多轴专用钻床.doc

济南大学毕业设计-38-1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。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