非回轉(zhuǎn)體深孔加工機床結(jié)構(gòu)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-10-01 18:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 件系統(tǒng)，是指 那些只與具體采用的深孔刀具和深孔加工技術(shù)特點直接 相關(guān)的零件系統(tǒng)。例如槍鉆機床的排屑裝置、進給刀座；雙管噴吸鉆、DF 系統(tǒng)、 SIDE 系統(tǒng)的抽屑器和輸油器，以及專用的導向和密封件。 屬于深孔機床的通用零件系統(tǒng)的有床身、主傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)、進給機構(gòu)、液壓系統(tǒng)及通用功能附件、電機等，可以根據(jù)深孔機床的特定需要，按照通用機床的設(shè)計、制造方式進行生產(chǎn)或委托生產(chǎn)，再與專用的系統(tǒng)進行組裝和調(diào)試，最后成為不同規(guī)格的深孔機床。 用于內(nèi)、外排屑的深孔加工機床，都可以按照工件旋轉(zhuǎn)、刀具旋轉(zhuǎn)、工件與刀具相對旋轉(zhuǎn)三種方式分類。根據(jù)深孔 加工只、這一特點，機床一般為臥式，但對于某些特殊工件（大型、重型工件、板料等），也可以設(shè)計成立式。外排屑深孔機床由于不適用于加工大孔，所以機床一般為中小型的。這是與內(nèi)排屑深孔機床的一個主要不同點。 2 設(shè)計機床的步驟 設(shè)計機床的步驟在實踐中雖有細節(jié)上差別，但歸納起來大體上可以分為調(diào)查研究、擬定方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件圖設(shè)計和試制鑒定五個階段。 詳細地掌握第一手資料，對于搞好機床設(shè)計是十分重要的。調(diào)查研究的內(nèi)容包括調(diào)查使用單位、制造單位，與查閱、收集國內(nèi)外有關(guān)文獻、技術(shù)資料等， 2．擬定總體 方案 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 擬定方案的內(nèi)容包括：設(shè)計本機床的理由或必要性；機床用途和使用范圍，國內(nèi)外同類機床的比較，本機床的技術(shù)性能、輪廓尺寸和估計重量；所采用的工藝方及總體布局，主要結(jié)構(gòu)、控制方案；機床的優(yōu)缺點和經(jīng)濟分析。 最佳方案也可以通過計算機輔助設(shè)計獲得。 3．結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 主要是根據(jù)擬定的方案、繪制機床各部件裝配圖，同時畫出機床傳動系統(tǒng)圖、液壓系統(tǒng)圖和電器系統(tǒng)圖，并進行必要的計算。 4．零件圖設(shè)計與編寫技本文件 繪制全部專用件的工作圖和通用件的補充加工圖，并進行必要的計算。裝配圖和零件圖應(yīng)經(jīng)工藝審查和標進化審查，有時 還須再按已設(shè)計完的零件重新繪制部件裝配圖和機床外觀圖，最后編寫技術(shù)文件。技術(shù)文件的名稱和內(nèi)容有： 1）專用件、通用件、標準件和外購件明細表。 2）設(shè)計說明書或技術(shù)設(shè)計書。包括機床總體方案及主要結(jié)構(gòu)方案的選擇理由、計算、動力計算和零件計算。 3）機床使用明書。包括機床技術(shù)件能、用途，各部件構(gòu)造說明，機床的調(diào)整、潤滑與維護，常見故障的消除方法，機床的運輸、安裝與試車，滾動軸承表，電氣設(shè)備表，附件及備件表，易損件零件圖，驗收標難及精度檢驗記錄表等。 5．試制鑒定 工作圖設(shè)計完成后，如果是通用機床須先試制一臺樣機進 行試驗鑒定，如果是專用機床由于它的生產(chǎn)數(shù)量一般很少，有時僅制造一臺，因此沒有單獨的樣機試制階段。 以上幾個階段有相對獨立性，但又是密切聯(lián)系的，每個階段的具體內(nèi)容可以根據(jù)機床的性質(zhì)和設(shè)計工作的具體情況有所不向，也可以根據(jù)設(shè)計工作的需要劃分為較少或較多的階段，以使設(shè)計周密地、全面地、有秩序地進而確保設(shè)計質(zhì)量和進度。 機床的選擇 對機床所要擔負的用途進行分析就可以將它們分為兩類。一類是一般用途的，另一類是專用的或有限用途的機床。 一般用途的機床顯然必須具有較大的適應(yīng)性，以包括預(yù)料到的各種情況。專用的 或有限用途的機床通常是高生產(chǎn)率的類型，而且是專為擔負一種或幾種工作而設(shè)第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 計的。為了得到更為具體的設(shè)計要求，必須確定機床所欲加工的最大、最小和最深的孔。這些因素將幫助決定主軸的尺寸大小、功率和必須的行程長度。 在選擇機床時，所要加工的工件也是一項重要的考慮因素。工件材料影響機床所必須的轉(zhuǎn)速范圍，而工件的大小和形狀影響工作臺的大小和動程，以及它是不是能讓該工件在上面旋轉(zhuǎn)。 使鉆頭或工件進給都是可以的，而且無論誰旋轉(zhuǎn)都成。這幾乎完全決定于為該工件所選擇的機床。如果工件的形狀允許使工件旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)工件 或旋轉(zhuǎn)刀具只是經(jīng)濟上的問題而不是機械上的問題。當工件旋轉(zhuǎn)時，在裝卸工件時必須停下主軸。如果鉆削的時間很短，則裝卸工件的時間就不恰當?shù)乩速M了， 而且由于次數(shù)頻繁的開車與停車，會使電動機和主軸受到過度的磨損。只有當工序間傳送的時間相對于鉆削時間很短時，工件旋轉(zhuǎn)的辦法才能經(jīng)濟。例如槍管那樣的長而對稱的工件就是這種情況。刀具的臨界轉(zhuǎn)速取決于該刀具的長度對直徑的比。刀具可能能以最高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)而不致接近臨界點，但若有出現(xiàn)棗核形旋轉(zhuǎn)抖動的可能時，可使用一個或幾個導向器來防止。這樣的導向器是一個帶裂縫的襯套，旋轉(zhuǎn)抖動導向器由于必須隨主軸或工作臺而移動，它的對準是很關(guān)鍵的。 隨著高壓冷卻液刀具應(yīng)用數(shù)量的增加，一些機床制造廠已制成了“組合件”機床部件作為標準產(chǎn)品，它 通常包括一套冷卻液系統(tǒng)。這些機床可以按很多辦法分類，但最簡單的分類方法是按工作臺和主軸的運動方式來分。對于單軸線、二軸線、或三軸線的運動，幾乎具有工作臺和運動的任何組合，也可使工作臺固定而主軸帶動刀具作進給運動。 顯然，本課題研究的是專用機床，因為所要加工的零件是非回裝體并且加工零件的體積大，因此在結(jié)構(gòu)上與回轉(zhuǎn)體深孔加工機床有明顯的差別。一般的回轉(zhuǎn)體和小型非回轉(zhuǎn)深孔加工機床多以臥式為主，而大型的非回轉(zhuǎn)體深孔加工機床多為立式。根據(jù)所加工的零件決定選用立式機床，而立式深孔加工機床常見的形式有兩種，一是（以下都以 右手坐標系為準）工作臺 Z軸和 Y 軸方向的運動，刀具做 X軸方向的運動，二是工作臺做 Y 軸方向的運動，刀具做 X 軸和 Z軸方向的運動。兩種結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于，當零件的重量較大時，工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計將變的比較復(fù)雜，而且對負責工作臺做升降運動的電機的功率要求也會相應(yīng)的提高。顯然，對于本課題來說選擇后一種方案要優(yōu)于前者。機床的主俯視圖如圖 、 b所示。另外還有一種工作第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 臺做回轉(zhuǎn)運動的深孔加工機床，但是它一般用于加工桶形零件所以，本設(shè)計不于考慮這種方案。本設(shè)計中深孔加工機床的要組成部分包括工作臺、溜板、立柱、主軸箱、床身五部分。 (a) 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 (b) 圖 機床外觀圖 主傳動的功用、主要組成部分、設(shè)計要求： 機床主傳動是實現(xiàn)機床主運動的傳動。其功用是： (如主軸或工作臺 )； (或速度 )和足夠的轉(zhuǎn)速范圍； 、變速、換向和制動等。 機床主運動為變速回轉(zhuǎn)運動時，其主傳動的主要組成部分有： 、電動機或液壓馬達； ，包括主軸、主軸支撐和主軸傳動件 等； ，用于實現(xiàn)主軸各級轉(zhuǎn)速的變換； ，用于控制主軸的啟動與停止； 5. 操縱機構(gòu)，實現(xiàn)主運動開停、變速、換向及制動等； ； 。 有的機床主傳動還有：定比傳動機構(gòu)；制動裝置，用于實現(xiàn)主軸的的制動；換第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 向裝置，用于改換主軸的轉(zhuǎn)向。 主傳動設(shè)計的一般要求是： 、轉(zhuǎn)速級數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)運動的開停、變速、換向和制動，以滿足機床的運動要求； ，全部機構(gòu)和元件具有足夠的強度和剛度，以滿足機床的動力要求； 傳動的有關(guān)機構(gòu)，特別是建軸組件要有足夠的精度
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