一种多功能小型机床设计与开发

【摘要】本设计为研发一款新型的多功能小型机床，旨在用一台小型机床一次性的完成精密小型工件的多道工序的精确加工。本机床完全能够完成钻、铣、车、磨等多道工序，同时配有手动和自动换刀装置，操作过程多样；避免了购买多台机床所需要的成本；同时省去了拆装时间；提高了生产效率。

【关键词】机床；精密加工；自动换刀

Abstract：This product is a new type of multi-function machine tools，the main objective so that we can on a single machine to complete the one-time multi-channel precision small parts precision machining processes.Therefore，this machine can complete the drilling，milling，turning，grinding，and other four processes，as well as manual and automatic tool changing co-ordination，so that more diverse operation，which saves the need to purchase more than one machine costs，and eliminating non-less disassembly time and improve the processing efficiency.

Keywords：Precision Machining；Machine Tool；Automatic Tool Changer

机床设计属于造型设计工作中很重要的一部分，传统的大机床总布置设计由主传动系统、进给系统；机床基础件主要参数等组成，在满足机床性能的要求下进行设计。其目的是提高机床的生产效率和机床寿命。而对多功能小机床而言，机床本身结构与传统机床相比都有很大不同，但是基础的设计要求也有相同的因素。

1.多功能小型机床简介

一台机床可以实现车、铣、钻、磨四种功能；不需要过多的拆装，便可以完成这四种功能，节约时间，提高工作效率；占地面积小，适用于学校和工厂的实验室工作；独特的进给系统可以使操作者精确地掌握车刀和工件的进给量；自动换刀和手工换刀相结合，不仅使换刀方式多样，而且减少了拆装刀具的时间，提高了效率[1]。

2.多功能小型机床设计理念

现代工业的机床的设计理念主要是绿色设计，人性化设计和产品系统设计等。在设计上，这些主要设计理念与之相对应体现在：对环境的环保意识，体现对人的关怀，使得设计得到企业工厂乃至全球机床产业的认可。本论文设计的多功能小型机床体现了机床系统结构的设计理念。新型多功能机床包含了多种加工工艺，新颖的换刀结构，精确地进给结构，独特的车、铣、钻等交换方式。

3.多功能小型机床结构

新材料、新工艺的应用促进了机床结构的发展和机床轻量化，给机床结构设计提供了方便。机床构件的微型化，成形技术的发展带来了机床表面的平整化，减少了机床构件的数量，提高了机床的工作效率，进一步实现机床结构的微型化。从实验得知：多功能小型机床提高了工作效率，节约了时间。

4.多功能小型机床模型设计部分

根据模具设计的一般在步骤，对一部分进行模具设计，通过对典型零件的模具分析，掌握系统的性能和稳定性。在多功能小型机床的设计中综合运用了pro/E软件中的造型技术如边界线法，扫描法等。为设计出曲线光滑，工作效率高的机床，需反复实验才能得到合理的机床模型。

图1 机床传动系统模型

机床模型的步骤：收集零件工作图等技术文件；了解机床的需求情况，来确定机床结构的合理性经济性；对机床进行分析，备料确定模板尺寸；在图纸上进行模型绘制；绘制完成后，将模具进行校对和配件组立，确保各个模板孔位一致[2-4]，最后完成的机床模型运用渲染软件Cinema-4D处理后如图1所示。

5.结论

多功能小型机床是一种高精度，高柔性，高速度，高质量的新型机床，由于高速度，高质量，高精度，高柔性的特性与普通机床大有不同这也展示了多功能小型机床的优势。

参考文献

[1]胡黄卿.机械制造业的发展趋势[J].矿山机械，2003（05）：22-27.

[2]姜媛媛.基于pro/E在并联机床的实体建模[J].2009（04）： 18-22.

[3]徐竹.机械设计基础课程教学方法[J].职业教学研究， 2009（09）：8-14.

[4]徐锦康.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2004.150-225.

基金项目：2013年高校国家级大学生创新创业训练计划项目（编号：201310448021）。

作者简介：

赵林（1992―），男，山东德州人，大学本科，现就读于德州学院机械设计制造及其自动化专业。

王志坤（1982―），男，山东德州人，硕士研究生，讲师，主要从事指导大学生科技文化创新实践教学的研究。