摇臂钻床说明书

  当电机启动时，机床主轴开始运动通过调整换置器官来改变所需要的合适的主轴转速，利用摇臂将钻头调整到所加工零件的正确位置，通过进给量与主轴在其转动一转时轴向的移动量计算，并且利用换置器官来实现被加工零件的进给量，正常的情况下，主轴获得的转速范围是在25~2000r/min内，机床的进给运动变速范围为0.04~3.2mm/r。

  摇臂钻床由以下七部分所组成：摇臂、主轴箱、底座、内外立柱、主轴和工作台等组成。摇臂钻床主轴箱的横向调整位置可由摇臂的导轨控制，摇臂可沿外立柱的圆柱面上下调整并变化位置，且摇臂及外立柱又可绕内立柱转动至不同位置，摇臂钻床工作时根据其工作需要可以很方便的调整主轴至工作台的位置。

  对于各主要结构：主轴组件（摇臂钻床的主轴在加工时可进行两种运动：旋转运动和轴向进给运动。且主轴的旋转主运动由主轴尾部花键经齿轮传动）夹紧机构（对于在孔工艺流程中为保证孔的定位精度因而设定夹紧机构，对于摇臂钻床而言，夹紧机构主要设定在主轴箱与摇臂上，并且同样也在内外立柱上。从结构分析上而言内外立柱利用深沟球轴承和平板弹簧进行作用可以使摇臂轻松转动）

  对于“Z32K型摇臂钻床变速箱的改进设计”而言，变速箱的设计最重要的就是物理运动设计，而物理运动设计中最重要的就是确定物理运动的设计的具体方案。根据机械产品的合理性来拟定设计的具体方案，为达到实际生产中所需要求通过选不一样的物理运动方案作对比，从而选择最优方案。

  分析比较Z32K型摇臂钻床的实际在做的工作情况，现对摇臂钻床的手动升降系统来进行分析改进，如下所示，现拟出以下三种传动方案可进行逐一分析并选择最优方案：

  摇臂钻床在经济的发展、国家政策的大力支持和上下游产业振兴等的背景下，我国摇臂钻床的旺盛需求仍将按线性指数保持高速的增长，并且在未来5-8年，我国摇臂钻床的市场增长率将达到15%。这必将使我国国产摇臂钻床系统和相关功能零部件的市场有很宽广的发展市场，这也无疑为我国国内摇臂钻床生产厂商提高自己的技术水平与工艺水平还有扩大市场提供了极好的发展机遇。

  利用原电机改进为自动升降系统电机齿轮3四联滑移齿轮6双联齿轮机3齿轮机4锥齿轮轴机6锥齿轮7升降螺母表31各改进后传动方案性能的分析比较性能指标具体项目方案一方案二方案三功能传动精度工作性能可调性较好运转速度较大较大动力性能加速度峰值较大较大噪声较小耐磨性耐磨耐磨耐磨可靠性可靠可靠可靠经济性制造性调整方便性方便不方便方便能耗大小一般一般一般制造费用便宜便宜结构紧凑尺寸较轻结构复杂性简单一般一般方案一

  原动机对机械的作用毋庸置疑，它就像心脏对人类而言。它是执行机构动力的来源而且在很大程度上决定着机器的工作性能和结构特征。因此选择一个合适的原动机，对摇臂钻床而言，其作用是不可估量的。

  机械系统一般由以下五部分组成，包括：原动机、工作机、传动装置、控制操纵部件及其它辅助零部件等。原动机是机械系统的驱动部分（动力来源：把自然界中其它各种形态的能源转变为机械能），工作机是机械系统的执行部分（向外传递动力），传动装置则是把原动机与工作机有机的结合起来，（是它实现能量传递与运动形式转换不可或缺的重要部分）。

  方案一：升降系统由于是手动升降所以升降时工作量大，工作效率低；且升降手柄太长，操作时动作大，当托板接近变速箱时，升降手柄易碰到钻床的进给手柄，操作者可能会夹到手，造成安全事故；由于丝杠螺距较大，两圆锥齿轮传动时，传动比虽小，但机床的本体重，升降时费时又费力。

  本次毕业设计题目是“Z32K型摇臂钻床变速箱的改进设计”。Z32K型摇臂钻床是许多学校机械加工实习所用的设备，该产品是由前苏联钻床型号改制而成，已有三十多年的历史，但近年来，该型号钻床的生产率降低，经济效益较低，同时伴有工人劳动强度的增大，致使钻床的使用率下降，经调查分析，主要原因是该产品没有自动升降系统所致。为改进其使用效果，此次设计主要是对Z32K型摇臂钻床的升降系统做多元化的分析设计与改进，并对钻床的主要传动零部件进行设计校核。同时针对其在实际使用的过程中出现的一些问题，并在理论分析与计算的基础上，将其手动升降变为自动升降，然后制定出合理的传动方案，且选择正真适合的原动机作为它的动力源，使改进后的升降系统具有手动和自动升降并存的功能。

  摇臂钻床是一种用于加工孔的设备。主要对孔加工的类型有：扩孔、钻孔、铰孔等。在日常生产中，摇臂钻床根据夹紧结构可分为机械式和液压式，其简单易操作，适合使用的范围广，可适用于加工单件批量孔零件。

  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。摇臂钻床在未来的发展趋向是：应用电子计算机技术并且使机械结构趋于简单化，同时，提高和扩大机械自动化工作的能力，而且使机床适应柔性制造系统的工作环境；一方面要提高功率，使机床主运动和进给运动的速度也相应提高。另一方面，要提高机床的相对结构，使其动、静刚度能用以适应新型刀具的需求同时提高钻床钻削的工作效率；最后还要提高机床的加工精度，为今后发展超精密加工机床作准备工作，以其在电子机械、航天等新型工业有更突出的地位。

  根据Z32K型摇臂钻床的工作环境和实际工作要求，可以再一次进行选择电动机作为其动力来源。电动机较其他动力机有较高的驱动效率，与被驱动机的工作机械联接结构简便，且可满足多种类型机械的加工工作要求。

  方案一：改进原来的手动升降系统手柄→圆锥齿轮轴→圆锥齿轮1→圆锥齿轮2→升降螺母

  方案二：改手动升降系统为自动升降系统新增电动机→齿轮1→齿轮2→圆锥齿轮1→圆锥齿轮2→升降螺母

  方案三：利用原电机改进为自动升降系统电机→齿轮-3→四联滑移齿轮-6→双联齿轮-机3→齿轮-机4→锥齿轮轴-机6→锥齿轮-7→升降螺母

  在实际生产的全部过程中由于摇臂钻床工作环境的不同，致使电动机的工作环境也各不相同。在大多数情况下，摇臂钻床所处的工作环境周围大气中含有灰尘和水分，为了能够更好的保证摇臂钻床可适用于各种各样的环境，因此就需要对电动机的外壳进行保护通常电机外壳的类型有：开启式、防护式、封闭式、防爆式。因为在实际生产中Z32K型摇臂钻床常处于灰尘较多的场合工作，因此在设计中，电机外壳应选用封闭式，为防止各类杂物进入电动机内部，使电机能正常工作。因此在设计中，电动机型号选择Y系列，其型号为：Y112 M-4，额定功率为4KW，满载转速可达1410r/min，额定转矩为2.2N·m。