说明书 数控平面钻床液压进给钻削动力头设计.doc

毕业论文﹙设计﹚任务书院(系) 机 械 工 程 学 院 专业班级 机自055 学生姓名 符永富 一、毕业论文﹙设计﹚题目 数控平面钻床液压进给钻削动力头设计 二、毕业论文﹙设计﹚工作自2009年3月9日 起至2009年6 月 20日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 校 内 四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求：钢结构在工业与民用建筑中的应用广泛，H钢的钻孔加工已成为钢结构行业中的关键技术之一采纳数控平面钻床液压进给钻削动力头实现H钢的孔加工是较为志向的加工方式之一采纳模块化的设计思路，设计一种数控平面钻床自控行程钻削动力头，要求运动行程可控，结构简洁、紧凑，合理；制造成本低、钻削过程简洁，可使钻头快速接近工件，钻完快速自动返回设计要求及任务：（1）查阅资料，熟识数控平面钻床液压进给钻削动力头国内外探讨概况； （2）完成数控平面钻床液压进给钻削动力头的总体方案设计； （3）完成传动系统，进给系统设计计算； （4）完成主要零件——主轴及其相关安装零部件的设计计算及校核； （5）完成液压进给限制系统设计； （6）绘制动力头装配图及主轴零件图； （7）绘制进给系统限制原理图； （8）按要求编写具体设计说明书一份； 指 导 教 师 李玉玲 系(教研室) 系(教研室)主任签名 批准日期 接受论文 (设计)任务起先执行日期 2009-3-9 学生签名 数控平面钻床液压进给钻削动力头设计姓名：符永富 （陕理工机械工程学院机械设计制造及其自动化专业 055班，陕西 汉中 723003）指导老师：李玉玲 [摘要] 数控平面钻床液压进给钻削动力头是一种将动力头的主运动与进给运动集为一体的设备。

具有结构紧凑、体积小、重量轻、刚性好等特点又由于动力头的进给运动采纳液压驱动，因此具有钻进平稳、无极调速、协助时间少，钻进效率高等优点本论文采纳模块化的设计思路，将动力头的设计分为主运动传动系统，液压进给系统，限制系统和机械结构设计等四个方面的主要内容主运动传动系统主要是选择主运动的传动方式和进行与主运动相关零件的设计计算；进给系统主要对液压缸的设计计算与轴向进给的驱动设计；限制系统主要是液压控油回路与PLC限制系统的设计；机械结构设计主要是进行整体零部件的布置和主轴及相关零件的设计计算通过以上各模块的设计，使主轴在自控行程进给时能达到“快进-工进-停留-快退-停止”的功能本课题所设计的数控平面钻床液压进给钻削动力头主要用于H钢的钻孔加工钻孔范围10-30mm，最大工作形成200mm[关键词] 钻削动力头 液压进给 设计计算 主轴 The Design of NC flat surface Drilling Machine for Hydraulic Feed drilling driving headYongfu-FU(Grade05,Class5,Machine Design Manufacture and Automation,School of Mechanical Engineering,Shanxi University of Technology,Hanzhong,723003, Shanxi)Tutor: Li Yuling【Abstract】 The Hydraulic Feed drivlling driving Heed of NC flat surface is a equipment which integrate the main motion and feed motion,so it will be compact,light and rigid.Because of it’s Hydraulic Feed driving Head,it can achieve classless speed,little auxiliary time,and great efficiency. This paper cuts the design for driving head into main motion,hydraulic feed motion,control system and feature of mechanical structure under the moduling ideology.The main movement system mainly selects the way of main motion transmission and finishes the computation of interrelated spare parts;feed system design is formed by the design and calculation of hydraulic equipment and axial motion;it is the hydraulic return circuit and PLC control system design that compose the control system;feature design of mechanical structure is made up of the arranging of all spare parts and design and calculation of sprindle and interrelated parts.As done,the motion of sprindle can achieve “Fast Forward—Implementation—Suspended—Rewind—Stop”. The driving head designed above applying mainly in the drilling of H type structural steel,with cutting range intensively 10-30mm,and maximal working stroke 200mm.【Key words】 drilling driving head , hydraulic feed motion , design and calculation , spindle.目 录目 录 4引 言 11 . 数控平面钻床液压进给钻削动力头概况 21.1 探讨现状 21.2 应用领域 32 . 数控平面钻床液压进给钻削动力头总体方案设计 42.1 钻削动力头系统运动方案要求 42.2 总体方案的确定 5方案的选择 52.2.2 方案的确定 73.主要参数设计计算 83.1 切削力计算 83.2 钻削扭矩计算 93.3 切削功率计算 103.4 预料工作时间 104 . 主运动传动系统的设计 114.1 电动机的选择 114.2 带传动的设计 134.2.1 传动方式 134.2.2 同步带与同步带轮的设计计算 144.2.3 同步带轮的张紧和带轮的安装 184.2.4 同步带轮轴承的选用 195 . 进给系统的设计 215.1 进给系统的方案确定 215.2 液压缸的选用 225.2.1 主要尺寸的确定 22液压缸最低速度验算 245.2.3 缸筒壁厚 245.3 弹簧的设计计算 25弹簧工作条件的确定 255.3.2 弹簧的参数计算 26弹簧的设计验算: 275.4 液压进给限制系统设计 275.4.1 液压进给限制系统的方案确定 27液压进给系统工作状态及工作循环设计 285.4.3 液压进给系统工作原理 286. PLC限制系统设计 326.1 PLC限制系统分析 326.2 PLC限制系统设计 327. 主轴及其相关零部件的设计计算与校核 377.1 拟定主轴上零件的装配方案 377.2 主轴的材料与热处理 387.3 确定主轴的最小直径 397.4 主轴的结构尺寸设计 397.5 主轴的校核 407.5.1 主轴的扭转强度 407.5.2 主轴的扭转刚度校核计算 407.5.3 主轴的花键校核 417.6 主轴轴承 427.6.1 主轴轴承的选用 42主轴轴承的寿命计算 428. 综合评价 44设计总结 45致 谢 46参考文献 47英文翻译附录引 言本毕业设计课题是数控平面钻床液压进给钻削动力头，目的是通过在数控平面钻床液压进给钻削动力头设计的基础上，学习机床主轴及其相关的轴承、传动等部件的设计计算，了解机电限制PLC等学问。

以便更好的将机械专业所学学问运用到实际生产中，为以后的工作打下基础，巩固所学学问机械加工行业中，孔加工占重要的地位钻床加工的自动化和生产效率要求越来越高，钻床的发展急需改进本课题的目的在于以自控行程钻削动力头为探讨目标，主要解决当前H钢的钻孔加工专用钻削动力头 随着钢结构在工业与民用建筑中的广泛应用，H钢的钻孔加工已成为钢结构行业中的关键技术之一因此对H钢的钻孔加工通过数控平面钻床液压进给钻削动力头实现是钻孔加工是较为志向的加工方式数控平面钻床液压进给钻削动力头一种集动力头的主运动、进给运动和限制装置于一体，具有体积小、重量轻、结构紧凑，钻削过程简洁，可使钻头快速接近工件，马上自动转换好的工进速度起先钻孔，钻完快速自动返回它可用于H钢结构、汽车工业、摩托车制造业、燃气器具制造业、电梯制造业等行业的钻、扩、铰加工,具有广泛的应用前景数控平面钻床自控行程的钻削动力头这不仅有助于提高钻床加工的自动化，而且对于满意生产效率要求越来越高也具有重要意义在现代机械制造行业中，随着加工零件方式多样化及工艺合理化发展的要求，加工零件的方法也呈现出多样化，金属切削加工是利用刀具切除被加工零件多余材料的方法，是机械制造行业中最基本的加工方法，金属切削加工过程是由金属切削机床来实现的。

金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压和辊轧等，在这其中机床切削加工的工作量约占总制造工作量的40%～60%(其中钻床占11.2%),所以在目前的机械制造行业。