专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构设计
机械原理课程设计任务书
机械运动简图设计实例7.1 薄板冲床7.1.l设计要求设计专用冲床，用于金属薄板的冲孔或落料。
7.1.2功能分解显然，为完成冲压工艺过程，需实现下列运动功能要求：（1）冲头作上下往复运动，因此需要设计相应的冲压机构。
（2）板料作纵向步进运动，因此需要设计板料纵向送料机构。
（3）为了节约原材料，工厂往往采用交错冲切方法，这样可以用同样数量的原材料加工出较多的工件，且减少边角余料。
因此，板料在作纵向步进运动的同时，还应作横向停歇往复运动，以实现冲切孔位的交错排列，为此需设计板料横向送料机构。
对这一个机构的运动功能作进一步分析，可知它们分别应该实现下列基本运动：（1）冲压机构有三个基本运动：运动轴线的变换、运动形式的变换、运动方向的交替变换。
（2）板料纵向送料机构也有三个基本运动：运动轴线变换、运动缩小、运动停歇。
（3）板料横向送料机构有四个基本运动：运动形式变换、运动缩小、运动方向的交替变换、运动停歇。
7.3 铆钉冷镦机7.3.1设计要求设计铆钉自动冷镦机，把成卷的线材通过校直、送料、切料、转送、镦锻、起模等工序，制成铆钉。
7.3.2功能分解本机器的功能是自动生产铆钉。
其原理为冷态（室温）镦锻。
它的运动功能可分解为四种工动作：l. 进料金属线材经进料机构校直后，被自动、定时地送入模具。
执行构件作直线停歇运动。
2. 切断转送进料停止后，切断转送机构将棒料切断并把它送至镦料工位。
执行构件作直线停歇等速运动及停歇急回运动。
3. 镦锻成形由镦锻机构镦出铆钉，执行构件作直线往复急回运动。
4. 起模顶料由起模机构将铆钉从定模中推出，执行构件作直线往复停歇运动。
7.4 蜂窝煤成型机7.4.1设计要求蜂窝煤在我国城镇广泛使用。
现要求设计蜂窝煤成形机，将具有一定湿度的粉煤定量送入模腔成形，生产出煤饼。
设计参数为：蜂窝煤形状为圆柱体，成品尺寸：￠100 mm³60 mm；生产能力：40次／min。
7.4.2功能分解为实现蜂窝煤成形，该机应具有下列功能：输入煤粉、煤粉成形、清除煤屑、型煤起模、输出成品。
机械课程设计————四工位机床!强势出击!
机械原理课程设计—————————————————————————————设计题目：院校：专业：班级：姓名：学号：指导老师：日期：目录第一部分：绪论·········································第二部分：设计方案说明································一、机器的功能和设计要求·······························二、方案确定···········································三、功能分解···········································四、选用机构···········································五、运动转换功能图·····································六、机械运动循环图·····································七、用形态学矩阵选择机械运动方案·······················八、方案评价···········································第三部分：设计心得···································参考文献···············································第一部分绪论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、铰孔工作的专用加工设备。
数控机床的工作原理和组成结构
质
格式和代码编写出工件的加工程序，并存储在一种 载体上，如穿孔纸带、磁带、软磁盘等。
• 数控装置是数控机床的核心，其功能是接受输入的
加工信息，经过数控装置的系统软件和逻辑电路进
行译码、运算和逻辑处理，向伺服系统发出相应的
脉冲，并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程
数
序指令运动。
控
装
置
• 伺服系统是数控系统的一个重要组成部分，它将数控装置送来 的脉冲运动指令信息进行放大，它相当于手工操作人员的手，
• 6.生产准备工作复杂 • 由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作
较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。 • 7.投资大，维修困难 • 数控机床是一种高度自动化机床，必须配有数控装置或电子
计算机，机床加工精度因受切削用量大、连续加工发热多等 影响，使其设计要求比普通机床更加严格，制造要求更精密， 因此数控机床的制造成本比较高。此外，数控机床属于典 型的机电一体化产品，控制系统比较复杂、技术含量高，一 些元器件、部件精密度 较高，同时一些进口机床的技术开 发受到条件的限制，所以对数控机床的调试和维修比较困难。
驱动机床的移动部件（刀架或工作台）按规定的轨迹和速度移
伺
动或精确定位，加工出符合图样要求的工件。伺服系统由
服
伺服驱动电路、功率放大电路、伺服与机床上执行部件和机械传动部件
组成数控机床的进给系统。
• 每个作进给运动的执行部件，都配有一套伺服驱动
系统。
• 数控系统的控制对象，是实现加工零件的执行部
数控机床的组成和工作原理
数控机床的介绍
• 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序 控制系统的自动化机床。该控制系统能够处理具 有控制编码的程序，并将其译码，通过信息载体 输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种 控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状 和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好 地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加 工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床， 代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典 型的机电一体化产品。
机械原理课程设计任务书
机床外形可参考图 1，外形总体尺寸可用于检查所设计机构能否装入机体内部。
4． 设计任务
1）设计传动系统并确定其传动比分配。 2）进行机构选型分析，并进行机械运动方案的评价和选择。 3）画出洗瓶机推瓶机构的机构运动方案简图和运动循环图。 4）对所设计机构中各构件进行尺寸设计，验证输出构件的轨迹是否满足设计要求。 5）编写设计计算说明书。 （用 B5 纸张，封面用标准格式）
利用三相交流异步电动机驱动，其同步转速为 n，功率约 1kw。要求屏幕摆动幅度应均匀增大或稍
呈加速的趋势。
题号 1
φ 30°
n1(次/min) 20
t(min) 2
n2
n(r/min) 运动循环图
15
1000
直线式
2
45°
18
2
12
1500
圆周式
3
60°
16
2
10
1000
直角坐标式
4
75°
14
3
15
根据设计要求，推头 M 可走图示轨迹，而且推头 M 在工作行程中应作匀速直线运动，在工作段前 后可有变速运动，回程时有急回。
实现本题要求的机构方案有很多，可以选择设计连杆机构，也可用多种机构组合来实现。 在设计组合机构时，一般可首先考虑选择满足轨迹要求的机构（基础机构），而沿轨迹运动时的速
度要求，则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足，也就是让它与一个输出变速度的附加机构组合。 1.凸轮－铰链四杆机构方案 铰链四杆机构的连杆 2 上点 M 走近似于所要求的轨迹，M 点的速度由等速转动的凸轮通过构件 3
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。
机械原理NO[1]. 24 第十四章 机械传动系统的方案
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连杆机构： 四杆机构： 曲柄摇杆机构； 双摇杆机构； 摆动导杆机构； 滑块导杆机构； 多杆机构；
齿条齿轮机构； 摆动推杆凸轮机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
（四）能实现往复移动机构：
连杆机构： 四杆机构： 曲柄滑块机构； 正弦机构； 多杆机构；
移动推杆凸轮机构； 齿轮齿条机构； 螺旋机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
第14章 机械系统的方案设计
Chapter 14 Project Design of Mechanism System
§14-1 概述
一、机械设计的一般过程
1。计划：提出设计任务，进行可行性研究，编制设计任务书
2。方案设计：选用何种机构以及这些机构如何组成机器才 能完成机器的功能，并对所选机构进行尺寸设计和对方案进 行评价，确定最佳方案。
（五）再现轨迹机构：
连杆机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
§14-4 机械的工作循环图
当一台机器有多个执行构件时，这些 执行构件应以一定的次序协调动作，互相 配合，以完成机器预定的功能和生产过程。 这方面的工作称为机械的协调设计。
用来描述各执行构件运动间相互协调 配合的图称为机械工作循环图（也叫机械 运动循环图）。
cdea部分的线路形状不作要求。
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
三、原始数据和设计要求(见指导书) 四、设计内容与任务
1。小组内每人拿出两个原始方案，画出机构示意图， 分析优缺点（周一）
2。小组讨论，确定最佳方案（周二）。
3。小组内分工，分别设计最佳方案的机构尺寸：连杆机构、 凸轮机构、齿轮机构、其他常用机构等（周三） 。
CA6140型车床主轴箱操纵机构及轴的毕业设计（可编辑）
摘要此次毕业设计要求综合的运用机械制图、机械设计、机械原理、机械制造技术、金属切削机床设计等相关知识对CA6140型卧式车床进行了传动设计,主要对其主轴箱的结构和传动原理进行深入的了解。
CA6140车床是我国设计制造的典型的卧式车床,在我国机械制造类行业中使用极为广泛。
近些年,虽然随着电子计算机的发展,数控技术和数控机床得到的较大的发展,但通过对普通车床的研究和设计,可以开阔我们的视野,增强我们的实践经验,加强我们自己动手的工作能力,巩固所学知识,在我们马上要走上工作岗位之际,对提高我们的专业素质有很大的帮助。
本次毕业设计的研究内容、方法、成果:1、通过绘制车床主轴箱操纵机构的装配图,进一步深入的了解了主轴箱的结构和其传动原理;2、通过运用机械原理和机械设计等知识对车床进给箱中的轴进行设计和校核;3、最后运用机械制图知识绘出CA6140型卧式车床主轴箱操纵机构,并运用AutoCAD制图软件绘制进给箱中的014轴,进一步熟练了CAD的使用。
关键词:CA6140型车床;主轴箱;传动系统;轴的设计;轴的绘制;ABSTRACTThe integrated design uses a mechanical drawing,mechanical design, mechanical principles, machinery manufacturing technology, Metal Cutting Machine design knowledge to CA6140 horizontal lathe design of the drive, Headstock mainly on the structure and box drive principle in-depth understanding. CA6140 lathe is the design and manufacture of a typical horizontal lathe. China's machinery manufacturing industries, is widely used. In recent years, although the development of electronic computers, technology and CNC machine tool CNC is the larger development, But through Lathe of research and design, broadening our horizons, enhance our practical experience, strengthen our own hands the ability to consolidate knowledge, we all got to go to work when to improve the professional quality of our great helpThe graduation of the study design, methods, results :1. Drawing spindle lathes me through manipulation of the assembly, further in-depth understanding of the structure of the spindle box and its drive principle2. Through the use of mechanical principles and mechanical design knowledge to design and check the shaft in lathe3. Finally the use of AutoCAD software rendering the machine spindle and operating mechanism , and the use of CAD to render the 014 shaft in lathe;Further skilled in the use ofCADKeywords : CA6140 lathe; Headstock; Transmission; Axis designs; Axis drawing.目录第一章绪论 11.1 毕业设计的目的及意义 11.2毕业设计的内容 11.3设计步骤 21.4设计时应注意的事项3第二章 CA6140型卧式车床的简介 42.1 CA6140车床的用途 42.2 CA6140车床的分类 52.3 CA6140工艺范围52.4 CA6140车床的布局 5第三章 CA6140型车床传动系统83.1车床传动路线及传动分析83.2 主轴箱的传动链 103.3 主轴箱的主要构造12第四章 CA6140型车床齿轮传动设计184.1分级变速传动链设计184.2动力计算224.3计算转速244.4机床的功率转矩特性24第五章 CA6140型卧式车床主轴箱结构设计265.1轴的设计及轴上零件的定位265.2 轴承、密封、润滑285.3齿轮305.4操纵机构315.5箱体34第六章 014轴(ⅩⅢ轴)的设计计算及校核396.1轴的结构设计原则396.2轴的强度计算406.3轴的材料及选择416.4 014轴(ⅩⅢ轴)的设计计算及校核45参考文献50致谢 51第一章绪论1.1 毕业设计的目的及意义毕业课题(论文)教学过程是实现本科培养目标要求的重要阶段,是基础理论学习深化与升华的重要环节,是全面检验学生综合素质与实践能力培养效果的主要手段,是学生毕业及学位资格认证的重要依据,是衡量高等学校教育质量和办学效益的重要评价内容。
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。
XK7130数控铣床(设计)-工作台及床身设计 9
分类号密级XXXX学院毕业设计(论文)XK7130数控铣床（设计）－工作台及床身设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《XK7130数控铣床（设计）－工作台及床身设计》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。
承诺人（签名）：年月日摘要本全面阐述了数控铣床的结构原理，设计特点，论述了采用伺服电机和滚珠丝杠螺母副的优点。
详细介绍了数控铣床的结构设计及校核，并进行了分析。
另外汇总了有关技术参数。
其中着重介绍了滚珠丝杠的原理及选用原则，系统地对滚珠丝杠生产、应用等环节进行了介绍。
包括种类选择、参数选择、精度选择、循环方式选择、与主机匹配的原则以及厂家的选择等。
关键词：铣床，数控，伺服电机，滚珠丝杠AbstractElaborated comprehensively the numerical control CNC planer type milling machine's structure principle, the design feature, elaborated has used step-by-steps the electrical machinery and the ball bearing guide screw nut vice-merit. Introduced in detail the numerical control CNC planer type milling machine's structural design and the examination, and have carried on the analysis. And has compiled the related technical parameter.In which introduced emphatically the ball bearing guide screw principle and selects the principle，To ball bearing links and so on guide screw production, application has systematically carried on the introduction. Including the type choice, the parameter choice, the precision choice, the round-robin mode choice, the principle as well as the factory choice which matches with the main engine and so on.Key Words:milling machine, Numerical control, Step-by-step, serve motor, Ball bearing guide screw nut目录摘要 (III)Abstract..................................................................................................................................... I V 目录 (V)第1章绪论 (7)1.1 数控系统的发展及趋势 (7)1.2 数控铣床加工的基本原理 (8)1.3 课题研究的目的和意义 (9)第2章设计的内容及要求 (10)2.1 设计题目 (10)2.2 设计的内容 (10)2.2.1 数控装置总体方案的确定 (10)2.2.2 机械部分的设计 (10)2.2.3 编写设计说明书 (11)第3章工作台总体方案的确定 (11)3.1 机械传动部件的选择 (11)3.1.1 导轨副的选用 (11)3.1.2 丝杠螺母副的选用 (11)3.1.3 减速装置的选用 (11)3.1.4 伺服电动机的选用 (11)3.1.5 检测装置的选用 (12)3.2 绘制总体方案图 (12)第4章机械系统的设计计算 (12)4.1 滚珠丝杠螺母副的选用设计 (12)4.1.1 滚珠丝杠副的传动原理 (13)4.1.2 滚珠丝杠副的传动特点 (13)4.1.3 滚珠丝杠副的结构与调整 (14)4.1.4 轴向间隙的调整和加预紧力的方法 (15)4.1.5 滚珠丝杠的选型与计算 (17)4.2 滚动直线导轨的选型与计算 (21)4.3 传动计算 (22)4.4 步进电动机的计算及选型 (22)4.4.1 步进电机的计算 (22)4.4.2 计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩 (23)4.4.3 步进电动机的初选 (25)4.4.4 步进电动机的性能校核 (25)第5章铣床床身整体设计 (26)5.1 床身设计应满足的要求 (26)5.2 床身材料的选择及壁厚的设计 (28)5.2.1 床身材料的选择 (28)5.2.2 壁厚的设计 (29)5.2.3 机床床身的制造方法的选择 (29)5.2.4 铸造床身强度校核 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)第1章绪论1.1 数控系统的发展及趋势1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。
毕业设计(论文)-fanuc数控车床的刀架控制系统设计[管理资料]
![毕业设计(论文)-fanuc数控车床的刀架控制系统设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/381bb21b6294dd88d1d26bbd.png)
毕业设计说明书课题名称：FANUC数控车床的刀架控制系统设计学生姓名学号二级学院（系）电气电子工程学院专业机电一体化技术班级指导教师起讫时间：2012年2月13日～2012 年4月 6 日课题名称:FANUC数控车床摘要六工位简易刀架是经济型车床上最常用的一种自动换刀机构。
刀架采用三相异步电动机驱动，刀位检测采用霍尔元件。
这种刀架只能单方向换刀，电动机正转换刀，反转锁紧。
数控车床的刀架是机床的重要组成部分，刀架用于夹持切削用的刀具，其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
因此数控车床的刀架设计的好与坏、效率高与低将直接影响到产品的加工时间和质量，进而影响到制造业的飞速发展。
本设计主要对总体结构设计、主要传动部件的设计和电气控制部分设计。
包括电气电路和控制软件的设计。
本设计的自动回转刀架控制系统电路简单，可靠性高，有效地解决了传统机床换刀主要依靠手工换刀，辅助时间长，精度不高，累积误差大，加工出的产品既费时且质量不如数控加工的问题，也为车床数控改造中的自动换刀问题提供一种有效的解决途径。
关键词：机械设计；刀架控制原理；刀架电气控制系统；自动换刀；自动回转刀架。
目录摘要 (I)第1章机械结构 (2)刀架总述 (2)数控车床刀架的分类 (2)数控车床刀架传动装置的原理与应用 (3)数控车床六工位刀架换刀工作原理 (8)第2章数控车刀架电气控制系统设计 (12)霍尔原理在刀架中运用的简单概述 (12) (13)六工位刀架梯形图 (14)第3章数控车刀架常见故障分析....... (15)数控车刀架机械与电气故障分析排除 (15)数控车床刀架常见故障的实例分析 (16)刀架使用注意事项 (17)第4章结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)第1章机械结构刀架总述数控刀架安装在数控车床的滑板上。
它上面可以装夹多把刀具，在加工中实现自动换刀刀架的作用是装夹车刀，孔加工刀具及螺纹刀具并能准确迅速的选择刀具进行对工件的切削。
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。
四工位专用机床
机械原理课程设计 题目四工位专用机床学 院机电学院专业年级09机自学号姓名0961010426 熊杰指导教师廖华丽二○一一 年 六 月设计任务书1. 设计题目四工位专用机床2. 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。
3. 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=2。
K2）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。
4. 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、凸轮式间歇机构。
2）主轴箱的刀具移动，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60487560T==s，刀具匀速送进60mm所需时间60302t==匀s，刀具其余移动（包括快速送进60mm，快速返回120mm）共需18 s。
回转工作台静止时间为36 s，因此足够工件装卸所需时间。
5. 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）活出机械运动方案简图。
5）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。
Abstracts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，本文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。
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数据表、源程序、程序流程图；（上机6学时免费,其余自费）。
3、设计计算说明书一份
要求：题目简介、已知条件、方案构思比较（要求有三、四个方 案的比较分析）、所选方案的简要设计说明。
二、设计题目：专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构的设计 1、题目简介
机床构成：主轴箱进给机构、工作台转位与定位、主传动系统。 工作原理：主轴箱往返一次，在四个工位上同时进行装卸、钻孔、
扩孔、铰孔工作，工作台每转位一次完成一个工件加工。
Ⅱ 钻孔
A向
Ⅰ 装卸工件
Ⅲ 扩孔
Ⅳ 铰孔
A向
二、设计题目
2、已知条件：
注意：不是使用说明书，是技术资料。
六、运动规律的设计
槽轮机的运动系数： 4工位，应取 4槽单销
k td z2 =1/4 t 2z
t------ 一个运动周期的时间(凸轮转一周的时间) td----- 运动的时间
tj ttd 10s
六、运动规律的设计
生产率: N件/小时
进刀凸轮转速:
n
N 60
四、设计步骤
1、确定（构思）方案 尽可能构思不同的方案，进行分析、比较，选最佳方案。 2、由K 推程运动角(推程时间)，回程运动角（回程时间）；
K=推程运动角/回程运动角
由生产率主凸轮 n凸 （转/分）、 ω凸（度/秒） 。 3、选电机转速n
电机选择Y系列，满载转速2825、1440、960、720r/min ； （电机转速低，体积大，价格高）。
r
min
ω
δ0Ⅲ hⅢ
S
快进
5
工进 快退
δ0Ⅰ
δ0Ⅱ hⅡ
75+S
hⅠ
δ工
2400- 2δ10Ⅲ0/02
六、运动规律的设计
δ0Ⅰ
δ0Ⅲ hⅢ
δ0Ⅱ
hⅡ
hⅠ
S
快进
5
工进 快退
75+S
δⅠ
2400- δ201Ⅲ0/02
回程段：避免冲击，用正弦加速度运动规律。
Ⅲ段：用正弦加速度运动规律修正
vhⅢ 0Ⅲ [1co2s0Ⅲ]
机
定位机构
（带传动、齿轮机构、轮系）
2）进刀凸轮廓线的设计：
①运动规律的设计 ②廓线的设计（图解法、解析法（编程））
3）工作台转位机构设计
4）定位机构设计
五、设计任务（工作量）
1、图纸4张： ① 方案简图（1#）1张：（机构外观、机构布置）和运动循环图；
(注意：布局与干涉)
② 进给凸轮设计（2#） 1张：（图解法、画s,v,a曲线、凸轮廓线 （偏置）、保留过程线、作图质量要高）；
三、方案构思
方案四： 凸轮--- 推杆 --- 摆杆（放大行程）--- 滑块；
注意凸轮锁合方式
三、方案构思
方案五： 凸轮---推杆齿条---双联齿轮（放大行程）---齿条（移动转动移动）；
注意凸轮锁合方式
其它方案： （1）液压、气动机构； （2）螺杆机构---步进电机---程序控制 （3）纯轮系（齿轮齿条）传动---双向电机---电器控制
0Ⅲ时
2
hⅢ=10mm
vv工进
v 工 进 h Ⅲ 0 Ⅲ [1 co 2 0 Ⅲ s0 2 Ⅲ ] 2 h Ⅲ 0 Ⅲ 0 Ⅲ
六、运动规律的设计
δ0Ⅰ
δ0Ⅲ hⅢ
δ0Ⅱ
hⅡ
hⅠ
S
快进
5
工进 快退
75+S
δⅠ Ⅱ段：工作进给（匀速）
2400- 2δ10Ⅲ0/02
工进长度： hⅡ=工件长（s）+0.5切出量(5mm) +提前量(5mm)
S
快进
5
刀具
工进 快退
定位销位置与方向
三、方案构思
方案一：圆柱凸轮制造成本高；行程大时，α↑运动灵活性较差； 力的作用点相对导轨产生有害力矩；锁合好。
三、方案构思
方案二： 凸轮直接驱动升程大，α↑；凸轮机构外露，影响外观。 但易更换，易改装及变换尺寸。
三、方案构思
方案三： 放大行程，力减小，长摆杆刚度差；摆杆端部水平分速 度不是匀速；摆动变移动，不易设计计算。
工作行程
空回行程
主轴箱 刀具在工件外
刀具在工件内
刀具在工件外
工作台 转位
定位
转位
定位销
销在外
插 销
销在内
拔 销
销在外
凸轮转角：0
？
240° ？ ？ ?
3600
时间： 0
10s
40s
60s
（刀具在工件内及转位时不能插、拔定位销）
四、设计步骤
5、机构设计
电
1）传动系统设计： 动
进给凸轮机构 工作台转位机构
由n-- n凸 总传动比i总 分配各级传动比i总= i1.i2.i3 ……
i带≤4（带传动的作用：降速、吸振、防过载、远距离传动等作用）； i齿轮≤5 （可用周转轮系或蜗杆蜗轮获得大传动比）。
四、设计步骤
1）保证执行构件的动作协调配合；
4、运动循环图
作用：
2）最大限度地缩短机器的运动循环周期，提高生产率； 3）利于设计、装配、调试。
① 用等加减速运动规律修正(有柔性冲击)
减速段：
δ0Ⅰ
sh12h011(01)2
h1 δ工 v
a
v4h0121 (01)
工时 vv工 边界条件 s60mmh1、01
② 用五次多项式运动规律修正(没有冲击)
s c 0 c 1 c 22 c 33 c 44 c 55
δ0Ⅰ
h1 δ工 v
凸轮: n r/min 60s n×3600 1 s
n×60
V工进=hⅡ/t
t
δ 0Ⅱ= t×n×60
六、运动规律的设计
S
δ0Ⅰ
hⅢ
δⅡ hⅠ
δ0Ⅲ
hⅡ
快进
5
工进 快退
75+S
δ工
2400- 2δ10Ⅲ0/02
Ⅰ段：快进
k 20 20 0 20 40 0 10 2
工240 00Ⅱ 0Ⅲ 2
工件长度：S； 行程速比系数：K=2 ； 刀具工进速度（切削速度）：V工（mm/s） ； 生产率：N 件/小时； 装卸时间：小于10秒； 机构系统应装入机体内，机床外形尺寸已知。
提前量
切出量
参 机床生产率 工件长度S 行程速 刀具匀速进给 数 （件/小时） (mm) 比系数K 速度(mm/s)
数 据
边界条件
dsv dva d
dt dt dt
0:s0v0a0 工 ：s60vv工a0
a