搜索
重庆科技学院毕业设计（论文）开题报告题目三工位孔加工机床设计学院机械与动力工程学院专业班级机设普2011-04班学生姓名梁辉学号2011441299指导教师李钢2014年12月26日毕业设计(论文)开题报告1.本课题的目的及意义，国内外研究现状分析1.1本课题的目的和意义：纵观如今的机械加工领域，大批大量生产依然机械生产的主流,为获得更大的利润，组合机床得到的大规模的应用与发展，在未来一段时间里都有着广阔的发展前景。组合机床是根据工件加工需要，按系列化、标准化设计的通用部件和被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，从而缩短了设计和制造的周期，因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到了广泛的应用，并可用以组成自动生产线。现代大型工业技术的飞速发展，降低了组合机床的实现成本，软件支持机制也使得实现变得更为简单，因此，对组合机床的研究与设计具有十分重要的理论意义和现实意义。另外，由于组合机床工序的高度集中，即在一台机床上可同时完成一种或几种不同工序加工，机床占地面积相对较小，减少了生产准备时间，提高了生产效率，且适应了产量大、精度高的生产要求，克服了通用机床结构复杂、劳动强度大、生产效率低、精度不易保证的缺点，以及专用机床通用性差、不适应现代技术迅速发展、产品经常更新的要求，显示出其巨大的优越性和广阔的发展空间。本课题是一个关于三工位孔加工组合机床的一个结构设计，通过该课题的完成，能加强自身对机械设备的设计、制造等方面的理论知识与技术方法的了解与掌握，可以提升涉及实际工程的相关的能力，与此同时，本课题涉及面较为广泛，可以对大学期间所学的专业知识进行梳理与运用，还能得到相关工程实际技能的训练，这必将为不久的将来走向工作岗位提供较好的支撑。1.2多工位组合机床的国内、外现状在我国,组合机床发展已有二十几年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以数控（NC）、可编程序控制器（PLC）能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正成为刚柔兼备的自动化装备。从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速10000～20000r/min，最高进给速度可达20～60m/min；复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。我国组合机床装备与发达国家之间还有相当大的差距，主要体现在以下几个方面：（一）精度与速度的差距精度普遍不高,只有少数几种产品偶尔能达到国外标准,国内普遍不能满足加工要求。不难看出,机床从各功能部件来看和国外相比并无多大差别,精度问题只是表面现象,其实质是基础技术差距的反映,首先主机部分普遍未进行有限分析,未做刚度试验,大多数未采用定位精度软件补偿技术,温度变形补偿技术,高速主轴系统的动平衡技术等,特别是对控制系统中伺服拖动的基本控制模式和原理及以一些重要参数的掌握和调试上却缺乏较深层次和系统的积累总结,驱动环节和整个环节相匹配的重要问题,却停留在一知半解上。（二）质量稳定性(可靠性)差距数控系统的可靠性一般控制在一个数量级以上,但也不是可靠性越高越好,仍然是适度可靠,因为是商品要受性价比的约束,对于每天工作两班的无人工厂而言,如果要求在16小时内连续工作,无故障率P(t)=99%以上的话,数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。MTBF大于3000小时,对于由不同数量的数控机床构成的无人化工厂差别就大多了,我们只对一台数控机床而言,如主机与数控系统的失效率之比为10:l的话(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于33333.3小时,而其中数装量,主轴及驱动等的MTBF就必须大于l0万小时。1.3多工位组合机床的发展趋势1.31高速化、高效化多工位组合机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。90年代以来，随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统（含监控系统）和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。1.32高精度化精密化是为了适应高新技术发展的需要，也是为了提高普通机电产品的性能、质量和可靠性，减少其装配时的工作量从而提高装配效率的需要。从精密加工发展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（<10nm），其应用范围日趋广泛。超精密加工主要包括超精密切削（车、铣）、超精密磨削、超精密研磨抛光以及超精密特种加工（三束加工及微细电火花加工、微细电解加工和各种复合加工等）。随着现代科学技术的发展，对多工位组合机床加工技术不断提出了新的要求。新材料及新零件的出现，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺，发展多工位组合机床，完善现代超精密加工技术，以适应现代科技的发展。多工位组合机床适合于减速机零件的多工作面的铣、钻、镗、铰、攻丝、两维、三维曲面等多工序高精、高速、高效加工，该机床是汽车行业理想的加工设备。机床本体采用米汉钠铸铁结构及刚性箱型结构设计,多次人工时效处理，吸震性强，整体刚性优良。机床采用动柱式布局，立柱移动快，刚性好。全封闭式电柜，辅以气流循环设计，防尘、通风、冷却效果良好。随着工业自动化的不断发展，高品质的自动化产品和方便快捷的组网实现更复杂的功能，将使自动化进入一个新的发展阶段。总线和网络技术、人机界面等产品将在工业和生活中得到越来越广泛的应用，多工位组合机床不断采纳科学技术发展中的各种新技术，使得其功能日趋完善，多工位组合机床在机械加工中的地位也显得越来越重要，多工位组合机床的广泛应用是现代制造业发展的必然趋势。1.4参考文献[1]赵京平.多工位回转机床定位盘的计算与加工[J].机械工人,2006[2]王英章.国产印制板数控钻铣床的发展思考[J].印制电路信息,2003.[3]刘长敏.PLC在四工位组合机床控制系统中的应用[J].制造业自动化,2005.[4]WilliGasser.汽车万向节叉的高效制造装备[J].制造技术与机床,2003[5]张建华.多工位压力机的特点及其在汽车工业中的应用[M].机械工人,2005.[6]大连组合机床研究所．组合机床设计(第二版)[M]．北京：机械工业出版社，1985．[7]丛风廷，迟建山．组合机床设计(第二版)[M]．上海：上海科学技术出版社，1993．[8]王世清，朱林.孔加工技术.北京:石油工业出版社,1993毕业设计(论文)开题报告2.本课题的任务、重点内容、实现途径2.1课题任务设计三工位孔加工机床，三主轴夹持刀具分别同步对工件进行钻、扩、铰加工，工件及工作台分度旋转及定位；适合单件、成批、大批量生产选用。学生设计将得到较完整的机械设计制造训练，课题培养学生创新能力和工程设计能力。学生将完成资料搜集、现场考查、方案设计及论证、工程设计及计算、绘制工程设计图，主要零件制造工艺编制。2.2设计（论文）的主要内容：①设计三工位孔加工机床，设计三主轴夹持刀具分别对工件进行钻、扩、铰加工，工件及工作台分度旋转及定位；②机床结构设计，运动设计、零件强度计算；③设计机床零件，选择标准件；设计关键零件制造工艺；④对动力机床进行工作分析：回转运动精度、刚度、热变形等；⑤设计或选择检测机床运动方法；提出提高机床工作精度方法；⑥撰写机床使用说明书。使用说明书包含采用国家标准，使用说明，安全使用说明，维护方法及规则，使用限制等。⑦工艺参数：（1）设计工作转速200~1000r/min；（2）主轴输出端径向跳动误差不高于0.06mm；分度误差低于15″；（3）输出轴不低于3轴；（4）切削45钢调质态，最大钻孔直径20mm；（5）夹持刀具截面尺寸小于20mm；（6）设计过程中可根据实践设计情况对设计要求和工艺参数适当调整，参数种类亦可合理增减。2.3设计要求①搜集查阅国内外相关技术资料；撰写开题报告；②学生现场考查；对设计题目论证与考察，查阅资料，市场调查；③设计方案制订，多方案比较；制订选择合理设计方案并计算，对方案进行经济分析；④设计草图，并进行计算；设计图纸，图纸清晰，严格按照国家标准设计；设计图量不得少于3张0号图；⑤设计安全可靠，满足装配及零件加工结构工艺性要求；⑥设计论文（说明书）执行重庆科技学院毕业设计论文格式要求，完整清晰，字数约12000~15000，设计依据和计算结果合理正确；⑦设计过程中可根据实践设计情况对设计要求适当调整或增减；2.4实现途径2.41流程性途径：在正式开题之前收索大量与多工位孔加工机床相关的资料，对课题涉及的相关理论进行深入学习，到工厂去实地参观了解多工位孔加工机床的基本结构，拟定几个可行的设计方案，对比各个设计方的优缺点，选择最佳的方案。在具体的设计过程中运用计算机解决一些相关数据和工程图的绘制，在遇到的难题时通过查阅相关资料、手册来解决，若仍弄不清楚就请教指导老师老师。2.42技术性途径：①根据拟定的设计目的设计传动方案②根据给定的加工目的，初算传动轴的直径、齿轮的模数和齿数；确定动力箱；计算多轴箱尺寸及设计传动路线。③装配工程图的绘制：借助计算机Caxa绘图软件绘制机床的装配工程图④完成工程图后，校核传动轴和齿轮的尺寸、强度、刚度等⑤根据工程图完成各零部件的三维造型、工程图绘制和夹具设计，拟定借助inwentor或UGNX8.0完成三维造型。⑥对重要零件机床主轴进行制造工艺设计。参考《机械制造工艺学》教材和查阅《工艺设计手册》完成相