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机械机床毕业设计187四轴头多工位同步钻床设计一、设计目标：本毕业设计的设计目标是设计一台能够实现四轴头多工位同步钻孔的机床。
该机床能够实现多个工位之间的同步运动，并在同一工件上进行钻孔加工，提高加工效率。
二、设计内容：1.结构设计：根据钻孔加工的要求，设计一台具有四个工位的机床。
每个工位都装有一个钻头，通过四个独立的主轴来实现钻头的运动。
设计合理的结构，使得每个工位的钻头可以同步进行钻孔操作。
2.控制系统设计：设计一个控制系统，实现对四个主轴的同步控制。
该控制系统应具备高精度的位置控制和运动控制能力，能实时监测工件位置和主轴运动状态，实现对工件加工过程的精确控制。
3.传动系统设计：设计合理的传动系统，使得四个主轴能够实现同步运动。
选择适当的传动方式和传动比，确保每个主轴在运动过程中具有相同的速度和加速度。
4.安全设计：设计合理的安全装置，保障操作人员的人身安全。
在机床运行时，通过传感器和控制系统实时监测机床的运行状态，一旦发现异常情况，及时停机并发出警报。
5.选材和加工：根据机床设计的要求，选取适当的材料和加工工艺。
确保机床具备足够的刚性和稳定性，能够在高速运动中保持精确的位置控制。
三、设计步骤：1.确定设计要求和目标，明确功能需求。
2.进行结构设计，确定机床的整体布局和各部件之间的关系。
3.设计传动系统，选择适当的传动方式，并进行传动比计算。
4.设计控制系统，包括位置控制和运动控制。
5.考虑安全设计，选择合适的安全装置，并与控制系统进行集成。
6.选取合适的材料和加工工艺，进行零部件的设计和制造。
7.进行机床的组装和调试，确保机床能够实现设计要求。
8.进行试运行和测试，对机床进行性能评估和优化。
四、设计结果：通过以上设计步骤，设计出一台能够实现四轴头多工位同步钻孔的机床。
该机床具备高精度的位置控制和运动控制能力，能够实现多个工位之间的同步运动，并在同一工件上进行钻孔加工，提高加工效率。
同时，该机床还具备安全设计，保障操作人员的安全。
学院毕业设计题目卧式多轴钻床主轴箱结构设计专业机械设计制造及其自动化班级机设学生学号指导教师二〇一一年五月三十日摘要多轴钻床是一种孔加工机床，它被广泛应用于加工多孔工件。
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浪费人工和时间的两个重要问题。
多轴钻床可同时加工工件上的多孔或着同时加工多个工件，显著的提高了加工效率，保证了孔距、孔径的精度。
在本次设计中，设计的多轴钻床为箱体孔加工机床，属于专用机床。
在高速发展的工业现代化的进程中和各种机械的设计和制造中，组合机床被越来越广泛的应用，并且越来越转化为生产力。
从这个方面上讲，对于组合机床的研究具有十分重要的意义。
本次设计题目为卧式双面四轴组合钻床右主轴箱设计。
本设计的主轴箱安装在滑板上面，大致工作原理如下：由电动机带动高速轴经齿轮传动最终将运动传至主轴，完成四轴同时加工过程。
为扩大加工范围，设计中采用滑移齿轮进行二级变速。
在重点章节中我对机床的传动部件进行了参数设计和结构设计，特别对齿轮、轴、轴承及键进行了具体的计算和验证。
关键词：多轴钻床；生产率；主轴箱ABSTRACTIn this paper Multi-axis drilling machine is a hole processing machine, which is widely used for processing of porous workpiece. Multi-axis drilling machine application in production, to solve the two important issues of ordinary processing of porous workpiece by drilling holes and time manually processing waste.Multi-axis drilling machine can work at the same time on the porous workpiece or the processing of multiple parts at the same time, this significantly improve the processing efficiency, Ensure the pitch, aperture accuracy. In this design, Multi-axis design for the box hole drilling machine tools, are special purpose machine. In the rapid development of modern industrial wave,or a variety of mechanical design and manufacturing, Machine tool more and more widely used, more and more into productivity. In this sense, the machine tool has important practical significance.The design of double-sided 4-axis horizontal subject to the right combination drilling machine spindle box. The design of the spindle box installed in the slide above, Generally works as follows: High speed shaft of the motor driven by the gear will eventually by the movement spread to the spindle, 4 axis at the same time to complete processing. To expand the range of processing, the design used secondary transmission gear slip.Key chapters in my drive components for machine tool design and structural design parameters, especially the gears, shafts, bearings and keys to a specific calculation and verification.Key words：Multi-axis drilling machine；Productivity；Headstock目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................................................... .II 1前言 (1)1.1本课题的研究背景及意义 (1)1.2 本课题国内外研究概况 (2)1.3本论文的主要工作及本机床整体结构 (2)1.3.1本论文的主要工作 (2)1.3.2 本机床整体结构......................................................................... . .2 2总体结构设计.. (4)2.1方案选择 (4)2.2主传动系统设计 (5)3 齿轮的设计 (7)3.1齿轮结构设计 (7)3.1.1二级变速机构的选择…..….………………………….…..….……….... . .73.1.2滑移齿轮布置.........……..….………………………….…..….……….... . 73.1.3滑移齿轮的设计.....……..….………………………….…..….……….... . 73.1.4主轴齿轮的设计 (11)3.2齿轮齿数的确定 (12)4 电机的选择 (14)5 轴的结构设计 (16)5.1高速轴的设计 (16)5.2 中间轴设计............……..….………………………….…..….………..….…. . .225.3主轴设计 (22)6键及轴承的校核..................……..….………………………….…..….………..….…. .246.1平键的校核 (24)6.2花键的校核 (24)6.3轴承的校核 (26)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1 前言1.1本课题的研究背景及意义[1]随着现代化工业技术的快速发展，特别是在各种机械设计和制造业中，组合机床的应用越来越广泛，越来越提高生产效率。
摘要多轴钻床是一种孔加工的机床，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浪费时间和人工这两个重要问题。
在本设计中，设计的多轴钻床为轮辐螺栓孔加工机床，属于专用机床。
本设计主要解决了多轴钻床加工过程中的两大主要问题：工件和刀具之间的定位问题和刀具导向问题。
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。
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夹具AbstactDrilling machine of six axles is the tool machine that a kind of bore process, it is used for processing many bore work pieces extensively. Drilling machine of six axles in the application in the production, resolving the commonness to drill the bed to process many a hour of the bore work to pursue the bore to process the wave to take a lot of time and these two important problems of artificial In this design, many stalks of the design drill the bed to process the tool machine for Spoke of a wheel stud bolt bore, belonging to the appropriation tool machine. Introduced many stalks to drill the history development circumstance that method and many stalkses that the bed carry on bore’s process drills the bed to process first in chapter of behind, still introduced many stalks to drill the characteristics that bed process, mainly introduced many stalks to drill the bed to process the two greatest problems in the processes:Fixed position problem and a direction of knife problems between the work piece and the knife. Many stalks drill the bed adoption to drill the template and fixed positions to equip reasonablely to a reasonable fixed position of work, thus completing the bore to expand the铰work preface, solving many stalks to drill the bed process medium of two greatest hard nut to crack.Introduced many stalks to drill the total design of the bed again in the chapter of underneath, give total design project, among them include the knife to have with the work piece of with sport method design, maintain the technique request to the function and functions of the tool machine each parts carry on elaborating in a specific way combine body, attain to design the request after thus making the work piece process. We also made sure the main parameter of the tool machine in this design, such as the main sport parameter and enter to the sport parameter.We spread to move the parts to carry on the detailed parameter and the structure designs to the tool machine in thepoint chapter, and check to calculate towards spreading to move the piece to carry on the strength and just degree, making it pour to design the technique accuracy greatly.Among them special to the wheel gears, stalks, rolled over the bearings, key to carry on the concrete calculation and verifications.Drill the fixed position of the bed and stepped up the organization to carry on the simple principle design to many stalks at the last one chapter moreover.Keywords: Drilling machine of six axles wheel gear Stalk Roll over the bearings Key Tongs.目录前言 (1)1概述 (3)2多轴钻床总体设计 (5)2.1加工工件的工艺分析 (5)2.2多轴钻床钻削方式设计 (6)2.2.1钻削加工的相对运动由刀具实现 (6)2.2.2.钻削加工时的相对运动 (7)2.3多轴钻床的总体布局设计 (8)2.3.1.机床总体布局的基本要求 (8)2.3.2决定多轴钻床总体布局因素的分析 (8)3多轴钻床的部件 (12)3.1底座 (12)3.2工作台 (12)3.3立柱 (12)3.4定位加紧机构 (13)3.5主轴箱 (13)3.6刀具及调节柄 (13)4多轴钻床的参数设计 (14)4.1参数和尺寸参数 (14)4.2运动参数 (14)4.3动力参数 (14)5主轴箱设计 (18)5.1传动系统的设计 (18)5.1.1主传动方案设计 (18)5.1.2主轴箱齿轮齿数的设计 (19)5.1.3齿轮结构设计 (21)5.2传动件的计算和校核 (22)5.2.1齿轮的计算和校核 (22)5.2.2轴的计算和校核 (28)5.2.3轴的结构设计 (34)5.2.4轴的校核 (36)5.3轴承 (40)5.3.1.轴承的选用 (41)5.3.2.轴承的校核 (43)5.4键的选择和键的强度计算 (48)5.4.1．大齿轮键的选择和校核 (48)5.4.2．小齿轮键的选择和校核 (49)5.4.3．联轴器键的选择与校核 (50)6夹具 (51)6.1机床夹具的组成及功能 (51)6.2夹具的条件、原则及要求 (52)6.2.1工作条件 (52)6.2.2夹紧力作用点选择原则及夹紧过程 (52)6.2.3加紧机构应满足的要求 (53)6.3多轴钻床夹具的设计 (53)6.3.1定位元件的设计 (53)6.3.2加紧元件的设计 (54)结束语 (56)致谢 (58)参考文献 (59)译文 (60)英文原文 (68)前言四年的大学生活即将接近尾声，进行为期两个越的毕业设计，我们深感受颇深。
华南理工学院毕业设计说明书目录目录 (1)中文摘要 (2)ABSTRACT (3)第1章绪纶 (4)1．1多轴加工应 (4)1．2多轴加工的设备 (4)1．3多轴加工的趋势 (6)第2章普通钻床改为多轴钻床 (7)2．1生产任务 (7)2．2普通立式钻的选型 (7)第3章多轴齿轮传动箱的设计 (9)3．1设计前的准备 (9)3. 2传动系统的设计与计算 (10)第4章多轴箱的结构设计与零部件图的绘制 (16)4．1箱盖、箱体和中间板结构 (16)4．2多轴箱轴的设计...................... .......... .......... (16)第5章导向装置的设计 (33)第6章接杆刀具 (33)总结 (34)参考文献 (35)1中文摘要中文摘要本设计是关于普通钻床改造为多轴钻床的设计。
普通钻床为单轴机床，但安装上多轴箱就会成为多轴的钻床，改造成多轴钻床后，能大大地缩短加工时间，提高生产效率。
因此本设计的重点是多轴箱的设计，设计内容包括齿轮分布与选用、轴的设计、多轴箱的选用、导向装置设计等。
关键词：多轴钻床；生产效率；多轴箱2华南理工学院毕业设计说明书AbstractThe design is about reconstructing the ordinary drill to a multiple drill. The ordinary drill is a single drill. It will improve its productive efficiency, shorten its processing time if assembled a multiple spindle case on. That so calls a multiple drill. Hereby, the keystone of this design paper is how to design a multiple spindle heads. The design subjects include the selection and distribution of gear wheel, the design of spindle, and the guiding equipment and selection of the multiple spindle heads, etc.Key words: multiple drill; productive efficiency; multiple spindle heads3绪论第1章绪论1.1多轴加工应用据统计，一般在车间中普通机床的平均切削时间很少超过全部工作时间的15%。
摘要目前中国企业中机床设备老化，不能满足新技术、新工艺的生产要求。
本文重点介绍Z5140A型台式钻床的数控改装方案和单片机系统设计，将传统的机械与现有的数控技术相结合，使其具有自动进给功能，为企业进行设备的数控化改造提供了一种有效可行的途径。
现有的Z5140A型台式钻床经改造后提高了加工精度，扩大了机床的使用范围，并提高了生产率。
本论文说明了普通钻床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了Z5140A机械传动部分的设计及数控系统部分的设计。
通过该改造计划,改造后的Z5140A型钻床具备数控机床的精度要求，自动化柔性生产的能力。
机床整体能力达到预期的要求。
Z5140A数控钻床主要用于加工各种孔及平面和曲面的铣削。
它集中了立式钻床和铣床的功能。
数控钻床需要很少人工操作，也没有机械操作元件如手柄、摇把等。
该钻床如同其他CNC钻床，全部工作循环是在微机数控系统控制下实现的。
车削对象改变后，只需改变相应的软件就可适应新的需要。
由于利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。
但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。
关键词：数控机床；滚珠丝杠；数控系统AbstractAt present,Machine tools made in China is aging and can not meet the requirements of new technologies and new processes of production. This paper focuses on the NC Z5140A-type drill press conversion programs and MCU system design. Combining the traditional machines with the CNC technology, it can realize automatically feed function and provides a feasible and effective way for the enterprise of equipment's transformation with NC.Existing Z5140-type drill press improves the machining accuracy, expands the scope of machine use and increases the productivity after transformation. This paper describes the design process of the transformation of the general drilling with NC, introduces the design of the Z5140A mechanical transmission part and numerical control system part in detail.After the transformation plan, Z5140A-type drill transformed has the accuracy requirement of CNC machine tools and the automatic flexible production capacity. Machine tools achieve the desired overall capacity requirements. Z5140A CNC drilling machine is mainly used for processing a variety of holes and planar and surface milling. It contains the vertical drilling and milling function. CNC drilling and milling machinerequires very little manual operation and no operation of machinery components such as handles, crank and so on. As with other CNC drilling of the drilling machine, all of the cyclic work is completed under the control of the computer numerical control system. As turning object changes, just change the corresponding software to adapt to new needs. Because lathebed, column and other basic items are heavy and casting equipments but not the welded components, machine tools transformed has higher performance and better quality, which can be used as a new equipment for years. However, limited by the mechanical structure of the original, it can not be transformed revolutionarily.Key Word：Numerical Control Machine Tools ; Ball Screw; CNC System目录摘要 ........................................ - 1 -Abstract ...................................... - 2 -1绪论......................................... - 6 -1.1 立式钻床的概述............................................................................................ - 6 -1.2 数控立式钻床的发展.................................................................................... - 6 -1.3 立式钻床数控化改造的市场 ....................................................................... - 8 -1.3.1 机床数控化改造的市场...................................................................... - 8 -1.3.2 立式钻床简介...................................................................................... - 9 -1.4床数控化改造的内容及优缺点 .................................................................. - 10 -1.4.1数控化改造的内容............................................................................. - 10 -1.4.2 立式钻床数控化改造的优缺点........................................................ - 11 -2主传动系统的设计............................ - 12 -2.1 立式钻床数控化改造设计任务 ................................................................. - 12 -2.2 总体方案的确定.......................................................................................... - 13 -2.2.1 Z向步进电机与进给滚珠丝杠的联结 ............................................. - 13 -2.2.2 传动形式的选择................................................................................ - 15 -2.2.3 滚珠丝杠副的参数............................................................................ - 16 -2.2.4 滚珠丝杠副的组成及特点................................................................ - 17 -2.2.5 滚珠丝杠副的典型结构类型............................................................ - 17 -2.2.6 滚珠丝杠的支撑形式选择................................................................ - 19 -2.3 Z向进给滚珠丝杠副的计算与校核 ................................................... - 22 -2.3.1主轴钻削力计算................................................................................. - 22 -2.3.2滚珠丝杠副的选择计算..................................................................... - 23 -2.3.3选择步进电动机................................................................................. - 26 -2.4 电主轴选用、冷却与润滑 ......................................................................... - 30 -2.4.1 电主轴的概述.................................................................................... - 30 -2.4.2 电主轴的冷却与润滑........................................................................ - 33 -2.4.3 电主轴的选用.................................................................................... - 35 -3数控系统电路设计............................ - 37 -3.1绘制系统电气控制的结构框图 .................................................................. - 37 -3.1.1 机床硬件电路有以下几部分组成.................................................... - 38 -3.2 MCS-51单片机简介 ................................................................................... - 38 -3.2.1 8031单片机的基本特性.................................................................... - 38 -3.2.2 8031芯片引脚及其功能介绍......................................................... - 40 -3.3存储器扩展电路设计................................................................................... - 42 -3.3.1 程序存储器的扩展............................................................................ - 42 -3.3.2 数据存储器的扩展............................................................................ - 44 -3.3.3 译码电路设计.................................................................................... - 45 -3.4 Ｉ/Ｏ接口扩展电路设计 ............................................................................ - 45 -3.4.1 8155通用可编程接口芯片................................................................ - 45 -3.4.2 8255可编程接器芯片........................................................................ - 47 -3.4.3 8255的结构........................................................................................ - 48 -3.5 其它辅助电路设计...................................................................................... - 49 -3.5.1 8031的时钟电路................................................................................ - 49 -3.5.2 越界报警和急停处理电路................................................................ - 49 -3.5.3 复位电路............................................................................................ - 49 -3.5.4 掉电保护电路.................................................................................... - 50 -3.5.5 键盘显示接口电路............................................................................ - 50 -4结论........................................ - 51 -致谢 ............................. 错误!未定义书签。
第一章绪论1.1本文选题的背景及意义1.1.1 概述整个人类社会的文明史，就是制造技术不断演变和发展的历史。
任何国家的制造业都是国民经济的基础产业，也是国民经济的主要来源。
没有发达的制造业，就不可能有国家真正的繁荣和强大。
制造技术是制造业的技术支柱，是一个国家科技水平、综合国力的重要体现，制造技术的发展是一个国家经济增长的根本动力。
而制造业中机床是其基础装备。
我国是一个机床大国，有三百多万台普通机床。
但机床的素质差，性能落后，单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右，差距太大，急待改造。
旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。
随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。
在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面。
许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。
我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。
1984年，我国开始生产经济型数控系统，并用于改造旧机床。
到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。
可以预料，今后机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。
1.1.2数控机床的优越性数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。
它与普通机床相比,其优越性是显而易见的,不仅零件加工精度高,产品质量稳定,且自动化程度极高,可减轻工人的体力劳动强度,大大提高了生产效率,特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工,因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。
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》。
普通车床改造成多轴钻床摘要：介绍利用普通车床改装成钻孔多轴钻床,充分利用工厂闲置设备,达到节约成本、提高生产效率的目的。
关键词:普通车床;改装;多轴钻;生产率概述：陕汽东铭公司是生产微型汽车车桥的专业厂, 具有雄厚的轻微型汽车驱动桥、电动汽车车桥设计生产能力、有除标准件、铸造件外的车桥零部件专业化生产线。
随着陕汽集团的不断发展,车桥需求量将加大。
为跟上公司的发展步伐和提高市场竞争力,必须扩大生产能力。
利用工厂闲置的普通车床改造为钻孔多轴钻床,不仅提高生产效率,满足市场需求,还为工厂节约了不小的开支。
1 加工工艺要求如图1图12 机床选择及其主要参数应根据工件的几何形状、结构大小、孔径、孔数和孔的分布情况以及加工时所需的切削轴向力和切削功率等要素来确定其型号。
需要确定主机的主要参数是:机床主轴的各级进给量;机床的额定功率和主轴允许的最大进给力;及导轨长度等参数。
由于钻孔直径不大,选用常用的C6140普通车床,轴向允许最大进给抗力Px=3.52kN,电机额定功率P=7.5kW 。
3 计算及受力分析工件材料:45#,热处理调质:24～30HRC 。
转矩:T=Kp f D 8.02345式中:T —切削转矩kN·mmD —钻孔直径mmf —每转进给量mm,取f=0.1Kp —修正系数,取Kp=0.75则总切削转矩:T 总=4×345×5.82×1.08.0×0.75=12.1(kN·mm)切削力:Px=Kp f D 7.0680式中:Px —轴向切削力kN则总切削力:Px=4×680×8.5×1.07.0×0.75=3.46kN也可参考现代夹具设计手册表7-32、7-33。
钻孔主要是受轴向力,总切削力小于车床轴向允许最大进给抗力。
如果钻孔直径过大，当总切削力大于车床允许最大进给抗力二倍以上时，应考虑用液压进给机构。
普通机床如何改造成数控机床毕业论文张家界航空职业技术学院机械设备改装课程论文题目：普通机床数控化改装专业：机电设备维修与管理姓名：宋建全学号：14指导老师：欧学卫二〇一二年十二月十六日摘要针对大多数企业，具有数量众多和较长使用寿命的普通机床，其加工精度较低、不能批量生产，自动化程度不高，自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性，又不能马上被淘汰，购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径，但是成本高，许多企业在短时间内无法实现，这严重阻碍企业设备更新的步伐。
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展，就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品。
为此改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机床，不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径，是当前许多企业对现有设备更新换代的首选办法，也是提高机床数控化率的一条有效途径。
改造后的车床属于开环控制。
由于开环系统自身固有的缺陷不容易保证加工精度。
因此，I I合理选择伺服系统是课题的一个中心环节。
步进电机工作原理特性和实际应用正好符合我们的这一需求，所以，改造系统选择步进电机作为双向进给驱动电动机。
步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件，与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点，在众多领域中获得了广泛的应用。
为了得到性能优良的控制结果，出现了很多步进电机控制系统，其中采用单片机作为控制核心的控制系统得到了广泛的应用。
很多这种控制系统在步进电机的驱动上已经做的非常好，本文采用的控制电路主要由8031单片机、晶振电路、地址锁存器、译码器、EEPROM存储器及可编程键盘／显示控制器Intel一8279等组成，单片机是控制系统的核心。
文中对整个系统的架构及硬件电路和驱动软件的实现都做了详细的设计。
本设计在对原有机床机械机构、性能、功能等进行充分研究基础上，主要针对中小型普通车床控制系统进行改造，用单片机系统实现弱I II电控制强电机，改造了系统的切削工艺，提高了切削精度和效率，对旧车床的数控改造有一定的指导作用，是一种新的尝试，也必将有更加广阔的应用前景。
优秀设计本科生毕业论文（设计）书题目普通钻床改造为多轴钻床（中英文）ORDINARY DRILL ASSEMBLED A MULTIPLE DRILL作者姓名所在专业所在班级申请学位指导教师职称答辩时间20** 年 6 月 9 日毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目普通钻床改造为多轴钻床ORDINARY DRILL ASSEMBLED A MULTIPLEDRILL工院(系) 专业级学生姓名指导教师职称起讫日期20**年3月21-6月1日地点发任务书日期： 20** 年 3 月 21 日毕业论文（设计）任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求）毕业论文（设计）进度计划毕业设计（论文）开题报告课题名称：专业：班级：姓名：学号：指导教师：年月日目录目录 (10)中文摘要 (11)ABSTRACT (12)第1章绪论 (13)1.1多轴加工应用 (13)1.2多轴加工的设备 (13)1.3多轴加工趋势 (15)第2章普通钻床改为多轴钻床 (15)2.1生产任务 (15)2.2普通立式钻床的选型 (16)第3章多轴齿轮传动箱的设计 (17)3.1设计前的准备 (17)3.2动系统的设计与计算 (18)第4章多轴箱的结构设计与零部件的绘制 (23)4.1箱盖、箱体和中间板结构 (24)4.2多轴箱轴的设计 (24)4.3轴坐标计算 (39)第5章导向装置的设计 (40)5．1导向装置组成 (40)第6章接杆刀具 (40)总结 (41)鸣谢 (42)参考文献 (42)中文摘要本设计是关于普通钻床改造为多轴钻床的设计。
普通钻床为单轴机床，但安装上多轴箱就会成为多轴的钻床，改造成多轴钻床后，能大大地缩短加工时间，提高生产效率。
因此本设计的重点是多轴箱的设计，设计内容包括齿轮分布与选用、轴的设计、多轴箱的选用、导向装置设计等。
关键词：多轴钻床；生产效率；多轴箱AbstractThe design is about reconstructing the ordinary drill to a multiple drill. The ordinary drill is a single drill. It will improve its productive efficiency, shorten its processing time if assembled a multiple spindle case on. That so calls a multiple drill. Hereby, the keystone of this design paper is how to design a multiple spindle heads. The design subjects include the selection and distribution of gear wheel, the design of spindle, and the guiding equipment and selection of the multiple spindle heads, etc.KEY WORDS: MULTIPLE DRILL; PRODUCTIVE EFFICIENCY; MULTIPLE SPINDLE HEADS第1章绪论1.1多轴加工应用据统计，一般在车间中普通机床的平均切削时间很少超过全部工作时间的15%。
其余时间是看图、装卸工件、调换刀具、操作机床、测量以及清除铁屑等等。
使用数控机床虽然能提高85%，但购置费用大。
某些情况下，即使生产率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通机床低。
故必须更多地缩短加工时间。
不同的加工方法有不同的特点，就钻削加工而言，多轴加工是一种通过少量投资来提高生产率的有效措施。
1.1.1多轴加工优势虽然不可调式多轴头在自动线中早有应用，但只局限于大批量生产。
即使采用可调式多轴头扩大了使用范围，仍然远不能满足批量小、孔型复杂的要求。
尤其随着工业的发展，大型复杂的多轴加工更是引人注目。
例如原子能发电站中大型冷凝器水冷壁管板有15000个ψ20孔，若以摇臂钻床加工，单单钻孔与锪沉头孔就要842.5小时，另外还要划线工时151.1小时。
但若以数控八轴落地钻床加工，钻锪孔只要171.6小时，划线也简单，只要1.9小时。
因此，利用数控控制的二个坐标轴，使刀具正确地对准加工位置，结合多轴加工不但可以扩大加工范围，而且在提高精度的基础上还能大大地提高工效，迅速地制造出原来不易加工的零件。
有人分析大型高速柴油机30种箱形与杆形零件的2000多个钻孔操作中，有40%可以在自动更换主轴箱机床中用二轴、三轴或四轴多轴头加工，平均可减少20%的加工时间。
1975年法国巴黎机床展览会也反映了多轴加工的使用愈来愈多这一趋势。
1.2 多轴加工的设备多轴加工是在一次进给中同时加工许多孔或同时在许多相同或不同工件上各加工一个孔。
这不仅缩短切削时间，提高精度，减少装夹或定位时间，并且在数控机床中不必计算坐标，减少字块数而简化编程。
它可以采用以下一些设备进行加工：立钻或摇臂钻上装多轴头、多轴钻床、多轴组合机床心及自动更换主轴箱机床。
甚至可以通过二个能自动调节轴距的主轴或多轴箱，结合数控工作台纵横二个方向的运动，加工各种圆形或椭圆形孔组的一个或几个工序。
现在就这方面的现状作一简介。
1.2.1多轴头从传动方式来说主要有齿轮传动与万向联轴节传动二种。
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）万向轴式也有二种:具有对准装臵的主轴。
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，并能在对准的位臵以螺栓固定。
（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。
这种多轴加工方法，由于钻孔效率、加工范围及精度的关系，使用范围有限。
1.2.2 多轴箱也象多轴头那样作为标准部件生产。
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300Ｘ300毫米到600Ｘ1050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臵，然后把与它联接的可调轴移动到正确的位臵。
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）尺寸超差时能立即发现。
1.2.3多轴钻床这是一种能满足多轴加工要求的钻床。
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。
1.2.4 自动更换主轴箱机床为了中小批量生产合理化的需要，最近几年发展了自动更换主轴箱组合机床。
(1) 自动更换主轴机床自动更换主轴机床顶部是回转式主轴箱库，挂有多个不可调主轴箱。
纵横配线盘予先编好工作程序，使相应的主轴箱进入加工工位，定位紧并与动力联接，然后装有工件的工作台转动到主轴箱下面，向上移动进行加工。
当变更加工对象时，只要调换悬挂的主轴箱，就能适应不同孔型与不同工序的需要。
(2)多轴转塔机床转塔上装臵多个不可调或万向联轴节主轴箱，转塔能自动转位，并对夹紧在回转工作台的工件作进给运动。
通过工作台回转，可以加工工件的多个面。
因为转塔不宜过大，故它的工位数一般不超过4—6个。
且主轴箱也不宜过大。
当加工对象的工序较多、尺寸较大时，就不如自动更换主轴箱机床合适，但它的结构简单。
(3)自动更换主轴箱组合机床它由自动线或组合机床中的标准部件组成。
不可调多轴箱与动力箱按臵在水平底座上，主轴箱库转动时整个装臵紧固在进给系统的溜板上。
主轴箱库转动与进给动作都按标准子程序工作。
换主轴箱时间为几秒钟。
工件夹紧于液压分度回转工作台，以便加工工件的各个面。
好果回转工作台配以卸料装臵，就能合流水生产自动化。
在可变生产系统中采用这种装臵，并配以相应的控制器可以获得完整的加工系统。
(4) 数控八轴落地钻床大型冷凝器的水冷壁管板的孔多达15000个，它与支撑板联接在一起加工。
孔径为20毫米，孔深180毫米。
采用具有内冷却管道的麻花钻，5－7巴压力的冷却液可直接进入切削区，有利于排屑。
钻尖磨成90°供自动定心。
它比普通麻花钻耐用，且进给量大。
为了缩短加工时间，以8轴数控落地加工。
1．3 多轴加工趋势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，多轴加工的范围一定会愈来愈广，加工效率也会不断提高。
第2章普通钻床改为多轴钻床2.1生产任务在一批铸铁连接件上有同一个面上有多个孔加工。
在普通立式钻床上进行孔加工，通常是一个孔一个孔的钻削，生产效率低，用非标设备，即组合机床加工，生产效率高，但设备投资大。
但把一批普通立式普通单轴钻床改造为立式多轴钻床，改造后的多轴钻床，可以同时完成多个孔的钻、扩、铰、等工序。
设计程序介绍如下：2.2 普通立式钻床的选型 2.2.1 计算所需电机功率零件图如图1所示：图1为工件零件图，材料：铸铁HT200；料厚：5mm ；硬度：HBS170-240HBS ；年产量：1000万件；4-Φ6.7尺寸精度IT13.(1) 确定四个孔同时加工的轴向力，公式：=F F F F F F k n V Y Z d C ⋅⋅⋅⋅⋅⋅0式中：F C =365.9,0d =310-,F Z =0.661,F Y =1.217,F n =0.361,F k =1.1,V =0.35m/s （表15-37）[文献1]则=F N 09.41.1361.035.0217.1661.0109.3653=⨯⨯⨯⨯⨯⨯-所需电机功率：KW V F P 4.135.009.4=⨯=⋅=2.2.2 立式钻床的确定根据上面计算所需电机的功率，现选用Z525立式钻床，其主要技术参数如表1所示：表1 Z525立式钻床主要技术参数第3章 多轴齿轮传动箱的设计3.1 设计前的准备（1）大致了解工件上被加工孔为4个Ф10的孔。
