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辽宁工程技术大学毕业设计（论文）

序言

金属切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法，是机械制造行业中最基

本的加工方法，金属切削加工过程是由金属切削机床来实现的。金属切削机床是用切削的

方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。

在现代机械制造行业中，随着加工零件方式多样化及工艺合理化的发展的要求，加工

零件的方法也呈现出多样化，如：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压和

辊轧等，在这其中机床切削加工的工作量约占总制造工作量的40%～60%(其中钻床占

11.2%),所以在目前的机械制造行业中金属切削机床是主要的加工设备。而机床的技术性能

又直接影响机械制造行业的产品质量和劳动生产率，所以为了提高国家的工业生产能力和

科学技术水平，必须对机床的发展作出新的要求。

随着机械工业的扩大和科学技术的进步，尤其是计算机的出现和数控技术的发展，我

国的机械制造行业正朝着立式化、精密化、高效率和多样化的方向发展。

我国机床工业自1949年建立以来，虽然在短短的时间内取得了很大的成就，但与世

界先进水平相比还有较大的差距。就现状看，主要表现在：我国机床工业起步晚、技术不

成熟；大部分高精度和超精度机床的性能还不能满足要求，精度保持度也差，特别是高效

[8]

立式化和数控机床的产量、技术水平和质量等方面都明显落后。据有关部门统计我国数

控机床的产量仅是全部机床产量的1.5%，产值数控化仅为8.7%（至1990年底）；我国数

控机床基本上是中等规格的车床、铣床和加工中心等，而精密、大型、重型或小型数控机

床还远远不能满足要求；另外我国机床在技术水平和性能方面的差距也很明显，机床理论

和应用技术的研究也明显落后。所以我们要不断学习和引进国外先进科学技术，大力发展

研究，推动我国机床工业的发展。

由以上现状分析我们可以看出，在机床加工中钻床的加工工作量在总制造工作量中占

有很大的比重。钻床为孔加工机床，按其结构形式不同可以分为摇臂钻床、立式钻床、卧

式钻床、深孔钻床、多轴钻床等。主要用来进行钻孔、扩孔、绞孔、攻丝等。长期以来我

国的机械制造工业中孔类加工多数由传统钻床来完成，但是传统的钻床在大批量生产时存

在许多的不足之处：

立式化程度不高，难以进行大批量的生产；

(1)

工作效率低，且工人的工作环境恶劣；

(2)

占用人力较多，操作固定不易出错；

(3)

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阀盖4×φ14通孔钻削专机总体结构、夹具及液压系统设计

精度不高，工件装夹费时；

(4)

加工产品质量不高；

(5)

针对以上传统钻床的不足之处及生产中存在的问题，我们有必要对传统钻床进行结构

改进。通过对传统钻床手动的进给系统、夹紧系统及人工送料系统的改进和设计，从而提

高产品质量和生产效率，实现立式化，降低劳动强度及工作量。

当前传统钻床问题的存在主要在于立式化程度、生产效率、工作环境及产品质量。在

生产过程中，手动的操作、繁锁的装夹、大量生产力的投入和单一的生产流程导致了钻床

加工的立式化程度低、生产效率低、工作环境恶劣和产品质量不高，因此，我们要解决的

问题在于如何实现钻床加工的立式化、减少生产力的投入生产和与其它工艺流程相结合，

同时也要考虑经济问题。

经过分析，我们可以从机构设计和控制系统两方面去考虑。通过对钻床机构的改造来

实现立式化控制的要求，提高产品的加工精度及质量；通过导入先进的控制系统来进行立

式操控，从而实现立式化，便于导入到其它生产流程中去。为了解决问题和便于设计改造，

我们将钻床分为传动系统、进给系统、夹紧系统、送料系统和控制系统五个部分，下面分

别对各部分的问题提出解决方案：

(1)传动系统为满足改进后的加工及工作要求，在做出相应的计算后对传动系统进行

改进和调整。

(2)进给系统传统的钻床主轴进给系统主要由主轴、主轴套筒、主轴套筒镶套、齿轮

齿条和轴承等组成。主轴在加工时即要作旋转运动，也要作轴向的进给运动。机床主轴被

装置在主轴套筒内，套筒放置在主轴箱体孔的镶套内，主轴上侧由花键连接