864 自動(dòng)鉆床的總體方案設(shè)計(jì)

864 自動(dòng)鉆床的總體方案設(shè)計(jì),自動(dòng),鉆床,總體,整體,方案設(shè)計(jì) 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告（專(zhuān)科 2009 屆）學(xué)院（系） 機(jī)械工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化題 目 鉆床的自動(dòng)化改造及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 何峰雷 學(xué)號(hào) 0601010309指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 2009 年 2 月 17 日1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告一、結(jié)合課題任務(wù)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě) 1500～2000 字左右的文獻(xiàn)綜述。㈠、概述在現(xiàn)找機(jī)械制造工業(yè)中，加工機(jī)器零件的方法有很多種，如鑄造、鍛造、焊接、切削加工和各種特種加工等。其中切削加工所擔(dān)負(fù)的工作量約占總制造工作量 40%～60%。而在這其中鉆床所占的比例也已經(jīng)達(dá)到了 11.2%，從而可以看出鉆床在機(jī)械制造工業(yè)中起著非常重要的作用。[1]鉆床是孔加工用機(jī)床，主要是用來(lái)加工外形較復(fù)雜，沒(méi)有對(duì)稱(chēng)回轉(zhuǎn)軸線的工件上的孔。鉆床的工作特點(diǎn)是，工作時(shí)工件固定不動(dòng)，刀具做旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)沿主軸方向移動(dòng)而作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主要用于鉆孔，也可用于擴(kuò)孔、鉸孔、刮平面以及攻螺紋等。鉆床可分為立式鉆床、臺(tái)式鉆床、搖臂鉆床和深孔鉆床等。我們結(jié)合課題任務(wù)書(shū)中的要求與設(shè)計(jì)任務(wù)，下面著重對(duì)臺(tái)式鉆床作下簡(jiǎn)要的說(shuō)明及介紹。臺(tái)式鉆床是鉆床中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，主要由工作臺(tái)、主軸、主軸箱、立柱、底座、皮帶輪和電動(dòng)機(jī)等組成。用于加工工件上直徑小于 12mm 的小孔，加工孔時(shí)工件裝夾在工作臺(tái)上或虎鉗及夾具中，鉆頭由安裝在主軸上的鉆夾頭夾緊，由電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。立式鉆床是用與加工中小型工件上中 小孔的主要設(shè)備。主要由底座、立柱、主軸變速箱、電動(dòng)機(jī)、主軸、進(jìn)給變速箱及工作臺(tái)等組成。主軸變速箱和進(jìn)給變速箱是由電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶輪傳動(dòng)的，鉆頭向工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，有機(jī)動(dòng)和手動(dòng)兩種裝置。加工孔時(shí)，工件裝夾與工作臺(tái)上或虎鉗及夾具中，主軸帶動(dòng)鉆頭邊旋轉(zhuǎn)，邊下降進(jìn)行加工。搖臂鉆床用于加工笨重工件或多孔工件上的中小型孔，主要由底座、立柱、搖臂、主軸箱、主軸工作臺(tái)等組成。搖臂鉆床等工作時(shí)，搖臂可繞立柱旋轉(zhuǎn)，主軸箱可在搖臂上做徑向移動(dòng)。這樣可使鉆頭對(duì)準(zhǔn)每一個(gè)加工孔的軸線，以便進(jìn)行孔加工，使用較靈活。一般工件鉆孔時(shí)常將工件裝夾在工作臺(tái)上。大型工件加工時(shí)，可將工件裝夾在鉆床底座上。根據(jù)工件高度的不同，在松開(kāi)鎖緊裝置后，搖臂可沿立柱做上、下移動(dòng)，使軸箱及鉆頭處于恰當(dāng)?shù)母叨任恢?。搖臂鉆床一般配置在機(jī)械產(chǎn)品單件、小批量2生產(chǎn)車(chē)間、產(chǎn)品裝配車(chē)間及機(jī)械修理車(chē)間等場(chǎng)合。另外，傳統(tǒng)的鉆床主軸進(jìn)給系統(tǒng)主要由主軸、主軸套筒、主軸套筒鑲套、齒輪齒條和軸承等組成。主軸在加工時(shí)即要作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也要作軸向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。機(jī)床主軸被裝置在主軸套筒內(nèi)，套筒放置在主軸箱體孔的鑲套內(nèi)，主軸上側(cè)由花鍵連接。機(jī)床加工時(shí)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由花鍵傳入，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則由齒輪通過(guò)齒條帶動(dòng)套筒在鑲套內(nèi)運(yùn)動(dòng)。主軸的軸向力及重量由安裝在主軸上的上下兩個(gè)推力軸承承受，而徑向力由安裝在主軸上深溝球軸承承受。㈡、 優(yōu)缺點(diǎn)的論述從鉆床在機(jī)械切削工作中的重要地位，以及其長(zhǎng)時(shí)間普遍應(yīng)用的性能，我們不難發(fā)現(xiàn)作為傳統(tǒng)的孔類(lèi)加工機(jī)床，傳統(tǒng)的鉆床有著其本身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)如下：（1） 較車(chē)床、鏜床等孔類(lèi)加工方法方便而多用。（2） 操作流程簡(jiǎn)單，動(dòng)作單一化。（3） 加工對(duì)象多樣化。（4） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)改進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。另外其本身有著明顯的缺點(diǎn)： （1）精度不高，不利于各種工件的精加工。（2）占用人力較多，操作固定不變易出錯(cuò)。（3）自動(dòng)化程度不高.，難以進(jìn)行大批量的生產(chǎn)。（4）工作效率低，且工人的工作環(huán)境惡劣。結(jié)合以上鉆床的優(yōu)缺點(diǎn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)老師給我們提出了本課題，即鉆床的自動(dòng)化改造。具體來(lái)說(shuō)就是改進(jìn)鉆床的進(jìn)給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)和送料系統(tǒng)，并通過(guò) PLC來(lái)進(jìn)行順序控制，從而實(shí)現(xiàn)鉆床的自動(dòng)化。從目前的研究資料和方向來(lái)看，這方面的研究還不是很多，因此我們的設(shè)計(jì)是有重要意義的。針對(duì)我們的課題而對(duì)鉆床進(jìn)行改造，可以說(shuō)是專(zhuān)用鉆床的設(shè)計(jì)，它具有一定的針對(duì)性，即針對(duì)工件的加工要求和工作要素來(lái)具體考慮我們的設(shè)計(jì)。㈢、內(nèi)容及任務(wù)：以上簡(jiǎn)要敘述了整個(gè)課題（即鉆床的自動(dòng)化改造）的基本內(nèi)容及設(shè)計(jì)意義。下面針對(duì)個(gè)人的課題任務(wù)書(shū)，說(shuō)明本課題即鉆床的自動(dòng)化改造及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)的3內(nèi)容及任務(wù)。為提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和降低勞動(dòng)強(qiáng)度及工作量，同時(shí)結(jié)合工廠實(shí)際需要和工作設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)一種自動(dòng)化專(zhuān)用鉆床，實(shí)現(xiàn)鉆床的全自動(dòng)作業(yè)。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)如下：（1）專(zhuān)用鉆床液壓進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（2）專(zhuān)用鉆床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）專(zhuān)用鉆床進(jìn)給控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（4）專(zhuān)用鉆床的床身結(jié)構(gòu)及整體布局設(shè)計(jì)。鉆床的自動(dòng)化改造及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于鉆床液壓進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)和專(zhuān)用鉆床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，鉆床液壓進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)是利用液壓傳動(dòng)來(lái)代替人工進(jìn)給，其設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于液壓缸的設(shè)計(jì)；鉆床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是針對(duì)鉆床的主軸傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 另外鉆床進(jìn)給控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是對(duì)整個(gè)傳動(dòng)和進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行控制設(shè)計(jì)，充分利用機(jī)械、液壓和電氣（PLC）控制元件來(lái)完成控制功能；鉆床的床身結(jié)構(gòu)及整體布局設(shè)計(jì)是要針對(duì)鉆床整體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和總休布局，以達(dá)到應(yīng)用水平和外觀造型的優(yōu)化。二、要研究或解決的問(wèn)題、擬采用的方法或技術(shù)路線：要研究或解決的問(wèn)題：鉆床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：① 滿足傳動(dòng)和切削要求；② 滿足傳動(dòng)平穩(wěn)、傳遞功率要求；③ 盡可能地使用標(biāo)準(zhǔn)元件。液壓進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下使用要求：4①在進(jìn)給過(guò)程中應(yīng)有快進(jìn)、功進(jìn)和快退工作狀態(tài)；②要求液壓進(jìn)給系統(tǒng)工作穩(wěn)定、噪聲低；③液壓進(jìn)給系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)代替手動(dòng)進(jìn)給的功能；④控制易實(shí)現(xiàn)。為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，我采用模塊化設(shè)計(jì)路線。把整個(gè)鉆床的自動(dòng)化改造及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為傳動(dòng)系統(tǒng)塊、進(jìn)給系統(tǒng)塊、控制系統(tǒng)塊和整體設(shè)計(jì)和布局系統(tǒng)塊。首先通過(guò)對(duì)課題任務(wù)的分析，根據(jù)其要求計(jì)算出切削力，再根據(jù)所得結(jié)果和要求選用電機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，而后設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，最后是整體設(shè)計(jì)和布局系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及整個(gè)鉆床的校核。技術(shù)路線：任務(wù)分析→傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)→進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)→控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)→整體布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→總體校核三、成果預(yù)測(cè)：（1）通過(guò)理論的設(shè)計(jì)與計(jì)算來(lái)確定各系統(tǒng)方案；（2）系統(tǒng)總裝圖及零件圖展示各主要零、部件和總體；（3）實(shí)驗(yàn)組裝后可進(jìn)行試生產(chǎn)。試生產(chǎn)后可達(dá)到的生產(chǎn)效果：（1）能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，改善產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率；（2）降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和工作量；（3）鉆床系統(tǒng)工作平穩(wěn)，滿足工作要求。5四、時(shí)間進(jìn)度計(jì)劃：第一周～第五周 （2.28～4.01）： 實(shí)習(xí)、調(diào)研、查閱文獻(xiàn)資料第六周～第八周 （4.02～4.23）： 完成方案設(shè)計(jì)第九周～第十三周 （4.23～5.28）： 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及施工圖設(shè)計(jì)第十四周～第十五周（5.29～6.10）： 完成畢業(yè)論文，進(jìn)行畢業(yè)答辯五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題方案的可行性、深度、廣度及工作量的意見(jiàn)）：指導(dǎo)教師___________年 月 日6六、教研室意見(jiàn)：教研室主任___________年 月 日說(shuō)明：開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報(bào)告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫(xiě)，將作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考查的重要依據(jù)，經(jīng)導(dǎo)師簽署意見(jiàn)及教研室審查后生效。備注：參考文獻(xiàn)：[1]《金屬切削機(jī)床》 主編：戴曙 機(jī)械工業(yè)出版社