【WA52】立式钻削中心的机械结构设计.doc文档

缺点是线速度不能太高，传动也不够平稳。

通常，线速度。

为使主轴运行平稳，可采用斜齿轮。

螺旋倾角般不宜超过，以免引起有太大的轴向分力。

钻销中心具有自动换刀功能，可减少工件在机床上的两次安化程度不高，难以进行大批量生产工作效率低，且工人的工作环境恶劣占用人力较多，操作固定不交易出错精度不高，工件装夹费时加工产品质量不高。

再生产过程中，手动的操作繁琐的装夹大量生产力的投入和单的生产流程导致了钻床加工的自动化程度低生产效率低共作环境恶劣和产品质量不高，因此，我们需要解决的问题在于如何实现钻削加工的自动化减少生产力的投入生产和与其他工艺流程相结合同时也要考虑经济问题。

针对以上传统钻床的不足之处及生产中存在的问题，我们有必要在传统钻床的基础上研究出新型数控钻床立式钻销中心。

通过对传统钻床手动的进给系统夹紧系统及传动系统的创新设计，假如新技术，从而提高产品质量和生产效率，实现自动化，降低劳动强度及工作量。

传统钻床的不足之处及生产中存在的问题，我们有必要在传统钻床的基础上研究出新型数控钻床立式钻销中心钻削加工的自动化减少生产力的投入生产和与其他工艺流程相结合同时也要考虑经济问题。

针对以上部分内容简介的不足之处自动化程度不高，难以进行大批量生产工作效率低，且工人的工作环境恶劣占用人力较多，操作固定不交易出错精度不高，工件装夹费时加工产品质量不高。

再生产过程中，手动的操作繁琐的装夹大量生产力的投入和单的生产流程导致了钻床加工的自动化程度低生产效率低共作环境恶劣和产品质量不高，因此，我们需要解决的问题在于如何实现钻削加工的自动化减少生产力的投入生产和与其他工艺流程相结合同时也要考虑经济问题。

针对以上传统钻床的不足之处及生产中存在的问题，我们有必要在传统钻床的基础上研究出新型数控钻床立式钻销中心。

通过对传统钻床手动的进给系统夹紧系统及传动系统的创新设计，假如新技术，从而提高产品质量和生产效率，实现自动化，降低劳动强度及工作量。

钻销中心具有自动换刀功能，可减少工件在机床上的两次安装，提高加工精度，稳定产品质量，减轻操作者的劳动强度，提高生产率，降低生产成本。

钻销中心适用于机械制造各行业中的中小型零件的孔平面加工，并可加工平面凸轮。

二〇二年五月九日星期三第章总体设计方案的确定设计方案本设计从角度入手，主要对主轴系统结构进行设计，通过分析，确定出主轴系统结构包括以下三部分，并对其提出设计方案，方案如下传动系统主轴的调速取消了齿轮变速机构，而是由交流电动机来实现，且主轴与电机轴之间采用带传动。

主轴上的传动件，主要有齿轮和带。

齿轮能够传递较大的转矩，是般机床常用的传动副。

但其线速度不能太高，传动也不够平稳。

对于较高速主轴，用带传动可以使运转平稳。

本次设计采用多楔带传动。

多楔带兼有平带和带的优点柔性好，摩擦力大，能传递的功率大，并解决了多根带长短不使各带受力不均的问题。

多楔带主要用于传递功率较大而结构要求紧凑的场合，传动比可达，带速可达本次设计最高转速为，为较高速的传动，故选择多楔带传动合适。

主轴上的传动件，主要由齿轮和带。

齿轮能传递较大的转矩，是般机床常用的传动副。

缺点是线速度不能太高，传动也不够平稳。

通常，线速度。

为使主轴运行平稳，可采用斜齿轮。

螺旋倾角般不宜超过，以免引起有太大的轴向分力。

主轴上尽量不要有华裔齿轮或其它活装零件如离合器，以免因轴颈与活装零件孔间有间隙而引起震振动。

齿轮与主轴最好用圆锥配合。

较高速的主轴，用带传动可使运转平稳。

在带传动中，常用的有平带传动带传动多楔带传动和同步带传动等。

平带传动结构最简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的情况下应用较多。

常用的平带有帆布芯平带编织平带棉织毛织和缝合棉布带棉纶片复合平带等数种。

其中以帆布芯平带应用最广，它的规格可查阅国家标准或手册。

在般的机械传动中应用最广泛的是带传动。

带的横截面呈等腰梯形，带轮上也做出相应的轮槽。

传动时，槽只和轮槽的两个侧面接触，即以两侧面为工作面。

根据槽面摩擦的原理，在同样的张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力，这是带传动性能上的最主要优点。

再加上带传动允许的传动比较大，结构较紧凑，以及带多以标准化并能大量生产等优点，因而带传动的应用比平带传动广泛的多。

多楔角兼有平带和带的优点柔性好，摩擦力二〇二年五月九日星期三大，能传递的功率大，并解决了多根带长短不而使各带受力不均的问题。

多楔角主要由于传递功率较大而结构要求紧凑的场合，传动比可达，带速可达传动带易拉长和磨损，设计时必须注意能调解中心距磨损后易于更换有可靠的防护装置以及防止与油接触受侵蚀。

当线速度时，可用形带多楔角或同步齿形带时，可用橡胶或皮革平带时，可用丝天然丝涤纶丝织呆由于本设计为较高速主轴，线速度，故选用多楔角运动。

主轴进给系统传统的钻床主轴进给系统主要由主轴主轴套筒主轴套筒箱套齿轮齿条和轴承等组成。

主轴在加工时即要做旋转运动，也要做轴向的进给运动。

机床的主轴被安装在主轴的套筒内，套筒安置在主轴箱体孔的箱套内，主轴上侧由花键连接。

机床加工时，旋转运动由花键传入，而进给运动则有齿轮通过齿条带动套筒在箱套内运动。

本设计中采用了半闭环控制系统，半闭环系统的精度比闭环系统的精度略低，但是其结构简单而且调整方便。

夹紧系统传统钻床的夹紧主要是手工操作，由夹具夹紧工件。

为了便于实现自动化控制，主轴内部刀具的自动加紧，则采用了碟形弹簧与气压传动技术。

方案的可行性分析钻销中心的设计特点采用本文提出的设计方案，所设计出的钻销中心具有如下特点自动化程度较高钻销中心不仅具有般数控钻床的自动加工功能，而且装有转塔式刀库，可以自动更换刀具，进行多工序加工。

由于采用了半闭环连续轮廓控制的数控系统，可进行轮廓控制的铣削工序。

当配有工业机器人时，尚可自动装卸工件，实现无人化生产。

加工效率高为了适应各种材料各种尺寸的零件加工，采用了宽调速电机，使主轴调速范围宽，最高转速可达。

适合进行高速切削，以减少加工时的切削时间。

机床快速定位速度也较高，工作台向和向快速进给速度可达主轴箱垂直上下向快速进给速度可达二〇二年给系统设计计算主要参数的设定向工作行程工作进给速度快速进给速度为最大钻孔直径切削力的估算查数控机床机器人机械系统设计指导表，当最大钻孔直径为时，采用高速钢钻头，最大轴向力二〇二年五月九日星期三轴钻削中心具有定的铣削能力，故钻削力的分解可以参照铣削力的分解，查铣工工艺学中级本得纵向切削力切纵横向切削力切横垂直切削力切垂故计算可得滚珠丝杠副设计计算滚珠丝杠导程的确定在本设计中，电机和丝杠直接相连，传动比为，即。

查数控机床机器人机械系统设计指导表，选择电机的最高转速，最大转矩，则丝杠的导程为确定丝杠等效转速最大进给时，丝杠的转速为最慢进给时，丝杠的转速为，则得到丝杠的等效转速估算为确定丝杠的等效负载工作负载是指机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴向压力，它的数二〇二年五月九日星期三值可用进给牵引力的试验公式计算。

选定导轨为滚动导轨，而般情况下，滑动塑料导轨的摩擦系数为，则丝杠所受最大牵引力为式中为主轴箱的重力，估算为颠覆力矩影响系数，计算得而丝杠最小工作负载荷为故其等效负载可按下式计算估算确定丝杠所受最大动载荷式中额定寿命丝杠轴向当量负荷丝杠当量转速，负载性质系数温度系数，可靠性系数硬度系数精度系数，。

二〇二年五月九日星期三代入上式，计算可得查实用机床设计手册表，选用内循环浮动反向器双螺母垫片预紧滚珠丝杠副，型号为，丝杠公称直径，基本导程为，其额定动负荷为，额定静负荷为，列，丝杠螺母副的接触刚度为，丝杠大径为，螺母长度为，取丝杠精度为级。

临界压缩负荷确定丝杠螺纹部分地长度，等于工作台最大行程加上螺母长度加两端余程。

即。

支承跨距应略大于，取。

丝杠全长为。

临界压缩负荷为式中材料的弹性模量，丝杠最小截面惯性矩，最大受压长度，按照结构设计取安全系数最大轴向工作载荷，二〇二年五月九日星期三丝杠支承方式系数，查实用机床设计手册表，可见远远大于，满足要求。

丝杠的校核临界转速的验算式中丝杠最小横截面临界转速计算长度，取安全系数，般取材料密度，丝杠支承方式系数，查实用机床设计手册表，取。

将以上数据代入上式，则本设计丝杠采用端固定，另端游动的支承方式，固定端选用对角接触球轴承，背靠背安装，查实用机床设计手册表可得其参数如表。

表角接触球轴承参数表二〇二年五月九日星期三型号游动端选用深沟球轴承，查实用机床设计手册表可得其参数如表所示。

表深沟球轴承参数表型号扭转刚度校核由机械设计手册得，平移物体转动惯量为丝杠转动惯量丝杠扭转振动的固有频率为显然，丝杠的扭转振动的固有频率远远大于，所以能满足要求。

丝杠压杆稳定性校核二〇二年五月九日星期三细长丝杠在受压缩负荷时，不会发生失稳的最大压缩载荷为临界载荷式中丝杠公称直径，滚珠丝杠钢球直径，丝杠最大受压长度，根据结构分析，丝杠支承方式系数，。

计算得，由于非常大，正常压缩载荷不可能超过，所以丝杠不会发生失稳现象。

选伺服系统和检测装置在本设计中，选定伺服系统为半闭环伺服系统，并选取丝杠精度为级精度。

本设计采用旋转型测量装置脉冲编码器。

伺服电机选择转动惯量计算与加速度计算根据结构图计算各部分折算至丝杠轴的转动惯量，见中的计算结果。

负载及机械