机械类毕业设计-普通钻床改造为多轴钻床、减速器锥柱二级传动设计.docx

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1、海在海洋上老本科生毕业七文（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作者姓名梁显垣所在专业 机械设计制造及其自动化所在班级所在机制3班申请学位学士学位指导教师刘杰华招惠玲陈敏华职称 教授答辩时间 2004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 MULTIPLE DRILL工 院（系） 机械设计制造及其自动化 专业2000级学生姓名梁显垣指导教师 刘杰华招惠玲陈敏华 职称 教授起讫日期2004年3月21-6月1日地

2、点湛江海洋大学发任务书日期:2004 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）概述：在一批铸铁零件上分别加工4-7孔，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。如果把普通话立式单轴钻床改造成立式多轴钻床，就可以同时完成多个孔的钻削，生产效率高，投资少，生产准备周期短，产品改型时设备损失小。本设计的主要要求是：多轴箱拆装组合灵活、方便、快速、重量轻。本设计的主要内容是：1、多轴箱齿轮传动方案设计；2、多轴箱内齿轮设计;3、多轴箱内轴结构设计；4、多轴箱导向装置设计;5、设计

3、说明书；6、Pro/E实体。本设计的原始参数是：1、工件尺寸为140（长）l2（宽）x5（高）；2、工件硬度HB170-240HBS; 3、4-7尺寸精度为/713。图纸内容及张数1、多轴箱传动系统结构装配图：1张；2、传动轴零件图：若干张；3、多轴箱箱体零件图：1张；4、齿轮零件图：1张；5、中间板零件图：1张。实物内容及要求1、多轴箱传动系统结构设计示意图（Pre/E）： 1张。参考文献1、王先逵主编.机械加工工艺设计实用手册（第二册）.北京：机械工业出版社，19982、李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.湛江海洋大学印,20033、大连组合机床研究所主编.组合机床设计（第一册）机械部分

4、.北京：机械工业出版社，19784、濮良贵，纪名刚编.机械设计（第七版）.北京：高等教育出版社,20025、刘鸿文主编.材料力学（第三版上册）,北京：高等教育出版社,20016、李洪主编.实用机床设计手册.北京：辽宁科学技术出版社，19997、冯炳尧，韩泰荣，蒋文森编,模具设计与制造简明手册（第二版）.上海：上海科学技术出版社,2000毕业论文（设计）进度计划起讫日期工作内容备注第6周第7、8周第9-14周第15-16周第17周了解课题，熟悉相关资料，仔细阅读有关书籍，到图书馆查阅有关资料；完成设计方案的确定、初步计算、元件的选取工作；完成有关计算，进行多轴箱部装配图、各非标准零件力，实体等和

5、设计；完成外文翻译，整理资料，编写设计计算说明书；参加毕业答辩。图书馆宿舍宿舍宿舍答辩室毕业论文（设计）成绩评定学生姓名学号所在学院专业答辩日期答辩时间答辩组所提问题及学生解答情况（简述）答辩小组组长（签名）年 月 日指导教师评语：指导教师（签名）年 月 日答辩小组评语：答辩小组组长（签名）年 月 日毕业论文（设计）成绩系主任（签名）年 月日审批单位（盖章）年 月日目录1中文摘要2ABSTRACT2第1章绪纶31. 1多轴加工应31. 2多轴加工的设备41. 3多轴加工的趋势5第2章 普通钻床改为多轴钻床62. 1生产任务62. 2普通立式钻的选型6第3章 多轴齿轮传动箱的设计73. 1设计前

6、的准备7第4章 多轴箱的结构设计与零部件图的绘制144. 1箱盖、箱体和中间板结构144. 2多轴箱轴的设计144. 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。关键词：多轴钻床；生产效率；多轴箱AbstractThe design is about reconstructing the

7、 ordinary drill to a multiple drill. The ordinary drill is a singledrill. It will improve its productive efficiency, shorten its processing time if assembled a multiplespindle case on. That so calls a multiple drill. Hereby, the keystone of this design paper is how to designa multiple spindle heads.

8、 The design subjects include the selection and distribution of gear wheel, thedesign of spindle, and the guiding equipment and selection of the multiple spindle heads, etc.Ky words： multiple drill; productive efficiency; multiple spindle heads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

9、，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

10、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3 20孔，若以摇臂钻床加工，单单钻孔与银沉头孔就要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,钻入孔只要17L6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

11、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

12、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

13、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

14、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

15、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46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