专用多孔钻床的研制

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1、2016年7月建材与装饰工艺与设备专用多孔钻床的研制刘玉钢（十一冶建设集团有限责任公司广西柳州545007）摘要：应用专用多孔钻床进行批量加工，高效快捷，有效的提高生产效率是机械加工发展的方向。本次主要研制的电解铝专用多孔钻床最终的目的，是能够在多孔钻床在加工过程中实现低成本和高效率的优点，提升企业的竞争力。关键词：多孔钻床；铝加工；设计中图分类号：TG52文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）30-0207-031概述近年来，根据我单位在日常铝电解槽铝母线钻孔生产过程中只是使用了普通的钻床进行加工，没有办法实现多孔同时进行加工，导致整个生产

2、效率非常的低，而且每个孔都是单独的加工，在尺寸精度难以保证，同时消耗了大量人力和增加了企业的成本。为了缩短加工的时间，提高生产的效率。实现降低企业的成本，在电解槽铝母线钻孔加工速度方面进一步的改善，同时实现加工现场的机械化和增强企业在当前铝电解市场上的技术竞争能力及水平，由金属容器结构厂主持，在安装公司的大力支持下，由刘玉钢带领的研发团队进行了铝加工专用多孔钻床的设计、制造工作。2多孔钻床总体方案设计图2铝加工专用多孔钻床传动原理图2.1整体设计2.2kW的三相异步电动机与转速1460r/min，功率15kW的三相铝加工专用多孔钻床在满足使用要求的前提下应尽

3、量精简，异步电动机。经过设计小组对现场施工要求的仔细了解并深入分析了普通钻2.4工艺分析床及多孔钻床的各各功能模块后，决定制作成固定式机架，取消对于设计多孔钻最重要的一步是工艺分析，在加工零件的工变速功能，采用固定的主轴转速与进给速度，最后专用钻床保留艺过程中一定要认真分析好。必须要深入现场全面了解被加工的主要功能模块有：主传动机构、进给传动机构、进刀机构、进给零件的结构特点，加工部位，夹紧方式，工艺方法和加工过程所机构、及主轴的机械结构。其结构主要构成见图1所示。用的刀具，切削用量及生产率等。选择单工位，单面组合机床，使机床结构简单，工件可靠，更符合多，快

4、，好，省的要求。（1）加工精度的要求由于加工孔相对于中心的位置度要求比较高，因此采用单工位方法一次定位，可以减少定位误差。（2）被加工零件大小形状特点，加工部位特点要求。这些特点在很大的程度上决定采用立式多孔钻床。一般来说，孔中心线与定位基面垂直宜采用立式多孔钻床。3切削齿轮箱齿轮设计图1铝加工专用多孔钻床示意图3.1切削齿轮箱轴、齿轮示意见图3所示2.2机械原理铝加工专用多孔钻床主要是由上座进刀减速箱与切削齿轮3.2切削齿轮箱的电机为转速1460r/min，功率15kW的三相异箱组成。上座进刀减速箱用于调节切削齿轮箱的工作进刀、工作步电动机。退刀、快速进刀

5、及快速退刀，使该设备在工作时能更加合理化，3.3齿轮Ⅰ、Ⅱ设计计算减少加工时间。切削齿轮箱用于调节切削转速，使该设备达到切（1）设计参数削要求。其传动原理如图2所示。传递功率P=15.0000（kW）2.3电机选择传动比i=1根据使用要求，参考普通多孔钻，选取转速1460r/min，功率齿轮转速n1=1460（r/min）·207·工艺与设备建材与装饰2016年7月YNT2σFlim2880×1[σF]2==MPa=550MPaS1.6FYY2.75×1.85-1-1F1S1=MPa=0.011MPa[σF]1462.5YY2.75×1.85-1-1F2S2

6、=MPa=0.00925MPa[σF]2550由：3232KT1cosβYFYS1.1×9.8×0.011×cos10.463°mn=1.17=1.17=22姨ψdz1[σF]姨1×223.51取标准模数值6。1-内六角螺钉；2-斜齿轮组；3-圆锥滚子轴承；4-输出轴1、2、3、4；5-输入轴；6-龙骨架密封圈。⑤确定中心距a及螺旋角β图3切削齿轮箱轴、齿轮示意图传动的中心距a为：原动机载荷特性SF=轻微振动mn（z1+z2）6（22+22）a===134.23mm工作机载荷特性WF=均匀平稳2cosβ2cos10.463°预定寿命H=10000（h）a取1

7、35mm。（2）选择齿轮材料及精度等级确定螺旋角为：齿轮Ⅰ选用40Cr表面淬火，硬度HBS=52；齿轮Ⅱ选用40Crβ=arccos6（22+22）=10.065°2×15调质，硬度HBS=255，由表10.21选7级精度。因为与初选β值相差不大，故不必重新计算。（3）按齿根弯曲疲劳强度设计（4）校核齿面接触疲劳强度按斜齿轮传动的设计公式可得：KT（u+1）213KTcosβYYσH=3.17ZE2≤[σH]m≤1.17FSn2姨bd1u姨ψdz1≤≤σF确定有关系数与参数：确定有关参数与系数：①分度圆直径d①转距T1mnz16×226154d1===134

8、.2mmT=9.55×106P=9.55×10×N·