第一章绪论
1.1 课题名称及其具体要求
1.1.1 课题名称
五工位回转工作台组合机床设计之钻孔工位
1.1.2 课题内容
1、熟悉被加工零件及本工序加工要求；
2、进行该组合机床设计的指定设计任务；
零件名称：JS50Q—4 左右曲轴箱；
产品年生产纲领：150000件/年；废品率2％；备品率2％。
工作制：8小时. 2班制；
零件材料：压铸铝合金Y112(JB3069—82)；
1.1.3 课题任务要求
1、针对指定设计内容撰写文献综述；
2、完成一篇与设计相关的英文文献翻译；
3、机床设计：工序图、加工示意图、总联系尺寸图、生产率计算卡、多轴箱装配图及指定零件图；
4、在完成上述工作基础上，撰写设计说明书；
5、毕业答辩准备。
1.1.4 实现目标的可行性分析
本次设计的数控铣床主轴箱是串联在交流调频主轴电机后的无级变速箱，属于机械无级变速装置。它是利用摩擦力来传递转矩，通过连续改变摩擦传动副工作半径来实现无级变速。由于它的变速范围小，是恒转矩传动，适合铣床的传动。
时间方面：毕业设计的时间是18周，完成五工位组合机床设计之钻孔工位的设计，只要按照老师和自己所定的进度安排，时间是足够的，能完成毕业设计。
技术方面：通过对机械设计，互换性，制造，装配，工艺学等课程的学习，有了一定的基础知识，再通过图书资料和网上的资料，初步了解了五工位组合机
床的工作原理和设计原理，了解了设计的主要内容。以及在老师的指点下能完成对五工位组合机床设计之钻孔工位的设计。
设计条件可行性：学校图书馆有大量的图书，以及网上丰富的资源，同学和老师的帮助，所以在设计条件上是可行的。
1.2 本课题的研究背景及意义
随着现代化工业技术的快速发展，特别是随着它在自动化领域内的快速发展，组合机床的研究已经成为当今机器制造界的一个重要方向，在现代工业运用中，大多数机器的设计和制造都是用机床大批量完成的。现代大型工业技术的飞速发展，降低了组合机床的实现成本，软件支持机制也使得实现变得更为简单，因此，研究组合机床的设计具有十分重要的理论意义和现实意义。
在工业高速发展的现代化浪潮中，各种机械设计和制造业中，组合机床的应用越来越广泛，越来越转化为生产力，从这个意义上讲，对组合机床的研究具有重要的现实意义。组合机床是根据工件加工需要，以通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床是按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，从而缩短了设计和制造的周期，因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到了广泛的应用，并可用以组成自动生产线。
1.3本课题国内外研究概况
近20年来，组合机床自动线技术取得长足进步，自动线在加工精度、生产效率、利用率、柔性化和综合自动化等方面的巨大进步，标志着组合机床自动线技术发展达到了高水平。自动线的技术发展，刀具、控制和其他相关技术的进步，特别是CNC控制技术发展对自动线结构的变革及其柔性化起着决定性的作用。随着市场需求的变化，柔性将愈来愈成为抉择设备的重要因素。因此，组合机床自动线将面临由高速加工中心组成的FMS的激烈竞争。
组合机床是一种专用高效自动化技术装备，目前，由于它仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产的关键装备，因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。其中，特别是汽车工业，是组合机床最大的用户。如德国大众汽车厂在Salzgitter的发动机工厂，在大批量生产的机械工业部门，大量采用的设备是组合机床。因此，组合机床的技术性能和综合自动化水平，在很大程度上决定了这些工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构，也在很大程度上决定了企业产品的竞争力。
现代组合机床和自动线作为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合反映。近20年来，这些技术有长足进步，同时作为组合机床主要用户的汽车和内燃机等行业也有很大的变化，其产品市场寿命不断缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素有力地推动和激励了组合机床的不断发展。
组合机床是由大量的通用部件和少量的专用部件组成且工序集中的高效专用机床.由万能机床和专用机床发展而来.由于组合机床工序的高度集中，即在一台机床上可同时完成一种或几种不同工序加工，因此适应了产量大、精度高的生产要求，并且克服了万能机床结构复杂、劳动强度大、生产效率低、精度不易保证的缺点，以及专用机床通用性差、不适应现代技术迅速发展、产品经常更新的要求.所以，组合机床及其自动线已广泛应用到汽车、柴油机、电动机、仪器仪表以及军工产品等的生产上，并显示出巨大的优越性。
在组合机床这类专用机床中，回转式(回转工作台式和鼓轮式)多工位合机床和自动线占有重要位置。因为这类组合机床是采用多工位、多轴、多面和多方向同时加工工件的，因而具有很高的生产率。同时，这样的机床，工件经加工出基准后上机(线)或毛坯直接上机(线)，可实现工件的全部加工。并且，由于工件在加工过程中往往是只需一次装夹，因而加工精度比较高。因此，这类机床是内燃机行业或其它一些大批量生产部门使用的重要技术装备。
根据美国在1978—1983年这5年间对所生产的4856台组合机床所作的统计分析表，回转工作台组合机床占了1/3，自动线41.5%。
回转式多工位组合机床，特别适合于加工轮廓尺寸在250mm以内的中小零件。这类机床的应用主要集中于汽车、阀门、气动、液压、制锁、轻工仪表和电气等工业部门。市场销量大，因此在国内外有许多从事其设计和制造的厂家。如欧美的‘rons-hoffen、Diedeoheim、witzig&Frank、Riello、IMAS、AugustWenzler、wiest、Haaf、RinoBerard和Posalux，日本的三协精机、岩田工机，前苏联的哈尔科夫小型组合机床厂(X3MAC)和我国的大连组合机床研究所、大连机床厂、常州机床厂和北方精密机械厂等。其中，北方精密机械厂是我国唯一专门从事回转工作台组合机床生产的专业厂，目前的生产能力为年产约30台。
据估计目前我国回转式多工位组合机床约占整个组合机床的4%，与机床工业发达的国家相比，无论在数量上还是在技术上均存在一定差距。因此，加速发展这类机床，以满足四化建设的需要，是我国机床行业面临的一项任务。
1.4本论文的主要工作及结构
本次设计工作将设计五工位回转工作台组合机床设计之钻孔工位（左、右曲轴箱侧面上的孔）。因此，目的是使设计出的机床结构简单、使用方便、效率高、质量好。从而选择最佳的方案，合适地确定机床工序集中程度，合理地选择组合机床的通用部件，恰当的组合机床的配置型式，合理地选择切削用量，以及设计高效率的夹具、工具、刀具及主轴箱就是本次设计主要内容。具体的工作就是要画出工序图、加工示意图、总联系尺寸图、多轴箱装配图及指定零件图和计算生产率计算卡
摘要部分，指出了本课题的研究概况，本课题的研究方法，第1章是绪论，主要介绍了本课题的研究背景及意义，指出本课题在国内外的研究概况，并给出了本论文的主要工作及结构。
第2章是本论文的主体部分，主要给出了本次课题研究即加工左、右曲轴箱孔的多工位组合机床的钻孔工位设计。
在接下去的几个部分分别给出了通过本课题的研究之后得出的结论，并对此方向的课题进行展望，表达了对学院老师特别是指导老师的感谢，给出完成本论文所需要的参考文献，最后，附上相关的设计图纸,及一张生产效率卡。
第二章组合机床的总体设计
2.1 组合机床及其特点
组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，生产效率高，加工质量稳定。
组合机床与通用机床，其他专用机床比较，具有以下特点：
（1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70～，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。
%
%
80
（2）由于组合机床用多刀加工，并且自动化程度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。
（3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂成批制造，因此结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。
1
2
3
45
6
7
（4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。
（5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专门机床时，其大部分部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。
（6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。 图2-1表示由通用部件和少量专用部件组成的卧式组合机床。
图2-1 卧式组合机床及其组成部件 1—中间底座；2—夹具；3—主轴箱；4—动力箱
5—滑台；6—滑座；7—床身（侧底座）
组合机床常用的通用部件有：动力部件、输送部件、支承部件、控制部件和辅助部件。其中动力部件有4种：（1）主运动动力部件—动力箱、多轴箱、单轴头；（2） 进给运动部件—液压滑台、机械滑台； （3） 既能实现主运动又能实现进给运动的部件—动力头；为单轴头变化主轴转速的跨系列通用部件。
动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。而只能完成进给运动的动力部件称为动力滑台。固定在动力箱上的主轴箱是用来布置切削主轴，并把动力箱输出轴的旋转运动传递给各主轴的切削刀具，由于各主轴的位置与具体被加工零件有关，因此主轴箱必须根据被加工零件设计，不能制造成完全通用的部件，但其中有很多零件（例如：主轴、传动轴、齿轮和箱体等）是通用的。
床身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件，起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，主要是由这些部件保证。移动的或回转的工作台的重复定位精度直接影响组合机床的加工精度。
除了上述主要部件之外，组合机床还有各种控制部件，主要是控制机床按顺序动作，以保证机床按规定的程序进行工作。
组合机床的通用部件，绝大多数已颁布成国家标准，并按标准规定的名义尺寸、主参数、互换尺寸等定型，各通用部件之间有配套关系。
因此，在进行本设计时，主要根据被加工零件的尺寸、形状和技术要求等来完成组合机床的整体设计。
2.2 组合机床工艺方案的拟定过程
工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件工位的加工要求和特点，按一定的原则、结合组合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。
2.2.1 确定组合机床工艺方案的基本原则
2.2.1.1 零件的工艺分析方法
[1]产品及零件图纸的分析
1）充分了解产品图纸及零件、部件图纸。
2）明确零件要加工的部位和表面，并找出对零件的加工技术要求较高，需采用特殊加工方法才能完成的部位和表面，作为提供在制定工艺路线或机床方案时应着重考虑和解决的问题。
[2] 零件技术要求分析
零件技术要求是保证零件加工精度、表面粗糙度，制订工艺路线和设计组合机床及自动线的最基本的原始依据。因此，在进行组合机床及自动线设计时，必须对零件的技术要求深入分析。
[3]零件的结构特点和结构工艺性的分析
在组合机床及自动线加工中，被加工零件的形状、大小、重量、加工部位的结构、零件刚性等，对工艺方案的制订、机床的结构设计有很大影响。
2.2.1.2本设计零件图分析
现需加工4个M10深15，钻深20的螺纹孔，应该有以下几道工序：
图2-2左、右曲轴箱零件图
（1）镗车端面
（2）钻孔
（3）倒角
（4）攻丝
如图2-2零件图本设计中主要是钻孔，在钻孔之后还要进行倒角与攻丝两道工序所以对零件的加工精度要求较高所以在设计中机床的部件、刀具等的结构，必须以能稳定地保证零件的加工精度要求为准。
2.2.2工艺方案的拟订
2.2.2.1制定工艺方案
零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求等等。并查阅有关技术资料，制定出合理的工艺方案。
根据被加工被零件的零件图，加工四个孔的工艺过程。
1）加工孔的主要技术要求：
加工4个Φ9孔；
孔的位置度公差为Φ0.15mm；
工件材料为压铸铝合金Y112(JB3069—82)，HB80～100；
要求生产纲领为：150000件/年；废品率2％；备品率2％，工作制：8小时，. 2班制。
2）工艺分析
本设计主要针对孔加工工位的设计，加工该孔时，孔的位置度公差为0.15mm 根据组合机床用的工艺方法及能达到的经济精度，可采用如下的加工方案：用四根主轴一次性加工孔，孔径为Φ9。
2.2.2.2确定组合机床的配置形式和结构方案
1)被加工零件的加工精度
被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，工件各孔间的位置精度为0.15mm,它的位置精度要求较高，安排加工时尽量提高加工精度，以便保证后续工位的加工精度。采取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等措施可以实现。被加工零件图如图2-2所示。
2) 被加工零件的特点
此箱体的材料是压铸铝合金Y112(JB3069—82)，硬度HB80～100，孔的位置分配规则，孔的直径为Φ9mm。采用多孔同步加工，此零件的加工特点是中心线与定位基准平面是垂直的，并且定位基准面是水平的。孔的分布规则，工件比较小，可一次钻完，这个组合机床要完成铣端面、钻孔、倒角、攻丝的一系列的工艺，因而适合选择多工位回转工作台卧式组合机床。
3) 零件的生产批量
零件的生产批量是决定采用单工位、多工位、自动线或按中小批量生产特点设计组合机床的重要因素。按设计要求生产纲领为年生产量为15万件，从工件外形及轮廓尺寸，为了减少加工时间，采用多工位回转工作台卧式组合机床以提高利用率。
综上所述：通过对箱体零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求、定位、夹紧方式、工艺方法，并定出影响机床的总体布局和技术性能等方面的考虑，最终决定机床的设计方案。
2.3 确定切削用量 2.
3.1工艺方案的拟订
多轴箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台，工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量（mm/min ）应是适合有刀具的平均值。因此，同一多轴箱上的刀具主轴可设计成同转速和同的每转进给量（mm/r ）。以满足同直径孔的加工需要，即：n 1·f
1
=n 2·
f
2
=…
=
n i
·f
i
=v f
式中：n 1、
n
2、
…n i ——各主轴转速（r/min ）
f
1
、f
2
、
… f i ——各主轴进给量（mm/r ）
v
f
——动力滑台每分钟进给量（mm/min ）
由于箱体孔的加工精度、工件材料、工作条件、技术要求都是相同的。按照经济地选择满足加工要求的原则，采用查表的方法查得：钻头直径D=9mm, 压铸铝合金Y112、进给量选择f=0.15mm/r 、切削速度v=40m/min . 2.3.2确定切削力、切削扭矩、切削功率
根据选定的切削用量（主要指切削速度v 及进给量f ）确定切削力，作为选择动力部件（滑台）及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其它传动件（齿轮，传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电动（一般指动力箱）功率，通过查表计算如下：
布氏硬度：HB =HB min －31
(HB max －HB min )
=80－3
1
(100－80)
=73.33 切削力：F =118D 663
.0f
=118×9×663.015.0 =301.9N 切削扭矩：T =592D 633
.0f
=59×29×633.015.0 =1438.14N ·mm
切削功率：P =D 9740T v
×4 （四根主轴） =1438.14×40/(9740×3.14×9) ×4 =0.1045 kw ×4=0.418kw 式中：HB ——布氏硬度 F ——切削力（N ） D ——钻头直径（mm ） f ——每转进给量（mm/r ） T ——切削扭矩(N ·mm) V ——切削速度（m/min ） P ——切削功率(kw) 2.4 加工工序图
被加工零件工序图具有直观的作用，此外，它还具有一些特定的要求。被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台机床上或一条自动线上完成的工艺内容，加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹压部以及被加工零件的材料、硬度和在本机床上加工前毛坯情况的图纸。它是在原有的工件图基础上，以突出本机床或自动线加工内容，加上必要的说明绘制的。它是组合机床设计的主要依据。也是制造使用时调整机床，检查精度的重要技术文件。被
加工零件工序图应包括下列内容：
[1]在图上应表示出被加工零件的形状，尤其是要设置中间导向时，应表示出工件内部筋的布置和尺寸，以便检查工件装进夹具是否相碰，以及刀具通过的可能性。
[2]在图上应表示出加工用基面和夹压的方向及位置，以便依此进行夹具的支承，定位及夹压系统的设计。
[3]在图上应表示出加工表面的尺寸、精度、光洁度，位置尺寸及精度和技术条件（包括对上道工序的要求及本机床保证的部分）。
[4]图中还应注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及被加工部位的余量。
此外，为了使被加工零件工序图清晰明了，能突出本机床的加工内容，绘制
时对本机床加工部位用粗实线表示，其尺寸打上方框，其余部位用细实线表示。
本设计中，我设计的是左、右曲轴箱钻孔工位设计，采用一面两销定位，实现完全定位。由于利用工件的底面作为基面，为了使夹紧可靠以及部件配置合理，采用对工件的顶面进行夹紧。要求加工之后能满足尺寸的公差范围之内。整体的定位及夹紧的位置及加工位可见图2-3所示。
图2-3 加工工序图
2.5加工示意图
2.5.1 加工示意图的作用和内容
零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。因此，加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，在总体设计中占据重要地位。它是刀具、辅具、主轴箱、液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床、刀具及试车的依据。其内容为：1）应反映机床的加工方法、加工条件及加工过程。
2）根据加工部位特点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构、尺寸（直径和长度）。
3）决定主轴的结构类型、规格尺寸及外伸长度。
4）选择标准的或设计专用的接杆、浮动卡头、导向装置、攻丝靠模装置、刀杆托架等，并决定它们的结构、参数及尺寸。
5）标明主轴、接杆（卡头）、夹具（导向）与工件之间的联系尺寸、配合及精度。
6）根据机床要求的生产率及刀具、被加工零件材料特点等，合理确定并标注各主轴的切削用量。
7）决定机床动力部件的工作行程及工作循环。
2.5.2 加工示意图的画法及注意事项
1）加工示意图的绘制顺序是：先按比例用细实线绘出工件加工部位和局部结构的展开图，加工表面用粗实线画。为简化设计，相同加工部位的加工示意（指对同一规格的孔加工，所用刀具、导向、主轴、接杆等的规格尺寸、精度完全相同），允许只表示其中之一，亦即同一主轴箱上结构尺寸相同的主轴可只画一根。但必须在主轴上标注轴号（与工件孔号相对应）。当轴数较多时，可缩小比例，用细实线画出工件加工部位的外形简图，并在孔旁标注孔号，以便设计和调整机床。
2）一般情况下，在加工示意图上，主轴分布可不按真实距离绘制。当被加工孔间距很小或需设置径向结构尺寸较大的导向装置时，相邻主轴必须严格按比例绘制，以便检查相邻主轴、刀具、辅具、导向是否干涉。
3）主轴应从主轴箱端面画起。刀具画加工终了位置。标准的通用结构只画外形轮廓，但须加注规格代号。对一些专用结构，为显示其结构而必须剖视，并标注尺寸、精度及配合。
2.5.3 刀具及导套的选择
①刀具的选择刀具选择考虑加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生产率要求等因素。
箱体的材料压铸铝合金Y112布氏硬度在HB80～100，孔径D为9mm，刀具的材料选择硬质合金钢钻头，为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单，根据《机械切削刀具及应用速查手册》表4-12选择Φ9莫氏锥柄麻花钻（GB/T
1438.1-1996）/mm。（生产厂家上海泸林机电有限公司）
②导向套的选择在组合机床上加工孔，除用刚性主轴的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取决于夹具导向。因此正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸、精度，是设计组合机床的重要内容。
Ⅰ选择导向类型根据刀具导向部分直径d=9mm和刀具导向的线速度v=50m/min，选择固定式导向。
图2－4 固定导向装置
Ⅱ导向套的参数根据刀具的直径选择固定导向装置，如图2－4所示：根据《组合机床及其调整与使用》表4-11 通用导套的尺寸规格选择固定导向装置的标准尺寸如下表：
表2－1 固定导向装置的标准尺
固定装置的配合如下表：
表2－2 固定装置的配合
2.5.4 确定主轴类型、尺寸、外伸长度
主轴类型主要依据工艺方法和刀杆与主轴的联结结构进行确定。主轴轴颈及轴端尺寸主要取决于进给抗力和主轴——刀具系统结构。
通用钻孔主轴有(1)圆锥滚子轴承主轴(2)向心球轴承主轴（3）滚针轴承主轴。
根据《组合机床设计》表4-2 选用滚针轴承主轴
2.5.4.1 主轴尺寸
根据公式：d=6.2410T (2-2) 可算出本设计中攻螺纹主轴的大致直径
式中：d——主轴直径（mm）
T——转矩（N·m）
D——螺距大径（mm）
P——螺距（mm）
d B4T==17.52mm
由于本设计中D=9mm，所以主轴直径的确定直径d=20mm外伸尺寸L=112mm。
2.5.4.2选择刀具接杆
由以上可知，多轴箱各主轴的外伸长度为一定值，而刀具的长度也是一定值，因此，为保证多轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，就需要在主轴与刀具之间设置可调环节，这个可调节在组合机床上是通过可调整的刀具接杆来解决的,可调连接杆如图2-5所示，
图2-5 可调接杆
接杆上的尺寸d与主轴外伸长度的内孔D配合，因此，根据接杆直径d选择刀具接杆参数如表2-3所示：
表2-3 可调接杆尺寸（部分）
根据表中的数据选择d=16接杆尺寸
2.5.5 动力部件工作循环及行程的确定
动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置，又返回到原位的动作过程如图2-6所示。
图2-6 工作循环图
2.5.5.1 工作进给长度L 工的确定
=+L L L L 工12
L 工：工作进给长度 L 1：切入长度 L ：加工长度 L 2：切出长度
L 工=20+10=30mm
切入长度一般为5~10mm ，取10mm 。 切出长度为0。 2.5.5.2 快速引进长度确定
快速引进是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度由具体情况确定。本工序选取快速引进长度为135mm 。 2.5.5.3动力部件总行程的确定
动力部件总行程为快退行程和前后备量之和。总行程为400mm 前备量为20mm ，后备量为225mm 。 2.5.6 活动钻模板的选择 2.5.6.1 活动钻模板的选择原理
由于为回转工作台卧式组合机床所以钻模板不能固定地设置在机床夹具上，
而是将它连接在主轴箱上并随主轴箱而运动，这种就是活动钻模板。
根据本设计的需要选择刚性钻模板，刚性钻模板与主轴箱之间是刚性连接的，工作时相互间没有相对移动，因而刀尖与导套端面之间的距离L在加工过程中是固定不变的如图2-7。采用刚性钻模板通常能够保证被加工孔同工件定位基准之间的位置精度为0.15-0.35毫米。本设计的位置精度为0.15mm所以可以使用刚性钻模板。
图2-7 刚性活动钻模板
2.5.6.2活动钻模板与多轴箱的连接方式
多轴箱与活动钻模板导杆或托架导杆的连接型式有下述四种：
（1）导杆滑配在主轴箱两侧。
（2）导杆固定在主轴箱两侧
（3）导杆固定在主轴箱前盖上。
（4）导杆由主轴箱内穿过。
根据《组合机床设计》图5-25 根据本设计的需要主轴箱与活动钻模板或托架倒杆的连接方式如图2-8所示活动钻模板与前箱盖的连接。
图2-8 活动钻模板与前箱盖的连接2.5.7绘制加工示意图
根据以上所求出的数据绘制出加工示意图如图2-9所示：
图2-9 钻孔加工示意图
图2-10 总尺寸联系图
2.6机床联系尺寸图
2.6.1联系尺寸图的作用和内容
联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配和运动关系，以检验机床各部件的相对位置及尺寸联系是否满足要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据。联系尺寸图也可以看成是简化的机床总图，它表示机床的配置型式及总体布局。
如图2-10所示，机床联系尺寸图的内容包括机床的布局形式，通用部件的型号、规格、动力部件的运动尺寸和所用电动机的主要参数、工件与各部件间的主要联系尺寸，专用部件的轮廓尺寸等。
2.6.2通用部件选型
本课题需选择的通用部件包括多轴箱、动力箱、滑台和侧底座。选型的基本思路是：
（1）先初步选定多轴箱的尺寸；
（2）计算主轴切削功率，根据功率选择电机和相应的动力箱（要与多轴箱配套）；
（3）根据动力箱确定液压滑台和侧底座的型号。
2.6.2.1多轴箱
多轴箱是组合机床上的一个重要组成部件，主要用来安装主轴、传动轴、及齿轮等。多轴箱后接动力箱，并和动力箱一同安装在液压滑台上。
由于待加工的螺纹孔数量不多且距离很近，只需设计一个较简单的传动系统
就能达到加工目的，所以根据《组合机床及其调整与使用》表6-1，初步选定多轴箱规格：400×400。 2.6.2.2动力箱和电机
动力箱是刀具主运动的驱动装置，即动力箱通过多轴箱使刀具做主体运动。动力箱安装在通用化的多轴箱上。
有两种动力箱。一种是靠键与齿轮连接传动的，另一种是靠端面传动键传动的。本课题选择第一种传动方式的动力箱。
查阅《组合机床及其调整与使用》表2-13，选择切削速度v=40m/s ，每转进给量s=0.15mm/r 。
暂定主轴直径为D=20mm 。
单根主轴切削转矩M=59D 2s 633.0=1438.14N ·mm ，则4根主轴总切削转矩为4M ，即5752.56N ·mm 。
总功率P=
D
9740 Mv
=0.1045kW 。
动力箱（如图2-11）应与多轴箱配合，根据《组合机床及其调整与使用》表6-1，动力箱选择1TD25型，输出转速785r/min 。配套电动机型号选Y100L1-4，电机转速1420 r/min ，输出功率2.2kW 。实际生产中可选购扬州组合机床动力头有限公司生产的1TD25IB 型动力头。主要参数如下：
图2-11 动力箱
内容摘要 本课题中三工位旋转工作台是钻孔加工中在工作台三个不同工位分别同时完成上料、钻孔、卸料等工艺过程的工艺技术，这大大提高了机械加工的效率、提高了生产率。但是新的问题接踵而至：三个工位同时动作就要要求操作工人完成上料、装夹工件、钻孔、卸工件。这样高强度的工作工人是否能承受的了，怎样降低工人的劳动强度呢？提高自动化程度就成了我们面临的首要课题。 随着科技的发展，继电器控制已经逐步被可编程控制器(PLC)控制所代替。PLC是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置,它的功能性强,可靠性高,编程简单,使用方便,体积小巧,近年来在工业生产中得到广泛的使用,被誉为当代工业自动化主要支柱之一。 在PLC的支持下，怎样实现操作流程的自动化这个问题迎刃而解。于是在机加工过程中我们可以选择各种控制机制去简化工人操作以及降低工人劳动强度、提高效率等。 关键词：三工位旋转工作台；可编程控制器；提高效率；自动化
目录 第1章引言 (1) 第2章设计方案 (2) 2.1总体方案说明 (2) 2.1.1控制要求 (2) 2.1.2制定控制方案 (2) 2.2 控制方式选择 (2) 第3章P L C控制系统设计 (3) 3.1 动作特性 (3) 3.2 液压控制部分设计 (4) 3.3 控制流程图 (4) 3.4I/O地址分配表 (6) 3.5I/O接线图 (6) 3.6梯形图 (7) 3.7语句表 (12) 结论 (16) 设计总结 (17) 谢辞 (19) 参考文献 (20)
第1章引言 随着科学技术的不断发展，机械加工的方法和手段也逐渐变得丰富起来，各种先进技术被人们引入机械行业中来形成各种新兴学科，机电一体化就是其中一门。机电一体化是以电子技术特别是微电子技术为主导、多种新兴技术和机械技术交叉、融合而成的综合性高技术，是机械和电子的有机结合产物。其目的是不断提高劳动生产率，减轻人们的体力劳动，逐步代替部分脑力劳动。机械一体化的机械加工比传统机械加工有很大的优越性。在本课题中，机电一体化的好处显得尤为突出。 三工位工作台旋转机床设备在机加工等自动化机床设备中得到广泛引用，通过控制工作台旋转，可以实现在加工过程中同时完成上料和卸料工作，并能实现流水作业，大大提高了工作效率,降低工人劳动强度。若在上料和卸料工位设计合适的机械手，则可实现无人上料和卸料工作。 ＰＬＣ的处理器速度和功能在不断增加，已发展成具有逻辑控制功能过程控制功能运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能等的多功能控制器，加上它的价格低廉、操作简便、改变功能灵活易用、维护工作量小等优势，使PLC在工业生产过程自动化中获得广泛使用。 目前ＰＬＣ已经在工业生产过程中得到广泛使用，它具有结构简单易于编程、性能优越、可靠性能高、维修方便和使用方便的一系列优点。根据课程设计要求，以西门子S7-200系列PLC来实现控制钻床三工位工作台旋转控制设计。 钻床加工三工位工作台是由送料、钻孔、卸载三部分组成。工作台每旋转120°完成一个工位，循环运行。来实现工件的快速送料、钻孔、卸载的流水作业系统。 第2章设计方案 2.1总体方案说明 从我们入大学开始接触机械设计开始起，老师就教导我们任何设计都要先从整体上对要做的设计内容要构想一下。只有对整体设计做出全局的把握，设计才会有所针对。拿到课程设计题目后，我并没有直接进入主题开始着手设计，而是逐步先将设计要求研究了一遍，认真对设计思路做了一个规划然后才开始了设计。 2.1.1 控制要求 （1）用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 （2）手动调整采用按钮点动的控制方式。包括上料进、退操作、工件夹紧、放松操作，钻头下降、上升操作，卸料进、退操作，工作台旋转操作。 （3）系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个启动按钮
旋转工作台是落地镗床、镗铣床、端面镗床等机床的辅机，需经常移动，所以旋转工作台总的布局为一紧凑的整体。由能做回转运动的台面，直线移动的滑座和基础件所组成。并配有进给箱，油泵站，以及电气开关箱和站等。 丰收自动化设备之旋转工作台结构特点分述如下： 1、床身 床身是本回转工作台的基础件，其厚度340毫米，是三层中最厚的一层。床身内铸有三角筋，具有足够的钢强度。床身上边布置有三条平导轨。导向导轨位于中部。床身两侧铸有4个起吊孔。床身前右侧平导轨上装有长度标尺，借游标尺之助可读出0.1毫米的数值，且游标可以微调对准基数。床身两端极限位置时运动即可自动的停止。 2、滑座 滑座是本回转工作台的中间层，骑着垫板和传递运动的作用，其厚度为250毫米。进给箱、油泵站、电气箱等，分布于滑座上。在滑座的两侧底部装有4个滑座夹紧装置，将滑座紧固于床身上，在滑座顶面圆导轨外部对称分布4个工作台夹紧装置，将工作台紧固于滑座上。 3、工作台 工作台位于本回转工作台的顶层，其厚度为260毫米，系一箱型结构，内铸方框斜筋，具有足够的刚强度。该面上揩油7条纵向T型槽，两侧又个分布6条短的横向T型槽，可充分利用台面以装夹工件。 工作台圆导轨上设有圆周刻度360度，借标尺之助可获得6分的读数。 依靠加工良好的两侧面做基准，能够获得回转90度的精确定位。中间有Φ230D孔作定位用。
4、进给箱 进给箱为一单独紧凑部件装在滑座的侧面，具有12级交换齿轮变速，只需变动一个手柄便可得到快速。 在输出轴上装有过载保险装置，取下盖子，便可根据需要，调整螺母的松紧，从而使弹簧的弹力减小或增加来达到所要求的扭矩。 在第二根轴上设有手动机构，供微调及精确定位用。 5、油泵站 由于机床负荷重，润滑面积大，故特设一油泵站，转供润滑用，油箱设在床身上，油泵站位于滑座上，用橡皮软管相接。yyhkcn_cqfszdh_tml 6、夹紧装置 工作台面的夹紧和滑座的夹紧均为手动，各有四个夹紧点，分布于滑座的四角上，用扳手直接转动螺母即可将工作台面(或滑座)夹紧或放松。 7、按钮站 本回转工作台备有一手提式活动按钮站，机床的一切操作均在此按钮站上。
三维雕刻机数控回转工作 台设计 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
回转工作台设计说明书论文题目四工位回转工作台设计 学院机械工程学院 学号 姓名何凯星 教师杨岩 2014年1月
摘要 本次课程设计的题目是回转工作台设计。通过对回转工作台的设计，使大学生在步入社会之前，不仅能够设计出数控回转工作台，而且能够掌握机械设计的方法和步骤。本课题研究的主要内容包括：确定回转工作台的传动方案；驱动力计算及其他相关计算；步进电机的选型；零件设计；零件图的绘制与三维模型建立；绘制装配图及运动仿真。 对于回转工作台的设计，首先，进行总体方案设计，传动方案采用齿不完全轮传动、槽轮传动或者直接采用步进电机实现分度；然后进行各零件的设计与校核；偏心轮与机架采用螺钉连接固定不动；工作台的平衡通过止推轴承来保证；采用直线导轨以实现夹紧与工件的定出；直线导轨端部用滚动轴承；工作太平面上设计了圆孔；最后，对各零件进行装配。 关键词：回转工作台；步进电机；直线导轨；滚动轴承；建模 目录 一、课程设计任务书 1、概述 (3) 2、回转工作台设计要求 (3) 3、设计任务 (5) 二、设计步骤 1、夹紧机构的设计 (5)
2、定位装置的设计 (6) 3、偏心轮设计 (7) 4、直线导轨的选型 (8) 5、轴承的选择 (8) 6、转动圆盘的设计 (8) 7、装配图 (9) 8、零件图的绘制 (10) 三、心得体会 (13) 四、参考文献 (15) 一、课程设计任务书 1、概述 回转工作台是检测仪器的主体部件，同时，它也是诸多设备如万能工具显微镜、坐标测量机、坐标镗、铣、磨、加工中心等重要部件或附件。 检测仪主要由一个四工位回转工作台和一个显微镜组成。显微镜固定在机架上部的竖直杆上，回转工作台主要由回转平台、回转台主轴及夹紧定位装置组成。工作台水平安置，台上装夹加工对象，回转运动由步进电机直接驱动。传动部分要能自锁，消除侧隙以保证精度要求，并有一定的传动精度和刚度，工作台上亦要有圆孔，以减轻工作台质量及材料成本。
目录 第一章绪论............................................................ - 1 - 第二章液压传动系统特点................................................ - 1 - 2.1液压传动的工作原理、系统组成及图形符号............................... - 1 - 2.2液压系统的特点....................................................... - 2 - 第三章液压缸的设计.................................................... - 2 - 3.1液压缸的概述......................................................... - 3 - 3.2液压缸的类型及特点................................................... - 3 - 3.3液压缸结构设计....................................................... - 3 - 第四章液压缸的设计计算................................................ - 6 - 4.1液压缸的设计计算..................................................... - 6 - 4.2液压缸工作压力的确定................................................. - 8 - 4.3液压缸的钢筒壁厚δ的确定............................................ - 10 - 4.4液压缸其它部位的确定................................................ - 10 - 后记................................................................... - 12 - 参考文献............................................................... - 13 -
引言 对数控回转工作台的设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。而工科类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能，获得工程技术经用性岗位的基本训练，通过毕业设计，可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点，实现由学生向工程技术人员的过渡。 使学生进一步巩固和加深对所学的知识，使之系统化、综合化。 培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的能力，提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，从而扩大、深化所学的专业知识和技能。 培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路。 使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段，树立做事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。 本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。 目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上，它的总的发展趋势是： 1．在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台； 2．在性能上将研制以钢为材料的蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力； 3．在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。 数控转台的市场分析：随着我国制造业的发展，加工中心将会越来越多地被要求配备第四轴或第五轴，以扩大加工范围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达到每年600台左右。 预计未来5年，虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外，部分装备制造业将有望保持较高的增长率，特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。作为装备制造业的母机，普通加工机床将获得年均15％－20％左右的稳定增长。
摘要 随着科学技术的发展和高新技术产业的需要，精密平面磨床已然在当代制造产业中占据了非常重要的地位。本文在收集了大量资料和吸取了前辈们的经验的情况下，设计了一台以广州机械制造厂的MGB6120为原型、以微进给机构和微位移系统来提升加工精度的精密平面磨床工作。在此基础上，完成了该磨床的总体设计计算，并进行了数据对比优化选择，取得以下研究成果： (1) 设计一台精密数控平面磨床，用砂轮周边磨削平面和台阶平面，用于机械制造业及工具模具制造业，且能加工各种难加工材料。 (2) 确定了该精密平面磨床工作台的各个部件及其功能分配，完成了该平面磨床的传动选择以及总体布局设计。 (3) 利用滚珠丝杆为主要器件，结合梯形螺纹丝杆压杆来检测其稳定性；通过压电、电致伸缩器件在微位移系统中的压电耦合效应和砂轮修整器特性提高了该工作台的加工精度。 (4) 将840D数控技术作用于平面磨床工作台并选择西门子IFK6交流伺服电机作为进给机构和微位移系统的电力源，完成了精密平面磨床微进给及微位移工作台的设计。 关键词：精密；微位移；微进给；砂轮器；数控
Abstract With the development of science and technology and the need of high-technique industry, precision surface grinder has played a very important role in modern manufacturing industry. Under the circumstance of collecting a great number of materials and absorbing predecessors' experience, this article designs a precision surface grindering machine which is the prototype of MGB6120 in Guangzhou machine tool. In addition, it improves precision by a micro feed mechanism and a micro displacement system. In that case, it finish the calculation of the overall design of the grinding machine. What's more, it makes the optimization of comparative data and obtains the following results： (1) It designs a precision NC grinding machine and grinds surface with grinding wheel. It is used in mechanical manufacturing industry and model manufacturing industry. It also processes various materials which are very difficult. (2) It confirms each component and function allocation of precision surface grinder worktable. It also finishes the transmission selection and overall layout. (3) It regards ball screw rod as main device and is combined with the trapezoidal thread screw rod to test its stability. Piezoelectric coupling effect and grinding wheel dressing device features, which improve the machining accuracy of the workbench through the piezoelectric and electrostrictive devices in the micro displacement system. (4) It uses 802D in NC plane grinder worktable and chooses Siemens IFK6 AC servo motor as the power source for the feeding mechanism and micro displacement system. It also completes the design of precision surface grinder micro-feed and micro displacement worktable. Key words: precision, micrometric displacement, micro-feeding, Grinding wheel. CNC (computerized numerical control)
任务书 课题十二、设计一个3工位旋转工作台的控制系统 1.动作特性 其工作示意如图所示。三个工位分别完成上料、钻孔和卸件。 工位1：上料器推进，料到位后退回等待。 工位2：将料夹紧后，钻头向下进给钻孔，下钻到位后退回，退回到位后，工件松开，放松完成后等待。 工位3：卸料器向前将加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。 2.控制要求 工位2 工作台示意图 1）用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 2）手动调整采用按钮点动的控制方式。 3）系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个起动按钮来控制进入下一次循环。
4）系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行。 5）系统运动不很复杂，采用4台电机。 6）对于部分与顺序控制和工作循环过程无关的主令部件和控制部件，采用不进入PLC的方法以节省I/O点数。 7）由于点数不多，所以用中小型PLC可以实现。 3.时间安排 第1-2天：根据设计任务查阅相关文献； 第3-6天：选择一种合适的设计方法，制定详细的设计方案，设计出满足要求的电器控制系统并验证其正确性； 第7-8天：编写课程设计报告；绘制相关电气图纸。 第9-10天：提交课程设计报告；进行课程设计答辩。 4.所需提交的材料 1）编写输入输出对照表。包括信号名称、外部元件号、内部继电器号 2）绘制PLC外部接线图 3）绘制功能流程图； 4）编写、调试梯形图或语句表程序
目录 任务书 ..................................................................... 错误！未定义书签。第1章课程设计任务说明 ................................... 错误！未定义书签。 1.1 课题简介........................................................ 错误！未定义书签。 1.2 系统总体方案设计概述................................ 错误！未定义书签。第2章课程设计任务分析 ................................... 错误！未定义书签。 2.1 设备机构组成分析........................................ 错误！未定义书签。 2.2 设备工作过程分析........................................ 错误！未定义书签。第3章控制方案设计 ........................................... 错误！未定义书签。 3.1 总体方案设计................................................ 错误！未定义书签。 3.2 电气系统设计 (4) 3.3 电气控制系统设计 (4) 3.3.1 系统控制与信号分析 (4) 3.3.2 I/O分配表 (5) 3.3.3 I/O端子接线图 (6) 第4章控制流程分析 (7) 4.1 功能图 (7) 4.2 梯形图 (8) 4.3 语句表 (11) 课程设计心得 (14) 参考文献 (15)
目录 摘要............................................................................................................... 错误！未定义书签。目录.. (2) 1 课题题目 (3) 1.1 课程设计课题内容 (3) 1.1.1 设计的目的 (3) 1.2设计内容及步骤 (3) 1.2.1 设计的内容及步骤 (4) 2. 正文 (5) 2.1 设计要求及设计参数 (5) 2.1.1设计要求 (5) 2.1.2设计参数 (5) 2.2负载与运动分析 (5) 2.2.1负载分析 (6) 2.2.2运动分析 (6) 2.2.3负载图与运动图的绘制 (6) 2.3确定液压系统主要参数 (9) 2.3.1液压缸的选定 (9) 2.3.2液压缸各阶段的压力，流量和功率 (11) 2.3.3液压缸的工况图 (13) 3 选型及计算书 (14) 3.1 拟定液压系统原理图 (14) 3.2液压元件的选择 (15) 3.2.1确定液压泵的规格和电动机的功率 (15) 3.2.2选择阀类元件及辅助元件 (17) 3.3液压确定系统性能的验算 (17) 总结 (18) 参考文献 (18) 1课题题目
1.1课程设计课题内容 1.1.1设计的目的 专用平面磨床液压系统的设计是为了使得工作台的往复运动采用液压运动，平面磨床为精加工磨床，磨削力及变化量不大，工作台往复运动速度高，调速范围广，要求换向灵敏迅速，冲击小，所以采用液压传动能够达到这些效果，液压传动主要是为了操纵平面磨床的往复运动，所以是液压系统的主体回路，其中主要有工作台油路的控制，和工作台速度的控制，工作台制动，换向和停留以及工作台手动与自动控制互锁。专用平面磨床工作台液压系统设计能够提高运动的效率和精确度，并且能够对调速，运动平稳性，换向精度，换向频率都有较好的控制，所以对液压系统也有较高的要求。 小型平面磨床工作台的液压传动系统，其采用液压系统和双出杆液压缸组成了液压传动系统，取代原机床手动传动系统。工作台的来回纵向运动由安装在拖板上的液压缸的液压杆来回运动而牵引着工作台来回运动。其运动行程和方向转换则由安装在工作台上的行程挡块和安装在拖板上的磨床专用液压阀所决定。本发明解决了手动平面磨床以纯人工手动操作的这一系列的动作，大大提高生产效率，降低劳动强度，而且重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快 1.1.2设计的要求 1.设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安全性、方便性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济； 2.独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再借鉴。不能抄袭； 3.在课程设计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成，积极思考。不能直接向老师索取答案。 4.液压传动课程设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。 1.2设计内容及步骤 1.2.1 设计的内容及步骤 （一）设计内容 1. 液压系统的工况分析，绘制负载和速度循环图；
题目: 数控旋转工作台设计 学院：机械与汽车工程学院 班级：机制111（专升本） 日期：2012.12.14 `
目录 目录 (2) 第1章概述 (3) 第2章机械系统方案 (4) 第3章三工位工作台机械设计 (5) 第4章PLC控制系统方案 (10) 第5章PLC控制系统设计 (12) 设计心得 (21) 参考文献 (22)
第1章概述 数控旋转台（三工位工作台）是由输送,钻孔，卸载三部分组成。工作台每旋转120°完成一个工位，循环运行。来实现工件的快速输送,钻孔，卸载的流水作业系统。 设计要求包括：三工位工作台是由输送、钻孔、卸载三部分组成。工作台每旋转120°完成一个工位，循环运行。工作台直径1000mm，最大轴向载荷Tmax=1000N (工件的夹紧、推进都是由液压系统构成) 传动部分，三工位工作台一般由原动机、传动装置和工作台组成，传动装置在原动机和工作台之间传递运动和动力，并可实现分度运动。在本课题中，原动机采用步进电机，工作台为T形槽工作台，传动装置由齿轮传动和蜗杆传动组成。 在本设计中，工件的夹紧，推进都是由液压系统构成。液压系统是以流体为介质，来实现能量的转换，传递及控制。它由若干基本回路组成传递系统，来进行工件的推进，推出及夹紧。以液体为介质的液压系统具有无级调速和传动平稳的优点，通过与PLC的连接，能顺利完成本设计的各项指定动作。 在控制电路的选择上，选择三菱PLC，随着科学技术的不断更新，继电器控制已逐渐背PLC控制代替。它不仅能减低能耗，节约能源，而且大大的提高了工作效率。本次课程设计使用了FX2N系列机型，来完成工作台的流程控制。 最后期望效果，既达到120°的旋转后，三工位同时运动，完成后再次旋转120°，循环往复，直到按下停止按钮后结束。
回转工作台设计说明书 论文题目四工位回转工作台设计 学院机械工程学院 学号 姓名何凯星 教师杨岩 2014年1月
摘要 本次课程设计的题目是回转工作台设计。通过对回转工作台的设计，使大学生在步入社会之前，不仅能够设计出数控回转工作台，而且能够掌握机械设计的方法和步骤。本课题研究的主要内容包括：确定回转工作台的传动方案；驱动力计算及其他相关计算；步进电机的选型；零件设计；零件图的绘制与三维模型建立；绘制装配图及运动仿真。 对于回转工作台的设计，首先，进行总体方案设计，传动方案采用齿不完全轮传动、槽轮传动或者直接采用步进电机实现分度；然后进行各零件的设计与校核；偏心轮与机架采用螺钉连接固定不动；工作台的平衡通过止推轴承来保证；采用直线导轨以实现夹紧与工件的定出；直线导轨端部用滚动轴承；工作太平面上设计了圆孔；最后，对各零件进行装配。 关键词：回转工作台；步进电机；直线导轨；滚动轴承；建模 目录 一、课程设计任务书 1、概述 (3) 2、回转工作台设计要求 (3) 3、设计任务 (5) 二、设计步骤 1、夹紧机构的设计 (5) 2、定位装置的设计 (6) 3、偏心轮设计 (7) 4、直线导轨的选型 (8)
5、轴承的选择 (8) 6、转动圆盘的设计 (8) 7、装配图 (9) 8、零件图的绘制 (10) 三、心得体会 (13) 四、参考文献 (15) 一、课程设计任务书 1、概述 回转工作台是检测仪器的主体部件，同时，它也是诸多设备如万能工具显微镜、坐标测量机、坐标镗、铣、磨、加工中心等重要部件或附件。 检测仪主要由一个四工位回转工作台和一个显微镜组成。显微镜固定在机架上部的竖直杆上，回转工作台主要由回转平台、回转台主轴及夹紧定位装置组成。工作台水平安置，台上装夹加工对象，回转运动由步进电机直接驱动。传动部分要能自锁，消除侧隙以保证精度要求，并有一定的传动精度和刚度，工作台上亦要有圆孔，以减轻工作台质量及材料成本。 2、回转工作台设计要求 1、性能参数 （1）主参数 工件质量：小于10g。 工件为塑料。
500X500方台面数控回转工作台设计
(500X500)方台面数控回转工作台设计 绪论 毕业设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。而高职类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能，获得工程技术经用性岗位的基本训练，通过毕业设计，可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点，实现由学生向工程技术人员的过渡。 使学生进一步巩固和加深对所学的知识，使之系统化、综合化。 培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的技能，提高 解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，从而扩大、深化所学的专业知识和技能。 培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路。 使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段，树立做事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。 本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。
目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上，它的总的发展趋势是： 1．在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台； 2．在性能上将研制以钢为材料的蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力； 3．在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。 数控转台的市场分析：随着我国制造业的发展，加工中心将会越来越多地被要求配备第四轴或第五轴，以扩大加工范围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达到每年600台左右。 预计未来5年，虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外，部分装备制造业将有望保持较高的增长率，特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。作为装备制造业的母机，普通加工机床将获得年均15％－20％左右的稳定增长。 第一章数控回转工作台的原理与应用
摘要 数控车床今后将向中高挡发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动 力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种，预计近年来对数控刀架 需求量将大大增加。但是数控回转工作台更有发展前途,它是一种可以实现圆周进 给和分度运动的工作台，它常被使用于卧式的镗床和加工中心上，可提高加工效率，完成更多的工艺，它主要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成，并可进行间隙消除和蜗轮加紧，是一种很实用的加工工具。本课题主要介绍 了它的原理和机械结构的设计，并对以上部分运用AUTOCAD做图,最后是对数控回 转工作台提出的一点建议。 关键词：数控回转工作台齿轮传动蜗杆传动间隙消除蜗轮加紧 目录 绪论 (3) 第一章：数控回转工作台的原理与应用 (4) 1.1 数控回转工作的原理 (4) 1.2 设计准则 (5) 1.3 主要技术参数 (5) 第二章：数控回转工作台的结构设计 (6) 2.1 传动方案的确定 (6) 2.2齿轮传动的设计 (7) 2.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算 (9) 2.4 蜗轮及蜗杆的选用与校核 (10) 2.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (12) 2.6 轴的校核与计算 (13) 2.7 弯矩组合图 (14) 2.8 根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径 (14) 2.9 齿轮上键的选择及校核 (15) 2.10 轴承的选用 (15) 第三章数控技术发展趋势 (16) 3.1 性能发展方向 (16) 3.2 功能发展方向 (17)
3.3 体系结构的发展 (18) 3.4 智能化新一代PCNC数控系统 (19) 第四章总结 (19) 致 (20) 参考文献 (20) 绪论 毕业设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知 识的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规和方法。 而高职类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能，获得工程技 术经用性岗位的基本训练，通过毕业设计，可树立正确的生产观点、经济观点和 全局观点，实现由学生向工程技术人员的过渡。 使学生进一步巩固和加深对所学的知识，使之系统化、综合化。 培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的技能，提高 解决本专业围的一般工程技术问题的能力，从而扩大、深化所学的专业知识和技能。 培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资 料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力，使学生初步掌握 科学研究的基本方法和思路。 使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段，树立做 事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识和团 结协作的工作作风。 本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计 算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。 目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上，它的总的发展趋势是： 1．在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台； 2．在性能上将研制以钢为材料的蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台的承 载能力； 3．在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。 数控转台的市场分析：随着我国制造业的发展，加工中心将会越来越多地被要求 配备第四轴或第五轴，以扩大加工围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心 将会达到每年600台左右。 预计未来5年，虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保 持着较低的行业景气度外，部分装备制造业将有望保持较高的增长率，特别是那 些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。作为装备制造业的母机，普通加 工机床将获得年均15％－20％左右的稳定增长
上海电机学院继续教育学院毕业设计（论文） 高精度摆动式回转工作台的设计The design of high-precision Swing rotary table 作者姓名：龚英 专业：机械设计制造及其自动化 学号：成125315 指导教师：张元生、宋宏潮 完成日期：2014.11.30 上海电机学院继续教育学院
上海电机学院继续教育学院毕业设计（论文） 摘要 随着球形零件在机械行业中应用的比例越来越大，由此对加工球面的回转工作台的要求也越来越多，越来越严格。采用球面磨床能精密磨削加工球面体零件，其回转工作台是金属切削加工中用于精密定位的装置，操作人员能够在保持精度的情况下加工零件。有一些回转工作台允许使用分度装置的分度操作，也有些可以根据加工情况，采用回转工作台上的分度头来分度。但是整体来说，普通回转工作台精度不高，适用范围小，一般只能加工二维面，如加工圆柱面、腰形孔。 本次设计的高精度摆动式工作台是一种精密机械，可以将工件定位其上（T型槽一般被用于工作台上）。不同于普通工作台，高精度摆动式工作台主要用于三维面的加工，它主要是为加工超硬球面而设计的，解决了普通回转工作台精度不高，适用范围小的缺点，能够加工出高精度、超硬度的球面。高精度摆动式回转工作台可以自由旋转及摆动，高精度回转工作台的转动是由蜗轮驱动的，蜗杆蜗轮不仅用于传动还用于分度。它的进给、分度转位都是由给定的指令进行控制的。工作台的摆动是由减速器带动的齿轮传递到摇臂而摇臂带动工作台的摆动。 关键词：蜗杆蜗轮；摆动机构；球面加工
高精度摆动式回转工作台的设计 The design of high-precision Swing rotary table Abstract As the proportion of spherical parts in the machinery industry applications is growing, thereby spherical rotary table processing requirements have become more and more and more stringent. Using spherical grinder can precision grinding spherical body parts, which rotary table is a device used for metal cutting precision positioning, the operator can be processed while maintaining the accuracy of parts. Some allow the use of indexing rotary table indexing device operation, but some can be processed according to the situation, the use of indexing the rotary indexing head workbench. But overall, the general is not high precision rotary table, a small scope, generally only processing two-dimensional surface, such as machining cylindrical surface, kidney-shaped holes. The design of high-precision Swing rotary table is a precision machine table，the workpiece can be positioned on (T-slot table is generally used). Unlike ordinary table, the table is mainly used for high-precision machining swinging three-dimensional surface, it is primarily designed for the processing of super-hard sphere, the solution to a common high precision rotary table, the small scope of the shortcomings can be processed high-precision, ultra-hard sphere. High-precision rotary table can swing freely rotate and swing, turn-precision rotary table is driven by a worm gear, worm gear is also used not only for indexing. It feed indexing bits are transferred by a given control instruction. Swing table is delivered by a gear reducer drive to drive the swing arm and rocker table. Key Words：Worm；Swing Mechanism；Spherical processing - II -
磨床工作原理 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
工件平面或成型表面的一类。主要类型有卧轴矩台、卧轴圆台、立轴矩台、立轴圆台和各种专用平面磨床。 参数构成 ①卧轴矩台平面磨床：工件由矩形电磁吸住或夹持在工作台上，并作纵向往复运动。砂轮架可沿滑座的燕尾导轨（见机床导轨）作横向间歇进给运动（见），滑座可沿的导轨作垂直间歇进给运动,用周边磨削工件,磨削较高。②:竖直安置的砂轮主轴以砂轮端面磨削工件,砂轮架可沿立柱的导轨作间歇的垂直进给运动。工件装在旋转的圆工作台上可连续磨削，生产效率较高。为了便于装卸工件，圆工作台还能沿床身导轨纵向移动。③:适用于磨削圆形薄片工件,并可利用工作台倾斜磨出厚薄不等的环形工件。④立轴矩台平面磨床：由于砂轮直径大于工作台宽度,磨削面积较大,适用于高效磨削。⑤：利用两个磨头的砂轮端面同时磨削工件的两个平行平面，有卧轴和立轴两种型式。工件由直线式或旋转式等送料装置引导通过砂轮。这种磨床效率很高，适用于大批量生产轴承环和活塞环等零件。此外，还有专用于磨削机床导轨面的、磨削透平叶片型面的专用磨床等。 操作须知 定位 机床应在最大外再预留300mm以上，每个底脚螺丝吃紧，台面前后及左右水平在1000mm以内。（安装变频器的要求需更高）每三个月检察，调整工作台面水平，吃紧每个底脚螺丝。 砂轮 所选砂轮须能承受周转速2000m/min以上。禁止使用有破损之砂轮。新砂轮装上必须做平衡。进行正式磨削前，砂轮需空转5分钟。最大进刀量行程800mm 以下磨床为，800mm以上磨床为 主轴 安装砂轮前须确定主轴为顺时针方向旋转。开机时，须先开主轴后开冲水。 液压装置 平面磨床使用粘度为46号。 基本结构 新机在使用三个月后需更换液压油，以后则每年更换一次，同时须清洁油箱。每天检查液压油油位，油位应保证在最低与最高线之间。液压马达启动前，须确定流量调速杆在关闭位置。须先开吸磁后开液压 润滑装置
3工位旋转工作台设计方案 第1章引言 随着科学技术的不断发展，机械加工的方法和手段也逐渐变得丰富起来，各种先进技术被人们引入机械行业中来形成各种新兴学科，机电一体化就是其中一门。机电一体化是以电子技术特别是微电子技术为主导、多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的综合性高技术，是机械与电子的有机结合产物。其目的是不断提高劳动生产率，减轻人们的体力劳动，逐步代替部分脑力劳动。机械一体化的机械加工比传统机械加工有很大的优越性。在本课题中，机电一体化的好处显得尤为突出。 三工位工作台旋转机床设备在机加工等自动化机床设备中得到广泛引用，通过控制工作台旋转，可以实现在加工过程中同时完成上料和卸料工作，并能实现流水作业，大大提高了工作效率,降低工人劳动强度。若在上料和卸料工位设计合适的机械手，则可实现无人上料和卸料工作。 ＰＬＣ的处理器速度和功能在不断增加，已发展成具有逻辑控制功能过程控制功能运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能等的多功能控制器，加上它的价格低廉、操作简便、改变功能灵活易用、维护工作量小等优势，使PLC在工业生产过程自动化中获得广泛应用。 目前ＰＬＣ已经在工业生产过程中得到广泛应用，它具有结构简单易于编程、性能优越、可靠性能高、维修方便和使用方便的一系列优点。根据课程设计要求，以西门子S7-200系列PLC来实现控制钻床三工位工作台旋转控制设计。 钻床加工三工位工作台是由送料、钻孔、卸载三部分组成。工作台每旋转120°完成一个工位，循环运行。来实现工件的快速送料、钻孔、卸载的流水作业系统。
第2章设计方案 2.1总体方案说明 从我们入大学开始接触机械设计开始起，老师就教导我们任何设计都要先从整体上对要做的设计容要构想一下。只有对整体设计做出全局的把握，设计才会有所针对。拿到课程设计题目后，我并没有直接进入主题开始着手设计，而是逐步先将设计要求研究了一遍，认真对设计思路做了一个规划然后才开始了设计。 2.1.1 控制要求 （1）用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 （2）手动调整采用按钮点动的控制方式。包括上料进、退操作、工件夹紧、放松操作，钻头下降、上升操作，卸料进、退操作，工作台旋转操作。 （3）系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个启动按钮来控制进入下一次循环。 （4）系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行。 （5）上料器、夹紧装置、卸料器、钻头上下运动由液压缸驱动。夹紧力由压力继电器检测控制。钻头旋转、工作台旋转由电动机驱动。 2.1.2 制定控制方案 （1）用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 （2）手动调整采用按钮点动的控制方式。 （3）系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个启动按钮来控制进入下一次循环。 （4）系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行‘ （5）系统运动不很复杂，采用三台电动机：主动电动机、液压电动机和工作台旋转电动机。除了主轴转动和工作台旋转用电动机拖动外，其他所有所有运动都可以采用液压传动。 （6）对于部分与顺序控制和工作循环过程无关的主零部件和控制部件，采用进入PLC的控制方式以达到方便控制。 2.2控制方式选择 三工位旋转工作台控制系统的设计任务主要由两大部分，其中最主要的就是运输小车的PLC梯形图设计，也就是程序设计；其次是液压控制原理图的设计。 三工位旋转工作台控制系统在很大程度上是利用继电器实现的，而最初的PLC就已