四工位机床课程设计说明书
20页1、课程设计任务书1. 工作原理及工艺动作过程四工位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。它的执行动作有两个:一是装有四工位工件的回转运动;二是装有专用电动机带动三把专用的主轴箱的刀具转动和移动(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,工作台转为机构和主轴箱往复运动机构按动作时间顺序分支并列,组成一个机构系统。2. 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刀具切入量,如图1所示),然后快速返回,回程和工作行程的平均速度之比K=2。 图1 孔加工示意图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75件。4)执行机构能装入机体内。5)传动系统电机为交流异步电动机,功率1.5Kw,转速960r/min。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)主轴箱的刀具移动可采用圆柱凸轮机构、移动从动杆盘形凸轮机构、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
2、循环所需时间T=60/(7560)s=48s,刀具进送时间t=60/2s=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36s,因此足够工件装卸所需时间。- 2 - 目 录一、功能分解和运动分析1.功能分解- 1 -2.运动分析- 2 -二、执行机构选型- 3 -三、传动机构选型- 3 -四、机械运动方案的选择- 4 -1方案的设计- 4 -2、方案比较- 6 -五.画出机械运动方案简图- 9-1.机器整体轮廓大小的确定- 9 -2.减速器的传动计算- 10 -3.槽轮的尺寸计算- 11 -4.直动推杆圆柱凸轮的尺寸设计- 12 -六、仿真运动及图表分析. -13-七、课程设计小结- 14 -八、参考文献- 15 - 2 - - - 2 - -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(如图2所示)。其中4位置为装卸位置,1位置为
3、钻孔位置,2位置为扩孔位置,3位置为绞孔位置。 如图3所示跟据工艺动作推出其工作循环为: 图2 四工位专用机床动作要求图 图3 四工位专用机床功能图 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.运动分析传动系统电机为交流异步电动机,功率1.5Kw,转速960r/min。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。 图4 四工位专用机床执行机构的运动循环图说明:
4、上图表明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,快速回程用时16s。当主轴箱快速退刀时工作台转动090这样保证刀具与工件不会相撞,每转动90主轴箱往返一次,转动用时12s剩36s静止。二、执行机构选型 根据回转台间歇转动机构、主轴箱刀具移动机构的执行动作和结构特点,可以选择如表格1所示的执行机构:功能元功能元解(匹配机构)12345工作台间歇运动圆柱凸轮机构蜗杆凸轮间歇机构曲柄摇杆棘轮机构不完全齿轮机构 槽轮机构主轴箱移动移动推杆圆柱凸轮移动推杆盘形圆柱凸轮摆动推杆盘形凸轮与摆杆滑块机构 曲柄滑块机构 六杆(带滑块)机构 表1 执行机构表由排列组合的原理可以计算得到,共有:N=5x5=25种执行机构选择方案。对于工作台间歇机构的选择,为了保持传动的平稳和精度,可以选择槽轮机构和不完全齿轮机构;而对于主轴箱移动机构的选择,为了保持运动的精度和尽量减少冲击可以选择移动推杆圆柱凸轮机构和摆动推杆盘形凸轮与摆动滑块机构。三、传动机构选型由机构的运动情况分析得,机构的运动要求机构平稳运行,结合市场上提供的电动机转速及经济性选定转速n=960r/min的
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