畢業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p>　　吉 林 工 商 學(xué) 院</p><p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　題目名稱: 自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)設(shè)計(jì) </p><p>　　院 系: 工學(xué)院

2、 </p><p>　　專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生姓名: 趙志昂 </p><p>　　學(xué) 號(hào): 421314401018

3、 </p><p>　　指導(dǎo)教師: 王永志 </p><p><b>　　2018年 月 日</b></p><p><b>　　畢業(yè)論文原創(chuàng)聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交畢業(yè)論文

4、，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。</p><p>　　論文作者簽名： 年 月 日</p><p&

5、gt;<b>　　摘要</b></p><p>　　摘要:本設(shè)計(jì)主要根據(jù)設(shè)計(jì)要求機(jī)床的工作特點(diǎn)、加工要求及技術(shù)要求對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)的整體與局部，內(nèi)部與外部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本篇論文從材質(zhì)分析，工藝過程分析入手，來確定工藝方案。通過分析機(jī)床在加工孔的過程中的動(dòng)作，按照傳動(dòng)系統(tǒng)的工作要求，逐步確定了傳動(dòng)方案。由以上的工藝方案、傳動(dòng)方案、設(shè)計(jì)任務(wù)要求以及參考現(xiàn)有同類設(shè)備和相關(guān)文獻(xiàn)的查閱，初步設(shè)計(jì)出機(jī)

6、床的局部和總體結(jié)構(gòu)布局。再通過對(duì)加工參數(shù)計(jì)算來確定電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)性參數(shù)計(jì)算逐步選擇氣缸、電氣元件，計(jì)算齒輪的各項(xiàng)參數(shù)，還有軸的設(shè)計(jì)以及其它主要零件的校核。最后，是其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如圓錐齒輪的設(shè)計(jì)，導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)。另外，文章還有關(guān)于機(jī)床的維護(hù)和檢修，以及機(jī)床的工作特點(diǎn)、加工要求及技術(shù)要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞:鉆頭;氣缸; 斜齒輪;夾緊裝置;輪軸</p><p>

7、<b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Abstaract:Designed primarily designed for machine work, processing claim and technology for automatic to

8、0;a carpenter or a drill, the overall and local, internal and external structure of the design. This article from the material

9、 analysis, the process of analysis to determine the process, technique. By analyzing the machine tools made holes in the 

10、;course of action, in accordance with the transmission of the job requirements and gradually be driven. the more craft soluti

11、ons, the plan or desig</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1本課題的研究內(nèi)容和意義</p><p>　　機(jī)械制造中經(jīng)常用到法蘭盤，一些大批量的零部件，重復(fù)性工序多，單靠人力裝配費(fèi)時(shí)費(fèi)力，用自動(dòng)化的機(jī)器代替 人工是發(fā)展的必然趨勢(shì)。在實(shí)際裝配中，在

12、打螺絲之前一般還有鉆孔和攻絲的工序。本文針對(duì)法蘭盤鉆孔設(shè)計(jì)自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)， 使原本復(fù)雜繁鎖的工序簡單化、自動(dòng)化、高效化，為勞動(dòng)密集型企業(yè)節(jié)約了大量的人力、物力和成本。</p><p>　　1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　金屬切削機(jī)床是人類在改造自然的長期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來的。最原始的機(jī)床是依靠雙手的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在工件上鉆孔。隨著加工對(duì)象材料的變化和社

13、會(huì)的進(jìn)步，機(jī)床的種類也隨著增加，功能也越來越多。近年來，由于新技術(shù)的發(fā)展并在機(jī)床領(lǐng)域得到應(yīng)用，使機(jī)床的發(fā)展更加迅猛。多樣化、精密化、高效化、自動(dòng)化是這一時(shí)代機(jī)床發(fā)展的基本特征。也就是說，機(jī)床的發(fā)展緊密迎合社會(huì)生產(chǎn)的多種多樣和越來越高的要求。</p><p>　　我國的機(jī)床工業(yè)是在新中國成立后建立起來的。50多年來，我國的機(jī)床工業(yè)獲得了高速發(fā)展。目前我國已經(jīng)形成了布局比較合理、比較完善的機(jī)床工業(yè)體系。機(jī)床的性能也在

14、逐漸提高，有些機(jī)床的性能已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平。但與世界水平相比，還是有較大的差距。因此，要想縮短與先進(jìn)國家的差距，我們必須開發(fā)設(shè)計(jì)出我國自己的高性能機(jī)床?，F(xiàn)代金屬切削機(jī)床的主要發(fā)展趨勢(shì)是:提高機(jī)床的加工效率，提高機(jī)床的自動(dòng)化程度以及進(jìn)一步提高機(jī)床的加工精度和減小表面粗糙度值。</p><p>　　第二章 自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 基本參數(shù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容</p

15、><p>　　本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)的總體設(shè)計(jì)要求如下</p><p>　　設(shè)計(jì)是一種對(duì)法蘭盤鉆孔的專用設(shè)備，自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)應(yīng)包括定位夾緊部分和傳動(dòng)進(jìn)給部分。查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，中心孔的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格如表1所示。</p><p>　　表1 中心孔標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格</p><p><b>　　,</b></p><p&g

16、t;　　設(shè)計(jì)的圓鋼類產(chǎn)品中心鉆孔機(jī)，產(chǎn)品直徑范圍為Ф10-Ф50，長度范圍200-800mm之間，材料為A3.</p><p>　　2.2總體設(shè)計(jì)的要求自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)是直接用于鉆孔的機(jī)械，設(shè)計(jì)鉆孔機(jī)時(shí)，首先應(yīng)以保證設(shè)計(jì)的鉆孔機(jī)能高效、地質(zhì)、安全、低耗完成鉆孔為前提，使設(shè)計(jì)的鉆孔機(jī)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，具有良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以滿足下述的要求為依據(jù)。(1)鉆孔機(jī)的性能及其參數(shù)應(yīng)具有廣泛的適

17、應(yīng)性，能根據(jù)不同材質(zhì)，不同位置及不同的鉆頭類型和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)合理的鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)。(2)要配備必要的檢測(cè)及指示儀表，以便及時(shí)掌控和控制鉆孔機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和孔內(nèi)鉆進(jìn)情況。(3)鉆孔機(jī)應(yīng)能傳遞足夠的動(dòng)力，保證各工作機(jī)構(gòu)正常工作的性能。(4)應(yīng)具有較強(qiáng)的孔處理孔內(nèi)事故的能力和完成特種功能的性能。(5)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，震動(dòng)小，打孔時(shí)對(duì)鉆桿的導(dǎo)向性好。(6)自動(dòng)化、機(jī)械化程度要高;鉆進(jìn)過程中最理想的是鉆孔機(jī)能根據(jù)孔內(nèi)情況自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制打孔參數(shù);

18、及時(shí)選擇、調(diào)整和保持最優(yōu)鉆進(jìn)工程。7)為提高鉆孔機(jī)生產(chǎn)可靠性，應(yīng)設(shè)備必要的過載保護(hù)裝置和互鎖機(jī)構(gòu);(重要機(jī)構(gòu)要配備重復(fù)裝置。(8)鉆孔機(jī)還應(yīng)滿足機(jī)械設(shè)備的一般要求:a對(duì)使用環(huán)境條件使用性好，能在惡劣的環(huán)境下正常工作;b傳動(dòng)效率高、能耗少;c具有足夠的強(qiáng)度、</p><p><b>　　2.3方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.3.1 

19、;傳動(dòng)方案的工作要求(1)了解工作機(jī)的工作情況;(2)了解動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)速性能;(3)對(duì)傳動(dòng)的尺寸、重量、布置方面的要求;(4)工作環(huán)境:對(duì)對(duì)塵、高溫、低溫、潮濕、腐蝕易燃、易爆等惡劣環(huán)境的適應(yīng)性，噪聲的限度等。(5)經(jīng)濟(jì)性:工作壽命、傳動(dòng)效率，初始費(fèi)用，運(yùn)轉(zhuǎn)及維修費(fèi)。(6)結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，加工方便。對(duì)于以上要求，在設(shè)計(jì)過程應(yīng)盡量滿足。2.3.2 傳動(dòng)分析該機(jī)床在一次孔的加工過程主

20、要完成以下的一些動(dòng)作:(1)夾緊工件。(2)調(diào)節(jié)位置。(3)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)、進(jìn)給、退出。(4)松開工件。鉆床的傳動(dòng)通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，然后由氣缸推動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　通過以上分析，“自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)”的傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該滿足以下幾點(diǎn):(1)能夠根據(jù)法蘭盤的硬度和加工孔的深度自動(dòng)調(diào)節(jié)氣缸的進(jìn)給速度，從而保證鉆頭的運(yùn)動(dòng)速度。(2)起動(dòng)，制動(dòng)迅速。3)操作方便，控制靈活。 

21、(4)傳動(dòng)準(zhǔn)確，穩(wěn)定性好。(5)減振性能良好。</p><p>　　2.3.3 傳動(dòng)方案的確定機(jī)械傳動(dòng)、流體傳動(dòng)和電氣傳動(dòng)一起構(gòu)成了現(xiàn)代化工業(yè)普遍采用的三大傳動(dòng)方式。1.機(jī)械傳動(dòng)主要可以采用的幾種方式及其特點(diǎn):(1)帶傳動(dòng)—承載能力小，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其它傳動(dòng)形式大，但傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸振緩沖，因此宜布置在高速級(jí)。(2)鏈傳動(dòng),運(yùn)動(dòng)不均勻，有沖擊，不適于高速級(jí)，應(yīng)布置低速級(jí)

22、。(3)直齒圓柱齒輪傳動(dòng),直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性較斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性好，常用在高速級(jí)或傳動(dòng)平穩(wěn)的場(chǎng)合。(4)開齒齒輪傳動(dòng),開齒齒輪傳動(dòng)的工作環(huán)境一般較差，潤滑條件不好，因?yàn)槟p嚴(yán)重、壽命較短，應(yīng)布置在低速級(jí)。(,)直錐齒輪傳動(dòng),圓錐齒輪傳動(dòng)只適用于需要改變軸的布置方向的場(chǎng)合，由于圓錐齒輪加工困難，所以應(yīng)將其布置于傳動(dòng)的高速級(jí)，并限制其傳動(dòng)比，以減小其直徑和模數(shù)。(6)蝸桿傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊

23、湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，但傳動(dòng)效率較低，故適用于中小功率的高速傳動(dòng)中。(7)直齒齒條傳動(dòng),齒輪齒條傳動(dòng)易于布置，常用在低速級(jí)。通過對(duì)以上各種機(jī)械傳動(dòng)方案的分析比較，在橫式自動(dòng)鉆孔機(jī)中可以采用齒輪齒條傳動(dòng)、圓柱齒輪傳動(dòng)和圓錐齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　第三章自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) </p><p>　　3.1 鉆削動(dòng)力計(jì)算3.1.1 加工零件規(guī)格本

24、次設(shè)計(jì)的鉆孔機(jī)，加工產(chǎn)品直徑范圍為Ф10-Ф50，工件長度范圍200-800.</p><p>　　3.1.2確定切削速度和切削用量 為使加工過程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。生產(chǎn)中常用查表給出的深孔鉆床對(duì)孔加工的工序余量，由于在本鉆床上鉆孔后重新安裝或在其他多工位機(jī)床上加工下道工序，應(yīng)適當(dāng)加大余量，以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。Φ3.15mm的孔在鉆孔后擴(kuò)孔，直徑上工序間余量0.5

25、,1mm。當(dāng)最大加工直徑為Ф50的工件，鉆中心最大直徑為Ф3.15確定如下鉆孔參數(shù)1、鉆孔:Φ3.15mm加工材料:A3工序:端面鉆孔。查高速鋼鉆頭切削用量表得:加工直徑Φ4 mm，布氏硬度為180-220的孔:切削速度為10-18m/min， 取18m/min;進(jìn)給量為0.05-0.1mm/r，取0.08mm/r。d=孔深/直徑=24.25/5=4.8因?yàn)樯羁足@削切削用量需要

26、遞減，根據(jù)深孔鉆削切削用量遞減表得:實(shí)際切削速度為:v=0.7×18=12.6m/min實(shí)際進(jìn)給量為:0.9×0.08=0.072mm/r2、鉆孔:Φ3.15mm加工材料:A3工序:端面鉆孔。查高速鋼鉆頭切削用量表得:-220的孔: 加</p><p>　　第四章 電動(dòng)機(jī)的選擇4.1 機(jī)床電氣傳動(dòng)的特點(diǎn)及控制要求(1)機(jī)床由四臺(tái)

27、相同結(jié)構(gòu)和規(guī)格的機(jī)器組成。(2)每臺(tái)機(jī)器的主運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)來傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，可以同時(shí)或分別控制電動(dòng)機(jī)的起停。(3)刀具轉(zhuǎn)動(dòng)由每個(gè)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)施動(dòng)。(4)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)依靠氣壓缸的推動(dòng)，進(jìn)給距離和刀具的進(jìn)退由氣壓缸的行程控制開關(guān)控制。根據(jù)以上電氣控制的特點(diǎn)和要求，參考其它同類型的機(jī)床4.2參數(shù)計(jì)算1.電動(dòng)機(jī)類型的選擇按照設(shè)計(jì)要求和工作條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。2.電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)的

28、計(jì)算。法蘭盤在鉆削加工時(shí)，所需功率與其硬度和順紋抗剪切強(qiáng)度有關(guān)，且成正比關(guān)系。(1)給定的進(jìn)給范圍為0.1,0.3mm,r，故取f=0.2mm/r(2)根據(jù)設(shè)計(jì)要求最大加工直徑d=10mm最大加工半徑r=d/2=5mm  (3)扭矩計(jì)算</p><p>　　由于在切削過程中產(chǎn)生磨擦損失，機(jī)械損失，參考同種類型機(jī)械，初選給定切削刃產(chǎn)生的扭矩為每個(gè)鉆頭總扭矩的T1的80%。

29、0;</p><p>　　T1=T/80%=0.6595N.M(4)計(jì)算功率木材加工需要有一定精度和表面粗糙度，所以采用較高的轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，初選n=3000r/min. </p><p>　　P=T1.W =3.3×3000×2π/60=1036.2WP-鉆削所選法蘭盤所需功率0.80安全系數(shù), 初選傳動(dòng)效率η,則

30、60;P,1.0362/0.80=1.3KW4.3 電動(dòng)機(jī)的確定根據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)的設(shè)計(jì)要求，工作特點(diǎn)，以及以上計(jì)算所得電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和[12]動(dòng)力參數(shù)，查表19-1Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)據(jù)，選取型號(hào)為Y901,2電動(dòng)機(jī)。詳細(xì)的系數(shù)如下表所示。表3-1 Y801-2型三相異步的電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)堵轉(zhuǎn) 堵轉(zhuǎn) 最大電流 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩 滿載時(shí)型號(hào)&#

31、160;功率 電流 轉(zhuǎn)速 效率 功率因數(shù) 額定 額定 額定 (A) r/min (%)  (cos) 電流 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩 ,Y801-2 1.5 3.4 2840 79  0.85  7.0 2.2 2.2根

32、據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)的設(shè)計(jì)要求，工作特點(diǎn)，以及以上計(jì)算所得電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，查表系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，選取型號(hào)為Y801,2電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　第五章 夾具的設(shè)計(jì)與選用5.1設(shè)計(jì)參數(shù)要求由上面的計(jì)算知最大工件阻力F=244.5N最大扭矩T=415N?mm最大夾持直徑Ф40mm夾持長度范圍200-800mm5.2夾具的設(shè)計(jì)選用夾具的功用與組成夾具是在

33、機(jī)床上加工零件時(shí)使用的一種工藝裝備，其主要功用時(shí)實(shí)現(xiàn)工件的定位和夾緊，使得工件加工時(shí)相對(duì)機(jī)床、刀具有正確地位置，以保證工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求。夾具通常由定位元件或裝置、夾緊元件或裝置、夾具體、對(duì)刀和導(dǎo)引元件、分度元件或裝置、動(dòng)力元件或裝置以及其他元件或裝置(如定位鍵及有關(guān)零部件)等組成。夾具設(shè)計(jì)時(shí)常用的零部件已有國家標(biāo)準(zhǔn)或部頒標(biāo)準(zhǔn)。夾具的設(shè)計(jì)過程主要如下1)工件生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型分析;2)工件加工工藝方案分析，

34、工件結(jié)構(gòu)、精度特點(diǎn)分析;3)機(jī)床設(shè)計(jì)情況分析;4)夾具操作要求分析;工件尺寸如圖4。 圖 4 工件尺寸自動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)設(shè)計(jì)5.3夾緊卡盤的選用(1)卡盤是機(jī)床中傳遞力與運(yùn)動(dòng)的重要部件。由于氣動(dòng)卡盤工 作可靠，動(dòng)作迅速，操作方便，故為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床廣泛應(yīng)用。氣 動(dòng)卡盤常見的結(jié)構(gòu)形式是楔</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</

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38、t;<p>　　[8] 杜祥琪編著. 工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986</p><p>　　[9] 關(guān)慧貞 馮辛安主編. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011</p><p>　　[10] 鄒青編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)

39、教程 [M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2004</p><p>　　[11] 王秀貴 曹江蓮編著. C 語言程序設(shè)計(jì)教程 [M]. 北京：中國鐵道出版社，2008</p><p>　　[l2] 新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p>&

40、lt;p>　　[l3] 上海市機(jī)械工程學(xué)會(huì)編. 簡明實(shí)用機(jī)械手冊(cè) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199l</p><p>　　[14] 宗光華等編著. 機(jī)器人的創(chuàng)意設(shè)計(jì)及實(shí)踐 [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，</p><p>　　2004,60‐68</p><p>　　

41、[15]  國家教委高等教育司北京市教育委員會(huì)編. 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 指導(dǎo) [M].</p><p>　　北京：經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)出版社，2002</p><p>　　[16] 蔡自興主編. 機(jī)器人學(xué) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社</p><p>　　[17] 孫桓 陳作模 葛