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四工位专用机床设计

一、工作原理及工艺动作

四工位专用机床的工作台有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。

因此，四工位专用机床的执行动作有两个：一是回转台的间歇转动，二是主

轴箱的刀具转动和移动。

二、原始数据及设计要求

(1)刀具顶端离开工件表面65mm(图1)，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。回程和工作行程的平均速比(行程速度变化系

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

(3)生产率为每小时约75件。

(4)执行机构系统应装入机体内，机床外形尺寸见图1。

图1专用机床外形及尺寸

三、方案设计提示

（1）回转台的间歇转动可以采用棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动、不完

全齿轮机构等，此外，还可采用某些组合机构。

（2）主轴箱的刀具往复移动，可以采用平面连杆机构、圆柱凸轮机构、移动从

动件盘形凸轮机构、凸轮—连杆组合机构等。

（3）回转台的间歇转动和主轴箱的刀具往复移动，两套机构均由一个电机带

动，故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。

（4）由生产率可以求出一个运动循环所需的时间T=3600/75=48s，刀具匀

速送进60mm所需时间v=60/2=30s，刀具其余移动时间共需18s，回

t1

转工作台静止时间为36s，因此足够工件装卸的时间。

（5）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120mm

以，所选机构是否能在给定空间内完成该运动要求。

（6）机构的运动和动力性能、精度在满足要求的前提下，传动链尽可能短，且

制造、安装简便。

（7）加工对象的尺寸变更后，是否有可能方便地进行调整或改装。

四、设计任务

（1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；

（2）进行回转台的间歇转动机构、主轴箱的刀具往复移动机构的选型；

（3）机械运动方案的评定和选择；

（4）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动

比，并在图纸上画出传动方案图；

（5）对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；

（6）对执行机构进行运动分析，画出运动线图，进行运动模拟；

（7）画出机械运动方案简图；

（8）编写设计计算说明书。