第2章 概 述
2.1 问题的提出
本次毕业设计任务的提出，是为适应目前我国大部分制造厂的实际生产状况。当前制造业设备更新特别快，大部分企业遇到同一端面的多孔钻削的零件时，为此购置专用设备又往往不经济的条件下，可以通过改造现有普通单轴钻床使之具有多轴钻削的能力。既解决了加工要求与现有设备的矛盾，又有效的利用了闲置机床，极大的提高了设备利用率，给企业带来了巨大的经济效益。
2.2同行业概况
在国内的相关企业中已经有一部分企业开始原有设备的改造以适应新的加工生产。其中有一些结构相对比较复杂，当然这与加工零件的相关工艺参数有关。在法兰盘周向均布孔的加工上应用已经相当广泛。比如在郑州的一个汽车制造车间上，运用了改造后的钻床进行加工，取得了良好的经济效果。由于这些厂家的生产对象的特殊性，他们加工的孔径一般较大，改造后的钻床，除了加装多轴头架外，还需设计额外的夹具以减轻头架的重量对钻床的作用力影响及保证头架进给的精度。
2.3课题的意义
为了使广大的一般小型生产厂家具有同一端面的多孔加工能力，我设计了重量较轻，钻削轴均布的三轴头架。可以实现同时三孔位的加工，那样可以节省时间、改善工人的劳动强度、提高劳动效率。齿轮固定式三轴头架，因为它是一种固定式的设备，所以适应生产过程中大批量的生产。
根据多孔的加工要求，确定机床的主要参数如下： 最大钻孔深度（单侧钻） 50mm 主轴数目 3 主轴中心线至工作台面高 750mm 主轴转速 1000r/min左右
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第3章 总体方案设计
总体方案是部件和零件的设计依据，对整个机床的设计影响较大。因此，在拟定总体方案的过程中，必须综合的考虑，使所定方案技术上先进，经济效果好。确定总体方案，包括下列内容：
3.1对工件进行工艺分析
3.1.1 检查图纸的完整性和正确性
工件的图纸应能清晰的表达工件的形状结构，标注全部尺寸及技术要求，
说明工件的材料和所需要的工件数量等。加工零件为典型的盘类零件，砂轮机端盖，如图：
图3-1 砂轮机端盖
3.1.2 分析工件的结构特点
工件的结构决定了它的安装方式和加工厂方法。要求用多轴头架加工的孔
为精度要求不甚高的φ20mm螺栓孔，在加工时，以大端面为基准装夹，根据批量的要求需另外设计专用夹具，以适应中大批量的生产要求。
3.1.3 分析工件的材料及加工性能
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工件的材料对加工方法有很大的影响。如材料的软硬对刀具进给量、走刀量都有较大的影响。砂轮机端盖的毛坯为铸件，材料是球墨铸铁，可根据相关手册计算加工时的加工参数，以此来确定多轴头架的设计参数。
3.1.4 工件的生产批量
被加工工件的生产批量的大小对改装方案的制定也有较大的影响。工件的批量大，改装后的机床的生产效率则要求高，若工件的批量小，则对机床的效率要求不高。工件批量大时要求要考虑机床的专用性，工件批量小时要求要考虑机床的通用性。砂轮机端盖的生产为中批量生产，设计周期短、经济的三轴头架十分适合它的生产批量加工条件。
3.2 确定工件的加工方法
不同的加工方法可带来不同的经济效益，故工件加工方法选择的是否合适，对钻床改装来说是非常重要的，他不仅关系到改装形式，还直接影响改装后机床加工质量的优劣、生产效率的高低等。所以确定工件加工方法时，应考虑以下主要问题：（1）加工表面要求的精度和粗糙度；（2）工件的生产批量；（3）工件的结构形状和尺寸（4）钻床改装的实际可能性。
3.3 对被改装钻床的分析
分析被改装钻床时包括的主要内容有：（1）分析机床能否适应改装要求；（2）调查和了解机床的使用情况；（3）考虑机床的动力情况；（4）分析改装后机床的强度和刚度问题。
Z535型立式钻床是一种传统的立式钻床，在机械制造和维修中的单件、小批量生产中，对中小型零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪孔及攻螺纹等加工工艺上得到了普遍的应用。但由于其为单孔钻床，对多孔钻削的加工比较麻烦，很费工时，给操作者增加了劳动强度。为此，为了挖掘设备潜力，将其改装成多头钻床，根据在实际加工中的要求，同一加工平面三孔或四孔加工比较常见，设计了齿轮式多轴头架，以便于更高效的使用Z535立式钻床。在完成一批生产任务后，三轴头架可以从钻床上拆下来，立式钻床恢复原貌，不会影响钻床原来的参数。有关Z535钻床的动力参数将在以下内容进行详尽的分析计算。
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3.4 总体布局
图3-2多轴头架总体布局
一般包括：分配运动、选择传动形式和支承形式的位置、拟定从布局上改善机床性能和技术经济指标的措施等。最后，绘制多轴头架与机床的总联系尺寸图，以表达所用的总体布局，规定联系尺寸，并确定主要的技术参数。查相关的机床手册，得到Z535的相关联系尺寸，列于下表（单位：mm）
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表2-1 Z535的相关联系尺寸
最大钻孔直径d 最大钻孔深度h 从主轴端面到工作台端面H 从主轴中心到导轨距离A 从工作台T型槽中心到凸肩距离B 凸肩高度h0 工作台最大升高 主轴箱最大垂直移动量 主轴最大行程 主轴外径尺寸 锥孔莫式号数 35 175 0~750 175 160 -3 325 200 225 40d4 4号
3.5其他问题分析
在制定改装方案时，除了以上各因素外，还要注意维护要方便、制造和装陪要简单、结构要紧凑、通用化程度要高、外型要平整协调等，同时也要考虑因地制宜的改装问题。考虑到在钻床上安装了三轴头架之后，再装上钻头，钻头前端到被加工工件之间必须留有一定的高度用于进刀用，在加上工件孔的深度，钻头架的垂直尺寸必须满足一定的范围。根据钻床外的联系尺寸、钻头长度和一般被加工工件的尺寸，钻头架的垂直尺寸应在400mm左右。
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