五级自动进给钻床结构设计的开题报告

五级自动进给钻床结构设计的开题报告1、课题研究的目的意义及国内外研究概况1.1课题来源钻床是伴随着经济的飞速发展和工业现代化的需要而产生的，其被应用与许多方面，像汽车零部件的加工、农用机械的零部件的加工。在本设计中，自动钻床适合特种零件的批量生产，从而大大提高了生产零件的效率。普通钻床难于实现制动化，生产效率比较低，自动机床具有一定的无人操作性，大大提高了生产零件的效率。1.2研究的目的和意义通过毕业设计，掌握机床改造的一般方法和步骤，提高综合运用基础理论和专业知识分析问题和解决问题的能力及编写技术文件的能力，为毕业生走上社会尽快地适应工作打下基础。综合运用所学的知识和技能，提高解决实际问题的能力，增强自己的创新意识。设计出合理的机构模型，应用到工业生产，实现对特种零件的批量生产，提高生产效率。1.3国内外研究现状随着经济的飞速发展和工业现代化的需要，各种自动化生产设备应用而生，钻床广泛地在我国纺织机械、石油机械、印刷机械、包装机械、医疗器械、航空航天、汽车拖拉机、橡塑模具以及发电机制造、机床制造等行业有关零件的钻孔加工得到应用。在很早以前，国内外就已经开始进行机床设备的整修和技术的改造，不断提升机床的品质，不断改进机床的性能，以提高生产效率。近些年来为了加工某些零件上的相互交叉或任意角度、或与加工零件中心线成一定角度的斜孔，垂直孔或平行孔等需要，各个国家而专门开发研制多种专用深孔钻床。例如专门为了加工曲轴上的油孔，连杆上的斜油孔，平行孔和饲料机械上料模的多个径向出料孔等［1］。如：TBT公司生产的特别适用于加工摩托车到轻型卡车的各种中小型曲轴油孔的BW200-KW深孔钻床；特别适用于大中型卡车曲轴油孔的BW250-KW深孔钻床，它们均具有X、Y、Z、W四轴数控。该公司为了客户需要,在一条生产线上可以加工多种不同品种的曲轴油孔，于2000年设计制造了第一台柔性曲轴加工中心,可以加工2〜12缸不同曲轴上所有的油孔［2】。英国MOLLART公司生产制造的专为加工颗粒挤出模具而开发的具有六等分六根主轴同时加工同一工件上六个孔的专用深孔钻床。该工件孔数量多达36000个。全都是数控系统控制的。随着家电市场销售量增大，塑料制品增长速度加快，塑料模具制造业蓬勃发展，深孔钻床为了满足模具上的水孔、射销孔等孔系的深孔加工⑶。由过去的单一座标轴的深孔钻床加工发展到需要加工座标孔系的多孔加工而开发的三座标数控深孔钻床近些年来发展很快。1995年我国为了满足广东美的空调设备有限公司开发了我国第一台为塑料模具上多孔系加工的ZK2103型三座标数控深孔钻床，为了满足模具制造业发展的需要，又开发了除了钻削深孔以外，还可以进行铣削、攻丝等多功能的ZXK2103深孔钻铣中心和三座标数控ZK2103A、ZKA2102型深孔钻床囹。随着科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一，不仅能提高产品质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件。为此，许多企业采用自动机床、组合机床和专用机床组成自动或半自动生产线。但是，采用这种自动、高效的设备，需要很大的初期投资以及较长的生产准备周期，只有在大批量的生产条件（如汽车、拖拉机、家用电器等工业主要零件的生产）下，电子电器才会有显著的经济效益⑸。综上概述可以看出普通钻床自动化程度比较低，很多时候都是人工操作，进行单一零件的生产，而精密钻床的成本又比较高，小中型工厂难于购买，所以自动钻床能大大提高生产效率，实现特定零件的批量生产。2、研究的主要内容通过本设计，研究出一台五级自动进给钻床的仿真模拟机构。2.1设计内容：（1） 主运动系统的设计。包括主运动转速设计，运动传递、装配结构设计带轮、传动齿轮等零件的设计和电机选择。（2） 进给运动系统的设计。包括进给量的设计、进给运动设计、涡轮、蜗杆和齿轮、齿条等零件设计。（3） 机床整体结构的设计。包括主轴箱、进给箱、升降机构、工作台等的设计。2.2设计参数及要求：（1） 五级进给量分别为：0.1，0.15，0.2，0.25，0.3（mm/r）；（2） 主轴转速为：350——900（r/min）；（3） 钻削深度小于200mm；（4） 产品适应性好；（5） 产品性能稳定可靠，维修方便；（6） 各个机械零部件的选用合理，电器元件工作可靠，性价比高。

3、解决关键问题3.1关键技术问题和解决方案关键问题：钻床的进给运动设计。3.2钻床的进给运动方案设计我设计的进给运动方案可有以下两种:图3-1方案一方案一：该方案可以节省一个动力源，由一个动力源引出两个运动，并且进给运动和主运动之间有严格的比例关系，虽然机床的结构比较复杂，这样对加工范围也是一个限制。但是加工孔的深度可以直接知道。不需要利用其他的方法来进行对孔深的测量。图3-2方案二方案二：进给运动本身有一个动力源，这样可以在进给速度范围内的任意一个进给速度加工，容易实现加工自动化，但是这样对加工有深度要求的孔的话，就需要用其他办法了，比较麻烦。比较这两种方案，由于本次设计中主运动和进给运动在空间相互垂直，故传动元件应选用蜗轮蜗杆传动或是锥齿轮传动。采用锥齿轮传动虽然传动效率高，但其降速比较小，会引起机床结构复杂。而当主运动和进给运动之间有严格比例时，他们之间的降速比是很大的，这就需要采用蜗轮蜗杆传动，其降速比大，可使传动机构较为紧凑，而且蜗轮蜗杆传动平稳，噪声低，振动小，适合本机床的工作环境。虽然效率较低，但考虑到进给运动系统所消耗的功率和主运动相比是微乎其微的，因此该机床进给运动采用蜗轮蜗杆传动。进给运动采用齿轮齿条，在主轴套筒上加工有齿条，齿轮齿条啮合使套筒向下运动，套筒带动主轴，实现机床的自动进给运动，当电动机反转时，机床快速退回。综上所述根据进给当量，选择第一种方案较为合理。4、预期的成果4.1构件机构的设计：利用相关的软件如solidworks，adams，AutoCAD等有关软件完成各构件的模型设计，如带轮机构、齿轮机构等合理的机构。通过对本专业课程的学习，了解一些常见传动机构的模型，通过一定的研究与创新，设计出比较优化的自动钻床机构模型方案。4.2设计说明书：根据学院相关文献的要求，完成设计说明书一份并打印字数不少于15000字。4.3绘图生成：根据所选的方案，绘制出自动钻床的总装配图和主要零件图，并修正完善最后打印作为毕业设计资料。当量图纸不少于2.5A0。5、工作阶段及进度安排第一周：研究课题方案，撰写开题报告。第二周〜第三周：绘制草图。第四周〜第五周：完成英文翻译。第六周〜第七周：绘制装配总图。第八周〜第九周：拆分零件图。第十周：编辑和打印设计说明书、图纸，刻录光盘，准备答辩。第十一周：毕业答辩(学院安排具体时间)。第十二周：递交全部资料，按要求装入档案袋。参考文献［1］ 徐灏.机械设计手册［M］.北京：机械工业出版社，1991.9.［2］ 冯辛安主编机械制造装备设计［M］北京：机械工业出版社1998［3］ 电机工程手册编辑委员会机械工程手册［M］第2版北京：机械工业出版社1997［4］ 大连组合机床研究所编组合机床设计［M］第一册机械部分机械工业出版社出版1975年6月北京第一版［5］ 机械设计手册编写组机械设计手册［M］第二册（上下册）［6］ 上海纺织工学院哈尔滨工业大学天津大学主编机床课程设计图册［M］上海：上海科学技术出版社［7］ 专用机床设计与制造编写组专用机床设计与制造［M］下册第二版黑龙江人民出版社［8］ 濮良贵纪名刚主编机械设计［M］第七版北京：高等教育出版社2001（2004重印）［9］ 煤炭工业部编液压传动设计手册［M］上海科学技术出版社1981年4月新1版［10］ 李天无主编简明机械工程师手册［M］上册云南科技出版社1988年5月第一版［11］ 王文斌主编液压传动与控制［M］机械工业出版社2007年2月第三版［12］ 赵丁选，杨镝，陈宁工程车辆自动变速器换挡品质试验研究［J］.建设机械技术与管理.2006（1）［13］ 王文斌