1 绪论
1.1 机床在国民经济的地位及其发展简史
现代社会中，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛的使用各种机器、仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必须具备各种加工金属零件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。由于机械零件的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到，特别是形状复杂、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加工工艺才能完成。因此，机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的40%～60%，机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。可以这样说，如果没有机床的发展，如果不具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各种机床，现代社会目前所达到的高度物质文明将是不可想象的。
一个国家要繁荣富强，必须实现工业、农业、国防和科学技术的现代化，这就需要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提供现代化的先进技术设备与装备，即各种机器、仪器和工具等。然而，一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造业做后盾。机床工业是机械制造业的“装备部”、“总工艺师”，对国民经济发展起着重大作用。因此，许多国家都十分重视本国机床工业的发展和机床技术水平的提高，使本国国民经济的发展建立在坚实可靠的基础上。
机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完善。最原始的机床是木制的，所有运动都是由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶才开始发展起来的。当时，欧美一些工业最发达的国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方式的过度，需要越来越多的各种机器，这就推动了机床的迅速发展。为使蒸汽机的发明付诸实用，1770年前后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用的镗床。1797年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动的先声，不仅解放了人的双手，并使机床的加工精度和工效起了一个飞跃，初步形成了现代机床的雏型。续车床之后，随着机械制造业的发展，其他各种机床也陆续被创制出来。至19世纪末，车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形成。
上世纪初以来，由于高速钢和硬质合金等新型刀具材料相继出现，刀具切削
性能不断提高，促使机床沿着提高主轴转速、加大驱动功率和增强结构刚度的方向发展。与此同时，由于电动机、齿轮、轴承、电气和液压等技术有了很大的发展，使机床的转动、结构和控制等方面也得到相应的改进，加工精度和生产率显著提高。此外，为了满足机械制造业日益广阔的各种使用要求，机床品种的发展也与日俱增，例如，各种高效率自动化机床、重型机床、精密机床以及适应加工特殊形状和特殊材料需要的特种加工机床相继问世。50年代，在综合应用电子技术、检测技术、计算技术、自动控制和机床设计等各个领域最新成就的基础上发展起来的数控机床，使机床自动化进入了一个崭新的阶段，与早期发展的仅适用于大批大量生产的纯机械控制和继电器接触器控制的自动化相比，它具有很高柔性，即使在单件和小批生产中也能得到经济的使用。
综观机床的发展史，它总是随着机械工业的扩大和科学技术的进步而发展，并始终围绕着不断提高生产效率、加工精度、自动化程度和扩大产品品种而进行的，现代机床总的趋势仍然是继续沿着这一方向发展。
我国的机床工业是在1949年新中国成立后才开始建立起来的。解放前，由于长期的封锁统治和19世纪中叶以后帝国主义的侵略和掠夺，我国的工农业生产非常落后，既没有独立的机械制造业，更谈不上机床制造业。至解放前夕，全国只有少数城市的一些规模很小的机械厂，制造少量简单的皮带车间、牛头刨床和砂轮等；1949年全国机床产量仅1000多台，品种不到10个。
解放后，党和人民政府十分重视机床工业的发展。在解放初期的三年经济恢复时期，就把一些原来的机械修配厂改建为专业厂；在随后开始的几个五年计划期间，又陆续扩建、新建了一系列机床厂。经过50多年的建设，我国机床工业从无到有，从小到大，现在已经成门类比较齐全，具有一定实力的机床工业体系，能生产5000多种机床通用品种，数控机床1500多种；不仅装备了国内的工业，而且每年还有一定数量的机床出口。
我国机床行业的发展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，与世界先进水平相比，还有较大差距。为了适应我国工业、农业、国防和科学技术现代化的需要，为了提高机床产品在国际市场上的竞争能力，必须深入开展机床基础理论研究，加强工艺试验研究，大力开发精密、重型和数控机床，使我国的机床工业尽早跻身于世界先进行列。
1.2 深孔钻床的国内、外现状
世界上第一台深孔钻床于1908年在美国问世，30年代后深孔钻床在世界各国得到迅速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。
现代制造工程从各个角度对深孔钻床提出了愈来愈高的要求，而深孔钻床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。[1]
1.2.1 国内深孔钻床现状
我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、深孔钻床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2005年4月份，深孔钻床行业企业仅深孔钻床一项，据不完全统计产量已达1000余台，产值达3.9个亿以上，较2004年同比增长了10%以上，另外深孔钻床行业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。（1）行业企业产品结构的变化
深孔钻床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入WTO后与世界机床进一步接轨，深孔钻床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年是企业生产情况来看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣深孔钻床则有下降趋势，中国机床工具工业学会的《机床工具行业企业主要经济指标报表》是统计数据显示，仅从几个全国大型重点企业生产情况看，2003年生产数控机床890台，产值16187万元，生产加工中心148台，产值5770万元；2004年生产数控机床985台，产值25838万元，生产加工中心159台，产值7099万元；而2005年，截至4月份，数控机床、加工中心、产值已接近2003年全年水平，故市场在向数控、高精制造技术和成套工艺装备方面发展。
（2）行业企业的快速转变
“九五”后期，在深孔钻床行业企业的50多家深孔钻床分会会员中，仅有两家企业实行了股份改造，一家企业退出国有转为民营，其余的都是国有企业。而从2001至2002年，不到两年的时间，就先后有十几家企业实行股份制改造，一些小厂几乎全部退出国有转为民营，现在一些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造，转制已势不可档，“民营经济在经历了从被歧视，被藐视到不可小视和现在高度重视4个阶段后，焕发勃勃生机。”深孔钻床行业企业正在以股份制、民营化等多种形式快速发展。
（3）深孔钻床技术装备现状与发展趋势
深孔钻床及其自动线是集机电于一体是综合自动化度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电行业。我国的传统的深孔钻床及深孔钻床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件（近年研制的深孔钻床加工连杆、板件等也占一定份额），
完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成型面等。深孔钻床的分类繁多，有大型深孔钻床和小型深孔钻床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台深孔钻床等；随着技术的不断是进步，一种新型的深孔钻床——柔性深孔钻床越来越受人们是亲昧，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多种加工的可调可变的深孔钻床。另外，近年来深孔钻床加工中心、数控深孔钻床、机床辅机等在深孔钻床行业中所占份额也越来越大。
由于深孔钻床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国深孔钻床及其深孔钻床自动线总体技术水平比发达国家相对落后，国内所需的一些高水平深孔钻床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺、研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需要，真正成为刚柔兼备的自动化装备。
1.2.2 国外深孔钻床现状]2[
80年代以来，国外深孔钻床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。深孔钻床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能知道监控。深孔钻床技术的发展趋势是：（1）广泛应用数控技术
国外主要的深孔钻床生产厂家都有自己的系列化完整的数控深孔钻床通用部件,在深孔钻床上不仅一般动力部件应用数控技术,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术,从而进一步提高了深孔钻床的工作可靠性和加工精度。广州标致汽车公司由法国雷诺公司购置的缸盖加工生产线,就是由三台自动换箱深孔钻床组成的,其全部动作均为数控,包括自动上下料的交换工作台、环形主轴箱库、动力部件和夹具的运动,其节拍时间为58秒。
(2)发展柔性技术
80年代以来,国外对中大批量生产,多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的深孔钻床;同时根据加工中心的发展,开发了二坐标、三坐标模块化的加工单元,并以此为基础组成了柔性加工自动线(FTL)。这种结构的变化,既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏,又可以使机床配置更加灵活多样。
(3)发展综合自动化技术
汽车工业的大发展,对自动化制造技术提出了许多新的需求,大批量生产的高效率,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序,以及下线后的自动码垛、装箱等。德国大众汽车公司KASSEL变速箱厂1987年投入使用的造价9000万马克的齿轮箱和离合器壳生产线,就是这种综合自动化制造系统的典范。该系统由两条相似对称布置的自动线组成,三班制工作,每条线日产2000件,节拍时间为40秒。全线由12台双面深孔钻床、18台三坐标加工单元、空架机器人、线两端的毛坯库和三坐标测量机组成,可实现3种零件的加工。空架机器人完成工件下线的码垛装箱工作。随着综合自动化技术的发展,出现了一批专门从事装配、试验、检测、清洗等装备的专业生产厂家,进一步提高了制造系统的配套水平。
(4)进一步提高工序集中程度
国外为了减少机床数量,节省占地面积,对深孔钻床这种工序集中程度高的产品,继续采取各种措施,进一步提高工序集中程度。如采用十字滑台、多坐标通用部件、移动主轴箱、双头镗孔车端面头等组成机床或在夹具部位设置刀库,通过换刀加工实现工序集中,从而可最大限度地发挥设备的效能,获取更好的经济效益。
1.3 机床设计的目的、内容、要求
1.3.1设计的目的
机床设计毕业设计，其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养基本的设计方法，并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。
1.3.2 设计内容
(1)运动设计根据给定的被加工零件，确定机床的切削用量，通过分析比较拟定传动方案和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准的相对误差。
(2)动力设计根据给定的工件，初算传动轴的直径、齿轮的模数；确定动力箱；计算多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配草图后，要验算传动轴的直径，齿轮模数否在允许范围内。还要验算主轴主件的静刚度。
(3)结构设计进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、润滑与
密封等的布置和机构设计。即绘制装配图和零件工作图。
(4)编写设计说明书
1.3.3 设计要求
评价机床性能的优劣，主要是根据技术—经济指标来判定的。技术先进合理，亦即“质优价廉”才会受到用户的欢迎，在国内和国际市场上才有竞争力。机床设计的技术—经济指标可以从满足性能要求、经济效益和人机关系等方面进行分析。
1.4 机床的设计步骤
1.4.1调查研究
研究市场和用户对设计机床的要求，然后检索有关资料。其中包括情报、预测、实验研究成果、发展趋势、新技术应用以及相应的图纸资料等。甚至还可以通过网络检索技术查阅先进国家的有关资料和专利等。通过对上述资料的分析研究，拟订适当的方案，以保证机床的质量和提高生产率，使用户有较好的经济效益。
1.4.2 拟定方案
通常可以拟定出几个方案进行分析比较。每个方案包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、控制操作系统、电系统、主要部件的结构草图、实验结果及技术经济分析等。
在制定方案时应注意以下几个方面：
（1）当使用和制造出现矛盾时，应先满足使用要求，其次才是尽可能便于制造。要尽量用先进的工艺和创新的结构；
（2）设计必须以生产实践和科学实验为依据，凡是未经实践考验的方案，必须经过实验证明可靠后才能用于设计；
（3）继承与创造相结合，尽量采用先进工艺，迅速提高生产力，为实现四个现代化服务。注意吸取前人和国外的先进经验，并在此基础上有所创造和发展。
1.4.3 工作图设计
首先，在选定工艺方案并确定机床配置形式、结构方案基础上，进行方案图纸的设计。这些图子包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡，统称“三图一卡”设计。并初定出主轴箱轮廓尺寸，才能确定机床各部件间的相互关系。
其次，绘制机床的总装图、部分部件装配图、液压系统图、PLC接线图和梯
形图。
然后，整理机床有关部件与主要零件的设计计算书，编制各类零件明细表，编写机床说明书等技术文件。
最后，对有关图纸进行工艺审查和标准化审查。
2 深孔钻床的总体设计
2.1 深孔钻床方案的制定
2.1.1制定工艺方案
零件加工工艺将决定深孔钻床的加工质量、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，并深入现场了解零件的形状、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，现场所采用的环境和条件等等。并收集国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。
根据被加工被零件（减速箱箱盖）的零件图（图2-1），加工八个螺栓孔的工艺过程。
(1) 加工孔的主要技术要求。
加工4个M8螺纹底孔的孔。
孔的位置度公差为Φ0.1mm ，与Φ12孔同心。 工件材料为HT21-40，HB170～241
要求生产纲领为（考虑废品及备品率）年产量6万件，单班制生产 (2) 工艺分析
加工该孔时，孔的位置度公差为0.1mm
根据深孔钻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。
一次性加工螺纹底孔，孔径为Φ6.5
(3) 定位基准及夹紧点的选择
加工此离合器压盖的孔，以底面的两个支承点限制X 、Y 和X 、Y
四个自
由度，位于中间的心轴起到了很好的定位作用。
在保证加工精度的情况下，提高生产效率减轻工人劳动量，而工件也是大批量生产，由于夹具在本设计中没有考虑，因此在设计时就认为是人工夹紧。
2.1.2 确定深孔钻床的配置形式和结构方案。
(1)被加工零件的加工精度
被加工零件需要在深孔钻床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制造机床方案的主要依据。离合器压盘加工孔的精度要求不高，可采用钻孔组合机 床，工件各孔间的位置精度为0.1mm,它的位置精度要求不是很高，安排加工时 可以在下一个安装工位上对所有孔进行最终精加工。为了加工出表面粗糙度为
?22凸台4个均布
孔?10均布位置准确度0.2
孔?12位置准确度0.1
图2－1 被加工零件图
Ra3.2um 的孔。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就可以了。为此，机床通常采用尾置式齿轮动力装置，进给采用液压系统，人工夹紧。被加工零件图如图2-1所示。 (2) 被加工零件的特点
这主要指零件的材料、硬度加工部位的结构形状，工件刚度定位基准面的特点，它们对机床工艺方案制度有着重要的影响。此离合器压盘的材料是HT21-40、硬度HB170-241、孔在整个压盘上呈90度均度分配，孔的直径为Φ6.5mm 。采用多孔同步加工，零件的刚度足够，工件受力不大，振动，及发热变形对工件影响可以不计。
一般来说，孔中心线与定位基准面平行且需由一面或几面加工的箱体宜用卧式机床，立式机床适宜加工定基准面是水平的且被加工孔与基准面垂直的工件，而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件。对大型箱体件采用单工位机床加工较适宜，而中小型零件则多采用多工位机床加工。
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。孔的分布范围是直线形状，工件比较长，一次钻完，多轴箱体积较大，采用两工位以减小多轴箱的体积，使整个钻床瘦身，因而适合选择立式多工位钻床。
(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深孔钻床的重要因素。按设计要求生产纲领为年生产量为6万件，从工件外形及轮廓尺寸，为了减少加工时间，采用多轴头，为了减少机床台数，此工序尽量在一台机床上完成，以提高利用率。
(4) 机床使用条件
使用深孔钻床对对车间布置情况、工序间的联系、使用厂的技术能力和自然条件等一定的要求。在根据使用户实际情况来选择什么样的深孔钻床。
综合以上所述：通过对箱盖零件的结构特点、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，最终决定设计四轴头多工位同步钻床。
2.2 确定切削用量及选择刀具
2.2.1 确定工序间余量
为使加工过程顺利进行并稳定的保证加工精度，必须合理地确定工序余量。生产中常用查表给出的深孔钻床对孔加工的工序余量，由于在本钻床上钻孔后重新安装或在其他多工位机床上加工下道工序，应适当加大余量，以消除转、定位误差的影响。Φ6.5mm的孔在钻孔后扩孔，直径上工序间余量0.5～1mm。
2.2.2 选择切削用量
确定了在深孔钻床上完成的工艺内容了，就可以着手选择切削用量了。因为所设计的深孔钻床为多轴同步加工在大多数情况下，所选切削用量，根据经验比一般通用机床单刀加工低30%左右．多轴主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，同一主轴箱上的刀具主轴可设计成不同转速和不同的每转进给量（mm/r）与其适应。以满足不同直径的加需要，即：n1·f1=n2·f2=…=n i·f i=v f
n1、n2、…n i——各主轴转速（r/min）
式中：
f
、f2、…f i——各主轴进给量（mm/r）
1
v f
——动力滑台每分钟进给量（mm/min）由于离合器压盘孔的加工精度、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=6.5mm,铸铁HB175～255、进给量f=0.1mm/r 、切削速度v=15m/min.
2.2.3 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 )
=170－3
1
(241－170)
=146.33
切削力：F =26D 8.0f 6.0HB
=26×6.5×8.01.0×0.6146.33 =535.16 N
切削扭矩：T =109.1D 8.0f 6.0HB
=10× 1.96.5×8.01.0×0.6146.33 =2452.26N ·mm 切削功率：P =D 9740T v
=2452.26×15/(9740×3.14×10) =0.123 kw
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)
2.2.4 选择刀具结构
离合器压盘的布氏硬度在HB170～241，孔径D 为6.5mm ，刀具的材料选择高速钢钻头（W18Cr4V ），为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单，选择标准Φ6.5的麻花钻。孔加工刀具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之
间有30～50mm的距离，以便排出切屑和刀具磨损后有一定的向前的调整量。
2.3钻孔深孔钻床总设计“三图一卡”的编制
前面对四轴头多工位同步钻床工艺方案及配置型式、结构方案确定的有关问题，它是钻床总体设计的重要内容。下面就以钻床加工箱盖总体设计的另一个问题，既总体设计方案的图纸表达形式——“三图一卡”设计，其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、编制生产率卡。2.3.1 被加工零件工序图
1、被加工零件工序图的作用及内容
被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台深孔钻床完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品状况的图纸，它不能用用户提供的图纸代替，而是在原零件图基础上，突出本机床的加工的内容，加上必要的说明绘制成的。它是深孔钻床设计的主要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术文件。离合器压盘用钻孔深孔钻床的被加工零件工序图如2－2所示。
图上主要内容：
（1）被加工零件的形状，主要外廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。
（2）本工序所选定的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。
（3）加工时如需要中间向导，应表示出工件与中间向导有关部位结构和尺寸，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。
（4）被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。
2、绘制被加工零件工序图的注意事项
（1）为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要图出被本机床的加工内容。绘制时，应按一定的比例，选择足够的视图及剖视图，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关部位（用细实线）表清楚，凡本道工序保证的尺寸、角度等，均应在尺寸数值下方面用粗实线标记。如图2－2中4－Φ12加工用定位基准，机械夹压位置及方向，辅助支承均须用规定的符号表示出来。
?22凸台4个均布
孔?10均布位置准确度0.2
孔?12位置准确度0.1
图2－2 被加工零件工序图
附注：1.被加工零件名称及编号：离合器压盘；
2.材料及硬度：灰铸铁HT21-40 JB307-62 HB175~255；
（2）加工部位的位置尺寸应由定位基准注起，为便于加工及检查，尺寸应采用直角坐标系标出，而不采用极坐标，但有时因所选定位基准与设计基准不重合，则须对加工部位要求位置尺寸精度进行分析换算。
2.3.2 加工示意图
主轴
多轴箱端面
图2－3加工示意图
1、加工示意图的作用和内容
加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等，是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据，是整台深孔钻床布局形式的原始要求，也是调整机床和刀具所必需的重要文件。图2－3为箱盖上4孔立式钻床加工示意图。
在图上应标注的内容：
（1）机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。
（2）工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间的距离等。
（3）主轴的结构类型，尺寸及外伸长度；刀具类型，数量和结构尺寸、接杆、导向装置的结构尺寸；刀具与导向置的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式，刀具应按加工终了位置绘制。
2、绘制加工示意图之前的有关计算
（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。刀具的选择前已述及，此处就不在追述了。
（2）导向套的选择在深孔钻床上加工孔，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，是设计深孔钻床的重要内容，也是绘制加工示意图时必须解决的内容。
1）选择导向类型根据刀具导向部分直径d=10mm和刀具导向的线速度v=15m/min，选择固定式导向。
2）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：
图2－4 固定导向装置
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
d D D 1 D 2 L l 1 m R d 1 d 2 l 0 6.5
12
22
30
28
38
13
18
M8
16
16
固定装置的配合如下表：
表2－2 固定装置的配合
导向 类别 工艺 方法 D D
D 1
刀具导向 部分外径 固定 导向
钻孔
G7（或F8）
67g H
67js H
g6
固定导向装置的布置如图2－5所示 导向装置的布置如表2－3所示：
表2－3 导向装置的参数(mm)
尺寸
项目
l 1 l 2
l 3 与直径d 的关系
(2～3)d 加工铸铁
d
d/3+(3～8) 计算值 3×d=30
25．4
25.4/3+8=16.5
图2－5 固定导向装置的布置
（3）初定主轴类型、尺寸、外伸长度
因为轴的材料为40Cr ，剪切弹性模量G=81.0GPa,刚性主轴取ψ＝1／4（0）／m,所以B 取2.316，
根据刚性条件计算主轴的直径为：
d B 4T =2.316×445.3274=17.52mm 式中：d ——轴直径（mm ）
T ——轴所承受的转矩（N ·mm ）
B ——系数
本设计中所有主轴直径皆取d=20mm,主轴外伸长度为：L=115mm ，D/1d 为32/20，内孔长度为：l 1 =77mm.
（4）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，这个可调节在深孔钻床上是通过可调整的刀具接杆来解决的,连接杆如图2－6所示，
图2－6 可调连接杆
连接杆上的尺寸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2－4所示：
表2－4 可调接杆的尺寸
d(h6) D 1(h6) d 2
d 3 L l 1 l 2 l 3 螺母 厚度 20
Tr20×6
莫氏1号
12.061
17
188
46 40
100
12
（5）确定加工示意图的联系尺寸
从保证加工终了时主轴箱端面到工件端面间距离最小来确定全部联系尺寸，加工示意图联系尺寸的标注如图2－3所示。其中最重要的联系尺寸即工件端面到多轴箱端面之间的距离（图中的尺寸333mm ）,它等于刀具悬伸长度、螺母厚度、主轴外伸长度与接杆伸出长度（可调）之和，再减去加工孔深度和切出值。
（6）工作进给长度的确定 如图2－7工作进给长度工L 应等于工件加工部位长度L 与刀具切入长度1L 和切出长度2L 之和。切入长应1L 应根据工件端面误差情况在5～10mm 之间选择，误差大时取大值，因此取1L =7mm ，切出长度
2L =1/3d+(3～8)=
10
31
?+8 ≈9mm,所以工L =10+7+9=26mm. （7）快进长度的确定 考虑实际加工情况，在未加工之前，保证工件表面
与刀尖之间有足够的工作空间，也就是快速退回行程须保证所有刀具均退至夹具导套内而不影响工件装卸。这里取快速退回行程为156mm ，快退长度等于快速引进与工作工进之和，因此快进长度156－26=130mm.
图2－7 工作进给长度
2.3.3 机床联系尺寸图
600
275
2460
600
360
130
350
1T D 25
320
976
301
560
5
1820
1020
CC32
250
5
110
0.5
40
H Y 25I A
CD25
C L 25
下备量20总行程250
上备量74
行程156
图2－8 机床联系尺寸图
1、联系尺寸图的作用和内容
一般来说，深孔钻床是由标准的通用部件——动力箱、动力滑台、立柱、立柱底座加上专用部件——多轴箱、刀、辅具系统、夹具、液、电、冷却、润滑、排屑系统组合而成。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2－8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、选用动力部件
选用动力部件主要选择型号、规格合适的动力滑台、动力箱。
（1）滑台的选用 通常，根据滑台的驱动方式、所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素来选用合适的滑台。
1）驱动形式的确定 根据对液压滑台和机械滑台的性能特点比较，并结合具体的加工要求，使用条件选择HY 系列液压滑台。
2）确定轴向进给力 滑台所需的进给力
进F =∑i F =4×1071.79=4287.16N
式中：i F ——各主轴加工时所产生的轴向力
由于滑台工作时，除了克服各主轴的轴的向力外，还要克服滑台移动时所产生的摩擦力。因而选择滑台的最大进给力应大于进F ＝4.29KN 。
3）确定进给速度 液压滑台的工作进给速度规定一定范围内无级调速，对液压滑台确定切削用量时所规定的工作进给速度应大于滑台最小工作进给速度的0.5～1倍;液压进给系统中采用应力继电器时，实际进给速度应更大一些。本系统中进给速度v f =n ·f=47.8mm/min 。所以选择HY25IA 液压滑台，工作进给速度范围32～800mm/min ，快速速度12m/min 。
4）确定滑台行程 滑台的行程除保证足够的工作行程外，还应留有前备量和后备量。前备量的作用是动力部件有一定的向前移动的余地，以弥补机床的制造误差以及刀具磨损后能向前调整。本系统前备量为20mm ，后备量的作用是使动力部件有一定的向后移动的余地，为方便装卸刀具，这是取40mm,所以滑台总行程应大于工作行程，前备量，后备量之和。
即：行程L ＞156+20+40=236mm ，取L ＝250mm 。综合上述条件，确定液压
动力滑台型号HY25IA 。
（2）由下式估动力箱的选用 动力箱主要依据多轴所需的电动机功率来选用，在多轴箱没有设计之前，主P 可算
主P ＝切P ／η
＝4×0.123／0.8 ＝0.615KW
式中：η——多轴箱传动效率，加工黑色金属时η＝0.8～0.9；有色金属时η＝0.7～0.8，本系统加工HT21-40 JB307-62，取η＝0.8．
动力箱的电动机功率应大于计算功率，并结合主轴要求的转速大小选择。因此，选用电动机型号为Y100L —6B5的1TD25IA 型动力箱，动力箱输出轴至箱底面高度为125mm 。主要技术参数如下表：
主电机传动型号 转速范围（r/min ）
主电机功率（kw ）
配套主轴部件型号 电机转速 输出转速
Y100L-6B5
1430
706
1.5
1TA32、1TA32M 、1TZ32~1TG32
（3）Y 轴液压滑台的选用
工件质量计算 V=420×240×10＋(2×160＋2×340)×10×30 =1.308×10-3m 3
m = ρv=7.0×103×1.308×10-3 =9.156kg 磨擦系数：f=0.07～0.12取f=0.1
F=f ·N=0.1mg=0.1×9.156×10=9.156N
2、配套支承部件的选用 立柱1CL25型，立柱底座1CD25
3、确定装料高度
装料高度指工件安装基面至机床底面的垂直距离，在现阶段设计深孔钻床时，装料高度可视具体情况在H ＝580～1060mm 之间选取，本系统取装料高度为976mm 。
4、中间底座轮廓尺寸
中间底座的轮廓尺寸要满足Y 轴滑台在其上面联接安装的需要，又考虑到与立柱底座相连接。因此，中间底座采用侧底座1CC32。
5、确定多轴箱轮廓尺寸
本机床配置的多轴箱总厚度为301mm ，宽度和高度按标准尺寸中选取。计算时，多轴箱的宽度B 和高度H 可确定为：B=500 H=500
根据上述计算值，按主轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定主轴箱轮廓尺寸B ×H=500X500mm 。
2.3.4 生产率计算卡
生产率计算卡是反映所设计机床的工作循环过程、动作时间、切削用量、生产率、负荷率等技术文件，通过生产率计算卡，可以分析拟定的方案是否满足用户对生产率及负荷率的要求。计算如下：
切削时间： T 切= L/v f +t 停
= 2×26/47.8＋2×15/478 =1.151 min
式中：T 切——机加工时间（min ） L ——工进行程长度（mm ） v f —— 刀具进给量（mm/min ）
t 停——死挡铁停留时间。一般为在动力部件进给停止状态下，刀具旋转5～15 r 所需要时间。这里取15r
辅助时间 T 辅 =
fk
v L L 4
3 +t 移+t 装 = （150＋176）×2/12000+0.1+1.5 = 1.654min
式中：L 3、L 4 ——分别为动力部件快进、快退长度（mm ） v fk ——快速移动速度（mm/min ）
t 移 ——工作台移动时间（min ）,一般为0.05～0.13min,取0.1 min
t 装 ——装卸工件时间（min ）一般为0.5～1.5min,取1.5min 机床生产率 Q 1 = 60/T 单 = 60/（T 切+T 辅） =60/（1.151+1.654） =21.39 件/h
机床负荷率按下式计算 η= Q 1/Q ×100% = Q 1t k /A ×100%
=21.39×1950/60000×100% =70%
式中：Q ——机床的理想生产率（件/h ）
毕业设计（论文）设计(论文)题目：钻床的自动化改造及进给系统设计
摘要 本文主要介绍了台式钻床的改造和设计，通过导入液压进给系统和PLC控制系统将台式钻床改造为自动钻床，并可通过PLC实现自动控制。 设计过程按照机床的一般设计步骤先进行总体方案的确定，然后再分别对进给系统、传动系统和控制系统进行具体设计。 设计的目标在于通过导入液压进给系统和PLC控制系统，改造后的钻床能实现自动化连续生产、改善产品的加工质量、提高劳动生产效率；降低工作人员劳动强度和工作量；钻床系统能够工作平稳，满足工作要求；经济因素合理。 本文设计的重点在于进给系统液压缸的设计和PLC控制系统的设计。进给液压缸系统的设计主要包括液压缸结构设计和控制油路的设计；PLC控制系统设计主要是根据工作要求和控制需要，选择电气元件和编写控制程序来实现对自动钻床的控制。 改造后的钻床，能实现自动化控制，是典型的机电一体化产品。 关键词：自动钻床；液压进给系统；PLC
ABSTRACT c feeds systemThis thesis mainly illustrates the improving an d design of Bench-typ e drilling machine. We change the Bench-type drilling machine to automatic drilling machine by transmitting into hydraulic system and PLC control system, the automatic drilling machine can be controlled by PLC. We ascertain the entire scheme by the general machine design steps in the design process, and then separately design the feed system、drives system and control system. The purpose of this design as below: By transmitting into hydraulic system and PLC control system, the automatic drilling machine c the system of the automatic drilling machine can work reposefully and satisfy the require; the spent of design is economic. The important parts of the thesis are the design of hydraulic feeds system and PLC control system. The design of feed hydraulic system includes the designs of hydraulic tanks structure and control; the design of PLC control system is choosing the electrical components and programming control program to controlling the automatic drilling machine according to the requirements of work and control. The Bench-type drilling machine improved can be controlled automatically. It is a typical machine of Mechatronics. Key words: automatic drilling machine；hydrauli；PLC
毕业设计指导书 设计课题：卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计适用：机械设计制造及其自动化专业
前言 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算机技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为数控技术应用专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型及液压系统的维护与修理将是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的处发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因是取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。为此，液压传动常在机床的如下一些装置中使用： 1．进给运动传动装置 这项应用在机床上最为广泛，磨床的砂轮架，车床、自动车床的刀架或转塔刀架，磨床、钻床、铣床、刨床的工作台或主轴箱，组合机床的动力头或滑台等，都可采用液压传动。 2．往复主体运动传动装置 龙门刨床的工作台、牛头刨床或插床的滑枕，都可以采用液压传动来实现其所需的高速往复运动，前者的速度可达60～90m/min，后者的速度可达30～50m/min。这些情况下采用液压传动，在减少换向冲击、降低能量消耗，缩短换向时间等方面都很有利。 3．回转主体运动传动装置 车床主轴可以采用液压传动来实现无级变速的回转主体运动，但是这一应用目前还不普遍。 4．仿形装置 车床、铣床、刨床上的仿形加工可以采用液压伺服系统来实现，其精度最高可达0.01～0.02mm。此外，磨床上的成型砂轮修正装置和标准四缸校正装置亦
烟台大学文经学院 毕业设计 题目：Z520B台式钻床设计 院（系）：烟台大学文经学院机电工程系 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名：张远东 学号： 1 指导老师：李文卓 职称：教授 年月日 摘要 首先，设计机床的主传动变速系统，应该利用传动系统的设计方式得出假设结果和最终结果。根据数控机床主传动系统，转矩特性和主轴功率，分析了机电关联分级调速
主传动系统的设计方法。从主传动系统结构网入手，确定机床主轴功率与转矩特性匹配方案，计算和校核相关运动参数。本说明书着重研究主传动系统的设计步骤和方法，根据已确定的运动参数，以变速箱展开图的中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，来获得最优方案。设计主传动系统时，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数的设计方法是试算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方案。本文通过对主传动系统中齿轮传动特点的分析，从而绘制零件图与装配图。 关键词：传动系统，传动副，齿轮模数，传动比
Abstract First, in order to obtain the ideal and more understanding of the design method of transmission system design of machine tool transmission system when the winner. According to the requirements of the main drive system of CNC machine tool and spindle power and torque characteristics, analysis of the design principle and method of mechanical and electrical connection and speed of main transmission system. Starting from the main drive system structure network, determine the optimum matching scheme of machine tool spindle power and torque characteristics, the calculation and verification of relevant motion parameters and dynamic parameters. Design steps and design method of this specification focuses on the main drive system of machine tool, according to the motion parameters have been determined by transmission center distance of expansion graph of the minimum as the goal, formulate transmission scheme transmission system, in order to obtain the optimal scheme and high design efficiency. In the main drive system of machine tool, in order to reduce the number of gears, simplify the structure, reduce the axial size, design method of the number of gear teeth is trial, join algorithm, design calculation of trouble and is not easy to find a reasonable. Through the research and analysis of the main drive system of triple slide gear characteristics, draw the part drawing and the spindle box expansion plan and section view. Key Words:the transmission system design, network structure, the module of gear, transmission ratio
洛阳理工学院 课程设计说明书 课程名称：机械制造装备设计 设计课题：钻模夹具设计 专业：机械设计制造及其自动化班级： 姓名：
课程设计任务书 机械工程系机械设计制造及其自动化专业 学生姓名：班级：学号： 课程名称：机械制造装备设计 设计题目：钻模钻削夹具设计 课程设计内容与要求： 内容： 见A4图为所示加工弯板，设计一套钻模夹具，便于摇臂钻床的加工。 设计要求： 1.在摇臂钻床上加工2-Φ12的通孔。 2.要求绘制A1夹具装配图一张，A3夹具中零件图一张，A4加工零件图一张，说明书一份。 3.夹具设计要求合理，有利提高加工精度，保证加工质量，降低加工成本，提高劳动生产率和减轻工人的劳动强度，便于批量生产。 设计（论文）开始日期2012年月日指导老师： 设计（论文）完成日期2012年月日 年月日
课程设计评语 机械工程系机械设计制造及其自动化专业 学生姓名：班级：学号： 课程名称：机械制造装备设计 设计题目：钻模钻削夹具设计 指导老师： 课程设计篇幅： 图纸三张 说明书18 页 指导教师评语： 年月日指导老师 洛阳理工学院
目录 绪论 (1) 第一章夹具的发展概况 (2) 第二章专用夹具设计 (4) 2.1设计前的工作准备 (4) 2.1.1 明确工件的年生产纲领 (4) 2.1.2 熟悉工件零件图和工序图 (4) 2.1.3加工方法 (5) 2.2总体方案的确定 (5) 2.2.1 定位方案 (5) 2.2.2 夹紧机构 (6) 2.2.3 选择导向装置 (8) 2.2.4 夹具体 (9) 2.3绘制夹具装配图 (11) 2.3.1 定位、夹紧、导向、夹具体 (11) 2.4夹具精度的验算 (13) 2.4.1误差分析 (13) 2.4.2误差计算 (14) 第三章方案设计论证 (15) 3.1设计思路 (15) 3.2设计方法与结果 (15) 致谢 (16) 感想 (17) 参考文献 (18)
组合机床毕业设计开题报告 毕业设计(论文)开题报告 理工类 题目: 载重汽车主传动轴万向节叉端面钻孔组合 机床设计学院: 机械工程学院 专业班级: 机械设计制造及其自动化机械000 学生姓名: 000 学号: 0000 指导教师: 000,教授, 2012年 04 月 1日 淮海工学院毕业设计,论文,开题报告 1.课题研究的意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 随着社会的不断进步～机械加工技术的不断发展～传统的机床已不能完全适应新形势的要求。传统的机床只能对一种零件进行单刀～单工位～单轴～单面加工～生产效率低且加工精度不稳定～为了克服传统机床的弊端～工程技术人员相应地设计出了专用机床。但由于专用机床是根据某一工艺要求专门设计制造的～且它的组成部件均是专门设计制造的～因此相对于传统机床而言～专用机床的造价过于昂贵～设计制造周期长。为了解决传统机床与专用机床之间的矛盾组合机床便应运而生了～组合机床兼有低成本和高效率的优点～在大批、大量生产中得到广泛应用～在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削、磨削等工序～生产效率高～加工精度稳定～引起了越来越多工程人员的关注。本课题针对载重汽车主传动轴万向节叉端面钻孔组合机床设计～有利于提高大批量生产的生产效率～提高加工精度稳定性～节约各方面的资源。
最早的组合机床于1911年在美国制成～用于加工汽车零件之后便广泛应用于大批量生产的机械工业中～并且随着机械工业的发展而逐步完善。我国的组合机床的发展已有28年的历史～其科研和生产都具有相当的基础～应用也深入到很多行业～它是提高生产效率和实现高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用～因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制～它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件,近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额,～完成钻孔、扩孔、铰孔～加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台～在孔内镗各种形状槽～以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步～一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐～它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动 淮海工学院毕业设计,论文,开题报告更换～配以可编程序控制器,PLC,、数字控制,NC,等～能任意改变工作循环控制和驱动系统～并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外～近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机,清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线,等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后～国内所需的一些高水平组合机床几乎都从国外进口。第21届日本国际机床博览会上来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进的机床设备中～超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。该届博览会上展出的加工中心中～主轴转速10000-20000r/min～最高进给速度可达20-60m/min,复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时～加工的形状却日益复杂。在工程机械快速发
前言 本设计需要综合运用大学四年所学的知识，同时还需进一步学习各方面相关的知识，发挥创新能力。本设计作为一名机械工程学院机电专业学生的毕业设计，满足毕业设计的要求，难度及工作量适中，在内容上力求简明扼要、严格精选。 本设计论文包括以下几大部分内容：中英文摘要、绪论、第一章机床总体设计、第二章多轴箱部件设计、第三章多轴箱零件校核及总结和参考文献。 本设计全部采用最新的国家标准和技术规范，以及标准术语和常用术语。 本设计全部由机械工程学院XXX教授指导，在设计中承蒙张教授和本设计组中同学的支持和帮助，为本人提供了许多宝贵的意见和建议、资料，在此表示衷心的感谢！ 由于本人水平有限，在设计中难免有错误和不妥之处，恳请各位老师批评指正！
目录 前言 (1) 中文摘要 (Ⅰ) 英文摘要 (Ⅲ) 绪论 (1) 第一章、组合机床总体设计 (5) 1-1、组合机床工艺方案的制定 (5) 1-2、组合机床切削用量的选择 (6) 1-3、组合机床配置型式的选择 (6) 1-4、组合机床的总体方案设计 (7) 第二章、多轴箱部件设计 (13) 2-1、多轴箱设计 (13) 2-2、主轴设计 (13) 2-3、齿轮布置 (13) 2-4、多轴箱的润滑，手柄轴的设置 (17)
第三章、多轴箱零件校核 (19) 3-1、轴的校核 (19) 3-2、齿轮的校核 (22) 3-3、轴承的选择与校核 (24) 总结 (26) 参考文献 (27)
摘要 本论文主要说明组合机床设计的基本过程及要求。组合机床是按高度集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成同一种工序或多种不同工序的加工。组合机床发展于工业生产末期，与传统的机床相比：组合机床具有许多优点：效率高、精度高、成本低。它由床身、立柱、工作台、及电源一些基本部件及一些特殊部件，根据不同的工件加工所需而设计的。 在组合机床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多数组合机床来说，则主要用于平面加工和孔加工两大类工序。论文主要内容包括四大部分：（1）、制定工艺方案通过了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹紧情况、生产效率及机床的结构特点等，确定在组合机床上完成的工艺内容及加工方法，并绘制被加工零件工序图。 （2）、组合机床的总体设计确定机床各部件之间的相互关系，选择通用部件和刀具的导向，计算切削用量及机床生产效率、绘制机床的尺寸联系图及加工示意图。 （3）、组合机床部件设计包括专用多轴箱的设计，传动布局合理，轴与齿轮之间不发生干涉，保证传动的平稳性和精确性。专用主轴设计、轴承的选用及电机的选择等。 （4）、液压装置的设计液压滑台、定位夹紧装置均为液压控制。并采用了许多液压控制阀，保证了运动的平衡性，循环性和精确性。 另外，本文还涉及到大量的设计和计算，包括： （1）、主轴的选择和传动布置，以保证加工过程中被加工零件的精度； （2）、传动轴的设计和校核，以保证轴的刚度； （3）、齿轮的设计、计算，对齿轮的强度和刚度进行校核； 多轴箱部分是本次设计的重要环节，本次设计中它的设计既要保证工作台的运动的合理、平衡和准确，又要满足工作要求。在本文中的大量设计、计算使它在理论上满足了设计和工作的要求。
徐州工业职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 钻床夹具的设计 Drill Fixture Design 课题名称钻床夹具的设计 课题性质设计类 班级机械082 学生姓名饶永可 学号 810403017 指导教师娄天祥 导师职称讲师
一．选题意义及背景 在各种机床上加工零件都需要相应的夹具，本课题是针对一个特定的零件要在摇臂钻床上钻孔这道工序设计一套夹具。 二．毕业设计（论文）主要内容： 根据所给零件图的尺寸和结构，设计适用于这个零件的夹具。要求适用在摇臂钻床，钻出零件图中的 6.5的孔。要求保证孔通过轴心，并保证轴向尺寸精度。 三．计划进度： 第8周下发任务书，并查阅相关资料； 第9周，完成夹具的方案设计，并画出原理图； 第10-11周完成装配图和零件图的设计，并写出论文草稿； 第12周完善零件图和装配图，并完成论文； 第13周答辩 四．毕业设计（论文）结束应提交的材料： 1、装配图和零件图 2、论文 指导教师教研室主任年月日年月日
论文真实性承诺及指导教师声明 学生论文真实性承诺 本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。 毕业生签名：日期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明 本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。 指导教师签名：日期：
1 引言 随着现代制造业的发展，越来越多的设备被运用到制造业中，而制造业也需要越来越多的设备来满足发展。企业需要发展，就需要投入大量的设备和人才。本文将结合台式钻床展开研究，并结合主轴展开工艺。由于条件不足，且本人经验和水平都还很有限，设计中一定存在许多不足之处，望各位老师给予指正。 通过该毕业设计，使学生达到以下目的：能使用CAD正确绘制形零件的二维图形，加强对在大学所学的绘图知识复习，提高运用知识的能力。 学生应该在指导教师的指导之下能够独立的完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。学生在毕业设计工作中，应该综合运用多学科的理论知识与实际操作技能，分析与解决设计任务书中的相关问题。 学生应学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。 学生应能树立正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严禁求实的工作作风；在工作设计中，应能树立正确的工程意识与经济意识，树立正确的生产观点、经济观点与全局观点。
1.1 机械制造业的发展趋势 21世纪初机械制造业的重要特征表现在它的全球化、网络化、虚拟化以及环保协调的绿色制造等，人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且要从烦琐的计算分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动。智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。 近年来产品更迭不断加快，各种各样的需求不断增加。一些发达工业国家，例如美国、西德、瑞士等国统计表明，1995-1998年机械零件的种类增加了50%；80%的工作人员不直接与材料打交道，而与信息打交道；85%的活动不直接增加产品的附加值，产品、工艺过程、组织管理日益复杂化；设计、工艺准备等均占去为完成用户订货总时间的65%以上。另一方面，在激烈的市场竞争中，供货期与质量往往起着比价格更为重要的作用，灵捷化就成为摆在机械制造业面前的头等重大课题。 机械制造行业是创造人类财富的支柱产业，但同时又大量消耗掉人类社会的有限资源，并且是造成当前环境污染问题的主要根源之一，为此，机械行业实施可持发展战略已势在必行。绿色制造正是基于这一点而产生和发展起来的，是机械行业的发展趋势，或者说绿色制造是21世纪制造业的可持续发展模式。 1.2机械制造业的发展特点 随着经济的发展，机械制造业的发展趋势是柔性化、灵捷化、智能化和信息化。（1）柔性化——使工艺装备与工艺路线能适随着当今社会的发展机械制造行业受到了越来越多人的关注。 （2）灵捷化——使生产力推向市场准备时间为最短，使工厂机械灵活转向。 （3）智能化——柔性自动化的重要组成部分，它是柔性自动化的新发展和延伸。（4）信息化——机械制造业将不再由物质和能量借助于信息的力量生产出的价值，而是由信息借助于物质和能量的力量生产出的价值，因此信息产业和智力产业将成为社会的主导产业，机械制造业也将是由信息主导的，并采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织合理方式的全新的机械制造业。
1前言 在机械制造中，对单件或小批量生产的工件，许多工厂采用通用机床加工。由于通用机床要适应被加工零件形状和尺寸的要求，故机床结构一般比较复杂。不仅如此，在实际加工中，由于只能单人单机操作，一道一道工序地完成，所以工人的劳动强度大、生产率低，工件的加工质量也不稳定。 针对以上的问题，组合机床便出现并逐步发展起来。组合机床是根据加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成一种高效组合机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方法，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。 组合机床一般用于加工箱体类或特殊形式的零件。加工时，工件一般不旋转，有刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动来实现各种加工。组合机床的设计，目前基本上有两种方式：第一，是根据具体加工对象的特征进行专门设计，这是当前最普遍也是最实用的做法。第二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，广大工人和技术人员总结出生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业在完成一定工艺范围内的组合机床是极其相似的，有可能设计成通用部件，这种机床称为“专用组合机床”。这种组合机床不需要每次按具体对象进行专门设计和生产，而是设计成通用品种，组织成批量生产，然后按被加工零件的具体需要，配以简单的夹具和刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。 为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。 该课题是数控气缸盖导管孔组合机床的主轴箱设计。该课题来源于高精公司。这次设计任务是组合机床主轴箱部分的设计。主轴箱设计是该次设计中一个重要的传动部分的设计。首先，在同组同学完成对组合机床的总体设计并绘制出“三图一卡”的基础上，绘制主轴箱设计的原始依据图；接着确定主轴结构；然后根据被加工孔的位置，拟定传动系统。这里应注意轴与轴的最小间距应符合规定要求，避免产生干涉，这一步是主轴箱设计的核心部分；第四步，计算并校核主轴是否符强度要求，其中包括对主轴配套轴承的校核；第五步，设计计算同步带传动装置；最后，绘制出相应的主轴箱图和同步带图以及它们的一些零件图。 整个毕业设计，需要查阅大量的资料作为参考，在设计过程中必须考虑各个方面的问题，要从机床的合理性、经济性、工艺性、实用性以及被加工零件的具体要求出发，确立合理的设计方案。要不断地检查目标的完成情况，这样才能发现自己存在的不足，遇到的问题也要及时请教指导老师，研究坚决的方法，得到进步。最终在老师的耐心和认真负责的指导下，顺利完成了这个毕业设计。
目录 摘要 (1) 前言 (2) 第一章.超声和深孔加工技术的发展趋势 (4) 1.1 超声振动加工技术发展趋势 (4) 1.2 深孔加工发展状况 (5) 第二章.机床主要参数的确定 (6) 2.1 电机功率的确定 (6) 2.2 主运动参数的确定 (6) 2.3 标准公比 值和标准转速数列 (7) 第三章.确定结构式和绘制转速图 (9) 3.1 求级数z (9) 3.2 确定结构式 (9) 3.3 绘制转速图 (10) 第四章.确定各级传动副齿轮的齿数 (12) 4.1 确定齿轮的齿数 (12) 4.2 验算传动比 (13) 4.3 各轴及齿轮的计算转速的确定 (14) 第五章.传动零件的初步计算 (16) 5.1 传动轴直径初定 (16) 5.2 主轴主要结构参数的确定 (16) 5.3 齿轮模数计算和齿轮中心距的计算 (17) 5.4 皮带的相关计算 (18) 第六章.主要零件的验算 (21) 6.1 齿轮的强度验算 (21) 6.2 主轴的验算 (22) 6.3 花键的验算 (26) 致谢 (28) 参考文献 (29) 英文文献............................................... 错误！未定义书签。
摘要 该设计是设计一超声深孔钻床，利用超声震动加工深孔。振动钻削，即在钻头(或工件)正常工作进给的同时，对钻头(或工件)施加某种有规律的振动，使钻头在振动中切削，形成脉冲式的切削力波形，使切削用量按某种规律变化，以达到改善切削效能的目的。根据实际加工的需要，适当选择振动参数(频率v，振幅A以及频率v与工件转速n的比例关系)，可以控制切屑的大小和形状，得到满意的切屑，避免切屑堵塞。可提高生产效率几倍到十几倍，提高加工精度1—2级，且加工表面质量也有较大改善。 超声振动深孔加工钻床是利用超声振动系统对钻头施加振动，使钻头在振动中切削，使切削用两按规律变化，从而达到改善切削效能的目的。 关键词：超声振动，深孔加工，枪钻车床。 Abstract This design is designs a supersonic deep hole drilling machine, the use supersonic vibration processes the deep hole. The vibration drills truncates, namely while the drill bit (or work piece) normal work to feed, (or work piece) exerts some kind of orderly vibration to the drill bit, causes the drill bit to cut in the vibration, forms the pulse -like cutting force profile, causes the cutting specifications according to some kind of rule change, achieves the improvement cutting potency the goal。According to the actual processing need, chooses the vibration parameter suitably (frequency v, oscillation amplitude A as well as frequency v with the work piece rotational speed n proportional relationship), may control the scrap the size and the shape, obtains satisfaction scrap, avoids the scrap jamming. May enhance production efficiency several times to several times, enhances the processing precision 1-2 level, also the processing surface quality also has improves greatly. The ultrasonic vibration deep hole processing drilling machine is the use ultrasonic vibration system to the drill bit infliction vibration, causes the drill bit to cut in the vibration, causes the cutting with two according to the rule change, thus achieves the improvement cutting potency the goal. Key words: The ultrasonic vibration, the deep hole processing, butts the lathe.
科学技术学院 毕业设计（论文）开题报告 题目：卧式双面24轴组合钻床总体设计及左主轴箱设计（双级圆锥-圆柱齿轮减速器箱体底座) 学科部：理工学科部 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机制103班 学号：7011210138 姓名：徐伟龙 指导教师：永平 填表日期：2013 年12 月20 日
一、选题的依据及意义： 组合机床（如图1所示）是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配之以少量的专用部件和按工件形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动的专用机床。组合钻床一般用于加工箱体类或特殊形状等零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔等加工。 图1 组合机床具有如下的优点：(1)主要用于棱体零件和杂件等的孔面加工。(2)生产率高。因为工序集中，可以多面、多工位、多轴、多刀同时进行加工。(3)加工精度稳定。因为工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具和自动工作循环来确保加工精度的一致。(4)研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本较低。因为通用化、系列化、标准化程度高，通用件可组织批量生产进行预先制造或外购。(5)自动化程度高，劳动强度较低。(6)配置灵活。因结构是横块化、组合化。可按照工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种
类型的组合机床和自动线；机床便于改装：产品或工艺发生变化时，通用部件一般还可以重复使用。 作为机械设计制造专业的学生，通过《金属切削机床》这门课程对组合钻床的了解，结合《机械设计》、《机械原理》等专业课程的学习，对组合钻床有了一定的感性和理性认知，特别是对多面、多工位、多轴、多刀同时加工产生的浓厚的兴趣，组合钻床的设计对我们机械专业学生对本人也是比较大的挑战，所以我才选择组合钻床的设计作业我的毕业设计，这是对我大学四年所学知识的综合运用，也是对我大学四年来的综合考验和考量。 二、国外研究现状及发展趋势（含文献综述）： 1、国组合机床现状 在我国，组合机床发展已有28年的历史，其科研和生产都具有一定的基础，应用也已深入到许多行业，是当前机械行业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度比较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效率、高质量、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、家电等行业。特别是在中国加入WTO以后，制造业所面临的并存机遇与挑战、组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极向上的应对策略，出现了生产、销售两旺的良好势头，截至2005年，组合机床行业企业仅组合机床一项，据统计产量已达1000余台，产值达3.9个亿以上，较2004年同比增长了10%，另外组合机床行业增加值、产品销售率、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年都有较大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。 近些年来，由于国家加大了基础设施的投入，工程机械需求呈现了增长势头，生产厂家呈现出一年翻一番的良好发展形势，虽然国家因出现局部经济过热而采取对钢材、建材等行业进行调控，但许多重点工程都陆续开工，工程机械可能不
机床夹具设计课程设计 说明书 设计题目：钻床夹具设计 系别：机械与电子工程学院 专业：机械设计制造及其自动化
前言 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、智能、复合、 环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 本次的设计任务是加工零件（板件）上的两个孔。零件属于大批量生产，钻孔要 求精度高，所以需要设计一个专用夹具，保证零件加工质量。由于夹具的利用率高， 经济性好，使用元件的功能强而且数量少，配套费用低，降低生产成本；采用夹紧装 置，缩短停机时间，提高生产效率。 设计钻床夹具，首先要分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方 法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧； 完成草图后考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理结 构实现零部件间的相对运动，根据零件要求选择材料。 完成钻床夹具的所有设计后，用 AutoCAD进行二维图的绘制，首先画好零件图，最 后进行装配，标注相关尺寸及技术要求，并用 Pro/ENGINEER绘制最终三维效果图，最 终进行说明书，任务书的撰写、整理、修改完成设计任务。
目录 第一章对加工零件的工艺分析 .......................................................错误！未定义书签。 1.1夹具设计 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2零件分析 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2.1零件图 (1) 1.2.2加工零件图分析 (2) 第二章定位方案及误差分析 ...........................................................错误！未定义书签。 2.1拟定定位方案 .....................................................................错误！未定义书签。 2.1.1定位方案拟定 (2) 2.1.2定位方案选定 (2) 2.2定位误差分析 .....................................................................错误！未定义书签。 2.2.1相关概念 (3) 2.2.2定位误差分析 (4) 第三章对刀导向方案 .......................................................................错误！未定义书签。 3.1对刀导向方案 .....................................................................错误！未定义书签。 3.2对刀导向元件详细参数 .....................................................错误！未定义书签。 第四章夹紧方案及夹紧力分析 (5) 4.1 夹紧方案分析 .............................................................................错误！未定义书签。 4.2夹紧力分析 .........................................................................错误！未定义书签。 4.2.1夹紧力估算 .....................................................................错误！未定义书签。 第五章夹具体设计及连接元件选型 ...............................................错误！未定义书签。 5.1夹具体设计 ..........................................................................错误！未定义书签。 5.2连接元件选型 ......................................................................错误！未定义书签。 5.2.1标准件 .............................................................................错误！未定义书签。 5.2.2非标准件 .........................................................................错误！未定义书签。 第六章夹具零件图和装配图及标注 ...............................................错误！未定义书签。 6.1零件图 (8) 6.2钻模板零件图 ...................................................................................................... 1 1 6.3装配图 .................................................................................................................. 2 1第七章三维效果图...........................................................................错误！未定义书签。 14 总结 .................................................................. 14 参考文献 ..............................................................
辽宁职业学院 毕业论文(设计) 题目钻孔夹具的设计 系（分院）机械工程学院 专业班级机自1034班 姓名 指导教师姓名 职称 日期
辽宁职业学院 毕业论文（设计）任务书 专业班级：机自1034班 学生姓名： 题目：钻孔夹具的设计 上交论文（报告）日期： 答辩日期： 指导教师： 年月日
本人声明 我声明，本论文及其设计工作是由本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 毕业生签名： 时间：年月日
目录 摘要 (1) 1 钻孔夹具设计 (2) 1.1 设计的目的 (2) 1.2 机床夹具的主要功能 (3) 1.3 机床夹具的特殊功能 (3) 1.4 生产条件 (3) 1.5 夹具总体设计的要求 (3) 1.6 机床夹具的总体形式 (4) 1.6.1 确定夹具体 (4) 1.6.2 确定联接体 (5) 1.7 设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则 (5) 1.8 钻孔夹具方案设计 (5) 1.9 制定出合理的设计方案 (5) 2 夹具分类 (6) 3 夹具的定位方式 (7) 4 设计夹紧装置时应注意什么 (8) 5 总结 (9) 参考文献 (10) 致谢 (11)
摘要 在设计的过程中，我综合运用了系统的设计方法和相关设计软件（如CAXA），且应用相关设计资料（包括手册、标准和规范等）以及进行经验估算等方法。运用在学校所学基本理论知识，正确解决工件在加工时的定位和夹紧问题，选择合理的设计方案，进行计算，设计出符合要求、优质、高效、低成本的夹具。并运用所学基本理论知识，解决工件在加工时的定位和夹紧问题，选择了合理的方案和计算，设计出符合优质、高效、低成本的夹具。 关键词：钻孔夹具设计