夹板自动钻床设计书

1目录绪论第一章夹板自动钻床总体设计§1-1拟定方案§1-2技术分析§1-3机床总体布局第二章主传动系统的设计§2-1电动机的选择§2-2技术参数的确定§2-3刀具的选择§2-4皮带与皮带轮的设计2第三章弹簧的设计第四章轴承的设计第五章键的选择第六章润滑与密封设计小结参考文献3绪论随着社会的不断发展，对机械加工产品的质量和生产率的要求越来越高。

机械加工过程的自动化是实现这个要求的主要措施。

自动化生产广泛采用自动机床、组合机床和专用机床以及自动生产线，以实现高自动化和高效率。

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、深孔赞成、多轴钻床等。

主要用来进行钻孔、扩孔、绞孔、攻丝等。

对钻削加工，目前国内所采用的钻床大多仍为普通钻床。

这种钻床的特点是手动进给，进给速度由手动控制。

这样一方面难以实现高效率的自动化生产，另一方面，工人劳动强度较大，加工质量也难以保证。

另外，对于某些有进给量要求的加工，例如在进行钻削加工实验时，要研究进给量的影响规律，采用现有的普通钻床则无法实现。

本设计的重点是自动立式多轴钻床的设计，包括了机械结构设计、机械传动系统的设计，并对工作台及定位夹紧元件进行了选择和设计：包括主运动系统的设计、进给运动的设计、机床整体结构的设计。

4在设计过程中，进过我们自己的分析与陈震华老师的指导，充分考虑了机床的经济性、工艺性和实用性等要求，选择了较佳的方案，达到了较佳的效果。

第一章夹板自动钻床总体设计§1-1 拟定方案确定方案我们小组在接到夹板自动钻床的设计课题后，进行了工艺方案的拟定。

为了使工艺方案制定的先进、合理，我们在陈震华老师的指导下，从认真分析被加工——主夹板零件图开始，先后4次深入到杭州手表等单位调查研究，全面了解该夹板零件的结构特点。

我们了解到手表厂加工的零件形状是圆形的，而我们所加工的零件是个类似半圆的。

于是我们先考虑到圆形工作台，但最后经组员一起讨论，结合陈震华老师的指导意见，我们还是决定用直线式的工作台。

手表厂加工的是24个孔，圆形工作台，而我们加工的孔数是15个，这样当我们采用直线式时机床总体尺寸势必有所增加。

我们根据所加工孔的尺寸精度、表面粗糙度等方面的技术要求，5采用的定位装置、工艺方法及生产率要求等，跟厂里有多年制造经验的楼老师和工人一起分析它们的优点和缺点。

总结设计等方面的内容，在手表厂的调研讨论，同时在与陈震华老师的反复讨论后，拟定了工艺方案。

我们也大量收集了相关书籍和资料，到各大书店、图书馆查阅了有关资料，这给我们以后的设计带来了许多的方便。

在拟定加工孔的方案时，我们分析了以下几种方案：1、钻削：对一般孔的加工可用钻削方案，对我们这种薄形盘类零件上的孔更适合加工，而且这种加工机床的运动形式简单，工序集中，提高生产率，在大批量生产中，采用多轴钻。

2、镗削：一般是对孔径较大的毛坯进行加工，而我们所加工的孔径很小，不适合我们的方案。

3、铣削：由于孔径很小，铣刀无法对孔的内表面进行加工，而且铣削最主要还是用于加工平面。

分析了以上几种方案，比较后得出结论：选用第1种方案，钻削后，对精度较高的孔再进行忽油槽。

§1-2技术分析6通过第一阶段的调查研究，根据现有机床同类使用特点，以及有关技术方面等要求，依据定制总体设计方案，确定分析过程。

一、工件分析1、被加工工件见主夹板零件图。

2、工件材料选用H62铜，直径Φ，厚度1mm，为盘类零件，工件体积小，重量轻（附铜合金性能表）二、加工工艺分析因孔径较小，采用钻削方案即可。

经分析比较后，我们小组拟定出了生产工艺如下：1、冲工艺孔，落料；2、以工艺孔定位，冲各孔位凹孔；73、钻15个孔；4、倒角；5、攻丝。

三、加工示意图加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，表明机床、夹具、工件三者关系及相对位置关系、机床的工件行程及工作循环等。

加工示意图是机床设计的主要图纸之一，在总体设计中占有重要地位，它是刀具、辅具、夹具、动力滑台装置及运动部件选择的主要原始资料，也是整台机床布局和性能的原始依据。

同时，它还是调整机床、刀具及试车的依据，其内容包括：1、反应机床的加工方法，加工条件及加工过程；2、根据加工部位的特点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构、尺寸及钻头直径；3、决定主轴结构类型、规格尺寸及外伸展度；4、选择标准钻头；5、注明主轴夹具、工件之间的联系尺寸；86、决定机床动力部件的工作行程及工作循环。

以上加工示意图表示：1、工艺方法：15个钻头分别加工工件上15个不同的孔，工件在滑台上移动，钻削时再由V形块定位；2、刀具：选用高速钢麻花钻，顶角120°，15个钻头，钻头直径分别为Φ1、Φ、Φ、Φ、Φ；3、切削用量：9主轴转速 n=10000r/min切削速度 v=25.12m/min进给量 f=0.02mm/r4、主轴联系尺寸5、主轴直径6、主轴端部离工件定位面7、刀具之间联系尺寸见装配图8、执行部件行程四、工件的定位夹紧定位夹紧由V形块定位，以及主轴上的压板夹紧§1-3 机床总体布局机床总体布局是指按工艺要求，决定机床所需要运动、确定机床组成部件，以及确定各个部件的相对运动和相对位置关系。

机床总体布局必须满足机床的加工范围、工作精度、生产率和经10济性等要求，确定所采用的工艺方法能实现所要求的工件和刀具的相对位置关系和相对运动关系。

要求所设计的机床体积小，重量轻，质量好，效率高，使用安全，操作方便，结构简单，机床工作平稳，降低工人劳动强度一、机床运动分配机床运动分配应注意以下几点：1、移动部件的重量应尽量轻；2、应利于提高加工精度；3、应利于提高机床刚度，缩小占地面积本课题要钻15个孔，孔径小，工件体积小，重量轻，为提高生产率，批量生产，采用主轴多轴钻。

加工时，钻头旋转并作舟轴向进给运动，工件在送料板上做直线进给运动。

钻头钻孔时，工件以用V块、压板定位夹紧。

这样定位和夹紧方案确定了了钻削过程较易得到保证，也提高被加工孔中心线的直线度和便于润滑11工件的进给由凸轮控制，钻削孔靠钻削凸轮控制，定位靠定位凸轮控制，而加工完毕后的整理靠理齐凸轮控制，这4个凸轮装在同一根分配轴上，同时各凸轮转动的时间分配都应相配合好。

送料——定位——钻削——理齐，同时主轴的进给应按快进——工进——快退的过程，其加工路线如图：二、生产规模和生产率对机床总体布局的影响设计任务中规定500个/班，6小时/班，属批量生产。

若加工零件时间1个/，则一天加工883个人，已达到产量要求。

三、机床传动形式的选择机床传动形式有机械的、液压的、气动的、电气的，综合各种形式，选取机床传动形式要满足加工要求实现所需运动，即机床导轨上的工件直线送进运动、主轴的旋转和直线进给运动，满足运动形式、运动性能要求，以交流电机作为动力源，利用皮带传动机构进行变速，而分配轴12则由蜗轮蜗杆变速来进行减速，因分配轴速度较低，而蜗轮蜗杆减速能得到较大传动比，机床运动形式如图；变速装置主轴第二章主传动系统的设计§2-1 电机的选择一、主传动电机功率的确定电动机功率由切削功率和空载功率决定，当我们粗略估算时可用公式：P电=P切/η机（《金属切削机床设计》式2—7）对于主运动为回转运动的机床，η机=~，我们这里取13对于钻、扩等工序的切削功率为P切=M•n主/9550 （《金属切削机床设计》式2-5）M为主轴运转时的扭矩，根据《机械加工工艺手册》P10-150表104-11查得M=C M d0zM f yMkM，这里加工15个孔，分别为Φ1（2个）、Φ（6个）、Φ、Φ（5个）、Φ，每个孔加工时所产生的扭矩分别为：当孔为Φ1时，M1=•m当孔为Φ时，M2=•m当孔为Φ时，M3=•m当孔为Φ时，M4=•m当孔为Φ时，M5=•mn为主轴转速根据所加工零件，由《机械加工工艺手册》P10-159表—20查得主轴转速范围为6000~12000r/min，确定主轴转速为10000r/min。

由上述可知，切削功率P分别为：14当孔为Φ1时，P1=当孔为Φ时，P2=当孔为Φ时，P3=当孔为Φ时，P4=当孔为Φ时，P5=则P切=，所以P电=P切/η机==电动机的额定功率应大于计算功率，所以取P额=二、确定电动机转速主轴转速为10000r/min，总传动比为，则电机转速为2688r/min，从重量与性价比等各方面考虑，由《机械设计手册》表10-8选用同步转速为选同步钻速3000r/min的电动机，其额定转速为2810r/min。

三、分配轴电机的选择15分配轴采用三角带、蜗轮蜗杆减速，分配轴1r/3s，即20r/min。

已知，三角带传动比2~4，蜗轮蜗杆传动比7~160，则分配轴电机转速范围为：280~3200r/min。

分配轴电机功率应比主电机功率小，符合这一标准的电机，查《机械设计手册》表10-8选1390r/min的同步转速Y系列电动机Y80-4，P额=§2-2 技术参数的确定一、外形尺寸(mm)1010×580×880二、各技术参数的确定1、主轴头数：15头2、最大钻孔直径：Φ13、主轴端面到定位面距离：20mm4、主轴行程： 18mm5、钻削凸轮开程：20mm16定位凸轮开程：13mm送料凸轮开程：48.5mm理齐凸轮开程：48.5mm三、运动和动力参数1、各轴转速电动机轴 n电=2810r/min皮带轮轴 n皮=2810×2=5620r/min主轴 n主=5620×=10000r/min2、各轴功率要求功率必须知道各传动器件的传动效率，由《机械设计手册》附表10-2查得滚动轴承三角带齿形带平行带电动机轴 P电=17皮带轮轴 P皮1=×=P皮2=×=P皮3=×=高速轴 P高1=2××=P高2=××=P高3=××=P高4=P高5=P高6=3、各轴扭矩电动机轴 T电=9550×2810=•m皮带轮轴 T皮1=9550×5620=•mT皮2= N•m18T皮3= N•m§2-4 刀具的选择一、刀具的材料选择刀具切削部分材料应具备的性能：1）硬度必须高于工件材料的硬度；2）足够的强度及韧性；3）较高的耐热性;4）较高的耐磨性；5）良好的工艺性。

综上所诉，选择高速钢较好19三、钻头类型的选择钻头选标准麻花钻，标准麻花钻有如下优点:1)由于两条主切削刃是对称的，故作用在切削刃上的径向切削力基本相抵消；2)麻花钻通用性好，能进行多种工序；3)寿命长，刃磨比较方便；4)有两条对称的螺旋槽，可增大实际工作前角，使出屑方便因加工孔径在~1.0mm，所以选高速钢短麻花钻四、钻头应注意的事项钻孔时，刀具装在尾架套筒的锥孔内，靠主轴钻头夹头钉要牢，保证精度。