r901飞锤加工组合机床设计说明书解读

飞锤4孔组合钻床设计的意义

摘要

本文首先通过分析比较，确定了4孔单工位组合钻床的配置型式及结构的最佳方案，遵循机械设计中标准化、通用化、系列化原则，给出机床的总体设计，绘制出代表机床总体设计的被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。由于在本台组合钻床上髓同时加工4个孔，孔多、间距小，采用常规方法排箱无法实现4孔的工序集中的加工方案。本钻床的主轴箱传动系统通过采用变位齿轮和滚针轴承等结构方面的创新设计，将常规方法下不能完成的排箱成为可能。本台组合钻床夹紧机构，采用了快速螺旋夹紧机构。减少了装卸零件所用时间，提高了生产效率。

本文从企业实际需求出发。在全面分析被加工零件的结构特点、尺寸精度、被加工孔相互之间位置精度、表面粗糙度和技术要求的基础上，指出采用现有设备不仅工人劳动强度大，生产率低，零件加工精度难以保证。根据实际需要，研制出了4孔单工位组合钻床。

按上述设计方案制造出的4孔单工位组合钻床与原方案加工工件的实验结相比较，有以下几个突出的优点：

1．提高了加工精度

在普通钻床上加工，由于是采用多工步，各孔的位置精度不易保证，废品率一般在2％：采用4孔组合钻床，因为在设计的每一个环节，都严格控制设计零件的精度，且是多刀同时加工，所加工出的零件位置精度均在要求范围内，废品率为0。通过实际运行结果证明：该4孔单工位组合钻床确实达到了“体积小，重量轻，结构简单，使用方便，效率高，质量好”的要求。

2.提高了生产率

在本台组合钻床上加工该零件，由于是8把刀具同时加工，缩短了辅助时间，加工循环时间仅为2．7min，而在原普通钻床上加工此工件，加工循环时间平均需要15分钟，生产率提高了4．6倍。

关键词：组合钻床主轴箱夹具设计传动设计

The meaning of the designation of a combination

drilling machine for R801flyweght

ABSTRACT

In view of the actual conditions of enterprises and on the basis of overall analyzing workpiece structure features，accuracy of size，surface roughness，accuracy of distance between drilled holes and other technical requirements，this article points out that the existing equipments used to manufacture workpieces may result in lower productivity，greater intensity of labor and worse working accuracy．Therefore，it is necessary to develop a new type of 4 hole single working position combination drilling machine．Through analysis and comparison，the article has determined the best project of the structure and the disposition of the 4 holes combination drilling machine．According to the principle of standardization，generalization and serialization in machine design，the article offers the master design of the drilling machine，the process drawing of workpiece，the working diagram，the connection dimensional drawing of the drilling machine and the calculating card of productivity．In some key parts of the drilling machine，there are certain new designs on the structure of the spindle box and the fixture．With 4 hole drilled simultaneously on the drilling machine，in addition to dispersive arrangement of hole position，the 4 holes drilling program cannot be completed in conventional way．In the transmission system of 4 hole drilling machine are used some new structural designs such as pin bearings and position-changeable gears，so that the arrangement of hole position，which cannot be finished in conventional way，can be accomplished．The combination drilling machine is applied a fast spiral pinch machinery whose features are not only shortens the time consumed in loading and unloading workpiece but also enhances productivity．

After the experimental result of the new type of 4 hole combination drilling machine is compared with the one of the original working program，there are followingprominent advantages：

1．Improving working accuracy

Thereject rate of workpiece cut on the general-purpose drilling machine usually reaches to 2﹪because of its multistep working procedure，so it is difficult to secure the spacing accuracy of every hole．Yet the 4 hole combination drilling machine may reach to 0．This is because the working accuracy of workpiece is strictly controlled at each design point and the spacing accuracy of workpiece cut by multitool is limited within thedesired scope．The result checked through actual operation proves that the 4 hole combination drilling machine re ally meets the requirement of“small in volume，light in weight，simple in structure，convenient in use，high in efficiency and excellent in quality．”This type of drilling machine reduces the labor strength largely and brings enterprises huge economic benefits，either．

2．Enhancing productivity

If the workpiece is cut with 4 drills on the combination drilling machine，the auxiliary time would be shortened and the working cycle time would be limited within 2．7min．On the other hand，if the workpiece is cut on the general-purpose drilling machine，its working

cycle time would take 15min on an average，the productivity would increase by 4．6 times．

Key Words：Combination drilling machine Design of transmission system Spindle box Design of fixture

目录

第一章绪论 (2)

1．1论文背景及研究意义 (2)

1．2组合机床及发展概况 (3)

1．2．1组合机床的由来 (3)

1．2．2组合机床技术装备现状与发展趋势 (3)

1．3本文研究的主要内容 (3)

第二章组合钻床总体设计 (4)

2.1 组合机床设计的步骤 (4)

2、1、1 拟定方案阶段 (4)

2、2 组合机床方案的制定 (4)

2、2、1 影响组合机床方案制定的主要因素 (5)

2、2、2 确定机床配置型式及结构方案 (6)

2、3 确定切削用量及选择刀具 (6)

2、3、1 选择切削用量 (6)

2、3、2 确定切削力、切削转矩、切削功率及刀具耐用度 (7)

2、3、3 选择刀具结构 (8)

2、4 组合机床总体设计——三图一卡 (8)

2、4、1 被加工零件工序图 (8)

2、4、2 加工示意图 (9)

2、4、3 机床联系尺寸图 (13)

2、4、4 机床生产率计算卡 (16)

第三章组合机床多轴箱设计 (18)

3.1 多轴箱的设计步骤 (18)

3、1、1 绘制多轴箱设计的原始设计图 (18)

3、1、2 主轴结构型式的选择及动力计算 (19)

3、1、3 传动系统的设计与计算 (19)

3、1、4 多轴箱的坐标计算 (22)

第四章夹具设计 (23)

4、1 机床夹具的概述 (23)

4、1、1 机床夹具的组成 (23)

4、1、2 本机床的夹具有以下几个特点： (24)

4、2 定位支承系统设计 (24)

4、2、1 定位支承系统的设计原则 (24)

4、2、2 定位支承元件及其布置 (24)

4、3 导向装置设计 (25)

4、3、1 导向装置的作用 (25)

4、3、2 固定式导套的设计 (26)

4、3、3 固定钻模板结构设计 (27)

第五章组合机床经济性分析 (28)

结论 (29)

致谢 (30)

参考文献 (31)

第一章绪论

1．1论文背景及研究意义

目前，我国中、小型企业的产品质量和生产效率都需要有一个新的提高。但是N-r手段却远远不能满足要求。有远见的企业家根据国情、厂情，都认为只有走技术改造的道路，按照实际情况对现有设备的技术状态进行改造，通过强化自身，以求自我发展，才是一条捷径。许多中小型企业都结合自己的实际，设计、改装适合自身特点的机床．以提高工作效率，降低设备占用率和人力占用率，降低工人劳动强度。衡量对机床进行技术改造是否合理，唯一的标准是看能否满足企业的实际需要。。

飞锤侧面上，需加工的孔数量有多个，且为了生产效率一次要转四个孔，还要保证同轴度，间距小，排列又分散。采用普通方法排箱无法完成对4孔同时加工。采用变位齿轮和滚针轴承等创新性的结构设计，把常规状况下不能完成的钻孔成为可能，使需在多工序完成的钻削加工在同一工步完成。飞锤大的使用量较大，一般机械中多处会用到飞锤，应用这台组合钻床不仅能提高生产效率和加工精度，降低设备占用率，减轻工人劳动强度，而且还会为厂家带来可观的经济效益。

1．2组合机床及发展概况

1．2．1组合机床的由来

组合机床是按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。组合机床是随着生产的发展，由万能机床和专用机床发展来的。它既有专用机床效率高结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。根据工件加工的需要，用这些通用部件配以部分专用部件就可组成机床，这就是组合机床。当加工对象改变了，用这些通用部件，只将部分专用部件改造，又可以组成加工新工件的机床。组合机床是按工序集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成许多同种工序或多种不同工序的加工。

1．2．2组合机床技术装备现状与发展趋势

组合机床及其自动线是集机电于～体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件(近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额)，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。

由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测最、控制、诊断监控、清沈、装配和试漏等技术。随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组台机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率；另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。

1．3本文研究的主要内容

零件飞锤见附图l所示，有4个孔待加工，原来采用的加工方案是在普通钻床上逐孔加工，工人频繁忙于装夹工件、启动机床、进刀、退刀、停车及卸工件等，不仅工人劳动强度大，而且生产率也低，不利于保证产品加工精度。在对这4孔进行精度、相互之间位置要求以及零件的装配要求分析的基础上，重新制定出合理的机械加工工艺方案，将4个孔安排在一道工序上完成。由于在本台组合钻床上需同时加工4个孔，不仅孔多、间距小，而且要保证孔的相对位置精度，采用常规方案排箱无法实现4孔的工序集中。因此本钻床的主轴箱传动系统通过采用变位齿轮和滚针轴承，将常规情况下不能完成的排箱得以实现，从而使需在多工序完成的钻削加工在同一工步完成。底座、滑台、动力头等通用部件的合理选用：齿轮箱排箱结构紧凑：夹具部分定位合理可靠；工件装夹方便灵活；刀具更换简便；机械化程度高；减轻工人的劳动强度是本文研究的主要内容。