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濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
此次設(shè)計(jì)為可調(diào)立式雙頭鉆床的機(jī)械設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要介紹了可調(diào)立式雙頭鉆床的設(shè)計(jì)原理、調(diào)整方法及設(shè)計(jì)計(jì)算過程。通過預(yù)先給定的加工要求可確定所需的計(jì)算參數(shù)，進(jìn)而依據(jù)可調(diào)立式雙頭鉆床的設(shè)計(jì)原理來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算并校核各個(gè)部位的零件，然后進(jìn)行組裝。本次設(shè)計(jì)可從五大方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過預(yù)先給定的加工要求計(jì)算并進(jìn)行了可調(diào)式雙頭鉆頭的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)減速箱的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)的選用、 X-Y工作臺(tái)的設(shè)計(jì)、鉆頭軸向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)共五部的設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)并組裝后的鉆床可以一次加工兩孔，且兩鉆頭間的距離可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)可以在一個(gè)工件上加工多對(duì)兩兩間距不同的孔。在人力和設(shè)備不增加的情況下使用可調(diào)立式雙頭鉆床可以成倍提高鉆床的加工效率，并可以保證較高的加工精度和孔間相對(duì)位置精度。
關(guān)鍵詞：滾珠絲杠；電動(dòng)機(jī)；變速箱；可調(diào)式雙頭鉆頭
ABSTRACT
The machine design is to devise an adjustable vertical double-headed drilling machine. The design mainly introduced the design principle, adjusting and design calculation process for devise a adjustable vertical double-headed drilling machine. Through the processing requirements given in advance can determine the computation parameters, then based on the design principle, which is about adjustable vertical double-headed drilling machine, to design ,calculate and check each place parts, and then to assemble all the parts. The design can be devised from five aspects. Through the processing requirements given in advance，five parts of the design, the adjustable double transmission system, design of the reducer drive system for the motor selection, design of X-Y workbench, design of axial feeding system for drill bits, can be calculated and devised. Through design and assembly of the drilling machine, two holes can be formed after one processing, and the distance between the two holes can be adjusted. So as to realize processing some groups of holes with different space between two holes. Adjustable vertical two-headed drilling machine can multiply processing efficiency without increase human and equipment, and can guarantee a high machining accuracy and precision of the relative position between holes.
Key words：Ball screw；motor；gearbox；Adjustable two-headed drill bit.
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 前言 1
1.1 本課題的背景和研究意義 1
1.2 本課題解決的問題和設(shè)計(jì)時(shí)主要的工作 2
2 雙頭鉆床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體方案 4
2.1鉆床總體結(jié)構(gòu) 4
2.2設(shè)計(jì)方案選擇 4
3 可調(diào)式雙頭鉆頭的設(shè)計(jì) 9
3.1 預(yù)選加工材料，加工直徑 9
3.2 計(jì)算高速鋼麻花鉆軸向切削力及扭矩 10
3.2.1 計(jì)算單個(gè)鉆頭軸向切削力 10
3.2.2 計(jì)算單個(gè)鉆頭扭矩 10
3.3 鉆頭中各軸及齒輪的計(jì)算 12
3.3.1 齒輪8、9、10、11的計(jì)算 12
3.3.2 齒輪5、6、7的計(jì)算 17
3.4 雙頭鉆頭內(nèi)各軸的設(shè)計(jì) 19
3.4.1 計(jì)算軸I、VIII的最小直徑 19
3.4.2 計(jì)算軸II、VII的最小直徑 20
3.4.3 計(jì)算軸III的最小直徑 20
4傳動(dòng)系統(tǒng)減速箱設(shè)計(jì) 21
4.1減速箱內(nèi)各齒輪設(shè)計(jì) 21
4.1.1傳動(dòng)系統(tǒng)減速箱齒輪、的設(shè)計(jì) 22
4.1.2傳動(dòng)系統(tǒng)減速箱齒輪、的設(shè)計(jì) 23
4.2 雙頭鉆頭內(nèi)各軸的設(shè)計(jì) 23
4.2.1 計(jì)算軸III的最小直徑 24
4.2.2 計(jì)算軸IV的最小直徑 24
4.2.3 計(jì)算軸V的最小直徑 24
4.2.4 計(jì)算軸VI的最小直徑 25
5 傳動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)的選用 26
5.1計(jì)算折算到電機(jī)主軸上的轉(zhuǎn)矩 26
6鉆頭軸向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27
6.1 鉆頭軸向進(jìn)給絲杠螺母副的計(jì)算和選型 27
6.1.1工作臺(tái)基本參數(shù) 27
6.1.2計(jì)算進(jìn)給牽引力 27
6.1.3計(jì)算最大動(dòng)載荷C 27
6.1.4滾珠絲杠螺母副的選型 28
6.1.5 傳動(dòng)效率計(jì)算 28
6.1.6剛度檢驗(yàn) 29
6.1.7穩(wěn)定性校核 31
6.2齒輪傳動(dòng)比計(jì)算 31
6.3步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型 32
6.3.1初選電機(jī)型號(hào) 32
6.3.2電機(jī)校核計(jì)算 32
7 X-Y工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 36
7.1工作臺(tái)滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 36
7.1.1工作臺(tái)基本參數(shù) 36
7.1.2計(jì)算進(jìn)給牽引力 36
7.2軌道的選擇 37
8結(jié) 論 38
參 考 文 獻(xiàn) 39
致 謝 40
0
1 前言
1.1 本課題的背景和研究意義
機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供技術(shù)裝備的重要任務(wù)。機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標(biāo)志之一。國(guó)家的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度都與機(jī)械工業(yè)的發(fā)展程度相關(guān)。因此，大量設(shè)計(jì)制造和廣泛使用各種各樣先進(jìn)的機(jī)械是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加速我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的一個(gè)重要內(nèi)容[1-2]。
鉆床主要用在工件上孔的加工。通常鉆頭的旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭的軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。普通鉆床的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，加工精度較低，可鉆通孔、盲孔。在鉆床上配有工藝裝備時(shí)，還可以進(jìn)行鏜孔,在鉆床上配萬(wàn)能工作臺(tái)還能進(jìn)行分割鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔。鉆床的特點(diǎn)是工件固定不動(dòng)，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。加工過程中工件不動(dòng)，讓刀具移動(dòng)，將刀具中心對(duì)正孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng)) [3-4]。
鉆床主要分為立式鉆床、臥式鉆床、搖臂鉆床、臺(tái)式鉆床、深孔鉆床和中心孔鉆床等。為了滿足模具制造業(yè)發(fā)展的需要，又開發(fā)了除鉆削深孔以外，還可以進(jìn)行銑削、攻絲等的多功能鉆床。
20世紀(jì)70年代初，鉆床還是普遍采用普通繼電器控制的。如70年代-80年代進(jìn)入中國(guó)的美國(guó)ELDORADO公司的MEGA50，日本神崎高級(jí)精工制作所的DEG型，德國(guó)TBT公司的T30-3-250等。