非回转体深孔加工机床结构设计.doc

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1、目录1 绪 论11.1 课题研究的目的和意义11.2 深孔加工发展概况21.3 深孔加工的类型及特点31.3.1 深孔加工的分类31.3.2 常用深孔加工系统简介41.4 深孔加工机床的特点62 设计机床的步骤62.1机床的选择72.1.1 机床主要技术参数的确定102.2 主传动的功用、主要组成部分、设计要求：122.3 主传动方案内容122.3.1 主传动布局方式132.3.2 主传动变速方式132.4 进给传动系统152.4.1 进给传动系统的特点152.4.2 进给驱动电动机功率的确定162.4.3 直线运动机构162.5 支承件的功用及基本要求202.6 导轨的功用、分类及基本要求2

2、92.6.1 滑动导轨312.6.2 导轨的间隙调整装置363 机床的优缺点和经济分析384 结论38参考文献39致 谢411 绪 论1.1 课题研究的目的和意义金属切削机床(以下简称机床)是用刀具或磨具对金属工件进行切削加工的机器。在一般机械制造厂中，机床约占机器设备总台数的50-70。现代化工业生产的特征主要表现在高生产率和先进的技术经济指标两方面，而这些则首先取决于机械制造工业提供的装备的技术水平。机床工业是机器制造业的重要部门，担负着为农业、工业、科学技术和国防现代化提供技术装备的任务，在整个国民经济中占有重要地位。一个国家机床工业的技术水平、机床的拥有量和现代化程度，是衡量这个国家工

3、业生产能力和技术水平的重要标志之一。制造业中，通常将长径比超过5的圆柱孔称为“深孔”，具有深孔的零件称为“深孔零件”，对加工深孔零件为主体的机械装备称为“深孔类装备”，对专门用于加工的装备则称为“深孔加工装备” 1。80年代以来，国内机床工业水平提高较快，相对而言，深孔机床发展相对滞后，在设计水平、品种、精度和专业化程度等方面与欧、美、日本还有相当大的差距。数控深孔钻床到80年代末才出现，而用于加工固定工件的深孔钻床还是空白点2。面对深孔装备和深孔零件的广泛应用，制造业对深孔加工技术的需求呈直线上升趋势。一方面，大批老国有企业由于缺少先进的深孔加工技术，自身原有的大批深孔机床长期处于闲置状态；

4、另一方面，又有大批新兴中小型企业因不具备深孔加工手段，导致其新装备的开发面临重重阻力。判断某种制造技术发展速度的最具说服力的标准，莫过于其装备的性能价格比和市场占有率。自从20世纪60年代以来国 际深孔刀具、深孔机床市场一直为欧洲、日本少数公司所垄断，其价位数十年高居不下。即使在欧美装备市场上，深孔刀具和机床在机床工具类产品也属于最昂贵的品种。一台枪钻机床的平均价格高达20万美元以上，一支枪钻、BTA钻的平均价格也高达上百至数百美元。对于像我国这样的发展中国家，绝大多数企业“既买不起也用不起”，只能望洋兴叹，转而采用相对；落后和成本教低的技术手段去应对新装备的开发。这就使新型深孔加工技术与装备

5、的发展成为我国制造业高速发展中必须加以克服的环节3。本课题的研究正是基于此情况下进行的，深孔加工机床的设计，可以在实际的环境中激发我们的动手动能力，使我们积极思考，把所学到的知识融会贯通，从对深孔机床的理性认识上升到感性认识，提高我们在深孔加工装备方面的设计能力，为以后的工作打下坚实的基础，为我国深孔加工机床制造业的发展贡献自己的一份力量。1.2 深孔加工发展概况 最早用于加工金属的深孔钻头是扁钻，它发明于18世纪初。1860年美国人对扁钻做了改进，发明了麻花钻，在钻孔领域迈出了重要的一步。但用麻花钻钻深孔时，不便于冷却与排屑，生产效率很低。随着枪炮生产的迅速发展，在20世纪初期，德、英、美等

6、国家的军事工业部门先后发明了单刃钻孔工具，因用于加工枪孔而得名枪钻。枪钻也称为月牙钻、单刃钻及外排屑深孔钻。枪钻钻杆为非对称形，故扭转强度差，只能传递有限扭矩，适用于小孔零件加工生产，效率较低。在第一次世界大战前和战争期间。由于战争的需要，枪钻已不能满足高生产效率的要求。在1943年，德国海勒公司研制出毕斯涅耳加工系统(即我国常称的内排屑深孔钻削系统)。战后，英国的维克曼公司、瑞典的卡尔斯德特公司、德国的海勒公司、美国的孔加工协会、法国的现代设备商会等联合组成了深孔加工国际孔加工协会，简称BTA协会。经过他们的努力，这种特殊的加工方法又有了新的发展，并被定名为BTA法，在世界各国普遍应用。后来

7、瑞典的山特维克公司首先设计出可转位深孔钻及分屑多刃错齿深孔钻，使BTA法又有了新的飞跃。BTA法存在着切削液压力较高，密封困难等缺点。为克服这些不足，1963年山特维克公司发明了喷吸钻法。这是一种巧妙应用喷吸效应的方法，可以采用较低的切削液压力，使切屑在推、吸效应下容易排出，有利于系统的密封。但是喷吸钻法本身也有缺点，它使用两根钻管，使排屑空间受到限制，加工孔径一般不能小于18mm。由于特殊的切削液供给方式，缺乏了BTA法中切削液对钻杆振动的抑制作用，刀杆易擦伤，其系统刚性和加工精度要低于BTA法。20世纪70年代中期，由日本冶金股份有限公司研制出的DF(Double Feeder)法为单管双

8、进油装置，它是把BTA法与喷吸钻法两者的优点结合起来的一种加工方法，用于生产后得到了满意的结果，目前广泛应用于中、小直径内排屑深孔钻削。由于我国机械制造业的迅速发展，深孔加工技术在我国也得到了广泛的应用。20世纪50年代群钻的研制成功，使钻孔效率大为提高。1958年BTA钻头在我国开始使用，在此之后，70年代初，我国开始研制和推广喷吸钻，到1978年DF法已在我国设计完成并于1979年正式用于生产，现广泛应用于中、小直径内排屑深孔钻削。国内几家重型机器制造厂相继研制和采用了深孔套料钻，已成功地加工出12m长的发电机转子内孔。西安石油大学于1989年成功地将喷吸效应原理应用到外排屑枪钻系统，使枪

9、钻的加工性能大大提高；1994年又研制成功多尖齿内排屑深孔钻，使深孔钻削的稳定性和耐用度大大提高。 1.3 深孔加工的类型及特点1.3.1 深孔加工的分类深孔加工可分为一般深孔加工(钻、镗、铰等)、精密深孔加工和电深孔加工（电火花、电解等）。1按加工方式分类：a) 实心钻孔法：毛坯无孔，采用钻削加工出孔的方法。b) 镗孔法：已有孔，为提高孔的精度和降低孔表面粗极度采用的方法。c) 套料钻孔法：用空心钻头钻孔，加工后毛坯中心残存一根芯棒的方法。2按运动形式分类：a) 工件旋转，刀具作进给运动。b) 工件不动，刀具旋转又作进给运动。c) 工件旋转，刀具也作相反方向旋转又作进给运动。d) 工件作旋转

10、运动与进治运动，刀具不动，这种形式采用不多。3按排屑方法分类：a) 外排屑：切屑从刀杆外部排出。外排屑又可分为两种方式。b) 前排屑：切屑沿孔中待加工表面向前排出，切削液从钻杆内，或从钻杆外，或从杆内外同时进入。c) 后排屑：切屑沿刀杆外部向后排出，切削液从钻杆内部进入。d) 内排屑：切屑从刀杆内部排出，切削液从钻杆外部进入。4按加工系统(冷却、排屑系统)分类：a) 枪钻系统。b) BTA系统。c) 喷吸钻系统。d) DF系统。1.3.2 常用深孔加工系统简介 深孔加工系统是以深孔加工中所用的冷却、排屑装置来分类的。目前，国内、外常用的深孔加工系统有枪钻系统、BTA系统、喷吸钻系统和DF系统。

11、这些系统除用于与之对应的钻头进行钻削外，亦可以用于其它深孔刀具切削加工，如深孔镗削、钻削和珩磨等。1.枪钻系统枪钻系统属于外排屑方式，主要由中心架、扶正器、钻杆联结器和冷却润滑油路系统组成。其中中心架辅助机床卡盘用于装夹工件；扶正器主要用于钻头入钻时导向，并提供向外排屑的通道；尾架用于夹持钻头柄部，支承钻削扭矩和轴向力。枪钻系统的工作原理是：切削液通过尾架上输油人口进入钻杆内部，到达钻头头部进行冷却润滑，并将切除的切屑从钻头外部的V型槽中排出。由于切屑由钻头和钻杆外部排出，容易擦伤已加工孔表面，其加工质量要低于内排屑方式的系统。该系统主要用于小直径(一般20mm深孔加工)。2.BTA系统BTA

12、系统属于内排屑方式。主要由中心架、授油器、钻杆联结器和冷却润滑油路系统组成。BTA系统中的授油器与枪钻系统中的扶正器功能不同，授油器除了具备导向扶正功用外，还提供了向切削区输油的通道。BTA系统的工作原理是：切削液通过授油器从钻杆外壁与已加工表面之间的环形空间进入，到达刀具头部进行冷却润滑，并将切屑经钻杆内部推出。该系统使用范围广泛。适用于深孔钻削、镗削、铰削和套料。但受到钻杆内孔排屑空间的限制，主要用于直径12mm的深孔加工。3.喷吸钻系统 喷吸钻系统主要用于内排屑深孔钻削加工。喷吸钻系统利用了流体力学的喷射效应的原理，当高压流体经过一个狭小的通道喷嘴高速喷射时。在这般喷射流的周围形成低压区

13、，可将喷嘴附近的流体吸走。其工作原理是：切削液在一定压力作用下，由联结器上输油口进人，其中23的切削液向前进人内、外钻杆之间的环形空间，通过钻头柄部上的小孔流向切削区。对切削部分、导向部分进行冷却与润滑。并将切屑推入内钻杆内腔向后排出；另外13的切削液，由内钻杆上月牙状喷嘴高速喷入内钻杆后部，在内钻杆内腔形成一个低压区，对切削区排出的切削液和切屑产生向后的抽吸，在推、吸双重作用下，促使切屑迅速向外排出。因此，在喷吸钻钻孔时，切削液压力低而稳定，不易外泄，排屑顺畅，降低了钻削系统的密封要求，保证了钻削加工可以在较大的切削用量下进行。 喷吸钻系统由中心架、扶正器、内钻杆、外钻杆及冷却润滑系统等组成

14、。由于有内管，喷吸钻加工最小直径范围受到限制。一般不能小于18mm。4.DF系统DF为英文Double Feeder的缩写，原意为双进油装置，是20世纪70年代中期日本冶金有限股份公司研制出来的。它并非独创，而是将BTA方法推出切屑与喷吸钻吸出切屑的力法相结合，仅用一个钻杆完成推、吸双重作用。它同时具备了BTA系统和喷吸钻系统的优点，并克服不足，使钻削直径范围增大(最小直径可达6mm)，密封压力减小，加工精度和效率提高。DF系统需要把切削液分成两条路线分别供给授油器和联结器。其工作原理是：约23的切削液向BTA系统一样由授油器进入。并从钻杆外壁和已加工孔表面之间的环形空间到达钻头头部，并将切屑

15、从钻杆内部推出；另外1/3的切削液直接从钻杆联结器的负压装置进入钻杆内腔，产生一定的负压，将切削区的切削液和切屑向后抽吸，促使切屑顺利排出。1.4 深孔加工机床的特点深孔加工机床是深孔刀具和深孔技术的载体。全套深孔机床可以认为是由专用、和通用两种零部件系统组成。所谓专用零件系统，是指那些只与具体采用的深孔刀具和深孔加工技术特点直接相关的零件系统。例如枪钻机床的排屑装置、进给刀座；双管喷吸钻、DF系统、SIDE系统的抽屑器和输油器，以及专用的导向和密封件。属于深孔机床的通用零件系统的有床身、主传动系统、进给系统、进给机构、液压系统及通用功能附件、电机等，可以根据深孔机床的特定需要，按照通用机床的

16、设计、制造方式进行生产或委托生产，再与专用的系统进行组装和调试，最后成为不同规格的深孔机床。用于内、外排屑的深孔加工机床，都可以按照工件旋转、刀具旋转、工件与刀具相对旋转三种方式分类。根据深孔加工只、这一特点，机床一般为卧式，但对于某些特殊工件（大型、重型工件、板料等），也可以设计成立式。外排屑深孔机床由于不适用于加工大孔，所以机床一般为中小型的。这是与内排屑深孔机床的一个主要不同点。2 设计机床的步骤设计机床的步骤在实践中虽有细节上差别，但归纳起来大体上可以分为调查研究、拟定方案、结构设计、零件图设计和试制鉴定五个阶段。1.调查研究详细地掌握第一手资料，对于搞好机床设计是十分重要的。调查研究

17、的内容包括调查使用单位、制造单位，与查阅、收集国内外有关文献、技术资料等， 2拟定总体方案拟定方案的内容包括：设计本机床的理由或必要性；机床用途和使用范围，国内外同类机床的比较，本机床的技术性能、轮廓尺寸和估计重量；所采用的工艺方及总体布局，主要结构、控制方案；机床的优缺点和经济分析。最佳方案也可以通过计算机辅助设计获得。3结构设计与计算主要是根据拟定的方案、绘制机床各部件装配图，同时画出机床传动系统图、液压系统图和电器系统图，并进行必要的计算。4零件图设计与编写技本文件绘制全部专用件的工作图和通用件的补充加工图，并进行必要的计算。装配图和零件图应经工艺审查和标进化审查，有时还须再按已设计完的

18、零件重新绘制部件装配图和机床外观图，最后编写技术文件。技术文件的名称和内容有：1）专用件、通用件、标准件和外购件明细表。2）设计说明书或技术设计书。包括机床总体方案及主要结构方案的选择理由、计算、动力计算和零件计算。3）机床使用明书。包括机床技术件能、用途，各部件构造说明，机床的调整、润滑与维护，常见故障的消除方法，机床的运输、安装与试车，滚动轴承表，电气设备表，附件及备件表，易损件零件图，验收标难及精度检验记录表等。5试制鉴定工作图设计完成后，如果是通用机床须先试制一台样机进行试验鉴定，如果是专用机床由于它的生产数量一般很少，有时仅制造一台，因此没有单独的样机试制阶段。以上几个阶段有相对独立

19、性，但又是密切联系的，每个阶段的具体内容可以根据机床的性质和设计工作的具体情况有所不向，也可以根据设计工作的需要划分为较少或较多的阶段，以使设计周密地、全面地、有秩序地进而确保设计质量和进度。2.1机床的选择 对机床所要担负的用途进行分析就可以将它们分为两类。一类是一般用途的，另一类是专用的或有限用途的机床。一般用途的机床显然必须具有较大的适应性，以包括预料到的各种情况。专用的或有限用途的机床通常是高生产率的类型，而且是专为担负一种或几种工作而设计的。为了得到更为具体的设计要求，必须确定机床所欲加工的最大、最小和最深的孔。这些因素将帮助决定主轴的尺寸大小、功率和必须的行程长度。 在选择机床时，

20、所要加工的工件也是一项重要的考虑因素。工件材料影响机床所必须的转速范围，而工件的大小和形状影响工作台的大小和动程，以及它是不是能让该工件在上面旋转。 使钻头或工件进给都是可以的，而且无论谁旋转都成。这几乎完全决定于为该工件所选择的机床。如果工件的形状允许使工件旋转，则旋转工件或旋转刀具只是经济上的问题而不是机械上的问题。当工件旋转时，在装卸工件时必须停下主轴。如果钻削的时间很短，则装卸工件的时间就不恰当地浪费了，而且由于次数频繁的开车与停车，会使电动机和主轴受到过度的磨损。只有当工序间传送的时间相对于钻削时间很短时，工件旋转的办法才能经济。例如枪管那样的长而对称的工件就是这种情况。刀具的临界转

21、速取决于该刀具的长度对直径的比。刀具可能能以最高的转速旋转而不致接近临界点，但若有出现枣核形旋转抖动的可能时，可使用一个或几个导向器来防止。这样的导向器是一个带裂缝的衬套，旋转抖动导向器由于必须随主轴或工作台而移动，它的对准是很关键的。随着高压冷却液刀具应用数量的增加，一些机床制造厂已制成了“组合件”机床部件作为标准产品，它通常包括一套冷却液系统。这些机床可以按很多办法分类，但最简单的分类方法是按工作台和主轴的运动方式来分。对于单轴线、二轴线、或三轴线的运动，几乎具有工作台和运动的任何组合，也可使工作台固定而主轴带动刀具作进给运动。显然，本课题研究的是专用机床，因为所要加工的零件是非回装体并且

22、加工零件的体积大，因此在结构上与回转体深孔加工机床有明显的差别。一般的回转体和小型非回转深孔加工机床多以卧式为主，而大型的非回转体深孔加工机床多为立式。根据所加工的零件决定选用立式机床，而立式深孔加工机床常见的形式有两种，一是（以下都以右手坐标系为准）工作台Z轴和Y轴方向的运动，刀具做X轴方向的运动，二是工作台做Y轴方向的运动，刀具做X轴和Z轴方向的运动。两种结构的区别在于，当零件的重量较大时，工作台的结构设计将变的比较复杂，而且对负责工作台做升降运动的电机的功率要求也会相应的提高。显然，对于本课题来说选择后一种方案要优于前者。机床的主俯视图如图2.1a、b所示。另外还有一种工作台做回转运动的

23、深孔加工机床，但是它一般用于加工桶形零件所以，本设计不于考虑这种方案。本设计中深孔加工机床的要组成部分包括工作台、溜板、立柱、主轴箱、床身五部分。(a) (b)图 2.1 机床外观图2.2 主传动的功用、主要组成部分、设计要求：机床主传动是实现机床主运动的传动。其功用是：1.将一定的动力由动力源传递给执行件(如主轴或工作台)； 2.保证执行件具有一定的转速(或速度)和足够的转速范围； 3.能够实现运动的开停、变速、换向和制动等。机床主运动为变速回转运动时，其主传动的主要组成部分有：1.动力源、电动机或液压马达；2.主轴组件，包括主轴、主轴支撑和主轴传动件等；3.变速装置，用于实现主轴各级转速的

24、变换；4.开停装置，用于控制主轴的启动与停止；5. 操纵机构，实现主运动开停、变速、换向及制动等；6.润滑与密封装置；7.箱体等。有的机床主传动还有：定比传动机构；制动装置，用于实现主轴的的制动；换向装置，用于改换主轴的转向。主传动设计的一般要求是：1.主轴具有需要的转速和足够的转速范围、转速级数，能够实现运动的开停、变速、换向和制动，以满足机床的运动要求；2.主电动机具有足够的功率，全部机构和元件具有足够的强度和刚度，以满足机床的动力要求；3.主传动的有关机构，特别是建轴组件要有足够的精度、抗振性、温升和噪声要小，传动效率要高，以满足机床的工作性能要求；4.操纵灵活可靠，调整维修方便，润滑密

25、封良好，以满足机床的使用要求；5.结构简单紧凑，工艺性好，成本低，以满足经济件要求。2.3 主传动方案内容 确定机床主传动的运动参数和动力参数之后，还需要选择主传动方案，主要内容包括：选择主传动布局，选择变速、开停、制动和换向方式。主传动方案对主传动的运动设计、动力设计和结构设计有重大影响，因此应根据机床的使用要求和结构功能综合考虑，通过调查研究和参考同类型机床，初拟几个可行方案的主传动示意图，经分析讨论，选择先进合理方案。2.3.1 主传动布局方式对于有变速要求的机床主传动，可以分为集中传动式和分离式两种布局方式：1.集中传动式布局 是把主轴组件和主传动的全部变速机构集中装于同一个箱体内（将

26、该箱形部件称为主轴变速箱）。优点是结构紧凑，便于实现集中操纵；箱体数少，安装、调整方便。缺点是：传功件的震动和发热会直接影响主轴的的工作精度，降低加工质量。2.分离传动式布局 箱体内(将该两个箱形部件分别称为主轴箱和变速箱)。优点是：变速箱中的热量和振动不易传给主轴，减小主轴的热变形和振动；主轴箱采用背轮传动时，主轴由带传动直接得到高转速。故运转平稳，加工表面质量高。缺点是：箱体数目多，加工、装配工作量大，成本较高。传功带放在传动链后面时，因低速传递扭距大，容易打滑；更换传动带不方便。应根据机床的用途、类型和规格，合理选挥主传动布局方式。通常，集中传动式布局适于普通精度的中型和大型机床(如摇臂

27、钻床、旧式车床和升降台铣床等)；分离传动式布局适于中、小型高速或精密机床(如精密卧式车床)。在本设计中，非回转体深孔加工机床钻头转速变化并不复杂，因此可以通过带传动直接把主轴和电机主轴连接起来，有无级变速伺服电机实现钻头转速的变化。这样不但满足了转速的要求，而且简化了主传动部分的结构，减轻了主传动部分的重量，减小了立柱承受的重量，有利于降低立柱的变形程度。由此主传动的布局也相应的采用集中式布局。2.4 进给传动系统2.4.1 进给传动系统的特点(1)进给运功的速度 进给运动的速度比较低，进给力也较小，所需的功率也小，一般进给运动消耗的功率Pl与主运动切削功率P0之比为：对于车床、钻床 P1/P

28、0 =1.5-2.5对于铣床 P1/P0 =15一25因此在进给运动与主运动共用一个电机时，进给功率可以不计，当用单独进给电动机时其电动机的功率可类比同类型的机构确定。由于进给速度低，故采用大降速比的传动机构，如丝杠螺母机构，涡轮副行星机构等，这些机构的传动效率低。此外，对传功机构精度要求也比主运动件的精度低一些，但是内联系传动链例外。(2)进给运动数目 进给运动数目较多，如卧式镗床有工作台纵、横两个方向的进给运动，主轴箱的垂直方向进给运动、轴向进给运动和转盘刀架的径向进给运动等五个进给运动。进给运动由于实现的动作较多，需要相应功能的机构实现。如操纵机构用以实现起动与停止、变速与换向、运动的分

29、配等。(3)进给运动的传动 进给运动为恒扭距传动，进给传功系统的负荷与主传动不一样。以重负荷粗加工为例，当切削深度较大时，应采用较小的进给量，当切削深度较小时，应采用较大的进给量，所以在采用各种不同进给量时，切削分力大致相同，都有可能达到最大进给力，因而得到结论在使用各级进给量时，进给传动系统最后输出轴的扭距可以近似地认为相等，都可能达到最大值，这即是进给运动恒扭距工作的特点。2.5 支承件的功用及基本要求一、支承件的功用机床的支承件主要是指床身、立柱、横梁、底座等大件。这类大件的作用是支承其他机床零部件、保持它们的相互位置、承受各种作用力等。如车床床身支承着床头箱、进结箱、溜板箱、刀架、光杠

30、和丝杠，有时还支承中心架或跟刀架等。它不仅承受重力，还承受切削力、摩擦力、夹紧力等。支承件上除了装有各种零部件外，其内部空间常作为切削液、润滑液的储存器或液压油的油箱，有时电动机和电气箱也放在它里面。此外，支承件一般附有导轨，导轨主要起导向定位作用，所以支承件还保证其所支承的部件之间有正确的相互位置关系和相对运动轨迹。二、支承件的基本要求支承件的种类很多，它们的形状、尺寸和材料是多种多样的，但是支承件都应满足下列基本要求：1刚度支承件刚度是指其在外载荷作用下抵抗变形的能力。由静力和变形的关系所决定的刚度称为静刚度。而由交变力和变形(即振幅)的关系所决定的刚度称为动刚度。动刚度是衡量抗振性的主要

31、指标之一。一般所说的刚度往往指静刚度。支承件要有足够大的刚度，即在一定的载荷作用下变形量要小于允许值。由于支承件的重量占整台机床的一半左右，因此还应在满足刚度基础上尽量节省材料。2抗振性支承件的抗振性是指其抵抗受迫振动和自激振动的能力。由于支承件上安装主轴箱、刀架等工作部件，因此支承件的振动将影响其上的工作部件，从而影响被加工表面质量和机床生产率。此外，支承件上常有大面积的薄壁结构存在，当薄壁面积超过400400毫米2时，可能产生薄壁振动，常常成为机床噪声的主要原因之一。因此，支承件应有足够大的抵抗受迫振动和自激振动的能力，这就要求支承件具有合乎要求的动态特性。3热变形机床工作时，其中的传动件

32、、轴承与导轨等相对运动件的摩擦热、切削热、液压系统和冷却系统散发的热、周围环境温度的变化等都会引起支承件温度变化，从而产生热变形破坏了部件之间的相互位置和相对运动关系，影响机床的工作精度和几何精度，因此支承件的热变形是影响机床加工精度的主要因素之一，支承件的热变形可分为均匀温升引起的直线伸长及由于支承件上下成左右两面温度差而引起的热变形。精密机床、自动机床及尺寸大的重型机床中支承件的热变形，对加工精度的影响较大，这是因为精密机床加工精度要求高，自动机床在加工中不易调整以及重型机床较小的温差也能引起较大的误差的缘故。一般须通过控制发热或使热量匀分布及改善支承件散热条件等措施来减小热变形及其对精度

33、的影响。4.内应力 支承件在焊接、铸造和粗加工的过程中，在材料内部形成内应力，导致支承件变形。在使用中，由于内应力重新分布和逐渐消失可能使变形增大，超出机床允许的误差范围。因此设计支承件时应从结构上保证其内应力小，例如，对于铸造的床身、立柱等大件，在结构设计上应使床身各部分的金属分布均匀，尽可能避免较薄部分向较厚部分突然转换的过渡面，在铸铁中加镍和铬可提高床身的耐磨性，并使内应力减小，在制造支承件时，须进行时效处理。2.6 导轨的功用、分类及基本要求 一、导轨的功用及导向原理导轨主要用来支承和引导运动部件沿着一定的轨迹运动。机床上两相对运动部件的配合面组成一对导轨副，其中，不动的配合面称为固定

34、导轨，运动的配合面称为运动导轨。在运动部件(如工作台)与固定不动的部件(如床身)之间只许有一个自由度。为此导轨副必须限制运动部件的其它五个自由度。如图2.14a所示，利用一条导轨面较窄的矩形、三角形或燕尾形导轨副，可限制住运动部件的四个自由度，即沿Y、Z轴方向的移动和绕Y、Z轴的转动。若在该导轨副旁边加一条相平行的导轨副(图2.14b)，便可限制住运动部件绕X铀转动。图2.14 导向原理二、导轨的分类1、按运动轨迹分(1)直线运动导轨 导轨副的相对运动轨迹为一直线，如普通车床的床鞍和床身之间的导轨。(2)圆周运动导轨 导轨副的相对运动轨迹为一圆，如立式车床的工作台和底座之间的导轨。2、按工作性

35、质分(1)主运动导轨 运动导轨是完成主运动的，运动速度高，如插床、牛头刨床上的滑枕导轨及立式车床的工作台导轨。(2)进给运动导轨 运动导轨是完成进给运动的，运动速度低，如普通车床的床鞍导轨及铣床工作台的导轨。(3)调整导轨 它是实现部件之间相对位置调整用的，如车床尾架与床身相配合的导轨。当机床切削工作时，运动导轨紧固在固定导轨上不动，所以对这种导轨的耐磨性和速度要求较低。3、按摩擦性质分(1)滑动导轨 两导轨工作面之间的摩擦性质为滑动摩擦，其中有普通滑动导队液体动压导轨、液体静压导轨。(2)滚动导轨 两导轨工作面之间为滚动摩擦，它由导轨面间的滚珠、滚柱或滚针等滚动体实现，在进给运动导轨中用得较

36、多。4、按受力愤况分(1)开式导轨 靠外载荷和部件自重作用，使两导轨面在全长上保持贴合的称为开合式导轨，如图2.15所示的a、b面。(2)闭式导轨 如果作用力P不够大，又有一个较大的颠覆力矩M作用在运动部件上，此时必须增加辅助导轨面e,才能保证主导轨面c、d贴合，这样的导轨称为闭式导轨(图2.15b)。图2.15 开式导轨和闭式导轨三、对导轨的基本要求1、导向精度导向精度主要是指运动部件沿导轨运动时的直线度(对直线运动导轨)或圆度(对圆周运动导轨)。导轨的几何精度直接影响导向精度，因此在导轨检验标准中对纵向直线度及横向直线度(扭曲)都有规定。影响导向精度的主要因素除制造精度外，还有导轨的结构型

37、式、装配质量、导轨及其支承件的刚度和热变形等，对于动压导轨和静压导轨，还有油膜的刚度。2、耐磨性运动导轨面沿固定导轨面长期运行会引起导轨不均匀的磨损，破坏导轨的导向精度从而影响加工精度。例如，普通车床的铸铁导轨在润滑较差时，前导轨靠近床头箱的一段，每年磨损量达0.20.3毫米，这样就破坏了刀架的移动直线度及对主轴的平行度，加工精度也就下降，与此同时也增加了溜板箱上开合螺母与丝杠的同轴度误差，加剧了螺母和丝杠的磨损。一般情况下，导轨修理工作量约占机床大修工作量的3050，因此，耐磨性直接影响机床的精度保持性，是导轨设计制造的关键，也是衡量机床质量好坏的重要标志。必须提高导轨的耐磨性，尽可能减小导

38、轨的磨损的不均匀程度，并使磨损后能自动补偿或调整。本团队全部是在读机械类研究生，熟练掌握专业知识，精通各类机械设计，服务质量优秀。可全程辅导毕业设计，知识可贵，带给你的不只是一份设计，更是一种能力。联系方式：QQ712070844，请看QQ资料。4 结论 本学期的课程设计使我学会了很多的知识。首先，通过自身的实践我逐步的把所学的理论知识与实际结合起来，使自己对所学的专业有了更深入的认识。同时对机械装备的制造有了进一步的了解。其次，在这期间我学会了如何更好的收集和查阅资料，并且更好的掌握了机械设计和制造类专业常用的几种软件。最后，通过本学期的设计，我更加充分的认识到了以前学习中的不足，这对我在以

39、后工作时给自己进行明确的定位有很大帮助，有利于自身更好的发展。参考文献1 王峻.现代深孔加工技术,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，20052 金属切削机床设计编写组. 金属切削机床设计（修订本）.北京:1985年05月第1版3 南京航空学院,北京航空学院等合编.金属切削机床构造与设计.北京:1984年12月第1版4 李元奇.计算机辅助机床设计.上海:1988年07月第1版5 上海纺织工学院,哈尔滨工业大学,天津大学主编.机床设计图册.北京:1979年12月第1版6 上海纺织工学院,哈尔滨工业大学,天津大学主编.金属切削机床设计与计算上海:1975年11月第1版 7 大连组合机床研究所编.组合机床

40、设计参考图册.大连:1975年11月第1版8 孙靖民编.金属切削机床设计.上海:1955年9 苏.塔尔基曼诺夫.金属切削机床设计.苏联:1990年02月第1版10 李洪.机械制造工艺金属切削机床设计指导.南京:1989年03月第1版11 湖南大学机械系机制教研室.机床设计.湖南:1979年05月第1版12 机械工业沈阳教材编委会.机床课程设计答辩指南.东北工学院.沈阳:1990年05月第1版13 机床设计手册编写组.机床设计手册 1通用标准资料.北京:1978年12月第1版14金属切削理论与实践编委会. 中册.北京:北京出版社. 1985:51051515 王世清，朱林，孔加工技术.北京:石油

41、工业出版社. 200316 (美)斯温哈特编辑、管光晋译.深孔加工.北京：国防工业出版社. 1974：5030017 曹桄,学满.金属切削机床挂图缩印本.上海:交通大学出版社.1985：1318 K. Weinert, O. Webber, A. Busse, M. Husken, J. Mehnen, and P. Stagge. Experimental investigation of the dynamics of the BTA deep hole drilling process. Production Engineering Research and Development in Germany, VIII(2), 200119 王峻.20世纪深孔加工技术的兴衰及新突破介绍SIDE深孔加工集成技术.机械管理开发.200420 翁世修，王良申.金属切削机床设计指导.上海:上海交通大学出版社.198721 德Hans Knoll、Peter Streicher.深孔钻床的结构原理.组合机床通讯.1979.4:25622 成大先等.机械设计手册第3版.北京:化学工业出版社.1994