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1、精选优质文档-倾情为你奉上毕业设计（论文）开题报告题目名称： 半自动钻床设计 学 院： 机械工程学院 专业年级： 机械设计制造及其自动化09 姓 名： 夏秀 班级学号： 机设09-2-10 指导教师： 张占国 二一三 年 三 月 二十二 日半自动钻床设计一、课题研究的目的、意义及国内外发展概况钻床是伴随着经济的飞速发展和工业现代化的需要而产生的，其被应用于许多方面，像汽车零部件的加工、农用机械的零部件的加工。半自动钻床适合特种零件的批量生产，从而大大提高了生产零件的效率。普通钻床难于实现制动化，生产效率比较低，半自动机床具有一定的无人操作性，大大提高了生产零件的效率。目的和意义：（1）综合运用
2、所学的知识和技能，提高解决实际问题的能力 ，增强自己的创新意识。（2）设计出合理的机构模型，应用到工业生产，实现对特种零件的批量生产，提高生产效率。国内外发展概况：随着经济的飞速发展和工业现代化的需要，各种自动化生产设备应用而生，钻床广泛地在我国纺织机械、石油机械、印刷机械、包装机械、医疗器械、航空航天、汽车拖拉机、橡塑模具以及发电机制造、机床制造等行业有关零件的钻孔加工得到应用。 在很早以前，国内外就已经开始进行机床设备的整修和技术的改造，不断提升机床的品质，不断改进机床的性能，以提高生产效率。近些年来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
3、等需要，各个国家而专门开发研制多种专用深孔钻床。例如专门为了加工曲轴上的油孔，连杆上的斜油孔，平行孔和饲料机械上料模的多个径向出料孔等。如：TBT公司生产的特别适用于加工摩托车到轻型卡车的各种中小型曲轴油孔的BW200-KW深孔钻床；特别适用于大中型卡车曲轴油孔的BW250-KW深孔钻床，它们均具有X、Y、Z、W四轴数控。该公司为了客户需要,在一条生产线上可以加工多种不同品种的曲轴油孔，于2000年设计制造了第一台柔性曲轴加工中心，可以加工212缸不同曲轴上所有的油孔。英国MOLLART公司生产制造的专为加工颗粒挤出模具而开发的具有六等分六根主轴同时加工同一工件上六个孔的专用深孔钻床。该工件孔
4、数量多达 36000个。全都是数控系统控制的。随着家电市场销售量增大，塑料制品增长速度加快，塑料模具制造业蓬勃发展，深孔钻床为了满足模具上的水孔、射销孔等孔系的深孔加工。由过去的单一座标轴的深孔钻床加工发展到需要加工座标孔系的多孔加工而开发的三座标数控深孔钻床近些年来发展很快。1995年我公司为了满足广东美的空调设备有限公司开发了我国第一台为塑料模具上多孔系加工的ZK2103型三座标数控深孔钻床，为了满足模具制造业发展的需要，又开发了除了钻削深孔以外，还可以进行铣削、攻丝等多功能的ZXK2103深孔钻铣中心和三座标数控ZK2103A、ZKA2102型深孔钻床。随着科学技术的不断发展，机械产品日
5、趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一，不仅能提高产品质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件。为此，许多企业采用自动机床、组合机床和专用机床组成自动或半自动生产线。但是，采用这种自动、高效的设备，需要很大的初期投资以及较长的生产准备周期，只有在大批量的生产条件（如汽车、拖拉机、家用电器等工业主要零件的生产）下，电子电器才会有显著的经济效益。综上概述可以看出普通钻床自动化程度比较定，很多时候都是人工操作，进行单一零件的生产，而精密钻床的成本又比较高，小中型工厂难于购买，所以半自动钻床能
6、大大提高生产效率，实现特定零件的批量生产。二、课题研究的主要内容2.1 设计内容本课题设计加工图2-1所示工件的半自动钻床。进刀机构负责动力头的升降，送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构和夹紧机构使被加工工件在预定位置可靠固定。图2-1 加工工件1、按工艺动作过程拟定运动循环图；2、进行动力头升降机构、送料机构、定位机构和夹紧机构的选型；3、进行机械运动方案评价和选择；4、按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；5、画出机械运动方案简图（机械运动示意图）；6、对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算；7、进行传动系统和（或）执行系统的结构设计，绘制传动系统和（或）执行系统的装
7、配图；8、设计关键零件，绘制其零件工作图；9、编写1.5万字以上设计计算说明书一份。 2.2 设计参数1、送料机构工作行程：；2、定位机构工作行程：；3、夹紧机构工作行程：；4、动力头工作行程：；5、电动机转速：；6、工作节拍（生产率）：。三、技术路线、课题的关键问题及初步设计方案3.1技术路线首先查阅关于半自动钻床资料，了解半自动钻床的结构和工作原理，再根据所学的机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、机械制造技术基础、机械精度及公差等知识初步设计半自动钻床的机构运动方案及传动方案。其次，在老师指导和同学的帮助下，利用所学知识对多种传动方案进行比较，确定最佳方案；再应用autoCAD等制图软
8、件绘制主要零件图及装配图。3.2 关键问题完成钻头的自动进给以及送料机构的自动送料设计，同时设计出合理的工件夹紧装置。1、钻头的自动进给普通机床如摇臂机床需要人工转动摇杆来实现刀具即钻头的进给，通过本设计欲设计出自动进刀退刀机构，实现无人化操作。2、自动送料夹紧机构普通钻床的送料都需人工完成，本设计的关键问题还要实现送料（毛坯零件）的自动化，并合理的配合进刀机构，有效地完成特种零件的加工。3.3 初步设计方案 (1) 减速机构 由于电动机的转速是1440r/min，利用行星轮进行大比例的降速，然后用圆锥齿轮实现方向的转换。图3-1 (2)对比机构定轴轮系传动，传动比 =n输入/n输出 ，传动比
9、很大，要用多级传动。如图3-2 图3-2（3）进刀机构 采用一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构来传递齿轮齿条机构。因为我们用一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构来传递齿轮机构，当进刀的时候，凸轮在推程阶段运行，很容易通过机构传递带动齿轮齿条啮合。带动动刀头来完成钻孔。摆杆转动的幅度也是等于齿廓转动的幅度，两个齿轮来传动也具有稳性。图3-3 （4） 对比机构 在摆杆上加一个平行四边行四杆机构，这样也可以来实现传动，但是当加了四杆机构以后并没有达到改善传动的效果，只是多增加了四杆机构，为了使机构结构紧凑，又能完成需要的传动，所以选择了一个摆动滚子从动件盘行凸轮机构。图3-4 （5） 送料系统采用一个六杆机构
10、来代替曲柄滑块机构，由于设计的钻床在空间上传动轴之间的距离有点大，故一般四杆机构很难实现这种远距离的运动。再加上用四杆机构在本设计中在尺寸上很小。所以考虑到所设计的机构能否稳定的运行因此优先选用了如下图的六杆机构来实现。由于本设计送料时不要求在传动过程中有间歇，所以不需要使用凸轮机构。如图3-5图3-5 （6）对比机构所选用的对比四杆机构如下图(图3-6)，由于在空间上轴与轴之间的距离较大，但选用下来此四杆的尺寸太小，故优先选用六杆机构。 图3-6 （7）定位系统定位系统采用的是一个偏置直动滚子从动件盘型凸轮，因为定位系统要有间歇，所以就要使用凸轮机构，但如果是平底推杆从动件，则凸轮就会失真，
11、若增加凸轮的基圆半径，那么凸轮机构的结构就会很大，也不求实际，所以就采用一个偏置直动滚子从动件盘型凸轮，它就可以满足我们的实际要求了。图3-7 （8）对比机构采用弹力急回间歇机构来代替偏置直动滚子从动件盘型凸轮，它是将旋转运动转换成单侧停歇的往复运动。这样也可以完成实际要求，但是为了使设计的机构结构紧凑，又能节省材料，所以还是选偏置直动滚子从动件盘型凸轮来完成定位。图3-8四、预期的成果完成各种基本构件的设计，选择合理的机构方案，在图纸上画出半自动钻床的机构运动方案简图以及运动循环图，最终完成半自动钻床机构的设计。1、构件的设计利用相关的软件如UG，AutoCAD等有关软件完成各构件的设计，如
12、凸轮机构、齿轮机构等合理的机构。2、选出合理的机构方案通过对本专业课程的学习，了解一些常见传动机构，通过一定的研究与创新，设计出比较优化的半自动钻床机构方案。3、绘图与设计计算说明书根据所选的方案，绘制出半自动钻床的机构运动方案简图以及运动循环图。最后运用相关软件，完成机构的设计，设计计算说明书结题五、进度安排序 号设计（论文）各阶段名称日 期1收集、整理相关资料，提出设计方案、撰写开题报告，开题答辩第35周（3.194.6）2进行方案论证，初步设计，绘制装配草图，完成英文翻译第5、7周（4.74.15）3装配图设计与绘制第7、9周（4.164.29）4零件图设计与绘制第9、11周（4.305
13、.13）5修改、完善装配图及零件图，编写设计计算说明书第11、13周（5.145.27）6打印图纸、说明书，刻录光盘，准备答辩第14周（5.286.3）参考文献1 巩云鹏.田万禄.张祖立.黄秋波. 机械设计课程设计M,北大学出版社,20002 单辉祖.材料力学教程,等教育出版社,20063 马壮.赵越超.马修泉.工程材料与成型工艺,北大学出版社,20064 王昆.械设计基础课程设计，北京：高等教育出版社，19965 濮良贵.纪名刚.械设计（第七版），北京：高等教育出版社，2001学生毕业设计（论文）开题报告评审意见表学生姓名夏秀班级学号机设09-1-10专业年级机械设计制造及其自动化09题目名称半自动钻床设计指导教师意见 指导教师签名 年 月 日开题小组意见组长签名 年 月 日说明：指导教师意见一栏要对方案的可行性、计划的合理性等方面进行点评，最后给出是否同意开题的意见。指导教师意见和开题小组意见须手填，其他项可打印。专心-专注-专业