0079-四工位專用機床設(shè)計

0079-四工位專用機床設(shè)計,四工位,專用,機床,設(shè)計 機械原理課程設(shè)計指導書（一） （設(shè)計題目：四工位專用機床） 1. 孔的典型加工工藝及刀具 孔的加工包括從實體材料上加工孔和對已有孔進行加工兩大類。麻花鉆是在實體材料上加工孔的常用刀具，加工精度較低。擴孔鉆和鉸刀是用于對已有孔進行加工的刀具。擴孔鉆的外形和麻花鉆相類似，只是加工余量小，刀齒數(shù)目比麻花鉆多，加工后孔的質(zhì)量較好，一般能達IT10—11級精度。鉸刀是提高被加工孔質(zhì)量的半精加工或精加工刀具，切削時加工余量更小，刀齒數(shù)目更多，加工后孔的精度最高可達IT8。 圖1 孔加工刀具示意圖 2. 四工位專用機床工作原理及外形尺寸 專用機床旋轉(zhuǎn)工作臺有四個工作位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（如圖2所示），分別對應(yīng)工件的裝卸、鉆孔、擴孔和鉸孔。主軸箱上裝有三把刀具，對應(yīng)于工位Ⅱ的位置裝鉆頭，Ⅲ的位置裝擴孔鉆，Ⅳ的位置裝鉸刀。刀具由專用電動機驅(qū)動繞其自身軸線轉(zhuǎn)動。主軸箱每向左移動送進一次，在四個工位上分別完成相應(yīng)的裝卸工件、鉆孔、擴孔和鉸孔工作。當主軸箱右移（退回）到刀具離開工件后，工作臺回轉(zhuǎn)90o，然后主軸箱再次左移，這時，對其中每一個工件來說，它進入了下一個工位的加工，依次循環(huán)四次，一個工件就完成裝、鉆、擴、鉸、卸等工序。由于主軸箱往復一次，在四個工位上同時進行工作，所以每次就有一個工件完成上述全部工序。 機床外形可參考圖2，外形總體尺寸可用于檢查所設(shè)計機構(gòu)能否裝入機體內(nèi)部。 圖2 專用機床外形及尺寸 3. 設(shè)計步驟 1） 執(zhí)行機構(gòu)的選型 根據(jù)專用機床的功能要求，回轉(zhuǎn)工作臺做單向間歇運動，主軸箱做往復直線運動。實現(xiàn)工作臺單向間歇運動的機構(gòu)有棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)等，實現(xiàn)主軸箱往復直線運動的機構(gòu)有連桿機構(gòu)和凸輪機構(gòu)等。上述機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點見參考材料1、2 。機構(gòu)選型應(yīng)遵循以下原則。 表1 選用執(zhí)行機構(gòu)的原則與方法 2） 機械運動方案的評價 　　對上述兩執(zhí)行機構(gòu)，做其形態(tài)學矩陣，可得到為數(shù)眾多的方案。 工作臺 棘輪 槽輪 凸輪 不完全齒輪 主軸箱 連桿 凸輪 凸輪—連桿 機械運動方案的擬定，最終要求通過分析比較提供最佳方案。一個方案的優(yōu)劣只有通過系統(tǒng)綜合評價來確定。從機構(gòu)和機械運動方案的選擇和評價要求看，主要應(yīng)滿足五個方面的性能指標，具體見表2。 表2 機械運動方案的評價指標 性能指標 具體內(nèi)容 機構(gòu)的功能 1）運動規(guī)律的型式；2）傳動精度高低 機構(gòu)的工作性能 1）應(yīng)用范圍；2）可調(diào)性；3）運轉(zhuǎn)速度；4）承載能力 機構(gòu)的動力性能 1）加速度峰值；2）噪聲；3）耐磨性；4）可靠性 經(jīng)濟性 1）制造難易；2）制造誤差敏感度；3）調(diào)整方便性；4）能耗大小 結(jié)構(gòu)緊湊 1）尺寸；2）重量；3）結(jié)構(gòu)復雜性 目前常用的評價方法很多，如系統(tǒng)工程評價法、模糊綜合評價法等。本次課程設(shè)計中機械運動方案的評價采用定性評價法，由指導教師組織學生集體完成。 3） 機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構(gòu) 機械系統(tǒng)通常由原動機、傳動裝置、執(zhí)行機構(gòu)和控制操作部件組成。原動機是機械系統(tǒng)中的驅(qū)動部分，其類型及規(guī)格已選定，執(zhí)行機構(gòu)的機構(gòu)型式通過上述設(shè)計過程也已確定，此時應(yīng)進行傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算。傳動系統(tǒng)是把原動機和執(zhí)行機構(gòu)聯(lián)系起來的裝置，四工位專用機床中，傳動系統(tǒng)將驅(qū)動電機的運動并列傳遞到兩執(zhí)行機構(gòu)。傳動類型的選擇及傳動裝置總傳動比的分配見參考材料4. 3）。 4） 機械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)的尺度計算 根據(jù)機械運動方案示意圖，對機械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)進行尺度計算，具體計算方法見參考材料4. 3）。 5） 繪制機械運動方案圖 根據(jù)已選定的執(zhí)行機構(gòu)型式及傳動系統(tǒng)的類型，繪制專用機床機械運動示意圖（草圖），然后繪制機構(gòu)運動循環(huán)圖，有關(guān)參數(shù)計算完畢后，選取適當?shù)谋壤肬G繪制機械運動方案三維圖。 6） 機構(gòu)運動仿真 用UG運動仿真學對工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)或主軸箱往復直線運動機構(gòu)進行運動分析，繪制從動件位移、速度、加速度曲線圖。 7） 編寫設(shè)計說明書 課程設(shè)計說明書是技術(shù)說明書的一種，是對課程設(shè)計的總結(jié)。主要內(nèi)容包括：課程設(shè)計題目簡介（四工位專用機床的功能及設(shè)計要求）、執(zhí)行機構(gòu)的選型及評價、機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算、機械運動方案簡圖的繪制、機械運動系統(tǒng)尺度計算、機構(gòu)運動仿真分析圖片、設(shè)計感想等。 設(shè)計說明書用B5紙張打印，之后按以下順序縱向裝訂成冊：封面（由指導教師提供統(tǒng)一格式）、課程設(shè)計任務(wù)書、摘要、目錄、正文、參考文獻。 4. 注意事項 1） 每位同學接到課程設(shè)計題目后最好準備一個專用筆記本，把在課程設(shè)計過程中查閱、摘錄的資料，初步的計算以及構(gòu)思的草圖都記錄在案，這些材料是整理設(shè)計說明書的基本素材。 2） 課程設(shè)計中所需知識可能超出《機械原理》課程課堂講述的基本內(nèi)容，同學應(yīng)通過自學補充有關(guān)知識。 3） 推薦參考資料： （1）.《機械原理課程設(shè)計指導書》 裘建新主編 高等教育出版社。 （2）.《機械原理課程設(shè)計手冊》 牛鳴岐等主編 重慶大學出版社。 （3）.《機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計》 孔凌嘉等主編 北京理工大學出版社。 （4）.《機械原理》課本 張春林主編 高等教育出版社。 （5）.《機械設(shè)計》課本 譚慶昌 趙洪志主編 高等教育出版社。 4） 建議設(shè)計進度 設(shè)計任務(wù) 所需時間（天） 準備及熟悉題目 2 執(zhí)行機構(gòu)選型及評價 2 方案評價 1 傳動系統(tǒng)設(shè)計計算 2 機械系統(tǒng)尺度計算 3 機械運動方案圖繪制 5 機構(gòu)運動仿真 2 編寫設(shè)計說明書 3 合計 20 機械原理課程設(shè)計任務(wù)書（一） 1. 設(shè)計題目：四工位專用機床 2. 工作原理及工藝動作過程 四工位專用機床是在四個工位上分別完成工件的裝卸、鉆孔、擴孔、鉸孔工作的專用加工設(shè)備。機床的執(zhí)行動作有兩個：一是裝有工件的回轉(zhuǎn)工作臺的間歇轉(zhuǎn)動；二是裝有三把專用刀具的主軸箱的往復移動（刀具的轉(zhuǎn)動由專用電機驅(qū)動）。兩個執(zhí)行動作由同一臺電機驅(qū)動，工作臺轉(zhuǎn)位機構(gòu)和主軸箱往復運動機構(gòu)按動作時間順序分支并列，組合成一個機構(gòu)系統(tǒng)。 3. 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 1） 刀具頂端離開工作表面65mm，快速移動送進60mm后，再勻速送進60mm（包括５mm刀具切入量、45mm工件孔深、10mm刀具切出量，如右圖所示），然后快速返回。回程和進程的平均速度之比K=2。 2） 刀具勻速進給速度為2mm/s，工件裝卸時間不超過10s。 3） 機床生產(chǎn)率每小時約60件。 4） 執(zhí)行機構(gòu)及傳動機構(gòu)能裝入機體內(nèi)。 5） 傳動系統(tǒng)電機為交流異步電動機，功率1.5Kw，轉(zhuǎn)速960r/min。 4. 設(shè)計方案提示 1） 回轉(zhuǎn)臺的間歇轉(zhuǎn)動，可采用槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、凸輪式間歇運動機構(gòu)。 2） 主軸箱的往復移動，可采用圓柱凸輪機構(gòu)、移動從動件盤形凸輪機構(gòu)、凸輪－連桿機構(gòu)、平面連桿機構(gòu)等。 3） 由生產(chǎn)率可求出一個運動循環(huán)所需時間T=60s，刀具勻速送進60mm所需時間t勻=30s，刀具其余移動（包括快速送進60mm，快速返回120mm）共需30s?；剞D(zhuǎn)工作臺靜止時間為40s，因此足夠工件裝卸所需時間。 5. 設(shè)計任務(wù) 1） 按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖； 2） 進行回轉(zhuǎn)臺間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)、主軸箱刀具移動機構(gòu)的選型。并進行機械運動方案的評價和選擇； 3） 根據(jù)電機參數(shù)和執(zhí)行機構(gòu)運動參數(shù)進行傳動方案的擬訂； 4） 機械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)的尺度計算； 5） 畫出機械運動方案圖并進行運動仿真； 6） 編寫設(shè)計說明書。（用B5紙張，封面用標準格式） 設(shè)計說明書應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1. 功能分解；2. 原始數(shù)據(jù)及計算；3. 簡述方案設(shè)計思路及討論、改進； 4. 執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計步驟或分析計算過程。5. 對所設(shè)計的結(jié)果分析討論6. 感想與建議。