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一 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況）
1 題目背景和意義
面對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，如何提高機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)效率是為重中之重，而刀庫(kù)的出現(xiàn)，促使減少了機(jī)械加工時(shí)換刀具所使用的時(shí)間，大大的提高了生產(chǎn)效率。數(shù)控臥式鏜銑床是一種具有自動(dòng)換刀裝置和任意分度數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的數(shù)字控制機(jī)床，工件在一次裝夾后能自動(dòng)完成幾個(gè)側(cè)面的的多種工序的加工。
數(shù)控機(jī)床及由數(shù)控機(jī)床組成的制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)備，它的一直備受人們關(guān)注。數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔性自動(dòng)化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的給功能引起世人矚目，它開創(chuàng)了機(jī)械產(chǎn)品機(jī)電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術(shù)成為先進(jìn)制造技術(shù)中的一項(xiàng)核心技術(shù)。另一方面，通過持續(xù)的研究，信息技術(shù)的深化應(yīng)用促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的進(jìn)一步提升[1]。
2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況
近年來(lái)自動(dòng)換刀刀庫(kù)的發(fā)展儼然己超越其為綜合切削加工機(jī)床配套的角色,在其特有的技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展出符合機(jī)床高精度、高效能、高可靠度及多任務(wù)復(fù)合等概念之獨(dú)特產(chǎn)品，以其多樣化產(chǎn)品的功能,左右了綜合切削加工機(jī)床在生產(chǎn)效能及產(chǎn)品精度的表現(xiàn)。其產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)為:(1)高效能的產(chǎn)品:發(fā)展符合高荷重、高容量、高速化概念的刀庫(kù)產(chǎn)品。(2)輕量化、低成本的產(chǎn)品，發(fā)展符合重量輕、成本低的刀庫(kù)產(chǎn)品。在此概念基礎(chǔ)下,刀庫(kù)產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)況為[2]
(l)超重刀具負(fù)荷刀庫(kù)的發(fā)展
發(fā)展出刀鏈系統(tǒng)能承載重量70kg以上的超重刀具,擁有強(qiáng)力鎖刀裝置的穩(wěn)固刀鏈架構(gòu),可防止重型刀具于運(yùn)轉(zhuǎn)中墜落。
(2)高效率且定位精確的驅(qū)動(dòng)及選刀系統(tǒng)的發(fā)展
發(fā)展出高精度系統(tǒng)配置日系高質(zhì)量!高定位精度的伺服電機(jī)及減速機(jī),以符合選刀迅速!換刀精確的主要性能需求[3]。
(3)多型式刀具容載刀庫(kù)的發(fā)展
發(fā)展出同時(shí)可容納多種型式刀具(如15050及15060)的刀鏈系統(tǒng),也被視為是必須時(shí)常變換使用多種主軸之加工中心的必備裝置。
(4)不同型式刀具及任意點(diǎn)之換刀系統(tǒng)的發(fā)展
可以同時(shí)夾取不同型式刀具(如15050及15060),因應(yīng)需求必須有不同的刀具"為了縮短換刀時(shí)間,多點(diǎn)式或任意點(diǎn)式ZMW風(fēng)電機(jī)輪毅加工工藝!專用刀具及刀庫(kù)的研究與設(shè)計(jì)之換刀系統(tǒng)是有必要的[4]。
(5)輕量化
低成本架構(gòu)刀庫(kù)的發(fā)展:發(fā)展出輕量化的塑鋼射出刀套架構(gòu),整體重量較傳統(tǒng)刀庫(kù)減輕100kg以上,成本大幅降低之刀庫(kù)。
(6)大型及高容量刀庫(kù)的發(fā)展
在機(jī)床多功能之趨勢(shì)演化下,大量的刀具被使用在同一臺(tái)機(jī)床上,刀庫(kù)之架構(gòu)必須兼顧換刀效率及儲(chǔ)刀效能,多變的刀庫(kù)型體(可容納120/180/200把以上刀具)及多樣精密之換刀系統(tǒng)(如各種立式!臥式!立臥單點(diǎn)及多點(diǎn)式換刀系統(tǒng)),是其主要之特色[5]。
二 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法
1)本課題研究的主要內(nèi)容；
2)了解數(shù)控臥式鏜銑床刀庫(kù)結(jié)構(gòu)的性能要求；
3)了解數(shù)控臥式鏜銑床刀庫(kù)結(jié)構(gòu)的工作原理，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算分析；
4)設(shè)計(jì)指標(biāo)：鏈條快速移動(dòng)速度為8米/分鐘，慢速移動(dòng)速度為0.2米/分鐘，刀庫(kù)容量為60把刀；
5)擬采用的研究方案、研究方法或措施
刀庫(kù)是刀具交換系統(tǒng)的一部分，加工中心的刀具交換系統(tǒng)也稱為自動(dòng)換刀裝置（ATC）,它通常是由刀庫(kù)和機(jī)械手組成。自動(dòng)換刀裝置是加工中心不可缺少的組成部分，也是加工中心的象征，又是加工中心成敗的關(guān)鍵。
加工中心有立式、臥式、龍門式幾種，所以這些機(jī)床的刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置也是各種各樣。加工中心上的刀庫(kù)類型分類：（1）盤式刀庫(kù)；（2）鏈?zhǔn)降稁?kù)；（3）鼓輪式刀庫(kù)。
特點(diǎn)
（1）盤式刀庫(kù):刀具呈環(huán)行排列，空間利用率低，容量不大但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
圖1 盤式刀庫(kù)
（2）鏈?zhǔn)降稁?kù):結(jié)構(gòu)緊湊，容量大，鏈環(huán)的形狀也可隨機(jī)床布局制成各種形式而靈活多變，還可將換刀位突出以便于換刀。
圖2 鏈?zhǔn)降稁?kù)
（3）鼓輪式刀庫(kù):占地小，結(jié)構(gòu)緊湊，容量大，但選刀、取刀動(dòng)作復(fù)雜。
圖3鼓輪式刀庫(kù)
換刀機(jī)械手分為單臂單手式，單臂雙手式和雙手式機(jī)械手。單臂單手式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換刀時(shí)間較長(zhǎng)，適用于刀具主軸與刀庫(kù)刀套平行，刀庫(kù)刀套軸線與主軸軸線平行，以及刀庫(kù)刀套軸線與主軸軸線垂直的場(chǎng)合。單臂雙手機(jī)械手可同時(shí)抓住主軸和刀庫(kù)中的刀具，并進(jìn)行拔出、插入，換刀時(shí)間短，廣泛應(yīng)用于加工中心上的刀庫(kù)刀套軸線與主軸平行的場(chǎng)合。雙手式機(jī)械手結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，換刀時(shí)間短，這種機(jī)械手除了完成拔刀、插刀外，還起運(yùn)輸?shù)毒叩淖饔肹6]。
結(jié)合所給題目，初步?jīng)Q定采用鏈?zhǔn)降稁?kù)雙手式機(jī)械手換刀方案。采用系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法，將設(shè)計(jì)看成由若干個(gè)設(shè)計(jì)要素組成的一個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)設(shè)計(jì)要素具有獨(dú)立性，各個(gè)要素間存在著有機(jī)的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計(jì)要素結(jié)合后，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。
三 完成畢業(yè)論文的工作步驟與時(shí)間安排（按周次填寫）
（1）1—3周：調(diào)研并收集資料；
（2）3—5周：確定設(shè)計(jì)方案和整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；
（3）6—9周：完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；
（4）10—12周：完成裝配圖、三維建模和仿真；
（5）13-15周：完成論文撰寫，準(zhǔn)備答辯。
四 指導(dǎo)教師意見（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見）
指導(dǎo)教師：
年 月 日
五 所在系意見：
系主管領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
注：1. 正文：宋體小四號(hào)字，行距20磅。
2. 開題報(bào)告由各系集中歸檔保存。
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