1、河南理工大学本科毕业设计（论文） - 1 - 目录 前 言 . 3 摘要 . 5 第一章 工艺方案的制定 . 7 1.1 制定工艺方案的原始条件分析 . 7 1.2 毛坯的选择 . 7 1.3 工艺路线的制定 . 8 1.4 工序余量及工序尺寸的确定 . 10 1.5 刀具的选择及切削用量的确定 . 10 第二章 机床的总体方案制定 . 12 2.1 机床的总体布局 . 12 2.2 机床的运动联系尺寸 . 16 第三章 机床的参数设计 . 18 3.1 运动参数和尺寸参数 . 18 3.2 各个主轴转速的确定 . 21 3.3 电动机功率及其型号的确定 . 21 第四章 主轴箱的设计 . 2
2、2 4.1 传动系统的设计 . 22 4.2 主轴箱中齿轮齿数的设计（以下均以与 19 轴相啮合的一对齿轮为例） . 23 4.3 传动件的计算与校核 . 25 4.4.轴承的选择与校核 . 40 4.5 键的选择和键的强度计算 . 46 第四章 液压部分的设计 . 49 5.1 明确设计要求、工作环境，进行工况分析 . 49 5.2 液压系统原理图的拟定 . 50 5.3 液压元件的计算和选择 . 52 5.4 液压系统技术性能的验算 . 56 5.5 绘制正式工作图和编制技术文件 . 57 结束语 . 58 河南理工大学本科毕业设计（论文） - 2 - 致谢 . 59 参考文献 . 60
3、附 录 . 61 河南理工大学本科毕业设计（论文） - 3 - 前 言 四年的大学生活即将接近尾声，进行为期两个月的毕 业设计，我们感受颇深。毕业设计是对大学四年所学的专业知识和基础知识的一个系统性的总结与运用，同时也是一次培养我们分析问题和解决问题的很好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个环节，所以我特别珍惜这一次最后的学习机会，认真扎实的完成我所分配的设计任务，使大学最后的几个月生活在学习和进取中充实的度过。另外，毕业设计还可以培养独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对我参加工作后能否尽快地适应社会有很大的帮助。通过这一环节的训练，提高了以下能力： 1、综合运用所学知识和技能，独立
4、分析和解决设计问题的能力； 2、熟练运用基本技能，包括绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等等的能力；实验研究的能力；撰写科技论文和技术报告，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力： 3、收集加工各种信息的能力，获取知识的能力； 4、创新意识和严肃认真的科学作风。 本次设计的课题是多轴钻床的部件设计。多轴钻床是用来加工同一方向上有数个孔的工件，具有良好的加工精度，能够达到很好的加工质量。为了更好的完成本次设计，从 3 月底到现在，就不间断的结合自己的毕业设计进行了毕业实习。根据所选课题，有重点的选择了实习工厂 制动器股份有限公司 ，在工厂里我 们重点了解了多轴钻床基本结构和基本工作原理
5、。从而对多轴钻有了一个更直接、感性的认识，对此次毕业设计有很大帮助。 此次设计的主要内容有：问题的提出、总体方案的构思，可行性设计，结构设计及对未知问题的探索和解决方案的初步设计，装配图、零件图等一系列图纸的设计与绘制，最后包括毕业设计说明书的完成。 这次毕业设计是在 李新 老师的带领和指导下完成的。在搞毕业设计的期间，我遇到了很多困难，这就要求自己多向老师请教，这样给老师带来了很多麻烦，影响了老师的工作，但三位老师还是不厌其烦的解答我们的问题，一步步指导并使我们将毕业 设计进行下去。毕业设计的阶段和过程老师都给了明确的计划，而不至于使整个设计过程没有任何的目标。设计进行每一步 李 老师都认真
6、检查，耐心细致的指出其中的错误和不当的地方，并指导修改和完善。 本次设计的题目是多轴钻床的设计，设计机床应满足的基本要求有以下几点： 1、 工艺可能性。机床的工艺可能性是指机床适应不同生产要求，大致包括下列内容，机床可完成的工序种类，加工零件的类型、材料和尺寸范围，毛坯的种类等。 河南理工大学本科毕业设计（论文） - 4 - 2、 加工精度和表面粗糙度。 3、 生产率。机床的生产率通常指单位时间内机床所加工的工件数量。 4、 自动化程度。 5、 操作安全方便和工作 可靠。 6、 效率，使用期限和成本等等。设计时还应注意使机床体积小，重量轻，占地面积小，外形美观以及注意防止污染环境。 对于上述所
7、提到的各项技术经济指标，在设计机床时应综合考虑。因为我的任务主要时多轴钻床的部件设计，所以考虑的事情比较细。它锻炼了我的分析问题的能力。 河南理工大学本科毕业设计（论文） - 5 - 摘要 当前国际间的竞争主要是生产力的竞争，如果要想在未来激烈的竞争中生存下去，就必须不断的加快生产力的发展 ,归根结底是要不断地提高 生产率，而多轴钻床正是以单轴钻床为基础发展起来的以针对性的加工特定零件为目的专用机床 。 而在本次设计的题目正是针对 制动臂 的 钻扩铰孔 加工而设计的多轴钻床。在 制动臂 的加工中，多轴钻床的应用大大加快了扩孔的效率，本次设计为 12 轴钻床，相对单钻头钻床来说也就是把原来的效率
8、整整提高了 12 倍。 在以下的内容里面将会对多种钻床的总体设计加以详尽介绍，其中包括：总体设计的步骤和方法，也就是针对加工对象 汽车轮辐的具体情况进行专门的设计；其中还涵盖了机床床身的设计，它包括：底座、上盖板、立柱以及生成本次设计的总装配图。并且简要的讲述了液压系统的设计步骤和方法。 关键词： 盖板 ； 底座 ； 立柱 ； 滑块 ； 多轴 钻床 ； 立式钻床 ； 主轴 。 Abstract: The competition of the current international is mainly the competition of the productivity, If want
9、to existence under in the vehemence competition in the future, must continuously to develop the productivity. In the final analysis, is to develop the productivity constantly. And that multi-spindle drilling machine was developed with the base of the single-spindle drilling machines to machining the
10、 special part. And that the subject of this design is to enlarge the bore of the spoke of the car. In the machining of enlarge the bore of the spoke of the car, the application of multi-spindle drilling machine make a greatly expedite with the efficiency of enlarging the bore. This design is a drill
11、 bed for 10 stalks, and it s efficiency is 10 times to the single-spindle drilling machines. In the follow content will introduce the collectivity design at large. The multi-drill head machine is a kind of tool which uses to processes the hole. It makes a great progress in raising the efficiency of
12、drilling hole. In those below chapters will introduce the total design, the parts design and the process of designing the hydraulic pressure system. 河南理工大学本科毕业设计（论文） - 6 - Key words: Cover plate； The base； Vertical shaft； Sliding block； Drilling machines； Multi-spindle drilling machines； Vertical sp
13、indles 。 河南理工大学本科毕业设计（论文） - 7 - 第一章 工艺方案的制定 在生产中用机械加工方法直接改变毛坯的形状，尺寸和材料性能，使之成为零件的过程，叫做机械加工工艺过程。设计时，工艺方案的制定是否合理，对生产效率和产品质量有着及其大的影响。 制定工艺方案时，应首先分析生产类型。生产类型是衡量生产规模的标志。 本次毕业实习制动器有限公司，该公司是一家专门制动器的公司，常年为国内大型的制造公司生产制 动器，远销国外。其生产特点具有年产量大，产品种类有限，生产过程不断重复，机器设备广泛采用专用和高效率设备。刀具多为专用的和标准的；工人操作技术可以低一点；生产周期短；还有大多数工作地
14、点及工序内容经常不变等等。 生产类型不同，生产组织，生产管理，车间布置以及毛坯 、 设备 、 工具 、 加工方法和工人熟练程度等方面的要求程度均有所不同。在大量生产下，每个工序任务比较稳定，因此，有条件采用高效率专用机床和工夹具，劳动效率可大大提高，产品成本也可降低。但产量小的情况下，如果仍使用这些高效率的专用机床和工夹具，由于加工对象经常 改变，势必造成机床调整的复杂化，降低机床利用率，提高加工成本。所以制定的工艺过程应与生产类型相适应，以取得合理的经济效果。 1.1 制定工艺方案的原始条件分析 在制定工艺方案时，首先对产品的装配图进行研究分析，熟悉该产品的用途性能及工作条件，明确该工件在产
15、品中的地位和作用，然后对工件的工作图进行分析和工艺审查。 从零件图，图一中可见，图纸比较完整，技术要求也一般，没什么难加工的结构。根据机床所完成的工序，对制动臂的四个孔进行钻扩铰，而四个孔位于同一平面上沿直线分布。扩孔后，只需保证其位置精度，其他没有特殊要 求，用一般扩孔钻进行扩孔就可以达到要求。 工件的材料为碳结构钢（ Q235B），无特殊要求，在进行加工前无热处理，没有硬度要求。 与该零件结构相同的还有几种，但其四个孔的沿直线及中心距是不变的，只需更换一下钻头，同样适合在这台设备上加工，便于有效的利用设备。但由于厂内的实际需及经济实力以及生产规模的制约，工件在机床间的流动还主要靠人工搬运，
16、所以不考虑流水线生产。 1.2 毛坯的选择 对毛坯的种类及制造方法进行选择，对工件的质量，机械加工工艺过程及设备 、材料利用率、机械加工劳动量和工件的制造成本有很大的影响。 河南理工大学本科毕业设计（论文） - 8 - 由于生产规模比较大，须采用高效率的毛坯生产方法，使用（ Q235B）的碳结构钢板作为毛坯，此法生产效率也较高，既节约原材料，又可大大减少机械加工劳动量；同时，还可简化工艺和工艺装备，降低产品的总成本。 工件的尺寸不大，形状也不复杂，采用碳结构钢板（ Q235B）最大限度的减少机械加工量。采用模锻，精度等级，光洁度等均可达到要求，生产效率高，每小时产量达 300 900件，材料损
17、耗仅约 1%（不记火耗）；压力与地面垂直，对地基要求不高。 综上所述，选择 Q235B 碳结构钢板为毛坯材料。 1.3 工艺路线的制定 1.3.1 制定工艺过程 由于本次加工仅需一次扩孔可完成，故工艺过程比较简单，其工艺过程如下： 1 钻（扩孔）：按图纸要求对四个孔分别先钻至 19.8 mm,然后扩孔至 21.8 mm，最后铰孔达到 22，并且要求 22 孔达到的精度是上偏差为 +0.033，下偏差为0，即 0.033022 20 孔达到的精度是上偏差为 +0.05，下偏差为 0，即 0.05020 2 检验：按图纸要求，检查各孔的位置精度。 1.3.2 绘制工序简图 1、被加工零件工序图的作
18、用和要求 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台机床上或一条流水线上完成的工艺内容，加工部位的尺寸及精度，技术要求，加工用定位基准，夹压部位，以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前毛坯形状的图纸。它是在原有的工件 图基础上，以突出本机床或自动线加工内容，加上必要说明绘制的。它是机床设计的主要依据，也是制造使用时调整机床，检查精度的重要技术文件。 2、工件工序图所包含的内容： （ 1）、在图上表示出被加工零件的形状，尤其要设置中间导向时，应表示出工件内部筋的布置和尺寸，以便检查工件装进夹具是否相碰，以及刀具通过的可能性； （ 2）、在图上表示出加工用基面和夹压的方向及位置，以便依次
19、进行夹具的支撑，定位及夹河南理工大学本科毕业设计（论文） - 9 - 压系统的设计； （ 3）、在图上表示出加工表面的尺寸，精度，光洁度，位置尺寸及精度和技术条件（包括对上道工序的要求及本机床 保证的部分）； （ 4）、图中还应注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及被加工部位的余量； （ 5）、为了使工序图清晰明了和突出本机床的加工内容，绘制时对本机床的加工部位用粗实线表示，其尺寸打上方框，其余部位用细实线表示。 3、如图二所是：被加工零件加工示意图：扩圆柱孔 备注： 被加工零件 名称及编号：制动臂 材料及硬度：碳结构钢 Q235A 重 量： 1.4kg 加工余量 钻孔的加工余量为 19.
20、8 mm，扩孔的加工余量为 2 mm，铰孔的加工余量为 0.2 mm 技术条件 a 本机床 加工前应保证零件图上的所有尺寸； b 本机床保证：加工后各对称孔的中心距不变；加工后的孔的尺寸为 0.033022 和 0.05020 c.其余尺寸不变。 1.3.3 编制被加工零件工序图的注意事项 1、本机床加工部位的位置尺寸应由定位基面标起，尤其是本机床加工，所选用的定位基面与设计基面不一致时，还必须对各孔要求的位置尺寸精度进行分析和换算，即把不对称尺寸换成对称尺寸，如尺寸 150+0.07 应换算成 150 0.035。有时也可以将工件 某一主要孔的位置尺寸从定位基面标注，其余各孔的尺寸以此孔为基
21、准进行标注，以免由于尺寸链的河南理工大学本科毕业设计（论文） - 10 - 影响，而不能保证要求的精度。 2、对孔的加工余量要认真分析，在镗阶梯孔时，其大直径的单边余量应小于相邻两孔半径之差，以便镗刀能通过。在加工毛坯时，不仅要弄清加工余量，还要注意孔的铸造偏心以及毛刺的大小，以便设计相应尺寸的镗杆，保证加工正常进行。 3、对精镗机床必须注明是否允许留有退刀痕迹，以及允许退刀痕的形状（直线或螺旋退刀痕）。 1.4 工序余量及工序尺寸的确定 1.4.1 工序余量的确定 为了保证工件的加工余量，要 在毛坯上留出待加工余量，让每次加工时都能切掉一层金属，从而逐渐的提高零件的加工精度和表面质量，以保证
22、图纸规定的质量要求。留给加工表面每一道工序的余量叫做工序余量，留给加工表面工序余量的总合叫做总余量。它们可用下列关系式表示： 工序余量 =毛坯工称尺寸 -工件成品尺寸 1.4.2 工序尺寸的确定 由于在本机床上仅进行一道工序，所以不存在工序间余量的确定，工序尺寸和工序余量就相等了，即为加工余量。 查组合机床设计 -机械工业出版社 1975 年 6 月版 P38 表 2-6 孔加工常用余量 并结合 26.5-23.5=3.0mm 则加工余量（双边余量）为： 3.0mm 1.5 刀具的选择及切削用量的确定 1.5.1 刀具的选择 1、刀具与工艺方案的关系 专用机床刀具，是专用机床主要组成部分之一。刀具的选用、设计、制造正确与否，对机床的加工精度和效率有着重要影响。在专用机床上常采用多刀，复合刀具及特种刀具，从而使工序集中，机床结构简化，提高产品质量和生产效率。 2、刀具的选择原则 1） 、如果条件允许，应该首先选取标准刀具； 2） 、为提高工序集中程度，或达到更高的精度，可采用复合刀具。但在确定复合刀具结构时，
