《小型數(shù)控鉆孔機(jī)設(shè)計》14000字（論文）

-PAGEIV--PAGEIII-小型數(shù)控鉆孔機(jī)設(shè)計11346摘要 I4382第1章緒論 1179921.1背景 116091.2數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)外現(xiàn)狀 2302021.3課題研究的目的及意義 3279561.4論文主要研究內(nèi)容 3297791.4.1設(shè)計要求 365311.4.2研究內(nèi)容 314203第二章方案設(shè)計 4157242.1總體方案的確定 4129882.2鉆床控制系統(tǒng) 523882.3鉆床工作原理 6159052.4機(jī)身部分設(shè)計 685562.5導(dǎo)軌的選用 7123212.6傳動方式的確定 8248842.6.1滾珠絲杠螺母副的選用 8249832.6.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)的特點 8256072.6.3滾珠絲杠螺母副的支撐方式 9221732.7工作臺的尺寸確定 10171842.8本章小結(jié) 1023287第三章機(jī)械部分計算與校核 11155483.1切削參數(shù)的計算 1159493.1.1切削力的計算 11218213.1.2切削功率的計算 1130403.2滾珠絲杠的選擇計算 12190713.2.1最大動載荷Q的計算 1224883.2.2效率計算 13129913.2.3剛度的驗算 14153053.2.4穩(wěn)定性驗算 14111973.3縱向步進(jìn)電機(jī)的選擇及計算 15134023.3.1選擇步進(jìn)電機(jī) 15256093.3.2最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩計算 16162773.3.3負(fù)載慣量計算 16224263.3.4空載轉(zhuǎn)矩計算 1741623.4滾珠絲杠軸承的選擇及校核 1887253.4.1絲杠軸承的選擇 18162313.4.2滾珠絲杠軸承校核 1972933.5聯(lián)軸器的選擇 1976293.6主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 19269033.6.1確定軸的最小直徑 1937673.6.2主軸電機(jī)的選擇 20265743.6.3主軸軸承的選用 2175063.6.4主軸軸承的疲勞壽命校核 2177733.6.5軸的強(qiáng)度校核 22191103.7本章小結(jié) 2215102第四章經(jīng)濟(jì)性分析與環(huán)境安全保護(hù) 24164004.1經(jīng)濟(jì)性分析 24198344.2環(huán)境保護(hù)與安全性分析 2412942結(jié)論 2529128參考文獻(xiàn) 27PAGE23-第1章緒論1.1背景鉆孔機(jī)的工作形式就是使用比被加工工件硬度更高的刀具通過高速旋轉(zhuǎn)刀頭對工件表面進(jìn)行切削和鉆孔等一系列常規(guī)加工，在想要加工的工件上加工出規(guī)則的圓形孔或者凹槽的機(jī)械加工機(jī)床。同時鉆孔機(jī)的名稱也有很多種最常見的有通孔機(jī)、打眼機(jī)、打孔機(jī)、鉆機(jī)等。在當(dāng)今發(fā)展迅速的社會氛圍下，隨著電子科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，不同用途，不同功能的電子設(shè)備也猶如雨后春筍版不斷涌出，與此同時電子技術(shù)發(fā)展地愈發(fā)完善和快速，各個行業(yè)，各個領(lǐng)域都在進(jìn)行電子信息技術(shù)的更新?lián)Q代。零件的加工方面也同樣如此，數(shù)控鉆床就是電子技術(shù)在該方面的重要體現(xiàn)。數(shù)控鉆床具有多功能性和高性能性，并且數(shù)控編程簡單方便，可以大大提高加工的智能化，數(shù)控鉆床代表著將來機(jī)械加工鉆床領(lǐng)域的發(fā)展目標(biāo)。數(shù)控鉆床是匯聚液壓技術(shù)、氣體動力系統(tǒng)、傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣工程、微電子技術(shù)和信息技術(shù)等多項技術(shù)為一體的高科技數(shù)字機(jī)床[1]，是一種兼具速度、自動化、效率、精準(zhǔn)度、整體集成度的全自動機(jī)床。在當(dāng)今社會，伴隨科技的飛速進(jìn)步，各式各樣的新型實用機(jī)床也不斷涌現(xiàn)。伴隨我國電子科技的逐漸完善，電子設(shè)備的創(chuàng)造與應(yīng)用得到了疾速發(fā)展，各行各業(yè)都在進(jìn)行著電子信息技術(shù)的更新。機(jī)械加工領(lǐng)域自然也不會落后，數(shù)控鉆床是電子技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中的一個重要表現(xiàn)。數(shù)控鉆床具有多功能和高性能，數(shù)控編程簡單方便，可大大提高鉆床加工的智能化水平，數(shù)控鉆床代表了機(jī)械加工領(lǐng)域鉆孔技術(shù)未來的發(fā)展方向。數(shù)控鉆床不同于傳動鉆床。目前為止，絕大部分的數(shù)控鉆床采用的是自動模式進(jìn)行對工件進(jìn)行加工和測試。而且加工精度普遍高于傳統(tǒng)的鉆床，加工速度也是傳統(tǒng)鉆床的數(shù)倍。所謂數(shù)控鉆床，即通過數(shù)字化信息控制的機(jī)床，數(shù)字信號是處理信號。數(shù)控鉆床的出現(xiàn)和廣泛使用，導(dǎo)致了傳統(tǒng)鉆床的大規(guī)模淘汰[2]。與數(shù)控鉆床相比，傳統(tǒng)鉆床自動化程度較低，加工工件的精度高低完全取決于工人操作的熟練程度，加工速度慢，效率低，人力資源浪費大。在這個高速信息時代，完全跟不上時代的步伐。另外，現(xiàn)有的傳統(tǒng)鉆床大多是老舊的鉆床，維修頻率高，維修困難，維修成本高。就其優(yōu)缺點對比而言，數(shù)控鉆床完全取代傳統(tǒng)鉆床是指日可待的。從鉆床控制的角度來看，傳統(tǒng)的中小型工廠仍然采用手動控制方式，而較大的民營企業(yè)和國有企業(yè)更多地采用來實現(xiàn)機(jī)床的自動控制。目前為止技術(shù)被業(yè)界統(tǒng)一認(rèn)為是工業(yè)自動化的三大重要支柱之一，另外兩大支柱是工業(yè)機(jī)器人和技術(shù)[3]。進(jìn)入世紀(jì)以來，我國數(shù)控鉆床的數(shù)量上有了大幅的增長。數(shù)控鉆床的自動化水平已經(jīng)從半自動化向全自動化過渡，然而，我們一直在不斷地探索技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。在引進(jìn)國外先進(jìn)鉆床的同時，我們也淘汰了一些國內(nèi)的老舊鉆床床。數(shù)控鉆床的制作和研發(fā)人才的培養(yǎng)越來越受到重視，數(shù)控類的機(jī)床在我國迅速崛起。1.2數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)外現(xiàn)狀現(xiàn)如今在工程機(jī)械飛速進(jìn)步的情況下，鉆孔機(jī)在機(jī)械加工領(lǐng)域需求巨大。雖然中國在鉆床領(lǐng)域已經(jīng)獲得了很大的進(jìn)步和發(fā)展，但當(dāng)今制造業(yè)技術(shù)也無時無刻不在飛速發(fā)展，由于我國在此領(lǐng)域的基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱，從整體上看，仍需不懈努力。所謂的機(jī)械制造技術(shù)就是指利用機(jī)械設(shè)備對工件進(jìn)行加工，達(dá)到所謂的制造要求，而機(jī)械設(shè)備目前多數(shù)指的是機(jī)床，機(jī)床加工工件是目前多數(shù)加工方法，由于世界各國發(fā)展水平存在較大的差異，故機(jī)械技術(shù)比較成熟的國家，大多會采用數(shù)控機(jī)床對工件進(jìn)行加工，而隨之網(wǎng)絡(luò)化程度不斷提高，數(shù)字化以及網(wǎng)絡(luò)化不斷整合，通過網(wǎng)絡(luò)線上控制數(shù)字信號的輸入與輸出，從而控制機(jī)床的運行，這樣的好處在：能夠及時、準(zhǔn)時的進(jìn)行加工調(diào)整，以及加工誤差最小化。對于人口較小的國家，數(shù)控機(jī)床的普遍能夠幫助其彌補(bǔ)勞動力資源不足的劣勢。到現(xiàn)在為止，中國還需要不斷的從德國西門子和日本發(fā)那科兩家公司進(jìn)口較為先進(jìn)的數(shù)子信息化控制系統(tǒng)而且在市場上方面基本處于壟斷的地位總共的占有率超過了，而現(xiàn)在國內(nèi)還沒有成功研制出屬于自己的高端數(shù)字化控制系統(tǒng)來將其取代，因此和擁有絕對的價格優(yōu)勢。而且在該領(lǐng)域相對發(fā)達(dá)的國家終究還是不會向我國出售全部的高端數(shù)字化控制系統(tǒng)，比如五軸聯(lián)動以上的高性能數(shù)字化控制系統(tǒng)還被明令禁止向我國出售[4]。隨著時代的到來，未來數(shù)控鉆床的方向發(fā)一定是朝著信息化和網(wǎng)絡(luò)化，融合網(wǎng)絡(luò)化通訊和控制；朝向超高精度方向發(fā)展，鉆床的定位精度和工件的加工精度必然會大大提高；智能方向發(fā)展，由于人工控制成本高，易出現(xiàn)失誤，所以智能化控制是數(shù)控機(jī)床的大勢所趨。首先，數(shù)控機(jī)床之所以能被現(xiàn)在企業(yè)家、專家以及工廠師傅所喜愛，原因在于：他們生產(chǎn)速度快，能夠省去大部分人力所需要消耗的資金成本；其次，循環(huán)性的生產(chǎn)線，以及晝夜不停的工作模式，能在極短的時間內(nèi)完成大量的訂單或者說及時完成科學(xué)研究所需的數(shù)據(jù)采集以及結(jié)果。時代寓意著生產(chǎn)加工也進(jìn)入了一個新時代，即加工速度明顯增快，呈倍數(shù)增長趨勢，零件生產(chǎn)以通過網(wǎng)絡(luò)化加工為主，即現(xiàn)在流行的數(shù)控加工機(jī)床。數(shù)控加工機(jī)床在國內(nèi)外都深受歡迎，通過網(wǎng)絡(luò)化的手段，只需要在電腦中輸入合理的編程數(shù)據(jù)，機(jī)床即可自動實行精準(zhǔn)操作，全程只需一兩人即可，在歐美這種急需勞動力的國家有著較大的發(fā)展前景，所以有著發(fā)達(dá)國家技術(shù)的及時更新?lián)Q代，帶動全球數(shù)控機(jī)床的蓬勃發(fā)展以及今后的普遍施行。而同時，在國內(nèi)技術(shù)不斷追逐歐美發(fā)達(dá)國家的道路上，中國自然不敢在技術(shù)方面上落后，技術(shù)全面追逐的路上，數(shù)控加工機(jī)床的完善和應(yīng)用也成為國內(nèi)專家研究的必然發(fā)展方向。我國的數(shù)控技術(shù)從建國初期起才開始逐漸得到穩(wěn)定發(fā)展，在“六五”期間通過吸收國外先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)的成熟經(jīng)驗，并且在“七五”期間對這些內(nèi)容逐漸理解透徹并采取“科技攻關(guān)”加強(qiáng)認(rèn)知，才使得我國在數(shù)字化控制領(lǐng)域與數(shù)字化控制產(chǎn)業(yè)上獲得了長足的進(jìn)步。自年以來，中國成為了世界上最大的機(jī)床進(jìn)口國和機(jī)床消費國。這也充分說明了我國機(jī)械制造業(yè)方面進(jìn)步的速度之快，但與此同時國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床制造廠商在中高端和大型數(shù)控機(jī)床研發(fā)方面與國外的科技差距也被逐漸拉大[5]。1.3課題研究的目的及意義本科階段的畢業(yè)設(shè)計是完成所有大學(xué)課程后對自己在校期間學(xué)到的全部知識的一次綜合性運用，結(jié)合自己的基礎(chǔ)理論和知識用于解決工程與現(xiàn)實生活中的技術(shù)問題的一次基礎(chǔ)訓(xùn)練。這將對未來從事機(jī)械行業(yè)相關(guān)的技術(shù)工作和未來的職業(yè)發(fā)展都有著深遠(yuǎn)的影響?？傮w目標(biāo)就是為學(xué)生提供基本的科學(xué)訓(xùn)練，包括：培養(yǎng)了綜合性地分析、解決自己所學(xué)專業(yè)中的一般工程技術(shù)方面的問題能力,深化了自己對于所學(xué)知識的認(rèn)識。培養(yǎng)形成正確的設(shè)計思想、設(shè)計構(gòu)思和創(chuàng)新思維，掌握工程設(shè)計的一般程序、規(guī)范和方法。培養(yǎng)正確使用技術(shù)資料、國家標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)手冊、圖冊等工具書，進(jìn)行設(shè)計計數(shù)、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。培養(yǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，面向工人和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度和工作方法。實現(xiàn)自動化設(shè)計，將數(shù)控技術(shù)注入產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)，提高了企業(yè)產(chǎn)品自主開發(fā)能力和產(chǎn)品檔次。同時，也提高了企業(yè)對市場的應(yīng)變能力和快速響應(yīng)能力。本課題是在學(xué)完本科階段課程后進(jìn)行的一次綜合性練習(xí)，為將來的工作或是繼續(xù)深造及一般的機(jī)械設(shè)計打下一定的基礎(chǔ)。1.4論文主要研究內(nèi)容1.4.1設(shè)計要求（1）調(diào)研國內(nèi)外鉆床發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)進(jìn)展；（2）確定合適的方案及主要設(shè)計參數(shù)；（3）完成整個傳動方案的設(shè)計；（4）設(shè)計小型鉆孔機(jī)的結(jié)構(gòu)，繪制零件圖、裝配圖和三維圖；（5）設(shè)計過程中，需對裝置的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析和評價，并考慮環(huán)境、安全、法律等因素。1.4.2研究內(nèi)容設(shè)計小型鉆孔機(jī)的機(jī)械機(jī)構(gòu)部分；規(guī)劃合理的工作臺的X軸、Y軸移動方案；設(shè)計合理的傳動方式和機(jī)架結(jié)構(gòu)；計算傳動方案、電機(jī)選型、主軸設(shè)計計算、絲杠參數(shù)以及關(guān)鍵零件的校核；選用合適的數(shù)控系統(tǒng)，滿足小型鉆床的預(yù)定能力。

第二章方案設(shè)計數(shù)控鉆床總體方案的設(shè)計包括主軸系統(tǒng)的設(shè)計，絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計、機(jī)架框架的搭建、三軸方向的運動方案的確定等內(nèi)容，結(jié)合設(shè)計要求、機(jī)床設(shè)計時的實際情況，提出幾套大致的總體方案然后進(jìn)行綜合性分析，通過比較確定最貼合設(shè)計需求的方案，最終確定最合理的總體設(shè)計方案。2.1總體方案的確定本設(shè)計中的小型數(shù)控鉆床采用龍門式結(jié)構(gòu)的總體布局，因為相較其他類型的布局形式，結(jié)構(gòu)簡單節(jié)省材料，能夠經(jīng)受的負(fù)載更大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且尺寸靈活，其總體布局示意圖如圖2.1：圖2.1其機(jī)械系統(tǒng)的基本組成如圖2.2：圖2.22.2鉆床控制系統(tǒng)單片機(jī)是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的單片機(jī)系列。從最早的、、到后來的、，兼容結(jié)構(gòu)和指令但具有各種新特性的單片機(jī)越來越多，幾乎所有單片機(jī)廠家的產(chǎn)品中都可以找到兼容的產(chǎn)品，熟悉了系列的編程和應(yīng)用就意味著擁有了一個龐大的單片機(jī)家族，可以適合絕大多數(shù)單片機(jī)應(yīng)用場合。由于數(shù)控鉆床的主要功能有攻絲、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔等功能，所以選擇連續(xù)控制系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)床要求，采用8位微型計算機(jī)。由于系列單片機(jī)具有集成度高、速度快、功能強(qiáng)、可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)、性價比高等特點，因此，在此設(shè)計中，采用的是系列的單片機(jī)進(jìn)行控制。的基本特征如下：具有8位的中央處理單元(CPU)；片內(nèi)有時鐘發(fā)生電路(或),每執(zhí)行一條指令時間為或者；具有5個中斷源，配備兩個優(yōu)先級；具有21個特殊功能寄存器；具有128字節(jié)的RAM；可尋址的外部數(shù)據(jù)存儲器和的外部程序存儲器；具有兩個16位定時器/計數(shù)器；具有四個I/0口，32根I/0線；具有位尋址能力，適用邏輯運算；具有一個全雙工串行接口。從上述特性得知：一塊的功能相當(dāng)于微型計算機(jī)系統(tǒng)，足以擔(dān)當(dāng)本次設(shè)計小型數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)的重任。2.3鉆床工作原理信號從人機(jī)界面交互產(chǎn)生，發(fā)送到單片機(jī)內(nèi)處理，然后對電機(jī)等控制元件發(fā)送指令，動力從電機(jī)產(chǎn)生經(jīng)過聯(lián)軸器傳遞給主軸，使主軸高速旋轉(zhuǎn)，主軸旋轉(zhuǎn)帶動刀具旋轉(zhuǎn)在Z軸進(jìn)給系統(tǒng)的帶領(lǐng)下對工件進(jìn)行切削工作。三個軸的電機(jī)產(chǎn)生動力經(jīng)聯(lián)軸器帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，使工作臺以及主軸系統(tǒng)在導(dǎo)軌上進(jìn)行定位或者切削等工作。加工過程中工件不動，而刀具隨著加工需求運動。2.4機(jī)身部分設(shè)計本設(shè)計中采用龍門式的框架構(gòu)造，把頂梁作為橫梁，不再單獨設(shè)計橫梁。鉆頭部分能沿橫向?qū)к壸鯴方向的水平移動，也可以沿Z向?qū)к壸鲐Q直方向的升降運動。工作臺可以借助安裝在底座上的滾動導(dǎo)軌沿Y向進(jìn)行水平移動。其機(jī)架框架如圖2.3。圖2.3圖2.4為了確保系統(tǒng)在運行時擁有足夠的穩(wěn)定性，在設(shè)計鉆床時特別注意了以下幾點：機(jī)床在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)確保其有足夠的剛性，以抵抗工件加工過程中帶來的振動；減少X,Y,Z各軸向運動物體的重量，減輕在軸向運動時產(chǎn)生的慣性沖擊；減少移動物體質(zhì)量，使驅(qū)動功率減小，可以進(jìn)一步減小電機(jī)工作壓力；為了使機(jī)床擁有較強(qiáng)的抗震性和吸震性，應(yīng)該在允許范圍內(nèi)增加固定部分的重量。此數(shù)控鉆床的底座采用大理石材質(zhì)，因為該材料的受力變形小、而且擁有較高的穩(wěn)定性、其抗振性比鑄鐵材質(zhì)的強(qiáng)、受熱也不會產(chǎn)生較大的尺寸變化、精度保持性也很高，很適合作為精密機(jī)床的平臺，底座部分設(shè)計如圖2.4。2.5導(dǎo)軌的選用導(dǎo)軌的作用是根據(jù)設(shè)計時的的運動需求和運動方向來支撐和限制運動單元的運動。其主要承受的力來自于運動單元、工件的質(zhì)量以及工件加工時伴隨的切削應(yīng)力。導(dǎo)軌主要由導(dǎo)軌和活動部件組成。常用的導(dǎo)軌副有多種。根據(jù)其實際工作時摩擦的種類可分為滾動導(dǎo)軌、滑動導(dǎo)軌、流體摩擦導(dǎo)軌等。其最主要的功能為承載和導(dǎo)向，所以在挑選時必須充分考慮其導(dǎo)向精度、精度保持性、剛度、運動平穩(wěn)性、工藝性好、制作簡單等各方面因素，本設(shè)計的小型數(shù)控鉆床采用的是滾動導(dǎo)軌來替代傳統(tǒng)機(jī)床的滑動導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌與運動單元之間的滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，所以滾動導(dǎo)軌的摩擦力大大減小，對于滾動導(dǎo)軌其摩擦系數(shù)，而且動、靜摩擦系數(shù)很接近；滾動導(dǎo)軌上運動單元運動時所需的功率比滑動導(dǎo)軌小很多，而且運動平穩(wěn)，很少出現(xiàn)爬行的現(xiàn)象；滾動導(dǎo)軌因為摩擦力很小所以磨損相較來說也小，在一定的范圍內(nèi)能夠保持其精度，不會產(chǎn)生較大的波動，所以說滾動導(dǎo)軌擁有穩(wěn)定的移動精度和定位精度。滾動直線導(dǎo)軌副由鋼球、滑塊、導(dǎo)軌、保持架、返向器、擋板及密封端蓋等組成。其工作原理為：當(dāng)運動單元在導(dǎo)軌上做相對移動時，其中的鋼球順著導(dǎo)軌上的淬火和精磨加工后的凹槽通道上滾動，鋼球運動到滑塊的最邊緣滾道時進(jìn)入返向器返回另一端再次重復(fù)剛才的運動，構(gòu)成環(huán)路，于是鋼球就就可以通過該方式一直在凹槽內(nèi)運動實現(xiàn)運動單元在導(dǎo)軌上的滑動?；覊m以及加工時產(chǎn)生的碎屑會進(jìn)入滑塊，影響滾珠直線導(dǎo)軌的正常運動，因此在返向器的兩側(cè)都裝有端蓋來杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生[6]。該小型數(shù)控鉆孔機(jī)選用GGB型等載荷四方向滾動直線導(dǎo)軌副。導(dǎo)軌最根本的需求就是在傳動的過程中有足夠的精度、可靠性以及能夠穩(wěn)定的實現(xiàn)運動單元的直線運動，該導(dǎo)軌副擁有4列圓弧和接觸角的鋼珠相接觸的設(shè)計，可以承受來自徑向拉力、徑向壓力以及橫截面上各個方向的力，適用于該鉆床上X、Y、Z軸的設(shè)計方案，在安裝時也靈活多樣，而且可以在對導(dǎo)軌副施加載荷來增強(qiáng)導(dǎo)軌在受力時的剛性時依然可以保持較低的摩擦，這種設(shè)計方式使它即使在高負(fù)荷的條件下機(jī)床仍然可以保持較高的精度。該導(dǎo)軌的設(shè)計使得導(dǎo)軌在實際工作時平均了四個方向的載荷，此設(shè)計方案使得不論導(dǎo)軌怎樣安裝潤滑油能夠在每條回路中都能夠起到相同的潤滑效果，減小了摩擦阻力產(chǎn)生的同時也提高了整條導(dǎo)軌的使用壽命。導(dǎo)軌上的弧型凹槽設(shè)計，讓導(dǎo)軌擁有了自我調(diào)控的功能，在給定預(yù)緊力的情況下也可以抵消安裝過程中產(chǎn)生的相對誤差，同時不會影響運動單元在導(dǎo)軌上的運動。導(dǎo)軌的滾珠設(shè)計相比滑動導(dǎo)軌在大大減小運動單元與導(dǎo)軌之間的摩擦力的同時，提高了整體的流暢性，啟動時電機(jī)所需功率，以及大幅降低噪音污染。所選導(dǎo)軌副型號為，額定動載，額定靜載，額定力矩，，。三個方向進(jìn)給系選用同一型號導(dǎo)軌副，X向?qū)к夐L，Y向?qū)к夐L，Z向?qū)к夐L。2.6傳動方式的確定2.6.1滾珠絲杠螺母副的選用大多數(shù)機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)都是直線運動，而電機(jī)作為動力輸出設(shè)備輸出的為旋轉(zhuǎn)運動，所以，在進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計時，常用的運動形式轉(zhuǎn)化設(shè)計方案有凸輪桿機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)和絲杠螺母機(jī)構(gòu)等。本鉆床選用絲杠螺母機(jī)構(gòu)，其工作方式示意圖如下：絲杠螺母機(jī)構(gòu)在進(jìn)給系統(tǒng)中的作用就是將電機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動力經(jīng)過該機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\動單元的水平直線運動。其摩擦形式也分為滑動和滾動。滑動摩擦為主的絲杠螺母副構(gòu)造簡單、加工方法簡單、制造的成本低、而且可以自鎖，但是因為摩擦阻力過大其傳動效率不高只有。滾動摩擦為主的絲杠螺母副雖然結(jié)構(gòu)相較滑動的更復(fù)雜、制造成本也高，但是滾動摩擦的摩擦力小所以傳動效率更高一般為。因此滾動式的絲杠螺母機(jī)構(gòu)在數(shù)控化機(jī)床上被廣泛的使用。滾動絲杠螺母副一般應(yīng)用在精密度高的機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中，此次設(shè)計的鉆孔機(jī)就是將滾珠絲杠螺母副應(yīng)用于進(jìn)給傳動系統(tǒng)中。2.6.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)的特點滾珠絲杠的效率更高。相較滑動絲杠而言，滾珠絲杠內(nèi)部的滾珠大大減小了運動單元與絲杠之間的摩擦，這使得效率可以提升3-4倍，同理在等負(fù)載的情況下，電機(jī)的啟動力矩將會大大減小。運動靈敏，低速無爬行現(xiàn)象。正因為滾珠的存在，滑塊的動摩擦系數(shù)與靜摩擦系數(shù)差距不大，轉(zhuǎn)向更加靈活，而且在運轉(zhuǎn)速度較低的條件下輕易不會出現(xiàn)爬行的狀況?？上S向間隙，軸向剛度高。滾珠絲杠可以在加工時增加預(yù)緊力，依次來減小軸向的縫隙，增加進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度。磨損小，精度保持性好。相較滑動摩擦，滾動摩擦對絲杠的磨損更小，而且絲杠和螺母都經(jīng)過淬火，增加其剛度和使用壽命，便于保持較高的精度。摩擦系數(shù)小，無自鎖現(xiàn)象。這種機(jī)構(gòu)可以使電機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動力與運動單元的水平直線運動之間相互轉(zhuǎn)化，即有運動的可逆性。因此當(dāng)用于垂直傳動時須有制動裝置或自鎖機(jī)構(gòu)。工藝復(fù)雜，成本高。滾珠絲杠以及螺母等零件形狀復(fù)雜，加工工藝以及工件表面粗糙度要求高，所以鑄造的成本也將變高。2.6.3滾珠絲杠螺母副的支撐方式機(jī)床絲杠一般的安裝方法有固定--自由、固定--支撐、兩端都固定三種，第一種在固定一端的軸承會受到來自徑向和軸向的雙重壓力，僅適用于行程較短的絲杠副；第二種的固定端同樣會受到徑向和軸向的壓力，在支撐的一端承受徑向壓力，而且可以有小幅度的軸向滑動，可以有效的減小絲杠因為自身重力問題產(chǎn)生的扭曲；最后一種兩端都采取固定的方式，兩端的軸承都會受到來自徑向和軸向的壓力，此時可以對絲杠增加合適的預(yù)緊力來加強(qiáng)絲杠的強(qiáng)度，同時也可以有效預(yù)防小幅熱變形帶來的影響。為了提高支撐剛度，滾珠絲杠副以兩端都以固定的形式安裝。最后確定滾珠絲杠部分的裝配如圖：2.7工作臺的尺寸確定工作臺的主要功能就是在加工過程中承載工件，暫定工作臺的尺寸長×寬×高為,重量約為，最大行程為，T形槽螺栓，T形槽寬度，總高度。具體構(gòu)造三維圖如圖：2.8本章小結(jié)本章主要對鉆孔機(jī)的框架結(jié)構(gòu)的選型，控制系統(tǒng)的確定以及工作原理進(jìn)行了介紹，最后對機(jī)架、導(dǎo)軌、工作臺等主要工件的選型尺寸確定，傳動部分的絲杠以及支撐方式進(jìn)行選擇。第三章機(jī)械部分計算與校核3.1切削參數(shù)的計算3.1.1切削力的計算工件加工時的切削應(yīng)力與工作時加工材料的硬度以及被吃刀量和需要加工的孔徑大小有關(guān)，可以按《機(jī)械加工工藝手冊》中的計算公式來進(jìn)行計算。方向的切削力為：考慮到鉆床鉆削銅板或鋁板上的孔，所以工件材其中料以銅來設(shè)計，其中的最大孔徑為計算。查手冊中有關(guān)數(shù)據(jù)得，，，，進(jìn)給量查得，取。則3.1.2切削功率的計算切削扭矩：查表，可知：，，，，所以：切削速度：式中：為刀具耐用度，查表??；取，，，，，因此：切削功率：3.2滾珠絲杠的選擇計算3.2.1最大動載荷Q的計算在選擇滾珠絲杠的具體參數(shù)時應(yīng)當(dāng)著重考慮其當(dāng)量動載荷Q來選擇：式中的為工作時絲杠的最大載荷；為工作壽命；為載荷性質(zhì)系數(shù)，無沖擊，一般情況取，有較大的沖擊或震動時取，本設(shè)計??；為硬度系數(shù)取為。絲杠的工作時最大負(fù)載是指數(shù)控鉆床在加工工件時，施加在滾珠絲杠上的軸向載荷，由于加工時夾具穩(wěn)定理論上不會產(chǎn)生位移，所以加工工件時施加在滾珠絲杠上的力為：式中的為軸方向的切削應(yīng)力，由3.1.1計算結(jié)果得；為工作臺和工件質(zhì)量取極限下的重量，取。即絲杠的工作壽命為：其中，為工作壽命，以為一個單位，為絲杠使用壽命，對于數(shù)控機(jī)床可以取。為絲杠的轉(zhuǎn)速，這里取。計算當(dāng)量動載荷為：根據(jù)當(dāng)量動載荷選擇滾珠絲杠副的型號，按滾珠絲杠的額定動載荷大于等于的原則確定滾珠絲杠副的型號為，即內(nèi)循環(huán)方式，基本導(dǎo)程為，公稱直徑為，絲杠內(nèi)徑為，絲杠外徑為，螺紋為左旋，剛球直徑，負(fù)荷鋼球圈數(shù)為，4級精度的傳動滾珠絲杠副。該滾珠絲杠的額定動載荷為，而，符合設(shè)計要求。軸向剛度。預(yù)緊力，三個方向的進(jìn)給系選用同一型號滾珠絲杠，因為Y向負(fù)載最大，所以只需對Y向的絲杠進(jìn)行校核，如圖為Y向的絲杠。3.2.2效率計算滾珠絲杠的傳動效率：式中的為螺紋的螺旋升角，；為絲杠上螺紋的摩擦角，其摩擦系數(shù)。由式得知摩擦角約等于；為滾珠絲杠的導(dǎo)程。所以該滾珠絲杠的傳動效率為。3.2.3剛度的驗算數(shù)控鉆床傳動系統(tǒng)中的滾珠絲杠具有很高的精密度，在工作載荷P的壓力下，它會伸長或縮短，同時對于力矩M也會對其有較大的影響，會使其彎向一邊或另一邊，同時滾珠絲杠的螺距也會發(fā)生相應(yīng)的改變，使其傳動精度和定位精度變差。所以滾珠絲杠應(yīng)該計算其在滿負(fù)荷工作情況下的形變情況以及對精度的影響?！恫牧狭W(xué)》中指出，絲杠在因承受工作載荷的作用而發(fā)生一個螺距的變化量,可按下式計算：式中的為絲杠軸向的工作負(fù)載；為滾珠絲杠的螺距；為材料的彈性模量，本設(shè)計中絲杠的材料為，取其；A為滾珠絲杠的橫截面積。所以變化量為：絲杠因承受扭矩作用而引起一個螺距的變化量，因為在實際的傳動過程中扭矩不大，因此該變化量忽略不計。導(dǎo)程變化總誤差為：查《機(jī)械設(shè)計》得絲杠在4級精度下允許的誤差，所以滾珠絲杠的選用符合要求。3.2.4穩(wěn)定性驗算滾珠絲杠在工作時主要承受的力是軸向力，當(dāng)時如果軸向力的大小一旦超過該絲杠所能承受的極限時，就會產(chǎn)生彎曲形變，并且失去固有的穩(wěn)定性，所以應(yīng)當(dāng)驗算其壓桿穩(wěn)定性。絲杠失穩(wěn)時的臨界負(fù)載，可用歐拉公式計算：其中：為材料的彈性模量，本設(shè)計中絲杠的材料為，?。粸榻孛娴膽T性力矩，本設(shè)計中絲杠為實心桿，因此其截面慣性力矩為；為滾珠絲杠的總長，對Y向絲杠校核，；為絲杠的軸端系數(shù)，根據(jù)固定的方式有關(guān)，該部分采取的是兩段固定的方式，取.臨界負(fù)載與工作負(fù)載之比稱為為穩(wěn)定性安全系數(shù)。如果穩(wěn)定性安全系數(shù)大于許用穩(wěn)定性安全系數(shù)，則該壓桿安全不致失穩(wěn)。故此滾珠絲杠不會失穩(wěn)。較長的滾珠絲杠在高速轉(zhuǎn)動時會有共振現(xiàn)象產(chǎn)生，因此需要檢驗滾珠絲杠的臨界轉(zhuǎn)速即不會產(chǎn)生共振現(xiàn)象的最高轉(zhuǎn)速。而由于本傳動系統(tǒng)中，滾珠絲杠轉(zhuǎn)速不高且相較普通鉆床絲杠長度更短，因此，臨界轉(zhuǎn)速就不需校核。本鉆床使用步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動滾珠絲杠，因為步進(jìn)電機(jī)有一定范圍轉(zhuǎn)速內(nèi)的自鎖的能力，所以該系統(tǒng)不需要加裝機(jī)械制動裝置。3.3縱向步進(jìn)電機(jī)的選擇及計算3.3.1選擇步進(jìn)電機(jī)在進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)選擇時有以下幾點需要滿足：工件加工過程中，步進(jìn)電機(jī)上最大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須小于電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩；電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量應(yīng)與負(fù)載慣量相匹配；空載進(jìn)行快速定位時絲杠電機(jī)上的轉(zhuǎn)矩也需要小于選擇步進(jìn)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。3.3.2最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩計算在選擇步進(jìn)電機(jī)時應(yīng)當(dāng)根據(jù)加工工件時最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于等于電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩T可根據(jù)下式計算，即:由前文數(shù)據(jù)得知鉆床最大進(jìn)給力，為工作臺和工件的最大質(zhì)量，??；鉆削時工作臺停止移動，故；為脈沖當(dāng)量，這里取；絲杠導(dǎo)程，預(yù)緊力，總機(jī)械效率取，因此由于滾珠絲杠上施加的預(yù)緊力而產(chǎn)生的摩擦力矩為：查《角接觸推力球軸承組配技術(shù)手冊》可知單個角接觸軸承的摩擦力矩為，故一對軸承的摩擦力矩。其摩擦力可忽略不計。電機(jī)與絲杠直連，其傳動比。3.3.3負(fù)載慣量計算步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量應(yīng)與負(fù)載慣量有關(guān)，而負(fù)載慣量的計算方式如下。（1）工件和工作臺折算到電機(jī)軸上的慣量，工件與工作臺的最大質(zhì)量，可按下式計算，即：其中，v為工作臺的移動速度（m/s），絲杠導(dǎo)程，w為步進(jìn)電機(jī)的角速度（rad/s），m為加工時工件和工作臺的總重量（kg）。（2）絲杠加在電機(jī)軸上的慣量，絲杠名義直徑為，，絲杠材料鋼的密度。根據(jù)下式公式，絲杠加在電機(jī)軸上的慣量為：（3）聯(lián)軸器加在鎖緊螺母等的慣量可以查閱資料得到：（4）負(fù)載總慣量為：按照數(shù)控機(jī)床慣量匹配條件，，所選步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量應(yīng)在范圍內(nèi)。根據(jù)以上計算公式，根據(jù)參數(shù)選擇滿足要求的型反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)。型步進(jìn)電動機(jī)的主要參數(shù)如下：相數(shù)為；步距角；相電流；最大靜轉(zhuǎn)矩；電壓；電阻；尺寸外形；重量0.65kg；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，額定轉(zhuǎn)矩；最大轉(zhuǎn)矩，機(jī)械時間常數(shù)。3.3.4空載轉(zhuǎn)矩計算當(dāng)運動單元空載時從靜止轉(zhuǎn)變?yōu)榭煲苿铀俣饶Ｊ綍r，需要施加的轉(zhuǎn)矩為：（1）空載加速時，主要克服的是慣量。選用該步進(jìn)電機(jī)總慣量為：（2）加速時間經(jīng)常取的倍，取所以：空載加速轉(zhuǎn)矩不得超過電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩，型步進(jìn)電動機(jī)的，滿足設(shè)計要求。三個方向進(jìn)給系選擇相同的步進(jìn)電機(jī)。3.4滾珠絲杠軸承的選擇及校核3.4.1絲杠軸承的選擇軸承的類型與滾珠絲杠副的固定方式以及應(yīng)力狀態(tài)等有著密切的聯(lián)系。為了使該數(shù)控鉆床的進(jìn)給系統(tǒng)的傳動剛度保持在較高水平，需要加強(qiáng)滾珠絲杠螺母的剛度的同時，也要正確安裝滾珠絲杠并選擇合適的支承結(jié)構(gòu)以保證其具有較高的剛度，提高螺母座和支撐座的剛度和精度也是保證系統(tǒng)擁有高傳動剛度的有效方法。提高螺母座的接觸強(qiáng)度和剛度的方法，一般為加大機(jī)床與連接件的接觸面，設(shè)計鉆床時在加工工藝允許的情況下，往往將機(jī)床本體與螺母座和支承座制做成一個整體以獲取較高的剛度。滾珠絲杠上的軸承往往需要有一定的軸向剛度，因此滾動軸承的選擇也很重要。目前來說，我國軸承組合的方式有兩種。一種是徑向軸承與圓錐軸承相組合，結(jié)構(gòu)簡單，但不具有良好的軸向剛度。另一種是推力軸承或徑向推力軸承與徑向軸承的組合，在軸向剛度方面有了一定的提升，但就其缺點而言軸承的在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的熱量和與軸之間的摩擦力都有所增加，軸承支架的基本尺寸也有所增加。最近幾年，各個地區(qū)的軸承制造商紛紛產(chǎn)出專用于滾珠絲杠的滾珠軸承，它是在實際的工作中能經(jīng)受的起較大軸向力的。與普通此類軸承相比，它的接觸角能夠達(dá)到，軸承內(nèi)小球的個數(shù)更多，從而使軸承的直徑比普通的此類軸承更小。相較一般的滾珠軸承向心推力球軸承的軸向剛度最少翻了一倍，使用起來很便捷，產(chǎn)品在出廠時一般都為一對，并在工廠中選用與內(nèi)外圈厚度相匹配的內(nèi)外圈來組裝，內(nèi)圈與外圈可與螺母和端蓋緊密壓合，出廠時可獲得預(yù)緊力。為了增加滾珠絲杠的剛度，絲杠選用兩端固定的方式，固定的軸承都為的角接觸軸承，主要有以下的優(yōu)點：剛度高，承載能力強(qiáng)；鋼球多，接觸角大；能夠經(jīng)受來自徑向和軸向載荷，且可以使絲杠框架更加簡潔。因為滾珠存在降低了滾珠軸承的啟動力矩，從而降低電機(jī)的啟動壓力，從而提升了整個系統(tǒng)的靈敏性。所以依據(jù)上述的描述，選擇軸承的型號為，內(nèi)徑，外徑，寬度，基本額定動載荷，基本額定靜載荷，極限轉(zhuǎn)速（脂潤滑）為。3.4.2滾珠絲杠軸承校核軸承的基本額定壽命可由《機(jī)械設(shè)計》上的公式確定：式中：為絲杠工作時的最大載荷；為基本額定壽命；為壽命指數(shù)，對于球軸承；n為軸承的工作轉(zhuǎn)速，??；C為基本額定動載荷，。故所選軸承合格。3.5聯(lián)軸器的選擇由于電機(jī)軸和絲杠要求軸線始終在一條線上，在工作中不會發(fā)生相對位移，所以選用剛性聯(lián)軸器，又由于支架內(nèi)空間小，而這種設(shè)計要求傳遞扭矩不大，所以選用簡單的套筒聯(lián)軸器，并用兩個垂直銷傳遞扭矩。因為兩個不同的軸頸連接，所以特定尺寸要設(shè)計，在工廠定制。結(jié)合絲杠和電機(jī)軸的尺寸確定聯(lián)軸器的尺寸為，圓錐銷從GB117-86標(biāo)準(zhǔn)中選取，其中電機(jī)端圓錐銷為，絲杠端圓錐銷為。3.6主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計3.6.1確定軸的最小直徑主軸結(jié)構(gòu)形式要根據(jù)零件加工工藝決定，并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況，軸的材料選為45鋼，并對其調(diào)制處理：由《機(jī)械設(shè)計》第四版式16-2可知，傳動以轉(zhuǎn)矩為主的軸，按許用切應(yīng)力計算，軸的最小直徑：式中：P為軸傳遞的功率，這里按切削功率來計算，由3.1.2可知：；n為軸的轉(zhuǎn)速，這里??；為許用切應(yīng)力；為與軸的材料有關(guān)的系數(shù)，該主軸系統(tǒng)中軸的材料選擇為45號鋼。查表得：，，所以綜合安全因素和圓錐銷對主軸強(qiáng)度的影響考慮，這里取最小直徑主軸的具體直徑情況與設(shè)計方案如圖：主軸與聯(lián)軸器通過圓錐銷進(jìn)行連接固定，根據(jù)連聯(lián)軸器部分，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》可以查得圓錐銷的尺寸取。3.6.2主軸電機(jī)的選擇主軸電動機(jī)是數(shù)控鉆床主傳動部分的主要部件之一，它的型號與功能直接影響后續(xù)的調(diào)速以及進(jìn)行加工的方式。伺服電機(jī)和脈沖步進(jìn)電機(jī)都是恒轉(zhuǎn)矩的，而且功率并不會很大，所以他們的適用范圍僅限于直線進(jìn)給等簡單運動上。直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且價格高不經(jīng)濟(jì)實用，其內(nèi)部的換向器和電刷很容易在實際運行中出現(xiàn)故障，所以也很難擔(dān)起主傳動系統(tǒng)中的重任。所以本數(shù)控鉆床主軸電機(jī)采用交流調(diào)速電動機(jī)，因為交流調(diào)速電動機(jī)的體積相對較小，轉(zhuǎn)動慣量小，動態(tài)響應(yīng)更加迅捷，沒有電刷，而且能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速比同功率的直流電動機(jī)還要高，磨損和故障也相對較少。目前來說適用于本鉆床的系列交流主軸電機(jī)，它們的連續(xù)運轉(zhuǎn)額定功率分別為7.5kw、11kw、15kw、18.5kw、22kw五種規(guī)格，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速，最低轉(zhuǎn)速。在絲杠螺母副部分已經(jīng)算出主軸傳遞全部功率時的最低切削速度n，即電機(jī)的額定轉(zhuǎn)數(shù)，為。所以電機(jī)所需最大功率由于所需切削功率并不是很高所以選擇電機(jī)功率即可，電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速為額定最高轉(zhuǎn)速為最低轉(zhuǎn)速3.6.3主軸軸承的選用主軸軸承主要承受得的載荷是軸向載荷、徑向載荷，其中軸向載荷是主要的，所以選用角接觸軸承，同時可以承受軸向和徑向載荷。其主要選擇如下：現(xiàn)選用型號，基本尺寸為：，外徑，寬度，基本額定動負(fù)荷，基本額定動載荷，極限轉(zhuǎn)速為（在正常潤滑下）。3.6.4主軸軸承的疲勞壽命校核由公式可知，軸承的基本額定壽命為：式中的P為當(dāng)量動載荷，由公式可計算得，其中為沖擊載荷系數(shù)，取1.1；為徑向載荷，因鉆削時主要受軸向力，徑向力很小，在次計算中忽略這部分；為軸向載荷，為；X、Y為徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)，，；所以；為基本額定壽命；為壽命指數(shù)，球軸承；滾子軸承；n為軸承工作轉(zhuǎn)速，；C為基本額定動載荷，。故所選軸承合格。3.6.5軸的強(qiáng)度校核主軸在工作時理論上受的力主要為軸向的壓力以及所傳遞的扭矩，但在具體分析時發(fā)現(xiàn)，其徑向力和軸向力的影響不是很大，故對軸進(jìn)行扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件進(jìn)行校核。由《機(jī)械設(shè)計》第四版式16-1可知式中的為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為；T為軸所受的扭矩，單位為；為軸的抗扭截面系數(shù)，單位為；為軸的許用轉(zhuǎn)矩切應(yīng)力，單位為；：P為軸傳遞的功率，這里按切削功率來計算，由3.1.2可知：；n為軸的轉(zhuǎn)速，這里??；d為軸的直徑，因為此處軸的直徑分幾段的不同，所以按平均計算。查《機(jī)械設(shè)計》第四版表16.2，45號鋼的，，所以軸的強(qiáng)度符合要求。3.7本章小結(jié)本章主要內(nèi)容是對一些主要部件的計算部分，首先計算鉆床在工作時將會產(chǎn)生的切削應(yīng)力和切削功率，然后根據(jù)數(shù)據(jù)對鉆床各部位進(jìn)行劃取選擇，然后依據(jù)滾珠絲杠所受的最大動載荷選取合適本鉆孔機(jī)的絲杠型號，然后計算其實際工作時傳遞動力的效率，驗算其剛度和穩(wěn)定性，以防發(fā)生斷裂影響鉆孔機(jī)的運轉(zhuǎn)。根據(jù)加工工件時最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于等于電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩來選擇步進(jìn)電機(jī)，和滾珠絲杠相同，Y向上的負(fù)載最大，所以只需對Y向進(jìn)行校核，三軸進(jìn)給系統(tǒng)選一樣即可，接下來是滾珠軸承的選擇，并對其疲勞壽命進(jìn)行校核，確定聯(lián)軸器的尺寸。在主軸設(shè)計時，先確定軸上的最小軸徑，再進(jìn)行軸的設(shè)計，通絲杠一樣選擇合適電機(jī)，選擇700AC型號的滾珠軸承，然后對疲勞壽命進(jìn)行校核，最后對設(shè)計的主軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。結(jié)合二三章的設(shè)計內(nèi)容，總體的三維裝配圖如下第四章經(jīng)濟(jì)性分析與環(huán)境安全保護(hù)4.1經(jīng)濟(jì)性分析此次設(shè)計的小型數(shù)控鉆孔機(jī)主要包括三個部分，分別為主軸系統(tǒng)、三個方向的進(jìn)給系統(tǒng)和機(jī)架整體部分。在框架搭建上，底座選用大理石的材質(zhì)，相比鑄鐵其抗震性更強(qiáng)，而且性價比高，受力變形也小；機(jī)架的設(shè)計和普通龍門式鉆床的結(jié)構(gòu)相似，不單獨設(shè)計橫梁，用頂梁代替橫梁，其功能效果相同，機(jī)架的材質(zhì)選用，其耐熱性、耐磨性、強(qiáng)度均較好，鑄造性與減震性好；可調(diào)機(jī)座選用橡膠材質(zhì)，有良好的降噪功效，而且性價比高。進(jìn)給系統(tǒng)中滑軌使用滾動滑軌而非滑動導(dǎo)軌，提高鉆孔機(jī)加工時的精度，而且其產(chǎn)生的噪音也有了一定的改善；將絲杠設(shè)計為滾珠絲杠，可以最大限度的減小摩擦帶來的精度影響，而且絲杠啟動時，對電機(jī)功率的需求也有所下降。主軸系統(tǒng)中，主軸工作時要求有足夠的剛度，同時軸上配有主軸套筒和與電機(jī)之間連接的剛性聯(lián)軸器，材料均選為45號鋼；同時固定電機(jī)還需要有電機(jī)的支撐架。在價格方面，框架部分的總費