非回转体深孔加工机床结构设计说明

目录

1 绪论 (1)

1.1 课题研究的目的和意义 (1)

1.2 深孔加工发展概况 (2)

1.3 深孔加工的类型及特点 (3)

1.3.1 深孔加工的分类 (3)

1.3.2 常用深孔加工系统简介 (4)

1.4 深孔加工机床的特点 (6)

2 设计机床的步骤 (6)

2.1机床的选择 (7)

2.1.1 机床主要技术参数的确定 (10)

2.2 主传动的功用、主要组成部分、设计要求： (12)

2.3 主传动方案容 (12)

2.3.1 主传动布局方式 (13)

2.3.2 主传动变速方式 (13)

2.4 进给传动系统 (15)

2.4.1 进给传动系统的特点 (15)

2.4.2 进给驱动电动机功率的确定 (16)

2.4.3 直线运动机构 (16)

2.5 支承件的功用及基本要求 (20)

2.6 导轨的功用、分类及基本要求 (29)

2.6.1 滑动导轨 (31)

2.6.2 导轨的间隙调整装置 (36)

3 机床的优缺点和经济分析 (38)

4 结论 (38)

参考文献 (39)

致 (41)

1 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

金属切削机床(以下简称机床)是用刀具或磨具对金属工件进行切削加工的机器。在一般机械制造厂中，机床约占机器设备总台数的50％--70％。

现代化工业生产的特征主要表现在高生产率和先进的技术经济指标两方面，而这些则首先取决于机械制造工业提供的装备的技术水平。机床工业是机器制造业的重要部门，担负着为农业、工业、科学技术和国防现代化提供技术装备的任务，在整个国民经济中占有重要地位。一个国家机床工业的技术水平、机床的拥有量和现代化程度，是衡量这个国家工业生产能力和技术水平的重要标志之一。

制造业中，通常将长径比超过5的圆柱孔称为“深孔”，具有深孔的零件称为“深孔零件”，对加工深孔零件为主体的机械装备称为“深孔类装

备”，对专门用于加工的装备则称为“深孔加工装备” [1]。

80年代以来，国机床工业水平提高较快，相对而言，深孔机床发展相对滞后，在设计水平、品种、精度和专业化程度等方面与欧、美、日本还有相当大的差距。数控深孔钻床到80年代末才出现，而用于加工固定工件的深孔钻床还是空白点[2]。

面对深孔装备和深孔零件的广泛应用，制造业对深孔加工技术的需求呈直线上升趋势。一方面，大批老国有企业由于缺少先进的深孔加工技术，自身原有的大批深孔机床长期处于闲置状态；另一方面，又有大批新兴中小型企业因不具备深孔加工手段，导致其新装备的开发面临重重阻力。

判断某种制造技术发展速度的最具说服力的标准，莫过于其装备的性能价格比和市场占有率。自从20世纪60年代以来国际深孔刀具、深孔机床市场一直为欧洲、日本少数公司所垄断，其价位数十年高居不下。即使在欧美装备市场上，深孔刀具和机床在机床工具类产品也属于最昂贵的品种。一台枪钻机床的平均价格高达20万美元以上，一支枪钻、BTA钻的平均价格也高达上百至数百美元。对于像我国这样的发展中国家，绝大多数企业“既买不起也用不起”，只能望洋兴叹，转而采用相对；落后和成本教低的技术手段去应对新装备的开发。这就使新型深孔加工技术与装备的发展成为我国制造业高速发展中必须加以克服的环节[3]。

本课题的研究正是基于此情况下进行的，深孔加工机床的设计，可以在实际的环境中激发我们的动手动能力，使我们积极思考，把所学到的知识融会贯通，从对深孔机床的理性认识上升到感性认识，提高我们在深孔加工装备方面的设计能力，为以后的工作打下坚实的基础，为我国深孔加工机床制造业的发展贡献自己的一份力量。

1.2 深孔加工发展概况

最早用于加工金属的深孔钻头是扁钻，它发明于18世纪初。1860年美国人对扁钻做了改进，发明了麻花钻，在钻孔领域迈出了重要的一步。但用麻花钻钻深孔

时，不便于冷却与排屑，生产效率很低。随着枪炮生产的迅速发展，在20世纪初期，德、英、美等国家的军事工业部门先后发明了单刃钻孔工具，因用于加工枪孔而得名枪钻。枪钻也称为月牙钻、单刃钻及外排屑深孔钻。枪钻钻杆为非对称形，故扭转强度差，只能传递有限扭矩，适用于小孔零件加工生产，效率较低。在第一次世界大战前和战争期间。由于战争的需要，枪钻已不能满足高生产效率的要求。

在1943年，德国海勒公司研制出毕斯涅耳加工系统(即我国常称的排屑深孔钻削系统)。战后，英国的维克曼公司、瑞典的卡尔斯德特公司、德国的海勒公司、美国的孔加工协会、法国的现代设备商会等联合组成了深孔加工国际孔加工协会，简称BTA协会。经过他们的努力，这种特殊的加工方法又有了新的发展，并被定名为BTA法，在世界各国普遍应用。后来瑞典的山特维克公司首先设计出可转位深孔钻及分屑多刃错齿深孔钻，使BTA法又有了新的飞跃。

BTA法存在着切削液压力较高，密封困难等缺点。为克服这些不足，1963年山特维克公司发明了喷吸钻法。这是一种巧妙应用喷吸效应的方法，可以采用较低的切削液压力，使切屑在推、吸效应下容易排出，有利于系统的密封。但是喷吸钻法本身也有缺点，它使用两根钻管，使排屑空间受到限制，加工孔径一般不能小于Ø18mm。由于特殊的切削液供给方式，缺乏了BTA法中切削液对钻杆振动的抑制作用，刀杆易擦伤，其系统刚性和加工精度要低于BTA法。

20世纪70年代中期，由日本冶金股份研制出的DF(Double Feeder)法为单管双进油装置，它是把BTA法与喷吸钻法两者的优点结合起来的一种加工方法，用于生产后得到了满意的结果，目前广泛应用于中、小直径排屑深孔钻削。

由于我国机械制造业的迅速发展，深孔加工技术在我国也得到了广泛的应用。20世纪50年代群钻的研制成功，使钻孔效率大为提高。1958年BTA钻头在我国开