普通钻床改造为多轴钻床.docx

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普通钻床改造为多轴钻床

目录………………………………………………………………………………………………………1

中文摘要…………………………………………………………………………………………………2

ABSTRACT…………………………………………………………………………………………………2

第1章绪纶……………………………………………………………………………………………3

1．1多轴加工应…………………………………………………………………………………3

1．2多轴加工的设备……………………………………………………………………………4

1．3多轴加工的趋势……………………………………………………………………………5

第2章普通钻床改为多轴钻床……………………………………………………………………6

2．1生产任务……………………………………………………………………………………6

2．2普通立式钻的选型……………………………………………………………………………6

第3章多轴齿轮传动箱的设计………………………………………………………………………7

3．1设计前的准备…………………………………………………………………………………7

第4章多轴箱的结构设计与零部件图的绘制………………………………………14

4．1箱盖、箱体和中间板结构…………………………………………………………………14

4．2多轴箱轴的设计..............................................................................14

4．3轴坐标计算………………………………………………………………………30

第5章导向装置的设计…………………………………………………………………31

第6章接杆刀具…………………………………………………………………………31

外文文献………………………………………………………………………………………………31

总结………………………………………………………………………………………36

鸣谢……………………………………………………………………………………………………37

参考文献………………………………………………………………………………………………37

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。

亲，由于某些原因，没有上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要的朋友，请联系我的Q&Q:

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关键词：

多轴钻床；生产效率；多轴箱

Abstract

Thedesignisaboutreconstructingtheordinarydrilltoamultipledrill.Theordinarydrillisasingledrill.Itwillimproveitsproductiveefficiency,shortenitsprocessingtimeifassembledamultiplespindlecaseon.Thatsocallsamultipledrill.Hereby,thekeystoneofthisdesignpaperishowtodesignamultiplespindleheads.Thedesignsubjectsincludetheselectionanddistributionofgearwheel,thedesignofspindle,andtheguidingequipmentandselectionofthemultiplespindleheads,etc.

Keywords:

multipledrill;productiveefficiency;multiplespindleheads

普通钻床该为多轴钻床

专业:

机械设计制造及其自动化,学号:

2000121316,姓名:

梁显垣

指导教师：

刘杰华，招惠玲，陈敏华

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:

具有对准装置的主轴。

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，并能在对准的位置以螺栓固定。

（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置，然后把与它联接的可调轴移动到正确的位置。

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　

转塔上装置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置在水平底座上，主轴箱库转动时整个装置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置，就能合流水生产自动化。

在可变生产系统中采用这种装置，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

此处省略 NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN字。

如需要完整说明书和CAD图纸等.请联系 

扣扣二五一一三三四零八另提供全套机械

设计地址。

轴承安全

1）8102推力球轴承校核

P=Fa（表3.8-54）[jj]P=4.091N

>

=30000h（表13-3）[文献6]

轴承安全

4.3轴坐标计算

为方便在多轴箱上镗孔，因此进行轴坐标计算是十分重要的。

建立如图14坐标系，多轴箱里尺寸如图示为220x180mm,在多轴箱中心安装主动轴，则主动轴坐标可知（110，90），则根据零件图，可算出其他各轴坐标，分别如图所示。

第5章导向装置的设计

5．1导向装置组成

导向装置主要由导柱、导套、弹簧组成。

导柱的上端与多轴箱中间板上的导套滑动配合，下端安装在夹具的钻模板上。

（1）选择弹簧

用四根弹簧支撑整个多轴箱，粗略估算多轴箱重量：

每根弹簧负荷：

F=124.5N

选圆柱螺旋压缩弹簧（表12）[文献7]，弹簧中径

节距

，弹簧丝直径

，工作圈数

自由高度

.

（1）导柱、导套的选择

导柱材料为

直径16mm,长303mm

导套材料为20号钢。

第6章接杆刀具

接杆一端为梯形螺纹，与主动轴的内孔滑动配合，通过键传递扭矩。

在梯形螺纹段并设计有斜面，以便调整接杆的延伸量来补偿刀具的磨损量。

接杆另一端的莫氏锥孔与刀具的莫氏锥柄相配合。

外文文献

Itisthenew-typeinjectbyshapingtechnology

1.injectbyshapingaltogether（injectshapingofatcorelayers）

Adoptandinjectshapinghelpandobserveandmakeoneuniquestructurealtogether."first"ofplasticisinjectedandfillandentersometypesfirst,thentheplastic:

"second"follow"first"injectpersonwhoenteroneandkeepinitialtodrivepressurefieldofflowingclosely.Atepidermisdistrictandcorethesizesofone,measureandpublish"first"andthematerialsquantitiesof"second"accordingtocorrectproportionaterelationship,Makeoneat"first"completeat"second"tomakeoneparcelappearancecoreeach.Inaddition,incosmeticsapplication,thematerialisputafter"second"materialinjectingtohave"first"ofepidermisofthesmallpart,Sothattheepidermisofthepartoftherunnercanbetotallyclosed.Injectmakingoneofshapingaltogetherwiththeresinof2kindsofdifferentcolors,formapieceofalayerofblocksofepidermisandcoreapttodistinguish（Realizeinjectshapingoneasmuchasallhaveandhaveandoneverymuchimportantthiscoresimilarepidermis.）Ifthereisnotadvanceddetectiontechnique,usuallydifficulttodistinguishtheepidermis-coreareaandboundaryoflayer.Injectshapinganewtechnologyaltogether.Britishicicompanybegantousethistechnologyinthe1970searly,andhadmadethebasictheoryofincluding,Produceseveralpatents,suchastheproductsandmachineryequipment,etc..Nowsimilarto"mouldmouldsandwiches"whathasbeenadoptedgenerallyiciproductiontechnologies,lastouterthematerialsoftheepidermisatmouldsandinlayersismaterialdifferentoncoreoccasionally,Sotwoakindofmaterialpersonwhoacertainoneinclusives,andcorerequireandhavehighradiationsvery,issueandsteepshapingandretrieveperformanceofutilizingetcat100%bylayersofmaterial.Shouldbefixedrelativelybytheexcellentchoicetoselectthematerialforuse.Afterinjectingtheshapingtechnologyandcomeoutin15altogether,canreallyjustpopularizeandpopularize.Oneakindofadoptionsinjectthethickteethofshapingfailsandproduceshorizontalcross-sectionaltogether.Materialtopacknylonepidermis,andpearlmaterialpackthenylonat--glasslayersofmaterialcore.Aratethatshrinksmaterialofpearlofglassisextremelylowincoreone,havegoodsizestabilities.Nylonpreventpearlfromgrainsofmaterialeasyproblemofdenudingthatproducesbyepidermispersonwhogivegoodandlubricatedtoothtoothgearwheel.Alreadydevelopedseveralkindsandprocessedthemethodofimprovingnew-typlyatpresentonthebasisofthebasictheoryofinjectingshapingaltogether.Athowever,inthemould""andgasassistpaintmouldmould.Mouldhaveandpaintprocessingmethodtoadoptlowmolecularweightpolymersastheoutermaterial,Gasassistmouldmouldshapingtoadoptthenitrogenoranotherkindofgasasthecoreone（orcoreones）material.Produceandprocessequipmentconstanttoperfectandimprove,satisfyofdifferentusenewlyandthenewtechnologiesdemandswithproductdesign,Injecttechnologyandwillbecometherichandpotentialindustrializedextensiveproductiontechnologymethodaltogether.

2.injectby-itcompressshaping

Injectandcompressshapingmoveperpendicularondividingintomouldlinedirectionbymedium-sizedsofwallsat-.Adoptthemethodattheshaping,fillmouldstageandproducepressuredrivemeltingbodyflowaccordingtoprocess,Butthisflowedthedegreeofdepthofonemeltedvariably.Atflowingonedeeplyrelatively,pressuredroprelativelylow,sothatheavyareasmakepiecesofshapingexcessivetopigeonholemeltingbody,Andhaspreventedthematerialinthetwinklingofaneyefromresponding,these2kindsoffactorswillhindertheflowofthemeltingbodyequally.Itinjectsformingprocesstypemakepiecesofthe14%softhicknessfinallybysofdegreeofdepth,Aftertheplastichasbeenpacked60%-75%ofthetyperoughly,stopinjecting,aofwallsofmouldisbulldozedatthesametime,Untilmakethewalloriginalshapingofonefinally.Thefinalsizeofmakingoneisdefinedatthisstage.Ifatmouldwallatprocessfullingofmoretypebeforemoving,thiskindoftechnologyisusuallycalledandcastandpressshaping.Onthewhole,castandpressshapingtoadoptpressurethatbecometoma