四工位专用机床设计_课程设计

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1、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：包装工程班级：110220　　姓名：指导教师：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

2、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）刀具匀速进给速度为2mm/s，工件装卸时间不超过1

3、0s。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。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。6.编写设计计算说明书。1.注意事项1）每位同学接到课程设计题目后最好准备一个专用笔记本，把在课程设计过程中查阅、摘录的资料，初步的计算以及

4、构思的草图都记录在案，这些材料是整理设计说明书的基本素材。2）课程设计中所需知识可能超出《机械原理》课程课堂讲述的基本内容，同学应通过自学补充有关知识。3）推荐参考资料：（1）.《机械原理课程设计指导书》裘建新主编高等教育出版社。（2）.《机械原理课程设计手册》牛鸣岐等主编重庆大学出版社。（3）.《机械基础综合课程设计》孔凌嘉等主编北京理工大学出版社。（4）.《机械原理》课本张春林主编高等教育出版社。1）二方案构思和对比根据设计要求，为了达到进给要求，适宜用凸轮机构来控制钻头的运动。考虑到加工的精密稳定性，本机床的传动机构宜多采用齿轮。并且凸轮的运动中

5、不应出现刚性冲击，要选择合适的运动规律，如等加速等减速运动规律修正。为实现工作台的间歇运动，可以选择槽轮机构。构思了如下三个方案方案1此方案中，圆柱凸轮制造成本高，设计较复杂，行程大时，运动灵活性差，力的作用点相对导轨产生有害力矩，锁合性好，冲击较小,并且有较好的承载能力。方案2此方案凸轮直接驱动升程大，凸轮机构外露，影响外观，有一定的危险性。但是容易更换，容易改装和变换尺寸。方案三此方案放大行程，力减小，长摆杆的刚度差，摆杆端部水平分速度不是匀速，摆动变移动，不易设计和计算。综上所述，对比各方案的优缺点和自身的设计能力，决定选用方案2。机械运动方案设

6、计根据专用机床的工作过程和规律可得气运动循环图如下：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：机械总体结构设计电机选择Y132S-4异步电动机，电动机额定功率P=1.5KW，满载转速n=960r/min。由题目要求机床生产率每小时约60件，故生产一个工件要60s，也就是刀架一个来回的时间。根据这个运动规律，可以计算出电机和工作凸轮之间的的传动比为960/1=960凸轴廓线设计进刀机构的运动由凸轮的廓线来实现，进刀的方向为安装凸轮的周的轴线方向，根据运动的特性，选择圆盘凸轮，其设计如下：由于机构有急回运动要求，所

7、以在设计时，应先确定行程速度变化系数K，又课设数据要求已知K=2θ=180°（K-1）/(k+1)由于K=2所以θ=60°凸轮运动分成4段第一段经计算a段,即快进阶段s=h1[(δ/δ1)-sin(πδ/δ1)/πv=h1ω[1-cos(πδ/δ1)]/δ1代入数据求得A(1-cos（101°*π/θ0）)=50①A*π/θ0*sin（101°*π/θ0）=0.314②用数值法求得A=26.141θ0=118.6°s=26.41(1-cosθπ/118.6°)V=26.41(π÷118.6°*sinθπ/118.6°)（0°~101°）生产率：N件/小

8、时上面课设要求已给出N=60进刀凸轮转速n=N/60r/minN=60/60=1r/min第二