三坐标万能工作台式数控枪钻机床设计方案

面对，去解决这一难题。而且深孔加工难度高、加工工作量大，是机械加工中的关键性工序，适用于孔间距离有一定精度车拖拉机、橡塑模具以及发电机、精密、高效、复合、集成功能。基本上可以分三大类:(一)普通型单座标深孔钻床。LMLT(无级)35~320(无级)mm/minmmmin级)1375~6100(无级)r/min广且大，因此深孔钻床这些年(二)专用型深孔钻床。(三)三座标数控深孔钻床。三座标数控深孔钻床近模加，而且枪钻也自动更换之列，这是一个很大的发展。如：德国BTFMC系列全自动六轴数控枪钻加工中心、钻孔直径围：φ5~φ50mm最大钻孔深度削方式通过数控插补功能来加工大螺纹，它的自动换刀装置具有参数：主轴进给速度、钻孔深度、及对加工工程中进行监控。为了功能，又具有排屑钻削(BTA法)钻孔的功能，以便钻削大孔及加大机床柔性。如：铣床，其主要技术参数：钻孔围：φ4~φ25mm，最大钻削深度1000mm，铣削能力BA公司的枪钻规格已标准化到φ0.9~φ50mm，特别是其于φ18mm的钻头可用机夹刀后更换刀片或导向垫，不会伤多刃刀具的切削加工方法，后者是以附加能量(如热切削、低温切削、磁化切削和振动切削)、附加介质切削(如添加气体切削或涂复固体润滑剂切削)、高速切削、电金刀具的开发和应用及最佳排屑槽形式。2)对深孔加工的自动化要求不断提高，包括切屑处理的自动化，工件装卸自动化和刀具更换自动化等。为进入柔性制造系统(FMS)创造条件。3)中小型深孔加工中空气压力雾化润滑冷却方法的研究与应用。4)深孔加工向柔性复合化趋势发展，即一次装夹，完成钻、车、镗、铣和磨光等多部件，综合分析等方法，加之阅应用,齿轮箱设计现有技术水准，国际水平探讨方面的书籍、报刊)，从而了解更为2深孔加工系统的类型及选择2.1深孔加工的类型及特点.1深孔加工的分类(1)按运动形式分类：.2深孔加工的特点(1)不能直接观察到刀具的切削情况。目前只能凭经验，通过听声音、看切屑(2)切削热不易传散。一般切削过程中80%的切削热被切屑带走，而深孔钻削(3)切屑不容易排出。由于孔深，切屑经过的路线长，容易发生阻塞，造成钻(4)工艺系统刚性差。因受孔径尺寸限制，孔的长径比较大，钻杆细而长，刚深孔加工中要解决的主要问题从切削过程来看，与分屑，卷屑和断屑，钻孔走偏的问题。另外在刀具2.2常用深孔加工系统的简介以及钻削系统选择.2.1枪钻系统料，但受钻杆孔排屑空间2.2.3喷吸钻系统推，吸双重作用下，促使切屑BTA,使钻削直径围增大(最小直径可达06mm)ADF抽屑机理：大部分切削液从尾座输油口进入，通过钻杆部到达切削3钻头回转式数控排屑深孔钻床床总体方案设计1总体方案的设计。.2深孔钻床钻削系统的设计负压抽屑装置的工作原理与结构道向后流动的切削液，在能量，即负压区。在负压区切削液图3-5负压抽屑装置流间隙和喷射角的选择xy很大，学理论，喷嘴环形通道的压力损b两壁的吸附形成吸附层，易使间隙“堵塞”。这样，负压效应将适中，因此选择0.3mm.决定轴向分量和径向分量的大小。当9减小时，轴向分量增加，径向转换率高，则负压效率提高。如排屑，射流两通利于负压效应的提高。另外，喷度。11程考虑，切屑在推或直径d太小，将造成能量严重损失，混流区通道直径d绝不能小于钻杆的排屑通0101d=d+26cos9=20+2×0.3×cos30。=20.5mm10313主电机的选择切削用量的选择切削功率的计算功率的近似值。通过计算得知，钻削直径在30mm以下的孔，最大切削功率不超过主运动电动机的选择类的选择机电时间常数小、线性度高、始选择SMLFBkW矩为18.0Nm，重量为进给系统电动机的选择机种类选择机没有控制信号输入时，则停止转动；改变控制电压的大小和相位(或极性)就可改变(1)调速围宽广，交流伺服调速电动机的转速随着控制电压改变，能在宽广(2)转子的惯性小，即能实现迅速启动、停转；(3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。的选择.4带传动的选择类型件之间的摩擦(或啮合)来传递运动或动力。表面i3~5中心距较大2)圆形带传动多楔带传动深孔钻床要求工件转动平稳，同时考虑到经济性的原因，故本设计采用主轴采用V1.计算功率查机械设计手册中表8-7选取K=1.2,AcaA.caA.2)验算带速v。按式(8-13)验算带的速度3)计算大带轮的基准直径。根据式(8-15a)，计算大带轮的基准直径dd2dd1(2).由式(8-22)计算带所需的基准长度24a24a0由表(8-22)选带的基准长度Ld=630mm。5.验算小带轮上的包角a1rr查表(8-4a)得P0=1.34Kw查表(8-4b)得编P=0.0Kw查表(8-5)得Ka=1查表(8-2)得KL=0.81，于是r0min0min应使带的实际初拉力F>(F)。00min8.计算压轴力Fp压轴力的最小值为pmin0min223.5主轴箱轴承的选用及校核轴承选择原则擦性质不同，可把轴承分为滑动摩擦轴承(简称为滑动轴承)和滚动摩擦轴承(简称为受的载荷方向的不同，又可分为向心轴性能以及其它滚动轴承公差国标(GB307.1—84)规定，轴承按公称尺寸(基本尺寸)精度和旋转过盈；若采用非标准配虑：轴承的工作条件，作用在主轴箱轴承的选择正常钻削中，轴向载荷和图3-7主轴箱中轴承的布局0i8000r/min(脂润滑)和n＝11000r/min(油润滑)。靠近加工端角接触球轴承(两个)j额定动负荷C＝36800N，额定静负荷C＝25800N，极限转速n＝7500r/min(脂润滑)ij主轴箱中轴承的校核(1).角接触球轴承7208C的校核F=500N；主轴箱所受到的轴向力主要由角接触球轴承来承受，取F=1500N。raP=f(XF+YFra根据《机械设计》中表13—6知[2]，f=1.2~1.8，取f=1.5。ppP=f(XF+YF)=1.5×(1×500+1.2×1500)=3450Nprah60nP6015003450触球轴承7207C的校核向力主要由角接触球轴承来承受，取F=1500.rP=f(XF+YF)pra根据《机械设计》中表13—6知[2]，f=1.2~1.8，取f=1.5。ppP=f(XF+YF)=1.5×(1×500+0×1500)=750Npra轴承的预紧和润滑(1)轴承的预紧，(2)轴承的润滑滚动轴承的密封密封、径向密封圈等。此 取0.10.3mm，间隙越小，密封效果越好。为提高密封效果，在轴承盖孔可开一个主轴中配合及公差的选用颈和箱体孔(外壳孔)的配合。所以主轴箱中轴承与孔的配合就选用上述精度等级，.5带传动的设计带传动的类型及特点件之间的摩擦(或啮合)来传递运动或动力。表面i3~5中心距较大2)圆形带传动多楔带传动带传动的优缺点:c．过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件的损坏；(具有过载保护作用)；.2带传动的选择，故带与带轮间无相对滑动，能保证。3带轮的设计计算(1).计算功率0202查《机械设计》(第八版)表8-7查得工作情况系数K=1.2,[2]故A功率：Pc=KP=1.2×5.5=6.6kW(3-7)A式中K--工作情况系数；A(2).选用梯形齿同步带1(3)小带轮齿数由《机械零部件手册》(造型设计指南)表1b(4)小带轮节径(5)大带轮的齿数和节径2=1(7)带长及其齿数10几(dd)2几带长L=2a－(d+d)+p2p1=2×380＋(80.85+97.02)+p002p1p24a20由《机械零部件手册》表9-14选取420H78，L=1066.80mm[10]p (8)实际中心距，a=a-la=a-llpp0=380－2=365.98mm(3-11)(9)小带轮啮合齿数由式(9-26)，z=ent[z1－pzb1(z－z)]＝ent[20－12.70×20(2420)]m22几2a21220×365.98(3-12)(10)带宽zA(11)轴压力由式(9-28)，Fr＝d6.533.5.4同步带的预紧4进给系统的设计4.1进给系统的组成。轮齿条及直线电动机。本次设计4.2滚珠丝杠副计算4.2.1滚珠丝杠副简介等。滚珠丝杠螺母传动广泛应m(3)固定一自由方式丝杠一端固定，一端自由。固定端轴承同时承受轴向(4)固定一支承方式丝杠一端固定，另一端支承。固定端轴承同时承受轴向浮动，可以避免或力，提高丝杠支承刚度，可(6)采用丝杠固定、螺母旋转的传动方式两端都支撑的方式。此时，螺母力，提高丝杠支承刚度，补4.2.2滚珠丝杠副的计算L=1800mmnL=1800mmkV=16.0m/minmaxL=12000工作小时。hn=8000r/minmaxg8m/s2FwWg0.1×300×9.8≈294N(4-1)工作时间比例工作时间比例12轴向载荷F=F+F(N)awF1=294F=22942进给速度V=160001V=10002运转方式有切削F---轴向载荷(N)F---切削阻力(N)F---摩擦阻力(N)awFDGXRP-2400X____导程Phoho表4-2进给速度、进给转速对照表进给速进给速度V=160001V=10002进给转速n=80001n02运转方式有切削Ff3=10941.43mw6C=aqq20n=qq20n=1n+2n=nqnqF=FnqnqF=F311+F322mn1002n100mm+22943 hn60hmm (4-4)LL式中：L――回转寿命(以回转次数为单位)F――平均载荷(N)mC――系列表中的额定动载荷f――载荷系数(表3-4)awa表4-3f取值对照表www有冲和振动运运1.2~1.5w无冲击运动1.0~1.2载荷系数普通运动1.5~2f得：额定动载荷C≥17295Na以C值从FDG系列表(丝杠直径和导程、丝杠长度表)中查出适合的类型为：a00hoF=F/3=2294/3≈765Naomaxu1e1ue nn=f2107保证机床进给量达到2000mm，所以，取丝杠螺纹长度L=2100mm1sn≤0.8×nn≥n/0.8kperkkkpernkdknkL2n2f10718.9107式中：n---临界转速(r/min)kd---丝杠螺纹底径(mm)2f---支承系数(表4-4)nkL---临界长度(mm)n (4-9)表4-4支承系数fnk支承方式fnk固定——支承18.9支承——支承12.1可知丝杠螺母底径大于17.1当P=5(mm)、额定转速达到1000(r/min)时，系列表中适合的公称直径ho0上述由额定动载荷C求得的公称直径d=40mm>17.1，满足条件，否则公称直a0当L=L，R为最小，一般情况下计算最小刚度值。s1ksd---公称直径(mm)0s 式中：L---轴承与螺母的距离(mm)D---滚珠直径(mm)s1w(4)滚珠丝杠副的润滑4.3进给系统电动机的选择4.3.1伺服电机初选没有控制信号输入时，则停止转动；改变控制电压的大小和相位(或极性)就可改变(1)调速围宽广，交流伺服调速电动机的转速随着控制电压改变，能在宽广(2)转子的惯性小，即能实现迅速启动、停转；(3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。4.3.2伺服电机的计算和选型(4-15)(4-15)(1)等效转动惯量计算GLJ=J+J+(0GLMsg2几 MJ—滚珠丝杠转动惯量SS40mm，导程L=6mm，长度为2200mm，从表中查出1m长的丝杠转动惯量为15.45kg.cm2，0SGL代入上式:J=J+J+(0)GLMsg2几(2)电机的校核F为无切削轴向载荷294N。aM=FPaho=2945=0.26Nm hoaM=FPaho=22945=2.03Nm在此K为预紧螺母的摩擦系数(0.1~0.3)，取0.15p(4-16)(4-16)的转矩(如：加速度时之负载转矩及马达所负荷的总平均速度时最大驱动转矩:M=M+M(4-17)t1tate9=2.12Nm电机的选定时，一般来说以平均速度时的M在电机额定转矩的30%以情况下使用。t校核:丝杠理论容许轴向载荷以安装形式确定f取20.4FkkFk2k≈110532N式中：F---丝杠理论容许轴向载荷(N)d---丝杠螺纹底径(mm)k2f---支承系数(表4-5)L---轴承与螺母间的距离(mm)FkkFx支承方式fFx固定——支承20.4支承——支承10.2(4-19)F=F/2=110532/2(4-19)kzulk4.4联轴器的选择4.4.1联轴器类型和特点持联系的功能)，联轴器可分为刚性联轴器(无补偿能力)和挠性联轴器(有补偿能(1).刚性联轴器成本低廉、可传递较大转(2).挠性联轴器4.4.2联轴器的选择原则综合分析来选择标(1)所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减震功能有要求。(2)联轴器