机械课程设计————四工位机床!强势出击!

1、机械原理课程设计设计题民院校:专业:班级:姓名:学号:指导老师:日期: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、狡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

2、个机构系统。第二部分设计题目：四工位专用机床的运动方案设计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、较孔工作。如图1所示，图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、较孔 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、狡、卸等工序。但对专户门机床来说，一个循环就有-个工件完成上述全部工序。机床外形可参考

3、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。回转工作台一450_* 一1500图2专用机床外形及尺寸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而65mm,快速移动送进60mm后，再 匀速送进60mm （包扌舌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。二、方案确定初选两种设计方案：如下方案一：三、功能分解机器的功能是多是多样的，但每一种机器都要求完成某些工艺动 作，所以往往把总功能分

4、解成一系列的相对独立的工艺动作，以此作 为功能元，然后用树状功能图来描述。四工位专用机床的总功能可以分解成如下的几个工艺动作：1）安装工件工作台要求进行的间歇转口2 r/min.2）装置刀具的主轴箱能实现静止、快进、进给、快退的工艺动作。3）刀具以n】T/min转动来切削工件。由此可以画出图示3及图示4所示的四工位专用机床的动作要求 图和树状功能图。P37面的图3.1和图3.2四、选用机构本四工位专用机床主要有两个执行构件一一回转工作台和主轴 箱。回转工作台作间歇转动，主轴箱作来回移动。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1所列来选择。表1四工位专用机床机构的选择

5、情况刀具（主轴箱）圆柱凸轮机构移动从动件盘形凸轮机构凸轮一连杆机构平面连杆机构工件回转工作台间歇运动机构槽轮机构不完全齿轮机构凸轮式间歇运动机构根据表1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。五、运动转换功能图本四工位专用机床描述了原动机至执行构件刀具、工作台、主轴 箱之间的运动转换功能。中间的矩形框内表示传动机构、执行机构的 运动转换功能图，末端平行四边形框内表示执行构件的运动形式。该 机床由两个原动机通过两条传动链来实现执行构件的预期运动。P42面图3.3六

6、、机械运动循环图有生产率可求出一个运动循环所需时间刀具匀速送进60mm所需时间他t匀=30s,刀具其余移动内（包括 快速送进60mm,快速返回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 2所示。表2机械运动循环情况执行构件运动情况刀具（主轴箱）工作行程返回行程刀具在工件外刀具在工件内刀具在工件外回转工作台转位静止转位七、用形态学矩阵法选择机械运动方案确定了原动机到执行构件之间的传动链之后，按照传动顺序配置 各基本运动转换功能框图。然后，把功能元即基本运动转换功能框图 列为纵坐标，与功能元匹配的机构列为横坐标，构成形态学矩阵，通 过

7、排列组合可构成多种机械运动方案。表3描述了四工位专用机床传动链的形态学矩阵。如果列出所有 方案，可得：2=5X5X5X5=625种方案。从这些方案中剔除明显不合格的，在进行综合评价：是否满足预 定的运动要求；运动链机构顺序安排是否合理；运动精确度；制造难 易；成本高低；是否满足环境、动力源、生产条件等限制条件。最后 选择出几个较好的运动方案。P42面表3.6表3中用实线及虚线所列出的两种方案如下：方案一：A5+B1+C5+D1方案二：A1+B5+C4+D3方案简图如图3、图4.八、方案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。工作台棘轮槽轮凸轮不完全齿轮主轴箱连杆凸轮凸轮一连

8、杆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，主要应满足五个方而的性能指标，具体见下表。机械运动方案的评价指标性能指标具休内容机构的功能1）运动规律的型式：2）传动精度高低机构的工作性能1）应用范服2）可调性：3）运转速度：4）承载能力机构的动力性能1）加速度峰值：2）噪声：3）耐磨性：4）可黑性经济性1）制造难易：2）制造误差敏感度：3）调整方便性：4）能耗大小结构紧凑1）尺寸：2）重址：3）结构复朵性第三部分设计心得这是我们步入大学之后的第一次做课程设计，虽然有些茫然和不知 所措，但在老师的相关

9、指导和同学的互相帮助下，还是按时完成了这 次设计。这次课程设计让我体会很深，也学到了很多的新东西。在这次课程设计中，充分利用了所学的机械原理知识，根据使用 要求和功能分析，选用组合机械系统运动方案，从而设计出结构简单, 制造方便，性能优良，工作可靠的机械系统。这次课程设计，不仅让我们把自己所学的知识运用到实际生活中 去，设计一些对社会有用的机构，也让我们深刻体会到团体合作的重 要性，因为在以后的学习和工作中，但靠我们自己个人的力量是远远 不够的，必须积累大家的智慧，才能创造出令人满意的产品来。创新是一个国家、一个社会、一个企业必不可少的，设计中的创 新需要高度和丰富的创造性思维，没有创造性的构思，就没有产品的 创新，产品也就不具有市场竞争力。再设计过程中，虽然我们的创新 是肤浅的，但这也锻炼了我们的能力，更指明了我们努力的方向。这次课程设计也为我们以后的毕业设计打下了一个基础，我相 信，经过这次设计，我们毕业设计的时候不会再像现在这么茫然了， 也一定能做好它。在这次课程设计的过程中，我得到了老师的指点以及同学的帮 助，谨在此表示由衷的感谢!参考文献【1】机械原理6版.主编：孙恒陈作