GE產(chǎn)品多側面鉆專機設計零件圖的設計【包含CAD圖紙+PDF圖】

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Drilling technology is a fundamental part of the processing hole, as long as the processing of precision drilling technology improves, in the processing process behind the more concise, improve processing efficiency, save time, improve economic benefits.Key Words: special design multi lateral drilling GE products; drilling; drilling technology無錫職業(yè)技術學院目 錄目 錄IV第1章 緒論11.1 鉆床簡介11.2 鉆床的發(fā)展及趨勢11.3 國內外發(fā)展概況2第2章 GE產(chǎn)品多側面鉆專機總體方案設計32.1 GE產(chǎn)品多側面鉆專機的動力選擇32.2 GE產(chǎn)品多側面鉆專機的驅動方式32.3 GE產(chǎn)品多側面鉆專機的動力性能比較42.4 GE產(chǎn)品多側面鉆專機動力的計算與選擇42.5機床方案的制定62.5.1 制定工藝方案62.5.2 確定機床的配置形式和結構方案72.5.3 機床聯(lián)系尺寸圖7第3章 切削要素的選擇與計算83. 1 確定工序間余量83.2 選擇切削用量93.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率93.4 選擇刀具結構103.5 加工圖103.5.1 加工示意圖的作用和內容103.5.2 繪制加工示意圖之前的有關計算11第4章 主軸箱設計124.1 基本傳動數(shù)據(jù)計算124.1.1 分配傳動比124.1.2 計算機構各軸的運動及動力參數(shù)134.2 帶傳動設計134.2.1 選擇皮帶134.2.2 帶輪基準直徑：134.2.3 帶速的確定：133.2.4 中心矩、帶長及包角的確定133.2.5 確定帶的根數(shù)：143.2.6 張緊力143.2.7 作用在軸上的載荷：143.2.8 帶輪結構與尺寸見零件圖153.3 軸的校核153.4 鍵的校核213.5 軸承的校核223.5.1 初選軸承型號223.5.2壽命計算22第4章 GE產(chǎn)品多側面鉆專機的綜合評價244.1整體評價244.2經(jīng)濟性分析254.3市場分析25總 結26參考文獻27致 謝28第1章 緒論1.1 鉆床簡介目前將機床分為12大類：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機床、鋸床及其他機床。在每一類機床中，又可以按照工藝范圍、步型型式和結構等等，可以分為若干組，每一組又可以分為若干系列。如鉆床又包括：坐標鏜鉆床、深孔鉆床、搖臂鉆床、臺式鉆床、立式鉆床、臥式鉆床、中心孔鉆床及其他鉆床。在上述的基本分類方法的基礎上，還可以根據(jù)機床的其他特征進一步進行分類。同類型機床按照應用范圍（通用性程度），可以分為通用機床（或者稱萬能機床）、專門化機床和專用機床三大類。其中通用機床是可以加工多種工件，完成多種多樣工序的加工范圍較廣的機床，如臥式車床、搖臂鉆床等等。搖臂鉆床主要由立柱，搖臂，主軸箱，和底座等部分組成。主軸箱裝在搖臂上，可沿立柱上下移動，以適應加工不同高度工件的要求。此外，搖臂還可以隨外立柱在360范圍回轉，因此主軸很容易調整到所需要的加工位置。為了使主軸在加工時保持確定的位置，搖臂鉆床還具有內立柱，搖臂及主軸箱的夾緊機構，當主軸的位置調整確定后，可以快速將它們夾緊。 搖臂鉆床的其他變形如萬向搖臂鉆床搖臂和主軸箱可以回轉或傾斜，使主軸可在空間任意方向都可以進行鉆削，適用于重型機器，機車車輛，船舶和鍋爐等制造業(yè)中加工大型工件。車式搖臂鉆床的底座有車輪，可以在軌道上移動，適用于橋梁和機床等行業(yè)窄長形工件的孔加工。1.2 鉆床的發(fā)展及趨勢進入市場經(jīng)濟后，國內機床行業(yè)競爭日趨激烈，與中捷搖臂鉆廠生產(chǎn)相同型號產(chǎn)品的企業(yè)有40多家，中捷搖臂鉆廠產(chǎn)品領先優(yōu)勢受到挑戰(zhàn)。為了應對挑戰(zhàn)，中捷搖臂鉆廠在產(chǎn)品賣得正火的時候，提出了進行跨越產(chǎn)品結構調整。第一，用先進技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)品。如普通搖臂鉆床實現(xiàn)了五軸聯(lián)動，價格由幾萬元上升到幾十萬元，達到中國搖臂鉆床最高水平。第二，向國際先進水平靠攏，不斷擴大產(chǎn)品領先優(yōu)勢。ZK系列、橋式和動橋系列產(chǎn)品，十幾項技術居國內領先地位。ZK3050獲得自主知識產(chǎn)權，并成為國家重點新產(chǎn)品；Z3580A萬向搖臂鉆，在任何空間、任意方向、任意位置上實現(xiàn)鉆削功能，不僅填補了國內空白，在國外也不多見。在國際著名的芝加哥機床展覽會上，中捷搖臂鉆廠參展產(chǎn)品被一位美籍華商相中并當場拉走。德國、意大利、西臘、瑞典、伊朗等國家和地區(qū)紛紛提出做中捷牌搖臂鉆的代理經(jīng)銷商。在上海國際機床展覽會上，沈陽機床股份有限公司參展的數(shù)控鉆銑床，同時被國內三家企業(yè)看好。搖臂鉆床和大多數(shù)機床一樣，將向數(shù)控自動化、機電一體化和智能化方向發(fā)展。搖臂鉆床未來的發(fā)展趨勢是：應用電子計算機技術，簡化機械結構，提高和擴大自動化工作的功能，使機床適應于納入柔性制造系統(tǒng)工作；提高功率主運動和進給運動的速度，相應提高結構的動、靜剛度以適應采用新型刀具的需要，提高切削效率；提高加工精度并發(fā)展超精密加工機床，以適應電子機械、航天等新興工業(yè)的需要。1.3 國內外發(fā)展概況中國的機械設備也在不斷的發(fā)展，2015年中國工程機械業(yè)將迎來9000億元市場容量，不僅給中國機械制造行業(yè)的帶來巨大發(fā)展空間，同時也聚焦了國際的機械巨頭的目光，使國外企業(yè)不斷進駐中國市場，國內的機械企業(yè)在發(fā)展國內市場的前提下也不斷的拓展國外市場，堅持“走出去”的策略，將中國機械設備國際化。我國已成為世界工程機械第一產(chǎn)銷大國，中國制造的工程機械走向了世界各地。10年來，我國工程機械行業(yè)在發(fā)展方式轉變、經(jīng)濟結構調整方面取得明顯成效，綜合實力迅速增強，國際競爭力和產(chǎn)業(yè)地位大大提升。我國工程機械行業(yè)各類產(chǎn)品的技術水平及可靠性大多已達到甚至超過了國際先進水平，在世界工程機械領域有了諸多響當當?shù)闹袊放啤Ｎ覈鴻C械行業(yè)門類齊全，規(guī)模大，2009年整體銷售收入接近9萬億元，僅次于日本居世界第二位，占到全球機械銷售額的15%左右;出口額達到2,425億美元，躍居世界第四;工業(yè)增加值超過2萬億元，約占當年我國GDP的8%;機械行業(yè)是對全國工業(yè)發(fā)展貢獻最大的行業(yè)，經(jīng)濟總量占整個裝備制造業(yè)2/3以上。因此機械行業(yè)是裝備制造業(yè)的最重要組成部分，堪稱中國工業(yè)的“脊梁”。我國的機床工業(yè)是在1949年新中國成立后才開始建立起來的。解放前，由于長期的封鎖統(tǒng)治和19世紀中葉以后帝國主義的侵略和掠奪，我國的工農業(yè)生產(chǎn)非常落后，既沒有獨立的機械制造業(yè)，更談不上機床制造業(yè)。至解放前夕，全國只有少數(shù)城市的一些規(guī)模很小的機械廠，制造少量簡單的皮帶車間、牛頭刨床和砂輪等；1949年全國機床產(chǎn)量僅1000多臺，品種不到10個。解放后，黨和人民政府十分重視機床工業(yè)的發(fā)展。在解放初期的三年經(jīng)濟恢復時期，就把一些原來的機械修配廠改建為專業(yè)廠；在隨后開始的幾個五年計劃期間，又陸續(xù)擴建、新建了一系列機床廠。經(jīng)過50多年的建設，我國機床工業(yè)從無到有，從小到大，現(xiàn)在已經(jīng)成門類比較齊全，具有一定實力的機床工業(yè)體系，能生產(chǎn)5000多種機床通用品種，數(shù)控機床1500多種；不僅裝備了國內的工業(yè)，而且每年還有一定數(shù)量的機床出口。我國機床行業(yè)的發(fā)展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，與世界先進水平相比，還有較大差距。為了適應我國工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技術現(xiàn)代化的需要，為了提高機床產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力，必須加大精力，設計制造出更好的機床。第2章 GE產(chǎn)品多側面鉆專機總體方案設計機械系統(tǒng)通常是由原動機、傳動裝置、工作機和控制操縱部件及其它輔助部件組成。工作機是機械系統(tǒng)中的執(zhí)行部分，原動機是機械系統(tǒng)的中的驅動部分，傳動裝置則是把原動機和工作機有機地聯(lián)系起來，實現(xiàn)能量傳遞和運動形式轉換不可缺少的部分，而其中原動機在機械系統(tǒng)中所起的作用是：（1）把自然界的能源變成機械能；（2）把發(fā)電機等變能機所產(chǎn)生的各種形態(tài)的能量轉換為機械能。2.1 GE產(chǎn)品多側面鉆專機的動力選擇常用原動機有以下三種運動形式，具體見表2-1：表2-1 原動機運動形式運動形式實例連續(xù)運動電動機、液壓馬達、氣壓馬達、柴油機、汽油機往復運動直線電動機、汽缸、液壓缸往復擺動擺動油缸、擺動汽缸2.2 GE產(chǎn)品多側面鉆專機的驅動方式由一臺原動機通過傳動裝置驅動執(zhí)行機構工作，叫做單機集中驅動。而多機分別驅動自然而然是用多臺原動機來驅動各執(zhí)行機構工作。兩種驅動方式中，單機集中驅動傳動裝置復雜，操作麻煩，功率大，但價格便宜。而多機分別驅動傳動裝置簡單，電動機功率小，但成本比較高。1）必須考慮到工作機對原動機所提出的起動、過載、運轉平穩(wěn)性等方面的要求；2）必須考慮到其經(jīng)濟效益及其成本，這也是非常重要的一項。3）必須考慮到現(xiàn)場能源的供應情況及工作環(huán)境因素；4）必須考慮原動機的機械特性與工作機的匹配情況；5）必須考慮到維修是否方便，操作是否簡單，工作是否可靠；2.3 GE產(chǎn)品多側面鉆專機的動力性能比較表2-2 原動機性能比較類別電動機氣缸馬達液壓馬達柴油機尺寸較大較小較小較大功率及取范圍功率大；0.31000KW，范圍廣功率比電動機大；一般在2.2KW以下，尤其適用于0.75KW以下的高速傳動功率最大；受實際油壓和馬達尺寸的限制功率大；538000KW重量大比電動機大最大大輸出剛度硬軟較硬較硬運行溫度控制溫度應低于許應值排氣時空氣膨脹，噪聲較大，排氣處應安裝消聲器對油箱進行風冷或水冷調整方法和性能直流電動機用改變電樞電阻、電壓或改變磁通的方法；交流電動機用變頻、變極或變轉差率的方法用氣閥控制，簡單，迅速，但不夠精確通過閥或泵控制改變流量，調速范圍大較難噪聲小較大較大較大維護要求較少少較多較多初始成本低較高高高運轉費用最低最高高高應用很廣，需要動力電源小功率高速場合較廣很廣，如各種車輛，船舶、農用機械、工程機械和壓縮機等等2.4 GE產(chǎn)品多側面鉆專機動力的計算與選擇鉆床切削力的計算包括鉆床主軸轉矩計算和主軸軸向切削力的計算。由于加工材料為Q235鋼，其屬于碳素結構鋼，鉆頭為高速鋼麻花鉆，加工方式為鉆孔，所以查機床夾具設計手冊得：鉆床轉矩計算公式如下： 式中， 切削力矩（NM） 鉆頭直徑（mm） 每轉進給量（mm） 修正系數(shù)軸向切削力的計算公式如下：式中， 軸向切削力（N） 鉆頭直徑（mm） 每轉進給量(mm) 修正系數(shù)已知被加工材料為Q235結構鋼，結構鋼和鑄鋼取=736MPa，D=20mm，=0.2mm，所以可分別計算出切削轉矩和軸向切削為：=13.5 NM=2595 N由金屬切削原理可知，主軸切削功率的計算公式為： 式中： 軸向切削力（N） 每轉進給量(mm)n主軸固定轉速（r/min） 切削力矩（NM）將以上數(shù)值代入公式中可計算出功率=0.25KW考慮到軸承傳動效率（查得為0.99）和鍵傳動效率（查得為0.98），所以可計算出鉆床主軸要傳遞的功率P為：P=/(0.990.990.98)=0.37KW考慮到GE產(chǎn)品多側面鉆專機的現(xiàn)場工作環(huán)境及工作需求，GE產(chǎn)品多側面鉆專機的起動力矩和調速范圍等要求，我選擇電動機作為其原動機。由于生產(chǎn)機械裝置及工作機所處的工作環(huán)境各不相同，電動機的 工作環(huán)境也自然而然就各不一樣。在絕大多數(shù)情況下，電動機工作的周圍大氣中有不同分量的灰塵和水分，有的處于潮濕之處甚至水下工作，有的周圍含有腐蝕性氣體甚至爆炸物，為了保證電動機能在不同的工作環(huán)境中順利地安全運行，電動機的外殼也就有多種型式，其型式有：開啟式、防護式、封閉式、防爆式。由于GE產(chǎn)品多側面鉆專機工作常處于灰塵較多的場合，其外殼選用封閉式，電動機型號為Y系列，Y801-4，額定功率4KW，滿載轉速960r/min，額定轉矩2.2Nm，質量17Kg。2.5機床方案的制定2.5.1 制定工藝方案零件加工工藝將決定機床的加工質量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結構等。所以，在制定工藝方案時，必須計算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度，加工部位的結構特點加工精度，表面粗糙度，以及定位，夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具及切削用量，生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場所采用的環(huán)境和條件等等。并收集國內外有關技術資料，制定出合理的工藝方案。 (1) 加工孔的主要技術要求。假設孔直徑為20mm工件材料為HT200，HB170-241HBS要求生產(chǎn)綱領為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量2萬件，單班制生產(chǎn)(2) 工藝分析加工該孔時，孔的位置度公差為0.05mm。根據(jù)機床的工藝方法及能達到的精度，可采用如下的加工方案：一次性加工通孔，孔徑為20mm。 (3) 定位基準及夾緊點的選擇加工此零件上的孔，以上表面限制三個自由度和右端面限制三個自由度，位于中間的孔通過螺桿起到了很好的夾緊作用。在保證加工精度的情況下，提高生產(chǎn)效率減輕工人勞動量，由于工件是大批量生產(chǎn)，因此在設計時就認為是人工夾緊。2.5.2 確定機床的配置形式和結構方案(1)被加工零件的加工精度被加工零件需要在機床上完成的加工工序及應保證的加工精度，是制造機床方案的主要依據(jù)。鉆孔的精度要求較高，可采用鉆孔機床。為了加工出表面粗糙度為Ra1.6um的孔，采取提高機床原始制造精度和工件定位基準精度并減少夾壓變形等措施就可以了。為此，機床通常采用尾置式齒輪動力裝置，進給采用液壓系統(tǒng)。 (2) 被加工零件的特點這主要指零件的材料、硬度加工部位的結構形狀，工件剛度定位基準面的特點，它們對機床工藝方案制度有著重要的影響。此方槽輪幅式底板的材料是HT200、硬度HB170241、孔的直徑為20mm。采用單孔加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振動，及發(fā)熱變形對工件影響可以不計。 (3) 零件的生產(chǎn)批量零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動線或按中小批量生產(chǎn)特點設計機床的重要因素。按設計要求生產(chǎn)綱領為年生產(chǎn)量為2萬件，此工序盡量在一臺機床上完成，以提高利用率。(4) 機床使用條件根據(jù)使用機床對車間布置情況、工序間的聯(lián)系、技術能力和自然條件等的要求來選擇適合的機床。2.5.3 機床聯(lián)系尺寸圖機床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關系的，是開展各專用部件實際和確定機床最大占地面積的指導圖紙。繪制機床聯(lián)系尺寸圖應考慮的主要問題：1）機床裝料高度的確定在確定機床裝料高度時，要考慮車間運送工件的滾道高度、工件最低孔的位置、主軸箱最低主軸高度和通用部件尺寸的限制。根據(jù)我國具體情況，為了便于操縱和省力，對于一般的專用機床裝料高度定為8001000毫米。2）夾具輪廓尺寸的確定夾具是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。3）夾具底座高度的確定夾具底座的高度應視夾具的大小而定，既要保證有足夠的剛性，又要考慮工件的裝料高度。為了便于布置定位元件，一般夾具底座的高度不小于240毫米。4）主軸箱輪廓尺寸的確定在確定主軸箱的輪廓尺寸時，應力求小巧緊湊，節(jié)省金屬。在聯(lián)系尺寸圖上還必須明確表明運動部件的終點和原位狀態(tài)，以及運動過程中的情況；標明工件、夾具及動力頭的中心線之間的關系。特別當工件上加工部位對于工件中心不對稱時，動力部件對于夾具和中間底座也就不對稱，這時應注明動力頭中心線相對夾具中心線的偏移距離。機床聯(lián)系尺寸圖繪制后，在機床各部件的具體設計過程中，可能發(fā)現(xiàn)某些尺寸定得不合理，甚至不能實現(xiàn)，則可按需要返過來修改尺寸圖，加以調整。這時機床聯(lián)系尺寸圖就成了調整各部件相互之間正確尺寸聯(lián)系的依據(jù)。為了避免設計工作的混亂和造成錯誤，為了有節(jié)奏有秩序地開展工作，必須及時地，全面地修改聯(lián)系尺寸圖。機床的聯(lián)系尺寸圖，主要應針對各部件之間的聯(lián)系尺寸進行標注，各部件只畫出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸。各部件應嚴格按同一比例繪制。綜合以上所述：通過對方槽輪幅式底板零件的結構特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術要求、定位、夾緊方式、工藝方法，并定出影響機床的總體布局和技術性能等方面的考慮，最終設計該穿孔器鉆床。這種總體設計能滿足加工精度要求，整體結構簡單，原理清楚，具有較好的實用性、可加工性和經(jīng)濟性。第3章 切削要素的選擇與計算3. 1 確定工序間余量為使加工過程順利進行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。生產(chǎn)中常用查表給出的機床對孔加工的工序余量，以消除轉、定位誤差的影響。因此在鉆孔時，直徑上工序間余量均為0.2mm。3.2 選擇切削用量確定了在機床上完成的工藝內容，就可以著手選擇切削用量了。工作時，要求所有刀具的每分鐘進給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進給量（mm/min）應是適合有刀具的平均值。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可設計成同轉速和同的每轉進給量（mm/r）與其適應。以滿足直徑的加需要，即： 2.1式中： 各主軸轉速（r/min） 各主軸進給量（mm/r） 動力滑臺每分鐘進給量（mm/min）由于鉆孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術要求等，按照經(jīng)濟地選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法查得：孔鉆頭直徑D=20，D=24mm，進給量f=0.18mm/r、切削速度v=18m/min3.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v及進給量f）確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺）；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電動（一般指動力箱）功率，通過查機械設計手冊表計算如下：切削力： =262.2 =2624=3654.5N切削扭矩： =102.3 =10 =12979Nmm 切削功率： =2.4 =997918/(97403.1424)=0.65kw 式中： HB布氏硬度 F切削力（N） D鉆頭直徑（mm） f每轉進給量（mm/r） T切削扭矩(Nmm) V切削速度（m/min） P切削功率(kw)3.4 選擇刀具結構GE產(chǎn)品一般布氏硬度在HB170-241，孔徑D為10-100mm刀具的材料選擇高速鋼鉆頭（W18Cr4V），為了使工作可靠、結構簡單、刃磨簡單，選擇的麻花鉆系列?？准庸さ毒叩拈L度應保證加工終了時刀具螺旋槽尾端與導向套之間有3050mm的距離，以便排出切屑和刀具磨損后有一定的向前的調整量。3.5 加工圖3.5.1 加工示意圖的作用和內容加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關系，機床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、主軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設計選擇動力部件的主要依據(jù)，是整臺機床布局形式的原始要求，也是調整機床和刀具所必需的重要文件。圖2-1為方槽輪幅式底板鉆孔的加工示意圖在圖上應標注的內容：（1）機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。（2）工件、夾具、刀具及主軸箱端面之間的距離等。（3）主軸的結構類型，尺寸及外伸長度；刀具類型，數(shù)量和結構尺寸、接桿、導向裝置的結構尺寸；刀具與導向置的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應按加工終了位置繪制。圖3.1 工作進給示意圖3.5.2 繪制加工示意圖之前的有關計算（1）刀具的選擇 刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。（2）導向套的選擇 在機床上加工孔，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導向。因此正確選擇導向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設計機床的重要內容，也是繪制加工示意圖時必須解決的內容。1）選擇導向類型 根據(jù)刀具導向部分直徑和刀具導向的線速度v=18m/min，選擇固定式導向。2）導向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導向裝置固定導向裝置的標準尺寸如下表：表3.1 固定導向裝置的標準尺dd1DD1D2ll1l2l3l4L524242230341504014121746固定裝置的配合如下表：表3.2 固定裝置的配合導向類別工藝方法DDD1刀具導向部分外徑固定導向鉆孔G7（或F8）H7/g6H7/n6g6固定導向裝置的布置如圖3.2所示圖3.2 固定導向裝置的布置第4章 主軸箱設計主軸箱傳動設計，是根據(jù)動力箱驅動軸位置和動力轉速、各主軸位置及其轉速要求，設計傳動鏈，把驅動軸與各主軸連接，使各主軸獲得預定的轉速和轉向。主軸箱傳動系統(tǒng)要求設計：1)、在保證主軸的強度、剛度、轉速和轉向的條件下，力求使傳動軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。2)、不用主軸帶動主軸的方案，以免增加主軸負荷，影響加工質量。3)、為了結構緊湊，主軸箱內齒輪副的傳動比不大于1/2,后蓋內齒輪傳動比取在1/31/3.5，不用升速傳動。4)、由于是粗鉆孔，主軸設置在第排位置，以減少主軸的扭轉變形。5）、剛性鉆孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑大于被加工孔的孔徑，以減少振動，提高運動平穩(wěn)性。6)、驅動軸帶動的轉動軸不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。7）、主軸的分布被加工零件上加工孔的位置決定主軸的分布情況?？椎奈恢梅植即笾驴蓺w納為：同心圓分布、支線分布和任意分布三種類型。4.1 基本傳動數(shù)據(jù)計算4.1.1 分配傳動比根據(jù)結構設計要求，可以盡量采用電機直接帶動的傳動方式，這樣設計的結構簡單緊促，并且容易保證傳動比，只是可能會引起機床傳動的不平穩(wěn)性。求得電機功率 3.3 kw主軸的轉速:查表，選用電機如下： 電機型號 額定功率 滿載轉速 同步轉速 傳動比： =1：24.1.2 計算機構各軸的運動及動力參數(shù)a) 各軸的轉速 軸 b) 各軸的輸入功率 軸 c) 各軸的輸入轉矩 電動機輸出轉矩 軸 4.2 帶傳動設計4.2.1 選擇皮帶由設計可知：V帶傳動的功率為2.2kw，小帶輪的轉速為960r/min，大帶輪的轉速為480r/min。查機械設計手冊可知 工況系數(shù)取 KA=1.5 ，Pc=1.52.2=3.3kw。根據(jù)以上數(shù)值及小帶輪的轉速查相應的圖表選取A型V帶。4.2.2 帶輪基準直徑：查閱機械設計手冊選取小帶輪基準直徑為d1=100mm，則大帶輪基準直徑為d2=2100=200mm4.2.3 帶速的確定：3.2.4 中心矩、帶長及包角的確定由式0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 可知： 0.7(100+200)a02(100+200) 得 210a0600 初步確定中心矩為 a0=400 根據(jù)相關公式初步計算帶的基準長度： 查機械設計手冊選取帶的長度為1250mm計算實際中心矩： 取386mm驗算小帶輪包角： 3.2.5 確定帶的根數(shù)： 查機械設計手冊知 p1=0.97 p1=0.11 ka=0.965 kl=0.93 則 取Z=33.2.6 張緊力 查機械設計手冊 q=0.10kg/m 3.2.7 作用在軸上的載荷： 3.2.8 帶輪結構與尺寸見零件圖圖3.1 帶輪的結構與尺寸圖3.3 軸的校核 軸直徑的設計式 取d=30軸的剛度計算a) 按當量彎矩法校核1) 設計軸系結構，確定軸的受力簡圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉矩圖和當量彎矩圖。圖3.2 軸的受力轉矩彎矩圖2) 求作用在軸上的力如表3.1，作圖如圖3.2c表3.1 作用在軸上的力垂直面（Fv）水平面（Fh）軸承1F2=12NF4=891N軸承3F1=476NF3=1570N帶輪41056N3） 求作用在軸上的彎矩如表3.2，作出彎矩圖如圖3.2d、圖3.2e表3.2 作用在軸上的彎矩垂直面（Mv）水平面（Mh）截面N.mm合成彎矩截面合成彎矩4）作出轉彎矩圖如圖3.2f5）作出當量彎矩圖如圖3.2g，并確定可能的危險截面、如圖3.2a。并算出危險截面的彎矩如表3.3。表3.3截面的彎矩截面截面6）確定許用應力已知軸材料為45鋼調質，查表得=650MPa。用插入法查表得=102.5MPa，=60MPa。7）校核軸徑如表3.4表3.4 驗算軸徑截面截面結論：按當量彎矩法校核，軸的強度足夠。b) 軸的剛度計算所以軸的剛度足夠1） 求作用在軸上的力如表3.5，并作圖如圖3-3c表3.5 作用在軸上的力垂直面（Fv）水平面（Fh）1F3=1627NF1=8362N =2381N2F4=754NF3=12619N軸21848N2）計算出彎矩如表6，并作圖如圖3.3d、圖3.3e表3.6 軸上的彎矩垂直面（Mv）水平面（Mh）截面N.mm合成彎矩截面合成彎矩3）作出轉彎矩圖如圖3.2f4）作出當量彎矩圖如圖3.2g，并確定可能的危險截面、和的彎矩如表3.7表3.7危險截面的彎矩截面截面6）確定許用應力已知軸材料為45鋼調質，查表得=650MPa。用插入法查表得=102.5MPa，=60MPa7）校核軸徑如表3.8表3.8 校核軸徑截面截面結論：按當量彎矩法校核，軸的強度足夠。b) 軸的剛度計算所以軸的剛度足夠附：軸二與軸三的校核與軸一相同。取軸二的直徑為35，軸三的直徑為30. 經(jīng)檢驗，合格。3.4 鍵的校核a) 鍵的選擇 鍵的類型應根據(jù)鍵聯(lián)接的結構使用要求和工作狀況來選擇。選擇時應考慮傳遞轉拒的大小，聯(lián)接的對中性要求，是否要求軸向固定，聯(lián)接于軸上的零件是否需要沿軸滑動及滑動距離長短，以及鍵在軸上的位置等。鍵的主要尺寸為其橫截面尺寸(鍵寬b 鍵高h)與長度L。鍵的橫截面尺寸bh 依軸的直徑d由標準中選取。鍵的長度L一般可按輪轂的長度選定，即鍵長略短于輪轂長度，并應符合標準規(guī)定的長度系列。故根據(jù)以上所提出的以及該機工作時的要求，故選用A型普通平鍵。由機械設計手冊查得：鍵寬 b=16mm 鍵高 h=10mm 鍵長 L=30mmb) 驗算擠壓強度.平鍵聯(lián)接的失效形式有：對普通平鍵聯(lián)接而言，其失效形式為鍵，軸，輪轂三者中較弱的工作表面被壓潰。工程設計中，假定壓力沿鍵長和鍵高均勻分布，可按平均擠壓應力進行擠壓強度或耐磨性的條件計算，即：靜聯(lián)接 式中 傳遞的轉矩 軸的直徑 鍵與輪轂的接觸高度(mm)，一般取 鍵的接觸長度(mm).圓頭平鍵 許用擠壓應力) 鍵的工作長度 擠壓面高度 轉矩 許用擠壓應力，查機械設計手冊表， 則 擠壓應力 所以 此鍵是安全的。附：鍵的材料：因為壓潰和磨損是鍵聯(lián)接的主要失效形式，所以鍵的材料要求有足夠的硬度。國家標準規(guī)定，鍵用抗拉強度不低于的鋼制造，如 45鋼 Q275 等。3.5 軸承的校核 滾動軸承是又專業(yè)工廠生產(chǎn)的標準件。滾動軸承的類型、尺寸和公差等級均已制訂有國家標準，在機械設計中只需根據(jù)工作條件選擇合適的軸承類型、尺寸和公差等級等，并進行軸承的組合結構設計。3.5.1 初選軸承型號 試選10000K軸承，查機械設計手冊GB281-1994，查得10000K軸承的性能參數(shù)為： C=14617N Co=162850N (脂潤滑)3.5.2壽命計算 a) 計算軸承內部軸向力. 查表得10000K軸承的內部軸向力 則： b) 計算外加軸向載荷 c) 計算軸承的軸向載荷 因為 故 軸承1 軸承2 d) 當量動載荷計算 由式 查表得： 的界限值 查表知 故 故 則： 式中. (輕度沖擊的運轉)由于 ，且軸承1、2采用型號、尺寸相同的軸承，故只對軸承2進行壽命計算。e) 計算軸承壽命 f) 極限轉速計算 由式 查得：載荷系數(shù) 載荷分布系數(shù) 故 計算結果表明，選用的10000K型圓柱孔調心軸承能滿足要求。第4章 GE產(chǎn)品多側面鉆專機的綜合評價4.1整體評價我國鉆床企業(yè)經(jīng)過多年的努力，不斷加大了鉆床在國際市場上的份額。近期，我國的鉆床已經(jīng)達到供不應求的局面，據(jù)了解，我國機床的產(chǎn)銷量增速飛快。我國鉆床行業(yè)要在這樣激烈的機床市場上占領市場的一席之地，就必須立足自身的優(yōu)勢，著力發(fā)展高檔技術，不斷創(chuàng)新。雖然搖臂鉆具有較大的發(fā)展前景，但并不能盲目跟風，在不斷提升數(shù)控技術的同時，要發(fā)展出自身的優(yōu)勢。機床企業(yè)要針對用戶需求，勇于競標高端裝備，以此促進自主創(chuàng)新；要在冷靜反思的基礎上，控制產(chǎn)能的盲目擴張，強化研發(fā)及試驗條件建設；把質量、可靠性、精度保持性、功能和附配件完整性等用戶關心的指標置于更優(yōu)先的位置。此次設計的GE產(chǎn)品多側面鉆專機，是搖臂鉆床的的一種細分，主要應用于汽車保險杠、石油管道、通信設施、下水管道等一些管道的孔加工。作為一個專用管道孔加工設備，提高加工效率和保證質量將是亮點，實現(xiàn)穿孔器多檔變速，滿足對不同管道的加工，讓加工時間更省。鉆孔工藝是加工孔類的基礎部分，只要鉆孔工藝的加工精度提高了，在后面的加工工藝過程就會更加簡潔，提高加工效率，節(jié)省時間，提高經(jīng)濟效益。4.2經(jīng)濟性分析任何一個較為復雜的機械零件，都有不同的加工工藝方案，特別是一個新產(chǎn)品，從開發(fā)設計，試制，小批量投產(chǎn)到產(chǎn)品發(fā)展和成熟時期的大批量生產(chǎn)，都要經(jīng)歷不同的生產(chǎn)批量過程。作為組成這一產(chǎn)品的機械零件必須根據(jù)生產(chǎn)批量來確定其工藝方案，現(xiàn)以汽車保險杠結合件為例，說明在不同生產(chǎn)批量情況下，如何合理選擇定位基準，采用適宜的生產(chǎn)設備和工藝手段，以保證加工質量可靠，滿足市場的需求。達到生產(chǎn)批量的能力，同時投資小，見效快，成本低，從而獲得企業(yè)的最大經(jīng)濟效益。零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位，多工位或自動線，還是按照中小批生產(chǎn)特點來設計組合機床的重要因素。從工件的外型及輪廓尺寸看，可以采取單工位固定式夾具的機床配置形式。年產(chǎn)量為10000/年，單班制，且零件的尺寸較大，故采用單工位機床加工。4.3市場分析設計GE產(chǎn)品多側面鉆專機專用設備，生產(chǎn)效率高，投資少，生產(chǎn)準備周期短，產(chǎn)品改型時設備損失少；而且穿孔器操縱方便、省力、容易掌握，不易發(fā)生操作錯誤和故障，不僅能減輕工人的勞動強度，保證工人的安全，GE產(chǎn)品多側面鉆專機還能提高管道孔加工的質量，提高生產(chǎn)率，縮短加工時間。可以為生產(chǎn)廠家、化工、石油生產(chǎn)企業(yè)的孔加工設備的設計提供設計參考?？?結經(jīng)過大學的四年學習，我們學習了大學的全部基礎課程和專業(yè)課程，在此基礎上，我們已經(jīng)穿插的進行了許多次的課程設計減速箱設計、金工制圖課程設計等，還有每個學期不同周期的課程實踐金工實習，生產(chǎn)工藝實習、畢業(yè)實習等，然而也是這些課程設計和課程實踐使我認識和熟悉本專業(yè)的基礎知識和實踐過程，為我更好的完成畢業(yè)設計打下良好的基礎。這次畢業(yè)設計是對我們大學四年所學知識的綜合運用，也是對我們大學四年所學知識的考核，因此這次在大學結束時的畢業(yè)設計顯得猶為重要。這也就給我們一次對所有學過的課程的系統(tǒng)和深入理解的機會，也是理論聯(lián)系實際最好的機會，無疑會對我們學習的內容的深層次的鞏固，對我們即將走進的工作崗位有很大的益處。本次畢業(yè)設計是我們走上工作崗位之前最后的一次演練機會，它將為我們今后勝任工作打下良好的基礎，為我們提高自身的設計能力提供了一個難能可貴的平臺。在本次畢業(yè)設計中，我綜合運用了所學的各門基礎課程和專業(yè)課程知識，掌握了機械設計的一般規(guī)律，樹立了正確的設計思想，培養(yǎng)了我們分析和解決問題的能力；學會了獨立搜集各種技術資料，研究工藝方案的能力，能獨立制定設計方案，正確分析設計中出現(xiàn)的各種矛盾和難題，并提出解決方案；在工藝過程的設計，機床部件的選擇，加工工藝的特點，主軸箱的設計及其特點，以及各種的機床技術要求等方面，都有了長足的進步。大大培養(yǎng)了我們的機械設計能力；通過畢業(yè)設計，更好地學會了運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關技術資料，培養(yǎng)機械設計的基本技能。 在這里最要感謝的是我的指導老師李俊武教授 ，在規(guī)定的時間內完成設計任務，同時也學到許多道理。為我更好的走向工作崗位打下基礎。參考文獻1馮辛安主編.機械制造裝備設計.北京：機械工業(yè)出版社，19991.02盛伯浩主編.機床的現(xiàn)狀與發(fā)展.北京：機械工業(yè)出版社，2005.1.3王愛玲，白恩遠等編著.現(xiàn)代數(shù)控機床.北京：國防工業(yè)出版社，2004.44關穎主編，數(shù)控車床.沈陽：遼寧科學技術出版社，2005.15 盛曉敏，鄧朝暉.先進制造技術M.北京：機械工業(yè)出版社，20026 謝紅.數(shù)控機床機器人機械系統(tǒng)設計指導M.上海：同濟大學出版社，2004，87高葉玲主編.數(shù)控機床的結構與傳動.北京：國防工業(yè)出版社，1977.78孫恒，陳作模主編.機械原理.北京：高等教育出版社，2000.89濮良貴,剛主編.機械設計.北京：高等教育出版社，2004.210卜云峰主編.械工程及自動化簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001.611陳遠齡，黎亞元主編.機床電器自動控制.北京：重慶大學出版社，2000.712賈志新，艾東梅主編.數(shù)控車床的致命性分析J 2000.4 818213許洪基，雷光主編.現(xiàn)代機械傳動手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2002.514卜炎主編.實用軸承設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2004.115章宏甲，黃誼，王積偉主編.液壓與氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2000.516成大先主編.機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2004.117王積偉，黃誼等主編.液壓與氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2000.518張平格主編.液壓傳動與控制.北京：治金工業(yè)出版社，2004.819沈興全，吳秀玲主編.液壓傳動與控制.北京：國防工業(yè)出版社，2005.120 西門子561-802系列產(chǎn)品訂貨樣本.西門子（中國）有限公司，自動化與驅動集團.200321關雄飛主編.數(shù)控加工技術綜合訓練.北京：機械工業(yè)出版社，2006.1致 謝在這次畢業(yè)設計中得到了很多老師和同學的熱心幫助，在這里我要一一向他們表示感謝。首先我要感謝我們的指導老師李俊武教授。從畢業(yè)設計開始到期末答辯，老師一直嚴格要求我們，為我們安排了合理的作息時間，避免了由于作息時間無序而出現(xiàn)的懶散現(xiàn)象的發(fā)生。為了能使我們按時勝利的完成畢業(yè)設計任務，李俊武教授多次帶領我們小組的同學實地參觀搖臂鉆床，加深了我們對鉆床的理性認識。有的同學設計的課題可查閱的相關資料較少，老師親就親自通過不同途徑為這些同學找到相關的資料，保證了這些同學的進度。正是在老師有效的指導下，使得我們小組每個同學的進度都達到了學院的要求。在學院組織的幾次中期檢查中，我們組的同學沒有一個因為進度跟不上而遭到檢查老師的批評。我很欣賞老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，敬佩他的為人；感謝他對我們的耐心指導。我相信這幾個月來他對我的教誨一定會使我終身受益。還有很多我無法一一列舉姓名的師長和友人給了我指導和幫助，在此衷心的表示感謝，他們的名字我一直銘記在心！由于我的水平有限，加上時間倉促，設計中的疏漏及錯誤之處再所難免，懇請老師，讀者批評指正，提出寶貴意見。最后，衷心感謝在百忙之中抽出時間審閱本論文的專家教授。