摘 要
随着先进制造技术的发展和进步，数控加工已成为机加工过程中的一种主流技术。这一技术的运用提高了机加工过程中工作效率和加工精度。数控多工位钻床就是提高钻削加工精度和效率的一种很好的机加工工具。数控多工位钻床的设计，采用了普通车床设计的步骤和方法，综合考虑数控机床的特点。从切削力入手确定主轴及电机，到整个机床的结构设计和机床的控制，最后到对机床初始化程序设计。本设计是基于多轴加工的普通钻床改造。为了实现复合工位的加工，现需要对普通钻床进行多轴头的设计。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： 复合工位；多轴钻床；生产效率；多轴箱
Abstract
With the manufacturing development, numerical control manufacturing has become one of the major advanced technologies. efficiency and accuracy has been improved in application of the technology. Numerical control auto-drilling machine is a kind of the new machine tools that can improve the machining accuracy and efficiency. The paner has designed for Numerical control auto-drilling machine, using design method of the ordinary lathe, and considering the characteristic of the numerical control machine tools synthetically. cutting force has been calculated, the structural and the control system has been designed. Finally, the software routine has been explored.This paner has finished completed a investigation of internal and external of current situation for numerical control multistage-drilling machine, and compared it, put forward a feasible scheme; completed the mechanical structural design an calculated and designed the electric control system, and finished the software and hardware of the control system tentatively.The design is based on the multi-axis machining of common drilling machine. To accomplish the manufacture of multi-hole, redesigned the drive mechanism of the ordinary drill press. Mono-spindle be changed into a multiple spindle. It will improve its productive efficiency, shorten its processing time if assembled a multiple spindle case on. That so calls a multiple drill. Hereby, the keystone of this design paper is how to design a multiple spindle heads. The design subjects include the selection and distribution of gear wheel, the design of spindle, and the guiding equipment and selection of the multiple spindle heads, etc.
Key words: multi-position manufacture; multiple drill press; productive efficiency; multiple spindle heads
目 录
摘 要 III
Abstract IV
目 录 V
1 绪论 1
1.1本课题的研究内容和意义 1
1.2国内外的发展概况 2
1.2.1多轴头 2
1.2.2 多轴箱 2
1.2.3多轴钻床 3
1.2.4 自动更换主轴箱机床 3
1.2.5多轴加工趋势 3
1.3本课题应达到的要求 4
2 单工位钻床改为多工位钻床 5
2.1设计任务 5
2.2 普通立式钻床的选型 5
2.2.1 计算所需电机功率 5
2.2.2 立式钻床的确定 6
3 主传动齿轮传动箱的设计 7
3.1 设计前的准备 7
3.2 传动系统的设计与计算 7
4 多轴箱的结构与零部件的设计 13
4.1箱盖、箱体和中间板结构 13
4.2多轴箱轴的设计 13
5 导向装置的设计 28
5.1导向装置组成 28
5.2导向装置选择与设计 28
6 接杆刀具 30
7 结论与展望 31
7.1 结论 31
7.2 不足之处及未来展望 31
致 谢 32
参考文献 33
1 绪论
1.1本课题的研究内容和意义
毕业设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。专用机床的结构设计和改进是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，合理的专用机床是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。
本课题为基于复合工位加工机床结构设计，由于零件的生产纲领为大批大量生产，故将涉及大批量加工的工艺规程设计、专用机床和专用夹具设计等，尤其随着工业的发展，大型复杂的多轴、多工位加工更是引人注目。结合多轴、多工位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。完成该课题是对我们大学期间所学知识进行一次全面的专业训练，可以培养我们掌握如何运用过去所学知识去解决生产中实际问题的方法，增强从事本专业实际工作所必需的基本能力和开发研究能力，可以提高我们的专业素质，为今后走上工作岗位打下一个良好的基础，因而，其对我们实践能力的提高和进行企业专用机床的技术改造均具有十分重要的意义。
组合机床上的通用部件和标准零件约点全部机床零部件总量的70％--80％，因此设计和制造周期短，经济效益好。由于组合机床目的通用部件和标准零件自动化程度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定劳动强度低。组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂家成批生产，它与一般专用机床比较，其结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。组合机床加工工件，由于采用专用夹具组合刀具和导向装置等，产品加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。当机床被加工的产品更新时，专用机床的大部件要报废。组合机床的通用部件是根据国家标准设计的，并等效于国际标准，因此，其通用部件可以重复使用。不必加行设计和制造。组合机床易于联成结合机床自动线，以适应大规模和自动化生产需要。
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。
专用机床总体设计----三图一卡①“被加工零件工序图”--它是组合机床的设计的主要依据，它是制造使用，检修和调整机床的重要技术条件②绘制加工示意图--它是刀具夹具，多轴箱，液压电器装置设计及通用部件选择主要原始资料，它是调整机床，刀具及试车依据。③绘制联系和运动关系及检验机床各部件相对位置及联系--是满足加工要求、进一步开展主轴箱及夹具等专用部件和零件设计的主要依据。④相对生产率计算卡--它用来反映机床的加工过程，完成这一动作所需要的时间，切削用量，机床生产率及机床负荷率。
专用机床主轴箱设计，按专用要求进行设计，由通用零件组成，其主要作用是根据被加工零件的要求，安排各主轴位置并将动力和运动由电机或动力部件传给各主轴，使之得到要求的转速，机床主轴箱选用400*400，中间传动轴带动主轴传动。
专用机床设计是按系列化标准化设计的由大量的通用部件和少量的专用部件组合的工序集中的高效率专用机床。它能对工件进行多刀，多轴，多面，多工位，同时加工。随着组合机床技术的发展，它以工艺范围日益扩大。
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