（毕业设计全套）轮辐专用六轴钻床设计（打包下载）

.加紧装置将工件加紧，以保证在加工时保持所限制的自由度。

.导向元件和对刀装置用来保证刀具相对于夹具的位置。

本设计为扩铰孔，需要夹具具有导向作用。

.连接元件是用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置。

对于钻床夹具，由于孔加工刀具加工时只是沿轴向进给就可完成，用导向元件就可以保证相对位置，因此在将夹具安装在工作台上时，用导向元件直接对刀具进行定位，不必再用连接元件定位了，所以般钻床夹具没有连接元件。

二．夹紧机构的功能.保证加工精度.提高生产率.扩大机床的使用范围.减轻工人的劳动强度，保证生产安全。

三．加紧机构应满足的要求.保证加工精度.夹具的总体方案应与年生产纲领相适应.安全，方便，减轻劳动强度.排屑顺畅.机床夹具应有良好的强度，刚度和结构工艺性。

四．机构的夹紧过程消除间隙阶段从原动操作部分开始动作起，到各传动构件之间，以及夹紧元件与被夹紧部件之间完全消除间隙，开始接触为止加力与变形阶段夹紧元件被夹紧部位的压力从零开始逐渐增加，同时各传动轴构件也由于受力而发生弹性变形，直到夹紧元件对被夹紧部位的夹紧力达到预定值为止。

二．夹紧机构的设计设计机床的加紧机构前，应明确该部件的工作条件.作用于部件上切削力的大小，方向和作用点的坐标位置.部件的支承情况，即有关导轨以及部件与导轨接触处的各项几何尺寸.部件的重量以及重心的坐标位置。

以上工作条件，本设计在机床总体设计与布局情况下已求得，现选择夹紧力作用点，夹紧力作用点选择的原则为.尽可能以最小夹紧力取得防止机床部件滑移，颠覆和回转的最大效果.夹紧点布置在被夹紧零部件上刚度较大的部位，减少夹紧力引起的变形.尽量减少夹紧机构在夹紧松开机床部件时的位移，保证定位精度。

本设计夹紧点选在六个圆周孔的外边缘位置。

此处离要加工孔的位置较近，可以用较小的夹紧力达到预期的夹紧效果，且此处刚度较大，受夹紧力所产生的变形较小。

夹具的结构如下图第三章支承件的设计第节概述．支承件的功能机床的支承件是指床身，立柱，横梁，底座等。

它们相互固定联接成机床的基础和框架。

这些件般都比较大，所以也成为“大件”。

机床上其他零部件可以固定在支承件上，或者工作时在支承件的导轨上运动。

工作时，刀具与工件之间相互作用的力沿着大部分支承件逐个传递并使之变形，机床的动态力会使支承件和整机振动，支承件的热变形将改变执行元件的相对位置和运动轨迹。

以上这些，都将会影响被加工件的加工精度和表面质量。

因此，支承件的主要功能是保证机床有足够的静刚度，抗振性，热稳定性和耐用度，且保证机床各零部件之间的相互位置和相对运动精度。

所以，支承件的合理设计是机床设计的重要环节之。

.支承件应满足的基本要求应具有足够的刚度和较高的刚度质量比应具有较好的动态特性，包括较大的位移阻抗动刚度和阻尼整机的低阶频率较高，各阶频率引起结构共振不会因薄壁振动而产生噪声热稳定性好，热变形对机床加工精度的影响较小排屑顺畅，吊运安全，并具有良好的结构工艺性，以便于制造和装配。

.支承件的分类支承件根据其形状，可分为三大类个方向的尺寸比另外两个方向大得多的零件，这些零件可看作梁类件两个方向的尺寸比第三个方向的尺寸大得多的零件，这类零件可看作板类件三个方向的尺寸都差不多的零件，这类零件可看作箱类件。

二．支承件的静刚度和形状选择原则支承件的变形般包括三个部分自身变形，局部变形和接触变形。

在本设计中，载荷是通过立柱兼作导轨施加到底座上去的，其变形包括底座的变形，立柱的变形等。

在设计时不可忽略局部变形和接触变形，它们有时甚至占主要地位。

.自身刚度支承件所受的载荷，主要是拉压，弯曲和扭转。

其中弯曲和扭转是主要的。

因此，支承件的自身刚度，主要应考虑弯曲刚度和扭转刚度。

其次，如果支承件的壁较薄，特别是支承件的内部如果肋板不足或布置不够合理，受力后会发生截面形状的畸变。

自身刚度主要取决于支承件的材料形状尺寸和肋板的布置等。

.局部刚度局部变形发生在载荷集中的地方。

.接触刚度两个平面接触，由于两个面都不是理想的平面，而是有定的宏观不平度，因而实际接触面积只是名义接触面积的部分又由于微观不平，所以真正接触的只是些高点。

这些都会影响到支承件的接触刚度。

三．支撑件的动态特性设计支撑件时，仅满足静刚度的要求，往往还是不够的。

还应满足动态特性的要求。

即支撑件的固有频率与激振频率相重合应具有较高的动刚度共振状态下，激振力的幅值与振幅之比和较大的阻尼。

当支撑件受到定幅值周期性激振力的作用下，受迫振动的振幅较小。

支承件的重量往往占机床总重的以上，其性能对整台机床的有很大的影响。

因此，合理的设计支承件，在机床设计过程中是很必要的。

第二节导轨立柱的设计．概述导轨的作用是使运动部件沿定轨迹运动导向，并承受运动部件及工件的重量和切削力承载。

在导轨副中，运动的方叫做动导轨，不动的方叫做支承导轨。

导轨按运动性质可分为主运动导轨，进给导轨和移置导轨。

主运动导轨的动导轨与支撑导轨之间，相对运动的速度较高进给运动导轨的动导轨与支撑导轨之间，相对运动的速度较低。

按摩擦性质可分为滑动导轨和滚动导轨本设计采用滑动导轨。

.导轨应满足下列要求精度高，寿命长导轨在空载下运动和在切削条件下运动时，都应具有足够的导向精度。

保证动导轨的准确度，是保证导轨工作质量的前提。

几何精度直线运动导轨的几何精度般包括导轨在竖直平面内的直线度简称项精度导轨在水平平面内的直线度简称项精度两导轨面间的平行度，也叫扭矩简称项精度。

接触精度影响精度保持性的主要因素是磨损。

提高耐磨性以保持精度，是提高机床质量的主要内容之，也是科学研究的大课题。

常见的磨损形式有磨料磨损，粘着磨损和接触疲劳。

磨料磨损经常发生在边界摩擦和混合摩擦状态。

磨粒夹在导轨面间随之相对运动，形成对导轨面的“切削”，使导轨面产生“划伤”。

磨料的硬度越高，相对滑动速度越大，压强越大，对摩擦副的危害也越大。

磨料磨损很难避免，是导轨防护的重点。

刚度及承载能力大摩擦阻力小，运动平稳结构简单，便于加工，装配，维修成本低。

.设计导轨的任务选择导轨的结构类型选择导轨的截面形状设计导轨的尺寸设计导轨磨损后的补偿和间隙或预紧力调整装置选择导轨的材料，表面加工和处理方法，表面硬度匹配决定导轨的润滑形式，减小摩擦，磨损，发热和爬行设计完善的防护装置确定导轨的技术要求。

二．导轨的设计.材料的选取对导轨材料的主要要求是耐磨性高，工艺性好和成本低。

导轨的常用材料有铸铁，钢件等。

铸铁是种成本低，有良好的减振性和耐磨性，易于铸造和切削加工的金属材料。

本设计采用孕育铸铁，选择牌号为。

制造此材料的工艺过程是在铁水中加入少量孕育剂硅和铝，使铸铁获得均匀的珠光体和细片状石墨的金相组织，从而得到均匀的强度和硬度。

由于石墨微粒能够产生润滑作用，又可吸引和保持油膜，因此孕育铸铁的耐磨性比灰铸铁高。

.结构设计合理的立柱设计是应在最小重量的条件下，具有最大的静刚度。

因考虑到方型截面的抗弯刚度好于圆形，故本设计采用方型截面同为厂方要求。

本设计为专用多轴钻床的设计，根据需要，床身导轨兼作立柱，工作台可沿立柱上下移动作进给往复运动。

但考虑到安装需要，导轨上半部分实质上为立柱，此段只起支承作用，不起导向作用截面形状本设计采用圆形截面，上下两端加工有螺纹，与上台板和底座固定。

具体结构形状如下图.尺寸的确定导轨的尺寸过大，会使机床整体显得笨重尺寸过小，则导轨刚度不足，机床在工作时，切削载荷主要为切削转矩和进给力经导轨兼作立柱传递给工作台，使导轨产生弹性变形，弯曲或扭转。

变形的结果，主轴轴线在竖直面和水平面内产生偏转，使线不垂直于底座，影响到加工精度。

所以，合理的制定导轨的尺寸，是机床加工精度保障的前提。

具体尺寸见上图。

.工艺性采用淬火的方法可以提高铸铁导轨表面的硬度，可以增强抗磨料磨损，粘着磨损的能力，防止划伤与撕伤，提高导轨的耐磨性。

铸造中的残余应力，会使导轨产生蠕变，因此，必须进行时效处理。

时效最好在粗加工后进行。

铸铁加热到时，在内应力的作用下开始变形，超过硬度反而降低。

因此热时效处理应在的范围内进行，这样既能消除内应力，又不致降低硬度。

因本设计多轴钻床为普通精度机床，所以只进行次时效处理就可以了。

.导轨间隙的调整导轨面间的间隙对机床工作性能有直接影响，如果间隙过大，将影响运动精度和平稳性间隙过小，则运动阻力大，导轨的磨损加快。

因此必须保证导轨具有合理间隙，磨损后又能方便的调整。

本设计采用螺栓调整工作台动导轨与立柱导轨之间的间隙，具体方案如下图第三节底座的设计．材料选择刚件虽然强度高，但是相对与铸件来说，其价格高，减振性差。

所以本设计底座的材料采用铸铁，牌号为。

二．结构设计如图所示，本设计底座四角有四个凸台，底座铸造成型后，在铣床上加工这四个凸台，使之具有定的平面度和粗糙度。

在这里，凸台有两个作用首先，用来支承工作台，把工作台的重量通过底座传到地面，从而不会使液压缸直接受压。

其次，安装导轨时，起到支承和配合的作用，使导轨具有定的垂直度。

如果凸台的精度不够，则导轨的垂直度就会受到影响，从而最终影响到工件的加工精度。

具体结构如下图三．尺寸确定根据导轨之间的距离确定底座的长度和宽度。

导轨之间长度距离为，宽度距离为，确定底座的长度为，宽度为。

工作台高度为，考虑到工人安装工件时的工作高度，根据人机工程学原理，确定底座高度为。

第四章液压系统的设计液压系统的设计是根据主机对液压系统提出的要求和综合运用液压元件和液压回路基本知识的基础上进行的。

液压系统设计要求具体包括.主机的用途工艺过程和总体布置以及对液压传动装置的位置及空间尺寸的要求.主机的工作循环各执行元件的运动形式及其工作范围.执行元件在各工作阶段的负载大小和性质以及运动速度的变化范围.主机各运动部件之间的动作顺序自动循环和互锁关系.对系统工作的平稳性换向定位精度停留时间等方面的要求.液压系统的工作环境如温度湿度震动冲击是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。

本设计为多轴钻床的设计，对液压系统的要求.加工精度级.进给速度要平稳，能调速.液压系统应基本满足自动化要求。

.工作台快进快退速度为.，工作进给速度为.，加速时间为.，工作台采用立柱导轨，工作台快进行程，工进行程为，动摩擦系数。

．工况分析工况分析的目的是明确主机在工作中执行机构的运动速度和负载的大小及其变化规律。

.液压执行元件的负载分析根据给定条件，其负载由六部分组成，即工作阻力，摩擦阻力惯性阻力，重力，密封阻力为，背压阻力。

所以作用在活塞上的机械负载为工作阻力就本钻床而言，工作阻力为工作运动方向的轴向力，即摩擦阻力，摩擦阻力为工作台动导轨与导轨之间的摩擦力。

由于工作台作垂直进给运动，立柱预紧力，所以重力估算工作台工件等重力为.惯性阻力.液压负载图的绘制液压缸在各工况阶段的负载值如下表所示工况负载计算公式液压缸负载液压缸推力起动.加速快进工进反向起动反向加速快退二．确定液压缸的参数.初选液压缸的工作压力查液压传动与控制技术表，初选工作压力为。

.确定液压缸尺寸由于钻床工作台快进和快退速度相同，因此选用单杆活塞式液压缸，并使，快进速度采取差动连接。

确定液压缸直径按负载和选定的工作压力计算，即式中液压缸的外负载查液压传动设计手册表取活塞杆外径，则根据就近圆整到，为活塞杆的倍。

于是液压缸实际有效工作面积为.液压缸工作循环中各阶段的压力，流量和功率的计算值工况计算公式液压缸快进起动.加速衡速工进.快退起动加速衡速三．绘制工作原理图第五章电器控制系统的设计为了提高机床的自动化程度和安全可靠度，本设计液压系统采用电器控制。

由于液压系统有三个电磁阀，线圈由控制，其工作顺序功能图如下图所示。

本系统需要四个输入点，三个输出点，采用型，电源电压，满足使用要求。

．方案分析本系统设计时，考虑到立式钻床的直线往复运动