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1、全套图纸联系QQ：1834186366摘要机械制造业是我国国民经济的支柱产业，随着我国经济的快速发展，我国装备制造业水平快速发展，各类机械加工工艺装备有了长足的进步，特别是在孔加工领域，近年来出现的多轴钻孔立式钻床，大大提高了生产率，减轻了劳动强度。本文参考国内外大量文献资料，以二轴可回转调整立式钻床为研究重点，首先详尽分析了其工作流程，并对其机构及其传动系统进行了设计，对一些标准间饯行了选择，最后对重要零部件进行了校核和校验。设计的过程遵循了“先总体，后局部”的原则，并坚持理论联系实际，通过不断向相关领域的科技工作者虚心学习，设计了一套切实可行的二轴可回转调整立式钻床液压传动系统。本次设计通
2、过预先给定的加工要求计算并进行了可调式双头钻头的设计、传动系统减速箱的设计、传动系统电机的选用、X-Y工作台的设计、钻头轴向进给系统的设计共五部的设计。通过设计并组装后的钻床可以一次加工两孔，且两钻头间的距离可调，从而实现可以在一个工件上加工多对两两间距不同的孔。在人力和设备不增加的情况下使用可调立式双轴钻床可以成倍提高钻床的加工效率，并可以保证较高的加工精度和孔间相对位置精度。关键词：滚珠丝杠；电动机；变速箱；可调式双头钻头目录摘要I目录II1前言11.1本课题的背景和研究意义11.2国内外研究现状31.3本文研究内容42双轴钻床的总体设计62.1钻床总体结构62.2拟定设计方案63 钻头及
3、多轴箱的设计93.1预选加工材料，加工直径93.2计算钻头切削力及扭矩93.2 拟定转速图103.4齿轮的设计计算133.4双头钻头内各轴的设计173.5轴承的选择184主轴进给系统的设计204.1计算折算到电机主轴上的转矩204.2滚珠丝杠的设计计算204.3齿轮传动比计算234.4电机的选择与设计234.5工作台滚珠丝杠的设计计算25总结26参考文献28-28-1前言1.1本课题的背景和研究意义制造业是国家重要的基础工业之一，制造业的基础是。是众多机械制造的母机，它的发展水平，与制造业的生产能力和制造精度有着直接关系，关系到国家机械工业以至整个制造业的发展水平.是先进制造技术的基本单元载体
4、，机械产品的质量、更新速度、对市场的应变能力、生产效率等在很大程度上取决于的效能。因此，制造业根据一个国家经济发展起着举足轻重的作用我国是世界上产量最多的国家.根据德国工业协会2000年统计资料，在主要的生产国家中，中国排名为世界第五位。但是在国际市场竞争中仍处于较低水平:即使在国内市场也面临着严峻的形势:一方面国内市场对各类产品有着大量的需求，而另一方面却有不少国产滞销积压，国外产品充斥市场。钻床主要用在工件上孔的加工。通常钻头的旋转为主运动，钻头的轴向移动为进给运动。普通钻床的结构比较简单，加工精度较低，可钻通孔、盲孔。在钻床上配有工艺装备时，还可以进行镗孔,在钻床上配万能工作台还能进行分
5、割钻孔、扩孔、铰孔。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动。加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动(主运动)3-4。钻床主要分为立式钻床、卧式钻床、摇臂钻床、台式钻床、深孔钻床和中心孔钻床等。为了满足模具制造业发展的需要，又开发了除钻削深孔以外，还可以进行铣削、攻丝等的多功能钻床。1970年代初，钻床还是普遍采用普通继电器控制的。如70年代-80年代进入中国的美国ELDORADO公司的MEGA50，日本神崎高级精工制作所的DEG型，德国TBT公司的T30-3-250等。80年代后期数控技术逐渐开始在深孔钻床上应用，特别是90年代以后这种先进的技术才迅速推广。如TB
6、T公司90年代初上市的ML系列深孔钻床，进给系统由机械无级变速器改为采用交流伺服电机驱动的滚珠丝杠副，进给用滑台导轨也改为采用滚动直线导轨。钻杆箱传动为了保证高速旋转、精度平稳，由交换皮带轮及皮带，和双速电机驱动的有级传动变为无级调速的变频电机到电主轴驱动，为钻削小孔深孔和提高深孔钻床的水平质量提供了有利条件5-8。长期以在我国的机械制造业中钻床加工的工作量在总的制造工作量中占有很大的比重。制造业中孔类加工多数由传统钻床来完成。单轴钻床是机械行业最通用的设备，主要用于工件上孔的加工。但是传统的单孔钻床在大批量生产时存在许多的不足之处。因为单轴钻床只有一根主轴，因此，一次只能加工一个孔。如果要加
7、工多孔的工件，只有通过移动钻多次对刀来实现，工人的劳动强度大,生产效率低，很难进行大批量的生产，而且孔的位置精度较低。随着工业的发展，对产品质量、加工效率、加工零件方式多样性以及工艺发展的要求的不断提升，生产效率低、操作工人劳动强度大、加工精度较低的传统单轴钻床已不适用于大批量的产品生产。随着中国经济的快速发展，进入21世纪，我国机床制造业既面临着提升机械制造业水平的需求而引发的制作装备发展的良机，也遭遇到加入WTO后市场激烈的竞争压力。随着工业的发展，产品质量和加工效率的不断提升，数控机床的大量应用也日趋广泛。但将数控机床作为加工孔的专用设备与多轴钻床相比，投入资金就有点得不偿失了。单孔摇臂
8、钻床作为加工孔的通用机床，生产效率低、操作工劳动强度大，已不适用于大批量的成线生产。于是，多轴钻床加工成为一种提高生产率的有效措施。而多轴加工逐渐成为一种新的加工趋势。多轴钻床俗称多轴器、多孔钻或多轴钻孔器。是一种运用于机械领域钻孔、攻牙的机床设备。可以两轴或两轴以上同时钻孔或攻牙，故称多轴钻床。一台普通的多轴钻床一次能把几个乃至十几个孔或螺纹同时加工出来。如果配上液压或气压装置，可以方便的自动进行快进、工进（工退）、快退、停止等动作，加工效率更高。多轴钻床也称群钻床，一般型号的可以同时钻2-16个孔，而且很多机种都没有轴数限制，钻头主轴形式、尺寸大小也可以依客户之需进行设计加工9-13。多轴
9、钻床是一种能满足镗孔专用设备要求的钻床。诸如导向、功率、进给、转速与加工范围等。巴黎展览会中展出的多轴钻床多具液压进给。其整个工作循坏如快进、工进与清除铁屑等都是自动进行。值得注意的是，多数具有单独的变速机构，这样可以适应某一组孔中不同孔径的加工需要。如今多轴钻床在生产中的应用已经十分广泛，主要用于工件上多孔的加工。因为普通单轴钻床只有一根主轴，一次只能加工一个孔，如果要加工多孔的工件，只有通过移动钻并多次对刀来实现，不仅工人的劳动强度大，而且孔的位置精度低。而多轴钻床不仅效率高，在加工成角度的孔时，角度精确，再与数控相结合更可以保证距离精度4。多轴钻床广泛应用于机械行业多孔零部件的钻孔及攻丝
10、加工。如汽车、摩托车多孔零部件、发动机箱体、铝铸件壳体、制动鼓、刹车盘、转向器、轮毂、差速壳、轴头、半轴、车桥等，泵类、阀类、液压元件、太阳能配件等等。多轴加工生产效率高，投资少，生产准备周期短，产品改型时设备损失少。而且随着我国数控技术的发展，多轴加工的范围变的愈来愈广，加工效率也在不断提高。从传动方式来说主要有带传动、齿轮传动与万向联轴节传动三种。这是大家所熟悉的。前者效率较高，结构简单，后者易于调整轴距。从结构来说有不可调式与可调式二种。前者轴距不能改变，多采用齿轮传动，仅适用于大批量生产。为了扩大其赞许适应性，发展了可调式多轴头，在一定范围内可调整轴距。它主要装在有万向.二种。（1）万
11、向轴式也有二种:具有对准装置的主轴。主轴装在可调支架中，而可调支架能在壳体的T形槽中移动，并能在对准的位置以螺栓固定。（2）具有公差的圆柱形主轴套。主轴套固定在与式件孔型相同的模板中。前一种适用于批量小且孔组是规则分布的工件（如孔组分布在不同直径的圆周上）。后一种适用于批量较大式中小批量的轮番生产中，刚性较好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。多轴头可以装在立钻式摇臂钻床上，按钻床本身所具有的各种功能进行工作。这种镗孔专用设备方法，因为镗孔效率、加工范围及精度的关系，使用范围有限。美国Secto公司标准齿轮箱、多轴箱等设计的不可调式多轴箱。有32种规格，加工面积从300300毫米到600
12、1050毫米，工作轴达60根，动力达22.5千瓦。Romai工厂生产的可调多轴箱调整方便，只要先把齿轮调整到接近孔型的位置，然后把与它联接的可调轴移动到正确的位置。因此，这种结构只要改变模板，就能在一定范围内容易地改变孔型，并且可以达到比普通多轴箱更小的孔距。根据成组加工原理使用多轴箱或多轴头的组合机床很适用于大中批量生产。为了在加工中获得良好的效果，必需考虑以下数点：（1）工件装夹简单，有足够的冷却液冲走铁屑。（2）夹具刚性好，加工时不形变，分度定位正确。（3）使用二组刀具的可能性，以便一组使用，另一组刃磨与调整，从而缩短换刀停机时间。（4）使用优质刀具，监视刀具是否变钝，钻头要机磨。（5）
13、尺寸超差时能立即发现。1.2国内外研究现状我国国内的钻始于20世纪60年代，当时建立了面向机械行业的天津组合钻厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了数个生产组合钻元件的工厂。在当时曾达到全国年产组合钻元件800万件的水平。20世纪80年代以后，两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合钻系统，不仅满足了我国国内的需求，还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心，而由国外配套孔系钻，价格非常昂贵，现大都由国内配套，节约了大量外汇。从国际上看俄国、德国和美国是组合钻的主要生产国。当前国际上的钻企业均为中小企业，专用钻、可调整钻主要接受本地区和国内订货，而通用
14、性强的组合钻已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。有关钻和组合钻的产值和贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的央具，而组合钻的大型基础件尤其昂贵。因为我国在组合钻技术上有历史的积累和性能价格比的优势，随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口良好前景。现代钻床的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。（1）标准化钻床的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有钻零件及部件的国家标准：gb/t2148t225991以及各类通用钻、组合钻标准等。钻床的标准化，有利于钻的商品化生产，有利于缩短生产
15、准备周期，降低生产总成本。（2）高效化高效化钻主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化钻有自动化钻、高速化钻和具有夹紧力装置的钻等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化钻外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的钻以及自动更换钻的装置，充分发挥了数控机床的效率。 （3）精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对钻的精度要求。
16、精密化钻的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5m。 （4）柔性化钻床的柔性化与机床的柔性化相似，它是指钻床通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型钻种类主要有：组合钻、通用可调钻、成组钻、模块化钻、数控钻等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大钻的柔性化程度，改变专用钻的不可拆结构为可拆结构，发展可调钻结构，将是当前钻发展的主要方向。1.3本文研究内容单轴钻床是机械行业最通用的设备，主要用于工件上孔的加工。但是传统的单孔钻床在大批量生产时存在许多的
