雙軸轉(zhuǎn)臺的設(shè)計【2張CAD圖紙+PDF圖】
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開 題 報 告 題 目 雙軸轉(zhuǎn)臺的設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)號 所在院(系) 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 年 月 日 題 目雙軸轉(zhuǎn)臺的設(shè)計一、選題的目的及研究意義 隨著我國制造業(yè)的發(fā)展,加工中心的需求也在增加,特別是四軸、五軸聯(lián)動的加工中心。雙軸回轉(zhuǎn)工作臺是五軸聯(lián)動的重要功能部件,它能夠?qū)崿F(xiàn)回轉(zhuǎn)軸和擺動軸的兩坐標(biāo)定位。通過第四軸、第五軸驅(qū)動轉(zhuǎn)臺或分度頭完成精密角度的等分、不等分或連續(xù)的回轉(zhuǎn)加工,完成復(fù)雜曲面加工,使機床的加工范圍得以擴大。在三軸聯(lián)動的數(shù)控銑床上增加了雙軸回轉(zhuǎn)工作臺,并通過數(shù)控改造使之成為五軸數(shù)控銑床,是擴展普通機床使用功能的簡捷方式。雙軸轉(zhuǎn)臺是多軸數(shù)控加工中心的核心功能部件,高速、高精雙軸轉(zhuǎn)臺測量與分析對于國家的航空、航天、精密器械設(shè)備等行業(yè)的發(fā)展有舉足輕重的作用。 裝備制造業(yè)是一國工業(yè)之基石,它為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供重要的手段,是不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是發(fā)達(dá)工業(yè)化國家,也無不高度重視。近年來,隨著我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展和國防建設(shè)的需要,對高檔的數(shù)控機床提出了急迫的大量需求。機床是一個國家制造業(yè)水平的象征。而代表機床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng),反映了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平狀況。由此可見,五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(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)備等等行業(yè),有著舉足輕重的影響力?,F(xiàn)在,大家普遍認(rèn)為,五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉(zhuǎn)子、汽輪機轉(zhuǎn)子、大型柴油機曲軸等等加工的唯一手段。所以,每當(dāng)人們在設(shè)計、研制復(fù)雜曲面遇到無法解決的難題時,往往轉(zhuǎn)向求助五軸數(shù)控系統(tǒng)。以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展對裝備制造業(yè)注入了強勁的動力,同時也對它提出更強要求,更加突出了機械裝備制造業(yè)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化載體在推動整個社會技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級中無可替代的基礎(chǔ)作用。作為國民經(jīng)濟增長和技術(shù)升級的原動力,以五軸聯(lián)動為標(biāo)志的機械裝備制造業(yè)將伴隨著高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而共同進(jìn)步。而提高五軸聯(lián)動數(shù)控機床的科技含量、精密度的重要手段之一就是提高雙軸回轉(zhuǎn)工作臺的精密度。需要不斷提高雙軸回轉(zhuǎn)工作臺工作性能,才能在實質(zhì)上提高我國五軸聯(lián)動數(shù)控機床的整體水平,使我國裝備制造業(yè)得到長足發(fā)展。二、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等 世界上一些航天技術(shù)發(fā)達(dá)的國家,如美國、前蘇聯(lián)、德國、法國等都對轉(zhuǎn)臺的研制投入了很大的精力。他們的研制水平已經(jīng)發(fā)展到一定的高度。特別是美國,它是研制轉(zhuǎn)臺起步最早的國家之一,其轉(zhuǎn)臺研制技術(shù)一直處于世界領(lǐng)先的地位。目前美國在轉(zhuǎn)臺制造方面,無論在數(shù)量上、品種上、還是測量精度、測試自動化程度方面都居世界領(lǐng)先地位,代表當(dāng)今世界最高水平。五軸聯(lián)動數(shù)控機床是近幾年才發(fā)展起來的技術(shù),標(biāo)志著一個國家的工業(yè)技術(shù)水平。數(shù)控轉(zhuǎn)臺是數(shù)控機床的重要功能部件之一,國內(nèi)外將對其的研發(fā)和改進(jìn)視為重中之重。只是國外研發(fā)步伐比較早,像美國,德國,日本這樣的發(fā)達(dá)國家在數(shù)控轉(zhuǎn)臺方面已經(jīng)有了較為成熟的技術(shù),其表現(xiàn)為:具有較好的可靠性,耐用度和精度保持性等。我國的數(shù)控研發(fā)企業(yè)雖然起步很晚,但也奮起直追,在研發(fā)層面上已與國外企業(yè)水平相持平,只是苦于國內(nèi)加工企業(yè)其持設(shè)施較差,無法完成較高精度零件的加工,使得國產(chǎn)數(shù)控轉(zhuǎn)臺在可靠性,精度保持性上與國外有較大差距。在規(guī)格上向兩頭延伸,即開發(fā)小規(guī)格和大規(guī)格的數(shù)控轉(zhuǎn)臺;在性能上進(jìn)一步提高剎緊力矩、提高主軸轉(zhuǎn)速及可靠性;在蝸桿副傳動方面,大幅度提高工作臺轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺的承載能力;在轉(zhuǎn)臺形式方面,繼續(xù)開發(fā)研制兩軸聯(lián)動和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺。在我國,數(shù)控機床與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視,近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步,特別是在通用數(shù)控領(lǐng)域,以PC為平臺的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng),已經(jīng)逐步縮短了與世界先進(jìn)水平的差距。作為機床的主要組成部分,分度類機床附件(轉(zhuǎn)臺、分度頭、刀架)對機床的性能、質(zhì)量、可靠性起著至關(guān)重要的作用,作為數(shù)控轉(zhuǎn)臺的研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè),在近期的主要任務(wù)是進(jìn)一步開發(fā)研制高精度、高剛性、高回轉(zhuǎn)速度的多功能數(shù)控轉(zhuǎn)臺。三、對本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法(技術(shù)路線)或設(shè)計(實驗)方案進(jìn)行說明,論文要寫出相應(yīng)的寫作提綱雙軸回轉(zhuǎn)工作臺是五軸聯(lián)動機床的重要部件之一,本題將對其做簡單研究。我們知道五軸聯(lián)動機床是加工復(fù)雜表面的唯一手段,它之所以能實現(xiàn)五軸聯(lián)動關(guān)鍵在于它增加了雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(與傳統(tǒng)三軸機床相比較)。雙轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動數(shù)控機床運動坐標(biāo)包括3個移動坐標(biāo)X、Y、 Z和兩個個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)B、C(兩個旋轉(zhuǎn)軸均屬轉(zhuǎn)臺類),B軸旋轉(zhuǎn)平面為YZ平面,C軸旋轉(zhuǎn)平面為XY平面。一般兩個旋轉(zhuǎn)軸結(jié)合為一個整體構(gòu)成雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu),放置在工作臺面上。( 3+2軸)。其特點是:加工過程中工作臺旋轉(zhuǎn)并擺動,可加工工件的尺寸受轉(zhuǎn)臺尺寸的限制,適合加工體積小、重量輕的工件;主軸始終為豎直方向,剛性比較好,可以進(jìn)行切削量較大的加工。雙軸回轉(zhuǎn)工作臺實現(xiàn)了繞Z軸的回轉(zhuǎn)運動和繞X或Y軸的擺動,進(jìn)而實現(xiàn)了復(fù)雜曲面的加工,完成了傳統(tǒng)機床無法完成的加工要求。首先通過參閱相關(guān)資料了解雙軸回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)、功能、工作原理及發(fā)展?fàn)顩r,重點掌握其結(jié)構(gòu)布局、重點功能部件的選擇及分布。主要內(nèi)容有:1.步進(jìn)電機的選擇;2.工作臺方案的確定;3.雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計;4.渦輪蝸桿設(shè)計計算;5.齒輪設(shè)計計算。最后,在老師指導(dǎo)和幫助下,完成雙軸回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算,采用SOLID EDGE三維制圖,并繪制裝配圖。研究手段:查閱各種相關(guān)資料,了解雙軸回轉(zhuǎn)工作臺的作用、結(jié)構(gòu)、工作原理、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。在已有數(shù)控轉(zhuǎn)臺的基礎(chǔ)上,探求其可改進(jìn)之處,仔細(xì)對比各節(jié)構(gòu)特點,根據(jù)使用要求選用相關(guān)的結(jié)構(gòu),計算出各部件結(jié)構(gòu)尺寸,完成校核。熟悉并能運用Solid Edge畫出其三維實體圖,實現(xiàn)它的空間正確裝配,檢查其空間運轉(zhuǎn)是否會產(chǎn)生碰撞交涉,最終實現(xiàn)正常運轉(zhuǎn)。之后,我們通過其三維造型導(dǎo)出二維視圖。四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡要說明【1】宋寶玉,王黎欽,機械設(shè)計 北京:高等教育出版社,2010.【2】遲關(guān)心,張勇,航天機電一體化概論 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2012.【3】機械原理 孫恒,葛文杰主編 高等教育出版社.【4】機械設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 1995.【5】機械設(shè)計 西北工業(yè)大學(xué)主編著 高等教育出版社.【6】回轉(zhuǎn)工作臺和圓周進(jìn)給 張曙.【7】轉(zhuǎn)臺設(shè)計指導(dǎo)書 哈爾濱工業(yè)大學(xué).【8】機床設(shè)計手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.【9】機床設(shè)計圖冊.遼寧設(shè)計出版社.【10】五軸聯(lián)動數(shù)控機床的知識,66機床導(dǎo)航網(wǎng),2007-12-28;【11】楊堅,劉湖蘭,用回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行分度的經(jīng)驗J,機械制造,1998,NO.7:6-6;【12】楊春華,徐耀坤,普通回轉(zhuǎn)工作臺的改進(jìn)J,摩托車技術(shù),2003,NO.11:27-27;【13】孫德洲,采用雙楔環(huán) - 鋼球定位的新型回轉(zhuǎn)工作臺J,工藝與裝備,2005,NO.4:82-84;【14】焦志賢,顧瑞華,回轉(zhuǎn)工作臺分度的改進(jìn)J,機械工藝師,1995,NO.9:23-23;【15】楊惠忠,大型回轉(zhuǎn)工作臺安裝調(diào)試中的誤差分離與補償技術(shù)的研究J,機械,VOL32,NO.6:22-24;【16】北京首科凱奇電氣技術(shù)有限公司資料.【17】五軸加工中心簡介,http:/www.si-gang.com/news/jishu/0304-12894.html .【18】崔旭芳,周英,數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的原理和設(shè)計J,磚瓦,2008,NO.6:23-27.【19】五軸聯(lián)動數(shù)控機床的知識,66機床導(dǎo)航網(wǎng),2007-12-28.【20】DavidJ.Roth.MechanisticModelingof5-axisMachineM.UniversityofWaterloo.2004 .【21】Hwang,JiSeon,PhD.FiveaxisNCmachiningofcompoundsculpturedsurfacesM.P URDUEUNIVERSITY,1997.五、畢業(yè)論文(設(shè)計)進(jìn)程安排3.53.21 查閱文獻(xiàn)收集資料,寫開題報告,同時完成英文翻譯。3.224.2初步設(shè)計與計算,擬定大體方案,完善到合格為止。4.34.30仔細(xì)劃分具體模塊,進(jìn)行精確計算和制圖,認(rèn)真校核修改,完成所有的數(shù)據(jù)與圖紙。5.15.20撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書,制作答辯PPT。5.216.20審核修改答辯六、指導(dǎo)教師意見1對開題報告的評語2對開題報告的意見及建議指導(dǎo)教師(簽名): 年 月 日 所在院(系)審查意見:負(fù)責(zé)人簽字(蓋公章) 年 月 日 3
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