机械机床毕业设计138立式钻床可调式多轴头架的设计

1 总体设计1.1 概述机床的总体设计，就是针对具体的被加工零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行方案和图纸的设计。

这些图纸包括：被加工零件工序图，加工示意图，生产率计算卡片，机床联系尺寸图等。

专用机床区别于普通机床的基本特点就是它是专为某一固定工序服务的。

因此，专用机床又可广义的称为工艺装备，它包括具有通用部件的组合机床。

由于专用机床是为某一固定的程序服务的，所以专用机床的先进程度、种类、型式和规格都取决于工艺需要。

只有定出先进合理的工艺，才能设计出合理的专用机床。

本次设计的题目为多轴钻床，多轴钻床是为加工汽车轮辐，为汽车轮辐外侧的扩孔而专门设计的专用机床，由底座、液压立式滑台、立体床身、动力头以及多轴箱、专用夹具等有关部件组成。

1.2工艺方案的制定在生产中用机械加工方法直接改变毛坯的形状，尺寸和材料性能，使之成为零件的过程，叫做机械加工工艺过程。

设计时，工艺方案的制定是否合理，对生产效率和产品质量有着及其大的影响。

制定工艺方案时，应首先分析生产类型。

生产类型是衡量生产规模的标志。

本次毕业实习实在强力车轮公司，该公司是一家专门生产车轮轮辐的公司，常年为一汽和东风二汽等大型的汽车制造公司生产轮辐。

其生产特点具有年产量大，产品种类只有一种，生产过程不断重复，机器设备广泛采用专用和高效率设备。

刀具多为专用的和标准的；工人操作技术可以低一点；生产周期短；还有大多数工作地点及工序内容经常不变等等。

生产类型不同，生产组织，生产管理，车间布置以及毛坯、设备、工具、加工方法和工人熟练程度等方面的要求程度均有所不同。

在大量生产下，每个工序任务比较稳定，因此，有条件采用高效率专用机床和工夹具，劳动效率可大大提高，产品成本也可降低。

但产量小的情况下，如果仍使用这些高效率的专用机床和工夹具，由于加工对象经常改变，势必造成机床调整的复杂化，降低机床利用率，提高加工成本。

所以制定的工艺过程应与生产类型相适应，以取得合理的经济效果。

立式多轴钻孔专用机床课程设计立式多轴钻孔专用机床课程设计介绍立式多轴钻孔专用机床是一种高精度、高效率的加工设备,适用于多种材料的大型、复杂零部件的钻孔加工。

本课程设计旨在为学生提供一种全面的立式多轴钻孔专用机床的课程设计,包括设备的原理、结构、操作、维护等方面的介绍。

课程目标1. 了解立式多轴钻孔专用机床的基本原理和结构特点。

2. 掌握立式多轴钻孔专用机床的基本操作技能。

3. 学会维护和保养立式多轴钻孔专用机床的方法。

4. 能够独立设计和制造立式多轴钻孔专用机床。

课程大纲第一周:立式多轴钻孔专用机床的基本原理和结构特点1. 介绍立式多轴钻孔专用机床的概念和分类。

2. 描述立式多轴钻孔专用机床的工作原理和结构特点。

3. 讨论立式多轴钻孔专用机床的性能特点和适用范围。

第二周:立式多轴钻孔专用机床的基本操作技能1. 介绍立式多轴钻孔专用机床的基本操作程序。

2. 讲解如何控制立式多轴钻孔专用机床的运动和位置。

3. 演示如何检查和维护立式多轴钻孔专用机床。

第三周:立式多轴钻孔专用机床的维护和保养1. 介绍立式多轴钻孔专用机床的维护和保养的重要性。

2. 描述如何检查和维护立式多轴钻孔专用机床的机械和电气部件。

3. 讨论如何保证立式多轴钻孔专用机床的使用寿命。

第四周:立式多轴钻孔专用机床的设计和制造1. 介绍立式多轴钻孔专用机床的设计和制造的基本流程。

2. 讨论如何选择合适的立式多轴钻孔专用机床材料和制造工艺。

3. 演示如何编写立式多轴钻孔专用机床的设计和制造文档。

拓展本课程设计的拓展内容包括:1. 立式多轴钻孔专用机床的应用领域和市场前景。

2. 立式多轴钻孔专用机床的新技术和新发展。

3. 立式多轴钻孔专用机床的维护保养方法和技术。

4. 立式多轴钻孔专用机床的工程设计和制造流程。

本课程设计旨在为学生提供一个全面、系统、深入的了解立式多轴钻孔专用机床的相关知识,培养学生独立设计和制造的能力,为日后的实际操作奠定良好的基础。

传动系统设计5.1 传动方式的选择传动系统可以分为两种：（1）齿轮传动(2)曲拐传动。

相比较而言，曲拐传动可以加工分布不规则的空系，而且结构紧凑、效率高，所以本设计采用曲拐传动5.2 传动原理此传动系统采用平行四边行连杆机构的传动特性进行设计。

平行四边行机构属于双曲柄机构，它相对的两杆平行且长度相等，它有两个显著特性：一是两曲柄以相同速度同向转动；另一是连杆平动。

此传动系统就是采用这两个特性.图5-1 平行四边形机构5.3 结构设计图5-2 传动示意图6 相关轴的验算6.1 主动轴的演算图6-1 轴的结构图及轴承在轴上的位置6.1.1 初选直径1、选择轴的材料：选用40C ｒ调质处理2、确定轴的最细部分：直径强度极限MPa b 750=σ弯曲应力MPa 75)1(=-βα根据3np C d ≥，又因为工作轴的材料一般为40Cr 所以取100=c 又因为轴端有一键,且轴应变扭矩比较大,以及轴承选用时的方便考虑取mm d 301=3、确定轴的长度：1) 由于本轴采用的是键联接，所选用键长为mm 14。

在这一部分有一轴承为AC 7305，宽为17mm 。

所以这一部分轴总长综合考虑取mm l 251=2) 轴承末端采用周肩定位，上端为长环定位，此处备一轴肩，肩宽为mm 33，所以此段mm d 332=．采用一轴承型号为AC 7305宽为mm 17，取两轴承端面距离为mm 11．所以此段长为mm l 582=。

3) 同样采用轴肩定位，则下段轴mm d 302=．同样需要轴承端盖mm 28．还要伸出部分来安装钻头取mm 50．所以此段mm l 7850282=+=所以总轴长mm L 21950335878=+++=6.1.2 强度较核由疲劳强度验算公式[]ｎ＋ｎｎｎｎｎ＝２２≥∙τστσ （6-1）Ｎ为危险断向的空际安全系数 []n 一般为1.5-3　＋Ｋ－１n ＝ｍ　ａσψσβεσσσσ∙ （6-2） ｍａ＋Ｋ－１＝ｎψττβεττττ ②由设计手册查表得 371=-σ201=-τ 得2.25===MW m s W M σσ 7.21＝ＷＭ＝＝ｎｎｍａττ 62.1=s K 88.1=a K2=B83.0＝＝τσεε1.0＝σψ05.0＝τψ（其中ｎＭ为转矩，ｎＷ为抗扭矩截面系数，ｗＭ为弯矩，ｗＷ为抗弯截面系数） 由上式可得2.2=n综上可知此轴设计是满足要求的6.2 钻直径为Φ13的孔的工作轴的验算6.2.1 初选直径1、选择轴的材料：选用40C ｒ调质处理2、确定轴的最细部分：直径强度极限MPa b 750=σ弯曲应力MPa 75)1(=-βα 根据3np C d ≥，又因为工作轴的材料一般为４０Ｃr 所以取100=C 又因为轴端有一键,且轴应变扭矩比较大,以及轴承选用时的方便考虑取mm d 151=1) 由于本轴采用的是键联接，所选用键长为14ｍｍ。

毕业设计（论文）开题报告1．本课题的背景及意义金属切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法，是机械制造行业中最基本的加工方法，金属切削加工过程是由金属切削机床来实现的。

金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。

在现代机械制造行业中，随着加工零件方式多样化及工艺合理化的发展的要求，加工零件的方法也呈现出多样化，如：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压和辊轧等，在这其中机床切削加工的工作量约占总制造工作量的40%～60%(其中钻床占11.2%),所以在目前的机械制造行业中金属切削机床是主要的加工设备。

而机床的技术性能又直接影响机械制造行业的产品质量和劳动生产率，所以为了提高国家的工业生产能力和科学技术水平，必须对机床的发展作出新的要求。

随着机械工业的扩大和科学技术的进步，尤其是计算机的出现和数控技术的发展，我国的机械制造行业正朝着自动化、精密化、高效率和多样化的方向发展。

我国机床工业自1949年建立以来，虽然在短短的时间内取得了很大的成就，但与世界先进水平相比还有较大的差矩。

就现状看，主要表现在：我国机床工业起步晚、技术不成熟；大部分高精度和超精度机床的性能还不能满足要求，精度保持度也差，特别是高效自动化和数控机床的产量、技术水平和质量等方面都明显落后。

据有关部门统计我国数控机床的产量仅是全部机床产量的1.5%，产值数控化仅为8.7%（至1990年底）；我国数控机床基本上是中等规格的车床、铣床和加工中心等，而精密、大型、重型或小型数控机床还远远不能满足要求；另外我国机床在技术水平和性能方面的差矩也很明显，机床理论和应用技术的研究也明显落后。

所以我们要不断学习和引进国外先进科学技术，大力发展研究，推动我国机床工业的发展。

由以上现状分析我们可以看出，在机床加工中钻床的加工工作量在总制造工作量中占有很大的比重。

钻床为孔加工机床，按其结构形式不同可以分为摇臂钻床、立式钻床、卧式钻床、深孔钻床、多轴钻床等。

本科毕业设计（论文）通过答辩摘要本文是立式钻床用轴均布多轴头设计，可调式多轴头各轴在圆周方向均布且方向可方便地沿直径方向同步调整，以适应多种小批量生产条件下法兰盘类零件的螺孔加工。

固定试式多轴头是根据一个典型法兰盘类零件而设计的，用于零件中大批量生产要求。

多轴头架的设计参数来源于一般的加工工艺条件，以适应更广阔的加工范围。

针对工厂里多孔钻削时，孔径一般较小，多在10cm左右，而且大部分是箱体、法兰盘等，箱体、法兰盘多为铸造件，材料是铸铁，也有个别的被加工零件的材料是低碳钢。

根据这些工件的切削条件，可以确定多轴头架的工艺主参数。

主参数确定后便可以进行多轴头架的总体设计。

多轴头架的传动原理是通过齿轮啮合增加钻削轴的轴数，以满足多孔加工的要求。

通过二级齿轮啮合，输入轴和输出轴的转向没变，但由于齿轮分支传动，变成多根输出轴。

为了保证加工生产条件的安全，加上多轴头工作时装隔离装置比较困难，所以必须严格校核轴头架的强度，以免发生事故或达不到加工要求。

可以看出，改装后的多轴钻床，可以同时完成多个孔的钻、扩、铰等工序。

工艺范围可以满足一般加工情况的孔类钻削要求。

可调多轴头架可以起到提高生产效率、降低成本、提高孔系加工精度等作用。

参照该调节原理可进行其他任意孔系加工装置的设计，还可以用于攻丝、扩、锪孔等加工装置。

此外该装置具有结构简单、操作方便、应用范围广等特点，值得推广。

关键词：立式钻床多轴头可调固定AbstractThe design of multiple spindles heads for drilling machine whose drills spindles are adjustable or fixed are introducedThe adjustable spindles of the multiple spindles heads are located evenly in the circuit and can be adjusted synchronism on the diameter’s direction to meet the small scale production needs of the screw hole manufacture for flange plate parts.And the fixed multiple spindles heads is design for the big scale production needs of the screw hole manufacture for flange plate parts,it can’t be used to manufacture another farts, because it’s spindle distance is designed for the only part.The design of multiple spindles heads include three parts : the total design, the transfer system design , and the constructive designBecause of the un-development in our manufacture industry ,most company’s plant lack of the machine to drill multiple holes at the same time , and it’s a waste of funding on the manufacturing facilities which will be laid after the parts are produced . so the economic multiple spindles heads enable the normal company to drill the multiple holes in a fast way .And same company gained the economic performance by the way of reequips the machine tools. It’s the fact that the reequipped drilling machine can satisfy the process precision requirement .so the design is feasible.Based on the design of the multiple spindles heads , we can also design the others to the manufacture of the other flange plant parts.Key words: drilling machine ;adjustable; multiple spindles heads;目录前言 (1)1．概述 (2)1.1问题的提出 (2)1.2同行业概况 (2)1.3课题的意义 (2)2.总体方案设计 (4)2.1对工件进行工艺分析 (4)2.1.1检查图纸的完整性和正确性 (4)2.1.2分析工件的结构特点 (4)2.1.3分析工件的材料及加工性能 (5)2.1.4工件的生产批量 (5)2.2确定工件的加工方法 (5)2.3对被改装钻床的分析 (5)2.4总体布局 (6)2.5其他问题分析 (7)3.齿轮可调式三轴头架的设计 (8)3.1齿轮可调式三轴头架的传动原理及调整方法 (8)3.2方案的工艺设计参数 (9)3.2.1Z535钻床动力所允许的工况条件 (9)3.2.2确定用于钻削计算的极限值 (13)3.3三轴头架的传动设计 (16)3.3.1齿轮的设计验算 (16)3.3.2轴的设计与校核 (21)3.3.3轴承的校核计算 (35)3.3.4键的设计校核 (37)3.3.5螺栓的设计校核 (38)3.3.6夹头夹紧力的计算校核 (40)4.润滑与密封 (43)5.结束语 (44)6.谢辞 (46)7.参考文献 (47)前言我的毕业设计的题目是《立式钻床可调式多轴头架的设计》。

（机电系20XX级）毕业设计说明书学生姓名：学生班级：机械制造及其自动化学生学号：设计题目：简易立式钻铣床数控系统改造设计指导老师：教研室主任：系主任：机电工程系20XX年X月X日前言据资料介绍，我国拥有400多万台机床，绝大部分都是多年累积生产的普通机床。

这些机床自动化程度不高，加工精度低，要想在短时期内用自动化程度高的设备大量更新，替代现有的机床，无论从资金还是从我国机床制造厂的生产能力都是不可行的。

但尽快将我国现有的部分普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行。

为此，如何改造就成了我国现有设备技术改造迫切要求解决的重要课题。

在过去的几十年里，金属切削机床的基本动作原理变化不大，但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用发展很快。

反映到机床控制系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工的精度，现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。

实践证明，改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率的要求，又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后的设备适应能力加大了许多。

这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造的必要性和迫切性。

由于新型机床价格昂贵，一次性投资巨大，如果把旧机床设备全部以新型机床替换，国家要花费大量的资金，而替换下的机床又会闲置起来造成浪费，若采用改造技术加以现代化，则可以节省50%以上的资金。

从我国的具体情况来讲，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1/3到1/5，一般用户都承担得起。

这为资金紧张的中小型企业的技术发展开创了新路，也对实力雄厚的大型企业产生了极大的经济吸引力，起到了事半功倍的积极作用。

据国内资料统计订购新的数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。

因此机床的数控改造就成为满足市场需求的主要补充手段。

在机械工业生产中，多品种、中小批量甚至单件生产是现代机械制造的基本特征，占有相当大的比重。

要完成这些生产任务，不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床，其中数控机床是最能适应这种生产需要的。

绪论1.1 概述钻床系指主要用钻头在工件上加工孔的机床。

通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。

钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。

钻床可分为下列类型：(1)台式钻床：可安放在作业台上，主轴垂直布置的小型钻床(2)立式钻床：主轴箱和工作台安置在立柱上，主轴垂直布置的钻床。

(3)摇臂钻床：摇臂可绕立柱回转、升降，通常主轴箱可在摇臂上作水平移动的钻床。

它适用于大件和不同方位孔的加工。

(4)铣钻床：工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。

(5)深孔钻床：使用特制深孔钻头，工件旋转，钻削深孔的钻床。

(6)平端面中心孔钻床：切削轴类端面和用中心钻加工的中心孔钻床。

(7)卧式钻床：主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床。

1.2 本课题的来源及意义一个零件的同一个面往往有多个孔，如果在普通钻床上加工，通常要一个一个孔的钻削，生产效率低,要是在普通钻床的主轴上装一个多轴头，就可以同时钻多个孔，大大提高了生产效率,所以我就会有了设计多轴头的想法.按照传动形式，多轴头分为齿轮传动多轴头和曲拐传动多轴头（或称偏心多轴头）。

在一般情况下，多轴头工作轴的中心距做成不可调的，叫做一般多轴头。

只在特殊需要的情况下，将工作轴的中心距做成可调整的，叫做可调整多轴头。

利用多轴头，可分别进行钻、扩、铰孔及攻丝等加工，也可同时进行钻、扩、铰或钻扩、攻丝等多工序加工。

此外，在钻床的功率、转速、进给允许的情况下，攻丝多轴头也可用来钻孔（钻孔时,重新调整机床的转速和进给量，来符合钻孔的转速和进给量要求）。

按其不同加工内容，多轴头可分为钻孔多轴头，攻丝多轴头及多工序加工多轴头。

这三种多轴头，在设计原则上与方法上大同小异。

对于攻丝多轴头，要特别注意使工作轴每转进给量必须与丝锥螺距相等这一特点。

1.3 国内外研究现状多轴头主要用于快速钻孔。

是目前国内刚兴起的一种提高生产效率、降低成本的工作母机。

多工位组合机床设计摘要本次毕业设计所给题目是：立式八轴钻床总体及主轴箱设计。

组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。

目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。

其加工精度稳定，生产效率高，自动化程度高，极大程度地降低工人劳动强度，因而，组合机床在生产中应用越来越广泛。

由于本次设计中的加工零件为拖拉机后挂犁左支架，为大批量生产。

同时所要加工的孔较多，并且要加工的孔呈上下阶梯分布，组合机床设计主要是对孔进行加工，孔加工共分三个工位，第一工位为装卸工位，第二工位钻4个φ21孔，。

通过组合机床的设计，保证按要求完成孔的加工，这是本次设计的最终目的。

主轴箱的设计是本次计的重点，也是难点，尤其是主轴箱传动系统的设计。

根据所需加工孔的位置及速度要求，合理的设计传动系统、布置传动轴的位置是设计中的关键。

要尽量减少传动轴的数量，使传动路线尽量简单。

同时还要保证各轴各齿轮不相互干涉，保证传动能顺利实现加工要求。

由于组合机床能够进行多工位加工，提高自动化程度，缩短加工时间和辅助时间。

并且大部分都是由通用部件组成，便于设计、制造和维护。

而且机床易于改造，当产品和工艺变化时，通用部件还能重复利用，经济性较好。

因此，组合机床在大批量生产中被广泛地应用。

组合机床的设计也显得相当关键。

关键词：组合机床，多工位，自动化，主轴箱THE DESIGN OF MULTI-BIT COMBIATIONMACHINE TOOLABSTRACT全套图纸，加153893706The title of this graduation design is eight vertical axles drilling spindle box and the overall design. Combination machine is based on the workpiece machining needs, and a large number of common components as the foundation, coupled with a small number of dedicated components, It consisting of a dedicated and efficient machine. At present, the portfolio mainly for two processes of plane processing and holes processing. Its precision machining stability, high efficiency, high degree of automation, great extent reduce labor intensity, and consequently, combination machine in production have been widely applied.Because of the processing components of this design for tractor plow left trestle,and it is linked to mass production. Besides processing to the hole more, and the hole processing submitted the distribution up and down, combination machine primarily designe is hole processing, drilling work is divided into three spaces, the spaces for the first working-position, 2nd-Position drilling 4×φ21 holes, the third-position drilling 4× holes . By combining machine design, ensure the completion of hole processing under requires, this is the ultimate goal of this design.Spindle Box Design is the current focus, and it also difficult, especially spindle box drive system design. According to the processing requirements of thehole location and speed, design the transmission reasonably, arrange the location of axles reasonably is the key. minimizing the number of drive shaft, transmission routes as simple as possible. The same time ensure that all the gear shaft without mutual interference, ensure that transmission can be achieved smoothly processing requirements.As portfolio machine can carry out multi-stage processing and enhance the degree of automation, shorten processing time and support time. And most of them are composed by the general components, facilitate the design、manufacture and maintenance. and Machine is easy transformed, when product and process changes, the general components can reuse, It is economical. Therefore, the combination machine has been widely applied in mass production. The design of combination Machine is very critical too.Keywords : portfolio machine, multi-station, automation, Spindle Box目录前言 (1)第1章概述 (2)第2章工艺规程的拟定 (4)§零件的结构特点及功能 (4)§零件技术要求分析 (5)§零件的材料及毛坯选择 (6)§工艺路线的拟定 (6)§重点工序分析 (7)§切削用量及单件工时的确定 (7)§刀具型号确定 (7)§切削用量确定 (8)§单件工时的确定 (8)第3章机床总体设计 (11)§工序图 (11)§加工示意图 (11)§动力部件的确定 (12)§机床联系尺寸图 (13)§机床生产率计算 (15)第4章主轴箱设计 (17)§主轴箱设计的原始依据 (17)§主轴的型式与直径的确定 (18)§主轴型式的确定 (18)§主轴直径的确定 (19)§主轴箱所动力计算 (20)§传动系统的设计和计算 (21)§传动系统设计的一般要求 (21)§传动系统设计方法 (22)§主轴及传动轴齿轮模数、齿数的确定 (22)§传动系统及齿轮排数的确定 (24)§传动轴直径的确定 (25)§主轴及传动轴位置坐标的确定 (26)§主轴箱的润滑及手柄轴的设置 (29)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)前言组合机床是由万能机床和专用机床发展而来的。