（优秀毕业全套设计）基于多轴加工的普通钻床改造设计（整套下载）

数控八轴落地钻床大型冷凝器的水冷壁管板的孔多达个，它与支撑板联接在起加工。

孔径为毫米，孔深毫米。

采用具有内冷却管道的麻花钻，压力的冷却液可直接进入切削区，有利于排屑。

钻尖磨成供自动定心。

它比普通麻花钻耐用，且进给量大。

为了缩短加工时间，以轴数控落地加工。

多轴加工趋势多轴加工生产效率高，投资少，生产准备周期短，产品改型时设备损失少。

而且随着我国数控技术的发展，多轴加工的范围定会愈来愈广，加工效率也会不断提高。

.本课题应达到的要求通过实际调研和采集相应的设计数据阅读相关资料相结合，在对金属切削加工金属切削机床机械设计与理论及液压与气动传动等相关知识充分掌握后，分析钻削加工的特点，设计多工位加工的多轴钻床，经反复对各方案对比分析，采用以专用机床与专用夹具为主组成生产流水线，提高机械加工效率以节省劳动时间。

通过实验分析多轴加工的特点，改进专用机床的结构设计，并采用动作迅速并安全可靠的机构。

金属切削加工过程中的机床工作台驱动工件夹紧等方面的相关数据，结合液压与气动传动的相关理论知识，完成液压传动方案分析及液压原理图的拟定，设计液压专用夹具的驱动夹紧装置，并进行主要液压元件的设计与选择及传动系统的验算校核等，来达到产品的最优化设计。

针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出套适合于实际的零件加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业夹紧装置的优化设计。

适用厂的复合工位专用加工生产线的优化设计，根据加工对象的具体工艺要求来合理地改进多轴钻床的结构形式，力求在不影响加工的前提下最大限度的提高机械加工效率以节省劳动时间，并降低工人的劳动强度和企业的生产成本。

单工位钻床改为多工位钻床.设计任务在批铸铁连接件上，其同个表面上有多个孔需要进行加工。

在普通立式钻床上进行孔系的加工，通常是个孔个孔的钻削，生产效率低，用非标设备，即组合机床加工，生产效率高，但设备投资大。

但把批普通立式普通单轴钻床改造为立式多轴钻床，改造后的多轴钻床，可以同时完成多个孔的钻扩铰等工序。

设计程序介绍如下.普通立式钻床的选型计算所需电机功率待加工的零件图如图.所示图.为工件零件图，其技术要求和生产批量如下材料铸铁料厚硬度年产量万件.尺寸精度。

确定四个孔同时加工时所需的轴向力，根据机械加工工艺手册表.可知式式中切削力系数，查表得.麻花钻钻头直径，单位为，根据已知条件为背吃刀量影响指数，查表得.进给量，单位为，计算得.进给量影响指数，查表得切削速度，单位为，查表得.切削速度影响指数，查表得.则.所需电机功率立式钻床的确定根据上面计算所需电机的功率，现选用立式钻床，其主要技术参数如表所示表立式钻床主要技术参数技术规格型号最大钻孔直径主轴端面至工作台距离主轴端面至底面距离主轴中心至导轨距离主轴行距主轴孔莫氏解锥度号主轴最大扭转力矩‧.主轴进给力主轴速转主轴箱行程进给量工作台行程工作台工作面积主电动机功率.主传动齿轮传动箱的设计.设计前的准备大致了解工件上被加工孔为个的孔。

毛坯种类为灰铸铁的铸件，由于石墨的润滑及割裂作用，使灰铸铁很易切削加工，屑片易断，刀具磨损少，故可选用硬质合金锥柄麻花钻。

切削用量的确定根据金属切削加工手册表可知切削速度，进给量则切削转速根据机床说明书，取故实际切削速度为确定加工时的单件工时般为，取加工个孔所需时间单件时工时.传动系统的设计与计算根据零件的技术要求及结构特点，主传动的传动方式选定为齿轮传动，齿轮结构的布局初定为外啮合。

齿轮分布方案确定根据零件图的分析，多轴箱齿轮分布初定有以下两种形式，分别如图.和图.所示。

根据通常采用的经济而又有效的传动是用根传动轴带支多根主轴。

因此，本设计中采用了图.所示的齿轮分布方案。

明确主动轴工作轴和惰轮轴的旋转方向，并计算或选定其轴径大小。

因为所选定的立式钻床主轴是左旋，所以工作轴也为左旋，而惰轮轴则为右旋。

根据表确定工作轴直径，其由机械设计表可得表加工孔径与工作轴直径对应表加工孔径工作轴直径因为加工孔径为，所以工作轴直径选。

主动轴和惰轮轴的直径在以后的轴设计中确定。

排出齿轮传动的层次，设计各个齿轮。

本设计的齿轮传动为单层次的齿轮外啮合传动，传动分布图如图.所示。

在设计各个齿轮前首先明确已知条件电机输入功率，齿轮Ⅰ转速，齿轮Ⅲ转速，假设齿轮ⅠⅡⅢ的传动比均为.，即齿轮比.，工作寿命年每年工作天，两班制。

选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数ⓐ选用直齿轮圆柱齿轮传动ⓑ多轴箱为般工作机器，速度不高，故选用级精度Ⓒ材料选择由表文献选择齿轮Ⅰ材料为调质，硬度为，齿轮Ⅱ材料为调质，硬度为，齿轮Ⅲ材料为常化，硬度Ⓓ选齿轮Ⅰ齿数，齿轮Ⅱ齿数，取。

按齿面接触强度设计，由设计计算公式进行试算ⓐ确定公式内的各计算数值试选载荷系数计算齿轮Ⅰ传递的转矩•由表文献选取齿宽系数.由表文献查得材料的弹性影响系数由表文献按齿面硬度查得齿轮Ⅰ的接触疲劳强度极限齿轮Ⅱ的接触疲劳强度极限由表文献计算应力循环次数由表文献查得接触疲劳寿命系数，计算接触疲劳许用应力取失效概率为，安全系数，由式文献得ⓑ计算试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值计算圆周速度计算齿计算齿宽与齿高之比模数齿高计算载荷系数根据.，级精度，由图文献查得动载系数.，直齿轮，假设，由表文献查得由表文献查得使用系数由表文献查得级精度齿轮Ⅰ相对支承非对称布置时，将数据代入后得由，查图文献得，故载荷系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式文献得，计算模数圆整为.按齿根弯曲强度设计由式文献得弯曲强度的设计公式为ⓐ确定公式内的各计算数值由图文献查得齿轮Ⅰ的弯曲疲劳极限齿轮Ⅱ的弯曲疲劳强度极限由图文献查得弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数.，由式文献得计算载荷系数查取齿形系数由表文献查得查取应力校正系数由表文献查得计算齿轮ⅠⅡ的并加以比较齿轮Ⅱ的数值大。

ⓑ设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径即模数与齿数的乘积有关，可取由弯曲强度算得的模数.。

在零件图中可知，主动轴与惰轮轴的中心距为，即齿轮ⅠⅡ完全啮合的中心距，得.，惰轮轴与工作轴的中心距为.，即齿轮Ⅱ与齿轮Ⅲ完全啮合时中心距，即.几何尺寸计算ⓐ计算分度圆直径•••ⓑ计算中心距ⅠⅡ，ⅡⅢ.ⓒ计算齿轮齿宽取验算故合格。

多轴箱的结构与零部件的设计多轴箱的传动方式为外啮合，齿轮传动的排列层次为层。

.箱盖箱体和中间板结构箱体选用长方形箱体，箱盖与之匹配。

箱体材料为，箱盖为。

中间板的作用箱内部分是轴承的支承座，伸出箱外的部分是导向装置中的滑套支承座，为便于设计人员选用，已将中间板规范为和两种厚度的标准，现选用厚的中间板，材料为。

.多轴箱轴的设计主动轴的设计轴材料的选择表文献轴材料选用钢，调质处理。

轴径的确定根据公式文献式中，查表文献，取.，取轴结构设计初步拟定主动轴的结构如图.所示。

ⓐ选择滚动轴承因为轴承同时受有径向载荷及轴向载荷，故前后端均选用单列向心球轴承，由表文献，选用轴承。

ⓑ轴上各段直径，长度如图.所示。

ⓒ键的确定因为齿轮宽为，所以选用平键，表文献ⓓ确定轴上圆角和倒角尺寸参考表文献，取轴端倒角，各轴肩的圆角半径为ⓔ按弯扭合成校核轴的强度作出轴的计算简图，如图.所示。

轴上扭转力矩为.•圆周力为径向力为.根据轴的计算简图，分别作出轴的扭矩图垂直图的弯矩图和水平平面内的弯矩图，如图.所示。

从图中可知，截面为危险截面，在截面上，扭矩和合成弯矩分别为.•.•轴材料选用钢许用应力文献，为许用应力安全系数，取.，则按第三强度理论进行强度校核公式为轴的抗弯截面系数，表文献•故安全。

截面右侧面校核抗弯截面系数为抗扭截面系数为弯矩及弯曲应力为.•.扭矩及扭转应力为•.截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按附表查取文献，因.，.，经插值后可查得，又由附图文献可得轴肩材料的敏性系数为，故有效应力集中系数按式附文献为由附图文献得尺寸系数由附图文献得扭转尺寸系数轴按磨削加工，由附图文献得表面质量系数为.轴未经表面强化处理，即，则按式及文献，得综合系数值为计算安全系数故该轴在截面右侧面是安全的，又因为轴无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。

ⓖ轴承的校核机床般传动轴的滚动轴承失效形式，主要是疲劳破坏，故应进行疲劳寿命计算。

滚动轴承疲劳寿命计算公式文献式中，表.文献因为所受的轴向力太小，所以忽略不计，所受径向力表.文献表文献轴承安全。

惰轴的设计轴材料的选择表文献轴材料选用钢，调质处理。

轴径的确定根据公式文献，取轴的结构设计根据多轴箱结构可以初步拟定惰轮轴结构，其结构如图.所示。

ⓐ选择滚动轴承因为轴承同时受有径向载荷及轴向载荷，选用单列向心球轴承，由表文献，选用轴承。

ⓑ轴上各段直径，长度如图所示。