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购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396I多用途小型钻铣床设计摘 要本次设计的主题主要是通过对通用部件为基础的研究，在配上根据被需要加工的工件的特定的形状和特定的加工工艺，从而来确定的专用的部件等部分组成的专业型组合式机床。多用途小型钻铣床主要由动力部分，底座部分，进给部分以及工作台部分组成，然后通过对原始数据的分析，对有关数据的计算，以及对设计方案的论证，完成对多用途小型钻铣床的总体设计。通过目前我们学习到的机械只是和组合钻铣床的技术掌握。在目前科技允许的情况下，能够做到把小型钻床和铣床结合起来，做到工序集中，多工位同时运行加工的多用途小型钻铣床，使之具有设计制造周期短，劳动强度低，操作简单、安全低成本，高效率的优点，能够在大批量生产中得到广泛应用，从而可以组成一条完整的生产线，该机床可以适用于多种环境，可以具有能耗低，成本小，噪声小的特点。关键词：多用途小型钻铣床, 组合机床, 高效率, 低成本购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396IIDesign of multipurpose small drilling and milling machineABSTRACTThis design mainly studies the common components based on design process, and according to the specific shape and the workpiece in the line of sight, and determine the special professional tools and parts.Multi purpose small milling is mainly composed of a power part, the base part, part material and the work table, and then through the analysis of the original data, the calculation of the relevant data, and it is proved that the design scheme, completed the overall design of multi-purpose small drilling and milling machine.Through the grasp of our mechanical and combination of drilling milling technology. In the current technology allows it, can do small drilling and milling machine combined, the process of doing so, multiple operation processing at the same time, a small multi function drilling and milling machine, it has the design and manufacturing cycle is short, low labor intensity, simple operation, safety, low cost, high efficiency, and can be widely used in mass production, and can form a complete production line, the machine can be used in various environments, the advantages of low energy consumption, can have low cost, low noise characteristics.Key words:Versatile small milling machine, combination machine, high efficiency, low cost购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396III目 录 前言 .1第 1 章 多用途小型钻铣床的组成、特点及设计 .31.1 多用途小型钻铣机床的分类及基本配置型式 .31.2 多用途小型钻铣床的组成以及特点 .41.3 多用途小型钻铣床的总体结构方案设计 .51.4 小型钻铣组合式机床的设计方法 .51.5 小型钻铣床和其他组合式机床的工艺范围及加工精度 .7第 2 章 动力系统的设计 .82.1 主轴箱的设计 .82.1.1 主轴箱的主要简介 .82.2 主轴箱的设计 .82.2.1 电动机选取 .92.2.2 转速初定 .9第 3 章 机械系统设计 .133.1 参数计算 .133.1.1 切削力 .133.1.2 切削功率的计算 .143.2 工作台外形概述以及尺寸和对重量估算 .173.2.1 机床基础作用 .173.2.2 机床类型 .173.3 机床导轨 .183.3.1 X 方向工作台尺寸确定 .183.3.2 Y 方向工作台尺寸的确定 .193.3.3 重量估算 .193.4 滚动导轨参数确定 .19结论 .24谢 辞 .26参考文献 .27购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396IV附录 .28购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396V购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396VI购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396VII购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396VIII购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396IX1前言多用途小型钻铣床的加工产业现状和发展态势顾名思义，多用途小型钻铣床的意思就是把小型钻床和小型铣床结合起来，是组合机床能够把钻孔、铣平面和铣键槽的一些特种加工方法组合起来加工工件，从而获得所要求零件的几何形状、尺寸精度和表面质量。机床的作业主要是用来加工一些机器部件的设备。在一般普通的机械零件的制造中，组合式机床的使用大概占机械加工行业中所有技术加工装备的总台数的 60%80% 。钻铣床是一种同时具备钻床和铣床两种功能的综合型组合式铣床，其设计原理主要是根据钻床的主要特点来设计的，除了可以实现钻孔扩孔、铰孔外，还具有铣床的铣削和镗削等多项作用。它主要是由电动机、底盘、滑套、导向套、工作台（支撑工件）、丝锥固定套、皮带轮、轴承套等结合零件组成。0 阳，中国台湾，浙江杭州等地方，不同的生产产地所生产的机床都是不同的，即便是这样，我国生产的机床在国际市场的竞争中还是处于较低的水平；虽然在国内的市场也面临着严峻的形势，一个方面是国内市场对各类机床产品的使用都有严格的需求，而另外一方面则是国外的机床产品充斥国内市场，使国产的机床滞销积压。在 90 年代的，国外生产的机床在国内市场的占有率仅达到 15%左右，但是到了 95 年代却已达到了 77%，这种现象使我国小型式组合机床的自主发展受到了严重影响。造成这种现象的发生，除了在经营上、产品质量上和促销手段上出现的原因外，另一个主要的原因是我国生产的机床品种、性能和结构都不够先进，而新产品(包括基础型、改变型和专用机床)的开发周期长，从而不能够及时针对用户的需求来提供令人满意的产品。具体地来说，这个问题反映在下列五个方面：(1)目前，我国的大部分机床生产厂家开发基础型产品的周期约为 1518 个月，其中设计时间就大约需要 58 个月，占总周期的 40%左右。而国外一些先进机床生产厂对此同类基型产品的开发周期为 69 个月，其中设计的时间约1.52 个月，只占 25%。从而得出的结论说明无论我国产品开发的总周期还是设计所占的时间比例均与国外先进水平存在很大的差距。2(2) 由于科学技术落后，使得我国工厂缺乏设计所需的科学分析工具(如分析和评价软件、整机结构有限元分析方法以及机床性能测试装置等)，从而自行开发的新产品大多基于原有直观经验和类比设计，使设计一次性成功的几率降低，往往需要反复实验才能定型，从而就可能错过新产品推向市场的良机。(3) 一些用户根据使用需要，在订货时往往提出一些特殊要求，甚至有些客户在产品即将投产时又临时提出一些要求，这就需要工作人员迅速根据要求变更设计和修改相应的图纸及技术文件。在国外，这些修改工作在计算机的辅助下一般仅需数天到一周的时间，而在我国机床厂用手工操作修改就至少需要 12 个月的时间，并且由于这些图纸和文件涉及多个部门，常会出现漏改和失误的现象发生，从而影响了产品的质量和交货期。(4) 现在我国工厂设计和操作人员中青年占大多数，他们的专业知识和实际经验不足，但又担负着开发的重任，所以压力可想而知。(5)由于长期发张形成的设计、工艺和制造部门的分立，缺乏部门之间有效的协同与开发的模式，使之不能从制订机床方案的开始就融入各方面的意见，所以就造成了产品的反复修改，直至延长了开发的周期。因此为了开始了此次课题设计。3第 1 章 多用途小型钻铣床的组成、特点及设计1.1 多用途小型钻铣机床的分类及基本配置型式多用途小型钻铣机床就是一种组合式机床，把立式钻床和立式铣床有效的组合在一起，使之能够发挥更大的作用。通常情况下，组合式机床一般分为大型组合式机床和小型组合式机床两大类，这两类不仅在体积和运转的功率上有大小之别，而且还在结构组成上和配置型式等方面也有很大的差异。根据设计题目“多用途小型钻铣床”的要求，我们这里主要运用的小型组合式机床的配置形式。下面来介绍一下组合式机床的配置形式：组合式机床的配置型式可以分为三大类：一、具有平台的固定式夹具的工位组合式机床这一类组合式机床的夹具和机床的工作台都是固定不动的，通过动力滑台的运动来实现进给运动，然后使得滑台上的动力箱实现切削主运动。这一类机床的配置型式有以下几种：1、卧式组合式机床（动力箱是水平安装的）；2、立式组合式机床（动力箱是垂直安装的）；3、倾斜式组合式机床（动力箱是倾斜安装的）；4、复合式组合式机床（动力箱具有上述两种或两种以上的安装状态的机床）。二、具有移动式夹具的（多工位）组合式机床这一类组合式机床的夹具一般都安装在通过直线移动的工作台或通过回转运动的工作台上，并且能按照一定的节拍做间歇移动或间歇转动，使得工位得到转换。这类机床的配置型式常见的主要有以下四种：41、具有移动的工作平台的组合机床；2、具有回转的工作平台的组合机床；3、鼓轮式组合机床；4、中央立柱式组合机床。三、转塔主轴箱式组合机床转塔主轴箱式组合机床，这一类机床主要分为两类：单轴转塔动力头式组合机床和多轴转塔动力头式组合机床。这一类机床的配置型式有以下两种：1、转塔式组合机床的主轴箱只能实现切削运动，被加工零件安装固定在滑台上，由滑台来实现工件的进给运动。2、转塔式机床的主轴箱一般都安装在滑台上，转塔式机床的主轴箱既实现机床的切削主运动又实现进给运动。1.2 多用途小型钻铣床的组成以及特点多用途小型钻铣床是针对被加工零件的特点及加工工艺要求，按照高度集中工序的原则设计的一种高效率、低成本的专用组合式机床。组合式机床的各个部件都是具有一定独立功能性的部件，并且大都已经形成系统化、标准化、和通用化的通用部件。组合机床相比于其它机床具有以下几点特点：（1）主要具有铣；钻；镗；磨；攻丝等多种切削功能，也用于棱体类零件和杂件的孔面加工。（2）生产率高。因为工序集中，操作灵活，可以运用多轴面进行加工。（3）加工精度比较稳定。因为工序是固定的，可选用较为成熟的通用部件、精密夹具来保证加工精度的一致性；（4）因为机床所具有的通用化、系列化、标准化程度高，所以研制周期变短，便于机床设计、制造和日常的使用维护，且成本低。（5）半自动化程度高，可有效降低工人的劳动强度；5（6）配置灵活。因为结构组合化。可按固定工件或工序的要求，使用大量通用部件和少量专用部件组成各种类型的组合机床或者自动线，机床易于改装，产品或工艺变化时，通用部件一般还可以重复利用。因此组合式机床适宜用于加工箱体类额零件。根据组合机床完成工艺的一些限制及组合机床的各种工艺方法能达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求，可以确定用组合机床来钻 EQY-112-90 汽车减速箱后面孔系的六个孔是经济合理的。1.3 多用途小型钻铣床的总体结构方案设计此次多用途小型钻铣床的方案设计主要包括功能设计、结构设计和性能设计等几个方面。功能设计，即为在调研分析，确定了所设计的多用途组合式机床的工作参数（运动、动力以及外形尺寸）之后，通过功能分析，创新出或者是类比出可以实现加工所要求的各种总体布局的方案。创新设计，主要通过对组合式机床运动功能过程的分解以及合成来确定其布局的方案，这对于设计加工具有特殊要求的特定零件的一些专用机床较为有效。而所谓的变型设计或者类比设计主要通过查询比较确定可以参照的机床布局的方案，大量用于设计一般的通用性机床需要。结构设计是在总体布局的方案基本确定后，对机械结构件进行主要形状和尺寸的设计和加工，这同样有类比和创新设计的两类。类比设计是建立在成组技术和模块化技术的基础上，采用参数化设计的方法来实现。而创成式的设计主要是按照设计人员的意志，通过对基础模块的一些实体进行拼装、重迭等操作来实现这一规程的。性能设计是根据机床的总体性能要求对运动过程中所产生的误差、精度和刚度等一些部分进行设计分配，并综合应用有限元法、边界元法、分布参数法等方法快速计算，然后比较各种可能方案的优劣，从而确定有效可行的方案。1.4 小型钻铣组合式机床的设计方法6(1).优化设计：这种设计是指在能满足客户需求的功能条件下使产品的结构做到最合理，用料消耗做到最少，成本做到最低，同时，工作性能还要最好。这种设计所采用的方法是以数学最优化的原理为基础下，在能满足各种约束条件的前提下，能过做到合理性选择设计的变量数值，以此来获得在一定意义上可以达到最佳的方案和最完美的设计方法，一般都采用计算机处理。(2).可靠性设计：这种设计是指在产品或系统规定的时间内，按照客户给定的条件，使工件产品或系统的运行处于“最完满的状态”，即无故障或故障率低的情况出现，失效率也非常的低，可靠性非常高。做到这样的一般采用的方法是：必须做到明确可靠性要求，确立可靠性的指标，然后进行可靠性分配，从而减轻部件或者系统的负荷，必须要做到安全、谨慎的使用。进行应力分析时，必须使零部件的变动应力变得最小，做成简化结构使达到组合化技术、标准化技术以及利用成熟的技术，适当的冗余设计（如安全因数、保鲜期等），还可以通过利用预测方法（机床的可靠性、维修性、故障性），从而进行可靠性试验、审查设计。(3).设计决策方法：这种方法是指在工件设计、数据计算、工件评价选择的过程中，能顾做到正确的使用的决策方法，以求得问题的解决合理性和系统运行的最优化。一般采用的方法有：直接决策法，确定性和非确定性决策法，风险决策法，决策树，培欣决策法，试验决策法，多目标决策法等一系列的方法。(4).三化设计（包括系列、通用、标准化）：这种设计是指着眼于开发通用性，多功能和高性能的产品来满足各种用户的需求。这种设计主要采用的方法就是开发一些系列产品内部的零、部件设计的通用化等部分，把单个产品的设计改变为系列产品的设计，从而提高产品标准化的程度。(5).成组技术：这种技术是指在多品种生产中能够做到统一的、标准化的零件的结构（尺寸、材料要素等），从而减少零件和一些部件的数量，还可以扩大增加能够重复的使用已有的设计的成果，可以有效的减少设计人员的重复性劳动，以及工件工艺设计和制造的重复性劳动，还可以缩短工件生产周期，降低工件生产成本。这种设计所采用的方法是利用相似性的原理，对那些实现多品种生产的零件和一些部件进行简化，统一化，标准化，建立设计和加工工艺的指导资料。从而能够规范的形成加工工艺的数据库、工件图形库，这些都为以后组织成组生产、社会化协作生产、柔性自动化打下基础。7(6).模块化设计：这种设计是以通用性、标准性的组件和部件为模块，通过组合，形成积木化，从而能够组成功能不同的多品种产品，可以满足客户的特定需求，还能最大限度的缩短设计周期，降低加工成本。这种设计系统是是促进模块通用化，扩大模块的使用，以此来改变传统以产品为单位的设计制造系统。(7).面向制造（和工件装配）的设计：这种设计方法是在保证被加工产品的功能和性能的前提下，从考虑毛坯的组成、加工如何能够提高生产率，加工的安全性，工件质量的稳定性，加工的低成本，有效的减轻劳动强度，改善制造环境的方法。孔系直径是一个方面变化，做到孔端尽可能的不加工，可以使用通用机床和通用刀具，以防止细长、薄壁件的出现，考虑到刀具的进、退，来明确加工基面，来减少手工劳动，做到遵守已有的各种标准。1.5 小型钻铣床和其他组合式机床的工艺范围及加工精度组合式机床可完成的工艺有钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、攻丝、倒角、钻深孔、且槽，还能做到铣平面、刮平面、车平面、车端面等各方面工作。随着综合技术的发展，组合式机床可完成的工艺范围也在不断扩大，除了上述工艺外，有的组合式机床还可完成车外圆、车锥面、车弧面、车削内外的螺纹、钻滚压孔、拉削内外的圆柱面和平面，以及工件的磨削、抛光、珩磨等，甚至有的组合式还可以进行工件冲压、工件的焊接、热处理、装配、自动测量和检查工件等。现阶段下，在小型钻铣组合式机床上加工大平面的平面度已达到 1m 长，误差在 0.020.04mm 之间。粗糙度可以达到 Ra0.40.8 ；钻孔的孔径精度达到mH5H6；钻孔的圆度和圆柱度的精度可以达到 0.00150.055；一些定位销的孔的中心距精度也可达到 0.013mm；一般孔位的精度可以达到 0.020.025mm 之间；一些单向镗孔的同轴度可以达到 0.0050.01mm；一些双向镗孔的同轴精度可以达到0.0150.02mm 之间；还有一些特种加工工艺的精度，精度可达到0.0150.02mm，另外缸盖阀座以及导管孔的同轴度也可以达到 0.00750.01mm 之间。8第 2 章 动力系统的设计2.1 主轴箱的设计2.1.1 主轴箱的主要简介主轴箱是多用途小型钻铣组合式机床的重要的组成部件，主要是用于装备布置组合式机床工作的主轴及其传动零件的连接和相应的附加机构存在的。主轴箱一般采用多级齿轮传动，通过一定的齿轮传动系统的带动，通过主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴的带动，最后把运动传递到主轴上，从而使主轴获得规定的转速和方向。主轴箱的传动系统方面的设计，以及主轴箱各部件之间的加工工艺将直接影响机床的性能优劣。图 2-1.主轴箱的传动简图92.2 主轴箱的设计2.2.1 电动机选取根据实际要求和功率的取值；故电动机选择：550W 1400r/min 电机是四级电机2.2.2 转速初定根据要求主轴转速定为 5 级转速分别为 560 980 1400 2100 3500 图 2-2.带轮的变速2.2.3 带轮计算10图 2-3.带轮的结构简图1.设计功率 的计算cPPKAc式中： 工况系数；自动钻床一般为空载启动取 =1.2AKAK传递功率；取电动机额定功率 =550WP计算出 =660W。cP1. 选择带型2. 根据 =660W， =1400 r/min，根据查机械设计中的皮带规格手册，c1n可以得出选用 Z 型 V 带。带轮结构如图 2-4图 2-4 带轮的刨面图3. 电机带轮的直径 和 、中心距以及带长的计算公式为： 1d2（2-1）)1(2ddn传动比的公式：11i= / （2-1n22）其中式子中：钻床主轴带轮直径；1d钻床主轴带轮直径；2小带轮的转速 r/min；1n大袋轮的转速 r/min；2滑动率；取 =0.010.02。传动比的公式：i= /1n2 轴带轮直径 80mm电机带轮直径 196mm取标准值 200mm中心距：由于机器较小所以中心距取值较小。中心距选定要求：(2-3)(2)(7.021021dda初定 224mm 符合此要求。带长计算：带长计算公式：(2-4)02121042addaLd Ld0=448+436.6+87.5=887.6mm取标准 880mm确定实际中心距 a。公式：(2-5)200dLaa=220.2mm。. 带轮计算：轴带轮直径 120mm电机带轮直径 1.5x120x（1-0.02）=176.4mm12取标准值 175mm带长 Ld0=2x224+463.15+97=1008.15mm取标准值为 1000mm中心距：中心距取平均值 224mm介于 1#和 2#带轮之间的关系V 带取值 1000mm中心距取平均值 224mm . 带轮计算：电机带轮直径 150mm轴带轮直径 147mm取标准值 150mm中心距：初定 280mm带长取平均值 Ld0=1111mm取平均值为 1100mm中心距：a294mm. 带轮计算： 轴带轮直径 175mm电机带轮直径 20.05mm取标准值 120mm中心距：初定 285mm带长：Ld0=1131mm取平均值为 1100mm中心距：a=290mm介于 3#和 4#带轮之间的关系：带长取 1100mm中心距取平均值 292mm. 带轮计算 轴带轮直径 200mm13电机带轮直径 0.4*200*（1-0.02）=78.4mm取标准值为 80mm 中心距：初定 285mm带长取为 Ld0=1078mm取平均值为 1100mm中心距的平均值为 291mm.传动比的计算在一般的皮带传动中，因滑动率不大（0.010.02），故可以不考虑滑动率的大小。所以，两个五级塔轮从上到下的传动比为：i1=0.16；i2=0.47；i3=1；i4=2.14；i5=6.25 4. 验算带速 V带速 的计算公式为：(2-6)106ndV由以上确定的数值，分别代入可计算出带速 分别等于 5.86 ；8.98Vsm/s/；18.84 ； 13.19 ；14.65 。在 520 范围之间，带速合适。sm/s/sm/s/第 3 章 机械系统设计多用途小型钻铣床的机械系统的设计主要内容包括：机床运动部件的惯性计算、工件传动及导向元件的设计、数据计算及制造零件的选用。3.1 参数计算3.1.1 切削力1）、钻削力的计算公式为：14= (N) (2-7)21PFYXFKfdC其中，式中 轴向力系数 ;FC钻孔直径 mm;d钻削进给量 mm;f其中： ， ， 修正系数。FXYFK考虑到钻铣床不仅除了实现钻孔外，还具有扩孔，铰孔、攻丝纹和铣削、镗削等多项作用，所以工件材料以铁来设计，其中 d 的最大孔径为 14mm，铣槽的宽度为 10mm 来计算。通过查机械加工手册，可以得出=304.11， =1， =0.8， =1 的固定值，进给量 f 查得 0.180.22，其中FCFXYFK取 f=0.20。则有：=1174.85(N)21P2）、多用途小型钻铣床的铣削力的计算zPadpf86.072.86.021.9其中铣削圆周力 式中 铣削宽度 mm；ea铣削深度 mm；f每齿进给量 mm；pa铣刀直径 mm；dZ铣刀齿数 mm。将数据带入公式可以求得 )(123NP对于机床的铣削加工，刀具走刀的抗力与圆周铣削力相等，则刀具走刀抗15力 123N。FP3.1.2 切削功率的计算1）. 切削扭矩：（NM） (3-1) MyzkfdCk0通过查机械加工手册，可知： =0.117， =2.0， =0.8， =1.0，所以，Myk切削扭矩 （NM）516.02.0417.08. kM2). 切削速度的公式：(3-2) vyxpmzvfaTkdC0其中式中：T刀具耐用度（min），查机械手册标准表，取 20min。通过查机械加工手册表，可知：=28.1， ， ， ，m=0.125 ，因此将数据带入可以得出，vC25.0vzvx5.0vy（mmin）.6V3）. 切削功率的公式为：将数据带入可以得出下列式子：（kW ） 285.0mP4).轴径的计算： 根据金属切削的原理可以得出，钻铣床的主轴切削功率的计算公式为：16式中： 轴向切削力（N）fF 每转进给量(mm )主轴固定转速（r/min）n 切削力矩（NM）kM将这些数值代入公式中可以计算出功率 =0.8KWmP因为还有轴承的传动效率（根据手册可以查得为 0.99）和平键的传动效率（可以查得为 0.98），所以可计算出钻床主轴要传递的功率 P 为：P=0.83KW由工况分析可知，在钻床的切削加工过程中，钻床主轴主要受到切削扭矩和轴向进给力的作用。轴向进给力是沿主轴轴向的，在主轴保持其与工作台的垂直度的情况下，轴向力作用产生的弯矩基本为零，可忽略不计。所以，钻床主轴为仅受转矩作用的轴类。查机械设计得钻床最小直径的计算公式如下： 3minpCd选 C=110，计算出 dmin=9.3mm 根据以上的计算结果可知，在满足钻铣床加工条件的情况下，组合机床的主轴最小直径不能小于 9.3mm，根据组合式钻铣床的主轴结构，现选择机床的直径为30mm 因为机床传动的效率可以得出，钻铣床的主轴要传递的转矩为：M=Mk/（0.990.990.98 ）=0.54 NM 其主轴扭转强度约束条件为：(3-3)TTWMKWnMfPkm310)6201(17式中： T轴的扭转应力（MP a）M轴的传递转矩(Nmm)WT轴的抗扭截面模量（mm 3） T轴的许用扭转应力（ ）aMP根据机械设计可以得出主轴抗扭的截面的模量 WT的计算公式为：DdbzdT16)(141式中： d1键的内径（mm）b键的齿宽(mm)z键的齿数D键的外径（mm）把选择的平键的基本参数代入公式中可计算出 WT=42.73 ，所以可以得3m出钻铣床主轴的扭转应力 =0.12 。TaMP因为 =35 ，可以得出 ，所以，轴满足强度要求。 TaPT轴如图 3-1 所示 图 3-1 轴的结构简图3.2 工作台外形概述以及尺寸和对重量估算3.2.1 机床基础作用组合式机床的受到的全部载荷都是由其底座下面的底层所承受的，受组合式钻铣机床影响的哪个部分称为地基，机床向地基传递基本载荷的结构就是机床的基础，机床的基础都是应该具有足够的强度、刚度和稳定性的，并可以满足机床控制振动的要求，以此来确保机床良好的运转。主要作用为：1.承受机床的负荷并吸收机床工作时的振动，从而能够有效的保持机床的精度和使用寿命。2.可以提高组合机床的床身和支撑立柱等大件的刚度。3.增加组合钻铣机床的系统的动刚度，消减和隔离所受外界振动的影响。4.还需要保证各分离器部件之间的相对位置的精度；如落地式、坑式等重型机床。183.2.2 机床类型组合式机床按其大小、重量可以划分为：中、小型机床 单机重量大概是10tf大型机床 单机重量大概是 1030 tf重型机床 单机重量大概是 30100 tf超重型机床 单机重量大概是100 tf我们现所设计的是小型机床，一般都广泛应用于小型工件的加工。3.3 机床导轨机床的导轨的要求应满足：（1）精度高，使用寿命长，刚度及承载能力比较大；（2）摩擦阻力小，平台运动平稳，组装结构简单，便于工件的加工、装配和调整，还要做到维修成本低。因此次所设计的机床主要是用于小型个体户的机械加工，不是大型工厂所需要的设备，故此次选用的是滑动导轨。因滑动导轨的构成结构简单，制造起来比较，比较容易进行维护，而且成本比较低，使用的寿命长，其中粘结的塑料复合导轨板造成磨损后还可以更换，还可以广泛应用于普通机床进给运动的导轨。机床的导轨截面形式：1.矩形导轨（其中包括：1）宽式组合；2）窄式组合；两个方面）2.双三角型导轨；3.矩形和三角型导轨；4.矩形和燕尾型组合；5.燕尾型导轨；6.凸 V 型和燕尾型导轨的组合；7.双 V 型对顶组合；8.双圆柱式导轨；9.双圆柱式与矩形的导轨结合；综合各种导轨的性能、以及导轨的实际应用、组成结构和美观程度，此次设计我选用了燕尾导轨，其应用情况具体如下：19由于作用于固定部件高度的尺寸受限的场合限制，如车床横滑的座台溜板导轨，和刀架式导轨。3.3.1 X 方向工作台尺寸确定拖板尺寸公式=长宽高=250mm135mm50mm其中上导轨为 X 方向可以取动导轨长度： 240mml其中动导轨行程： 220mm所以可以算出支承导轨长度： 460mmLl同时可以算出保持器长度： /2350mmG3.3.2 Y 方向工作台尺寸的确定拖板尺寸公式=长宽高=110mm120mm45mm其中下导轨 为 Y 方向可以取动导轨长度： 100mml已知，动导轨行程： 80mm其中支承导轨的长度为 180mmLl可以算出保持器长度为 /2140mmG3.3.3 重量估算根据实际要求可知以下数据：（1）上拖板重量： 80.(N)=W1（2）下拖板重量： 279（3）X 方向导轨重量：56.16(N) （4）Y 方向动导轨重量：22.93(N) （5）夹具及工件重量：约 180N。 所以 X 工作台的运动部分的重量为20(1) (3)/2(5)288.08(N)XG工作台运动部分总重量为：(1) (2) (3)(4)(5)418.29(N)Y3.4 滚动导轨参数确定机床工作台的滚动导轨系统的设计，是为了控制固定平台元件和移动平台元件之间最大的接触面积，这样的设计不但能提高机床系统的承载被加工元件能力，而且组合钻铣床的系统还可以承受工作时产生的间歇切削或产生的重力切削的冲击力，从而能够把所受到的作用力可以广泛扩散，然后可以扩大工作台承受力的面积。为了实现这一点要求，所以工作台导轨系统的沟槽形状就有很多不同的样式，其中具有代表性的有两种样式，一种是称为哥特式可以叫做尖拱式的，这种样式的形状是一个半圆的延伸，他的接触点为他的顶点；另一种形式为圆弧形，同样能起到和哥特式导轨的相同作用。无论是这两种的哪一种结构形式，他的目的只有一个，那就是力求使把滚动钢球的半径与工作台导轨的接触(固定元件)。其决定组合机床的系统的性能特点的因素是：滚动导轨元件怎样才能做到与导轨的完美导轨接触，这才是是问题的关键。根据机床运动的要求，工作台在左右平移时可以选用双形滚珠导轨，在工作台前后移动时可以才用燕尾式导轨。双 V 型滚珠导轨：导轨的制作工艺比较好，可以提高加工工件时的加工精度，但这种导轨在工价加工时所受到的接触应力比较大，容易被工件压出沟槽，损坏导轨。当组合式机床工作时部作件移动时，导轨内的钢球就在导轨支架的沟槽中做循环的流动，在滚动的过程中把导轨支架之间产生的磨损量平均分摊到各个钢球上，这样工作可以延长直线滚珠导轨的使用寿命。同时，为了消除工作台支架与滚珠导轨之间产生的间隙，然后可以预加工作时的负载，可以提高导轨运动系统的稳定性，从而可以预加工作负荷的获得这样就是在滚珠导轨和工作台支架之间安装的钢球超了尺寸。安装的钢球的直径公差一般为20 微米，以 0.5 微米为增量变化，可以根据这个规格将钢球进行筛选分类，然后在分别把分好的钢珠装入导轨上，预加负载产生的大小，一般都决定于钢球上受到的作用力。如果钢球上受到的作用力比较大，经受的预加的负荷的时间比较长，从而导致了工作台21支架的运动阻力增强，这样就出现了工作平衡时的问题；还有为了提高工作系统的灵敏度，减少运动时产生的阻力，对应地还要减少导轨所受的预加负荷，而为了提高机床运动时精度和保持精度的准确性，就必须要求要有足够的预加负数，这就是产生矛盾的两方面。由于机床工作的时间比较长，钢球就开始磨损，其机床作用在钢球上的预加负载减弱了，然后导致了机床的工作各部件的运动精度降低了。但是，如果要保持机床工作的初始精度，就必须要更换导轨的支架，甚至要更换导轨。如果组机床已经丧失了的系统精度，那唯一的方法就是更换滚动的元件。图 3-1.滚珠导轨的简图燕尾式导轨：这种导轨是铣床上的专用导轨，参数一般都是国家标准的具体参数，导轨的形状是燕尾形的，即像等腰梯形的形状。一般导轨的零件为HT200，其技术的主要要求是：燕尾导轨面的直线度为 0.008，其中两个燕尾面的之间的平行度为 0.010，而导轨与底面的垂直度为 0.020，另外，工作导轨的的平行面还有导轨的平行度和表面粗糙度等方面的要求。但是这些精度的的高低将直接影响着组合机床的刀具的加工进给精度，所以必须要得到严格保证。22图 3-2.燕尾型导轨的结构简图2）其中滚动体尺寸与数目的确定根据标准滚珠导轨实物可以选出滚珠的直径。滚珠的直径可以取为 =6mm,数目根据 决定。d9.5GZd由于上导轨的 299.8X故有 =12.929.856XZ已知 方向的导轨长度 180mm,取 =13，两滚珠之间的间距XlX=15mm。t可以得出下导轨所受到的力为：=391.5NYG故有 =16.8391.56Z所以可以取 =15， =9mm。YZt233）、导轨上滚珠所用的负荷计算导轨上平均每个滚珠上的最大负荷可以用公式 计算,从而max/GPZ得出(3-4) 21()2GpPP其中式中 导轨的欲加负荷，按最大负荷的 1/2 计算。P机床在铣削时轴承所受的复合比钻削小，故根据钻孔验算，有 (3-5) 21()GPX 方向导轨最大负荷为： 6.342max ZGPXYY 方向导轨最大负荷为： 5.392max ZGPYY许用的负荷为(3-6)2Pkd查机械加工表可以得出得 60N ,考虑到制造精度比较高，且运行导轨2/cm短，k 可以提高为 50%，k 取 100N ，查表得 ，故1.24210.643.P由此可知 ， maxXYmaxP所以选用的导轨是可用的。25结论通过这次课题设计，使我更深层次的了解到了设计工作的困难与不易。在设计过程中首先需要了解非常全面的各种理论的知识。打个比方说，设计过程中仅轴上装配的轴承的一个台阶就涉及到了很多方面的知计算知识。因此机械设计也是一个非常细致的活。这次的毕业设计让我们跨进了机械设计工作的门槛，此次课题的设计让我们能够更加深入的了解到了设计工作的种种方法与不容易。整台组合式机床的设计并不仅仅是设计一个零件那么简单，必须要做到零件与零件之间需要进行相互配合，能够相互连接，同时还在位置的配合以及体积的大小的上尤为突出。组合式机床的每个零件为了便于装配，都需要经过反复的修正，既保证了零件本身的合格，又很最大程度上的配合其零件的装配。这个过程中需要一次又一次的否决设计好的零件，还要一遍又一遍的对数据进行修正计算，这不仅仅是光需要工作的细致，更重要的是需要工作的耐心。在机械设计的同时还考验了我们对有关机械市场的分析能力，对各类不同的机械材料，各种材质的金属的处理方式的应用。要在经济方面和实用方面寻找到平衡点，通过对各类机械材料性能的了解以及对热处理方式的应用将设计组合式机床的成本尽量的降到最低。此次的进行的毕业设计的主要目的是为了培养我们综合的分析能力和如何解决本专业的一般机械工程技术问题的独立性工作能力依稀来拓宽和深化我们所学到的知识，同时也需要培养我们树立了正确的设计思想思维，从而可以更好的掌握机械设计这一方面的一般步骤和方法，再就是培养我们如何能够正确的使用现成的技术资料、国家标准的工作手册、以及图册工具书所进行的设计计算，来进行数据处理，编写一些与技术相关的文件等方面的工作能力，最重要的就是培养我们如何进行调查研究，从而能够面向实际情况，来进行工件的生产，还需要向工人和技术人员学习他们的基本的工作态度和工作作风。通过本次的设计，我深深的觉得自己在每个方面都很欠缺。经验欠缺，这是不可避免的，经验是必须要长时间的累积。知识面得欠缺，这就必须通过学习，通过翻阅各类资料来弥补。在这次的毕业设计中，从开始的对成型设备的选型的26参考选择，到后来对于机械成型设计的制造与制定的几个必要的环节来进行的设计。还有重点是缺乏工作效率，在设计过程中出现的一些小问题和小细节上的思考上，造成了时间的耽误紧张，无法进一步完善整体设计。由于学生的设计水平有限，再加上时间仓促，本次设计的说明书中难免会有错误和欠妥之处，恳请各位老师的批评指正。27谢 辞这次设计是在张洪涛老师的悉心指导之下。张洪涛老师为我的设计提供了非常多的的指导，不管是遇到什么问题，张洪涛老师都会耐心的教导我克服各种困难。为此，特向张洪涛老师致以深深的敬意，老师您辛苦了！在设计过程曲折复杂，围绕多用途小型钻铣床的精加工，低成本的设计步骤来进行进行，并力求使机床的结构简单，便于安装，调整和维修，但由于我知识水平和实践机会有限，所在设计过程中对课题的深度和广度，难免有出现漏洞及不如意之处，加上时间有限，对整个机床的全部设计还有较多工作做的不是很完整，这都需要在今后的工作中使自己更加努力学习，不断完善自己，最终不断促进自己。我要感谢我的指导教师张洪涛老师。张洪涛老师虽身负教学、科研重任，仍抽出时间，不时召集我和同门以督责课业，耳提面命，殷殷之情尽在谆谆教诲中。这篇论文更倾注了她的大量心血。从初稿到定稿，张洪涛老师不厌其烦，一审再审，大到篇章布局的偏颇，小到语句格式的
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