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開 題 報(bào) 告 題目名稱 立式數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 題目來源 題目類型 導(dǎo)師姓名 學(xué)生姓名 班級(jí)學(xué)號(hào) 專 業(yè) 具體內(nèi)容 課題背景和意義 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 課題主要內(nèi)容 課題研究方案 日程安排 參考文獻(xiàn) 課題背景和意義 數(shù)控機(jī)床代表著機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的方向和水平 數(shù)控技術(shù)是制造自動(dòng)化 的基礎(chǔ) 是現(xiàn)代制造裝備的靈魂核心 是國家工業(yè)和國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要手段 關(guān)系到 國家戰(zhàn)略地位 體現(xiàn)國家綜合國力水平 其水平的高低和數(shù)控裝備擁有量的多少是衡量一 個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志 數(shù)控機(jī)床還可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來的曲線 曲面 等復(fù)雜的零件 可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化 而且是柔性自動(dòng)化 從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3 7 倍 加工零件的精度高 尺寸分散度小 使裝配容易 不再需要 修配 可實(shí)現(xiàn)多 工序的集中 減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn) 擁有自動(dòng)報(bào)警 自動(dòng)監(jiān)控 自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N 自律功能 因而可實(shí)現(xiàn)長時(shí)間無人看管加工 目前 我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展不僅從技術(shù)水平上已研制出五坐標(biāo)的數(shù)控銑床加工中心 CNC 系統(tǒng)和自動(dòng)編程系統(tǒng)等 同時(shí) 也擁有了一定數(shù)量的數(shù)控機(jī)床的開發(fā) 生產(chǎn) 使用以 及擁有量等都與世界上的先進(jìn)國家有較大差距 要達(dá)到世界先進(jìn)水平 迅速發(fā)展我國數(shù)控 機(jī)床行業(yè)勢在必行 普通車床雖然可以進(jìn)行單件 小批量生產(chǎn) 但解決多品種 特別是形 狀復(fù)雜 精度要求高的零件 就顯得力不從心了 這時(shí)只能依賴高素質(zhì)的技術(shù)工人 但產(chǎn) 量上不去 如果一般技術(shù)工人就能完成且要上數(shù)量 就必須借助數(shù)控機(jī)床 本設(shè)計(jì)為立式數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 它是數(shù)控機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)部分的核心 通 過改造 大大改善了機(jī)床的加工性能 自動(dòng)化程度提高 減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度 改善了 勞動(dòng)條件 提高加工精度 加工質(zhì)量穩(wěn)定 提高生產(chǎn)效率 易于建立計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò) 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 數(shù)控機(jī)床代表著機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的方向和水平 目前 我國數(shù)控機(jī)床的 發(fā)展不僅從技術(shù)水平上已研制出五坐標(biāo)的數(shù)控銑床加工中心 CNC 系統(tǒng)和自動(dòng)編程系統(tǒng)等 同時(shí) 也擁有了一定數(shù)量的數(shù)控機(jī)床的開發(fā) 生產(chǎn) 使用以及擁有量等都與世界上的先進(jìn) 國家有較大差距 要達(dá)到世界先進(jìn)水平 迅速發(fā)展我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)勢在必行 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)的必然性 數(shù)控機(jī)床能較好地解決形狀復(fù)雜 精密 小批多變零 件的加工問題 能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率 也具有適應(yīng)性強(qiáng) 較高的加工精度 但 是應(yīng)用數(shù)控機(jī)床還受到其它條件的限制 價(jià)格昂貴 一次性投資巨大 對于中小企業(yè)心有 余而力不足 目前各企業(yè)都有大量的通用機(jī)床 完全用數(shù)控機(jī)床代替根本不可能 而且替代下來的 機(jī)床閑置起來 又會(huì)造成浪費(fèi) 在國內(nèi) 訂購新數(shù)控機(jī)床的交貨期一般較長 往往不能滿 足生產(chǎn)急需 通用數(shù)控機(jī)床對具體生產(chǎn)有多功能 要較好地解決上述問題 應(yīng)走經(jīng)濟(jì)型數(shù) 控機(jī)床設(shè)計(jì)之路 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)一般指對普通機(jī)床其某些部位做一 定的設(shè)計(jì) 配上數(shù)控裝置 從而使機(jī)床具有數(shù)控加工能力 其目的有以下幾點(diǎn) 從提高資本效率出發(fā) 改造閑置舊設(shè)備 發(fā)揮機(jī)床的原有功能和改造后的新增功能 提高機(jī)床的使用價(jià)值 1 為了提高生產(chǎn)效率進(jìn)行數(shù)控改造 2 為了適應(yīng)多品種 小批量生產(chǎn)而進(jìn)行數(shù)控改造 3 為了使技術(shù)等級(jí)較低的工人也能加工出高質(zhì)量的產(chǎn)品零件和提高生產(chǎn)效率而進(jìn)行的設(shè)計(jì) 所有這些目的都圍繞提高機(jī)床的性能價(jià)格比 用較少的價(jià)格 得到較高的機(jī)床性能 因此 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn) 易于對現(xiàn)有機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 而且專業(yè)性強(qiáng) 沒有多 余功能 減少輔助加工時(shí)間 提高機(jī)床的生產(chǎn)效率 降低工人技術(shù)等級(jí)的要求 費(fèi)用低 可充分利用原有機(jī)床設(shè)備 周期短 可滿足生產(chǎn)急需 課題主要內(nèi)容 1 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)機(jī)床的規(guī)格 用途和典型的工藝切削用量以及對同類型機(jī)床的分析比較 確定立式數(shù) 控機(jī)床的極限轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比 擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比 以及齒輪的齒數(shù)并計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差 2 動(dòng)力設(shè)計(jì) 確定電動(dòng)機(jī)的功率 計(jì)算傳動(dòng)件的計(jì)算載荷及其尺寸 驗(yàn)算主要傳動(dòng)件的應(yīng)力 變形或壽 命是否在允許范圍內(nèi) 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)軸系 變速機(jī)構(gòu) 主軸組件 箱體 操作機(jī)構(gòu) 制動(dòng)裝置 潤滑裝置等的布置和結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 以上三方面內(nèi)容要具體地體現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說明書上 課題研究方案 數(shù)控機(jī)床需要自動(dòng)換刀 自動(dòng)變速 且在切削不同直徑的階梯軸 曲線螺旋面和端面 時(shí) 需要切削直徑的變化 主軸必須通過自動(dòng)變速 以維持切削速度基本恒定 這些自動(dòng)變 速又是無級(jí)變速 以利于在一定的調(diào)速范圍內(nèi)選擇理想的切削速度 這樣有利于提高加工 精度 又有利于提高切削效率 無級(jí)調(diào)速有機(jī)械 液壓和電氣等多種形式 數(shù)控機(jī)床一般 采用由直流或交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的電氣無級(jí)變速 由于數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)的調(diào)速 范圍較大 單靠調(diào)速電機(jī)無法滿足這么大的調(diào)速范圍 另一方面調(diào)速電機(jī)的功率扭矩特性 也難于直接與機(jī)床的功率和轉(zhuǎn)矩要求相匹配 因此 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)變速系統(tǒng)常常在無級(jí) 變速電機(jī)之后串聯(lián)機(jī)械有級(jí)變速傳動(dòng) 以滿足機(jī)床要求的調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩特性 為簡化主軸箱結(jié)構(gòu) 本方案僅采用二級(jí)機(jī)械變速機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)方案如圖 2 1 有級(jí)變速的自動(dòng)變換方法一般有液壓和電磁離合器兩種 液壓變速機(jī)構(gòu)是通過液壓缸 活塞桿帶動(dòng)撥叉推動(dòng)滑移齒輪移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)變速 雙聯(lián)滑移齒 輪用一個(gè)液壓缸 而三聯(lián)滑移齒輪則必須使用兩個(gè)液壓缸 差動(dòng)油缸 實(shí)現(xiàn)三位移動(dòng) 液 壓撥叉變速是一種有效的方法 工作平穩(wěn) 易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 但變速時(shí)必須主軸停車后才能 進(jìn)行 另外 它增加了數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性 而且必須將數(shù)控裝置送來的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電磁 閥的機(jī)械動(dòng)作 然后再將壓力油分配到相應(yīng)的液壓缸 因而增加了變速的中間環(huán)節(jié) 帶來 了更多的不可靠因素 圖 1 機(jī)械變速方案示意圖 電磁離合器是應(yīng)用電磁效應(yīng)接通或切斷運(yùn)動(dòng)的元件 由于它便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作 并有現(xiàn)成 的系列產(chǎn)品可供選用 因而它已成為自動(dòng)裝置中常用的操作元件 電磁離合器用于數(shù)控機(jī) 床的主傳動(dòng)時(shí) 能簡化變速機(jī)構(gòu) 操作方便 通過若干個(gè)安裝在各傳動(dòng)軸上的離合器的吸 合和分離的不同組合來改變齒輪的傳動(dòng)路線 實(shí)現(xiàn)主軸的變速 電磁離合器一般分為摩擦 片式和牙嵌式 日程安排 1 準(zhǔn)備工作 2016 2 20 2016 3 5 接到設(shè)計(jì)任務(wù)書后 搜集必要的圖書 雜志 圖冊 手冊 同類機(jī)床說明書和產(chǎn)品圖紙 其他有關(guān)設(shè)計(jì)參考資料 專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等 以便設(shè)計(jì)時(shí)參考應(yīng)用 2 擬定設(shè)計(jì)方案 2016 03 06 2016 03 15 1 閱讀同類機(jī)床的有關(guān)資料 如 機(jī)床說明書 裝配圖 樣本 機(jī)床水平分析等 2 對機(jī)床的用途 主要參數(shù) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 零部件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等進(jìn)行分析研究 在分析比較 現(xiàn)有機(jī)床的基礎(chǔ)上考慮設(shè)計(jì)方案 力求做到有的改進(jìn)和創(chuàng)新 擬定方案的步驟是 1 擬定運(yùn)動(dòng)參數(shù) 結(jié)合參考資料和同類機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)作出分析比較 對設(shè)計(jì)任務(wù)書中未給出的運(yùn)動(dòng)參數(shù) 根據(jù)任務(wù)書中規(guī)定的要求條件來確定 2 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)已定參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 同時(shí)考慮某些結(jié)構(gòu)方面的問題 3 動(dòng)力計(jì)算及傳動(dòng)零件的計(jì)算 2016 03 16 2016 03 25 確定機(jī)床功率 傳動(dòng)帶的計(jì)算和選定 傳動(dòng)軸徑的計(jì)算 齒輪模數(shù)的初算 主軸組件結(jié)構(gòu) 參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 4 技術(shù)設(shè)計(jì) 2016 03 26 2016 03 31 繪制部件裝配圖和進(jìn)行零件的計(jì)算和核算 5 零件工作圖設(shè)計(jì) 2016 04 01 2016 04 15 設(shè)計(jì)及繪制出正確的零件工作圖 6 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 2016 04 16 2016 04 20 分三稿完成 7 整理設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 2016 04 21 2016 05 04 在前三稿修改的基礎(chǔ)上全面整理設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 完成所有的圖紙校核工作 準(zhǔn)備畢業(yè)答 辯 參考文獻(xiàn) 1 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo) 上海交通大學(xué)編 上海 上海交通大學(xué)出版社 2006 2 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 上 下冊 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊編寫組 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 3 機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊 華東紡織工學(xué)院 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 天津大學(xué)主編 上海 上?？茖W(xué)技 術(shù)出版社 1979 4 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 大連工學(xué)院 戴曙主編 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2009 5 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 吉林工業(yè)大學(xué) 吉林工學(xué)院 東北工學(xué)院主編 上海 上?？茖W(xué)技術(shù) 出版社 2009 6 金屬切削機(jī)床構(gòu)造與設(shè)計(jì) 韋彥成 北京 國防工業(yè)出版社 2011 7 金屬切削機(jī)床 李鐵堯主編 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2010 8 金屬切削機(jī)床 鄧懷德主編 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 9 切削用量手冊 艾興 肖詩綱編 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 10 金屬切削機(jī)床 顧維邦編 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 11 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊 中冊 王少懷主編 北京 電子工業(yè)出版社 2006 7 12 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 叢曉霞主編 北京 高等教育出版社 2010 8 13 機(jī)械原理 第七版 孫桓 葛文杰 陳作模主編 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件 教研室編著 北京 高等教育出版社 2006 5 14 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 陳立德 趙海霞編著 北京 國防工業(yè)出版社 2010 6 15 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì) 文懷興 夏田編著 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 5 16 數(shù)控車床設(shè)計(jì) 陳嬋娟主編 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 2 填表說明 題目類型 1 工程設(shè)計(jì) 2 應(yīng)用研究 3 理論研究 4 其它 選 1 2 3 4 題目來源 A 自擬課題 B 民用科研課題 C 國防科研課題 選 A B C 開題報(bào)告內(nèi)容使用宋體小四字號(hào) 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師 簽字 年 月 日 學(xué)院意見 學(xué)院院長 簽字 年 月 日 填表說明 題目類型 1 工程設(shè)計(jì) 2 應(yīng)用研究 3 理論研究 4 其它 選 1 2 3 4 題目來源 A 自擬課題 B 民用科研課題 C 國防科研課題 選 A B C 開題報(bào)告內(nèi)容使用宋體小四字號(hào)