关 键 词：

汽车 保险杠 穿孔器 设计 全套 cad 图纸

资源描述：

 

内容简介：

1 of a as a he is as a in in a in in on in a of of a in a on in of in of on of a a a an 2 he is a in In a of be to of is on As in to is to is in of an In a be or on an is . 2 is in of to is in to in s to is of is as an be is as a it to of is to in ). a of is a By be to it is to a of An of is . 3 s a an to It to at be of to be by a it is to of on is . is on a or a in in to It be in in a to in to To in a to of 3 to is . s to a on a an a in to in is is by be in of 4 s to an in on to an to as by in is an of a as as of to on a F in at e” a by c o e= 4 hi=lo=n of Ts is F /) is no is e be as as to an Te so be as as is by an on ) ),a in a to of of M) as ): T ta n/)2/ta n (2 T ta n/)2/ta n (2 T= in t,2 v T he ) as a as a as )t a n/2/t a n()s i n/2/t a n(c o s 22 t is 5 by a to , 2 on of to of (in as a vby of a 1) v or 0v ) of v on ) of of on is to as : in or of of on In a 2 D 22 ta n/2/ta ns i n/ta n 22/2 of it D to M t a n/1s 2/t a n on . to f, a co s 6 f L or of f, be fTis of 5 N a to as in 0, to be by 0: a fr fl in a to be by a a af at of a in a on an is of in 1. 1: an of as in 0 to on to to 0). in in at a to in 7 of in In is by is in 2 2: a in a is or of a a at a “T” or . 3 4 of an 3: a an on at a 0m ( 4: a at a 0m (an an (by In by of 40 00 in a in to at a is of to at to to at In an be in of to 3 4). It be 3 4 of to to of at 8 a is to at an in to is 2. in in a in of of 2 to On as or is to be in a a be to be by or by an a to a of a on by in a . as or as to on a is to in on on on in is of on 0) or is 5. 5:a 9 a s to of of a a is as 6 7, is a 6: a an at a 0m (7:a at a 0m ( in to in of a 4 5) of of in a A os a is to be by an of in a is if to of is of an 6. N in a a on on on is in an an On to on is 10 be in an in a of is by BS of BS in in di 1 of a as a he is as a in in a in in on in a of of a in a on in of in of on of a a a an 2 he is a in In a of be to of is on As in to is to is in of an In a be or on an is . 2 is in of to is in to in s to is of is as an be is as a it to of is to in ). a of is a By be to it is to a of An of is . 3 s a an to It to at be of to be by a it is to of on is . is on a or a in in to It be in in a to in to To in a to of 3 to is . s to a on a an a in to in is is by be in of 4 s to an in on to an to as by in is an of a as as of to on a F in at e” a by c o e= 4 hi=lo=n of Ts is F /) is no is e be as as to an Te so be as as is by an on ) ),a in a to of of M) as ): T ta n/)2/ta n (2 T ta n/)2/ta n (2 T= in t,2 v T he ) as a as a as )t a n/2/t a n()s i n/2/t a n(c o s 22 t is 5 by a to , 2 on of to of (in as a vby of a 1) v or 0v ) of v on ) of of on is to as : in or of of on In a 2 D 22 ta n/2/ta ns i n/ta n 22/2 of it D to M t a n/1s 2/t a n on . to f, a co s 6 f L or of f, be fTis of 5 N a to as in 0, to be by 0: a fr fl in a to be by a a af at of a in a on an is of in 1. 1: an of as in 0 to on to to 0). in in at a to in 7 of in In is by is in 2 2: a in a is or of a a at a “T” or . 3 4 of an 3: a an on at a 0m ( 4: a at a 0m (an an (by In by of 40 00 in a in to at a is of to at to to at In an be in of to 3 4). It be 3 4 of to to of at 8 a is to at an in to is 2. in in a in of of 2 to On as or is to be in a a be to be by or by an a to a of a on by in a . as or as to on a is to in on on on in is of on 0) or is 5. 5:a 9 a s to of of a a is as 6 7, is a 6: a an at a 0m (7:a at a 0m ( in to in of a 4 5) of of in a A os a is to be by an of in a is if to of is of an 6. N in a a on on on is in an an On to on is 10 be in an in a of is by BS of BS in in di - 广东技术师范学院天河学院 本科毕业设计开题报告 题 目： 汽 车 保 险 杠 穿 孔 器 设 计 系 别： 专 业： ） 姓 名： 学 号： 指 导 教 师 ： 2012 年 11 月 5 日 - 1 - 本科毕业设计开题报告 系别 专业 班级 姓名 学号 联系方式 题目 汽车保险杠穿孔器设计 一、 选题背景 中国在发展，中国的机械设备也在不断的发展， 2015 年中国工程机械业将迎来9000 亿元市场容量，不仅给中国机械制造行业的带来巨大发展空间，同时也聚焦了国际的机械巨头的目光，使国外企业不断进驻中国市场，国内的机械企业在发展国内市场的前提下也不断的拓展国外市场，坚持“走出去”的策略，将中国机械设备国际化。 我国已成为世界工程机械第一产销大国，中国制造的工程机械走向了世界各地。10 年来，我国工程机械行业在发展方式转变、经济结构调整方面取得明显成效，综合实力迅速增强，国际竞争力和产业地位大大提升。我国工程机械行业各类 产品的技术水平及可靠性大多已达到甚至超过了国际先进水平，在世界工程机械领域有了诸多响当当的中国品牌。 我国机械行业门类齐全，规模大， 2009 年整体销售收入接近 9 万亿元，仅次于日本居世界第二位，占到全球机械销售额的 15%左右 ;出口额达到 2,425 亿美元，跃居世界第四 ;工业增加值超过 2 万亿元，约占当年我国 8%;机械行业是对全国工业发展贡献最大的行业，经济总量占整个装备制造业 2/3 以上。因此机械行业是装备制造业的最重要组成部分，堪称中国工业的“脊梁”。 我国摇臂钻床企业经过多年的努力，不断加大了钻床在国际市 场上的份额。近期，我国的摇臂钻床已经达到供不应求的局面，据了解，我国机床的产销量增速飞快 。 我国摇臂钻床行业要在这样激烈的机床市场上占领市场的一席之地，就必须立足自身的优势，着力发展高档技术，不断创新 。 虽然摇臂钻具有较大的发展前景，但并不能盲目跟风，在不断提升数控技术的同时，要发展出自身的优势。机床企业要针对用户需求，勇于竞标高端装备，以此促进自主创新；要在冷静反思的基础上，控制产能的盲目扩张，强化研发及试验条件建设；把质量、可靠性、精度保持性、功能和附配件完整性等用户关心的指标置于更优先的位置 。 此次设计的 汽车保险杠穿孔器，是摇臂钻床的的一种细分，主要应用于汽车保险杠、石油管道、通信设施、下水管道等一些管道的孔加工。 钻孔工艺是加工孔类的基础部分，只要钻孔工艺的加工精度提高了，在后面的加工工艺过程就会更加简 - 2 - 洁，提高加工效率，节省时间，提高经济效益。 二、课题设计 题的内容 该课题首先介绍目前国内外汽车零件加工专用设备设计的现状进行分析对比，找出汽车保险杠穿孔器设计的最佳方案。并增加自己的创新点，最后提出自己的最优设计方案，主要完成以下的内容。 1、开题报告（包含文献综述），外文资料的翻译（ 2000 字符以 上）； 2、确定穿孔器的原理设计方案，完成原理设计图； 3、完成汽车穿孔器结构设计及有关计算； 4、完成设计图纸（折合 0#图纸） 2 张（包括图纸和 件图一份）； 5、完成设计说明书（至少 8000 字以上）。 题的目的 我国的机床工业是在 1949 年新中国成立后才开始建立起来的。解放前，由于长期的封锁统治和 19 世纪中叶以后帝国主义的侵略和掠夺，我国的工农业生产非常落后，既没有独立的机械制造业，更谈不上机床制造业。至解放前夕，全国只有少数城市的一些规模很小的机械厂，制造少量简单的皮带车间、牛头刨床和砂轮 等； 1949年全国机床产量仅 1000 多台，品种不到 10 个。 解放后，党和人民政府十分重视机床工业的发展。在解放初期的三年经济恢复时期，就把一些原来的机械修配厂改建为专业厂；在随后开始的几个五年计划期间，又陆续扩建、新建了一系列机床厂。经过 50 多年的建设，我国机床工业从无到有，从小到大，现在已经成门类比较齐全，具有一定实力的机床工业体系，能生产 5000多种机床通用品种，数控机床 1500 多种；不仅装备了国内的工业，而且每年还有一定数量的机床出口。 我国机床行业的发展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄， 与世界先进水平相比，还有较大差距。为了适应我国工业、农业、国防和科学技术现代化的需要，为了提高机床产品在国际市场上的竞争能力，必须 加大精力，设计制造出更好的机床。 题的意义 随着经济的快速增长和科学技术的快速发展，机床制造也有了快速增长。但是，机床机械设备的生产能力和水平跟发达国家相比还比较落后。由于机床制造业在我国经济中占有重要地位，对国家经济的发展起着重要作用。因此我国的机械加工行 - 3 - 业也一定要成为世界领先的水平。 研究汽车保险杠穿孔器不仅能提高保险杠穿孔的精度和加工效率，降低工人的的劳动强度，减少 对操作者的人身伤害，避免不必要的事故发生，而且会大大增加对我国保险杠制造行业的发展，为我国汽车制造行业做一份应有的贡献，也可以 给其他 行业献一份力。 三、 课题研究现状 外研究现状 80 年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能知道监控。 国外主要的组合机床生产厂家都有自己的系列化完整的数控组合机床通用部件 ,在组合机 床上不仅一般动力部件应用数控技术 ,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术 ,从而进一步提高了组合机床的工作可靠性和加工精度。广州标致汽车公司由法国雷诺公司购置的缸盖加工生产线 ,就是由三台自动换箱组合机床组成的 ,其全部动作均为数控 ,包括自动上下料的交换工作台、环形主轴箱库、动力部件和夹具的运动 ,其节拍时间为 58 秒。 80 年代以来 ,国外对中大批量生产 ,多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施 ,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的组合机床 ;同时根据加 工中心的发展 ,开发了二坐标、三坐标模块化的加工单元 ,并以此为基础组成了柔性加工自动线 (这种结构的变化 ,既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏 ,又可以使机床配置更加灵活多样。 汽车工业的大发展 ,对自动化制造技术提出了许多新的需求 ,大批量生产的高效率 ,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序 ,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序 ,以及下线后的自动码垛、装箱等。德国大众汽车公司 速箱厂 1987年投入使用的造价 9000万马克的齿轮箱和离合器壳生产线 ,就是这种综合自动化制造系统的典范 。该系统由两条相似对称布置的自动线组成 ,三班制工作 ,每条线日产 2000 件 ,节拍时间为 40 秒。全线由 12 台双面组合机床、 18 台三坐标加工单元、空架机器人、线两端的毛坯库和三坐标测量机组成 ,可实现 3 种零件的加工。空架机器人完成工件下线的码垛装箱工作。随着综合自动化技术的发展 ,出现了一批专门从事装配、试验、检测、清洗等装备的专业生产厂家 ,进一步提高了制造系统的 - 4 - 配套水平。 国外为了减少机床数量 ,节省占地面积 ,对组合机床这种工序集中程度高的产品 ,继续采取各种措施 ,进一步提高工序集中程度。如采用十字滑台、多坐标通用部件 、移动主轴箱、双头镗孔车端面头等组成机床或在夹具部位设置刀库 ,通过换刀加工实现工序集中 ,从而可最大限度地发挥设备的效能 ,获取更好的经济效益。 内研究现状 目前，我国已超越美国、日本、欧洲成为全球最大的工程机械市场，这对投资者来说意味着良好的投资机会。大规模的基础设施建设，国家战略性新兴产业的发展等，都将直接带动工程机械市场继续发展。虽然中国经济的增长速度目前放缓，但仍然是迄今乃至未来 10 年最有增长潜力的国家。十八大的成功召开明确提出了2010 至 2020 年国民生产总值（ 人均收入翻番的目标。中 国经济将迎来新一轮持续增长。中国仍然是全球最大的工程机械市场，未来 5仍处于发展机遇期，我们对中国工程机械行业长期发展充满信心。 “十二五”期间，稳健向上的中国经济将为工程机械行业的发展提供重要而持续的动力，受益于此，加之企业创新能力及综合竞争力的不断提升，我国工程机械行业将继续保持高位运行。根据中 国工程机械行业“十二五”发展规划，到“十二五”期末，我国工程机械行业销售规模将达到 9000 亿元，年平均增长率约为 17%，相比于过去 5 年 平均增速以及过去 10 年 平均增速而言，未来随着行业总体规模的不断增长，增速将逐步回落，行业中长期将进入稳健增长。 当前中国机械工厂中的孔加工，仍普遍采用通用机床加专用工艺装备的生产模式。即仍采用一人、一机、一刀或一套镗模的方式来完成一道工序，而使用的机床设备又存在着严重的四多四少现象，即：低档的多，中高档高柔性的数控机床 (加工中心 ( ;低精 度的多，高精度的少 ;手动的多，自动化的少 ;单工序的多，复合加工的机床少。所以，中国孔加工的工艺水平和工效低，加工精度差，并且缺乏柔性结构。近十几年来，随着中国工厂技术改造的深入和引进先进技术，以及数控机床和加工中心等高效设备应用的增多，在少数大型国有企业中，一些精密机床的加工精度已达到或接近国外先进水平，但从全面来看，工艺水平仍然较低。与先进工业发达国家相比，中国现有的孔加工精度与表面粗糙度要相差 12 级，孔系的相互位置精度相差 23 倍。 随着新材料、新产品的不断出现，摆在我们面前的任务是要解决硬、脆、韧、黏等难加工材料的加工，解决精密、深孔、大孔、小孔、微孔和重型零件的孔加工。 - 5 - 所以，今后孔加工技术应向着可靠性、长寿命和高效率方向去发展。因而，首先要将新一代高性能、高效率、长寿命的刀具材料 (如细晶粒硬质合金、涂层硬质合金、粉末冶金高速钢、陶瓷、聚晶金刚石 晶立方氮化硼 )设法用于各类孔加工刀具上。还应把微电子技术尽快运用到孔加工技术中来，并逐步向 性制造系统 )及设计制造一体化 算机辅助设计 )、 算机辅助制造 )方向发展。目前国内不少工厂已把微处理机用于生产中。此外，也要重 视开展基础理论的研究，加强对大孔、小孔、微孔、精密孔和难加工材料孔加工技术的研究工作，采用新的测试手段，探索规律，不断创新。尤其是要加速对特微孔和超精密孔加工的研究工作，以适应近年来科技进步和生产发展的需要。当前，为了进一步提高孔加工的经济效益，还应组织并大力推广一批生产上行之有效的先进刀具 (如机夹硬质合金可转位刀具、硬质合金单刃镗铰刀、精密金刚石或立方氮化硼铰刀、单管喷吸钻、头等 )和新工艺，如用钻 金刚石或立方氮化硼铰刀替代传统的钻 或扩 )或磨 )或珩磨 )加 工精密阀孔的新工艺。近几年来，工具行业为汽车和摩托车、高速列车、航空航天、风能和模具等行业开发的各种新型孔加工刀具，具有高效和创新工艺的特点，对推动这些行业孔加工技术的进步起到重要作用。 随着家电市场销售量增大，塑料制品增长速度加快，塑料模具制造业蓬勃发展，钻床为了满足模具上的水孔、射销孔等孔系的深孔加工。由过去的单一坐标轴的深孔钻床加工发展到需要加工坐标孔系的多孔加工而开发的三坐标数控深孔钻床近些年来发展很快。为了满足模具制造业发展的需要，又开发了除了钻削深孔以外，还可以进行铣削、攻丝等多功能的 孔钻铣中心和三坐标数控 深孔钻床。目前世界钻床的技术水平，是从生产促进数控钻床单机为主流。在今后 20 年内的发展，也仍将是这个主题。在进一步提高精度、效率、自动化、智能化、网络化的基础上，逐步向加工单元和尖端柔性制造系统过渡，高速化、高精度化、高可靠性、复合化、智能化、柔性化、集成化和开放性是当今数控机床行业的主要发展方向。 四、课题设计方案 计方案选型与分析 这次设计提出两个方案，第一：对所选用的钻床加上一个齿轮变速箱，对齿轮的定位、夹紧进行设计，另外还应对工件的 定位夹紧还有刀具选用进行设计。另一个方案，对选用的钻床加一个皮带轮变速箱，对皮带和皮带轮定位，夹紧进行设计， - 6 - 另外应对工件的定位夹紧进行设计 ，还有对刀具选用进行设计验算 。对于第一个方案，增加齿轮变速箱将是亮点，实现穿孔器多档变速，满足对不同管道的加工，让加工时间更省。对于第二方案，其优点是设计简单，增加皮带轮就是，但使用时变速不方便。 案的确定 根据以上分析，优先采用的是第一种方案，当计算到齿轮变速设计不足时，可以采用第二种方案，如果最终采用第二种方案也不会影响到前面的设计，因此，实际的方案选用要到对 比钻削力大小与所选用钻床功率时才能确定。 案的特点及创新 该方案的特点在于其灵活性，当遇到有可能出现的问题时，可以选用另一个方案且对于前面的设计成果不造成影响。另外，对普通钻床增加变速箱，成变速钻床的做法可以使通用机床与专用机床互相转换，当这一批的工件完成后可以将刀具进行拆卸，使其变回通用机床。 五、预期结果 针对式设计的汽车箱体专用多头钻床，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；而且多轴钻床操纵方便、省力、容易掌握，不易发生操作错误和故障，不仅能减轻工人的劳动强度，保证工人和钻 床的安全，还能提高钻床的生产率，缩短加工时间。 六、设计主要步骤 第 1 章 保险杠穿孔器 的总体设计 孔器 的方案设计 定方案阶段 术设计阶段 作设计阶段 件分析 速箱箱体的功用及特点 工阶段的划分 第 2 章 穿孔器 零部件 座 作台 - 7 - 柱 位夹紧机构 轴箱 具及导向装置 第 3 章 齿轮传动箱的设计 计前的准备 数和尺寸参数 动系统的设计 与计算 第 4 章 夹具的设计 孔器 夹具的结构及作用 具的结构分析 具的功能作用 具的条件、原则及要求 作条件 紧力作用点的选择原则 紧机构在工况下的要求 孔器 夹具的设计 位元件的设计 紧元件的设计 第五章 刀具的选用 具的适用范围 具的参数 具的选用 七、进度计划 序号 任务名称 开始时间 结束时间 1 选题 2012012 查阅中、外文献资料，外文资料翻译，确定系统设计方案（论文提纲） 2012012 开题 2012012- 8 - 4 进行毕业设计（研究论证） 2012013 上交毕业设计（论文）初稿材料 2013013 中期检查 2013013 上交毕业设计正稿打印版及电子材料，毕业设计及设计说明书光盘，完成毕业答辩 013013 毕业答辩 2013013、 参考文献 1 夏广岚 主编，金属切削机床，北京大学出版社 2 闻邦椿 主编，机械设计手册，机械工业出版社 3 蒋建强、张义平 主编，机械设计基础，北京师范大学出版社 4 杨雪宝 主编，机械制造装备与设计，西北大学出版社 5 王凡 宋建新 主编，实用机械制造工艺设计手册，机械工业出版社 6 王先逵主编，机械加工工艺手册（钻削、扩削、铰削加工），机械工业出版社 7 吕庸厚 沈爱红 编著 组合机构设计与应用创新，机械工业出版社 指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日 - 9 - 教研室审核意见： 教研室主任签名： 年 月 日 备注：本开题报告须装入学生的毕业设计（论文）档案袋存档。 I 广东技术师范学院 天河学院 毕业设计 (论文 ) 汽车保险杠穿孔器设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 摘 要 此次设计的汽车保险杠穿孔器，是摇臂钻床的的一种细分，主要应用于汽车保险杠、石油管道、通信设施、下水管道等一些管道的孔加工。钻孔工艺是加工孔类的基础部分，只要钻孔工艺的加工精度提高了，在后面的加工工艺过程就会更加简洁，提高加工效率，节省时间，提高经济效益。 关键词： 汽车保险杠 ， 穿孔器 ， 钻孔工艺 he of of is a of is of as as of be 录 摘 要 . . 录 . 1 章 绪论 . 1 孔器发展 . 1 孔器意义 . 1 孔器 总体设计方案 . 2 第 2 章 穿孔器总体设计 . 3 床方案的制定 . 3 定工艺方案 . 3 定机床的配置形式和结构方案 . 3 定切削用量及选择刀具 . 4 定工序间余量 . 4 择切削用量 . 4 定切削力、切削扭矩、切削功率 . 5 择刀具结构 . 6 工图 . 6 第 3 章 传动结构设计 . 9 本传动数据计算 . 9 传动设计 . 10 轮传动设计 . 12 轴的校核 . 19 键的校核 . 27 承的校核 . 29 第 4 章 机构其他各零件设计 . 31 条和齿轮设计计算 . 31 珠丝杠副的设计 . 33 V 珠丝杠的特点 . 35 珠丝杠副结构 . 36 珠丝杠副的种类 . 36 珠丝杠副精度 . 37 珠丝杠副性能 . 37 珠丝杠副设计与计算 . 39 动进给摇杆的设计 . 42 总 结 . 43 参考文献 . 44 致 谢 . 45 1 第 1 章 绪论 孔器发展 中国在发展，中国的机械设备也在不断的发展， 2015 年中国工程机械业将迎来 9000亿元市场容量，不仅给中国机械制造行业的带来巨大发展空间，同时也聚焦了国际的机械巨头的目光，使国外企业不断进驻中国市场，国内的机械企业在发展国内市场的前提下也不断的拓 展国外市场，坚持“走出去”的策略，将中国机械设备国际化。 我国已成为世界工程机械第一产销大国，中国制造的工程机械走向了世界各地。 10年来，我国工程机械行业在发展方式转变、经济结构调整方面取得明显成效，综合实力迅速增强，国际竞争力和产业地位大大提升。我国工程机械行业各类产品的技术水平及可靠性大多已达到甚至超过了国际先进水平，在世界工程机械领域有了诸多响当当的中国品牌。我国机械行业门类齐全，规模大， 2009 年整体销售收入接近 9 万亿元，仅次于日本居世界第二位，占到全球机械销售额的 15%左右 ;出口额达到 2,425 亿 美元，跃居世界第四 ;工业增加值超过 2 万亿元，约占当年我国 8%;机械行业是对全国工业发展贡献最大的行业，经济总量占整个装备制造业 2/3 以上。因此机械行业是装备制造业的最重要组成部分，堪称中国工业的“脊梁”。 我国摇臂钻床企业经过多年的努力，不断加大了钻床在国际市场上的份额。近期，我国的摇臂钻床已经达到供不应求的局面，据了解，我国机床的产销量增速飞快。我国摇臂钻床行业要在这样激烈的机床市场上占领市场的一席之地，就必须立足自身的优势，着力发展高档技术，不断创新。虽然摇臂钻具有较大的发展前景，但并不能盲目跟风，在不断提升数控技术的同时，要发展出自身的优势。机床企业要针对用户需求，勇于竞标高端装备，以此促进自主创新；要在冷静反思的基础上，控制产能的盲目扩张，强化研发及试验条件建设；把质量、可靠性、精度保持性、功能和附配件完整性等用户关心的指标置于更优先的位置。 孔器意义 此次设计的汽车保险杠穿孔器，是摇臂钻床的的一种细分，主要应用于汽车保险杠、石油管道、通信设施、下水管道等一些管道的孔加工。钻孔工艺是加工孔类的基础部分，只要钻孔工艺的加工精度提高了，在后面的加工工艺过程就会更加简洁，提高加工效率， 2 节省时 间，提高经济效益。 孔器 总体设计方案 这次设计提出两个方案，第一：对所选用的钻床加上一个齿轮变速箱，对齿轮的定位、夹紧进行设计，另外还应对工件的定位夹紧还有刀具选用进行设计。另一个方案，对选用的钻床加一个皮带轮变速箱，对皮带和皮带轮定位，夹紧进行设计，另外应对工件的定位夹紧进行设计 ，还有对刀具选用进行设计验算 。对于第一个方案，增加齿轮变速箱将是亮点，实现穿孔器多档变速，满足对不同管道的加工，让加工时间更省。对于第二方案，其优点是设计简单，增加皮带轮就是，但使用时变速不方便。 根据以上分析，优先采用的是第一种方案，当计算到齿轮变速设计不足时，可以采用第二种方案，如果最终采用第二种方案也不会影响到前面的设计，因此，实际的方案选用要到对比钻削力大小与所选用钻床功率时才能确定。 3 第 2 章 穿孔器 总体设计 床方案的制定 定工艺方案 零件加工工艺将决定机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场所采用的环境和条件等等。并收集国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。 (1) 加工孔的主要技术要求。 假设 孔 直径 为 20件材料为 求生产纲领为（考虑废品及备品率）年产量 2万件 ，单班制生产 (2) 工艺分析 加工该孔时，孔的位置度公差为 根据机床 的工艺方法及能达到的精度，可采用如下的加工方案： 一次性加工通孔，孔径为 20 (3) 定位基准及夹紧点的选择 加工此零件上的孔， 以上表面限制三个自由度和右端面限制 三 个自由度， 位于中间的 孔通过螺杆 起到了很好的 夹紧 作用。 在保证加工精度的情况下，提高生产效率减轻工人劳动量，由于工件是大批量生产，因此在设计时就认为是人工夹紧。 定机床的配置形式和结构方案 (1)被加工零件的加工精度 被加工零件需要在机床上完 成的加工工序及应保证的加工精度，是制造机床方案的主要依据。 方槽轮幅式底板 钻 孔的精度要求较 高，可采用钻孔机床。为了加工出表面粗糙度为 取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等措施就可以了。为此，机床通常采用尾置式齿轮动力装置，进给采用液压系统，被加工零件图如图 4 (2) 被加工零件的特点 这主要指零件的材料、硬度加工部位的结构形状，工件刚度定位基准面的特点，它们对机床工艺方案制度有着重要的影响。此 方槽轮幅式底板 的材料是 度241、孔的直径为 20用多孔同步加工，零件的刚度足够，工件受力不大，振动，及发热变形对工件影响可以不计。 一般来说，孔中心线与定位基准面平行且需由一面或几面加工的箱体宜用卧式机床，立式机床适宜加工定 位 基准面是水平的且被加工孔与基准面垂直的工件，而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件 。对大型箱体件采用单工位机床加工较适宜，而中小型零件则多采用多工位机床加工。 此零件的加工特点是中心线与定位基准平面是 垂直 的，并且定位基准面是 水平 的，工件较小，其孔分布较密集， 多轴箱体积较大， 一次 钻孔，选择立式钻床。 (3) 零件的生 产批量 零件的生产批量是决定采用单工位、多工位、自动线或按中小批量生产特点设计机床的重要因素。按设计要求生产纲领为年生产量为 2万件，从工件外形及轮廓尺寸，为了减少加工时间，采用多轴头，为了减少机床台数，此工序尽量在一台机床上完成，以提高利用率。 (4) 机床使用条件 根据使用机床对车间布置情况、工序间的联系、技术能力和自然条件等的要求来选择适合 的机床。 综合以上所述：通过对 方槽轮幅式底板 零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求、定位、夹紧方式、工艺方法 ，并定出影响机床的总体布局和技术性能等方 面的考虑， 最终决定设计四轴头多工位同步钻床。 定切削用量及选择刀具 定工序间余量 为使加工过程顺利进行并稳定的保证加工精度，必须合理地确定工序余量。生产中常用查表给出的机床对孔加工的工序余量，以消除转、定位误差的影响。 20径上工序间余量均为 择切削用量 确定了在机床上完成的工艺内容了，就可以着手选择切削用量了。因为所设计的机 5 床为多轴同步加工在大多数情况下，所选切削用量，根据经验比一般通用机床单刀加工低 30%左右多轴主轴箱上所有刀具共用 一个进给系统，通常为标准动力滑台，工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量（ mm/是适合有刀具的平均值。 因此，同一主轴箱上的刀具主轴可设计成同转速和 同的每转 进给量（ mm/r）与其适应。 以满足 直径的加需要，即： 1 1 2 2 . f n f n f v f 中： 各主轴转速（ r/ 12, , . if f f 各主轴进给量（ mm/r） 动力滑台每分钟进给量（ mm/ 由于 方槽轮幅式底板 钻孔的加工精度、工件材料、工作条件、技术要求等，按照经济地选择满足加工 要求的原则，采用查表的方法查得： 孔钻头直径 D=20， D=24给量 f=r、切削速度 v=18m/ 确定切削力、切削扭矩、切削功率 根据选定的切削用量（主要指切削速度 v 及进给量 f）确定切削力，作为选择动力部件（滑台）；确定切削扭矩，用以确定主轴及其它传动件（齿轮，传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电动（一般指动力箱）功率，通过查表计算如下： 切削力： F =26D 2624 =削扭矩： T =10 10 =12979N削功率： P = / 9740 997918/(97404) =中 ： 布氏硬度 F 切削力 （ N） D 钻头直径 （ f 每转进给量 （ mm/r） T 切削扭矩 (N 6 V 切削速度 （ m/ P 切削功率 (择刀具结构 方槽轮幅式底板 的布氏硬度在 径 D 为 20 24具的材料选择高速钢钻 头（ 为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单，选择标准 20麻花钻。孔加工刀具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有 30 50便排出切屑和刀具磨损后有一定的向前的调整量。 工图 1、加工示意图的作用和内容 加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等，是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据，是整台机床布局形式的原始要求， 也是调整机床和刀具所必需的重要文件。图 槽轮幅式底板 钻孔的加工示意图 在图上应标注的内容： （ 1）机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。 （ 2）工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间的距离等。 （ 3）主轴的结构类型，尺寸及外伸长度；刀具类型，数量和结构尺寸、接杆、导向装置的结构尺寸；刀具与导向置的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式，刀具应按加工终了位置绘制。 2、绘制加工示意图之前的有关计算 （ 1）刀具的选择 刀具选择考虑加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生产率要求等因素。刀具的选择前 已述及，此处就不在追述了。 （ 2）导向套的选择 在机床上加工孔，除用刚性主轴的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取决于夹具导向。因此正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸、精度，是设计机床的重要内容，也是绘制加工示意图时必须解决的内容。 1）选择导向类型 根据刀具导向部分直径和刀具导向的线速度 v=18m/选择 7 固定式导向。 2）导向套的参数 根据刀具的直径选择固定导向装置 固定导向装置的标准尺寸如下表： 表 固定导向装置的标准尺 d 2 l l1 l2 l3 5 24 24 22 30 34 150 40 14 12 17 46 固定装置的配合如下表： 表 固定装置的配合 导向 类别 工艺 方法 D D 具导向 部分外径 固定 导向 钻孔 H7/7/n6 定导向装置的布置如图 示 图 固定导向装置的布置 （ 3）初定主轴类型、尺寸、外伸长度 因为轴的材料为 40切弹性模量 G=性主轴取 1 4（ 0） m,所以 根据刚性条件计算主轴的 直径为： d 中： d 轴直径（ （ T 轴所承受的转矩（ N B 系数 8 本设计中主轴直径 d=25轴外伸长度为： L=115D/ 1d 为 40/28。 （ 4）选择刀具接杆 由以上可知，多轴箱各主轴的外伸长度为一定值，而刀具的长度也是一定 值，因此，为保证多轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，就需要在主轴与刀具之间设置可调环节，这个可调节在机床上是通过可调整的刀具接杆来解决的 ,连接杆如图 示， 图 可调连接杆 连接杆上的尺寸 配合，因此，根据接杆直径 表 可调接杆的尺寸 d D1(d2 l1 l2 母 厚度 28 2 莫氏 1号 6 145 51 42 50 12 （ 5）确定加工示意图的联系 尺寸 从保证加工终了时主轴箱端面到工件端面间距离最小来确定全部联系尺寸，加工示意图联系尺寸的标注如图 示。其中最重要的联系尺寸即工件端面到多轴箱端面之间的距离（图中的尺寸 321,它等于刀具悬伸长度、螺母厚度、主轴外伸长度与接杆伸出长度（可调）之和，再减去加工孔深度和切出值。 （ 6）工作进给长度的确定 如图 作进给长度工 与刀具切入长度 1L 和切出长度 2L 之和。切入长应 1L 应根据工件端面误差情况在 5 10间选择，误差大时取大值，因此取 1L =8切出长度 2L =1/3d+(3 8)= 131 12 所以工L=8+12+12=32 9 （ 7）快进长度的确定 考虑 实际加工情况，在未加工之前，保证工件表面与刀尖之间有足够的工作空间，也就是快速退回行程须保证所有刀具均退至夹具导套内而不影响工件装卸。这里取快速退回行程为 120退长度等于快速引进与工作工进之和， 因此快进长度 1205第 3 章 传动结构设计 本传动数据计算 配传动比 电动机型号为 Y，满载转速为 960 r/ a) 总传动比 6415960 分配传动装置的传动比 10 上式中 别为带传动与减速器（两级齿轮减速）的传动比，为使 V 带传动的外廓尺寸不致过大，同时使减速器的传动比圆整以便更方便的获得圆整地齿数。初步取 2，则减速器的传动比为 3226401 分配减速器的各级传动比 按展开式布置，查阅有关标准，取 。（注以下有 替 算机构各轴的运动及动力参数 a) 各轴的转速 10 轴 m in/ m 轴 m in/ 轴 m in/ 各轴的输入功率 轴 2011 轴 轴 各轴的输入转矩 电动机输出转矩 轴 d 轴 轴 8 023223 传动设计 设计可知： V 带传动的功率为 带轮的转速为 960r/带轮的转速为 480r/ 查表可知 工况系数取 据以上数值及小带轮的转速查相应得图表选取 A 型 V 带。 轮基准直径：查阅相关手册选取小带轮基准直径为 00大带轮基准直 径为 100=200 带速的确定： s/ 心矩、带长及包角的确定。由式 0.7(d1+用 预紧方式采用双螺母螺纹预紧形式 . 滚珠丝杠螺母副的几何参数的计算如下表 名称 计算公式 结果 公称直径0d 20距 t 触角 045 钢球直径 纹滚 道法向半径 R 心距 e ( 2 ) s i d 纹升角 0d 0433 螺杆外径 d 0 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) bd d d 41 螺杆内径1d e R 杆接触直径2c o d d 母螺纹外径 D 0 22D d e R 母内径（外循环）1 0 . 2 0 . 2 5 5 ) bD d d 2） 传动效率计算 丝杠螺母副的传动效率为：)( tg =10 ，为摩擦角； 为丝杠螺旋升角。 00 4 3 3() ( 4 3 3 1 0 ) 0 . 9 6t （