机械毕业设计资料多轴专用钻床设计
毕业设计
1 前言
1.1 选题背景
公元前 4000 年，人类就发明了打孔用的装置。古人在两根立柱上架个横梁，再
从横梁上向下悬挂一个能够旋转的锥子，然后用弓弦缠绕带动锥子旋转，这样就能
在木头石块上打孔了[1]。不久，人们还设计出了称为“辘轳”的打孔用具，它也是利
用有弹性的弓弦，使得锥子旋转。
到了 1850 年前后，德国人马蒂格诺尼最早制成了用于金属打孔的麻花钻；1862
年在英国伦敦召开的国际博览会上，英国人惠特沃斯展出了由动力驱动的铸铁柜架
的钻床，这便成了近代钻床的雏形。以后，各种钻床接连出现，有摇臂钻床、备有自
动进刀机构的钻床等。由于工具材料和钻头的改进，加上采用了电动机，大型的高性
能的钻床终于制造出来了。
第二次世界大战以后，由于数控和群控机床和自动线的出现，机床的发展开
始进入了自动化时期。以美国和苏联为首的超级大国制造业逢勃发展，电气化时代到
来，先后崛起了欧盟和日本。生产设备的机械化，生产线的流程化，大大促进了制造
业的发展。机械制造的电气化使其加工生产的自动化大幅度提高，生产效率也大幅度
提高。特别是在机械母机的快速发展，各种制造装备的更新换代的周期也大大缩短 。
20 世纪 70 年代初，钻床在世界上主要采用普通继电器控制的。如 70 年代至 80 年代
进 入 中 国 的 美 国 的 ELDORADO 公 司 的 MEGA50 ，德 国 TBT 公 司 的 T30-3-
250，NAGEL 公司的 B4-H30-C/L，日本神崎高级精工制作所的 DEG 型等钻床都是
采用继电器控制的[2]。 各种型号的钻床也相续运用到生产之中。80 年代后期由于数控
技术的出现才逐渐开始在深孔钻床上得到应用，特别是 90 年以后这种先进技术才得
到推广。如 TBT 公司 90 年代初上市的 ML 系列深孔钻床除进给系统由机械无级变速
器改为采用交流伺服电机驱动滚珠丝杠副，进给用滑台导轨采用滚动直线导轨以外，
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，为钻削小孔深孔钻床和提高深孔
钻床的水平质量创造了有利条件。为了加工某些零件上的相互交叉或任意角度、或与
加工零件中心线成一定角度的斜孔，垂直孔或平行孔等需要，各个国家而专门开发
研制多种专用深孔钻床。
到了当代，信息化的快速发展。电子科技在机械生产的广泛的应用，不仅取代了
复杂的机械结构，自动化程度基本完善。特别是计算机语言的应用，促使大批的先进
的数控车床的涌现。其中，在硬件方面，各种芯片的研发和模块化镶入系统的开发都
使复杂的机械结构微电子化。在软件方面，有简单不易使用和记忆的机器语言发展到
低级语言——汇编语言，后来又出现了利于人机交互的高级语言，如 C语言，C++
语言等。这些都促进了机械加工的数字化，各式各样的数控钻床应用的生产之中。
1.2 多轴机床在我国的发展与现状
我国加入 WTO 以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时
调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2005 年4
月份，组合机床行业企业仅组合机床一项，据不完全统计产量已达 1000 余台，产值
达3.9 个亿以上，较2004 年同比增长了10%以上，另外组合机床行业增加值、产品
销售率、全员工资总额、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技
术较去年年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。
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毕业设计
组合机床及其自动线是集机电于一体是综合自动化度较高的制造技术和成套工
艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、
军工、轻工、家电行业。我国的传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、
液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件（近
年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工
各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成型面等。
组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、
立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台组合机床等；随着技术的不断是进步，一
种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受人们是亲昧，它应用多位主轴箱、可换
主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制
（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多种加工的可调可
变的组合机床[4]。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机等在组合
机床行业中所占份额也越来越大。
80 年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合
成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置
的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、
高效短节拍和多功能知道监控。
国外为了减少机床数量,节省占地面积,对组合机床这种工序集中程度高的产品,
继续采取各种措施,进一步提高工序集中程度。如采用十字滑台、多坐标通用部件、移
动主轴箱、双头镗孔车端面头等组成机床或在夹具部位设置刀库,通过换刀加工实现
工序集中,从而可最大限度地发挥设备的效能,获取更好的经济效益。
1.3 多轴机床发展趋势
钻床的发展由原始的简单的木质手工钻发展到简单的机械钻床，由一坐标单孔
单工位加工发展多为多孔的发杂加工，有原来的不易加工操作的复杂机械体发展到
数控中心。简而言之，钻床的发展由原始的机械的单一加工到现在的数控中心的斜面
上的孔的加工。这不仅是制造业的发展，也是人类文明的进步。从人机学原理来讲，
现在的钻床更适合操作者使用，并且使操作者的劳动强度大大降低；从生产效率来
讲，现在的机床自动化程度高，机械手的开发和使用，使装夹更为方便快捷，加工
更加灵活；从制造工艺方面讲，现在的钻床设备引入微电子技术，这使其复杂的机
械传动结构在很大程度上简化，且便于操作和维护。
本设计从企业的角度出发，本着简单化机械传动本体降低机床成本，并能实现
一次装夹完成多个工位孔的钻削工作提高生产效率。本次设计的课题是一台盘类零件
加工的专用钻床，特别是对法兰孔的加工，具有成本低，效率高的优点。
1.4 选题的目的及意义
众所周知，在实际生产中钻床是具有广泛用途的通用性机床。尤其是现代机械制
造业中，企业对专用机床有着广泛的需求。不过，一般钻床对操作人员的技术要求较
高劳动强度大，专用性能低，生产率不高且不能保证精度;而多轴专用钻床操纵方便、
省力、容易掌握，不易发生操作错误和故障，不仅能减少工人的疲劳，保证工人和钻
床的安全，还能提高钻床的生产率，提高了加工设备的性价比。特别是在大批量生产
或者是流水线作业时，专用多工位加工设备显得尤为重要。
本设计针对一般钻床某些缺点及加工对象的具体情况设计一台多孔专用四轴钻
床，能实现一次走刀四个工位孔的钻削加工的专用箱体类或盘类零件机床。对于批量
生产的盘类零件或箱体类的同一端面的孔的钻削加工具有装夹方便，效率高，尺寸
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毕业设计
精度容易满足的优点。设计包括总体设计，主轴箱设计，电动机的选型和传动部分设
计动力部件的设计以及底座的设计，从经济效益和人机关系等技术经济指标出发，
力求达到满足性能要求，以满足企业的使用要求，从而能更好的服务社会。
我国是制造大国，我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，
首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展可提高人
民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定。
组合钻床是典型金属切削机床，通过毕业设计可使所学机械学、力学、电工学知
识得到综合应用。结构设计及控制系统设计能力都能受到训练，可有力的提高学生的
分析问题、解决问题能力。经过此课题的设计，掌握组合钻床的整体布局，主轴箱箱
体结构，变速传动系统功率的分配，以及进给系统的运动原理等问题；还掌握整体
零部件的加工装配的工序，从而，从细节上掌握了整个机床的结构关系。从而掌握在
加工过程中组合机床动作的运动原理和现实事物的结合,这将成为我们在将来的工作
学习中不可缺少的经验积累。
2多轴专用钻床的总体设计
2.1 概论
多空专用四孔钻床的总体设计是机床设计的关键环节，它对机床所达到的技术
性能，人机要求和经济性能往往起着决定性的作用。本设计根据具体加工对象的具体
尺寸情况进行专门设计，这次设计以加工圆盘类零件为例专用加工作业的四孔轴钻
床，这也是当前较为普遍的做法。
评价一台机床的优劣性能，主要是根据技术经济指标来判断的。本次机床设计的
性能可从经济效益和人机关系等以下几个方便几个方面进行分析讨论。
2.1.1 性能要求
1.工艺范围
机床的工艺范围是指机床适用不同生产的能力[5]。大致包括以下内容：机床可以
完成的工序种类：加工零件的类型，材料和尺寸范围;毛皮种类。本次设计的多孔专
用钻床适用加工尺寸为160mm 的正方形四个端点上的孔，效果最佳;也同时可以钻
距离为160 或160 的两个孔的钻削作业。此设计虽然柔性差，但对于加工四个孔
的加工，能充分发挥本机床的强大优势。
2.加工精度和表面粗糙度
加工精度包括形状和相互位置等方面[6]。机床的加工精度即被加工零件在尺寸，
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摘要：
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毕业设计1前言1.1选题背景公元前4000年，人类就发明了打孔用的装置。古人在两根立柱上架个横梁，再从横梁上向下悬挂一个能够旋转的锥子，然后用弓弦缠绕带动锥子旋转，这样就能在木头石块上打孔了[1]。不久，人们还设计出了称为“辘轳”的打孔用具，它也是利用有弹性的弓弦，使得锥子旋转。到了1850年前后，德国人马蒂格诺尼最早制成了用于金属打孔的麻花钻；1862年在英国伦敦召开的国际博览会上，英国人惠特沃斯展出了由动力驱动的铸铁柜架的钻床，这便成了近代钻床的雏形。以后，各种钻床接连出现，有摇臂钻床、备有自动进刀机构的钻床等。由于工具材料和钻头的改进，加上采用了电动机，大型的高性能的钻床终于制造出来了。...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
价格：50光币
属性：39 页
大小：1.1MB
格式：DOC
时间：2023-07-14
