四工位专用机床概要

湖南工业大学

课程设计

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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 **** 专业班级机械***学号 0940570****

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

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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****

班级机械***

学号09405700***

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 (11)

8.执行机构的尺度综合 (12)

9.画机构运动简图 (15)

10.参考资料 (16)

11.设计总结及感悟 (17)

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）机械类专业091 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

960r/min。

要求：对设计任务课题进行工作原理和工艺动作分解，根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图，进行执行机构选型，构思该机械运动方案，并进行的选择和评定，确定机械运动的总体方案，根据任务书中的技术参数，确定该机械传动系统的速比和变速机构，作出

（有条件的要求用三维动画表述）。

工作内容

指导教师：*** 2011 年7 月1 日

系（教研室）主任：王菊槐2011 年7 月1 日

1.设计题目：四工位专用机床的设计

1.1设计原理：

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。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。

1.2设计要求：

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1-1），然后快速返回。行程速比系数K=1.6；

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50件/h；

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。

图1-1 孔加工示意图

2. 工作原理和工艺动作分解

2.1 工作原理

专用机床旋转工作台有四个工作位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（如图2-1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。

2.2 工艺动作分解

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。

图2-1 专用机床外廓尺寸示意图

3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图

拟定运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。

根据专用机床的工作过程和规律拟定的运动循环图如下图3-1所示：

图3-1机床的机构运动循环图

4.四工位专用机床的功能分析与设计过程

4.1机床的功能分析

由上述分析可知，机床的功能分析可作总结如图4-1所示：

图4-1机床的功能分析图

由机床的功能分析图可知，其运动有 ：装载 旋转 钻孔、扩孔、铰孔 卸载 ，如图4-2所示：

图4-2 机床的运动示意图

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。

四工位机床功能分解

装载好工件，工作台旋转90度

主轴箱左移开始钻孔，钻好后主轴箱退回，工作台继续转90度

主轴箱再左移扩孔，后退回，工作台转90度

工件加工完成，工件卸载

主轴箱左移铰孔，后退回，工作台再转90度

4.2机床的设计过程：

实现四工位专用机床的机构应有下面几种基本功能：

①在专用机床的装、卸、钻、扩、铰各个过程中，定位机构要处于停歇状态，

故该机构要有五次间歇转动功能。

②要满足定位功能与各个运动功能联动组合

③需要主轴箱机构有往复运动

④需要回转台有间歇转动

⑤我们由生产率求出运动循环时间T=72 s ,刀具匀速送进60 mm需要时间t=30

s,刀具其余移动时间42 s 。回转工作台静止时间40 s ,因此足够工件装卸所需时间。

5.回转台间歇转动机构与主轴箱刀具移动机构等主要机构选型5.1主轴箱移动执行机构选型

由要求可知，主轴箱移动执行要满足以下运动功能：

1）主加压机构应有运动缩小功能

2）机构要有运动转换功能

3）冲头是往复运动，故机构要有运动交替功能。

选出如下图三种方案作为评选方案。

方案二