Z3040-H型钻床的总体设计毕业设计（150521立柱夹紧和升降） - 图

摘 要

此次设计为Z3040-H型摇臂钻床的机械设计。设计主要介绍了Z3040-H型钻床的设计原理、调整方法及设计计算过程。通过预先给定的加工要求可确定所需的计算参数，进而依据Z3040-H型钻床的设计原理来设计计算并校核各个部位的零件，然后进行组装。本次设计可从五大方面进行设计,Z3040-H型摇臂钻床总体布局设计、摇臂夹紧机构，摇臂升降机构，摇臂钻床电气控制系统的设计，摇臂钻床液压系统设计等。Z3040型摇臂钻床，融高性能、低价位两大特点于一身，占地面积小，加工功能全面。 采用先进结构和新技术、新工艺、性能完善、结构简单，操作灵活、工作可靠、精度高、寿命长、维修方便，广泛应用于机加工中的钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等。

关键词：摇臂钻床；夹紧机构；升降机构；机构总体布局设计

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ABSTRACT

The machine design is to devise the Z3040-H Radial Drilling. the design mainly introduced the design principle, adjusting and design calculation process for devise the Z3040-H Radial Drilling. Through the processing requirements given in advance can determine the computation parameters, then based on the design principle, which is about Z3040-H Rocker drilling, to design ,calculate and check each place parts, and then to assemble all the parts. The design carried out from five aspects, Z3040-H radial drilling machine overall layout design, clamping mechanism design, lifting mechanism design ，electrical control system, hydraulic system. Z3040 radial drilling machine, into a high-performance, low-cost two features in a small footprint, processing and full-featured. The use of advanced structures and new technologies, new processes, improve performance, simple structure, flexible operation, reliable, high precision, long life, easy maintenance, widely used in the machining of drilling, reaming and tapping, etc.

Key words：Radial Drilling; clamping mechanism ，lifting mechanism; overall layout

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目 录

摘 要 ............................................................................................................................... 1 ABSTRACT ............................................................................................................................... 2 1 前言 ................................................................................................................................... 4

1.1 本课题的背景和研究意义 ................................................................................................ 4 1.2 本课题解决的问题和设计时主要的工作 ..................................................................... 5 2摇臂钻床结构设计的总体方案 ........................................................................................ 7

2.1钻床总体结构 ........................................................................................................................ 7 2.2设计方案选择 ........................................................................................................................ 7 3摇臂钻床夹紧机构的设计 .............................................................................................. 10 3.1摇臂钻床夹紧机构的简介 .................................................................................... 11 3.2夹紧菱形块的选择优化 .................................................... 错误！未定义书签。2 3.3夹紧机构液压系统························································错

误！未定义书签。3

4摇臂钻床升降机构的设计过程及尺寸计算·································14 4.1升降机构原理图···························································14 4.2传动齿轮机构计算及优化 ...................................................................................................... 19 4.3轴承选型·································································错

误！未定义书签。1

5 Z3040摇臂钻床电气控制系统的设计···································错误！未

定义书签。2

5.1主电路 ·································································错

误！未定义书签。2

5.2 控制电路、信号及照明电路·················································错

误！未定义书签。3

6 Z3040摇臂钻床操作规程及故障排除·············································· 错

误！未定义书签。9

7结 论 ...................................................................................................................... 29

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参 考 文 献 ....................................................................................................................... 29 致 谢 ..................................................................................................................... 32

前言

1.1 本课题的背景和研究意义

机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备的重要任务。机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。国家的工业、农业、国防和科学技术的现代化程度都与机械工业的发展程度相关。因此，大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机械是促进国民经济发展，加速我国社会主义现代化建设的一个重要内容

[1-2]

。

钻床主要用在工件上孔的加工。通常钻头的旋转为主运动，钻头的轴向移动为进

给运动。普通钻床的结构比较简单，加工精度较低，可钻通孔、盲孔。在钻床上配有工艺装备时，还可以进行镗孔,在钻床上配万能工作台还能进行分割钻孔、扩孔、铰孔。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动。加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动(主运动) [3-4]。

钻床主要分为立式钻床、卧式钻床、摇臂钻床、台式钻床、深孔钻床和中心孔钻床等。为了满足模具制造业发展的需要，又开发了除钻削深孔以外，还可以进行铣削、攻丝等的多功能钻床。

20世纪70年代初，钻床还是普遍采用普通继电器控制的。如70年代-80年代进入中国的美国ELDORADO公司的MEGA50，日本神崎高级精工制作所的DEG型，德国TBT公司的T30-3-250等。

80年代后期数控技术逐渐开始在深孔钻床上应用，特别是90年代以后这种先进的技术才迅速推广。如TBT公司90年代初上市的ML系列深孔钻床，进给系统由机械无级变速器改为采用交流伺服电机驱动的滚珠丝杠副，进给用滑台导轨也改为采用滚动直线导轨。钻杆箱传动为了保证高速旋转、精度平稳，由交换皮带轮及皮带，和双速电机驱动的有级传动变为无级调速的变频电机到电主轴驱动，为钻削小孔深孔和提高深孔钻床的水平质量提供了有利条件[5-8]。

长期以在我国的机械制造业中钻床加工的工作量在总的制造工作量中占有很大

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的比重。制造业中孔类加工多数由钻床来完成。钻床是机械行业最通用的设备，主要用于工件上孔的加工。

本次设计主要研究Z3040-H型钻床，摇臂钻床是摇臂绕立柱回转和升降的，主轴箱在摇臂上作水平运动的钻床。对于大，中型工件上的孔，通常采用摇臂钻床加工。加工时工件固定不动，移动主轴（刀具）可以方便地对准被加工孔的位置。摇臂钻床广泛用于大、中型零件的多孔加工。

摇臂钻床主要由立柱，摇臂，主轴箱，和底座等部分组成。主轴箱装在摇臂上，可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度工件的要求。此外，摇臂还可以随外立柱在360°范围回转，因此主轴很容易调整到所需要的加工位置。为了使主轴在加工时保持确定的位置，摇臂钻床还具有内立柱，摇臂及主轴箱的夹紧机构，当主轴的位置调整确定后，可以快速将它们夹紧。 摇臂钻床的其他变形如万向摇臂钻床摇臂和主轴箱可以回转或倾斜，使主轴可在空间任意方向都可以进行钻削，适用于重型机器，机车车辆，船舶和锅炉等制造业中加工大型工件。车式摇臂钻床的底座有车轮，可以在轨道上移动，适用于桥梁和机床等行业窄长形工件的孔加工。

目前国内摇臂钻床生产厂家有许多家，但是在这个行业做的较好的厂家不是很多。其中沈阳机床股份有限公司中捷摇臂钻床厂的产品国内市场占有率高达70％，出口产品遍及中东、北美、西欧等86个国家和地区。进入市场经济后，国内机床行业竞争日趋激烈，与中捷摇臂钻厂生产相同型号产品的企业有40多家，中捷摇臂钻厂产品领先优势受到挑战。为了应对挑战，中捷摇臂钻厂在产品卖得正火的时候，提出了进行跨越产品结构调整。第一，用先进技术改造传统产品。如普通摇臂钻床实现了五轴联动，价格由几万元上升到几十万元，达到中国摇臂钻床最高水平。第二，向国际先进水平靠拢，不断扩大产品领先优势。摇臂钻床和大多数机床一样，将向数控自动化、机电一体化和智能化方向发展。摇臂钻床未来的发展趋势是：应用电子计算机技术，简化机械结构，提高和扩大自动化工作的功能，使机床适应于纳入柔性制造系统工作；提高功率主运动和进给运动的速度，相应提高结构的动、静刚度以适应采用新型刀具的需要，提高切削效率；提高加工精度并发展超精密加工机床，以适应电子机械、航天等新兴工业的需要。

1.2 本课题设计时主要的工作

摇臂钻床是机械行业最通用的设备，主要用于工件上孔的加工。根据Z3040摇臂钻相关资料以及所学知识，设计类似的机床。该机床主要组成部分有：内立柱、外立

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