四工位机床毕业设计.docx

1、 摘 要 四工位可转专用机床是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。 为实现对工件的一套完整的加工工序，当主轴箱向左移送进一次，在四个工位上完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔工作。当主轴箱向右移（退回）到刀具离开工件后，工作台旋转 90 主轴箱再次向左移（进给）。对每个工件来说，它进入了下一个工位的加工。由于主轴箱往复一次在四个工位同时进行工作，所以主轴箱的每一次进给都有一个工件完成上述全部工序。 关键词 ： 四工位； 可转； 专用机床； II ABSTRACT Four position rotary special machine is the four st

2、ation are respectively finished workpiece loading and unloading, drilling, reaming, work of the special processing equipment. As the workpiece to achieve a complete set of processing steps, when the spindle box left to feed once, in the four station completes the corresponding loading and unloading

3、work, drilling, reaming, work. When the spindle box to the right ( return) to the tool from the workpiece, the rotary table90headstock again left shift ( feed ). Each of the workpiece, it enters the next station processing. As a result of a reciprocating spindle box in four stations work simultaneou

4、sly, so the headstock every feed has a work piece to complete the above all processes. Keywords:Four position; turn; dedicated machine tools 目 录 摘要 . I ABSTRACT. II 第一章 绪论 . 1 1.1 专用机床的特点 . 1 1.2 工作原理 . 1 1.3 设计要求 . 2 第二章专用机床传动设计 . 3 2.1 功能分解 . 3 2.2 运动分析 . 4 2.3 根据运动分析和协调要求拟定运动循环图 . 4 2.4 执行机构选型 .

5、5 2.5 传动机构选型 . 6 2.6 机械运动方案的选择 . 7 2.7 画出机械运动方案简图 . 7 2.8 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算 . 10 2.8.1 机器整体轮廓大小的确定 . 10 2.8.2 电机的选型 . 11 2.8.3 槽轮机构设计 . 11 2.8.4 传动链设计 . 13 第三章主要零件设计 . 15 3.1 直齿圆柱齿轮的传动设计 . 15 3.1.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 . 16 3.1.2 按齿面接触强度设计 . 17 3.1.3 按齿根弯曲强度设计 . 20 3.1.4 结构设计及绘制齿轮零件图 . 22 3.2 轴的设计 . 2

6、5 3.2.1 轴的概述 . 26 3.2.2 轴一的设计方案 . 26 3.2.3 轴二的设计方案 . 30 3.2.2.1 材料的选择 . 30 3.3 工作台的设计 . 34 3.4 带传动的设计 . 36 3.4.1 带传动基本分类 . 36 3.4.2 平型带传动 . 37 3.4.3 带传动的功率 . 37 3.4.4 带传动的特点 . 38 3.4.5 带传动的设计 . 38 第四章结论 . 40 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 41 1 第一章 绪论 本次 毕业设计 的基本要求是： 1.既要完成任务，又要培养学生独立动手的操作能力，而且把对学生的培养放在第一位。在

7、指导老师的指导下，根据所选定的设计课题，通过实习，结合工程实际，独立完成设计工作，受到一次机械工程师应该如何解决工程实际问题的一次初步训练。 2.通过毕业设计，使学生受到综合运用知识，解决实际问题的能力，提高自身技术水平，运算能力及运用计算机识图、制图和查阅手册，使用国家标准和信息资料的能力，文字表达能力和一般组织管理能力。 3.培养自己独立工作的能力，巩固和扩大专业知识面，有较强的自学能力及工作适应能力，提高运用科研成果和新 技术的能力及对现有设备和生产过程进行技术改造的能力。 4.培养学生严谨求实，理论联系实际的工作作风和严肃认真，一丝不苟的科学态度，使学生树立正确的生产观点和技术经济观点

8、。 1.1 专用机床的特点 专用机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式 ,生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化 ,可根据需要灵活配置 ,能缩短设计和制造周期。因此专用机床兼有低成本和高效率的优点 ,在大批、大量生产中得到广泛应用 ,并可用以组成自动生产线。 专用机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时 ,工件一般不旋转 ,由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动 ,来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转 ,由刀具作进给运动 ,也可实现某些回转体类零件 (如飞轮

9、、汽车后桥半轴等 )的外圆和端面加工 1.2 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。它的执行动作有两个：一是装有四工位工件的回转台转动；二是装有由专用电动机带动的三把专用刀具的主轴箱的刀具转动 和移动。 第一章 绪论 1.3 设计要求 1） 工件厚度不小于 45mm， 回程和工作行程的平均速度之比 K =2。 2）刀具匀速进给速度为 2 mm/s，工件装、卸时间不超过 10 s。 3）生产率为每小时约 60件。 3 第二章 专用 机床传动设计 2.1功能分解 通过对工作原理和设计要求的详细分析可知，半自动四工位专用机床的总功能可以分解为如下几个工艺

10、动作： 1)安装工件的工作台要求间歇转动。 2)安装刀具的主轴箱能实行静止、快进、进给、快退的工艺动作。 3)刀具转动来切削工件。 由此可以画出如图 1 的四工位专用机床的动作要求图。其中 4 位置为装卸位置， 1位置为钻孔位置， 2 位置为扩孔位置， 3位置为绞孔位置。 图 2-1 四工位专用机床动作要求图 同时也可得到四工位专用机床的树状功能图如图 2-2 所示： 第二章 专用机床传动设计 图 2-2 四工位专用机床树状功能图 2.2运动分析 设选定电动机型号为 Y160M2-8，其转速 n=720 r/min，功率 =5.5kw，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

11、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 转至 。 3）间歇机构从 转至 ，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 转至 ，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 转至 ，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。 2.3根据运动分析和协调要求拟定运动循环图 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，便于机

12、器的设计 、安装和调试。下面用矩形图的表示方法对其运动循环图进行拟定，如表 2-1： 表 2-1 四工位专用机床执行机构的运动循环图 时间（秒） 01-18 18-30 30-42 42-60 间歇机构运动情况 匀速旋转 90度 （ 0 到 18 秒） 静止 （ 18 到 60 秒） 主轴箱运动情况 快进 18 秒 匀速送进 60mm（ 18 到 54 秒） 快退 6 秒 2.4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，可选择如下 的常用执行机构。 表 2-2 执行机构的形态学矩阵 功能元 功能元解（匹配机构） 1 2 3 4 工作台间歇运动 A 圆柱凸轮

13、间歇机构 蜗杆凸轮间歇机构 曲柄摇杆棘轮机构 不完全齿轮机构 主轴箱移动 B 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 由排列组合的原理可以计算得到，共有： N1 = 4 4 = 第二章 专用机床传动设计 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。 2.5 传动机构选型 选定电动机的的转速 n=720r/min，而槽轮机构的转速 1=6 6 =1 ，整个传动机构的传动比为 k=576， 故需要分别引入减速机构来满足工作台间隙运动和主轴箱移动的运动要求。 根据减速动作的精度和平稳行要求，列出常用的减速机构 ： 表 2-3 减速机构的形态学矩阵 功能元 减速器 C 带传动 链传动 蜗杆传动 齿轮传动 行星传动 减速器 D 带传动 链传动 蜗杆传动 齿轮传动 行星传动 由排列组合的原理可以计算得到，共有： N = = 种减速机构选择方案。 对于传动机构的选型，考虑到传动的精确性和机构制造工艺的难度高低，减速器常选带传动、蜗杆传动和齿轮传动。