非回转体深孔加工机床结构设计(编辑修改稿)

非回转体深孔加工机床结构设计(编辑修改稿)内容摘要：

件系统，是指 那些只与具体采用的深孔刀具和深孔加工技术特点直接 相关的零件系统。 例如枪钻机床的排屑装置、进给刀座；双管喷吸钻、DF 系统、 SIDE 系统的抽屑器和输油器，以及专用的导向和密封件。 属于深孔机床的通用零件系统的有床身、主传动系统、进给系统、进给机构、液压系统及通用功能附件、电机等，可以根据深孔机床的特定需要，按照通用机床的设计、制造方式进行生产或委托生产，再与专用的系统进行组装和调试，最后成为不同规格的深孔机床。 用于内、外排屑的深孔加工机床，都可以按照工件旋转、刀具旋转、工件与刀具相对旋转三种方式分类。 根据深孔 加工只、这一特点，机床一般为卧式，但对于某些特殊工件（大型、重型工件、板料等），也可以设计成立式。 外排屑深孔机床由于不适用于加工大孔，所以机床一般为中小型的。 这是与内排屑深孔机床的一个主要不同点。 2 设计机床的步骤 设计机床的步骤在实践中虽有细节上差别，但归纳起来大体上可以分为调查研究、拟定方案、结构设计、零件图设计和试制鉴定五个阶段。 详细地掌握第一手资料，对于搞好机床设计是十分重要的。 调查研究的内容包括调查使用单位、制造单位，与查阅、收集国内外有关文献、技术资料等， 2．拟定总体 方案 第Ⅱ页 共Ⅱ页 拟定方案的内容包括：设计本机床的理由或必要性；机床用途和使用范围，国内外同类机床的比较，本机床的技术性能、轮廓尺寸和估计重量；所采用的工艺方及总体布局，主要结构、控制方案；机床的优缺点和经济分析。 最佳方案也可以通过计算机辅助设计获得。 3．结构设计与计算 主要是根据拟定的方案、绘制机床各部件装配图，同时画出机床传动系统图、液压系统图和电器系统图，并进行必要的计算。 4．零件图设计与编写技本文件 绘制全部专用件的工作图和通用件的补充加工图，并进行必要的计算。 装配图和零件图应经工艺审查和标进化审查，有时 还须再按已设计完的零件重新绘制部件装配图和机床外观图，最后编写技术文件。 技术文件的名称和内容有： 1）专用件、通用件、标准件和外购件明细表。 2）设计说明书或技术设计书。 包括机床总体方案及主要结构方案的选择理由、计算、动力计算和零件计算。 3）机床使用明书。 包括机床技术件能、用途，各部件构造说明，机床的调整、润滑与维护，常见故障的消除方法，机床的运输、安装与试车，滚动轴承表，电气设备表，附件及备件表，易损件零件图，验收标难及精度检验记录表等。 5．试制鉴定 工作图设计完成后，如果是通用机床须先试制一台样机进 行试验鉴定，如果是专用机床由于它的生产数量一般很少，有时仅制造一台，因此没有单独的样机试制阶段。 以上几个阶段有相对独立性，但又是密切联系的，每个阶段的具体内容可以根据机床的性质和设计工作的具体情况有所不向，也可以根据设计工作的需要划分为较少或较多的阶段，以使设计周密地、全面地、有秩序地进而确保设计质量和进度。 机床的选择 对机床所要担负的用途进行分析就可以将它们分为两类。 一类是一般用途的，另一类是专用的或有限用途的机床。 一般用途的机床显然必须具有较大的适应性，以包括预料到的各种情况。 专用的 或有限用途的机床通常是高生产率的类型，而且是专为担负一种或几种工作而设第Ⅱ页 共Ⅱ页 计的。 为了得到更为具体的设计要求，必须确定机床所欲加工的最大、最小和最深的孔。 这些因素将帮助决定主轴的尺寸大小、功率和必须的行程长度。 在选择机床时，所要加工的工件也是一项重要的考虑因素。 工件材料影响机床所必须的转速范围，而工件的大小和形状影响工作台的大小和动程，以及它是不是能让该工件在上面旋转。 使钻头或工件进给都是可以的，而且无论谁旋转都成。 这几乎完全决定于为该工件所选择的机床。 如果工件的形状允许使工件旋转，则旋转工件 或旋转刀具只是经济上的问题而不是机械上的问题。 当工件旋转时，在装卸工件时必须停下主轴。 如果钻削的时间很短，则装卸工件的时间就不恰当地浪费了， 而且由于次数频繁的开车与停车，会使电动机和主轴受到过度的磨损。 只有当工序间传送的时间相对于钻削时间很短时，工件旋转的办法才能经济。 例如枪管那样的长而对称的工件就是这种情况。 刀具的临界转速取决于该刀具的长度对直径的比。 刀具可能能以最高的转速旋转而不致接近临界点，但若有出现枣核形旋转抖动的可能时，可使用一个或几个导向器来防止。 这样的导向器是一个带裂缝的衬套，旋转抖动导向器由于必须随主轴或工作台而移动，它的对准是很关键的。 随着高压冷却液刀具应用数量的增加，一些机床制造厂已制成了“组合件”机床部件作为标准产品，它 通常包括一套冷却液系统。 这些机床可以按很多办法分类，但最简单的分类方法是按工作台和主轴的运动方式来分。 对于单轴线、二轴线、或三轴线的运动，几乎具有工作台和运动的任何组合，也可使工作台固定而主轴带动刀具作进给运动。 显然，本课题研究的是专用机床，因为所要加工的零件是非回装体并且加工零件的体积大，因此在结构上与回转体深孔加工机床有明显的差别。 一般的回转体和小型非回转深孔加工机床多以卧式为主，而大型的非回转体深孔加工机床多为立式。 根据所加工的零件决定选用立式机床，而立式深孔加工机床常见的形式有两种，一是（以下都以 右手坐标系为准）工作台 Z轴和 Y 轴方向的运动，刀具做 X轴方向的运动，二是工作台做 Y 轴方向的运动，刀具做 X 轴和 Z轴方向的运动。 两种结构的区别在于，当零件的重量较大时，工作台的结构设计将变的比较复杂，而且对负责工作台做升降运动的电机的功率要求也会相应的提高。 显然，对于本课题来说选择后一种方案要优于前者。 机床的主俯视图如图 、 b所示。 另外还有一种工作第Ⅱ页 共Ⅱ页 台做回转运动的深孔加工机床，但是它一般用于加工桶形零件所以，本设计不于考虑这种方案。 本设计中深孔加工机床的要组成部分包括工作台、溜板、立柱、主轴箱、床身五部分。 (a) 第Ⅱ页 共Ⅱ页 (b) 图 机床外观图 主传动的功用、主要组成部分、设计要求： 机床主传动是实现机床主运动的传动。 其功用是： (如主轴或工作台 )； (或速度 )和足够的转速范围； 、变速、换向和制动等。 机床主运动为变速回转运动时，其主传动的主要组成部分有： 、电动机或液压马达； ，包括主轴、主轴支撑和主轴传动件 等； ，用于实现主轴各级转速的变换； ，用于控制主轴的启动与停止； 5. 操纵机构，实现主运动开停、变速、换向及制动等； ；。 有的机床主传动还有：定比传动机构；制动装置，用于实现主轴的的制动；换第Ⅱ页 共Ⅱ页 向装置，用于改换主轴的转向。 主传动设计的一般要求是： 、转速级数，能够实现运动的开停、变速、换向和制动，以满足机床的运动要求； ，全部机构和元件具有足够的强度和刚度，以满足机床的动力要求； 传动的有关机构，特别是建轴组件要有足够的精度。