具进给，具有响 应速度快、动作灵敏的特点，但需 要配置气源，且对环境温度和湿度 要求较高。
刀具进给机构设计要点
确定合适的进给速度和加速度
选择合适的传动元件
根据加工需求和工件材料特性，选择合适 的进给速度和加速度，以保证加工质量和 效率。
根据机构类型和加工要求，选择合适的传 动元件，如滚珠丝杠、齿轮齿条等，以确 保机构性能稳定可靠。
考虑热变形和动态特性
进行强度和刚度校核
在设计中应充分考虑热变形和动态特性对 机构性能的影响，采取相应的措施进行补 偿和优化。
04
机构设计优化方案
机构材料选择
总结词
材料选择是机构设计的基础，直接影响到机构的整体性能和 寿命。
详细描述
在选择材料时，需要考虑其力学性能、耐磨性、耐腐蚀性以 及成本等因素。对于刀具进给机构和工作台转位机构，通常 选用高强度、耐磨的合金钢或不锈钢，以确保机构的稳定性 和使用寿命。
机构运动学优化
02
四工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构设计
四工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构设计四工位专用机床是一种多功能的机械设备，在工业生产中广泛应用。
它不仅可以完成常规的车削和铣削工作，还可以根据需求进行钻孔、攻丝和切槽等加工操作。
在四工位专用机床中，刀具进给机构和工作台转位机构的设计起着重要作用，它们直接影响到机床的功能和性能。
刀具进给机构是指控制刀具在工件上进行进给和退刀的机构。
在设计刀具进给机构时，需要考虑以下几个关键因素。
首先，刀具进给机构需要具备稳定的进给速度和变速范围。
刀具进给速度的稳定性对加工质量有着重要影响，因此需要选择合适的进给传动结构和电机。
同时，机床应具备多档变速装置，以满足不同加工要求的进给速度。
其次，刀具进给机构需要具备精确的进给精度和重复定位精度。
进给精度是指刀具在进给方向上的移动距离与理论值之间的差异，重复定位精度是指刀具在多次工作中保持相同位置的能力。
为了提高进给精度和重复定位精度，可以采用高精度的进给传动装置，并增加反馈控制系统。
再次，刀具进给机构需要具备快速高效的进给方式。
对于大型机床和高速加工要求较高的工件，快速进给方式可以提高生产效率。
可以采用快速进给传动装置和辅助进给机构，如液压系统和气动系统，来实现快速进给。
最后，刀具进给机构需要具备良好的控制性能。
传统的刀具进给机构通常使用伺服电机和位置控制系统进行控制。
根据需求，可以采用闭环控制或开环控制，以实现精确的刀具进给。
工作台转位机构是指控制工件在机床上进行旋转和定位的机构。
在设计工作台转位机构时，需要考虑以下几个关键因素。
首先，工作台转位机构需要具备稳定的旋转运动和变速范围。
工作台的旋转运动对加工精度和表面质量有着重要影响，因此需要选择合适的转位传动装置和电机。
同时，机床应具备多档变速装置，以满足不同加工要求的旋转速度。
其次，工作台转位机构需要具备精确的定位精度和重复定位精度。
定位精度是指工作台旋转到目标位置时的偏差，重复定位精度是指多次旋转到相同位置的能力。
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。
4工位专用机床课程设计
4工位专用机床课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握4工位专用机床的基本原理、结构特点及其应用。
通过本课程的学习，学生应能：1.描述4工位专用机床的工作原理、结构组成及其功能。
2.分析并解释4工位专用机床在现代制造业中的应用。
3.运用所学知识，对4工位专用机床进行简单的操作和维护。
4.能够查阅相关资料，了解4工位专用机床的最新发展动态。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.4工位专用机床的概述：介绍4工位专用机床的概念、分类、特点及应用领域。
2.4工位专用机床的结构：详细讲解4工位专用机床的各个组成部分，包括主轴、刀架、工作台等。
3.4工位专用机床的工作原理：阐述4工位专用机床的工作原理及其在工作过程中的作用。
4.4工位专用机床的操作与维护：介绍4工位专用机床的操作步骤、注意事项以及维护方法。
5.4工位专用机床的应用案例：分析4工位专用机床在实际生产中的应用案例，让学生更好地理解其作用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过讲解4工位专用机床的基本原理、结构特点及应用，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际应用案例，让学生更好地理解4工位专用机床在生产中的作用。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自操作4工位专用机床，提高实际操作能力。
4.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得，互相促进。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的知识体系。
2.参考书：提供相关的参考书籍，便于学生查阅资料，拓展视野。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性。
4.实验设备：保证实验室设备齐全，为学生提供充足的实践操作机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，每个部分所占比例分别为40%、30%和30%。
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。
四工位专用机床课程设计
四工位专用机床课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握四工位专用机床的基本结构及其功能。
2. 学生能够描述四工位专用机床的工作原理和加工流程。
3. 学生能够掌握四工位专用机床的操作步骤和安全规范。
技能目标：1. 学生能够运用CAD/CAM软件设计出符合四工位专用机床加工要求的产品零件。
2. 学生能够独立进行四工位专用机床的操作，完成零件的加工。
3. 学生能够分析并解决在四工位专用机床操作过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械加工行业的热爱和责任感，增强对我国制造业的自豪感。
2. 学生树立安全意识，养成良好的操作习惯，尊重生产实践。
3. 学生学会团队合作，培养沟通能力和解决问题的能力。
课程性质：本课程为机械加工专业课，旨在帮助学生掌握四工位专用机床的操作和应用。
学生特点：学生为中职二年级，具备一定的机械加工基础，动手能力强，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：课程注重实践操作，结合理论知识，提高学生的综合运用能力。
将目标分解为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 四工位专用机床概述- 机床基本结构及功能- 机床工作原理及加工范围2. 机床操作与编程- 操作步骤及安全规范- 编程基本指令与操作- CAD/CAM软件在四工位专用机床中的应用3. 零件加工实践- 零件图纸分析- 刀具选择与装夹- 加工参数设定- 零件加工过程监控与调整4. 常见问题分析与解决- 机床故障诊断与排除- 加工误差分析与纠正- 提高加工效率的方法与技巧5. 综合实训与考核- 团队合作完成零件加工任务- 操作技能与理论知识综合运用- 实训成果展示与评价教学内容安排与进度：第一周：四工位专用机床概述第二周：机床操作与编程第三周：零件加工实践第四周：常见问题分析与解决第五周：综合实训与考核教材章节及内容关联：《机械加工技术》第四章：机床及其应用《机械加工编程与操作》第三章：CAD/CAM软件应用《机械加工实训指导书》相关章节：机床操作与零件加工实践教学内容确保科学性和系统性，注重理论与实践相结合，提高学生的操作技能和解决问题的能力。
4工位专业机床课程设计
4工位专业机床课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握4工位专业机床的基本结构及其功能。
2. 学生能掌握机床操作的基本流程，包括机床准备、装夹、对刀和加工等环节。
3. 学生能掌握机床编程的基本知识，能够编写简单的4工位机床加工程序。
技能目标：1. 学生能够独立进行4工位专业机床的操作，包括装夹工件、调整刀具和执行加工程序。
2. 学生能够运用所学知识解决机床加工过程中出现的简单问题。
3. 学生通过实践操作，提高空间想象能力和动手能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械加工行业的兴趣，提高其职业认识和专业认同感。
2. 培养学生严谨的工作态度和良好的团队协作精神，使其具备一定的职业素养。
3. 引导学生认识到机械加工在国民经济发展中的重要作用，激发学生的社会责任感和使命感。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
通过本课程的学习，使学生不仅掌握专业知识，还提高实践操作能力，培养良好的职业素养和价值观。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 4工位专业机床基本结构及功能- 机床总体布局与组成部分- 各部件的结构特点及功能- 常见机床类型及适用范围2. 机床操作基本流程- 机床准备：包括机床检查、工具准备等- 装夹工件：掌握各种装夹方式及注意事项- 对刀操作：学会对刀方法，确保加工精度- 加工执行：按照程序进行机床操作，完成加工任务3. 机床编程基本知识- 编程语言及指令系统- 编程方法及步骤- 简单加工程序编写实例教学内容安排和进度如下：第1课时：4工位专业机床基本结构及功能第2课时：机床操作基本流程（1）：机床准备与装夹工件第3课时：机床操作基本流程（2）：对刀操作与加工执行第4课时：机床编程基本知识教学内容与课本紧密关联，涵盖机床操作与编程的基本知识，保证教学内容的科学性和系统性。
通过本章节学习，使学生能够掌握机床操作和编程的基本技能，为实际工作中的应用打下坚实基础。
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：403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。
四工位专用机床的刀具进给和工作台转位机构课程设计设计
机械原理课程设计设计计算说明书四工位专用机床的刀具进给和工作台转位机构设计院系班级姓名2007年 2月 2日前言四工位专用机床是在四个工作位上分别完成相应的装卸工件，钻孔，扩孔和铰孔的工作。
它的工艺动作主要是：（1）装有四个工位的回转台转动；（2）装有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。
该机床的工艺动作如下图所示，刀具先以较大的速度接近工件，然后以均匀的速度进行钻孔，扩孔和铰孔的工作，最后快速返回。
刀具退出后，回转台旋转90度，完成一个工作循环。
目录设计任务书 (1)机械运动方案设计 (2)机械总体结构设计 (3)机械传动系统设计 (5)主要零部件的设计计算 (7)执行机构和传动部件的结构设计 (14)最终设计方案和机构简介 (18)参考资料 (20)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：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：机床工作运动模型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。
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3 0+x=2y (1)
30+x+y=60 (2)
(1)(2)两个方程联立可以得出，x=lOs ， y=20s
因此可以得出如下图所示的刀架运动规律图：
■iT_一 匀速 ·陕述
60 0 240 0
刀架运动规律图
(2)装有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。
该机床的工艺动作如下图所示，刀具先以较大的速度接近工件，然后以均匀
的速度进行钻孔，扩孔和铰孔的工作，最后快速返回。刀具退出后，回转台旋转
90度，完成一个工作循环。
目录
设计任务书… ………………………………………………………………l
3、齿轮：此齿轮机构的中心距a=135mm,模数m=5 mm，采用标准直
齿圆柱齿轮传动，25=18，z6=36，ha*=l.0，(d=mz，ds=90mm，d6=180mm)
4、传动比计算：
- 20 36：．堑=14 4
‘．6=/一：．/3。．l56 21r×1r×18
方案二：外啮合行星齿轮减速器：
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
一起来满足上述要求。实现上述要求的机构组合方案可以有许多种。
1、减速机构的方案有：
(1)、涡轮蜗杆减速机构
(2)、外啮合行星轮系减速机构
(3)、定轴轮系减速机构
2、刀架规律性运动的方案有：
(1)、圆柱凸轮实现刀架规律性移动：
(2)、盘型凸轮一尺条实现刀架规律性移动
送进60mm（5mm刀具切入量，45mm工件孔深，lOmm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lOs。
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：
20×18
2 1×1 7
20×1 8
1- /6~ 20 x18 - 21x17
又i78=-28／2.7=-40/12
-36 360 -40
以所 .-.- -144
10(/18 -/12 /H60/78 =~0 '-3 12
构（或棘轮机构、不完全齿轮机构与定位销协调）解决协调问题，具体实
现步骤参考“回转工作台设计”。由于进刀机构的运动比较复杂，因此要满
足工作的几个状态，用凸轮廓线设计的办法比较容易满足。廓线的设计参
考主要零部件设计计算。
1、涡轮蜗杆减速器：
机械传动系统设计
采用如图机构，通过涡轮蜗杆加上一个定轴轮系实现了：
1 360+60 - 307.4
l+k 360
于是得：K>2.2
所以极位夹角大于等于67.5 0
因此满足停留时间的于转动时间之间的比例关系，要求棘轮每次旋转
90 0，因此摇杆的摆角也为900。
3、采用不完全齿轮机构，其结构如下图所示：
机构运动循环图
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：
旋转卡盘 号盘固定
机床工作运动模型
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
2、凸轮廓线设计：
进刀机构的运动有凸轮的廓线来实现，进刀的方向为安装凸轮的轴
的轴线方向，根据运动的特性，凸轮选择圆柱凸轮，按照运动规律设计其
廓线如下：
进刀圆柱凸轮廓线
凸轮转角
三、 回转工作台机构设计：
回转工作台的运动规律：四个工作位置，每个工作位置之间相差90 0，在
在的不足：由于涡轮蜗杆啮合齿间的相对滑动速度较大，使得摩擦损耗较大，因
此传动效率较低，易出现发热和温升过高的现象。磨损也较严重。解决的办法是
可以采用耐磨的材料（如锡青铜）来制造涡轮，但成本较高。
方案三：定轴轮系减速器
~l示 zi=17, 22=51, 23=12, z4=60, 25=12, 26=72, z7=13, z8=52, 2g=12,
zio=48, z11=48
传动比计算：1111-
22 X 24 X 26 X ZS X ZIO X zi] -1440
zl X 23 X 25 X 27 X Zg X ZIO
定轴轮系减速机构
二、圆柱凸轮进刀机构设计：
1、运动规律：
刀具运动规律：刀具快速进给60mm，匀速进给60mm（刀具切入
量Smm,工件孔深45 mm,刀具余量lOmm)，快速退刀。因为刀具匀速进给
的速度为2mm/s，由此可得匀速进给的时间为30s，设快速进给的时间为
x，快速退刀的时间为y，又因为其回程和工作的速比系数K=2，所以可得
的输出进行减速。下面先讨论减速机构传动比的确定：由于从刀具顶端离
开工件表面65mm位置，快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm( Smm
刀具切入量，45mm工件孔深，lOmm刀具切出量)，然后快速返回。要求
效率是6 0件／小时，刀架一个来回（生产1个工件）的时间应该是1分
钟。根据这个运动规律，可以计算出电机和工作凸轮之间的传动比为1440/1。
+、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=ll/116,其中116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。
两种方案的传动比计算，参考主要零部件设计计算。
下面讨论执行杌构的运动协调问题：有运动循环图可知，装上工件之
后，进刀机构完成快进、加工、退刀工作，退后卡盘必须旋转到下一个工
作位置，且在加工和退刀的前半个过程中卡盘必须固定不动，由于卡盘的
工作位置为四个，还要满足间歇和固定两个工作，于是选择单销四槽轮机
被拨盘的外凸锁止弧卡住，故槽轮固定不动；当圆销进入径向槽时，锁止弧
的自锁段被松开，槽轮在圆销作用下旋转，实现了间歇运动。因为卡盘每次
旋转90 0，所以选择四槽均布槽轮，刚好实现旋转900的要求。
2、采用棘轮机构，其结构图如下图所示：
机构采用曲柄摇杆机构来作为主动件，有运动循坏图中可知：
执行机构和传动部件的结构设计……………………………………………………．14
最终设计方案和机构简介………………………………………………………………．．18
参考资料……． ………………………………………………………………．．20
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
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，卡盘的设计主要是间歇机构的选择。
在执行过程中由于要满足相应的运动速度，因此首先应该对于原动机
结构图如下：
外啮合行星轮系减速机构
图看专 zi=10, z2=36, 23=18, 24=21, 25=20, z6=17, z7=14, z8=40
传动比计算：i18—i12iH6i78
其中112= -22 /zi=-3 6/10
所以
iH6=1/16H
芘何=1一《；=1-
lH6 -
(1)、传动平稳，振动、冲击和噪声均较小；
(2)、能以单级传动获得较大的传动比，故结构比较紧凑；
(3)、机构返行程具有自锁性；
本方案通过较为简单的涡轮蜗杆机构实现了：
刀电机L 1440r/ min
n主轴 lr/min
的大传动比。满足了机构要求的性能指标，而且结构紧凑，节约空间。本方案存
＼＼、-／
四、 圆柱凸轮定位销机构设计：
由机构运动循环图可以看出，定位销一共有两个工作位置，刀具在与工件接
触前必须将主轴固定住，刀具离开工件后到再次接触前（即卡盘旋转时）定
位销必须拔出。由于本机床中采用了槽轮机构，该机构有固定功能，定位销
的主要作用是辅助定位，起保险作用！其结构图如下图所示
不完全齿轮机构
＼＼
／
不完全齿轮的设计也是为了满足间歇运动，不完全齿轮上有1/4上有齿，
因此在啮合过程中，有齿的1/4带动完全齿轮旋转90 0，之后的270 0由于
没有齿啮合，完全齿轮不转动，该机构结构简单，在低速( lr/min)的转动
中可与忽略齿轮啮合时的冲击影响。故也能实现运动规律。
7z电机
n主轴
E1
造√
1440r/min
-
，，‘_
弋
主要零部件的设计计算
一、 减速机构设计：
方案一：涡轮蜗杆减速机构
结构图如下：
涡轮蜗杆减速机构
1、蜗杆：m=5mm d=40mm（机械原理，p346，表10-7）