加工中心水平軸驅(qū)動裝置設(shè)計【MDH125臥式加工中心機(jī)械結(jié)構(gòu)】,MDH125臥式加工中心機(jī)械結(jié)構(gòu),加工,中心,水平,驅(qū)動,裝置,設(shè)計,mdh125,臥式,機(jī)械,結(jié)構(gòu)
本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
論 文 題 目:一種加工中心的水平軸驅(qū)動設(shè)計 學(xué) 院:
專 業(yè) 、班 級: 學(xué) 生 姓 名: 指導(dǎo)教師(職稱):
年 1 月 10 日 填
畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告要求
開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié),又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文
(設(shè)計)的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化,特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文(設(shè)計)題目及研究領(lǐng)域;
2. 論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值;
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題;
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);
3. 本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果。三、論文(設(shè)計)工作安排
1. 擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù));
2. 論文(設(shè)計)進(jìn)度計劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料,并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合,形成文獻(xiàn)綜述。必要時應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面,要求思路清晰,文理通順, 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1. 開題報告應(yīng)在畢業(yè)論文(設(shè)計)工作開始后的前四周內(nèi)完成;
2. 開題報告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查通過;
3. 開題報告不合格或沒有做開題報告的學(xué)生,須重做或補(bǔ)做合格后,方能繼續(xù)論文(設(shè)計)工作,否則不允許參加答辯;
4. 開題報告通過后,原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師;
5. 開題報告的內(nèi)容,要求打印并裝訂成冊(部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上,但封面需按統(tǒng)一格式打?。?
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一、選題依據(jù)1、研究領(lǐng)域
軍工、航天、汽車、模具、機(jī)械設(shè)計等。2、論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值
裝備制造業(yè)是為國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供技術(shù)裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、吸納就業(yè)能力強(qiáng)、技術(shù)資金密集,是各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)進(jìn)步的重要保障和國家綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)。
數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備,一個國家數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量和技術(shù)水平在某種程度上就代表這個國家的裝備制造業(yè)水平和競爭力。我國數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平、性能和質(zhì)量與裝備制造業(yè)發(fā)達(dá)國家還有很大差距,高檔數(shù)控機(jī)床及功能部件大多依靠進(jìn)口。加工中心是高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的代表,而臥式加工中心又是其中最具代表性、附加值最高的產(chǎn)品之一,是衡量我國裝備制造業(yè)水平的重要依據(jù)之一。與裝備制造業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,我國臥式加工中心在加工功能、加工精度、加工效率、系列化程度和市場占有率上存在較大差距。尤其是臥式加工中心關(guān)鍵功能部件國產(chǎn)制造能力明顯不足,這已經(jīng)成為制約我國裝備制造業(yè)快速發(fā)展瓶頸。為此,研究臥式加工中心的關(guān)鍵技術(shù),形成高性能臥式加工中心的國產(chǎn)化、系列化和批量化能力,對于我國的制造裝備業(yè)以及對提升我國機(jī)床行業(yè)水平和保障國家重大工程的實(shí)施具有重要意義。
而驅(qū)動裝置是機(jī)床的主要動力系統(tǒng),是機(jī)床的動力來源,是機(jī)床及其重要的組成
部分,因此,更需要不斷創(chuàng)新和改進(jìn)機(jī)床驅(qū)動裝置,以制造出更加節(jié)能、高效的機(jī)床。3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢
機(jī)床是人類知識、經(jīng)驗(yàn)和科技成果的結(jié)晶,是工業(yè)發(fā)展必不可少的生產(chǎn)工具。機(jī)床是將毛坯料加工為要求形狀的機(jī)器,一般分為金屬切削機(jī)床、鍛壓機(jī)床和木工機(jī)床等。
加工中心是在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)后,為了進(jìn)一步提高加工效率,減少輔助時間,將更換刀具的功能與數(shù)控機(jī)床集成而形成的自動化程度和生產(chǎn)效率更高的新型數(shù)控機(jī)床。目前,加工中心作為數(shù)控機(jī)床中發(fā)展最快、加工范圍最全的一類產(chǎn)品,已成為制造業(yè)應(yīng)用最為廣泛的機(jī)床產(chǎn)品之一。世界主要經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家都把發(fā)展加工中心作為發(fā)展數(shù)控機(jī)床的首要任務(wù),它的發(fā)展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防安全。
我國臥式加工中心與國外先進(jìn)產(chǎn)品還存在較大差距,具體表現(xiàn)為機(jī)床剛性不足、加工精度不高、整體結(jié)構(gòu)不緊湊和不易進(jìn)行高速加工等。不只在關(guān)鍵技術(shù)方面差距較大,機(jī)床可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量也有明顯的不足。
未來加工中心的發(fā)展動向是高速化、進(jìn)一步提高精度和愈發(fā)完善的機(jī)能。加工中心是數(shù)控機(jī)床的代表,是高新技術(shù)集成度高的典型機(jī)電一體化機(jī)械加工設(shè)備。為加速我國加工中心的發(fā)展,需進(jìn)一步加強(qiáng)對加工中心的研究、設(shè)計、制造和應(yīng)用。
目前機(jī)床主傳動一般都是主電機(jī)通過普通三角帶傳遞到分級變速箱上的三角帶輪進(jìn)行傳動或靠一種主電機(jī)和串聯(lián)分級變速箱,這種傳動裝置結(jié)構(gòu)只能滿足一般的變
速要求,但是如果需要更大的變速范圍,原有的這種傳動裝置是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足的。因此,還需要不斷創(chuàng)新和改進(jìn)。
二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題
設(shè)計一套水平軸的驅(qū)動裝置系統(tǒng)。本次設(shè)計,結(jié)合近年來國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床加工中心的發(fā)展形勢,主要設(shè)計加工中心水平軸驅(qū)動裝置,對臥式機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)進(jìn)行理論分析,選定主傳動功率,分析主軸形式并確定主傳動系統(tǒng)動力參數(shù)。重點(diǎn)分析臥式機(jī)床水平軸進(jìn)給傳動和主傳動的結(jié)構(gòu)原理、分析提高傳動系統(tǒng)性能的措施,完成方案設(shè)計。
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)
(1) 查閱資料,了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢; (2)確定主要設(shè)計任務(wù);
(3)確定各方面參數(shù)設(shè)計,計算主軸驅(qū)動系統(tǒng); (4)設(shè)計水平軸驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu);
(5)基本安全性的確認(rèn);
(6)完成設(shè)計圖紙。
3. 本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果
(1) 臥式加工中心主軸驅(qū)動系統(tǒng)的整體方案設(shè)計;
(2) 部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及裝配圖和零件圖;
(3) 設(shè)計說明書;
(4) 外文文獻(xiàn)翻譯。
三、論文(設(shè)計)工作安排
1. 擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù));
(1) 整體設(shè)計方案的擬定
借鑒國內(nèi)外各優(yōu)秀臥式加工中心的機(jī)床參數(shù)確定合理的機(jī)床參數(shù);分析各種臥式加工中心結(jié)構(gòu)布局,綜合考慮整體剛性、機(jī)床性能、制造成本、操作方便等因素, 確定切合實(shí)際的方案,在大連機(jī)床集團(tuán)完成本次設(shè)計。
(2) 機(jī)床傳動系統(tǒng)的理論分析
主要進(jìn)行機(jī)床三向進(jìn)給傳動系統(tǒng)的理論分析,計算、校核絲杠及驅(qū)動電機(jī)的規(guī)格和型號;選定主傳動功率,分析主軸形式并確定主傳動系統(tǒng)動力參數(shù)。
重點(diǎn)分析 x 向進(jìn)給傳動和主傳動的結(jié)構(gòu)原理、分析提高傳動系統(tǒng)性能的措施, 完成方案設(shè)計。
2. 論文(設(shè)計)進(jìn)度計劃
第 1-2 周 查閱文獻(xiàn),資料等,撰寫論文開題報告; 第 3 周 修改完善論文開題報告;
第 4 周 翻譯外文文獻(xiàn);
第 5-7 周 完成總體方案設(shè)計,完成總圖設(shè)計; 第 7-8 周 完成零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算;
第 8-9 周 利用 Solidworks 進(jìn)行三維實(shí)體建模; 第 9-11 周 完成設(shè)計說明書;
第 11-12 周 修改完善說明書及各方面圖紙; 第 13-14 周 完善畢業(yè)論文,并準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
注:新起一頁。
閱后刪除此文本框。
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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展.國際論壇文集.2005.
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[18] Yong Shuai Wang .Temperature Field Analysis of High-Speed Gasoline Engine Cylinder Head Based on Fluid-Solid Coupling[J]. Advanced Materials Research 2013
附:文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)綜述
我國裝備制造業(yè)已經(jīng)形成門類齊全、規(guī)模較大、具有一定技術(shù)水平的產(chǎn)業(yè)體系, 成為國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè),裝備制造業(yè)發(fā)展加快,重大技術(shù)裝備自主化水平顯著提高,國際競爭力進(jìn)一步提升。我國已經(jīng)成為裝備制造業(yè)大國,但產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)、自主創(chuàng)新能力薄弱、基礎(chǔ)制造水平落后、低水平重復(fù)建設(shè)等問題依然突出。我國目前正處于擴(kuò)大內(nèi)需、加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期,對先進(jìn)裝備有著巨大的市場需求。必須采取有效措施,抓住機(jī)遇,加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,促進(jìn)裝備制造業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,為經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備,一個國家數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量和技術(shù)水平在某種程度上就代表這個國家的裝備制造業(yè)水平和競爭力。
數(shù)控加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。它的綜合加工能力較強(qiáng),加工精度較高,加工效率較快,對于形狀復(fù)雜、精度要求較高的單件加工或中小批量多品種更為適用。
發(fā)達(dá)國家如美、德、日一直重視機(jī)床技術(shù)和機(jī)床工業(yè)的發(fā)展,機(jī)床制造技術(shù)先進(jìn), 因此其工業(yè)發(fā)展較快。
美國勇于創(chuàng)新,在汽車等行業(yè)實(shí)現(xiàn)大批量自動化生產(chǎn)后,于 1952 年研制出世界
第一臺數(shù)控機(jī)床,并生產(chǎn) 100 臺,供軍工部門使用,效果良好。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(shí)現(xiàn)了工件經(jīng)一次裝夾即可進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸和攻絲等多種工序的集中加工。
我國數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平、性能和質(zhì)量與裝備制造業(yè)發(fā)達(dá)國家還有很大差距,高檔數(shù)控機(jī)床及功能部件大多依靠進(jìn)口數(shù)控機(jī)床作為國防軍工的戰(zhàn)略裝備,是各種武器裝備最重要的制造手段,是國防軍工裝備現(xiàn)代化的重要保證。因此,一些發(fā)達(dá)國家把高性能數(shù)控機(jī)床作為戰(zhàn)略物資嚴(yán)加控制,限制我國進(jìn)口。加工中心是高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的代表,而臥式加工中心又是其中最具代表性、附加值最高的產(chǎn)品之一,是衡量我國裝備制造業(yè)水平的重要依據(jù)之一。與裝備制造業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,我國臥式加工中心在加工功能、加工精度、加工效率、系列化程度和市場占有率上存在較大差距。尤其是臥式加工中心關(guān)鍵功能部件國產(chǎn)制造能力明顯不足,這已經(jīng)成為制約我國裝備制造業(yè)快速發(fā)展瓶頸。因此,為使其得到更快更好的發(fā)展,研究加工中心的關(guān)鍵性技術(shù)已成為我們必須面臨的課題。
指導(dǎo)教師評閱意見(對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評閱) 同意開題
審 教研室主任意見核
意見
簽字:楊鐸 日期:2018-01-12
同意
簽字:王建維 日期:2018-01-13
學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見
同意
簽字:吳蒙華 日期:2018-01-13
公章:機(jī)械工程學(xué)院
一種加工中心水平軸驅(qū)動裝置設(shè)計
附錄1:外文翻譯
多軸聯(lián)動原理及應(yīng)用
Machining Center
加工中心
摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,產(chǎn)品零件的加工工藝越來越困難,加工精度也越來越高。多軸聯(lián)動加工中心的應(yīng)用是解決這些問題的主要途徑。五軸聯(lián)動加工中心作為解決復(fù)雜曲面、曲柄軸等異形復(fù)雜零件的主要手段,在多軸聯(lián)動加工中心中具有很強(qiáng)的代表性。
通過應(yīng)用五軸聯(lián)動加工中心對葉片進(jìn)行加工,得出了五軸聯(lián)動加工中心與三軸聯(lián)動和四軸聯(lián)動加工中心相比,質(zhì)量和效率提高的必要性和必要性。得出了多軸聯(lián)動加工中心開發(fā)的可行性。
關(guān)鍵詞:多軸聯(lián)動,原理,葉片加工。
介紹
機(jī)床是一個國家制造業(yè)水平的標(biāo)志?,F(xiàn)代數(shù)控加工正朝著高速、精密、智能化、柔性化、自動化、可靠性發(fā)展的方向發(fā)展。多軸數(shù)控機(jī)床反映了以上幾點(diǎn)。多軸聯(lián)動加工中心是數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)功能關(guān)系的要求,控制多軸聯(lián)動、同步運(yùn)動。根據(jù)軸數(shù),數(shù)控機(jī)床分為兩軸聯(lián)動、兩軸聯(lián)動、三軸聯(lián)動、四軸聯(lián)動、五軸聯(lián)動,機(jī)床是一個國家制造業(yè)水平的標(biāo)志。現(xiàn)代數(shù)控加正朝著高、精密 、智能化、柔性化、自動化、可靠性發(fā)展方向發(fā)展 。多軸數(shù)控機(jī) 床反映了以上幾點(diǎn)軸聯(lián)動加工中心是數(shù)控系 統(tǒng) 根據(jù) 功能關(guān)系的要求,控制多軸聯(lián)動 、同步運(yùn)動根 軸數(shù),數(shù)控機(jī)床 分為兩軸聯(lián)動 、兩軸聯(lián)動 、三軸聯(lián)動、四軸聯(lián)動 、五軸聯(lián)動由于工件的設(shè)計復(fù)雜度越來越高,采用三軸聯(lián)動和四軸聯(lián)動已不能滿足許多復(fù)雜異形產(chǎn)品的需求。魏芳等人。對四軸加工工藝進(jìn)行了仿真,并與五軸加工中心進(jìn)行了切削速度和切削狀態(tài)的比較。結(jié)果表明,五軸聯(lián)動加工中心的效率大大提高(1)。陳昊等人。認(rèn)為六軸聯(lián)動加工大大提高了加工的靈活性和運(yùn)動自由度,該系統(tǒng)能夠適應(yīng)加工更多類型工件和更復(fù)雜曲面(2)。2014年10月,中國發(fā)射重型機(jī)床有限公司開發(fā)的一種機(jī)床的獨(dú)立,是用于加工螺旋槳,七軸六聯(lián)動響應(yīng)客戶的要求,和機(jī)器做的很好。它的加工直徑最大,是世界上最復(fù)雜的機(jī)床[3 ]。與五軸聯(lián)動加工中心相比,提高了加工精度和加工效率。通過五多聯(lián)動加工中心的多軸加工,提高了加工效率和加工精度,但對專業(yè)人員和技術(shù)要求更嚴(yán)格,加工成本也增加,變窄;三軸聯(lián)動和四軸聯(lián)動加工CEN。然而,成本較低,不能達(dá)到這樣的精度和效率要求,無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面加工。因此,五軸聯(lián)動加工中心的需求也促進(jìn)了中國近年來。
五軸聯(lián)動加工中心目前不是最先進(jìn)的多軸聯(lián)動加工中心,它具有典型的代表意義,目前已得到廣泛應(yīng)用。五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)也是一個國家工業(yè)化水平的標(biāo)志。
多軸聯(lián)動加工中心的工作原理
多軸數(shù)控加工的研究主要包括三個方面:(1)加工過程的物理模擬與產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測,(2)過程系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性分析,(3)高效的數(shù)控加工工藝規(guī)劃。五軸聯(lián)動加工中心是目前多軸聯(lián)動加工中心研究的典型代表,它代表了目前機(jī)床制造業(yè)的最高狀態(tài)。詳細(xì)介紹了五軸聯(lián)動加工中心的工作原理。
加工中心的結(jié)構(gòu)。
大多數(shù)五軸聯(lián)動加工中心的結(jié)構(gòu)為3+2。有三個直軸和三個輪齒中的兩個作為旋轉(zhuǎn)軸。根據(jù)三個直軸和三個旋轉(zhuǎn)軸的兩個組合,五軸聯(lián)動加工中心有三種類型,分別是x、y、z、a、b(圖1);x、y、z、a、c、x、y、z、b、c。通過兩個旋轉(zhuǎn)軸的組合形式,有三種形式:轉(zhuǎn)臺式、轉(zhuǎn)臺擺動式和雙擺式〔4〕。由于物理原因,機(jī)床的規(guī)格尺寸和加工對象范圍由三種結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定。
加工中心的特點(diǎn)。
五軸聯(lián)動加工中心的特點(diǎn)如圖2所示:(a)可避免刀具干涉,適應(yīng)性強(qiáng),加工復(fù)雜零件,三軸聯(lián)動加工中心難度大。(b)對于直紋表面零件,可以采用側(cè)銑加工,以質(zhì)量好、效率高的隊形加工。(c)對于一般的多層表面,特別是對于較大的平坦表面,可使用大直徑銑刀接近表面。這樣,刀具的進(jìn)給少,工件的剩余高度小。大大提高了加工效率和表面質(zhì)量。(d)五軸加工中心的優(yōu)點(diǎn)是能夠在單個設(shè)置中加工復(fù)雜形狀。這有助于提高表面的位置精度并獲得高效率。(e)當(dāng)五軸加工中心工作時,刀具相對工件表面的切削狀態(tài)最為有效。(f)在一定的加工條件下,使用大尺寸的刀具避免干涉,刀具同時處于良好的剛度狀態(tài),提高了加工效率和精度。
加工中心數(shù)控系統(tǒng)。
它是多軸加工中心的大腦,也是決定加工中心功能和性能的主要因素。數(shù)控系統(tǒng)的研究主要包括三個方面:(1)多軸數(shù)控加工的精插補(bǔ),(2)設(shè)備與工藝的相互作用,(3)數(shù)控加工過程的閉環(huán)控制。
從本質(zhì)上講,基于數(shù)控程序的輸入,五軸聯(lián)動加工中心CNC系統(tǒng)插補(bǔ)理想軌跡,然后將指令輸出到加工中心的執(zhí)行部件以加工需要的工件。數(shù)控系統(tǒng)的基本功能包括5個模塊:輸入、軌跡插補(bǔ)、伺服控制、反饋控制和自動換刀。它是一個帶有位置控制的封閉式控制系統(tǒng)。為了保證運(yùn)行部件的正常運(yùn)行,反饋控制系統(tǒng)實(shí)時跟蹤測量的執(zhí)行性能,并將可能的誤差信號反饋給控制系統(tǒng),然后將可能的誤差信號與下一個輸入信號相結(jié)合。T信號作為執(zhí)行部件的輸出信號。高檔數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)滿足以下基本要素[4 ]:(1)多通道多軸聯(lián)動;(2)空間刀具補(bǔ)償與優(yōu)化功能;(3)全閉環(huán)或雙閉環(huán)控制能力;(4)插補(bǔ)周期<0.5 ms;(5)預(yù)測控制>1000工序。(6)數(shù)據(jù)操作和切換單元
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