自動鉆床設計

1、自動進給微小孔鉆床設計緒論1.1問題分析及其對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床來實現(xiàn)的。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。在現(xiàn)代機械制造行業(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%)所以在目前的機械制造行業(yè)中金屬切削機床是主要的加工設備。而機床的技術性能又直接影響機械制造行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，所以為了提高國家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學技術水平，必須對機床的發(fā)展作出新的要求。隨著機械工業(yè)的擴大和科學技術的進步，尤其是計算機的出現(xiàn)和數(shù)控技術的發(fā)展，我國的機械制造行業(yè)正朝著自動化、精密化、高效率和多樣化的方向發(fā)展。我國機床工業(yè)自1949年建立以來，雖然在短短的時間內(nèi)取得了很大的成就

3、，但與世界先進水平相比還有較大的差矩。就現(xiàn)狀看，主要表現(xiàn)在：我國機床工業(yè)起步晚、技術不成熟；大部分高精度和超精度機床的性能還不能滿足要求，精度保持度也差，特別是高效自動化和數(shù)控機床的產(chǎn)量、技術水平和質(zhì)量等方面都明顯落后。據(jù)有關部門統(tǒng)計我國數(shù)控機床的產(chǎn)量僅是全部機床產(chǎn)量的1.5%，產(chǎn)值數(shù)控化僅為8.7%（至1990年底）；我國數(shù)控機床基本上是中等規(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)控機床還遠遠不能滿足要求；另外我國機床

4、在技術水平和性能方面的差矩也很明顯，機床理論和應用技術的研究也明顯落后。所以我們要不斷學習和引進國外先進科學技術，大力發(fā)展研究，推動我國機床工業(yè)的發(fā)展。1.1.1現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展狀況1.1.2問題的提出由以上現(xiàn)狀分析我們可以看出，在機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。主要用來進行鉆孔、擴孔、絞孔、攻絲等。長期以來我國的機械

5、機械制造工業(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)時存在許多的不足之處：（1）自動化程度不高.，難以進行大批量的生產(chǎn)；機械設計制造及其自動化何峰雷第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；（4）精度不高，工件裝夾費時；（5）加工產(chǎn)品質(zhì)量不高；針對以上傳統(tǒng)鉆床的不足之處及生產(chǎn)中存在的問題，我們有必要對傳統(tǒng)鉆床進行結(jié)構(gòu)改進。通過對傳統(tǒng)鉆床手動的進給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)及人工送料系統(tǒng)的

6、改進和設計，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，實現(xiàn)自動化，降低勞動強度及工作量。1.1.3問題的分析以及解決方案當前傳統(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。在生產(chǎn)過程中，手動的操作、繁鎖的裝夾、大量生產(chǎn)力的投入和單一的生產(chǎn)流程導致了鉆床加工的自動化程度低、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，以及針對鉆床加工現(xiàn)存的缺點作出剖析，提出對傳統(tǒng)鉆床改造的必要性和可行性，并對改造的任務和目標作出簡述。通

7、過對改造任務和目標簡述，為設計方案的確定了設計對象。機械設計制造及其自動化何峰雷第3頁2自動鉆床的總體方案設計總體方案設計的構(gòu)思和方案擬定關系到產(chǎn)品的功能是否齊全、性能是否優(yōu)良、經(jīng)濟效益是否顯著，因此，我們要確定良好的總體方案設計思想，保證產(chǎn)品的功能、經(jīng)濟效益和實用性能?？傮w方案設計的內(nèi)容主要包括以下幾個方面：（1）執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計；（2）原動機類型的選擇和傳動系統(tǒng)的方案設計；（3）控制系統(tǒng)的方案設計；（4）總體布局設計；（5）輔助系

8、統(tǒng)的設計；為了完成普通臺式鉆床的改造及進給系統(tǒng)的設計，我們依循機床設計的一般步驟確定自動鉆床的總體方案設計。2.1自動專用鉆床已知條件和設計要求的概述本文對普通臺式鉆床的自動化改造及進給系統(tǒng)設計是以某五金工具廠鋼絲鉗生產(chǎn)線的自動化改造為背景。已知：加工對象為鋼絲鉗，加工工序為在鋼絲鉗上鉆削直徑為φ12mm（鉆床最大鉆削直徑）的通孔，鋼絲鉗材料為Q235。改造后的全自動鉆床應滿足以下設計要求：（1）滿足自動連續(xù)生產(chǎn)，且生產(chǎn)率為3把分鐘；（

9、2）自動化改造應是機械、電氣和液壓的有機結(jié)合；（3）傳動系統(tǒng)設計應包含切削力計算、電動機選擇、傳動裝置設計、床身結(jié)構(gòu)設計等；（4）設計重點為鉆床液壓進給系統(tǒng)之進給油缸設計；（5）自動控制系統(tǒng)應以PLC與手動相結(jié)合的方式實現(xiàn)；2.2自動鉆床的工藝路線分析與確定與傳統(tǒng)臺式鉆床的加工工藝路線相比較，改造后的全自動鉆床基本動作有很大的機械設計制造及其自動化何峰雷第4頁調(diào)整，這其中主要是導入了自動化加工動作。結(jié)合設計及生產(chǎn)要求，確定工藝路線如下：

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

11、工作的基礎。本文自動鉆床的執(zhí)行系統(tǒng)主要包括鉆頭加工和進給液壓缸驅(qū)動進給。2.3.1執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設計功能原理設計決定產(chǎn)品的技術水平、工作質(zhì)量、傳動方案、結(jié)構(gòu)型式、制造成本機械設計制造及其自動化何峰雷第5頁等。因此在進行鉆床的功能原理設計時，我們應當考慮鉆床功能的可行性、先進性和經(jīng)濟性。普通臺式鉆床的改造主要是實現(xiàn)自動化功能。改造后全自動鉆床能實現(xiàn)自動化連續(xù)生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)率，符合了工廠的生產(chǎn)需求，適應了現(xiàn)代機械加工業(yè)的發(fā)展要求。2.