多轴钻床机械部分的设计整体设计及机械传动部分的设计.docx

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多轴钻床机械部分的设计整体设计及机械传动部分的设计

摘要

众所周知，在现代机械制造业中，企业对专用机床有着广泛的需求。

一般钻床劳动强度大，专用性能低，生产率不高且不能保证精度；而多轴专用钻床操纵方便、省力、容易掌握，不易发生操作错误和故障，不仅能减少工人的疲劳，保证工人和钻床的安全，还能提高钻床的生产率。

随着科学技术的不断发展，专用钻床广泛应用于制造业。

换句话说，专业化越强，企业越能保证其产品质量。

因此，专用机床的使用，对企业的竞争力有着十分重要的作用。

本文针对一般钻床上述种种缺点及加工对象的具体情况设计一台轮辐专用多轴钻床，包括总体设计，导轨的设计，动力部件的设计和底座的设计，力求达到满足性能要求，经济效益和人机关系等技术经济指标，以满足厂方的使用要求。

关键词：

多轴钻床、导轨、生产率、设计。

Abstract

Asitisknown,thespecial-purposelatheisextensivelydemandedbyenterprisesinthemodernmechanicalmanufacturingindustry.Theordinarylathenotonlyneedalargenumberofman-powerbutalsohasalowperformance.Inaddition,itsproductivityislowandtheaccuracycan'tbeensured.However,thespecial-purposelathecannotmerelyhelpenterprisestoboostproductivitygreat,savingalargenumberofmanpowerandmaterialresource,stillcanimprovethequalityoftheproducts.Meanwhile,itiseasilymaneuveredandguaranteesworkers'safety.Withthedevelopmentoftechnology,multi-axlesdrillingmachinesareusedinmanufacturingfrequently.Hence,theuseofthespecial-purposelatheplaysanimportantpartinthecompetitivenessofenterprises.

Owingtothevarietydisadvantagesoftheordinarydrillingmachine,thisarticlepresentsanewdesignofmulti-axlesdrillingmachineandincludesthedesignofwhole;thedesignoftrackaswellasthedesignofbasis.Itisdesignedbasedonthespecificinformationoftheobject.Wetryourbeststomakeitsatisfiestheperformancedemandsaswellasotherindexsuchaseconomicefficiencyandrelationbetweenhumanandmachines.

Keywords:

multi-axlesdrillingmachine,track,productivity,design.

1

前言

制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水平和国防实力。

随着科学技术的日新月异，机床制造业的迅猛发展，国内、外专用机床行业取得了很大的成就。

专用机床，顾名思义，就是针对某一工件而专门设计制造的机床。

与一般机床相比，具有设计制造周期短、成本低，自动化程度高，加工效率高，加工质量稳定可靠，能减轻工人劳动强度等优点。

本设计为专用多轴钻床的设计，共分三章：

第一章、多轴钻床总体设计；第二章、多轴钻床部件设计；第三章、支承件的设计。

多轴钻床的具体设计步骤见本文正文。

本人尽管对论文已多次审查，但因知识有限，水平有限，时间有限，错误与不妥之处在所难免，殷切期望老师们拔冗相助，不吝指教，本人不胜感激。

2多轴钻床总体设计

2.1概论

多轴钻床的总体设计是机床设计的关键环节，它对机床所达到的技术性能和经济性能往往起着决定性的作用。

机床总体设计，目前基本上有两种情况：

其一，是根据具体加工对象的具体情况进行专门设计；其二，因机床在组成部件方面有共性，可设计成通用部件，可以利用通用部件来进行机床设计。

本设计属于第一种情况，这也是当前最普遍的做法。

一般来说，机床总体设计时应考虑下列几点：

1.用合适的加工工艺，制定最佳方案；

2.合理的确定机床工序集中程度；

3.合适的选择机床通用部件；

4.选择当前机床的配置形式；

5.合理的选择切削用量；

6.设计高效率的夹具，刀具及主轴箱；

7.要保证给定的工艺过程；

8.保证机床的刚度、精度、抗振性和稳定性，力求减轻机床重量；

9.保证机床结构简单，尽量用较短的传动链，以提高传动精度和效率；

10.保证良好的加工工艺性，以便于机床的加工和装配；

11.保证安全生产，便于操作调整和维修；

12.尽可能保证占地面积小；

13.机床外形美观大方，符合人机工程学原理。

评价机床性能的优劣，主要是根据技术经济指标来判断的。

机床设计的技术经济指标可从满足性能要求，经济效益和人机关系等方面进行分析讨论。

2.1.1性能要求

1.工艺范围

机床的工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力。

大致包括下列内容：

在机床上可完成的工序种类；加工零件的类型，材料和尺寸范围；毛坯的种类等。

2.加工精度和表面粗糙度

机床的加工精度是被加工零件在尺寸，形状和相互位置等方面所能达到的准确程度。

机床精度分三级：

普通精度级，精密级和高精密级。

机床的精度，包括几何精度，传动精度，运动精度和定位精度等。

几何精度是指机床在不运动或运动速度较低时的精度，它是由机床各主要部件的几何形状和它们之间的相对位置与运动轨迹的精度决定的。

传动精度是指内传动链两末端件之间的相对运动精度，它取决于传动系统中机件的制造精度和装配精度以及传动系统设计的合理性。

运动精度是指机床的主要部件以工作状态的速度运动时的精度。

定位精度是指机床主要部件在运动终点所达到的实际位置的精度。

只有机床精度达到一定要求后，才能满足机床加工精度的要求。

机床加工的工件表面粗糙度也是机床主要性能之一。

它与工件和刀具的材料，进给量，刀具的几何形状和切削时的振动有关。

对表面质量要求越高，也就是要求表面粗糙度越小，则对抗振性的要求越高。

机床的抗振性包括两个方面：

抵抗受迫振动的能力和抵抗自激振动的能力。

如果振源的频率与机床某主要部件振动的固有频率重合时，就将发生共振。

振幅大增，加工表面粗糙度将会大大增加。

切削自激振动，产生于切削工程中。

如果切削不稳定，则切过的表面，其波纹度将越来越大，振动越来越剧烈，将严重影响加工表面的质量。

3.生产率

机床的生产率通常是指在单位时间内机床所能加工的工件数量。

要提高机床的生产率，必须缩短加工一个工件的平均总时间，其中包括缩短切削加工时间，辅助时间以及分摊到每个工件上的准备和结束时间。

4.自动化

机床自动化可减少人对加工的干预，从而保证加工的一致性，即被加工零件的精度稳定性。

还具有提高生产率和减轻工人劳动强度的优点。

5.可靠性

机床的工作可靠性也是一项重要的技术经济指标。

随着机床安全化的发展，可靠性在机床设计中的地位逐步提高。

6.机床寿命

机床寿命就是机床保持它应具有的加工精度的时间。

随着技术设备更新的加速，对机床寿命所要求的时间也在减短。

对于本次设计的多轴专用钻床来说，寿命要求短，因为它将随加工产品的更新而废弃。

这就要求机床在最高生产率的条件下工作，在使用期内充分发挥机床的效能，取得最大的经济效益。

确保和提高机床的寿命，主要是提高关键性零件的耐磨性，并使主要传动件的疲劳寿命与之相适应。

2.1.2经济效益

在保证实现机床性能要求的同时，还必须使机床具有很高的经济效益。

不仅要考虑机床设计和生产的经济效益，更重要的是要从用户出发，提高机床使用厂的经济效益。

对于机床生产厂的经济效益，主要反映在机床成本上。

机床的成本包括材料，加工制造费用，而且还包括研制和管理费用。

对于机床使用厂的经济效益，首先是提高机床的加工效率和可靠性。

要使机床能够充分发挥其效能，减少能源消耗，提高机床的机械效率，也是十分重要的。

机床的机械效率是有效功率对输入功率之比。

两者的差值就是损失，主要是摩擦损失。

而且，摩擦功转化为热量，将引起机床的热变形，又对机床的工作带来不良的后果。

因此，设计时必须重视提高机床的机械效率。

2.1.3人机关系

在设计中，还应该重视人机关系问题。

机床应操纵方便，省力，容易掌握，不易发生操作错误和故障。

这样不仅能减少工人的疲劳，保证工人和机床的安全，还能提高机床的生产率。

防止机床对周围环境的污染，也是对机床设计和制造提出的一项主要要求。

噪声要低，不仅噪声声级要达到规定值以下，而且不能对人耳有强烈的不适感。

。

对于上述的各项技术经济指标，在机床设计时我们将综合考虑，并应根据不同的需求，有所侧重。

2.2多轴钻床总体布局分析

机床布局的设计是一个重要的全局性问题，它对机床的部件设计，制造和使用都有较大的影响。

机床总布局的任务，是解决机床各部件的相对运动和相对位置的关系，并使机床具有一个协调完美的造型。

工艺分析和工件的形状，尺寸和重量，在很大程度上左右着机床的布局形式。

2.2.1操作、观察与调整对总体布局的影响

机床的布局必须充分考虑到操作机床的人，处理好人机关系。

充分发挥人与机床各自的特点，使人机的综合效能达到最佳。

机床各部件的相对位置的安排，应考虑到便于操作和观察及测量。

安装工件部位的高度，应正好处于操作者手臂平伸的位置（较重件除外）。

为适应一般操作者的身材高度，对安装工件位置较低的机床，应将床腿或床座垫高。

根据手臂所能到达指定位置的难易程度，有最大工作区，正常工作区和最佳工作区之分。

为了便于检修，要考虑人体蹲下是较适于工作的区域。

还应考虑到操作者可能达到的最大视野和反应敏锐的视野区等。

2.2.2零件的加工工艺方法对总体布局的影响

专用机床加工工件的工艺方法是多种多样的。

在设计多轴钻床时，往往由于工艺方法的改变，导致机床的传动部件配置以及结构等产生一系列的改变。

因此在确定专用多轴钻床的总体布局时应首先分析和选择合理的加工工艺。

2.2.3机床的运动分配对总体布局的影响

钻床的工艺方案确定后，刀具与工件在加工时的相对运动也随之被确定了。

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，或由刀具和工件共同完成。

下面我们拟定几种分配方案，分析比较不同方案的优缺点，选择最佳运动方案。

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有刀具完成，钻头的轴向移动为进给运动，钻头的回转运动为主运动。

主运动和进给运动形成了切削加工时的全部相对运动。

2.钻削加工时的相对运动由刀具和工件共同完成

在多轴钻床设计中，扩铰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，该方案用于工件重量