龙门式数控钻床机械结构设计说明书可编辑Word格式文档下载.docx

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本次设计包括了数控钻床的主要机械结构，其中包括：

主轴箱中的主传动系装配；

进给系统中的工作台装配和传动系统中的丝杠螺母等设计。

同时，将各项相关技术合理运用，以达到最优化设计的目的。

机械制造工业是国民经济的基础。

机床工业则是机械制造工业的基础，它在国民经济中起着相当重要的作用，但我国机床工业与发达国家相较还有较大差距，咱们必需奋发图强，尽力工作，以便早日赶上世界先进水平。

关键词

数控钻床主轴箱工作台丝杠螺母

Abstract

Inrecentyears,domesticmachinetoolindustrydevelopedrapidly,toamodernCNCmachinetoolischaracterizedbywidelyusedintheproduction.Intheindustrialandagriculturalproduction,oftenencounteranumberoflarge-scalerotatingbodyparts,itsalotofholestobeprocessed.Ordinarymachinetoolsareoftenleftoutofitsprocessing,andsmall-scaleCNCmachiningcenterisdifficulttocarryoutitsprocessing.Thesubjectisaresponsetothisproblem,thedesignofagantryCNCDrillingMachine,specificallysuitedforthistypeofdrillingparts.Itnotonlygreatlyreducestheoperator'

slaborintensityandlaborproductivityincreasedsignificantly.

ThedesignincludesaCNCdrillingmachineofthemainmechanicalstructure,including:

themainspindleboxpowertrainassembly;

feedingsystemtableintheassemblyandtheleadscrewnutdrivesystemdesign.Atthesametime,therelatedtechnologywillbeusedinareasonablemanner,soastoachievethepurposeofoptimumdesign.

Machinerymanufacturingindustryisthefoundationofthenationaleconomy.Machinetoolindustryisthebasisofmechanicalmanufacturingindustry,whichinthenationaleconomyplaysavitalrole,butChina'

smachinetoolindustryandstillawidegapbetweendevelopedcountries,wemustworkhard,workhardinordertocatchupwiththeworldatanearlydateadvancedlevel.

Keywords:

CNCdrillingmachineheadstockworktableleadscrewandnut.

一绪论1

金属切削机床及其重腹地位1

问题的提出1

国内外发展状况1

二方案论证2

整体布局方案论证2

数控立式钻床2

钻削中心2

印刷线路板数控钻床3

其它大型数控钻床3

数控钻床功能组成及各部件方案论证3

数控系统整体方案肯定3

主机部份整体方案肯定4

三横梁滚珠丝杠设计计算5

动载强度计算5

滚珠丝杠轴向负荷F的计算6

肯定滚珠丝杠型号7

珠丝杠副的几何参数7

传动效率计算7

刚度查验8

四机械部份设计计算8

主传动系设计计算8

动设计计算8

主轴的设计与计算14

选择轴的材料14

估算轴的直径14

按弯扭轴上合成强度条件计算15

按疲劳强度的安全系数校核计算16

轴承的选择与校核18

主轴上键的选择与校核20

挤压强度校核20

耐磨条件校核20

五工作台设计与计算20

工作台电机的选择21

肯定脉冲当量21

等效劳矩计算22

肯定蜗轮蜗杆的传动比22

肯定电机型号22

工作台蜗轮蜗杆的设计计算23

肯定蜗轮蜗杆模数23

蜗杆轴的刚度验算24

蜗杆蜗轮几何尺寸计算24

蜗杆传动的效率和散热计算27

工作台弹簧的设计计算28

工作台转动导轨设计计算28

转动体的尺寸要求及肯定29

转动体数量肯定29

维持架样式29

总结30

致谢31

参考文献32

一金属切削机床及其重腹地位

金属切削机床（Metalcuttingmachinetools）是用切削的方式将金属毛坯加工成机械零件的机械。

它是制造机械的机械，所以称它为“工作母机”。

习惯上简称为机床。

机床的母机属性决定了它在国民经济中的重腹地位。

机械制造业肩负着为国民经济各部份提供现代化技术装备的任务。

机械制造业是国民经济的基础，而机床工业则是机械制造工业的基础，一个国家的机床工业技术水平在很大程度标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。

问题的提出

在生产活动中，常常会碰到需要在大型回转体零件上加工出许多孔。

如用普通机床，往往会遗漏加工，故需设计一台大型数控钻床来对其进行加工。

这不仅减轻了劳动者的劳动强度，而且大大提高了劳动生产率。

国内外发展状况

（一）国内数控机床现状

最近几年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的利用，在中小企业乃至个体企业中也普遍开始利用。

在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成利用外，多数处于单机运行状态，而且相当部份处于利用效率不高，管理方式掉队的状态。

2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额活着界排名上升到第3位，达亿美元，仅次于美国的亿美元，消费额比上一年增加25%。

但由于国产数控机床不能知足市场的需求，使我国机床的入口额呈逐年上升态势，2001年入口机床跃升至世界第2位，达亿美元，比上年增加%。

（）国外数控机床现状况

一、国际机床市场的消费主流是数控机床。

　1998年世界机床入口额中大部份是数控机床，美国入口机床的数控化率达70%，我国为60%。

目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床、数控车床、数控铣床为主转向以加工中心、专用数控机床、成套设备为主。

二、国外数控机床的网络化。

　随着计算机技术、网络技术日趋普遍运用，数控机床走向网络化、集成化已成为必然的趋势和方向，互联网进入制造工厂的车间只是时间的问题。

从另一角度来看，目前流行的ERP即工厂信息化对于制造业来讲，仅仅局限于通常的管理部门（人、财、物、产、供、销）或设计、开发等等上层部份的信息化是远远不够的，工厂、车间的最底层加工设备――数控机床不能够连成网络或信息化就必然成为制造业工厂信息化的制约瓶颈，所谓的ERP就比较“虚”没有能够真正地解决制造工厂的最关键的问题。

所以，对于面临日趋全世界化竞争的现代制造工厂来讲，第一是要大大提高机床的数控化率，即数控机床必需达到最少的数量或比例；

第二就是所拥有的数控机床必需具有双向、高速的联网通信功能，以保证信息流在工厂、车间的底层之间及底层与上层之间通信的畅通无阻。

　　以西门子为代表的数控系统生产厂商已在几年前推出了具有网络功能的数控系统。

在这些系统中，除传统的RS232接口外，还备有以太网接口，为数控机床联网提供了大体条件。

由于国外企业的发展水平，数控机床的网络接口功能被概念为用于远程监控、远程诊断。

整体布局方案论证

数控钻床是数字控制为主的孔加工机床。

在数控机床的发展进程中，数控钻床的出现是比较早的。

50年代末，我国已有几种数控钻床的雏形。

美国普拉特惠特尼公司在1961年就成批生产Tape-O-Matic数控钻床。

它也是数控钻床的最先产品。

尔后，美国、日本等国家的公司也陆续生产数控钻床，数控转塔钻床等产品。

数控钻床按其布局形式及功能特点可分为数控立式钻床、钻削中心、印刷线路板数控钻床，数控深孔钻床及其它大型数控钻床等。

数控立式钻床

数控立式钻床是在普通立式钻床的基础上发展起来的，可以完成钻，扩，铰，攻丝等多道工序。

适用于孔间距离有必然精度要求的零件的中小批量生产。

它一般带有两坐标数控十字型工作台，被加工零件装夹在工作台上可进行两坐标移动，其控制系统一般是点位控制系统。

属于经济型数控，价钱廉价。

钻削中心

钻削中心是在3坐标数控立式钻床的基础上增加转塔刀库及自动换刀机构而成的

采用无级调速的主轴电动机，可实现自动变换主轴转速，可以进行钻、扩、铰、锪、攻丝等加工工序，而且，可以完成具有直线和圆弧插补的轮廓控制铣削。

由于一般中小型零件大多需要几把刀具来加工，故增加自动换刀装置并同时自动变换主轴转速。

可减轻劳动强度，减少换刀时间，既提高了机床的自动化程度，又提高了生产率。

由于用轮廓控制数控系统代替了点位控制数控系统。

可进行具有直线和圆弧插补功能的铣削加工，更适合于钻铣联合加工的零件。

按照换刀原理及机床结构的不同，目前钻削中心分为单立柱式玉双立柱式两种。

多立柱式的换刀方式是在砖塔中径布置6或8根主轴，由转塔回转实现主轴转换及自动换刀。

由于转塔中需要布置多根主机，并由主轴主传动，分度，定位等机构。

由于转塔头结构复杂，加工困难，还有尺寸限制，主轴刚性受到必然影响，各主轴间的位置精度也不睬想，因此多主轴式钻削中心存在上述一些问题，很多厂家开发了单轴式钻削中心，它是在同一根主轴上自动换装有各类刀具的刀柄实现自动换刀，并采用转塔式刀库，克服了多轴式的缺点。

印刷线路板数控钻床

印刷线路板数控钻床是一种专门用来加工印刷线路板的专用钻孔机床。

其它大型数控钻床

对于某些大型零件，在一般数控钻床，钻削中心上无法加工。

故利用大型数控钻床。

由于该设计的钻床是要求钻妃的最大直径为，且工件为的盘形零件，工件高度为，属大型多孔零件，加工所需刀雎较少，且不频繁换刀，孔距精度要求不太高，故设计成龙门式数控钻床，