半自动钻床设计及运动学分析

摘要

随着先进制造技术的发展和进步，半自动化加工已成为机加工过程中的一种主流技术。这一技术的运用提高了机加工过程中工作效率和加工精度。半自动化多工位钻床就是提高钻削加工精度和效率的一种很好的机加工工具。本文对半自动化多工位钻床进行了设计，采用了普通车床设计的步骤和方法，综合考虑半自动化机床的特点。从切削力入手确定主轴及电机，到整个机床的结构设计和机床的控制。最后到对机床初始化程序设计。

本文所做的工作:

1.完成半自动化多工位钻床的资料收集与国、内外现状的调查比较，提出较为可行的方案;

2.完成机床的机械结构设计计算与电气控制系统设计，初步完成控制系统的软硬件设计；提交文档及机械系统的装配与关键零部件的相应图纸及半自动化系统的硬件图，同时提交电子文档; 

3.编写设计计算说明书。

完成了一台经济型的半自动化机床的设计。

关键词：半自动化技术、钻床、钻削、计算机控制、单片机

Abstract

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Keywords： numerical control machining、drilling machine、drilling、computer control、single chip computer

1 绪论 1

1.1  课题选择的意义 1

1.2  液压系统在工程中的应用 2

1.3  液压传动系统的优缺点 2

1.3.1 优点 3

1.3.2 缺点 4

2液压系统的初步设计 5

2.1  液压系统的设计步骤 6

2.2  设计要求 6

2.3  钻床对液压系统的要求 6

3 液压系统方案设计 7

3.1  制定调速方案 7

3.2  制定压力控制方案 7

3.3  制定顺序动作方案 8

3.4  选择液压动力源 8

3.5  绘制液压系统图 9

4 液压执行元件的设计计算与选用 11

4.1  确定液压系统的主要参数 11

4.1.1 钻床机床控制液压系统的主要设计参数 11

4.1.2 初步估算系统工作压力 11

4.1.3 系统工作流量的选择 11

4.2  管道尺寸的确定 11

4.3  各种阀类的选择 12

4.3.1 换向阀的选取 12

4.3.2 单向阀的选择 12

4.3.3 减压阀的选择 13

4.3.4 压力继电器的选择 13

4.4  液压泵的选择 13

4.5  液压泵驱动电机的选择 14

4.6  液压马达的选取 15

4.7  确定油箱的有效容积 15

4.8  液压缸的载荷力计算 15

5 系统性能验算 17

5.1  沿程压力损失 17

5.2  局部压力损失 17

6 系统发热量的计算 19

6.1  计算发热功率 19

6.2  计算散热功率 19

7 夹具设计 21

7.1  概述 21

7.2  夹紧机构设计 22

7.2.1 定位方案 22

7.2.2 夹紧机构 23

7.2.3 导向装置 23

7.2.4 夹具体 23

8 运动学分析 25

8.1  概述 25

8.2  夹具体运动学分析 27

8.3  半自动化钻床整机工作运动学分析 30

9 结论 36

参考文献 37

致谢 38

附录A1 39

附录B1 47