加工中心側(cè)銑頭結(jié)構(gòu)設(shè)計【含有4張高清CAD圖紙、說明書】

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本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告 論 文 題 目： 加工中心側(cè)銑頭結(jié)構(gòu)設(shè)計學 院 ： 專 業(yè) 、班 級 學 生 指導教師（職稱） 一、選題依據(jù) 1．論文（設(shè)計）題目 加工中心側(cè)銑頭結(jié)構(gòu)設(shè)計2．研究領(lǐng)域 機械設(shè)計 3. 論文（設(shè)計）工作的理論意義和應用價值 （1） 理論意義 根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計一個重型數(shù)控龍門銑床的側(cè)銑頭，使其能夠在橫向和縱向兩個方向作進給運動。對于一臺重型數(shù)控龍門銑床來說通常加工的工件都是很大很重的，在加工過程中要讓工件移動或是進行多次安裝是很費時費力的，所以設(shè)計一個能夠在橫向和縱向兩個方向作進給運動的側(cè)銑頭，來減少實際工作的移動和安裝次數(shù)， 進而減少安裝的時間和由于多次安裝而引起的定位精度誤差。 （2） 應用價值 在現(xiàn)實中，帶有側(cè)銑頭的數(shù)控龍門銑床不是一種常見的形式，而帶有能夠在兩個方向上進行進給運動的側(cè)銑頭的龍門銑床更是不常見。這項設(shè)計所設(shè)計的側(cè)銑頭與其他部分相配合，可以應用在現(xiàn)實中，實現(xiàn)對工件進行三個方向上的加工，從而實現(xiàn)對工件進行一次性安裝加工，這無疑可以省去很多調(diào)整時間并可以保證良好的安裝精度。而且對于一臺重型銑床來說，加工的工件一般都是很大很重的，要對工件進行多次安裝很困難也很浪費時間，而定位精度不容易保證，而該課題所設(shè)計的側(cè)銑頭正適合這種情況，因此該設(shè)計具有很大的應用價值與現(xiàn)實意義。 4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢 （1） 研究概況： ①國外：第一臺加工中心是 1958 年由美國卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自動換刀裝置，從而實現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。到八十年代初，經(jīng)過了三十年，發(fā)展最快的是加工中心的控制系統(tǒng)，經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路、小型計算機和微處理機數(shù)控的五代演變。自八十年代以來，數(shù)字控制系統(tǒng)高速發(fā)展，加工中心的精度、效率、功能、可靠性進一步提高。當前加工中心和自動交換工作臺組成的柔性加工單元FMC 以及幾臺加工中心等組成的柔性加工系統(tǒng)FMS 都得到了廣泛的發(fā)展。 ②國內(nèi)：我國于 1958 年研制出第一臺數(shù)控機床，在上世紀 80 年代末開始研究加工中心，北京機床研究所等聯(lián)合機構(gòu)研發(fā)出第一臺加工中心。近年來，我國的數(shù)控機床無論從產(chǎn)品種類、技術(shù)水平、質(zhì)量和產(chǎn)量上都取得了很大的發(fā)展，在一些關(guān)鍵技術(shù)方面也取得了重大突破。據(jù)統(tǒng)計，目前我國可供市場的數(shù)控機床有 1500 種，幾乎覆 蓋了整個金屬切削機床的品種類別和主要的鍛壓機械。這標志著國內(nèi)數(shù)控機床已進入快速發(fā)展的時期。但是相對于美國、日本、德國等國家，我國在高檔數(shù)控機床方面還有很大的差距，主要體現(xiàn)在以下幾方面：a、數(shù)控率低。目前我國的數(shù)控機床擁有量最多，但是我國的數(shù)控化率卻比西方國家低得多。b、功能部件差距大。數(shù)控機床的功能部件主要是數(shù)控系統(tǒng)、主軸、刀庫、滾珠絲杠副、滾動直線導軌副等。這些主要的功能部件決定了機床能夠達到的精度級別和水平。目前，我國制造的數(shù)控機床使用的數(shù)控系統(tǒng)還是日本的 FANUC、德國的 SIEMENS 和 DMG 等的系統(tǒng)。 （2） 發(fā)展趨勢 ①加工中心向高效、高精、高速化發(fā)展 隨著國民經(jīng)濟飛速發(fā)展和工業(yè)自動化水平的不斷提高，制造業(yè)向著高、精、尖方向發(fā)展，特別是汽車、船舶、紡織、電子技術(shù)、航空航天的迅猛發(fā)展，對加工中心的速度和生產(chǎn)效率要求也越來越高，主軸轉(zhuǎn)速在 12000r/min 以上的高效、高精、高速化加工中心已經(jīng)是數(shù)控機床行業(yè)流行的趨勢。 ②加工中心五軸聯(lián)動趨勢 五軸聯(lián)動數(shù)控機床是一種科技含量高、精密度高，專門用于加工復雜曲面的機床， 這種機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)，有著舉足輕重的影響力。 ③加工中心復合化，與機器人有效結(jié)合 工業(yè)機器人在機床上的應用，也是當今數(shù)控機床發(fā)展的一大趨勢，在歐、美、日等許多 24 小時無人化工廠內(nèi)，工業(yè)機器人已起到了主角作用。在 CIMT 2009 上，日本 FANUC、日本 DENSO 等公司詳盡地展示了此項技術(shù)，機器人不僅僅起到物流搬運作用，甚至還可進行切削加工。德國 DMG 在展會期間的新聞發(fā)布會上也介紹了其將工業(yè)機器人技術(shù)在機床上的創(chuàng)新應用，這種機器人有 6-7 軸運動關(guān)節(jié)，可直接在機床上做抓取工件的各種動作。工業(yè)機器人同機床有效地結(jié)合在一起，讓機器人從事簡單而且重復的勞動，不僅可提高生產(chǎn)效率，最大限度降低生產(chǎn)成本，同時，機器人不會疲勞且不會產(chǎn)生錯誤，因而對生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定起到了很大的作用。 ④從近幾年舉行的國際機床展看，數(shù)控機床除了向高速、高精度、多軸聯(lián)動、復合加工和智能化方向發(fā)展外，也更重視環(huán)?；?，綠色生態(tài)機床開始成為研究熱點并日益受到重視?！熬G色生態(tài)機床”是近年來機床行業(yè)的一種發(fā)展趨勢，其強調(diào)了機床、環(huán)境、人三者之間的關(guān)系，目地是大幅度提高機床生產(chǎn)效率的同時降低對環(huán)境的影響和對操作者健康的危害。加工中心作為數(shù)控機床的重要代表性產(chǎn)品，也具有向環(huán)?；较虬l(fā)展的趨勢。 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1. 重點解決的問題 （1） 實現(xiàn)側(cè)銑頭兩個方向上的進給 （2） 如何保證進給精度和定位精度 （3） 結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核 2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） 本設(shè)計主要是根據(jù)設(shè)計要求，依據(jù)機械設(shè)計和機械制圖的基本原理對一臺重型數(shù)控龍門銑床進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，該側(cè)銑頭能夠在 X 方向和 Z 方向兩個方向上進行銑削運動。本設(shè)計主要分四部分： （1） 根據(jù)設(shè)計要求對側(cè)銑頭的結(jié)構(gòu)進行總體方案的設(shè)計，主要包括伺服進給運動和主運動方式的確定。 （2） 利用機械設(shè)計基本原理對設(shè)計中伺服進給運動和主運動系統(tǒng)的機械部分的設(shè)計計算，主要包括進給電動機、主軸電動機、滾珠絲杠副的選擇、計算和校核以及對同步帶和帶輪進行設(shè)計。 （3） 根據(jù)所選擇涉及的主要零件，先進行大體結(jié)構(gòu)設(shè)計，之后在此基礎(chǔ)之上，利用機械制圖的基本原理，應用 CAXA 電子圖版對側(cè)銑頭的結(jié)構(gòu)進行二維設(shè)計，并生成二維裝配圖紙和二維零件圖紙。 （4） 依據(jù)所設(shè)計的二維圖，利用 SOLIDWORKS 軟件對側(cè)銑頭結(jié)構(gòu)中零件進行三維建模，并將所有建模零件進行裝配，生成三維裝配體。 3. 本論文（設(shè)計）預期取得的成果 設(shè)計出應用于重型數(shù)控龍門銑床上的，并能實現(xiàn)兩個方向上進給運動的加工中心側(cè)銑頭。得出相應的二維裝配圖紙、二維零件圖紙、一套設(shè)計說明書。 四、需要閱讀的參考文獻 [1] 葛陽.立臥復合鏜銑頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].山東工業(yè)技術(shù),2016(01):18. 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