【正文】 也改為 采用滾動直線導軌 。 單頭鉆床是機械行業(yè)最通用的設備 ， 主要用于工件上孔的加工 。隨著工業(yè)的發(fā)展，對產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率、加工零件方式多樣性以及工藝發(fā)展的 要求的不斷提升 ， 生產(chǎn)效率低、操作工人勞動強度大、加工精度較低的傳統(tǒng)單頭鉆床已不適用于大批量的產(chǎn)品生產(chǎn) 。單孔搖臂鉆床作為加工孔的通用機床，生產(chǎn)效率低、操作工勞動強度大，已不適用于大批量的成線生產(chǎn)。是一種運用于機械領域鉆孔、攻牙的機床 設備。多軸鉆床也稱群鉆床 ， 一般型號 的 可 以 同時鉆 216 個 孔 ， 而且很多機種都沒有軸數(shù)限制 ，鉆 頭主 軸形式 、 尺寸大小 也 可 以 依客戶之需進行設計加工 [913]。 多軸鉆床廣泛應用于機械行業(yè)多孔零部件的鉆孔及攻絲加工。 多軸鉆床大體 分為兩種類型：可調(diào)式和固定式。 固定式： 適合加工單種大批量的工件，缺點是加工范圍小，只能加工多孔之間位置固定的工件。 本課題解決的 問題和 設計時 主要 的 工作 單頭鉆床是機械行業(yè)最通用的設備 ， 主要用于工件上孔的加工 。隨著工業(yè)的發(fā)展，對產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率、 加工零件方式多樣性以及工藝發(fā)展的 要求的不斷提升 ， 生產(chǎn)效率低、操作工人勞動強度大、加工精度較低的傳統(tǒng)單頭鉆床已不適用于大批量的產(chǎn)品生產(chǎn)，而多軸加工逐漸成為一種新的 加工趨勢。 雙頭鉆床的 整體 結(jié)構 。 ： 雙軸鉆床的主運動為旋轉(zhuǎn)，由主電動機驅(qū)動，動力通過皮帶輪傳遞給主軸箱 ,主軸箱是雙軸鉆床的主要驅(qū)動 裝置。 通過將加工工件時所需的轉(zhuǎn)矩折算到電機主軸上，通過電機主軸上的轉(zhuǎn)矩和電機轉(zhuǎn)速算出功率，然后進行電機的篩選。 方案一 ：通過可伸縮式萬向聯(lián)軸器調(diào)節(jié) 本結(jié)構用齒輪 箱配合萬向節(jié)頭所組成，由于萬向節(jié)頭是可活動軸件，股在限定范圍內(nèi)可左右移動。萬向聯(lián)軸器利用其機構的特點，使兩軸不在同一軸線，存在軸線夾角的情況下能實現(xiàn)所聯(lián)接的兩軸連續(xù)回轉(zhuǎn)，并可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩和運動。多軸器結(jié) 構由齒輪箱配合萬向節(jié)頭所組成，由于萬向節(jié)是可活動軸件，故在限定范圍內(nèi)可左右移動。在其配合液壓機床工作時 ， 可自動進行快進 、 工進（工退）、快退、停止同單軸鉆（攻絲）比較，工件 加工精度高、工效快，可有效的節(jié)約投資方的人力、物力、財力。 方案二 ：通過齒輪調(diào)節(jié) 該多軸鉆孔頭是根據(jù)太陽系中太陽、行星及衛(wèi)星的運動規(guī)律設計的，即：行星繞太陽轉(zhuǎn)動，衛(wèi)星繞行星轉(zhuǎn)動，利用這個運動規(guī)律，還可實現(xiàn)鉆孔軸相對位置的調(diào)整。 可調(diào)式鉆孔頭的結(jié)構設計： 以可調(diào)式兩軸鉆孔頭為例進行說明，圖 ，鉆孔頭通過連接體 1 與鉆床主軸的不回轉(zhuǎn)部分連接，連接體 1 是一個開口套，用螺釘鎖緊在主軸上；太陽齒輪 3通過錐孔套在主軸回轉(zhuǎn)部分的錐體上，靠摩擦傳遞扭矩。調(diào)整時，行星齒輪軸 14， 距離調(diào)整塊 13可帶動衛(wèi)星齒輪 8，滾針軸承 18， 隔離塊 10，襯套 15，止推軸承 16，鉆孔主軸 17，緊定螺釘 19，鉆孔主軸套 20 及彈簧卡頭 21 等繞行星輪軸 14 自由轉(zhuǎn)動，調(diào)整角度 α 。 選用該系列鉆孔頭時，要考慮鉆床的最大加工能力和待加工孔大小相匹配 [12]。鉆機的移動部分 5 可在導軌 7 上左右移動，移動到孔位時有定位裝置保證定位精度 , 再用鎖緊螺栓 6 鎖緊。 綜上，經(jīng)過比較后選定方案二為設計方案 9 3 可調(diào)式 雙頭 鉆頭的設計 圖 雙頭鉆頭裝配圖 預選加工材料，加工直徑 查表 310[1]得 ， 鋼 =735(MPa)b? 選用 單個 鉆頭直徑 d=12(mm)， 設定鉆頭轉(zhuǎn)速 960(r/min) 查表 311[1]在 d=12(mm)時，取 (mm / r)f ? 10 計算高速鋼麻花鉆 軸向 切削力 及 扭矩 計算 單個鉆頭 軸向 切削力 查表 310[1]得 ， 軸向切削力 公式 0 ()FFFFyxF C d f K N? （ ） 查表 310[1]得，加工鋼（ =735MPab? ）時： ? 1Fx? ? (1) 當鉆頭未磨損時 ? 3 3 . 3 5 1 2 0 . 1 0 . 9 1 . 8 ( k N )F ? ? ? ? ? (2) 當鉆頭未磨損時 1FK? 0 . 78 3 3 . 3 5 1 2 0 . 1 1 2 . 0 ( k N)F ? ? ? ? ? 計算單個鉆頭扭矩 查表 310[1]得 扭矩公式 0d ( N m m )FFMMyxM C f K?? （ ） 查表 310[1]得 11 = ? ? （ 1） 鉆頭未磨損 ? （ 2） 鉆頭磨鈍后 ? 1 . 9 0 . 83 3 3 . 4 1 . 2 (0 . 1 0 ) 1 . 0 5 . 9 5 ( k N m m )M ? ? ? ? ? ?（ ） 圖 雙頭鉆頭及傳動系統(tǒng)中各齒輪和軸所受轉(zhuǎn)矩簡圖 1 . 9 0 . 83 3 3 . 4 1 . 2 (0 . 1 0 ) 0 . 8 7 5 . 2 ( k N m m )M ? ? ? ? ? ?（ ） 12 鉆頭中各軸及齒輪的計算 齒輪 11 的計算 。 小齒輪 8 轉(zhuǎn)速 960(r / min) ， 設計工作壽命 15 年，每年工作 300 天，兩班制，每班 8 小時。 21 1 13( 8 )112312 . 3 2 ( )[]1 . 3 5 9 5 0 2 . 5 1 8 9 . 82 . 3 2 ( )1 1 . 5 5 2 2 . 52 7 . 6 9 ( m m )EtdHK T u Zdu??????? ? ?? 故，取整 (8) 28(mm)td ? 2）計算圓周速度 v。 6）查取應力校正系數(shù)。選定齒輪 5，齒輪 6， 齒輪 7 為 相同的齒輪 。 初選： 齒輪材料 45 鋼（調(diào)制）硬度 240(HBs)；齒數(shù) 5 6 7 40z z z? ? ? 故得 5 6 7 6 0 ( m m )d d d? ? ?（ ） （ ） （ ） 18 2齒輪的校核 因為齒輪 5,6,7 為相同材料、相同模數(shù)、相同齒數(shù)的材料，且齒輪 5 受到的轉(zhuǎn)矩為齒輪 7的兩倍 。 []T? — 許用扭轉(zhuǎn)切應力， MPa 。 初選： 齒輪 4材料 45鋼（調(diào)制）硬度 240HBs； 齒輪 3 材料 40Cr （調(diào)制）硬度 280HBs。對于直徑 100(mm)d ? 的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 003 ；有兩個鍵槽時，應增大 007 故， 3 1 6 .3 9 1 .0 7 = 1 7 .5 5 ( m m )d ?? ；取整數(shù)值 3 18(m )d ? 計算軸 IV 的最小直徑 334341 34 122 .0 4 16 .3 ( N m ) = 16 .3 3 10 ( N m m )51 0. 9zTT z ?? ? ? ? ? ? ? ? 查表 153[2]的 []T? 為 25 4 334 16330= = 1 4 . 8 4 ( m m)0 . 2 [ ] 0 . 2 2 5TTd ?? ? 軸截面上開有鍵槽，應增大軸徑以考慮鍵槽對軸強度的削弱。 27 6 鉆 頭 軸向進給系統(tǒng)的設計 鉆頭軸向進給絲杠螺母副的計算和選型 工作臺基本參數(shù) 經(jīng)估算 雙頭鉆頭、減速 箱 、電機三項總重 量 約為 ： 80kg 故 784 NG? （ ） 由 知 當 單個鉆頭 鉆削時 ， 受到軸向切削力為 2021 NF? （ ） 2 3 2 1 6 NxF F G? ? ? （ ） 計算進給牽引力 (N)mF 作用在工作臺滾珠絲杠上的進給牽引力主要包括工作臺自身重量和工件重量作用在導軌上的摩擦力。 9 6 0 0 .1 9 6 ( m m /m in )v n f? ? ? ?，故 (m / m in)sv ? ， m ax 0 .2 8 8 (m / m in )n ? 式中： T — 使用壽命，按 15000（ h）； L — 壽命、以 610 轉(zhuǎn)為 1 單位。 齒輪傳動比計算 (1)進給齒輪箱傳動比計算 已確定進給脈沖當量 =? ，滾珠絲杠導程： 0 6(mm)L ? ，初選步進電機步距角 b?為 度。故，初選電機型號 110BF004，其最高空載啟動頻率為 500(Hz)。 （ 3） 3 4 3 4 2021 . 7 8 1 0 0 . 7 8 1 0 2 . 5 4 0 1 . 2 2 ( k g c m )sJ D L??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 0D — 滾珠絲桿公稱直徑 0L — 滾珠絲杠支撐間距 代入上式： 2112222( ) ( + )3. 5 0. 4 ( 0. 8 ) ( 0. 97 5+1 .2 2)5. 30 5 ( kg c m )MszJ J J J Jz? ? ? ?? ? ??? 機床在不同的工況下，其所需的轉(zhuǎn)矩不同，下面分別按各階段計算：（ 1）快速空載啟動力矩 qM ，（ 2）快速移動時所需力矩 kM ，（ 3）最大切削負載時所需力矩 tM 。 2200 10 0 022(1 ) (1 )221. 1 78 4 0. 6 0. 8 (1 0. 9 )2 0. 85. 22 ( N c m )K G L K G L zMiz??? ? ? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ???? （ ） 式中 K — 考慮顛覆力矩影響的實驗系數(shù)， ? G — 絲杠受雙頭鉆頭、變速箱及主驅(qū)動電機的重力之和 。 323[1]得， 110BF004型步進電機允許的最高空載啟動頻率為 500(Hz ) 再從圖 317(o) [1]、圖 318(e) [1]查出 110BF004步進電機啟動矩頻特性和運行矩頻特性曲線。 軌道的選擇 根據(jù)額定載荷查附錄 C[1]選定導軌為 JSALG15 36 7 XY 工作臺的設計 工作臺縱橫向 進給 結(jié)構完全相同 工作臺滾珠絲杠螺母副的計算和選型 工作臺基本參數(shù) 工作臺材料：碳鋼 。 故， 12()mF f G G??? （ ） 矩形滑動導軌摩擦系數(shù)： ?? 故得， 0 . 1 5 ( 2 1 0 4 9 0 ) 1 0 5 ( N)mF ? ? ? ?，絲杠長 400mm。 (2)進行了非標準 零件，如齒輪、 軸、 皮帶輪等的尺寸計算與校核，并用繪圖 軟件繪制了零件圖。 39 參 考 文 獻 [1] 孫 選 , 李國平，王 娜，楊可森，艾長勝 . 機電專業(yè)課 程設計指導書 [M]. 濟南 : 濟南大學機械學院 , 2021 [2] 濮良貴 , 紀名剛 , 陳國定 , 吳立言 . 機械設計 [M], 第八版 . 北京 :高的教育出版社 , [3] 吳宗澤 , 羅圣國 . 機械設計課程設計手冊 [M], 第 3版 . 北京 :高等教育出版社 , [4] 孫靖民等主編 ． 現(xiàn)代機械設計方法選講 [M],哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， :5058 [5] 張鑫 . 半自動雙軸鉆床的設計 [J]. 鑿巖機械氣動工具 , 2021,(02):6264 [6] 劉秋鵬 . 單柱立式鉆床改造成多孔鉆床的設計 [J]. 機械工程師 , 2021,(09):70 [7] 黎陽 . 用普通車床改造成多軸鉆床 [J]. 設備制造技術 , 2021,(03):4244 [8] 張明松 , 劉文俊 , 張發(fā)軍 , 李仁德 . 雙面車床的研制 [J]. 機床與液壓 , ,39(16):2527 [9] 李祥貴 . 雙面鉆床進給量的變更方法 [J]. 金屬加工 , 2021,(14):6162 [10] 戴熊 . 多軸鉆床改造及經(jīng)濟性分析 [J]. 金屬加工 , 2021,(09):6365 [11] 陳華海 , 黎維會 , 葉繼業(yè) . 臥式車 床改為多軸鉆床 [J]. 機械工人 , 2021,(04):63 [12] 黃中央 , 謝興強 . 可調(diào)式多軸鉆孔頭設計 [J]. 機械制造 , 2021,39(46):3941 [13] 張昕 . 雙頭深孔鉆床控制系統(tǒng)的設計與改造 [J]. 機床電器 , 2021,2:3536 [14] 姚建民 , 明興祖 , 栗新 . 數(shù)控雙面鉆窩專用機床設計 [J]. 機械 , 2021,33(5):4648 [15] 陳湘萍 , 艾宗良 . 臥式雙面多 工位鉆削組機的設計 [J]. 重型機械科技 , ,(2):1921 [16] 孟 俊煥 , 馮瑞寧 , 王 會 . 多孔單工位組合鉆床主軸箱傳。 (4)從各個零件的選型，整體選材等方面詳細的介紹了這方面的