四工位专用机床说明书

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)

8

5

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。