1、武漢理工大學本科生畢業設計（論文）開題報告1、 目的及意義（含國內外的研究現狀分析）在三峽電站中，由于其水輪機座環的尺寸和重量非常大，分6瓣運至工地后調整安裝并在混凝土澆筑后對座環與頂蓋和底環的聯接面等進行現場加工。為了確保基礎環與底環,頂蓋與座環的正確、可靠連接以及機組軸線和導葉斷面間隙符合設計要求，必須用專用鉆床進行現場鉆孔和攻絲。專用鉆床的設計最主要是考慮被加工零件的特殊性和鉆床加工動作的特殊要求，工作環境和效率要求等，還要考慮鉆床結構合理，運輸方便，經濟成本等因素。我們的目的是鉆頭除了能實現鉆孔，攻絲，鈲絲等加工動作外，還要能實現水平面內繞X、Y軸轉動5，從而能夠實現回擺調整。搖臂鉆床

2、的特點是主軸箱可在搖臂上移動，并隨搖臂繞立柱回轉的鉆床（見圖）。搖臂還可沿立柱上下移動，以適應加工不同高度的工件。較小的工件可安裝在工作臺上，較大的工件可直接放在機床底座或地面上。搖臂鉆床廣泛應用于單件和中小批生產中，加工體積和重量較大的工件的孔。搖臂鉆床加工范圍廣，可用來鉆削大型工件的各種螺釘孔、螺紋底孔和油孔等。搖臂鉆床的主要變型有滑座式和萬向式兩種。滑座式搖臂鉆床是將基型搖臂鉆床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身導軌移動，以擴大加工范圍，適用于鍋爐、橋梁、機車車輛和造船等行業。萬向搖臂鉆床的搖臂除可作垂直和回轉運動外，并可作水平移動，主軸箱可在搖臂上作傾斜調整，以適應工件各部位的加工。此外

3、，還有車式、壁式和數字控制搖臂鉆床等。搖臂鉆床主要由底座、內立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺等部分組成。內立柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可繞內立柱回轉360度。搖臂的一端為套筒，它套裝在外立柱做上下移動。由于絲桿與外立柱連成一體，而升降螺母固定在搖臂上，因此搖臂不能繞外立柱轉動，只能與外立柱一起繞內立柱回轉。主軸箱是一個復合部件，由主傳動電動機、主軸和主軸傳動機構、進給和變速機構、機床的操作機構等部分組成。主軸箱安裝在搖臂的水平導軌上，可以通過手輪操作，使其在水平導軌上沿搖臂移動。專用鉆床的設計最主要是需要考慮被加工零件的特殊性和鉆床加工動作的特殊要求，工作環境和效率要求

4、等，還要考慮鉆床結構合理、運輸方便、經濟成本等因素。該鉆用鉆床的加工工件體積重量遠遠超過鉆床本身且固定不能移動，需要調整鉆床位置來適應加工孔位置的要求。確定鉆床的設計方案，首先要對設計要求進行分析，分析其對于相對于普通鉆床結構和功能的相同和不同之處。綜合考慮，總體方案采用搖臂鉆床的形式，然后根據關鍵的加工動作對相應的零部件結構進行改造。滑座、橫臂及其上主軸箱、減速器等總質量非常大，滑座要沿立柱上下移動，需要的驅動力也就非常之大了，要減小驅動電機荷載節約能源，需要對滑座及其承擔的所有零部件總質量進行平衡，平衡方式有很多種且優缺各異。因此，要進行合理選擇。專用鉆床的關鍵動作包括鉆頭加工位置調整以及

5、轉軸主軸線角度調整。前者之于普通鉆床沒有太大本質區別，不過由于第二關鍵動作的存在，前一個動作的實現不得不有所不同，比如采用主軸箱與橫臂一起移動等。后者則是該鉆床設計最為關鍵和特別之處，主要是因為加工的工件固定不動，不能像普通工件那樣進行裝夾定位調整，這就需要鉆頭除能實現鉆孔、攻絲等加工動作外，還要能實現水平面內繞X、Y軸轉動5長期以來，我國大型水電站加工水輪機座環螺孔的專用鉆床一直依賴進口，實現該類鉆床的自主研制具有重大的工程應用價值和良好的市場前景。同時也是對我們的設計能力進行鍛煉，特別是專用鉆床的設計，對我們以后在工作崗位上進行獨立的創新設計給予很大的鍛煉。2、基本內容和技術方案根據設計的

6、特殊要求，主軸箱除能傳遞主電機致鉆頭的加工動力實現鉆頭加工動作（旋轉和上下進給）外，還要實現水平面內分別繞X、Y軸轉動5的轉動調整，使鉆頭主軸線與加工孔軸線的重合。通過調整主軸箱水平面內繞X、Y軸的轉動帶動鉆頭實現主軸線調整，同時保證主軸箱傳動時主電機至鉆頭的加工動力傳動能力。這就需要對動力進入主軸箱以及主軸箱與橫臂連接進行巧妙的設計，在連接處增加一個三通裝置就能同時滿足這兩個要求。通過渦輪蝸桿機構傳動傳動比較合理。當轉動手輪時，蝸桿也會一起轉動，同時帶動蝸輪轉動，而分別固定在蝸輪和蝸桿上的兩個部件會相對擺動。用蝸輪蝸桿機構來實現主軸箱擺動主要有兩方面的原因：主軸箱的擺動幅度不大，利用蝸輪蝸桿

7、的大傳動比，使主軸箱擺動的調整精度更高。一般主軸箱系統的質量很大，在這里手動調整，同樣利用蝸輪蝸桿的大傳動比，時操作人員在轉動手輪時不會很費力。在橫臂上安裝兩套此種裝置可使主軸箱實現兩個方向上的擺動。該鉆用鉆床的加工工件體積重量遠遠超過鉆床本身且固定不能移動，需要調整鉆床位置來適應加工孔位置的要求。綜合起來考慮，座環專用鉆床的具體研究內容如下：要求鉆床橫臂能繞立柱轉動450，橫臂沿立柱上下移動形成Z=1500mm，主軸箱橫向行程X=1000mm，保證鉆床移動一個位置能多加工個孔；要求鉆床在水平面內能在X和Y兩方向上實現50的擺動，保證鉆頭軸線與將要加工孔的軸線的重合度。我需要做的是以下內容：擬定主軸箱回擺調整部件的總體方案，要求能實現主軸箱的回擺調整（大于5）并主運動傳遞給主軸箱；通過計算，確定主軸箱回擺調整部件的結構和參數，并且對主要零件進行校核。3、進度安排1 2周：了解專用鉆床主軸箱和水電站發電機的有關知識；3周：完成開題報告；46周：完成主軸箱回擺調整部件的裝配