钻床的自动化改造及进给系统设计【含PDF图纸+CAD制图+文档】
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钻床
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毕业设计（论文）开题报告（专科2009届）学院（系） 机械工程学院专 业 机械设计制造及其自动化题 目 钻床的自动化改造及进给系统设计 学生姓名 何峰雷 学号 0601010309 指导教师 职称 2009年 2月 17 日 毕业设计（论文）开题报告一、结合课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写15002000字左右的文献综述。、概述 在现找机械制造工业中，加工机器零件的方法有很多种，如铸造、锻造、焊接、切削加工和各种特种加工等。其中切削加工所担负的工作量约占总制造工作量40%60%。而在这其中钻床所占的比例也已经达到了11.2%，从而可以看出钻床在机械制造工业中起着非常重要的作用。1钻床是孔加工用机床，主要是用来加工外形较复杂，没有对称回转轴线的工件上的孔。钻床的工作特点是，工作时工件固定不动，刀具做旋转主运动，同时沿主轴方向移动而作进给运动。主要用于钻孔，也可用于扩孔、铰孔、刮平面以及攻螺纹等。 钻床可分为立式钻床、台式钻床、摇臂钻床和深孔钻床等。我们结合课题任务书中的要求与设计任务，下面着重对台式钻床作下简要的说明及介绍。台式钻床是钻床中结构最简单的一种，主要由工作台、主轴、主轴箱、立柱、底座、皮带轮和电动机等组成。用于加工工件上直径小于12mm的小孔，加工孔时工件装夹在工作台上或虎钳及夹具中，钻头由安装在主轴上的钻夹头夹紧，由电动机经皮带轮带动旋转。立式钻床是用与加工中小型工件上中 小孔的主要设备。主要由底座、立柱、主轴变速箱、电动机、主轴、进给变速箱及工作台等组成。主轴变速箱和进给变速箱是由电动机经皮带轮传动的，钻头向工件的进给运动，有机动和手动两种装置。加工孔时，工件装夹与工作台上或虎钳及夹具中，主轴带动钻头边旋转，边下降进行加工。摇臂钻床用于加工笨重工件或多孔工件上的中小型孔，主要由底座、立柱、摇臂、主轴箱、主轴工作台等组成。摇臂钻床等工作时，摇臂可绕立柱旋转，主轴箱可在摇臂上做径向移动。这样可使钻头对准每一个加工孔的轴线，以便进行孔加工，使用较灵活。一般工件钻孔时常将工件装夹在工作台上。大型工件加工时，可将工件装夹在钻床底座上。根据工件高度的不同，在松开锁紧装置后，摇臂可沿立柱做上、下移动，使轴箱及钻头处于恰当的高度位置。摇臂钻床一般配置在机械产品单件、小批量生产车间、产品装配车间及机械修理车间等场合。另外，传统的钻床主轴进给系统主要由主轴、主轴套筒、主轴套筒镶套、齿轮齿条和轴承等组成。主轴在加工时即要作旋转运动，也要作轴向的进给运动。机床主轴被装置在主轴套筒内，套筒放置在主轴箱体孔的镶套内，主轴上侧由花键连接。机床加工时，旋转运动由花键传入，而进给运动则由齿轮通过齿条带动套筒在镶套内运动。主轴的轴向力及重量由安装在主轴上的上下两个推力轴承承受，而径向力由安装在主轴上深沟球轴承承受。、 优缺点的论述从钻床在机械切削工作中的重要地位，以及其长时间普遍应用的性能，我们不难发现作为传统的孔类加工机床，传统的钻床有着其本身的优点和缺点：优点如下：（1） 较车床、镗床等孔类加工方法方便而多用。（2） 操作流程简单，动作单一化。（3） 加工对象多样化。（4） 结构简单，经过改进可以实现自动化。 另外其本身有着明显的缺点： （1）精度不高，不利于各种工件的精加工。 （2）占用人力较多，操作固定不变易出错。 （3）自动化程度不高.，难以进行大批量的生产。 （4）工作效率低，且工人的工作环境恶劣。结合以上钻床的优缺点，毕业设计老师给我们提出了本课题，即钻床的自动化改造。具体来说就是改进钻床的进给系统、夹紧系统和送料系统，并通过PLC来进行顺序控制，从而实现钻床的自动化。从目前的研究资料和方向来看，这方面的研究还不是很多，因此我们的设计是有重要意义的。针对我们的课题而对钻床进行改造，可以说是专用钻床的设计，它具有一定的针对性，即针对工件的加工要求和工作要素来具体考虑我们的设计。、内容及任务：以上简要叙述了整个课题（即钻床的自动化改造）的基本内容及设计意义。下面针对个人的课题任务书，说明本课题即钻床的自动化改造及进给系统设计的内容及任务。为提高产品质量，提高生产效率，实现自动化和降低劳动强度及工作量，同时结合工厂实际需要和工作设计要求，设计一种自动化专用钻床，实现钻床的全自动作业。具体设计内容及任务如下：（1）专用钻床液压进给系统设计；（2）专用钻床传动机构设计；（3）专用钻床进给控制系统设计；（4）专用钻床的床身结构及整体布局设计。钻床的自动化改造及进给系统设计重点在于钻床液压进给系统设计和专用钻床传动机构设计，钻床液压进给系统设计是利用液压传动来代替人工进给，其设计重点在于液压缸的设计；钻床传动机构设计是针对钻床的主轴传动系统进行设计。 另外钻床进给控制系统设计是对整个传动和进给系统进行控制设计，充分利用机械、液压和电气（PLC）控制元件来完成控制功能；钻床的床身结构及整体布局设计是要针对钻床整体进行结构设计和总休布局，以达到应用水平和外观造型的优化。二、要研究或解决的问题、拟采用的方法或技术路线：要研究或解决的问题：钻床传动机构设计应满足以下要求： 满足传动和切削要求； 满足传动平稳、传递功率要求； 尽可能地使用标准元件。液压进给系统设计应满足以下使用要求：在进给过程中应有快进、功进和快退工作状态；要求液压进给系统工作稳定、噪声低；液压进给系统实现代替手动进给的功能；控制易实现。为达到设计要求，我采用模块化设计路线。把整个钻床的自动化改造及进给系统设计分为传动系统块、进给系统块、控制系统块和整体设计和布局系统块。首先通过对课题任务的分析，根据其要求计算出切削力，再根据所得结果和要求选用电机来设计传动系统，而后设计进给系统、控制系统，最后是整体设计和布局系统的设计及整个钻床的校核。技术路线：任务分析传动系统设计进给系统设计控制系统设计整体布局和结构设计总体校核三、成果预测：（1）通过理论的设计与计算来确定各系统方案；（2）系统总装图及零件图展示各主要零、部件和总体；（3）实验组装后可进行试生产。试生产后可达到的生产效果：（1）能实现自动化连续生产，改善产品加工质量，提高生产效率；（2）降低工人劳动强度和工作量；（3）钻床系统工作平稳，满足工作要求。四、时间进度计划：第一周第五周 （2.284.01）： 实习、调研、查阅文献资料第六周第八周 （4.024.23）： 完成方案设计第九周第十三周 （4.235.28）： 完成设计说明书及施工图设计第十四周第十五周（5.296.10）： 完成毕业论文，进行毕业答辩五、指导教师意见（对课题方案的可行性、深度、广度及工作量的意见）： 指导教师_ 年 月 日六、教
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