一、课题研究目的和意义：
根据所学专业的需要，为了使所学知识得以运用，选择卧式镗床为我的毕业设计题目。
镗床类机床的主要工作是用镗刀进行镗孔，所以叫镗床。主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。
镗床主要分为卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床等。
因为卧式镗床除镗孔外，还可钻孔，扩孔，铰孔。尤其适合大型，复杂的箱体类零件的孔加工。一般情况下，零件可以在一次安装中完成大部分甚至全部的加工工序，所以卧式镗床特别适合于加工形状、位置要求严格的孔系和加工尺寸较大、形状复杂且具有孔系的箱体、机架床身等零件。因此，卧式镗床也是我国重点开发设计的主要机床产品之一。T6112卧式镗床就是在这种背景下应运而生的。由于T6112卧式镗床在性能与结构上的诸多优点，它的应用领域越来越宽广，已形成了比较成熟的设计制造技术。
卧式镗床主要由工作台，主轴箱，前立柱，后立柱，下滑座，上滑座和床身等部件组成。主要可以完成下列工作运动：
1、 镗杆的旋转运动；
2、 镗杆的轴向进给运动
3、 主轴箱垂直进给运动
4、 工作台纵向进给运动
5、 工作台横向进给运动
6、 辅助运动：主轴箱，工作台，在进给方向上的快速调位运动；
通过运用自己所学知识及大量的实际考察和查阅资料，对卧式镗床的传动系统、主轴箱及主轴变速机构进行设计。最终实现卧式镗床的各种加工。
二．文献检索
1.镗床的发展史
最早的镗床设计者——达•芬奇镗床被称为“机械之母”。说起镗床，还先得说说达•芬奇。这位传奇式的人物，可能就是最早用于金属加工的镗床的设计者。他设计的镗床是以水力或脚踏板作为动力，镗削的工具紧贴着工件旋转，工件则固定在用起重机带动的移动台上。1540年，另一位画家画了一幅《火工术》的画，也有同样的镗床图，那时的镗床专门用来对中空铸件进行精加工。
为大炮炮筒加工而诞生的第一台镗床（威尔金森，1775年）到了17世纪，由于军事上的需要，大炮制造业的发展十分迅速，如何制造出大炮的炮筒成了人们亟需解决的一大难题。
世界上第一台真正的镗床是1775年由威尔金森发明的。其实，确切地说，威尔金森的镗床是一种能够精密地加工大炮的钻孔机，它是一种空心圆筒形镗杆，两端都安装在轴承上。
1728年，威尔金森出生在美国，在他20岁时，迁到斯塔福德郡，建造了比尔斯顿的第一座炼铁炉。因此，人称威尔金森为“斯塔福德郡的铁匠大师”。1775年，47岁的威尔金森在他父亲的工厂里经过不断努力，终于制造出了这种能以罕见的精度钻大炮炮筒的新机器。有意思的是，1808年威尔金森去世以后，他就葬在自己设计的铸铁棺内。
镗床为瓦特的蒸汽机做出了重要贡献如果说没有蒸汽机的话，当时就不可能出现第一次工业革命的浪潮。而蒸汽机自身的发展和应用，除了必要的社会机遇之外，技术上的一些前提条件也是不可忽视的，因为制造蒸汽机的零部件，远不像木匠削木头那么容易，要把金属制成一些特殊形状，而且加工的精度要求又高，没有相应的技术设备是做不到的。比如说，制造蒸汽机的汽缸和活塞，活塞制造过程中所要求的外径的精度，可以从外面边量尺寸边进行切削，但要满足汽缸内径的精度要求，采用一般加工方法就不容易做到了。
斯密顿是十八世纪最优秀的机械技师。斯密顿设计的水车、风车设备达43件之多。在制作蒸汽机时，斯密顿最感棘手的是加工汽缸。要想将一个大型的汽缸内圆加工成圆形，是相当困难的。为此，斯密顿在卡伦铁工厂制作了一台切削汽缸内圆用的特殊机床。用水车作动力驱动的这种镗床，在其长轴的前端安装上刀具，这种刀具可以在汽缸内转动，以此就可以加工其内圆。由于刀具安装在长轴的前端，就会出现轴的挠度等问题，所以，要想加工出真正圆形的汽缸是十分困难的。为此，斯密顿不得不多次改变汽缸的位置进行加工。
对于这个难题，威尔金森于1774年发明的镗床起了很大的作用。这种镗床利用水轮使材料圆筒旋转，并使其对准中心固定的刀具推进，由于刀具与材料之间有相对运动，材料就被镗出精确度很高的圆柱形孔洞。当时、用镗床做出直径为72英寸的汽缸，误差不超过六便士硬币的厚度。用现代技术衡量，这是个很大的误差，但在当时的条件下，能达到这个水平，已经是很不简单了。
但是，威尔金森的这项发明没有申请专利保护，人们纷纷仿造它，安装它。1802年，瓦特也在书中谈到了威尔金森的这项发明，并在他的索霍铁工厂里进行仿制。以后，瓦特在制造蒸汽机的汽缸和活塞时，也应用了威尔金森这架神奇的机器。原来，对活塞来说，可以在外面一边量着尺寸，一边进行切削，但对汽缸就不那么简单了，非用镗床不可。当时，瓦特就是利用水轮使金属圆筒旋转，让中心固定的刀具向前推进，用以切削圆筒内部，结果，直径75英寸的汽缸，误差还不到一个硬币的厚度，这在当对是很先进的了。
1.4 工作台升降式镗床诞生（赫顿，1885年）在以后的几十年间，人们对威尔金森的镗床作了许多改进。1885年，英国的赫顿制造了工作台升降式镗床，这已成为了现代镗床的雏型。
2、国外镗床行业发展的现状
镗削加工是一种比较传统的加工方法。目前，在21世纪初期，美、德、日等各国镗床的发展历史，大致可分为以下三个阶段：
(1)二十世纪初期，即镗床的诞生阶段。
(2)到二次大战前，这是镗床行业从诞生到形成较完整体系的阶段。
(3)从二次大战到现在，是镗床的质量、性能、水平大发展的阶段。
目前，随着电子技术、计算机、自动化、控制测量技术和材料工业的发展，国外镗床的控制技术、镗削工艺、结构设计及外围设备均有了新的发展，达到了与70年代明显不同的新高度。其主要发展现状和趋势归纳如下：
(1)镗床数控技术得到迅速发展。
(2)卧式镗床设计结构和工艺的发展。
(3)向柔性化、无人化、超精密化的开拓性研究 。
国外数控镗床及卧式加工中心产品大多以普通卧镗为基型，发展成不同水平的产品。如在普通卧镗上配上不同水平的数控系统后成为不同的数控卧镗。在数控卧镗的基础上，再加上刀库和机械手，成为自动换刀型的产品。最终都将会演变成不同布局和不同精度水平的卧式加工中心产品。
在国外已普及用CAD对机床的基础大件如床身、立柱、滑座等进行优化设计。这样不仅可以大量节约原材料，同时还可缩短设计周期，提高机床的动态特性。更为突出的是，在机床设计中普遍采用模块化设计方法，可较快地开发新品种，满足不同用户的需求。
当新技术、新结构、新材料在机床上大量应用时，使机床技术水平有明显的高，促使加工零件高精度化，高效化和高速化。
3、我国镗床行业发展的现状
经过将近半个世纪的发展，我国镗床行业已经发展成一个具有相当规模、门类齐全、有一定技术水平以及生产能力的金属切削机床行业。
目前，国内最大的TK6925数控落地铣镗床在齐齐哈尔第二机床公司设计制造完成。这次最大的铣镗床是为武汉船用机械厂生产的。是目前同类产品中规格最大，技术含量最高，具有自主知识产权且结构新颖的重型机床，具有十二轴控制，任意四轴联动功能。以落地铣镗床为主体的高技术含量机电一体化重型金切机床装备，已成为齐二机床公司参与市场竞争，实现企业快速发展的支柱性主导优势产品，市场占有率已达85%以上，引领国内数控落地铣镗床快速发展。
由交大昆机科技股份有限公司开发出的TK6111数控铣镗床，填补了我国在台式数控卧式铣镗床上的空白，各项技术性能指标达到国内镗轴直径110mm规格的台式数控卧式铣镗床的领先水平，进一步缩短了与国外同类产品的差距。
我国机床工业已经取得了巨大的成就，但与世界先进水平相比，还有较大的差距，因而我们必须奋发图强、努力工作，学习和引进国外的先进科学技术，以便早日赶上世界先进水平。
三、基本内容、拟解决的主要问题：
3.1设计基本内容：
1. 根据任务书给定的基本技术参数，确定T6112卧式镗床系统设计的总体技术方案。
2. 根据总体技术方案进行主传动系统的设计，轴的设计及其校核，齿轮的设计，主轴轴承的设计与校核，键的设计与校核，以及对驱动系统进行选择设计，完成结构图、部件图和零件图的详细设计。
3.2 拟解决的主要问题包括：
仔细分析了卧式镗床的组成结构及传动系统图，主要针对主轴箱进行了全面细致的研究设计，针对主轴进行了改进，使卧式镗床的应用更为广泛，功能更多，加工的零件精度更高。
四、研究思路和方法
（1） 参阅相关产品的技术资料，如木片工作手册等，设计出若干种实现设计任务的技术方案。分析和比较各方案的优缺点，综合考虑性能和经济性，从中优选确定本课题的总体技术方案。
（2） 完成各功能部件的结构设计和零部件选型，如机构方案设计、驱动电机选型。
（3） 进行对主轴箱各组成部件的结构尺寸的计算、强度校核、验算过程、驱动系统的选择等。
（4） 完成总装配图、部件图、零件图设计和说明书的撰写。
五、设计进度安排
1、2月27日~3月27日 调研及收集相关资料；
2、3月28日~4月12日 方案设计、审查和确定，撰写开题报告；
3、4月13日~5月20日 绘制图纸和撰写设计说明书；
4、5月21日~5月27日 统一打印
5、5月28日~6月 9 日 提交图纸，说明书，图审及修改；
6、6月10日~6月15日 毕业答辩。
六、查阅的主要文献
[1] 贾亚洲. 金属切削机床概论. [M] 吉林大学: 机械工业出版社，2007.7
[2] 吴宗泽.罗圣国.机械设计(课程设计)手册.[M]第二版 高等教育出版社，2007
[3]王晶.机械原理与设计.高等教育出版社，2007.7.
[4]戴泽墩.工程力学.北京理工大学出版社，2009.1.
[5]张英杰.CAD.CAM原理与应用.高等教育出版社，2007.4.
[6] 刘品.刘哲. 机械精度设计与检测基础. [M] 第四版 哈尔滨工业大学出版社，2006
[7] 刘涛.刘伟. 变速器壳体加工组合机床设计[J]. 组合机床与自动化加工技术，2005
[8] 王三民. 机械原理与设计课程设计[M]. 北京：机械工业出版社，2005.1
[9] Koren Y, Heisel U , Jovine F , et al. Reconfigurable manufacturing systems[M]. Annals of the CIRP , 2004． |
