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1引言本次毕业设计是为了让我们更清楚地理解钻床的工作原理以及对CAD软件的使用，为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础，最后，我们在此次毕业设计中学会了学习的知识怎么用实践来证实与巩固。钻床技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式，产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化技术参与国际竞争。钻床技术是制造实现自动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。此毕业设计让我们毕业生更好的熟悉钻床，确定钻床的工作原理，为走上工作岗位打下基础。1.钻床1.1钻床结构Z37摇臂机床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等部分组成。内立柱固定在底座上，在它外面套着空心的外立柱，外立柱可绕着不动的内立柱回旋一周。摇臂一段的套筒部分与外立柱滑动配合，借助于丝杠，摇臂可沿着外立柱上下移动，但两者不能作相对转动，因此摇臂与外立柱一起相对内立柱回旋。主轴箱是一个复合的部件，它包括主轴及主轴旋转和进给运动（轴向前进移动）的全部传动变速和操作机构。主轴箱安装于摇臂的水平轨道上，可通过手动操作使它沿着摇臂上的水平导轨作径向移动。当需要钻削加工时，可利用加紧机构将主轴箱禁锢在摇臂轨道上，摇臂禁锢在外立柱上，外立柱禁锢在内立柱上，以保证加工时主轴不会移动，刀具也不会震动。1.2钻床的运动形式主轴箱安装于摇臂的水平轨道上，可通过手动操作使它沿着摇臂上的水平导轨作径向移动。当需要钻削加工时，可利用加紧机构将主轴箱禁锢在摇臂轨道上，摇臂禁锢在外立柱上，外立柱禁锢在内立柱上，以保证加工时主轴不会移动，刀具也不会震动。（1）摇臂钻床的主运动是主轴带动钻头的旋转运动；2（2）进给运动是钻头的上下运动；（3）辅助运动是指主轴箱沿摇臂水平移动、摇臂沿外立柱上下移动以及摇臂连同外立柱一起相对于内立柱的回转运动。1.3钻床电气拖动特点Z37钻床的运动部件较多，为了简化传动装置，采用四台电机拖动，它们分别是：主轴电机（M1）,摇臂升降电机（M2），液压泵电机（M3）和冷却泵电机（M4）这些电动机都采用直接启动方式连接。为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围，一般情况下游机械变速机构实现。主要变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。Z37摇臂钻床的主运动和进给运动为主轴的运动，为此这两项运动有一台主轴电动机拖动，分别经主轴传动机构，进给传动机构实现主轴的旋转和进给。在加工螺纹时，要求主轴能正反转。摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法实现。因此主轴电动机仅需要单向旋转。1.4钻床原理图说明1.4.1主线路图分析：器控制。M1是主轴电动机由接触器KM1控制，只要求能单方向旋转。电动机型空机Q1能Z37摇臂钻床共有四台电动机，冷却泵电动机为开关直接启动，其余三台电动机采用接触起到过载、短路、启动电流过大保护，而热继电器FR1也起过载保护的作用，这样就形成了一个双重保护的作用。M2是摇臂升降电动机，装设于主轴顶部，用KM2和KM3来控制正反转。使用电动机型空开Q2进行保护。M3是液压泵电动机，要求能够实现正反转，用KM4和KM5来控制正反转。电路中用电动机型开Q3和继电器FR2进行双重保护。M4是冷却电动机，功率小，直接用开关控制启动与停止。1.4.2控制线路图分析：主轴电动机M1的控制按下启动按钮SB2，则接触器KM1吸合并自锁，是主轴电动机M1启动并连续运行，同时HL3亮。按停止按钮SB1，则接触器KM1释放，是主轴电动机停止旋转，同时HL3熄3灭。摇臂升降控制：摇臂上升按上升按钮SB3，时间继电器KT1通电吸合,它瞬间闭合的动合触头闭合，接触器KM4得电，液压泵电动机M3启动并正向旋转，供给压力油。最后通过液压系统是摇臂松开。同时，活动杆通过弹簧片位置开关SQ2，使其动断触点断开，动合触点闭合。前者切断了接触器KM4的线路电圈，KM4的主触头断开，液压泵电动机停止工作。后者是交流接触器KM2的线圈通电，主触头接通M2电源，摇臂升降电动机启动正向旋转，带动摇臂上升，如果此时摇臂尚未松开，则位置开关SQ2动合触电不闭合，接触器KM2就能吸合，摇臂就不能上升。当摇臂上升到所需位置时松开按钮SB3，则接触器KM2和时间继电器KT1同时断电释放，M2停止工作吗，随之摇臂停止上升。由于时间继电器KT1是断电释放吗，经3秒时间后，其延时闭合的动断触点闭合吗，使接触器KM5吸合吗，液压泵电动机反向旋转，随之泵内压力油经分配阀进入摇臂的“夹紧油腔”，摇臂夹紧。在摇臂夹紧的同时，活塞杆通过弹簧片是位置开关SQ3的动断触点断开，KM5断电释放，最终停止M3工作，完成了摇臂松开、上升、夹紧的整套动作。限位开关SQ1和SQ2用做摇臂升降超程保护。上升到限位时，压断SQ1，接触器KM2断电释放，M3停止工作，摇臂下降停止。摇臂的自动夹紧油位置开关SQ3控制。如果液压夹紧系统出现故障，不能自动将摇臂夹紧，或由于SQ3位置调整不当，在摇臂夹紧后不能SQ3动断触点断开，都会使液压泵电机因长时间过载而损坏。因此，电路中设有热继电器FR2和电动机型控开关Q3，其整定值应根据液压电动机M3的额定电流进行调整。立柱和主轴箱的夹紧与放松控制立柱和主轴箱的放松及可以同时进行，也可以单独进行，由转换开关和复合按钮SB5进行控制。SA有三个位置。扳到中间位置，立柱和主轴箱的松开同时进行；扳到左边位置时，立柱夹紧；扳到右边位置时，主轴箱夹紧。复合开关SB5是松开控制按钮，SB6是夹紧控制按钮2.CAD2.1CAD简介4AutoCAD是由美国Autodesk欧特克公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术而开发的绘图程序软件包，经过不断的完美，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。MacromediaCaptivate软件是屏幕录制软件，它是专业的教学软件工具，对于制作交互教学课件真是一个经济且不错的选择。它可迅速地以多种格式来创建交互演示和拟。本课件的实例讲解部分即用此软件进行绘制图形并使用视频录制软件进行录制，以实例的形式讲解，将绘图、编辑、文字、标注等命令融入到实例中，既说明了命令的功能，又在学习过程之中掌握命令的使用方法和使用技巧。2.2CAD作用AutoCAD是通用的计算机辅助设计和绘图软件，广泛应用于多种行业。AutoCAD视频上机实验指导系列课件是由浅入深包括绘制与编辑二维图形、图层设置、面域与图案填充、三维图形的绘制以及文字标注、尺寸标注、编辑等一些工具命令的讲解，以实例的方式既说明了命令的功能，又在学习过程之中掌握命令的使用方法和使用技巧。此外，还使用了MacromediaCaptivate1.1.1290中文版软件进行了视频课件的制作，通过制作视频课件，学生不仅能够掌握视频录制软件的使用，在录制过程中促进学生自主掌握AUTOCAD的能力。通过该视频课件的制作，培养学生综合运用知识的能力和学生自学、处理问题和解决实际问题的能力，以及激发学生自主学习的兴趣。该课件主要分为三个部分。第一部分为绘制与编辑平面图形的基本命令和工具的使用部分，第二部分为穿插命令结合讲解的二维图形的绘制部分，第三部分为三维图形的绘制部分。每一部分都用相应的由浅入深的实例来讲解，以便达到更好的学习效果。2.3CAD功能计算机辅助设计指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称CAD。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。系统功能：5(1)设计组件重用(2)简易的设计修改和版本控制功能(3)设计的标准组件的自动产生(4)设计是否满足要求和实际规则的检验(5)装配件(6)工程文档的输出，(7)设计到生产设备的直接输出(8)到快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输出基本功能：平面绘图。能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。绘图辅助工具。AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。编辑图形。AutoCAD具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。标注尺寸。可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。书写文字。能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。图层管理功能。图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。三维绘图。可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。网络功能。可将图形在网络上发布，或是通过网络访问AutoCAD资源。数据交换。AutoCAD提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。二次开发。AutoCAD允许用户定制菜单和工具栏，并能利用内嵌语言Autolisp、VisualLisp、VBA、ADS、ARX等进行二次开发2.4CAD系统组成通常以具有图形功能的交互计算机系统为基础，主要设备有：计算机主机，图形显示终端，图形输入板，绘图仪，扫描仪，打印机，磁带机，以及各类软件。工程工作站一般指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交互式计算机系统。它有较强的6计算能力，用规范的图形软件，有高分辨率的显示终端，可以联在资源共享的局域网上工作，已形成最流行的cad系统。个人计算机（pc）系统价格低廉，操作方便，使用灵活。80年代以后，pc机性能不断翻新，硬件和软件发展迅猛，加之图形卡、高分辨率图形显示器的应用，以及pc机网络技术的发展，由pc机构成的cad系统已大量涌现，而且呈上升趋势。图形输入输出设备除了计算机主机和一般的外围设备外，计算机辅助设计主要使用图形输入输出设备。交互图形系统对cad尤为重要。图形输入设备的一般作用是把平面上点的坐标送入计算机。常见的输入设备有键盘、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球、鼠标器、图形输入板和数字化仪。图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝两大类。软拷贝设备指各种图形显示设备，是人机交互必不可少的；硬拷贝设备常用作图形显示的附属设备，它把屏幕上的图像复印出来，以便保存。常用的图形显示有三种：有向束显示、存储管显示和光栅扫描显示。有向束显示应用最早，为了使图像清晰，电子束必须不断重画图形，故又称刷新显示，它易于擦除和修改图形，适于作交互图形的手段。存储管显示保存图像而不必刷新，故能显示大量数据，且价格较低。光栅扫描系统能提供彩色图像，图像信息可存放在所谓帧缓冲存储器里，图像的分辨率较高。cad软件除计算机本身的软件如操作系统、编译程序外，cad主要使用交互式图形显示软件、cad应用软件和数据管理软件3类软件。交互式图形显示软件用于图形显示的开窗、剪辑、观看，图形的变换、修改，以及相应的人机交互。cad应用软件提供几何造型、特征计算、绘图等功能，以完成面向各专业领域的各种专门设计。构造应用软件的四个要素是：算法、数据结构、用户界面和数据管理。数据管理软件用于存储、检索和处理大量数据，包括文字和图形信息。为此，需要建立工程数据库系统。它同一般的数据库系统相比有如下特点：数据类型更加多样，设计过程中实体关系复杂，库中数值和数据结构经常发生变动，设计者的操作主要是一种实时性的交互处理。基本技术主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造技术等。在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。交互式cad系统，指用