自動(dòng)鉆床設(shè)計(jì)

1、自動(dòng)進(jìn)給微小孔鉆床設(shè)計(jì)緒論1.1問題分析及其對(duì)策金屬切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法，是機(jī)械制造行業(yè)中最基本的加工方法，金屬切削加工過程是由金屬切削機(jī)床來實(shí)現(xiàn)的。金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器。在現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)中，隨著加工零件方式多樣化及工藝合理化的發(fā)展的要求，加工零件的方法也呈現(xiàn)出多樣化，如：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(jī)床切削加工的工作量約占總制造工作量

2、的40%～60%(其中鉆床占11.2%)所以在目前的機(jī)械制造行業(yè)中金屬切削機(jī)床是主要的加工設(shè)備。而機(jī)床的技術(shù)性能又直接影響機(jī)械制造行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，所以為了提高國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平，必須對(duì)機(jī)床的發(fā)展作出新的要求。隨著機(jī)械工業(yè)的擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)正朝著自動(dòng)化、精密化、高效率和多樣化的方向發(fā)展。我國(guó)機(jī)床工業(yè)自1949年建立以來，雖然在短短的時(shí)間內(nèi)取得了很大的成就

3、，但與世界先進(jìn)水平相比還有較大的差矩。就現(xiàn)狀看，主要表現(xiàn)在：我國(guó)機(jī)床工業(yè)起步晚、技術(shù)不成熟；大部分高精度和超精度機(jī)床的性能還不能滿足要求，精度保持度也差，特別是高效自動(dòng)化和數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量、技術(shù)水平和質(zhì)量等方面都明顯落后。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量?jī)H是全部機(jī)床產(chǎn)量的1.5%，產(chǎn)值數(shù)控化僅為8.7%（至1990年底）；我國(guó)數(shù)控機(jī)床基本上是中等規(guī)格的車床、銑床和加工中心等，而精密、大型、重型或小型數(shù)控機(jī)床還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求；另外我國(guó)機(jī)床

4、在技術(shù)水平和性能方面的差矩也很明顯，機(jī)床理論和應(yīng)用技術(shù)的研究也明顯落后。所以我們要不斷學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，大力發(fā)展研究，推動(dòng)我國(guó)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。1.1.1現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r1.1.2問題的提出由以上現(xiàn)狀分析我們可以看出，在機(jī)床加工中鉆床的加工工作量在總制造工作量中占有很大的比重。鉆床為孔加工機(jī)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、多軸鉆床等。主要用來進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、絞孔、攻絲等。長(zhǎng)期以來我國(guó)的機(jī)械

5、機(jī)械制造工業(yè)中孔類加工多數(shù)由傳統(tǒng)鉆床來完成，但是傳統(tǒng)的鉆床在大批量生產(chǎn)時(shí)存在許多的不足之處：（1）自動(dòng)化程度不高.，難以進(jìn)行大批量的生產(chǎn)；機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化何峰雷第1頁（2）工作效率低，且工人的工作環(huán)境惡劣；（3）占用人力較多，操作固定不變易出錯(cuò)；（4）精度不高，工件裝夾費(fèi)時(shí)；（5）加工產(chǎn)品質(zhì)量不高；針對(duì)以上傳統(tǒng)鉆床的不足之處及生產(chǎn)中存在的問題，我們有必要對(duì)傳統(tǒng)鉆床進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。通過對(duì)傳統(tǒng)鉆床手動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)及人工送料系統(tǒng)的

6、改進(jìn)和設(shè)計(jì)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，降低勞動(dòng)強(qiáng)度及工作量。1.1.3問題的分析以及解決方案當(dāng)前傳統(tǒng)鉆床問題的存在主要在于自動(dòng)化程度、生產(chǎn)效率、工作環(huán)境及產(chǎn)品質(zhì)量。在生產(chǎn)過程中，手動(dòng)的操作、繁鎖的裝夾、大量生產(chǎn)力的投入和單一的生產(chǎn)流程導(dǎo)致了鉆床加工的自動(dòng)化程度低、生產(chǎn)效率低、工作環(huán)境惡劣和產(chǎn)品質(zhì)量不高，因此，我們要解題，以及針對(duì)鉆床加工現(xiàn)存的缺點(diǎn)作出剖析，提出對(duì)傳統(tǒng)鉆床改造的必要性和可行性，并對(duì)改造的任務(wù)和目標(biāo)作出簡(jiǎn)述。通

7、過對(duì)改造任務(wù)和目標(biāo)簡(jiǎn)述，為設(shè)計(jì)方案的確定了設(shè)計(jì)對(duì)象。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化何峰雷第3頁2自動(dòng)鉆床的總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思和方案擬定關(guān)系到產(chǎn)品的功能是否齊全、性能是否優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)效益是否顯著，因此，我們要確定良好的總體方案設(shè)計(jì)思想，保證產(chǎn)品的功能、經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用性能。總體方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：（1）執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)；（2）原動(dòng)機(jī)類型的選擇和傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)；（3）控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)；（4）總體布局設(shè)計(jì)；（5）輔助系

8、統(tǒng)的設(shè)計(jì)；為了完成普通臺(tái)式鉆床的改造及進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我們依循機(jī)床設(shè)計(jì)的一般步驟確定自動(dòng)鉆床的總體方案設(shè)計(jì)。2.1自動(dòng)專用鉆床已知條件和設(shè)計(jì)要求的概述本文對(duì)普通臺(tái)式鉆床的自動(dòng)化改造及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以某五金工具廠鋼絲鉗生產(chǎn)線的自動(dòng)化改造為背景。已知：加工對(duì)象為鋼絲鉗，加工工序?yàn)樵阡摻z鉗上鉆削直徑為φ12mm（鉆床最大鉆削直徑）的通孔，鋼絲鉗材料為Q235。改造后的全自動(dòng)鉆床應(yīng)滿足以下設(shè)計(jì)要求：（1）滿足自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)，且生產(chǎn)率為3把分鐘；（

9、2）自動(dòng)化改造應(yīng)是機(jī)械、電氣和液壓的有機(jī)結(jié)合；（3）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)包含切削力計(jì)算、電動(dòng)機(jī)選擇、傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)、床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等；（4）設(shè)計(jì)重點(diǎn)為鉆床液壓進(jìn)給系統(tǒng)之進(jìn)給油缸設(shè)計(jì)；（5）自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)以PLC與手動(dòng)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)；2.2自動(dòng)鉆床的工藝路線分析與確定與傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床的加工工藝路線相比較，改造后的全自動(dòng)鉆床基本動(dòng)作有很大的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化何峰雷第4頁調(diào)整，這其中主要是導(dǎo)入了自動(dòng)化加工動(dòng)作。結(jié)合設(shè)計(jì)及生產(chǎn)要求，確定工藝路線如下：

10、啟動(dòng)（電源及控制模塊）→自動(dòng)送料→自動(dòng)夾緊→主軸快進(jìn)→主軸工進(jìn)→主軸停留→主軸快退→夾具松開→出料→為了完成自動(dòng)化加工，自動(dòng)鉆床按照上述工藝路線進(jìn)循環(huán)行動(dòng)作來完成成批工件的加工過程。根據(jù)工藝流程，可確定自動(dòng)鉆床的動(dòng)作流程圖如下（圖21）：自動(dòng)鉆床動(dòng)作動(dòng)作流程圖圖21自動(dòng)鉆床動(dòng)作流程圖2.3執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)中的重要組成部分，直接完成機(jī)械系統(tǒng)預(yù)期工作任務(wù)。機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的核心，是整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)

11、工作的基礎(chǔ)。本文自動(dòng)鉆床的執(zhí)行系統(tǒng)主要包括鉆頭加工和進(jìn)給液壓缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)給。2.3.1執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)功能原理設(shè)計(jì)決定產(chǎn)品的技術(shù)水平、工作質(zhì)量、傳動(dòng)方案、結(jié)構(gòu)型式、制造成本機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化何峰雷第5頁等。因此在進(jìn)行鉆床的功能原理設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)考慮鉆床功能的可行性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性。普通臺(tái)式鉆床的改造主要是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能。改造后全自動(dòng)鉆床能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)率，符合了工廠的生產(chǎn)需求，適應(yīng)了現(xiàn)代機(jī)械加工業(yè)的發(fā)展要求。2.