【正文】 只需 2 年一小修，8 年一大修，平時合理使用潤滑油，注意保養(yǎng)即可。md 4md?得 3210mTPzhld????15[]MPaPa??? 主軸軸承 主軸軸承的選用由前面的主軸零件裝配方案與主軸結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計，已知主軸需要用內(nèi)徑為 40mm 的角接觸球軸承。根據(jù)軸上擬裝的零件，分析主軸工作受力情況，確認(rèn)主軸最小徑為花鍵軸段部分。為了滿足受力條件，選用角接觸球軸承。鉆削動力頭主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝，定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。輸入條件中，1ST*SB 表示 1ST 于 SB 同時閉合；在輸出欄中，“+”號表示電磁閥得電，“”表示電磁閥失電。 （4）快退延時開關(guān) KT 延時到預(yù)定時間接通，2YA 得電使電磁換向閥在右位，實現(xiàn)快退功能。系統(tǒng)中油路流動情況為：變量液壓泵 8——單向閥 7——換向閥 6（右位）——單向閥 3——液壓缸 1，2——換向閥 6（右位）——油箱 9. （5）.原始停止當(dāng)主軸快退回到原始位置時，壓下終點擋塊開關(guān)，電磁鐵 1YA、2YA、3YA 全部斷電，液壓油路不通，主軸停止進給的動作（或進入下一個進給循環(huán)）。傳動裝置部分主要包括液壓泵、油箱、閥及管路等。按彈簧工作條件，鉆削動力頭的加工最小孔為 10mm，那么彈簧變形所受的最小力等于加工孔為 10mm 的軸向力。單杠活塞式液壓缸具有結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，工作輸出壓力高等特點。5 . 進給系統(tǒng)的設(shè)計 進給系統(tǒng)的方案確定由整體方案已知，進給運動采用雙液壓缸對稱外置作為動力源，通過推動主軸的活塞套筒在主軸座內(nèi)滑移，帶動主軸作軸向直線運動。圖 同步帶的張緊輪裝置（2）同步帶輪的安裝在安裝大小同步帶輪時，兩帶輪的軸線應(yīng)相互平行，兩帶輪的齒輪帶道的對稱平面應(yīng)重合，誤差不得超過 。初選中心距 =300mm。它的橫截面為矩形，帶面具有等距橫向齒的環(huán)形傳動帶，帶輪輪面也制成相應(yīng)的齒形，工作時靠帶齒與輪齒嚙合傳動。圖 主運動系統(tǒng)框圖變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。當(dāng)鉆孔直徑時，選擇最大進給量為 ，切削速度 ，主軸轉(zhuǎn)速03dm??2/minv?2/inr 切削力計算由公式 0XFYFCdfK???得最大切削力為 max0FXYf????728N?該公式中：鉆削最大孔徑時所需要的力，即鉆削過程中所需要的最大鉆削力，N；maxF材料系數(shù)，根據(jù)材料查表得 =；CFC鉆削孔徑，此式中 =30mm；0d0d等于 1；FX等于 ；FY 進給量，此式中 =；f f工件的硬度系數(shù)，取 =。 方案的確定根據(jù)以上三個方案的選擇，確定數(shù)控平面鉆床液壓進給鉆削動力頭的設(shè)計方案為：如圖 所示。傳統(tǒng)的液壓進給鉆削動力頭分為外置和內(nèi)置兩種。② 盡量縮小裝備的尺寸機械的尺寸和重量隨所選擇的機構(gòu)類型不同而有很大差別。石油化工及電力等工業(yè)設(shè)備結(jié)構(gòu)。鉆床為孔加工機床，按其結(jié)構(gòu)形式不同可以分為搖臂鉆床、立式鉆床、臥式鉆床、深孔鉆床、數(shù)控平面鉆床等。 隨著鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)與民用建筑中的廣泛應(yīng)用，H 鋼的鉆孔加工已成為鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。設(shè)計要求及任務(wù)：（1）查閱資料，熟悉數(shù)控平面鉆 床液壓進給鉆削動力頭國內(nèi)外研究概況； （2）完成數(shù)控平面鉆床液壓進給鉆削動力頭的總體方案設(shè)計； （3）完成傳動系統(tǒng)，進給系統(tǒng)設(shè)計計 算； （4）完成主要零件——主軸及其相關(guān)安裝零部件的設(shè)計計算及校核； （5）完成液壓進給控制系統(tǒng)設(shè)計； （6）繪制動力頭裝配圖及主軸零件圖； （7）繪制進給系統(tǒng)控制原理圖； （8）按要求編寫詳細(xì)設(shè)計說明書一份； 指 導(dǎo) 教 師 李玉玲 系(教研室) 系(教研室)主任簽名 批準(zhǔn)日期 接受論文 (設(shè)計)任務(wù)開始執(zhí)行日期 202239 學(xué)生簽名 數(shù)控平面鉆床液壓進給鉆削動力頭設(shè)計姓名：符永富 （陜理工機械工程學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 055 班，陜西 漢中 723003）指導(dǎo)教師：李玉玲 [摘要] 數(shù)控平面鉆床液壓進給鉆削動力頭是一種將動力頭的主運動與進給運動集為一體的設(shè)備。feed system design is formed by the design and calculation of hydraulic equipment and axial motion。當(dāng)前傳統(tǒng)鉆床問題的存在主要在于自動化程度、生產(chǎn)效率、工作環(huán)境及產(chǎn)品質(zhì)量。高性價比 因機床采用微機數(shù)值控制系統(tǒng)裝置，有精度高、效率高等優(yōu)越性。2 . 數(shù)控平面鉆床液壓進給鉆削動力頭總體方案設(shè)計 鉆削動力頭系統(tǒng)運動方案要求由于設(shè)計的多解性和復(fù)雜性，滿足某種功能要求的機械系統(tǒng)運動方案可能會有多種，因此，在考慮機械系統(tǒng)運動方案時，除滿足基本的功能要求外，還應(yīng)遵循以下原則：① 機械系統(tǒng)盡可能簡單機構(gòu)運動鏈盡量簡短 在保證實現(xiàn)功能要求的前提下，應(yīng)盡量采用構(gòu)建數(shù)和運動副數(shù)少的機構(gòu)，這樣可以簡化機器的構(gòu)造，從而減輕重量，降低成本。然后再把這三個部分集為一體。 內(nèi)置液壓缸鉆削動力頭結(jié)合液壓缸外置和內(nèi)置這兩種傳統(tǒng)鉆削動力頭的優(yōu)缺點，設(shè)計第三種方案。本論文設(shè)計的鉆削動力頭的鉆孔范圍是 10 30mm，最大工作行程是 200mm。 電動機的選擇一般傳統(tǒng)的鉆床，都是通過齒輪傳動把電動機的運動傳遞給主軸，使主軸的主運動速度改變。如圖 所示。圖 同步帶及同步帶輪（1） 設(shè)計功率 dp由公式 APK?式中：為工況系數(shù)，按每天運轉(zhuǎn)時間為 10～18h，查表（GB/T11362AK）得 =；AKP傳動電機功率，已知 P=。如果預(yù)緊力不足，會使同步帶松弛，傳動效率降低，帶的工作面不能按正常嚙合而導(dǎo)致磨損，有時還導(dǎo)致同步帶在傳遞運動時發(fā)生震動，甚至?xí)驀Ш喜涣级X而從帶輪上脫落。下面對大帶輪的軸承壽命進行計算。已知，在進給過程中，做不同動作時主軸、活塞套筒、液壓缸所受的軸向力也不同。03dm??由 mini/Aqv?式中： ——調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量， =；minqminq ——液壓缸的最低速度， 。? 液壓進給控制系統(tǒng)設(shè)計 液壓進給控制系統(tǒng)的方案確定液壓進給控制系統(tǒng)定位由以下幾部分組成：機械部分、位置檢測部分件、液壓傳動部分件和 PLC。 調(diào)速電磁閥的作用：通過電磁鐵控制閥口，使其流過預(yù)定的流量，從而使液壓缸達到一定的工進速度。使操作人員的勞動強度降低，還提高了生產(chǎn)效率。根據(jù)鉆學(xué)動力頭的工藝流程，控制液壓系統(tǒng)。再按下啟動按鈕 SB 后，又重復(fù)上述過程。主軸的主運動轉(zhuǎn)動時由變頻三相異步電機提供的動力。本論文中，由零件裝配方案已知鉆削動力頭主軸的總體結(jié)構(gòu)，經(jīng)過受力分析，可知主軸主要承受較大的扭矩，且表面摩擦較大。圖 主軸的結(jié)構(gòu)尺寸 主軸的校核主軸的花鍵段為最小直徑，受扭轉(zhuǎn)也最大，所以花鍵部分為危險截面段。對本論文所設(shè)計的數(shù)控平面液壓進給鉆削動力頭，應(yīng)該從加工、裝配、維修和運輸?shù)确矫鎭碓u價。，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)。??由公式 60hCLnP???????式中： ——軸承壽命，h；Ln——主軸轉(zhuǎn)速，r/min；鉆孔直徑 時，n=230r/min；30m?P——軸承所受載荷，KN；——壽命指數(shù)，取 =3；??C——基本額定載荷；查軸承載荷壽命曲線圖，C=120KN。主軸的軸向尺寸可依據(jù)主軸上裝配的零件與主軸的工作行程來確定。 主軸的材料與熱處理一般軸的工作主要承受彎矩和轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生的應(yīng)力多為交變應(yīng)力，其主要失效形式為疲勞破壞。那么主軸頭部的運動與動力又要靠主軸的其它部位來傳遞。工進到位時，碰著 3ST，402 閉合，中間繼電器 101 得電，其常用閉觸點斷開，電磁閥 1YA、3YA 失電，動力頭停止前進，同時定時繼電器 450 開始延時，延遲時間到后，定時器的常開觸點閉合，輸出繼電器 433 得電，驅(qū)動電磁閥 2YA，動力頭退回。維修時只要更換模塊，判斷故障的范圍也很方便?，F(xiàn)在可編程序控制器已成為電氣自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的控制裝置。系統(tǒng)中油液流動情況為：變量液壓泵 8——單向閥 7——換向閥 6（左位）——液壓缸 1，2——速度換接閥 5（左邊）——換向閥 6（左位）——油箱 9。查表取標(biāo)準(zhǔn)值 =總?cè)?shù)（壓縮彈簧端部并緊、磨平）= +=+=91n彈簧剛度： 39。表 液壓缸的工作壓力負(fù)載（KN） 10?10 20~20 30~30 50~50工作壓力（MPa） ~ 50表 機床液壓缸活塞桿直徑推薦值受壓縮活塞桿受力情況 受拉伸 15P?157P??17?活塞桿直徑 (~5)D(0.~)D(~)D0. 液壓缸最低速度驗算對獲得的液壓缸直徑還必須進行是否滿足最低速度的驗算。由于進給運動要實現(xiàn)“快進——工進——暫?！焱恕煌Ｖ埂钡膭幼?，而且自控行程。根據(jù)大帶輪工作時的受力情況，采用正裝（即口對口）的方式進行裝配。同步帶的張緊，要考慮的主要因素是預(yù)緊力。已知同步帶和同步帶輪齒形為梯形，按周節(jié)制公式計算。?得電動機的功率為： ???D根據(jù)鉆削動力頭的工作要求，選擇:日立牌 YVF 0OL8 變頻調(diào)速三相異步電動機，額定功率為 。那么大修間隔期工作時間為 308340hLh????4 . 主運動傳動系統(tǒng)的設(shè)計由總體方案設(shè)計，已知主運動由變頻調(diào)速三相異步電動機作為動力源，經(jīng)過皮帶輪的傳動，再經(jīng)過滑移花鍵把運動和動力傳遞給主軸。即鉆削動力頭的進給為：快進——工進（碰到工件時，緩沖彈簧壓縮，感應(yīng)器發(fā)出信號給 PLC 控制液壓回路）——暫停（由端子板行程開關(guān)控制，當(dāng)鉆透或鉆到一定深度，暫停）——快退（暫停預(yù)定時間后，延時開關(guān)合閉，主軸快速退回）——原始停止（退到原始位置，碰到位置擋塊，使主軸停止進給或進入下一工作循環(huán)）。一般用于機加工。該鉆削動力頭采用了 PLC 控制系統(tǒng)，控制相應(yīng)的液壓回路系統(tǒng)，能使動力頭工作時進給行程可控，并能自控形成，很大程度上降低了工人的勞動強度。數(shù)控平面鉆床自控行程的鉆削動力頭可以像組合機床那樣實現(xiàn)多動力頭在一臺機床上使用，大大的提供加工效率。高效率 數(shù)控平面鉆床由微機控制，按程序進行自動定位、根據(jù)不同的孔徑自動調(diào)整至最佳的鉆孔進給量與旋轉(zhuǎn)速度，人工只需上、下工件即可，減少了人工鉆孔時劃線定位、輔助鉆孔的人員，其鉆孔速度是人工的 4 倍以上；可連續(xù)地進行加工，而不需要在上下工件時使機器停止運行；100%的合格率又節(jié)省了人工鉆孔可能發(fā)生的返工工時。金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器，除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓和輥軋等，在這其中機床切削加工的工作量約占總制造工作量的 40%～60%(其中鉆床占 %),所以在目前的機械制造行業(yè)中金屬切削機床是主要的加工設(shè)備。鉆孔范圍 1030mm，最大工作形成 200mm。又由于動力頭的進給運動采用液 壓驅(qū)動，因此具有 鉆進平穩(wěn)、無極調(diào)速、輔助時間少， 鉆進效率高等 優(yōu)點。數(shù)控平面鉆床液壓進給鉆削動力頭一種集動力頭的主運動、進給運動和控制裝置于一體，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，鉆削過程簡單，可使鉆頭快速接近工件，立即自動轉(zhuǎn)換好的工進速度開始鉆孔，鉆完快速自動返回。在 隨著鋼結(jié)構(gòu)的不大發(fā)展應(yīng)用，數(shù)控平面鉆床的鉆削動力頭是加工鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)孔的理想部件，必將得到大發(fā)展。船舶、機械制造框架結(jié)構(gòu)。③ 機構(gòu)應(yīng)具有較好的動力特性機構(gòu)在機械系統(tǒng)中不僅傳遞動力，同時還要傳動動力，因此要選擇有較好動力學(xué)特性的機構(gòu)。這種鉆削動力頭體積比較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。進給運動是由兩個液壓缸驅(qū)動，兩個液壓缸對稱置于主軸座外邊，然后通過彈簧緩沖裝置（起減小液壓缸受震動、沖擊作用）與主軸活塞套筒聯(lián)接，液壓缸在推動主軸活塞套筒軸向移動的同時，也帶動主軸作軸向進給運動。FKFK 鉆削扭矩計算鉆削扭矩是動力頭的鉆削刀具工作時所需要的扭矩。調(diào)頻調(diào)速公式為： (1)60sfnP??式中： f— 供電頻率；s— 轉(zhuǎn)差率；p—電機磁極對數(shù)。同步帶的特點有：不會打滑，傳動比準(zhǔn)確，架構(gòu)緊湊，傳動效率較高等。?96bz?（11）實際中心距： a 02poL??? = 19..83 =（12）小帶輪嚙合齒