《普通钻床改造成多孔钻床.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《普通钻床改造成多孔钻床.doc（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 普通钻床改造为多轴钻床俄摘要多轴钻床是一种多孔加工的机床，它被广泛用于加工多孔工件。多轴钻床在生产中的应用，解决了普通钻床加工多孔工件时逐孔加工而浪费时间和人工这两个重要问题。在本毕业设计中，设计的六轴钻床为轮辐螺栓孔的加工机床，属于专用机床。 此次设计主要解决了多轴钻床加工过程中的两大主要问题：1工件和刀具之间的定位问题；2刀具导向问题。为了解决上述两大难题，我们在设计中采用合理的钻模板和定位装置对工件合理定位，从而完成孔的扩铰工序，解决了多轴钻床加工中的两大难题。同时也讨论了多轴钻床的总体设计问题，给出了总体设计方案，其中包括刀具与工件的与运动方式设计，对机床各个部件的功能和作用进行具体
2、的阐述并体持技术要求，从而使工件被加工后达到设计要求。本设计中我们还确定了机床的主要参数，如主运动参数和进给运动参数等。在重点章节中我们对机床的传动部件进行了详细的参数和结构设计，并且对传动件进行了强度和刚度验算，使其达到设计技术精度。其中特别对齿轮、轴、滚动轴承、键进行了具体的计算和验证。另外在最后一章对多轴钻床的定位和加紧机构进行了简单的原理设计。 关键词：六轴钻床；齿轮；轴；滚动轴承；键；刀具 目 录摘 要I关键字I前 言11多轴钻床的总体设计21.1 加工工件的工艺分析21.2 多轴钻床钻削方式设计31.2.1 钻削加工的相对运动由刀具实现31.2.2. 钻削加工时的相对运动由工件和刀
3、具共同完成32多轴钻床的部件42.1 底座42.2 工作台42.3 立柱52.4 定位夹紧机构52.5 主轴箱52.6 刀具及调节柄53多轴钻床的参数设计53.1 参数和尺寸参数63.2 运动参数64主轴箱设计64.1传动系统的设计64.1.1 主传动方案设计64.1.2 主轴箱齿轮齿数的设计74.1.3 齿轮结构设计94.2 传动件的计算和校核104.2.1 齿轮的计算和校核104.2.2 轴的计算和校核15结论20致谢21参考文献22 I前言 三年大学时光匆匆过去，在即将走向工作岗位时，我们又进行了为期两个月的毕业设计，感受颇深。毕业设计是对大学三年所学的专业知识和基础知识的一个系统性、全
4、面性的总结和运用，同时也是培养我们分析问题和解决问题能力的一次很好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个环节，所以我特别珍惜这一次最后的学习和实践的机会，认真扎实的完成所分配给我的设计任务，使我能够充分的掌握所学习的专业知识和基础知识。另外，毕业设计还可以培养独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对我参加工作后能否尽快地适应有很大的帮助 1多轴钻床的总体设计1.1 加工工件的工艺分析在本次设计中，我们设计的机床是轮辐螺栓孔专用扩绞钻床。该厂目前采用单臂钻床对轮辐孔进行扩铰工作，因此我们应该对所加工的工件外形、尺寸以及加工面的位置做详细的分析。下面是所加工的工件的在扩空前的零件图如下图1.1
5、所示六孔轮辐零件图： 图1.1六孔轮辐零件由于所加工工件的外形尺寸如上，所要完成的加工工序是对A面上的六个加工六个大小相同的29.5的孔进行扩和绞的工作，因此为了保证配合质量、提高生产效率和减轻劳动强度，我们设计一台多轴钻床可以一下完成六个孔的扩绞工作，从而节省人力和时间，提高了劳动生产率。这样我们就确定设计一台为加工上述零件使用的六轴钻床的工艺方案。该多轴钻床的钻头的排列按上述工件来定。在加工不同孔径但外观尺寸一样的孔时只需同时换六把钻头即可。1.2 多轴钻床钻削方式设计钻床的工艺方法确定后，刀具与工件在钻削加工时的相对运动亦随之被确定了。但此相对运动可以完全分配给刀具，也可以完全分配给工件
6、，或由刀具和工件来共同完成。要设计专用钻床，我们应分析比较不同方案的优缺点，选择最佳的运动方案。下面是我们拟定的几种分配方案。1.2.1 钻削加工的相对运动由刀具实现在轮辐专用多轴钻床上钻孔时，主运动和进给运动都由刀具完成，钻头的轴向移动为进给运动，钻头的回转运动为主运动。主运动与进给运动形成了切削加工时的全部相对运动。如图1.2所示。采用该方法，把运动完全分配给刀具，可以顺利完成重型工件的加工。 图1.2加工方法示意图钻头在回转过程中可同时实现进给，从而实现对轮辐的扩绞工序。机床部件配置形式与普通机床相似。这种机床的特点是结构简单，调整方便，但在钻削扭矩通过刀具本身传递，对于较长的钻头就会产
7、生较大的扭矩变形而引起震动。因此刀具选择则为高速钢。1.2.2. 钻削加工时的相对运动由工件和刀具共同完成 在多轴钻床设计中，扩绞轮辐孔时主运动分配给钻头，进给运动由工件完成，即钻头的向下运动和工件的向上移动，如图（1.3）所示。该方案用于工件重量不大的设计中。 图1.3加工示意图根据上面拟定的方案比较，由于我们所设计的多轴钻床所加工的轮辐重量不大，一个工人可以两手搬动。因此，我们不难看出在本次设计中我们应该采用第二种方案。2多轴钻床的部件上面我们经过分析选用了图（1-3）所示的机床，该机床由底座、工作台、立柱、定位加紧机构、主轴箱、上台板四部分组成，现对该机床的各个部件的功能进行具体分析：2
8、.1 底座底座是整个机床的重要部件之一，它主要用来支承其它元件。本设计多轴钻床的底座要能承受压力，满足足够的抗弯强度，并有吸振的作用。机床底座的稳定性要使机床在工作时不会产生晃动，工作性能稳定，不影响机床的加工精度，并且具有减震作用。所以底座设计时要考虑到与地面的接触要稳定，一般为点接触。2.2 工作台工作台是安放工件的部件，是机床的主要部件。该部分与底座相联，并固定在底座上。工作台设计时应考虑到与钻模板的平行度，这样才能保证工件钻孔的垂直的，从而保证加工精度。2.3 立柱在本机床的设计里，立柱不仅起导轨作用，而且对主轴箱和电机起支撑作用。其在设计时其四根导轨的平行度是个重要的问题。由于工件沿
9、导轨向上进给运动，因此导轨的平行度影响了工件孔的中心线相对于刀具轴线的同轴度，因此在导轨安装时要严格要求其平行度。由于主轴箱也在立柱上固定，所以也影响刀具与水平面的垂直度，因此我们在装配时一定要使每个零件达到精度。2.4 定位夹紧机构孔的加工是一道很难的工序，如果不能很好的使加工的零件定位和加紧，则可能使加工的零件的孔根本不能满足要求的技术要求，通常情况下有可能加工成斜孔，零件的内部不是圆柱形，而可能变成椭圆形，严重的影响了零件的质量，从而产生报废零件，大大提高了加工的成本。在装配的过程中，定位加紧装置的中心线和主轴上的主轴中心线保持同轴度，来共同完成零件的定位，这样就提高了定位的精度。2.5
10、 主轴箱主轴箱是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。它通过按一定速比布置传动齿轮，把动力从动力部件动力头动力箱和电动机等，传递给各个工作主轴，使之获得所要求的转速和转向等。2.6 刀具及调节柄刀头主要是用来加工零件所用的。本设计的多轴钻床属于专用机床，仅加工一个型号的工件，所以仅设计一种尺寸的刀头就够了。调节柄是用来调节刀具安装尺寸的部件。3多轴钻床的参数设计多轴钻床的运动参数主要包括主运动参数与进给运动参数。主运动参数与进给运动参数系单独驱动。主运动为主轴转速；进给运动是用液压系统支承工作台来表示的。在确定多轴钻床的主运动参数和进给运动参数之前，先确定本设计所加工零件的有关参
11、数。3.1 参数和尺寸参数钻床加工零件孔的大小d=29.5mm,对称孔之间的中心距a=222.25mm，六个孔。3.2 运动参数钻床的运动参数指钻头转速、工件安装的进给速度。多轴钻床属于回转式主运动机床，其主运动参数为主轴转速，该机床只加工一种零件，故只有一种固定转速。其中各参数含义：n主轴转速（r/min ）v切削速度（m/min）d工件或刀具直径（mm）代入数据得：。4主轴箱设计主轴箱是多轴钻床的重要组成部分，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和附加机构的。它通过按一定转速比排布传动齿轮，把动力部件上的动力传递给各个工作主轴，使之获得所需要的转速和转向等。主轴箱的设计包括传动系统的设计和箱
12、体的设计两部分。本设计的主轴箱采用黄干油进行润滑。4.1传动系统的设计4.1.1 主传动方案设计传动系统的设计是主轴箱设计中最关键的一环。所谓传动系统的设计，就是通过一定的传动链，按要求把动力从动力部件的驱动轴传递到主轴上去。同时，满足主轴箱其他结构和传动的要求。传动系统设计的一般要求：（1）在保证主轴的强度，刚度，转速和转向要求的前提下，力求是传动轴和齿轮为最少。应尽量用一根传动轴带动多根主轴；当齿轮啮合中心距不符合标准时，可采用齿轮变位的方法和凑中心距离。（2）在保证有足够强度的前提下，主轴，传动轴和齿轮的规格要尽可能少，以减少各类零件的品种。（3）通常应避免主轴带动主轴，否则将增加主动的
13、负荷。（4）最佳传动比为1-1.5，但允许采用到3-3.5。（5）粗加工主轴上的齿轮，应尽可能靠近前支承，以减少主轴的扭转变形。（6）尽可能避免升速传动，必要的升速最好放在传动链的最末一、二级，以减少功率损失。在我们设计的传动系统中，包括齿轮的设计、轴的设计以及附件设计三部分，下面我们进行具体的设计计算。4.1.2 主轴箱齿轮齿数的设计 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，其主要特点有效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长的优点，并且改传动比较平稳。齿轮传动可做成开式、半开式或闭式，在我们的设计中现场情况做成半开式。由于所设计的齿轮在具体情况下，必须具有足够的、相应的工作能力，以保证在整个工作寿命期间不致失效，因此我们在齿轮设计时通常按只保证齿根弯曲疲劳强度及齿面接触疲劳强度两个准则进行计算。 下面我们对齿轮进行具体的计算和结构设计。 根据老师提供的零件图（如下图），所加工零件的两对称孔之间中心距为222另外考虑到该厂操作人员操作水平有限， 因此要求主轴箱内的齿轮足够结实，故初选主轴轴箱齿轮模数为3mm。 图4.1齿轮零件图1齿轮齿数两对称钻头中心距与齿数关系为： (1) 式中各参数含义：d两对称孔中心距 分度圆直径把d222.25，m3代入（1）式得：d=222.253() 则：由于为齿轮齿数，则为整数，所以74.1可以圆整为整数74，因此74。由于齿轮齿数应该遵循互质
