设计题目：四工位专用机床
设计题目：四工位专用机床
机械原理课程设计指导书
1.孔的典型加工工艺及刀具
孔的加工包括从实体材料上加工孔和对已有孔进行加工两大类。
麻花钻是在实体材料上加工孔的常用刀具，加工精度较低。
扩孔钻和铰刀是用于对已有孔进行加工
的刀具。
扩孔钻的外形和麻花钻相类似，
只是加工余量小，刀齿数目比麻花钻多，
加工后孔的质量较好，一般能达IT10—
11级精度。
铰刀是提高被加工孔质量的
半精加工或精加工刀具，切削时加工余
量更小，刀齿数目更多，加工后孔的精
度最高可达IT8。
图1 孔加工刀具示意图
2.四工位专用机床工作原理及外形尺寸
专用机床旋转工作台有四个工作位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（如图2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。
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。
机床外形可参考图2，外形总体尺寸可用于检查所设计机构能否装入机体内部。
图2 专用机床外形及尺寸
机械运动循环情况
3.设计步骤
1）执行机构的选型
根据专用机床的功能要求，回转工作台做单向间歇运动，主轴箱做往复直线运动。
实现工作台单向间歇运动的机构有棘轮机构、槽轮机构、凸轮机构、不完全齿轮机构等，实现主轴箱往复直线运动的机构有连杆机构和凸轮机构等。
上述机构的结构、工作原理
及特点见参考材料1、2 。
机构选型应遵循以下原则。
表1 选用执行机构的原则与方法
2）机械运动方案的评价
对上述两执行机构，做其形态学矩阵，可得到为数众多的方案。
机械运动方案的拟定，最终要求通过分析比较提供最佳方案。
一个方案的优劣只有通过系统综合评价来确定。
从机构和机械运动方案的选择和评价要求看，主要应满足五个方面的性能指标，具体见表2。
表2 机械运动方案的评价指标
目前常用的评价方法很多，如系统工程评价法、模糊综合评价法等。
本次课程设计中机械运动方案的评价采用定性评价法，由指导教师组织学生集体完成。
3）机械传动系统的速比和变速机构
机械系统通常由原动机、传动装置、执行机构和控制操作部件组成。
原动机是机械系统中的驱动部分，其类型及规格已选定，执行机构的机构型式通过上述设计过程也已
确定，此时应进行传动系统的设计计算。
传动系统是把原动机和执行机构联系起来的装置，四工位专用机床中，传动系统将驱动电机的运动并列传递到两执行机构。
传动类型的选择及传动装置总传动比的分配见参考材料3。
4）绘制机械运动方案草图
根据已选定的执行机构型式及传动系统的类型，绘制专用机床机械运动示意图（草图），然后进行机械运动系统的尺度计算，有关参数计算完毕后，选取适当的比例绘制机械运动方案简图（A1）。
5）机械传动系统和执行机构的尺度计算
根据机械运动方案示意图，对机械传动系统和执行机构进行尺度计算，具体计算方法见参考材料3及机械原理课本。
计算过程中有无法确定的参数由指导教师给定。
6）机构运动分析
用图解法对工作台回转机构或主轴箱往复直线运动机构进行运动分析，绘制从动件位移、速度、加速度曲线图（A3）。
该项任务可由方案相同的几位同学合作完成，位置点的分配由组长完成。
7）编写设计说明书
课程设计说明书是技术说明书的一种，是对课程设计的总结。
主要内容包括：课程设计题目简介（四工位专用机床的功能及设计要求）、执行机构的选型及评价、机械传动系统的设计计算、机械运动方案简图的绘制、机械运动系统尺度计算、机构运动分析。
设计说明书用16K纸张书写，之后按以下顺序纵向装订成册：封面（由指导教师提供统一格式）、课程设计任务书、摘要、目录、正文、参考文献。
4.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：《机械原理课程设计手册》邹慧君主编高等教育出版社。
4）
机械原理课程设计任务书
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。
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。
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。
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。
6）编写设计说明书。
（用16K纸张，封面用标准格式）。
设计四工位专用机床的刀具进给机构和工作台转位机构
目录第一章课程设计题目简介及设计要求 (1)1、课程设计题目简介 (1)2、原始数据和设计要求 (2)3、设计任务 (2)第二章机械运动方案设计 (2)第三章机械总体结构设计 (3)1、原动机构 (4)2、传动机构 (4)3、执行部分总体部局 (4)第四章机械传动系统设计 (6)1、涡轮蜗杆减速器 (6)2、外啮合行星齿轮减速器 (6)第五章执行机构和传动部件的机构设计 (8)1、方案设计 (8)2、方案比较 (8)第六章主要零部件的设计计算 (12)1、减速机构设计 (12)2、圆柱凸轮进刀机构设计 (15)3、回转工作台机构设计 (16)4、圆柱凸轮定位销机构设计 (19)第七章最终设计方案和机构简介 (20)1、方案选择 (20)2、方案简介及运动分析 (21)第八章设计小结 (23)第九章参考资料 (24)第一章课程设计题目简介及设计要求一、设计题目简介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：位Ⅰ装卸工具，位Ⅱ钻孔，位Ⅲ扩孔，位Ⅳ铰孔。
主轴箱上装有三把刀具，对应是钻头、扩孔钻和铰刀。
刀具由专用电机带动绕其自身轴线转动。
主轴箱每向左移送进一次，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90°，然后主轴箱再次左移。
这时。
对其中的一个工件来说，都进入了下一个工位的加工。
依次循环四次，一个工件就完成了装、钻、扩、铰、卸等工序。
由于主轴箱往复一次，在四个工位上同时工作，所以每次就有一个工件完成上述全部工序。
二、原始数据和设计要求1、刀具顶部离开工件表面65mm，快速移动送进60mm接近工件后，匀速送进60mm（前5mm为刀具接近工件时的切入量，工件孔深45mm，后10mm为刀具切出量），然后快速返回。
回程和工作行程的的平均速比（行程速比系数）k=2。
2、刀具匀速进给速度为2mm/s，工件装、卸时间不超过10s。
四工位专用机床课程设计
目录一，功能原理和设计要求 (1)1）工作原理2）设计要求二，功能分解和运动分析1）功能分解2）运动分析三，拟定运动循环图四，执行机构选型五，传动机构选型六，机械运动方案的选择七，机械运动方案简图八，尺寸计算1）机器整体轮廓打消的确定2）电机的选型3）减速器的传动设计4）槽轮的尺寸计算5）直动推杆圆柱凸轮的尺寸设计九，机械运动方案的评价和改进一，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个动作：1）安装工件的回转台间歇转动。
2）安装刀具的主轴箱要完成快进，匀速进给，快速返回几个动作。
3）主轴箱上的刀具转动切削工件。
2..运动分析设选定电动机型号为Y160M2—8，其转速n=720r/min，P=5.5km,则四工位专用机床的一个周期内的详细运动情况为：1)电动机作为驱动，通过减速装和其他齿轮系将符合要求的转速传递给回转台上的间歇机构，使其做间歇转动，同时也将符合要求的转速传递给主轴箱下的刀具移动机构，使其做符合要求的动作。
2）当间歇机构开始第一次循环时，安装，并加紧工件，间歇机构从0°转至90°3）间歇机构从从90°转至180°，主轴完成一次工作循环（快进，刀具匀速进给，快退）。
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。
四工位专用机床设计-任务书
毕业设计（论文）任务书题目四工位专用机床设计
（任务起止日期2010年11 月日～2011年 6 月日）
应用技术学院机械设计制造及其自动化（数控）专业班
学生姓名学号
指导教师系主任
二级学院院长
注：1、任务书由指导教师填写；2、任务书在第七学期第15周前下达给学生。
学生完成毕业设计（论文）工作进度计划表
注：1、此表由指导教师填写；
2、此表每个学生一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；
3、进度安排用“—”在相应位置画出。
毕业设计（论文）阶段工作情况检查表
注：1、此表由指导教师认真填写（要求手写）；
2、“组织纪律”一栏根据学生具体执行情况如实填写；
3、“完成任务情况”一栏按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写；
4、对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出警告或不能参加答辩的建议。
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。
四工位专用机床机械原理课程设计
目录一．功能分解和运动分析 (2)二．执行机构选型 (4)三．传动机构选型 (5)四．机械整体运动方案的选择 (7)五．机械运动方案简图 (10)六．机械运动方案的计算 (11)七．仿真运动及图表分析 (15)八．课程设计小结 (17)九．参考文献 (18)一、功能分解和运动分析1.功能分解通过对设计任务的了解，可以看出，四工位专用机床的加工部分可以分为如下几个工艺动作:1)安装工作台的间歇转动。
2)安装刀具的主轴箱应按要求进行静止、快进、进给、快退的工艺动作。
3)刀具转动。
画出四工位专用机床的动作要求图。
其中4位置为铰孔位置，1位置为装卸工件，2位置为钻孔位置，3位置为扩孔位置。
如表1所示根据工艺动作推出其工作循环为：表1 四工位专用机床功能图同时得到四工位专用机床的树状功能图（如下图）该专用要求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。
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工作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。
2.运动分析通过合适的减速机构以及轮系机构，使工作台进行每次旋转90°的间歇运动。
1.电动机作为驱动，通过减速器与其他轮系传动将符合要求的转速传递给工作回转台上的间歇机构，使其间歇转动。
2.在间歇机构开始一次循环时，安装并夹紧工件，间歇机构从0°转至90°。
3.间歇机构从 90°转至 180°，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速送进和快退）。
4.间歇机构从180° 转至 270° ，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速送进和快退）。
5.间歇机构从 270° 转至 360° ，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速和快退），并将加工好的工件取下。
表2 四工位专用机床执行机构的运动循环图说明：上图表明了工作台和主轴箱配合运动，主轴箱快速进刀60mm 用时2s ，匀速进刀60mm 用时30s ，快速回程120mm 用时16s 。
四工位专用机床的运动方案设计
设计题目：四工位专用机床的运动方案设计1．机器的功能和设计要求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、铰孔工作。
如图12.1所示，图12.1四工位专用机床工作示意图它的执行机构有两个：一是装有四工位工件的回转工作台，二是装有由专用电机带动的三把专用刀具的主轴箱。
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90 ，然后主轴箱再次左移。
很明显，对某一个工件来说要在四次循环后完成装、钻、扩、铰、卸等工序。
但对专户门机床来说，一个循环就有一个工件完成上述全部工序。
此四工位专用机床的设计要求和参数有：（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工件空深、10mm刀具切出量），然后快速返回。
回程和工作行程的平均速比k=2；（2）刀具匀速进位速度为2mm/s；工件装卸时间不超过10s；（3）生产率为每小时约75件；（4）执行机构能装入机体内。
2．工艺动作分解和机械运动循环圈本四工位专用机床主要有两个执行构件——回转工作台和主轴箱。
回转工作台作间歇转动，主轴箱作来回移动。
有生产率可求出一个运动循环所需时间，刀具其余移动内（包括快速送进60mm，快速刀具匀速送进60mm所需时间t30s匀返回120mm）共需18s。
回转工作台截止时间为36s，因此足够工件的装、卸所需时间。
其机械运动循环情况如表12.2所示。
表12.2 机械运动循环情况3．机构选型和机械运动方案的评定四工位专用机床的主轮箱往复移动机构和回传工作台间歇运动机构可由表12.3所列来选择。
表12.3 四工位专用机床机构的选择情况根据表12.3所列的机构形态矩阵，可以组合成的四工位专用机床的机械运动方案有12种。
我们可以按给定条件、各机构的相容性、结构尽量简单等，可以选择方案。
也可以通过评价方法来进行评价选优。
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
四工位专用机床的运动方案设计
机械运动方案设计机械系统通常由原动机､传动部分､执行机构和控制部分等组成｡机械运动方案设计的主要内容是:根据给定机械的工作要求,确定机械的工作原理,拟定工艺动作和执行构件的运动形式,绘制工作循环图;选择原动机的类型和主要参数,并进行执行机构的选型与组合,随之形成机械系统的几种运动方案,对运动方案进行分析､比较､评价和选择;对选定运动方案中的各执行机构进行运动综合,确定其运动参数,并绘制机构运动简图,在此基础上,进行机械的运动性能和动力性能分析｡一､机械运动方案设计的步骤机械运动方案设计的一般过程如下:构思机械工作原理,针对设计任务书中的规定的机械功能,构思实现该功能所采用的科学原理和技术手段,即机械的工作原理;由工作原理进一步确定机械所要实现的工艺动作,复杂的工艺动作可分解为几种简单运动的合成,选用适当的机构实现这些运动就是机械运动方案设计的主要任务｡二､绘制机械工作循环图(又称运动循环图)针对机械要实现的工艺动作,确定执行构件的数目,为了实现机械的功能,各执行构件的工艺动作之间往往有一定的协调配合要求,为了清晰地表述各执行构件运动协调关系,应绘制机械的工作循环图｡机械工作循环图也是进行机构的选型和拟定机构的组合方案的依据｡三､选择执行机构类型根据执行构件的运动形式和运动参数,选定实现执行构件工艺动作的执行机构,并将各执行机构有机的组合在一起,以实现机械的整体工艺动作｡在进行执行机构选型时,应首先满足执行构件运动形式的要求,然后通过对所选机构进行综合､组合､变异和调整等,以满足执行构件的运动参数和运动特性等要求｡一般来说,满足执行构件工艺动作的执行机构往往不是一种,而是多种,故应该进行综合评价,择优选用｡四､绘制机械运动示意图依据机械工作性质和工作环境等,合理选取原动机类型;原动机的运动和动力经传动系统的传递和转化后,驱动执行机构的主动件,使执行机构实现预期的工艺动作｡根据机械的工作原理､执行构件运动的协调配合要求,和所选定的各执行机构,拟定机构的组合方案,画出机械运动示意图,这种示意图就表示可机械运动配合情况和机构组成情况,代表机械运动系统的方案,对于运动情况比较复杂的机械,机械运动示意图还可以采用轴测投影的方法绘制出立体的机械运动示意图｡五､执行机构的尺度综合根据各执行构件和主动件的运动参数,以及各执行构件运动间的协调配合要求,同时考虑执行机构的动力性能要求,确定各执行机构中构件的尺寸和几何形状(如凸轮廓线)等｡六､绘制运动机械简图针对各机构尺度综合所得结果,进行机构的运动分析和动态静力分析,并从运动规律､动力条件､工作特性等多方面进行综合评价,确定机构其它相关尺寸｡然后绘制出运动简图｡根据机械运动简图所求得的运动参数､动力参数,可以作为机械零部件结构设计的依据｡七､编制设计说明书设计说明书是设计人员对整个设计计算过程的系统整理和归纳总结,是审核设计的主要技术文件之一,也是进行图纸设计的理论依据｡因此编定好设计说明书是整个设计工作中一项必不可少的重要组成部分｡设计说明书的内容应根据设计任务的要求而定,一般来讲包括以下几个方面: 1､目录(标题和页次);2､设计题目(设计条件和要求);3､全部原始数据;4､机械运动设计方案的拟定,(设计思路的说明,所选用机构的工作原理及运动特性);5､机构的组合方式;6､机械运动循环图;7､机械运动简图;8､采用的设计方法及其原理的简要说明;9､设计计算公式及其所调用的子程序名称;10､机械运动分析､动力分析的方法,分析计算公式及其抽调用的子程序名称;11､编程框及自编主程序,打印出自编的分部程序并作必要的说明;12､用表格列出计算结果,并绘制出主要的运动曲线图;13､对计算结果的分析讨论,作出概括性的结论;14､列出主要的参考资料｡设计说明书用钢笔书写,采用统一的16开报告纸;编写说明书时应作到条理清楚､叙述简明､重点突出､计算正确､文句通顺､书写整洁;所用的公式和数据应注明来源(参考资料的编写和页次);全部计算中所用的符号和脚注必须前后一致,不能混淆;对自成单元的内容应有大小标题,做到层次分明醒目突出;绘制机械运动简图时应采用规定的符号,按比例作图;对计算结果应有简明的结论,如果实际所取的数值与计算结果有较大差异,应作必要的解释,说明原因;说明书编定完毕后应加上封面,装订成册｡机械运动循环图机器的各个工艺动作是相互独立的,它们各自实现自己的子功能｡但为了实现机器的总功能,这些各自独立的动作又必须相互配合､相互协调以确保时间和空间上的同步｡用来表述各执行机构之间运动协调配合关系的图就是机械的运动循环图｡它是机器各执行机构的运动循环图(即执行机构的执行构件在一个循环中的运动状态图)按同一时间(或分配轴的转角)比例绘制的总图,它以某一主要执行机构的起点为基准,表示各执行机构的运动循环相对于该主要执行机构的动作顺序｡因此它是机器各执行机构之间的协调图,也是机器设计､安装､调试的依据｡一､机械运动循环图表示方法机械运动循环图常用的表示方法有如表1中三种｡表1 机械运动循环图的分类､表示方法和优缺点图1 平压印刷机直线式运动循环图图2 平压印刷机同心圆式运动循环图图3 平压印刷机直角坐标式运动循环图二､机械运动循环图的设计机械的运动循环是指完成其运动功能所需的总时间,通常以T表示｡机械的运动循环往往与各执行机构的运动循环相一致,因为执行机构的生产节奏就是整台机器的运动节奏｡执行机构中执行构件的运动循环至少包括一个工作行程和一个空行程｡有时有的执行构件还有一个或若干个停歇阶段｡因此,执行机构的运动循环T执=T工作+T空程+T停歇式中 :T工作——执行机构工作行程时间;T空程——执行机构空回程时间;T停歇——执行机构停歇时间｡在设计机械的运动循环图(又称工作循环图)时,通常机械应实现的功能是已知的,它的理论生产率也已经确定,机器的传动方式以及执行机构的结构均已初步拟定,然后可以按以下步骤进行设计｡1､确定执行机构的运动循环时间T执;2､确定组成运动循环的各个区段;3､确定执构件各区段的运动时间及相应的分配轴转角;4､初步绘制执行机构的运动循环图;5､在完成执行机构的设计后,对初步绘制的运动循环图进行修改;6､分别画出各执行机构的运动循环图;进行各执行机构的协调设计,又称同步设计,最后画出整个机器的运动循环图｡三､机械运动循环图的应用运动循环图可以用来核算机器的生产率,并通过分析研究循环图,从中寻找提高机器生产率的途径｡运动循环图可以用来指导各个执行机构的设计､安装和调试｡应用运动循环图可以检验各执行机构中执行构件的运动是否紧密配合､相互协调｡机械运动简图设计的内容､方法和步骤为了实现生产过程的机械化､自动化或者某种动作功能,就必须按这些动作和动能要求,设计或开发相应的一系列机构,并将它们按动作过程要求组合成新的机械｡机械运动简图除了要表示出各构件本身各执行构件间真实运动关系外,还应表示各执行构件之间动作过程的次序和配合情况｡机械运动简图的设计,主要包括下列内容:1､功能原理方案的设计和构思根据机械所要实现的功能采用有关的工作原理,由工作原理出发设计和构思出工艺动作过程,这就是功能原理方案的设计｡值得指出的是,一个灵巧的功能原理方案是创新机械的出发点和归宿｡2､机械运动方按的设计机械运动方案通常用机械运动示意图来表示,它是根据功能原理方案中提出的工艺动作过程及各个动作的运动规律要求,选择相应的若干个执行机构,并按一定的顺序把它们组合成机械运动示意图｡这个机构系统应能合理地､可靠地完成上述工艺动作｡机械运动方案就是机械运动简图设计中的型综合｡机械运动方案中所画出的表示机构结构形式､机构相互联接情况的示意图是进行机械运动简图设计尺度设计的依据｡3､机械运动简图的尺度综合将机械运动方案中各个执行机构,根据工艺动作运动规律和机械运动循环图的要求进行尺度综合｡机械运动简图中各机构的运动尺寸(如果有高副机构还应包括高副的形状)都要通过分析､计算加以确定｡当然,在设计机械运动简图进行尺度综合时,应该同时考虑其运动条件和动力条件,否则不利于设计性能良好的新机械｡4､机械运动简图设计的一般程序根据产品功能要求､工作性质和动作过程等基本要求进行新机械的方案设计时,首先将总功能分解成多个功能元,找出功能元的运动规律和工作过程;其次按各功能元的运动规律和动作过程确定运动示意图(即机械运动方案图);然后,按各功能元的运动规律､动作过程､动力性能等要求进行机械运动简图的尺度综合｡机械运动方案的比较与优选由前述的机械运动方案设计可知,对于同一种功能,可选取不同的工作原理来满足要求,而同一种工作原理,还可选用､创造不同的机构及其组合来实现｡因此,对于要求满足某种功能的机械,可能的运动方案就有很多种,故有必要对机械运动方案进行比较和优选｡作为课程设计,目的在于完成评选方案的初步训练,所以,偏重于机构结构､运动和动力特性方面的比较,主要包括以下几方面的内容:1､机构功能的重量一般来说,所有方案都能基本满足机构的功能要求,然而,各种方案在实现功能的质量上还是有差别的,所以对实现功能的质量需首先进行比较分析｡如:工作行程是否达到设计要求,与预期运动规律符合程度,运动参数(vmax､amax)大小,传力性能(压力角､传动角)好坏,生产效率高低,所须原动机功率,振动､冲击､噪声的大小,传动精度与持久性,恢复精度的方便程度等｡2､机构结构的合理性机构结构的合理性是指机构中构件与运动副的数量及种类是否最少,机构组成是否最为简洁,运动链可否再作简化,动力源种类与原动机参数选择是否合理,各级传动机构的传动比分配是否合理｡通常,机械制造的难易程度与使用构件多少的平方成比例,这是因为零件的制造技术和零件间的接合(装配)技术两方面的问题同时存在的缘故,因此,减少构件数和运动副数可降低制造的困难程度｡同时还减少误差环节和摩擦损耗,提高机构的刚度,并且也降低机构产生故障的可能性,提高其工作的可靠性｡因此,有时宁用有设计误差但结构简单的近似机构,而不采用理论上没有误差但结构复杂的精确机构｡动力源的合理选择,也有利于机构的简化和改善运动质量｡例如,从动件作直线运动,若能从现场的现成气､电､液压源中选择一个合适的直线运动动力装置(如汽缸､直线电动机､液压缸等),就可省去运动变换机构,简化机械系统｡若现场不具备某些动力源,那么,为简化机构而特别设置一个新的动力源,也许是不合适的｡3､机构的经济性机械应具有良好的经济性,即加工制造成本低,使用维修费用低｡在材料确定后,加工制造成本主要与机构组成及运动副形式有关｡因此,设计中要考虑是否有更简捷廉价的方法完成预期任务,对机器的加工､安装与配合精度要求可否降低,需特殊加工零件(凸轮､靠模)的加工难度,各种消耗(能源､工具､辅料)可否降低,原材料利用率能否提高等｡4､在设计与制造的关系我们应从制造是否简便的观点出发来衡量｡如果这个方案的机构设计虽然比较繁难,但是制造容易,则还是应该优先选用,因为这有利于提高机构的经济性｡5､机构的使用性理论上可行的机构,到能够将其付诸实用,还是有一段距离的｡所以,设计者要为“用户”着想,除了满足功能要求,经济实惠以外,还应考虑机器的安全可靠问题,如操作强度,操作人员的体力､脑力消耗,使用､维护､保养､拆装､运输的方便程度,是否会造成污染或公害,对工作环境有无特殊要求(防尘､防爆､防电磁干扰､恒温､恒湿等)｡除了上述评价内容,在进行机械运动方案比较与优选时,还应考虑非机械传动方式的应用情况,机械中高科技含量与自动化､智能化程度,设计成果的新颖性,他人知识产权､专利技术的移植与运用情况等｡对于不同设计对象和设计要求,应按不同需要对上述内容加以合理取舍｡设计题目:专用机床的刀具进给机构和工作台回转机构设计专用机床外形及其尺寸如图4所示｡工作台有Ⅰ､Ⅱ､Ⅲ､Ⅳ四个工作位置,工位I是装卸工件,工位Ⅱ是钻孔,工位Ⅲ是扩孔,工位Ⅳ是铰孔｡主轴箱上装有三把刀具,对应于工位Ⅱ､位置装钻头,Ⅲ位置装扩孔钻,Ⅳ位置装铰刀｡刀具由专用电动机带动绕其自身的轴线转动｡主轴箱每向左栘动送进一次,分别在四个工位上完成对应的装卸图4专用机床工件､钻孔､扩孔和铰孔工作｡当主轴箱右移快速退回到刀具离开工件后,工作台回转90度,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4次,一个工件完成装､钻､扩､铰､卸等工序｡由于主轴往复一次,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｡一､原始数据和设计要求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10s｡1) 机床生产率每小时约75件｡2) 执行机构及传动机构能装入机体内｡3) 传动系统电机为交流异步电动机,功率1.5Kw,转速960r/min｡二､方案设计与选择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=48s,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18s｡回转工作台静止时间为40s,因此足够工件装卸所需时间｡回转工作台作单向间歇运动,每次转过90度｡主轴箱作复移动,在工作行程中有快进和慢进两段,回程具有急回特性｡图5､图6､图7所示为其中的三个参考方案｡选择运动方案时应注意以下几点:工作台回转以后是否有可靠的定位功能,主轴箱往复运动的行程在115mm以上,所选机构是否能在给定空间内完成运动要求｡机构的运动和动力性能､精度在满足要求的前提下,传动链是否能尽可能短,且制造和安装方便｡加工工件的尺寸变化后,是否能够方便的进行调整和改装｡图5圆柱凸轮运动方案图6齿轮——凸轮运动方案图7凸轮——连杆运动方案三､设计任务与内容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(CAD､A2),凸轮轮廓图(手工､A3)｡5) 机械传动系统和执行机构的尺度计算｡6) 编写设计说明书｡(用A4纸张,封面用标准格式)。
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。