轴类零件轴向深孔钻床的设计(附件)
工业制造业的发展水平无可争议地决定着一个国家或地区的经济实力、科技水平和国防实力，是经济发展及综合实力的重要支柱。而在机械生产加工行业有着“工业母机”之称的机床的科技水平则直接影响着其工业水平的高低。本设计所研究的深孔钻床用于孔径比大于十的深孔钻削加工。通过大量调查国内外现有深孔钻床的配置结构和设计方案，结合课程所学，设计以液压系统控制的能够实现快进、工进、快退、停止的轴类零件轴向深孔钻床。由于一般钻床及普通麻花钻难以满足轴类深孔钻的加工要求，故设计了专用钻头钻杆结构用以保证加工效率与精度，切削液是深孔钻床中不可忽视的重要部分，经过仔细考虑排除不可用方案后选用油脂类并设计带有过滤器的油箱完成循环使用，满足经济环保的原则。机床的设计步骤：首先确定切削力和主轴所需功率进而选定电动机的类型与具体型号，结合机床的控制系统的结构和布局联系，选用标准间及其规格，得出整个机床初步结构尺寸；然后设计零部件结构，最后设计出液压原理和油路回路。本设计的结果可以顺利满足生产加工任务的实际需求，提高轴类零件深孔钻的加工效率，设计出的机床可以满足实际生产使用。关键词：深孔钻床；液压缸；液压马达；冷却液目录
第一章 绪论 1
1.1 深孔钻床简介 1
1.2 深孔钻床的国内外现状及发展方向 2
1.3 本次设计的目的、内容、基本原则 3
1.3.1 设计的目的 3
1.3.2 设计内容 3
1.3.3 基本原则 4
1.4 机床的设计步骤 4
1.4.1 调查研究 4
1.4.2 拟定方案 4
1.4.3 工作图设计 5
第二章 深孔钻床整体布局 6
2.1 深孔钻床方案的制定 6
2.1.1 工作原理及方案 6
2.1.2 深孔钻削工艺对深孔钻床的要求 6
2.1.3 深孔钻削工艺对小型附件的要求 7
2.1.4 轴类零件轴向深孔钻床对冷却润滑液的要求 7
2.1.5 确定机床的整体布局和动力方案。 8
2.2 确定切削用量及选择刀具 8
2.2.1 选择切削用量 8
2.2.2 计算切削参数 9
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案 6
2.1.2 深孔钻削工艺对深孔钻床的要求 6
2.1.3 深孔钻削工艺对小型附件的要求 7
2.1.4 轴类零件轴向深孔钻床对冷却润滑液的要求 7
2.1.5 确定机床的整体布局和动力方案。 8
2.2 确定切削用量及选择刀具 8
2.2.1 选择切削用量 8
2.2.2 计算切削参数 9
2.3 主运动电动机的选择 10
2.4 机床的总体布局 10
第三章 具体结构设计 13
3.1 设计钻头钻杆结构 13
3.2 设计封油头及轴承座 13
3.3 设计推进装置 14
3.4 主轴箱设计 15
3.4.1 主轴的设计 15
3.4.2 主轴箱总体设计 15
3.4.3 主轴箱轴承的选择 15
3.4.4 主轴箱轴承的校核 16
3.5 连轴器的选用 17
3.6 密封圈的选用 17
3.7 导轨的选用与校核 18
第四章 液压动作及回路设计 20
4.1 供油方式 20
4.2 负载分析 20
4.3 液压缸主要参数及其材料的计算选用 21
4.3.1 液压缸主要参数 21
4.3.2 液压缸材料 21
4.4 拟定液压原理图 22
4.5 液压元件的选择 23
4.5.1 液压泵 23
4.5.2 阀类元件及辅助元件 24
4.6 随动油箱 25
结论 26
参考文献 27
致谢 28
第一章 绪论
1.1 深孔钻床简介
在现代日常生产生活中，人们开始日益普遍地使用各式各样的工具、仪器等专业性技术设备来完成生产所需的工业任务，随着科技水平和生活水平的提高，产品的质量要求和加工生产难度也越来越高，专业性越来越强，为了能够更加便捷、高效地制造这些工具，就需要有着“工业母机”之称的机床来进行机械零件经济便捷的生产。现代制造加工工业对于零件的加工方法非常丰富：除了切削这类基本加工技能，还有对金属材料施加压力形成塑性变形的锻造工艺、以高热度的方式结合金属或其他材料的焊接工艺、靠压力机对材料施加压力使之发生塑性变形的冲压工艺以及发生塑性流动的挤压工艺等。对于机械零件的加工，目前仅仅是最简单基本的切削加工以及不能触及要求线，还有外形结构更加复杂、精度要求更高的工件，更是需要在机床上经过反反复复数道乃至数十道加工工艺才能符合要求。由此可见，机床“工业母机”的称号当之无愧。在一般的械生产制造中，机械制造总工作量的四至六成都是由机床所承担的工作量，机床的各项指标直接影响着工业产品的生产效益，进而影响着一个地区甚至一个国家工业技术和综合实力水平。机床在工业革命史上被冠以“工业母机”的称号，可见绝不是浪得虚名，其地位与重要性不言而喻。
当然机床也并非一成不变，从工业历史发展看来，仅仅拥有制造生产的能力还远远不够，那样只能被称为代工厂，只有不断创新拓展研发高新科技的能力才是工业发展的核心所在，所以机床的发展史也发生了翻天覆地的变化，更新换代极快，老旧的生产方式因满足不了日益提高的生产需求而遭到淘汰。随着现代社会生产越来越高精尖和科学技术日新月异的发展，在加工高精度深孔零件方面，实际生产中出现了越来越多的高要求，孔径的大小与深度极限值、加工工件的形状材质，越来越严苛的要求使其成为现代机械加工中非常困难的一环。由于日益精进的制造加工系统对于深孔钻工作中工件及钻头的刚度、深入零件的切削屑难以排出及钻头远超普通加工的冷却润滑需求等问题，以往的老旧传统钻孔加工方法已经在精度、效率、材料等方面完全无法达到日益精进的现代深孔钻技术的要求。现代深孔钻削技术需要一种更先进的技术，而且可以预见的是未来这项技术将向着高新、专业的方面飞速发展。
不同于传统的钻削技术，现代深孔钻床是一种特殊的专用机床，其依托专用的先进的钻深孔刀具系统，对于深度和孔径的比值极大，一般在十以上的孔进行钻削，它是先进的、高效的钻孔技术。不仅可用于拥有极大深径比的细长工件加工，也可用于精密加工浅孔钻，最小孔径可达0.7mm，适用范围非常广泛，未来发展前景和行业的需求不可限量。
通过市场调研得知，目前我国深孔钻床的主要型号还是比较丰富的，涵盖了从玻璃纤维、塑料到钛合金等高强度合金一系列各式各类材料的深孔加工；深孔加工孔径的范围小到零点几毫米大到接近一百毫米都有一系列相适应的钻削系统给予满足，最大钻削深度甚至可以达到五千毫米。随着我国机械制造业的迅速腾飞，原本仅仅局限于军工产业、航空航天等特定高科技领域的深孔加工技术及装备现在已经走入日常生产生活，占据各行各业机械生产的很大工作量。目前已大量应用于汽车制造、模具制造、煤矿石油机械、航空航天、液压机械、纺织工业、医疗器械、电力等各行业。
1.2 深孔钻床的国内外现状及发展方向
二十世纪初世界上第一台深孔钻床诞生于美国，从此开启了深孔钻床的历史篇章，二十世纪30年代后，深孔钻床开始在世界范围内迅猛发展，时至今日，它已成为现代机械化生产的关键组成部分。深孔钻机床在我国纺织，印刷机械，包装机械，医疗设备，石油机械，航空航天，橡胶模具和机床制造等行业得到了广泛的应用。由于我国一直以来作为传统农业大国的地位，对于工业发展的不重视以及工业革命之后帝国主义国家的入侵和掠夺，导致我国工业生产全面落后于世界发达水平，当时甚至没有意识到机床制造业这个概念，只具备生产一些简单机械的能力。解放前全国只有灵星几个城市有一些用于生产皮带、砂轮等一些技术含量较低的小机械厂；解放后，党和政府高瞻远瞩，连续提出几个五年计划，陆续新建、改建了一大批机床厂，大力推动我国的工业
第一章 绪论 1
1.1 深孔钻床简介 1
1.2 深孔钻床的国内外现状及发展方向 2
1.3 本次设计的目的、内容、基本原则 3
1.3.1 设计的目的 3
1.3.2 设计内容 3
1.3.3 基本原则 4
1.4 机床的设计步骤 4
1.4.1 调查研究 4
1.4.2 拟定方案 4
1.4.3 工作图设计 5
第二章 深孔钻床整体布局 6
2.1 深孔钻床方案的制定 6
2.1.1 工作原理及方案 6
2.1.2 深孔钻削工艺对深孔钻床的要求 6
2.1.3 深孔钻削工艺对小型附件的要求 7
2.1.4 轴类零件轴向深孔钻床对冷却润滑液的要求 7
2.1.5 确定机床的整体布局和动力方案。 8
2.2 确定切削用量及选择刀具 8
2.2.1 选择切削用量 8
2.2.2 计算切削参数 9
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案 6
2.1.2 深孔钻削工艺对深孔钻床的要求 6
2.1.3 深孔钻削工艺对小型附件的要求 7
2.1.4 轴类零件轴向深孔钻床对冷却润滑液的要求 7
2.1.5 确定机床的整体布局和动力方案。 8
2.2 确定切削用量及选择刀具 8
2.2.1 选择切削用量 8
2.2.2 计算切削参数 9
2.3 主运动电动机的选择 10
2.4 机床的总体布局 10
第三章 具体结构设计 13
3.1 设计钻头钻杆结构 13
3.2 设计封油头及轴承座 13
3.3 设计推进装置 14
3.4 主轴箱设计 15
3.4.1 主轴的设计 15
3.4.2 主轴箱总体设计 15
3.4.3 主轴箱轴承的选择 15
3.4.4 主轴箱轴承的校核 16
3.5 连轴器的选用 17
3.6 密封圈的选用 17
3.7 导轨的选用与校核 18
第四章 液压动作及回路设计 20
4.1 供油方式 20
4.2 负载分析 20
4.3 液压缸主要参数及其材料的计算选用 21
4.3.1 液压缸主要参数 21
4.3.2 液压缸材料 21
4.4 拟定液压原理图 22
4.5 液压元件的选择 23
4.5.1 液压泵 23
4.5.2 阀类元件及辅助元件 24
4.6 随动油箱 25
结论 26
参考文献 27
致谢 28
第一章 绪论
1.1 深孔钻床简介
在现代日常生产生活中，人们开始日益普遍地使用各式各样的工具、仪器等专业性技术设备来完成生产所需的工业任务，随着科技水平和生活水平的提高，产品的质量要求和加工生产难度也越来越高，专业性越来越强，为了能够更加便捷、高效地制造这些工具，就需要有着“工业母机”之称的机床来进行机械零件经济便捷的生产。现代制造加工工业对于零件的加工方法非常丰富：除了切削这类基本加工技能，还有对金属材料施加压力形成塑性变形的锻造工艺、以高热度的方式结合金属或其他材料的焊接工艺、靠压力机对材料施加压力使之发生塑性变形的冲压工艺以及发生塑性流动的挤压工艺等。对于机械零件的加工，目前仅仅是最简单基本的切削加工以及不能触及要求线，还有外形结构更加复杂、精度要求更高的工件，更是需要在机床上经过反反复复数道乃至数十道加工工艺才能符合要求。由此可见，机床“工业母机”的称号当之无愧。在一般的械生产制造中，机械制造总工作量的四至六成都是由机床所承担的工作量，机床的各项指标直接影响着工业产品的生产效益，进而影响着一个地区甚至一个国家工业技术和综合实力水平。机床在工业革命史上被冠以“工业母机”的称号，可见绝不是浪得虚名，其地位与重要性不言而喻。
当然机床也并非一成不变，从工业历史发展看来，仅仅拥有制造生产的能力还远远不够，那样只能被称为代工厂，只有不断创新拓展研发高新科技的能力才是工业发展的核心所在，所以机床的发展史也发生了翻天覆地的变化，更新换代极快，老旧的生产方式因满足不了日益提高的生产需求而遭到淘汰。随着现代社会生产越来越高精尖和科学技术日新月异的发展，在加工高精度深孔零件方面，实际生产中出现了越来越多的高要求，孔径的大小与深度极限值、加工工件的形状材质，越来越严苛的要求使其成为现代机械加工中非常困难的一环。由于日益精进的制造加工系统对于深孔钻工作中工件及钻头的刚度、深入零件的切削屑难以排出及钻头远超普通加工的冷却润滑需求等问题，以往的老旧传统钻孔加工方法已经在精度、效率、材料等方面完全无法达到日益精进的现代深孔钻技术的要求。现代深孔钻削技术需要一种更先进的技术，而且可以预见的是未来这项技术将向着高新、专业的方面飞速发展。
不同于传统的钻削技术，现代深孔钻床是一种特殊的专用机床，其依托专用的先进的钻深孔刀具系统，对于深度和孔径的比值极大，一般在十以上的孔进行钻削，它是先进的、高效的钻孔技术。不仅可用于拥有极大深径比的细长工件加工，也可用于精密加工浅孔钻，最小孔径可达0.7mm，适用范围非常广泛，未来发展前景和行业的需求不可限量。
通过市场调研得知，目前我国深孔钻床的主要型号还是比较丰富的，涵盖了从玻璃纤维、塑料到钛合金等高强度合金一系列各式各类材料的深孔加工；深孔加工孔径的范围小到零点几毫米大到接近一百毫米都有一系列相适应的钻削系统给予满足，最大钻削深度甚至可以达到五千毫米。随着我国机械制造业的迅速腾飞，原本仅仅局限于军工产业、航空航天等特定高科技领域的深孔加工技术及装备现在已经走入日常生产生活，占据各行各业机械生产的很大工作量。目前已大量应用于汽车制造、模具制造、煤矿石油机械、航空航天、液压机械、纺织工业、医疗器械、电力等各行业。
1.2 深孔钻床的国内外现状及发展方向
二十世纪初世界上第一台深孔钻床诞生于美国，从此开启了深孔钻床的历史篇章，二十世纪30年代后，深孔钻床开始在世界范围内迅猛发展，时至今日，它已成为现代机械化生产的关键组成部分。深孔钻机床在我国纺织，印刷机械，包装机械，医疗设备，石油机械，航空航天，橡胶模具和机床制造等行业得到了广泛的应用。由于我国一直以来作为传统农业大国的地位，对于工业发展的不重视以及工业革命之后帝国主义国家的入侵和掠夺，导致我国工业生产全面落后于世界发达水平，当时甚至没有意识到机床制造业这个概念，只具备生产一些简单机械的能力。解放前全国只有灵星几个城市有一些用于生产皮带、砂轮等一些技术含量较低的小机械厂；解放后，党和政府高瞻远瞩，连续提出几个五年计划，陆续新建、改建了一大批机床厂，大力推动我国的工业
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