机械机床毕业设计156设计立式钻床用轴均布多轴头设计
多轴钻床设计
1 总体设计1.1 概述机床的总体设计，就是针对具体的被加工零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行方案和图纸的设计。
这些图纸包括：被加工零件工序图，加工示意图，生产率计算卡片，机床联系尺寸图等。
专用机床区别于普通机床的基本特点就是它是专为某一固定工序服务的。
因此，专用机床又可广义的称为工艺装备，它包括具有通用部件的组合机床。
由于专用机床是为某一固定的程序服务的，所以专用机床的先进程度、种类、型式和规格都取决于工艺需要。
只有定出先进合理的工艺，才能设计出合理的专用机床。
本次设计的题目为多轴钻床，多轴钻床是为加工汽车轮辐，为汽车轮辐外侧的扩孔而专门设计的专用机床，由底座、液压立式滑台、立体床身、动力头以及多轴箱、专用夹具等有关部件组成。
1.2工艺方案的制定在生产中用机械加工方法直接改变毛坯的形状，尺寸和材料性能，使之成为零件的过程，叫做机械加工工艺过程。
设计时，工艺方案的制定是否合理，对生产效率和产品质量有着及其大的影响。
制定工艺方案时，应首先分析生产类型。
生产类型是衡量生产规模的标志。
本次毕业实习实在强力车轮公司，该公司是一家专门生产车轮轮辐的公司，常年为一汽和东风二汽等大型的汽车制造公司生产轮辐。
其生产特点具有年产量大，产品种类只有一种，生产过程不断重复，机器设备广泛采用专用和高效率设备。
刀具多为专用的和标准的；工人操作技术可以低一点；生产周期短；还有大多数工作地点及工序内容经常不变等等。
生产类型不同，生产组织，生产管理，车间布置以及毛坯、设备、工具、加工方法和工人熟练程度等方面的要求程度均有所不同。
在大量生产下，每个工序任务比较稳定，因此，有条件采用高效率专用机床和工夹具，劳动效率可大大提高，产品成本也可降低。
但产量小的情况下，如果仍使用这些高效率的专用机床和工夹具，由于加工对象经常改变，势必造成机床调整的复杂化，降低机床利用率，提高加工成本。
所以制定的工艺过程应与生产类型相适应，以取得合理的经济效果。
本科毕业设计论文--小型立式加工中心机械结构设计
摘要本设计完成了小型立式加工中心机械结构部分的设计并介绍了立式加工中心的一些基本概况。
该机床再配置一个CNC系统就构成了一台完整的立式加工中心。
在设计中主要对基础结构部件、进给传动系统、主传动系统和一些辅助装置进行了选型及设计计算。
（1）基础结构部件包括床身、立柱、工作台、导轨的设计计算及选型。
其中工作台随螺母旋转而移动，其螺母是磨损元件。
（2）进给传动系统中滚珠丝杠副、伺服电机、滚珠丝杠轴上轴承以及伺服电机与进给丝杠的联结的设计计算及选型。
（3）主传动系统中滑移齿轮、液压缸结构及主轴结构的设计计算，主轴箱配重的设计及相关零件的强度校核。
（4）辅助装置中刀库结构选型设计及换刀机构选型。
关键词滚珠丝杠；伺服电机；滑移齿轮；主轴箱配重AbstractThis design has already finished vertical machining center the design of mechanical structure parts. Some basic concepts and the general knowledge of the vertical machining center were introduced in this design. The machine in a CNC system can constitute a complete vertical machining center. In the design mainly design parts of basic structure, transmission system and the main transmission system.(1) Infrastructure component comprises a bed, column, table, guide the design calculation and type selection. Working table with rotation of the nut and the nut is moved, the wear element.(2) The feed drive system of ball screw, a servo motor, a ball screw shaft bearing and the servo motor and the feed screw connection design calculation and type selection.(3) In the main transmission system of the driving gear, hydraulic oil cylinder structure and spindle structure design calculation, spindle box design and related parts of the strength check.(4) Auxiliary device of knife library structure design, tool change mechanism selection.Keywords ball screw; servo motor; sliding gears; spindle box counterweight目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1小型加工中心概述 (1)1.2加工中心的主要优点 (2)1.3加工中心的发展趋势 (3)第2章小型加工中心的机械结构部分 (4)2.1设计机械结构部分的主要参数 (4)2.2机械结构部分的组成 (4)2.3机械结构部分的特点 (4)第3章总体设计方案的拟定 (6)3.1设计题目 (6)3.2主要内容 (6)3.3拟定总体设计方案 (6)第4章基础结构部件的设计 (8)4.1床身的设计 (8)4.1.1 床身的作用 (8)4.1.2 床身的基本要求 (8)4.1.3 床身结构设计及材料选择 (9)4.1.4 床身的肋板布置和截面的形状 (10)4.2立柱的设计 (10)4.2.1 设计立柱的基本要求 (10)4.2.2 立柱的结构设计 (10)4.2.3 立柱导轨形式及精度 (11)4.2.4 立柱与床身的联结 (11)4.3工作台的设计 (12)4.3.1 工作台的设计尺寸图 (12)4.3.2 工作台的其他结构设计 (13)4.3.3 工作台的材料 (13)4.4导轨的设计 (13)4.4.1 导轨的功用及要求 (13)4.4.2 导轨的结构类型 (14)4.4.3 滚动导轨的材料 (15)4.4.4 直线滚动导轨的技术要求 (15)4.4.5 滚动导轨的设计计算 (16)第5章进给传动系统的设计.................................................... 错误！未定义书签。
专用立式钻床设计
专用钻床设计摘要当今，在市场需求的不断扩展和技术不断更新的条件下，世界各国对机械产品的精度和质量要求也在不断的提高，因此数控机床、专用机床已经成为不可阻挡的趋势，并且一些发达国家在这方面已经取得了卓越的成就，而我国在这方面的发展与西方发达国家相比还有不小的差距，因此要提高我国在机械行业的竞争力，已经成为我们不可推卸的责任和义务，而作为一名大学生也必须肩负起这样的责任。
这次我们组设计的任务是八缸泵的下体的大批量加工，生产纲领：１０万件/年。
我的具体任务就是钻８个Φ8的螺纹底孔。
油泵箱体的零件图，精度要求比较高。
为了保证加工要求，经过对零件的分析，我们拟订出工艺规程路线。
根据加工要求，本道工序采用专用立式钻床进行加工。
在夹具设计中，对零件图进行分析，采用“一面两销”定位原理；主轴箱的设计中，以提高主轴的刚度，采用刚性主轴，由于我所设计的是立式钻床，主要承受的是轴向力，所以主轴采用两个止推轴承外加两个深沟球轴承组合支撑，从而降低径向跳动和轴向窜动，以保证主轴的平稳性，另外考虑到实际机床的安装问题，采用步进电机经一级减速传给主轴以达到加工目的；而机床总体设计中，各部件的设计，要以有利于操作者操作为设计方向，从而达到进一步提高劳动生产效率,降低生产成本的最终目的。
关键词：专用立式钻床，主轴箱设计，刚性主轴，一面两销定位原理，！！所有下载了本文的注意：本论文附有CAD图纸和完整版说明书，凡下载了本文的读者请留下你的联系方式（QQ邮箱），或加我百度用户名QQ，我把图纸发给你。
最后，希望此文能够帮到你！SPECIAL-PURPOSE DRILL DESIGNABSTRACTToday, exclusive vertical drilling design brief, the market needs to continue to expand and update the technical conditions, the world of mechanical precision products and quality requirements are also ongoing to improve, CNC machine tools, Special Machine has become an irresistible trend, and some developed countries in this respect has achieved a remarkable success China, in the development in this area when compared with Western developed countries, there is still a small gap, Therefore, in order to improve the machinery industry's competitiveness, has become an able responsibility and obligation As a university student must also shoulder the responsibility.We designed this task group is the eight-cylinder pump to the lower body mass processing, production program: 100,000 / year. My specific task is to drill eight Φ8 bottom of the thread. Box pump parts map, the accuracy requirements are relatively high. In order to ensure processing demand, parts of the analysis, we developed a point of order out of line. According to the processing requirements of the exclusive use of a process of vertical drilling machine processing. In fixture design, the right parts chart analysis, "a two sales," positioning principle; Spindle box design, Spindle to improve the stiffness using rigid spindle, because I designed the vertical drilling, the bear is the main thrust, So spindle using two thrust bearings plus two deep groove ball bearing assembly support, thereby reducing the radial and axial movement of beating to ensure the smooth spindle, the other taking into account the actual machine installation problems, Stepper motors used by a slowdown pass spindle to achieve processing; and machine design, the design of the various components, to help operators design direction for the operation, so as to achieve further improve labor productivity. Lowering production costs ultimate goal.KEY WORDS: dedicated vertical drilling, spindle box design, rigid spindle, a marketing positioning two principles.目录前言 (1)第1章零件的工艺设计 (2)§1.1 确定毛坯的制造形式 (2)§1.2 零件的工艺分析 (2)§1.3工艺规程的设计 (3)§1.3.1基面的选择 (3)§1.3.2 工艺路线的制定 (4)§1.3.3机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (7)第2章切削要素的选择与计算 (10)§2.1.刀具的选择 (10)§2.2.切削用量的选取 (10)§2.2.1切削用量的选择 (10)§2.2.2 切削要素的计算 (10)第3章夹具设计 (13)§3.1 夹紧方案确定 (13)§3.2夹紧力的受力分析 (16)第4章主轴箱设计 (17)§4.1传动的选择和设计 (17)§4.2 主轴组件的设计 (18)§4.2.1 主轴组件的设计 (18)§4.2.2 齿轮的设计 (18)§4.3 主轴参数 (19)§4.4 主轴支承系统的设计 (21)第5章机床总体设计 (22)§5.1 机床联系尺寸图的绘制 (22)结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)前言毕业设计是我们在学完了大学全部基础课、专业课之后进行的一次系统的、全方位的综合性训练，也是搭建从学校到工作岗位非常重要的“桥梁”。
毕业设计(论文)立式数控镗床机械部分的设计(全套图纸)
II
I
Headshaft.
Abstract
III
I
目录
目录
摘 要 ........................................................................................................................ I 关键词： Abstract........................................................................................................II 1 综述 ......................................................................................................................... 1 2 机械结构及布局设计 ............................................................................................. 5
2.1 床身结构设计 ................................................................................................. 5 2.1.1 对床身结构的基本要求 ....................................................................... 5 2.1.2 床身结构布局及截面形状 ................................................................... 6
立式多轴钻孔专用机床课程设计
立式多轴钻孔专用机床课程设计立式多轴钻孔专用机床课程设计介绍立式多轴钻孔专用机床是一种高精度、高效率的加工设备,适用于多种材料的大型、复杂零部件的钻孔加工。
本课程设计旨在为学生提供一种全面的立式多轴钻孔专用机床的课程设计,包括设备的原理、结构、操作、维护等方面的介绍。
课程目标1. 了解立式多轴钻孔专用机床的基本原理和结构特点。
2. 掌握立式多轴钻孔专用机床的基本操作技能。
3. 学会维护和保养立式多轴钻孔专用机床的方法。
4. 能够独立设计和制造立式多轴钻孔专用机床。
课程大纲第一周:立式多轴钻孔专用机床的基本原理和结构特点1. 介绍立式多轴钻孔专用机床的概念和分类。
2. 描述立式多轴钻孔专用机床的工作原理和结构特点。
3. 讨论立式多轴钻孔专用机床的性能特点和适用范围。
第二周:立式多轴钻孔专用机床的基本操作技能1. 介绍立式多轴钻孔专用机床的基本操作程序。
2. 讲解如何控制立式多轴钻孔专用机床的运动和位置。
3. 演示如何检查和维护立式多轴钻孔专用机床。
第三周:立式多轴钻孔专用机床的维护和保养1. 介绍立式多轴钻孔专用机床的维护和保养的重要性。
2. 描述如何检查和维护立式多轴钻孔专用机床的机械和电气部件。
3. 讨论如何保证立式多轴钻孔专用机床的使用寿命。
第四周:立式多轴钻孔专用机床的设计和制造1. 介绍立式多轴钻孔专用机床的设计和制造的基本流程。
2. 讨论如何选择合适的立式多轴钻孔专用机床材料和制造工艺。
3. 演示如何编写立式多轴钻孔专用机床的设计和制造文档。
拓展本课程设计的拓展内容包括:1. 立式多轴钻孔专用机床的应用领域和市场前景。
2. 立式多轴钻孔专用机床的新技术和新发展。
3. 立式多轴钻孔专用机床的维护保养方法和技术。
4. 立式多轴钻孔专用机床的工程设计和制造流程。
本课程设计旨在为学生提供一个全面、系统、深入的了解立式多轴钻孔专用机床的相关知识,培养学生独立设计和制造的能力,为日后的实际操作奠定良好的基础。
Z5025立式钻床钻三孔多轴头设计
Z5025立式钻床钻三孔多轴头设计立式钻床是一种广泛应用于机械加工领域的设备，适用于各种材料的钻孔加工。
在一些特殊情况下，需要进行多孔钻孔，传统的立式钻床难以满足要求。
因此，我们需要设计一个多轴头来实现这一目的。
首先，我们需要了解多轴头的基本原理。
多轴头是指在一台机床上安装多个钻孔主轴，从而可以同时完成多个孔的钻削。
在这种设计中，我们需要解决如何实现多轴头与钻床的整合，如何控制各个主轴的移动以及如何确保各个轴线的精度等问题。
首先，我们需要进行多轴头与钻床的整体设计。
在设计时，需要考虑多轴头的尺寸和重量，以确保它可以适用于常规立式钻床的工作台。
同时，还需要考虑如何与钻床的主轴相连，确保良好的刚性和稳定性。
其次，我们需要考虑多轴头的移动方式。
多轴头中的各个主轴需要可以分别移动，以适应不同孔的位置和尺寸。
这就要求我们设计一个可调的移动机构，可以通过调整各个主轴的距离和角度来满足不同孔的需求。
然后，我们需要考虑如何控制多轴头的移动。
传统的立式钻床通常通过手动操作或者数控系统控制主轴的上下移动。
对于多轴头的设计，我们可以借鉴这些方法，同时增加对多个主轴的控制。
最后，我们需要考虑如何确保多轴头的精度。
钻孔加工通常对轴线的精度要求较高，这对多轴头的设计提出了更高的要求。
我们需要设计一个可调的精度调整机构，可以根据不同孔的需求来调整各个主轴的精度。
综上所述，Z5025立式钻床钻三孔多轴头设计的关键在于多轴头与钻床的整合、多轴头的移动方式、多轴头移动的控制以及多轴头的精度调整。
通过合理的设计和调整，我们可以实现高效、精确的多孔钻削加工。
立式多轴钻孔专用机床设计
液压传动课程设计秦江明，刘亚茹，李梦辉2012年6月引言一、设计题目及工况分析1运动参数分析2动力参数分析3液压缸在各阶段的负载及工况图二、计算液压缸尺寸和所需流量1、工作压力的确定2计算液压缸尺寸3、确定液压缸所需的流量三、确定液压系统方案，拟定液压原理图1、确定执行元件的类型2、换向阀确定3、调速方式的选择4、快进转工进的控制方式的选择5、终点转换控制方式的选择6、实现快速运动的供油部分设计四、液压系统工作原理五、液压泵的选择1、计算泵的压力2、计算泵的流量设计题目设计一立式多轴钻孔专用机床，钻削头部的上、下运动采用液压传动，其工作循环是：快速下降——工作进给——快速上升——原位停止。
液压系统的主要参数与性能要求如下最大钻削力为25000N，钻穴头部件质量为255kg，快速下降行程200mm，工作进给行程50mm，快速上升行程250mm，快速下降速度为75mm/s，工作进给速度小于等于1mm/s，快速上升速度为100mm/s，加速度时间小于等于0.2s，钻削头部件上下运动时静摩擦为1000N，动摩擦为500N，液压系统中的执行元件采用液压缸，且活塞杆固定。
液压缸采用V型密封，其机械效率为0.90。
一工况分析1、运动参数分析动作循环图速度循环图2、动力参数分析快速下降速度为75mm/s，工作进给速度小于等于1mm/s，快速上升速度为100mm/s，加速度时间小于等于0.2s，钻削头部件上下运动时静摩擦为1000N，动摩擦为500N。
(1)计算各阶段的负载启动和加速阶段的负载F qF q=Fj+F g+F mF1——静摩擦阻力Fg——惯性阻力Fm ——密封产生的阻力。
按经验可取FmqF q=Fj +F g+F m q=1000+2552.010753-⨯⨯qF q②快速阶段的负载F kj F kj =F dm +F m F dm ——动摩擦阻力 F m ——密封阻力，取F m dm F kj =F dm +F m kj F kj③减速阶段F js F js =F dm +F m -F gF m ——密封阻力，取F m jsF js =F dm +F m -F g js -255⨯2.010743-⨯F js④工进阶段F gjF gj =F dm +F qx +F m F qx ——切削力 F gj =F dm +F qx +F m gj F gj⑤制动F zdF zd =F m +F dm -F g zd +500-2552.0103-⨯F zd⑥反向启动F fgdF fgd=F m+F jm+F gF fgd⑦快速上升F ktF kt=F m+F dm kt+500F kt⑧反向制动F fzd=F m+F dm-F g fzd+500-m2.01.0F fzd3液压缸在各阶段的负载（2）绘制工况图工况图二、计算液压缸尺寸和所需流量1、工作压力的确定工作压力可根据最大负载来确定，最大负载为现按表1有关要求，取工作压力P=4MPa 表1负载F/kN <5 5~10 10~20 20~30 30~50 ＞50 工作压力MPa p /10.8~11.5~22.5~33~44~5≥5~72、计算液压缸尺寸 1）液压缸的有效面积1A1A =ηP F =2680259.010489.28888mm ≈⨯⨯液压缸内径D D=mm 12.10114.380254A 41=⨯=π取标准值D=100mm因为快速下降的速度与快速上升的速度不相等，且快速下降小于快速上升，所以采用单杆活塞液压缸无杆腔进油，有杆腔出油，且活塞杆受压 由表2得λ 表2∴d=λD=50mm缸径、杆径取标准值后的有效面积无杆腔有效工作面积为1A =2227850410014.34mm D =⨯=π 活塞杆面积为22235.196240514.34A mm d =⨯==π 有杆腔有效工作面积为23125.58875.19627850mm A A A =-=-= 3、确定液压缸所需的流量快进流量s m v A q kj /10751078503362--⨯⨯⨯==快下=快退流量jt q =min /325.35/10100105.5887A 3362L s m v =⨯⨯⨯=--快上工进流量min /471.0/107850/101107850393361L s m s m v A q g gj =⨯=⨯⨯⨯==---三、确定液压系统方案，拟定液压原理图1、确定执行元件的类型工作缸选用无杆腔面积等于5倍有杆腔面积。
小型立式车床毕业设计
小型立式车床毕业设计小型立式车床毕业设计在机械设计与制造专业中，毕业设计是一项重要的任务，旨在让学生将所学知识与实践相结合。
在我即将毕业的这个阶段，我选择了设计一台小型立式车床作为我的毕业设计项目。
本文将介绍我设计的小型立式车床的理念、功能和实施过程。
一、设计理念小型立式车床的设计理念是结合现代制造业的需求和技术发展趋势。
随着科技的进步，机械加工工艺也在不断演进。
传统的车床在尺寸和功能上存在一定的局限性，无法满足现代制造业对高效、精准加工的需求。
因此，我希望设计一台小型立式车床，具备紧凑的尺寸和多功能的特点，能够适应不同的加工需求。
二、功能设计1. 多轴加工能力：小型立式车床将配备多个工作轴，可以同时进行多种加工操作。
这样一来，操作者可以在同一台机器上完成多个工序，提高生产效率。
2. 自动化控制系统：为了提高操作的便捷性和精确性，小型立式车床将采用自动化控制系统。
通过该系统，操作者可以预设加工参数，机器会自动进行加工操作，减少人为因素的干扰，提高加工精度。
3. 精准度保证：小型立式车床将使用高精度的传感器和测量设备，以确保加工过程中的精确度。
同时，还将采用刚性设计和优质材料，以提高机器的稳定性和耐用性。
4. 可编程控制系统：为了适应不同的加工需求，小型立式车床将具备可编程控制系统。
操作者可以根据不同的工件要求，编写相应的加工程序，实现定制化加工。
三、实施过程在设计小型立式车床的过程中，我首先进行了市场调研和需求分析。
通过与制造业企业的交流和了解，我了解到他们对小型车床的需求主要集中在尺寸紧凑、功能多样和高精度等方面。
基于这些需求，我确定了设计目标和功能要求。
接下来，我进行了机械结构设计。
为了确保机器的稳定性和刚性，我采用了铸铁材料，并进行了结构优化。
同时，我还设计了合适的传动系统和刀具支撑结构，以提高加工效果和精度。
在电气控制方面，我选择了先进的可编程控制器，并编写了相应的控制程序。
通过与机械结构的配合，我实现了自动化加工和精确控制。
毕业设计(论文)-小型数控立式铣床机械结构设计
福州大学至诚学院本科生毕业设计（论文）题目：小型数控立式铣床机械结构设计姓名：学号：系别：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化年级：2008级指导教师：年月日独创性声明本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。
文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。
特此声明。
论文作者签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解福州大学至诚学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅；学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。
保密的论文在解密后应遵守此规定。
论文作者签名：指导教师签名：日期：小型数控立式铣床机械结构设计摘要本文主要介绍了数控立式铣床机械结构部分的设计。
包括立式铣床的总体布局、主传动系统、伺服进给系统和工作台等主要机械结构设计。
此次设计是在传统机床的基础上，对其改造，使其能够适应更多的加工需要。
其中要使铣床的总体结构更加紧凑，所以采用了主传动系统都用立式的传动轴。
并且同时还要保证传动的平稳和精准，这就需要在机械结构的设计上有更高的要求，对电机的选择和传动轴的设计计算需要更加精确。
而伺服进给系统的设计就主要考虑传动的精准，丝杆的传动的灵敏性以及伺服电机的最优传动。
对丝杆需要考虑传动的力矩和扭矩大小，怎样选择才能做到最优设计。
数控工作台的设计因为之前接触的少，在查阅了大量资料后，选择了分度回转工作台。
并且此项设计已经成熟，在查阅资料后根据我所设计的机床做出了合适的选择，采用了定位销式分度工作台。
这种工作台的定位分度主要靠定位销和定位孔来实现的。
而定位精度则需要取决于蜗轮副的传动精度，因而必须采用高精度的蜗轮副。
关键字：数控铣床，机械结构Small vertical milling machine mechanical structuredesign of numerical controlabstractThis paper mainly introduces the numerical control vertical milling machine mechanical structure parts of the design.Include vertical milling machine of the overall layout, main transmission system, servo drive system and the main mechanical structure design, etc.This design is the traditional machine tools, on the basis of the reform, which can adapt to the more processing need.This should make the general structure of the milling machine is more compact, so the main transmission system with all of the vertical shaft.And at the same time it also ensures that the transmission of smooth and accurate, this needs in the design of the mechanical structure has higher request, to choose and the shaft of the motor design and calculation of the need to be moreprecise.And servo drive system design is the main consideration of transmission of precise, screw transmission of the sensitivity of the servo motor and the optimal transmission.To screw need to consider the transmission torque and torque size, how to choose to do the optimal design. The machine optimal transmission.The design of the CNC table before because of the contact less, in turn a large number of data, choose dividing rotating table.And the design has been mature, in the access to information according to the design of after I made the right choice machine, using a location pins type dividing workbench.This table positioning dividing depend mainly on pins and positioning will realize the hole.And positioning accuracy is needed to worm gear transmission accuracy of depends on vice, therefore it must be with high precision of worm gear and vice.Key word: CNC milling machine, mechanical structure目录1 绪论 (4)1.1 课题的研究目的和意义 (4)国内、外现状及水平................................................................................................... 错误!未定义书签。
立式钻床主轴系统数控改造的毕业设计论文
摘要目前中国企业中机床设备老化，不能满足新技术、新工艺的生产要求。
本文重点介绍Z5140A型台式钻床的数控改装方案和单片机系统设计，将传统的机械与现有的数控技术相结合，使其具有自动进给功能，为企业进行设备的数控化改造提供了一种有效可行的途径。
现有的Z5140A型台式钻床经改造后提高了加工精度，扩大了机床的使用范围，并提高了生产率。
本论文说明了普通钻床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了Z5140A机械传动部分的设计及数控系统部分的设计。
通过该改造计划,改造后的Z5140A型钻床具备数控机床的精度要求，自动化柔性生产的能力。
机床整体能力达到预期的要求。
Z5140A数控钻床主要用于加工各种孔及平面和曲面的铣削。
它集中了立式钻床和铣床的功能。
数控钻床需要很少人工操作，也没有机械操作元件如手柄、摇把等。
该钻床如同其他CNC钻床，全部工作循环是在微机数控系统控制下实现的。
车削对象改变后，只需改变相应的软件就可适应新的需要。
由于利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。
但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。
关键词：数控机床；滚珠丝杠；数控系统AbstractAt present,Machine tools made in China is aging and can not meet the requirements of new technologies and new processes of production. This paper focuses on the NC Z5140A-type drill press conversion programs and MCU system design. Combining the traditional machines with the CNC technology, it can realize automatically feed function and provides a feasible and effective way for the enterprise of equipment's transformation with NC.Existing Z5140-type drill press improves the machining accuracy, expands the scope of machine use and increases the productivity after transformation. This paper describes the design process of the transformation of the general drilling with NC, introduces the design of the Z5140A mechanical transmission part and numerical control system part in detail.After the transformation plan, Z5140A-type drill transformed has the accuracy requirement of CNC machine tools and the automatic flexible production capacity. Machine tools achieve the desired overall capacity requirements. Z5140A CNC drilling machine is mainly used for processing a variety of holes and planar and surface milling. It contains the vertical drilling and milling function. CNC drilling and milling machinerequires very little manual operation and no operation of machinery components such as handles, crank and so on. As with other CNC drilling of the drilling machine, all of the cyclic work is completed under the control of the computer numerical control system. As turning object changes, just change the corresponding software to adapt to new needs. Because lathebed, column and other basic items are heavy and casting equipments but not the welded components, machine tools transformed has higher performance and better quality, which can be used as a new equipment for years. However, limited by the mechanical structure of the original, it can not be transformed revolutionarily.Key Word：Numerical Control Machine Tools ; Ball Screw; CNC System目录摘要 ........................................ - 1 -Abstract ...................................... - 2 -1绪论......................................... - 6 -1.1 立式钻床的概述............................................................................................ - 6 -1.2 数控立式钻床的发展.................................................................................... - 6 -1.3 立式钻床数控化改造的市场 ....................................................................... - 8 -1.3.1 机床数控化改造的市场...................................................................... - 8 -1.3.2 立式钻床简介...................................................................................... - 9 -1.4床数控化改造的内容及优缺点 .................................................................. - 10 -1.4.1数控化改造的内容............................................................................. - 10 -1.4.2 立式钻床数控化改造的优缺点........................................................ - 11 -2主传动系统的设计............................ - 12 -2.1 立式钻床数控化改造设计任务 ................................................................. - 12 -2.2 总体方案的确定.......................................................................................... - 13 -2.2.1 Z向步进电机与进给滚珠丝杠的联结 ............................................. - 13 -2.2.2 传动形式的选择................................................................................ - 15 -2.2.3 滚珠丝杠副的参数............................................................................ - 16 -2.2.4 滚珠丝杠副的组成及特点................................................................ - 17 -2.2.5 滚珠丝杠副的典型结构类型............................................................ - 17 -2.2.6 滚珠丝杠的支撑形式选择................................................................ - 19 -2.3 Z向进给滚珠丝杠副的计算与校核 ................................................... - 22 -2.3.1主轴钻削力计算................................................................................. - 22 -2.3.2滚珠丝杠副的选择计算..................................................................... - 23 -2.3.3选择步进电动机................................................................................. - 26 -2.4 电主轴选用、冷却与润滑 ......................................................................... - 30 -2.4.1 电主轴的概述.................................................................................... - 30 -2.4.2 电主轴的冷却与润滑........................................................................ - 33 -2.4.3 电主轴的选用.................................................................................... - 35 -3数控系统电路设计............................ - 37 -3.1绘制系统电气控制的结构框图 .................................................................. - 37 -3.1.1 机床硬件电路有以下几部分组成.................................................... - 38 -3.2 MCS-51单片机简介 ................................................................................... - 38 -3.2.1 8031单片机的基本特性.................................................................... - 38 -3.2.2 8031芯片引脚及其功能介绍......................................................... - 40 -3.3存储器扩展电路设计................................................................................... - 42 -3.3.1 程序存储器的扩展............................................................................ - 42 -3.3.2 数据存储器的扩展............................................................................ - 44 -3.3.3 译码电路设计.................................................................................... - 45 -3.4 Ｉ/Ｏ接口扩展电路设计 ............................................................................ - 45 -3.4.1 8155通用可编程接口芯片................................................................ - 45 -3.4.2 8255可编程接器芯片........................................................................ - 47 -3.4.3 8255的结构........................................................................................ - 48 -3.5 其它辅助电路设计...................................................................................... - 49 -3.5.1 8031的时钟电路................................................................................ - 49 -3.5.2 越界报警和急停处理电路................................................................ - 49 -3.5.3 复位电路............................................................................................ - 49 -3.5.4 掉电保护电路.................................................................................... - 50 -3.5.5 键盘显示接口电路............................................................................ - 50 -4结论........................................ - 51 -致谢 ............................. 错误!未定义书签。
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摘要本文是立式钻床用轴均布多轴头设计，可调式多轴头各轴在圆周方向均布且方向可方便地沿直径方向同步调整，以适应多种小批量生产条件下法兰盘类零件的螺孔加工。
固定试式多轴头是根据一个典型法兰盘类零件而设计的，用于零件中大批量生产要求。
多轴头架的设计参数来源于一般的加工工艺条件，以适应更广阔的加工范围。
针对工厂里多孔钻削时，孔径一般较小，多在10cm左右，而且大部分是箱体、法兰盘等，箱体、法兰盘多为铸造件，材料是铸铁，也有个别的被加工零件的材料是低碳钢。
根据这些工件的切削条件，可以确定多轴头架的工艺主参数。
主参数确定后便可以进行多轴头架的总体设计。
多轴头架的传动原理是通过齿轮啮合增加钻削轴的轴数，以满足多孔加工的要求。
通过二级齿轮啮合，输入轴和输出轴的转向没变，但由于齿轮分支传动，变成多根输出轴。
为了保证加工生产条件的安全，加上多轴头工作时装隔离装置比较困难，所以必须严格校核轴头架的强度，以免发生事故或达不到加工要求。
可以看出，改装后的多轴钻床，可以同时完成多个孔的钻、扩、铰等工序。
工艺范围可以满足一般加工情况的孔类钻削要求。
可调多轴头架可以起到提高生产效率、降低成本、提高孔系加工精度等作用。
参照该调节原理可进行其他任意孔系加工装置的设计，还可以用于攻丝、扩、锪孔等加工装置。
此外该装置具有结构简单、操作方便、应用范围广等特点，值得推广。
关键词：立式钻床多轴头可调固定AbstractThe design of multiple spindles heads for drilling machine whose drills spindles are adjustable or fixed are introducedThe adjustable spindles of the multiple spindles heads are located evenly in the circuit and can be adjusted synchronism on the diameter’s direction to meet the small scale production needs of the screw hole manufacture for flange plate parts.And the fixed multiple spindles heads is design for the big scale production needs of the screw hole manufacture for flange plate parts,it can’t be used to manufacture another farts, because it’s spindle distance is designed for the only part.The design of multiple spindles heads include three parts : the total design, the transfer system design , and the constructive designBecause of the un-development in our manufacture industry ,most company’s plant lack of the machine to drill multiple holes at the same time , and it’s a waste of funding on the manufacturing facilities which will be laid after the parts are produced . so the economic multiple spindles heads enable the normal company to drill the multiple holes in a fast way .And same company gained the economic performance by the way of reequips the machine tools. It’s the fact that the reequipped drilling machine can satisfy the process precision requirement .so the design is feasible.Based on the design of the multiple spindles heads , we can also design the others to the manufacture of the other flange plant parts.Key words: drilling machine ;adjustable; multiple spindles heads;目录前言 (1)1．概述 (2)1.1问题的提出 (2)1.2同行业概况 (2)1.3课题的意义 (2)2.总体方案设计 (4)对工件进行工艺分析 (4)检查图纸的完整性和正确性 (4)分析工件的结构特点 (4)分析工件的材料及加工性能 (5)工件的生产批量 (5)确定工件的加工方法 (5)对被改装钻床的分析 (5)总体布局 (6)其他问题分析 (7)3.齿轮可调式三轴头架的设计 (8)齿轮可调式三轴头架的传动原理及调整方法 (8)方案的工艺设计参数 (9)Z535钻床动力所允许的工况条件 (9)确定用于钻削计算的极限值 (13)三轴头架的传动设计 (16)齿轮的设计验算 (16)轴的设计与校核 (21)轴承的校核计算 (35)键的设计校核 (37)螺栓的设计校核 (38)夹头夹紧力的计算校核 (40)4.润滑与密封 (43)5.结束语 (44)6.谢辞 (46)7.参考文献 (47)前言我的毕业设计的题目是《立式钻床可调式多轴头架的设计》。
在现阶段，我国制造也的发展状况，一方面零件精度、复杂度越来越高，另一方面我国的制造业中普遍存在社别老化的问题。
虽然设备老化在现代工业中是不可避免的事情——现在设备的设计更新实在太快了。
而且，随着现代产品的小批量生产趋势，为了加工某个零件去购置一台新机床是不合适的。
怎样利用现有设备高效快速地加工出新零件是一件很有实际应用价值的课题。
在现代设计中，箱体类、钣金类的零件被广泛应用，在上面进行设计一系列孔是很多时候必须的工作。
进行多孔钻削是现代加工中一个不可缺少的加工工序。
但是在我国的大部分中小企业目前还不能很好的适应多孔钻削的生产要求，为了某个批量不是很大的零件购置响应的排钻甚至专用机床是取不了多大的经济效益的。
针对各个企业里的钻床进行改装不失为一个经济易行同时能满足大部分精度要求的好方法。
目前国内已有一些厂家通过改造现有的钻床设备使之具备加工多孔钻削的能力。
一般情况下，都是采用加装多轴头架的方法，并学用适当的夹具便于多轴头架的装夹。
由于改造机床多为了某个特定的零件，各种多轴头架各有各的特点。
一改改装机床的工艺对象普遍狭窄的缺点，我这里设计了一个可调式的多轴头架，它的切削周向直径可调节，大大的扩大了它的加工范围。
1. 概述1.1 问题的提出本次毕业设计任务的提出，是为适应目前我国大部分制造厂的实际生产状况。
当前制造业设备更新特别快，大部分企业遇到同一端面的多孔钻削的零件时，为此购置专用设备又往往不经济的条件下，可以通过改造现有普通单轴钻床使之具有多轴钻削的能力。
既解决了加工要求与现有设备的矛盾，又有效的利用了闲置机床，极大的提高了设备利用率，给企业带来了巨大的经济效益。
1.2同行业概况在国内的相关企业中已经有一部分企业开始原有设备的改造以适应新的加工生产。
其中有一些结构相对比较复杂，当然这与白加工零件的相关工艺参数有关。
在法兰盘周向均布孔的加工上应用已经相当广泛。
比如在郑州的一个汽车制造车间上，运用了改造后的钻床进行加工，取得了良好的经济效果。
由于这些厂家的生产对象的特殊性，他们加工的孔径一般较大，改造后的钻床，除了加装多轴头架外，还需设计额外的夹具以减轻头架的重量对钻床的作用力影响及保证头架进给的精度。
1.3课题的意义为了使广大的一般小型生产厂家具有同一端面的多孔加工能力，我设计了重量较轻，钻削轴均布的三轴头架。
可以实现同时三孔位的加工，而且如果孔之间的距离有变化，可以随时进行孔距的调节，使它能够实现多孔位的加工，那样不仅可以节省时间、改善工人的劳动强度、提高劳动效率，而且对于机械行业也是一种革新。
齿轮可调式三轴头架，因为它是一种可换的，而且是可以调节孔距的设备，所以适应生产过程中的小批量的生产。
根据多孔的加工要求，确定机床的主要参数如下：最大钻孔深度（单侧钻）50mm主轴数目 3主轴中心线至工作台面高750mm主轴转速1000r/min左右2. 总体方案设计总体方案是部件和零件的设计依据，对整个机床的设计影响较大。
因此，在拟定总体方案的过程中，必须综合的考虑，使所定方案技术上先进，经济效果好。
确定总体方案，包括下列内容：2.1对工件进行工艺分析2.1.1 检查图纸的完整性和正确性工件的图纸应能清晰的表达工件的形状结构，标注全部尺寸及技术要求，说明工件的材料和所需要的工件数量等。
加工零件为典型的盘类零件，砂轮机端盖，如图：图1 砂轮机端盖2.1.2 分析工件的结构特点工件的结构决定了它的安装方式和加工厂方法。
要求用多轴头架加工螺栓孔，在加工时，以大端面为基准装夹，的孔为精度要求不甚高的9mm根据批量的要求需另外设计专用夹具，以适应中批量的生产要求。
2.1.3 分析工件的材料及加工性能工件的材料对加工方法有很大的影响。
如材料的软硬对刀具进给量、走刀量都有较大的影响。
砂轮机端盖的毛坯为铸件，材料是球墨铸铁，可根据相关手册计算加工时的加工参数，以此来确定多轴头架的设计参数。
2.1.4 工件的生产批量被加工工件的生产批量的大小对改装方案的制定也有较大的影响。
工件的批量大，改装后的机床的生产效率则要求高，若工件的批量小，则对机床的效率要求不高。
工件批量大时要求要考虑机床的专用性，工件批量小时要求要考虑机床的通用性。
砂轮机端盖的生产为中批量生产，设计周期短、经济的三轴头架十分适合它的生产批量加工条件。
2.2 确定工件的加工方法不同的加工方法可带来不同的经济效益，故工件加工工厂方法选择的是否合适，对钻床改装来说是非常重要的，他不仅关系到改装形式，还直接影响改装后机床加工质量的优劣、生产效率的高低等。