開題報告-Xk714數(shù)控銑床床身及立柱部分設(shè)計

1、 XXXXXX設(shè) 計 開 題 報 告題 目 xk714數(shù)控銑床床身和立柱部分 設(shè)計 學生姓名 學號 所在院(系) 專業(yè)班級 指導教師 20XX 年 3月 16 日題 目 Xk714數(shù)控銑床床身和立柱部分設(shè)計及其仿真一、 選題的目的及研究意義:數(shù)控銑床是是一種用途廣泛的機床，有立式和臥式兩種，數(shù)控銑床不僅可以加工各種平面、溝槽、螺旋槽、成型表面和孔，而且還能加工各種平面和空間等復雜型面，適合于各種模、凸輪、板類及箱體類零件加工。1選題目的:(1)我選的方向是機電一體化，所以我在選畢業(yè)設(shè)計時想選與這方面接近的題目。想再將強一下機械、電子、控制等方面的融合。 (2)這個題目機械設(shè)計方面，要解決床身的

2、設(shè)計、立柱的設(shè)計計算、立柱的形狀考慮、絲杠螺母副的計算選用、A0圖的繪制等工作、查標準，所以想加強鞏固一下以前所學的知識，再加以應(yīng)用。(3)主傳動、伺服進給系統(tǒng)這一方面要進行計算，選合適的電機，以及考慮電機、執(zhí)行元件、運動的匹配，電機的工作狀態(tài)。因為自己將來的工作是微電機方面的，所以想提前更多的接觸這方面的有關(guān)知識。(4)因為在上學期作過X6132銑床的數(shù)控化改造，只對X向的伺服進給系統(tǒng)加以修改，當時對里面的一些問題還有點模糊，想搞清楚里面的細節(jié)，再次還想在加深一下數(shù)控銑床的認識。 2研究意義:充分的加強我們對以前所學知識的理解和深入，對深入理解機床計算機數(shù)控與應(yīng)用，數(shù)控機床，機電一體化系統(tǒng)設(shè)

3、計，電機的選用，比較集一體的設(shè)計。這對我們機電方向的學生有著很好的鍛煉機會和鞏固知識、擴展知識的平臺。也可以為我以后的工作積累點實踐經(jīng)驗。 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 1我國數(shù)控機床的研究現(xiàn)狀 近幾年來我國許多廠家開始做機床的數(shù)控化改造，這個有一定的必要性，機床完全用作數(shù)控化有點浪費資源，也根本不可能，而且被退化的機床放著不用會很浪費，這不符合綠色發(fā)展的思想，所以我認為，在國內(nèi)對機床數(shù)控化改造即實惠又很大的發(fā)展前途。我國的數(shù)控機床研究成本高，時間長，有一定的局限性，廠家的交貨周期長。雖然在數(shù)控化方面也取得了很大的成績，但許多機床還的進口，例如磨床，這使得

4、經(jīng)濟上不劃算，一方面這與我們的技術(shù)有關(guān)，還與我們的零件及裝配有關(guān)。近年來發(fā)展起來的建模和仿真在一定程度上減輕這個壓力。我們在畢設(shè)中應(yīng)用仿真再加以驅(qū)動，在裝配時就可反應(yīng)出設(shè)計中的問題，例如:零件外形、尺寸時不時準確、絲杠的計選擇、絲杠支撐方式，立柱導軌的設(shè)計是否合理，可直接反應(yīng)出。我們利用仿真可減少失誤，不致到最后才會發(fā)現(xiàn)錯誤，也提高了可觀性。2數(shù)控機床的技術(shù)發(fā)展趨勢及研究方法 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳動制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，體對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需要裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的

5、大趨勢。當前世界上 數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢:1高速、高精密化2高可靠性3數(shù)控機床設(shè)計CAD、功能多樣化1)結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊化 2)數(shù)控機床結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新 3)數(shù)控機床功能的多樣化 4智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、集成化5開放性1) 為適應(yīng)制造自動化的發(fā)展，向FMC、FMS和CIMS提供基礎(chǔ)設(shè)備，要求數(shù)字控制制造系統(tǒng)不久能完成通常的加工功能，而且還要具備自動測量、自動上下料、自動換刀、自動更換主軸頭、自動誤差補償、自動診斷、進線和聯(lián)網(wǎng)等功能，廣泛應(yīng)用機器人、物流系統(tǒng)。2) FMC,FMS Web-based制造及無圖紙制造技術(shù)。3) 圍繞數(shù)控技術(shù)、制造工程技術(shù)在 快速成型、并聯(lián)機構(gòu)機床、機器人

6、化機床、多功能機床等整機方面和高速電主軸、直線電機、軟件補償精度等 單元技術(shù)方面先后有所突破。并聯(lián)桿系結(jié)構(gòu)的新型數(shù)控機床實用化。這種虛擬軸數(shù)控機床，用軟件的 復雜性代替?zhèn)鹘y(tǒng)機床結(jié)構(gòu)的復雜性，開拓了數(shù)控機床發(fā)展的新領(lǐng)域。4) 以計算機輔助管理和工程數(shù)據(jù)庫、因特網(wǎng)等 為主體的制造信息支持技術(shù)和 智能化決策系統(tǒng)，對機械加工中海量信息進行存儲和 實時處理。應(yīng)用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使機械加工整個系統(tǒng)趨于資源合理支配并高效地應(yīng)用。5) 由于采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，機械加工向虛擬制造愛的方向發(fā)展。 6復合化7串行總線計算機數(shù)控系統(tǒng)8重視新技術(shù)標準、規(guī)范得的建立雖然近年來我們在機床上

7、出現(xiàn)的流血事件在減少，但仍然是無法杜絕，在設(shè)計時應(yīng)該考慮一下機床外形的布置，造作人員與機床的協(xié)作。所以對機床的發(fā)展趨勢補充兩條:1綠色設(shè)標準2在設(shè)計時考慮人機和諧化。我國機床的精度不怎么高，我們要從機床的零件精度著手 ，注重機床的裝配精度，也要時刻注重新技術(shù)的應(yīng)用來提高機床精度。所以對機床的發(fā)展趨勢補充一項:高精度化。 近年來我國仿真技術(shù)的發(fā)展也是十分突出的，但我國的這項技術(shù)只是剛剛起步，有很大的發(fā)展空間，這樣可以減少設(shè)計時間，交貨周期短，提高了設(shè)計質(zhì)量，可在未完成物理實體前就解決裝配中的問題，對零件中出現(xiàn)的問題加以解決，也不會造成浪費。這項技術(shù)主要集中在裝配建模、計算機輔助裝配工藝規(guī)化等，提

8、高了裝配效率和質(zhì)量，減少了成本。所以想在補充一點:建模和仿真的可視化處理。3數(shù)控銑床的應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)控銑床用途廣泛，不僅可以加工各種平面、溝槽、螺旋槽、成型表面和孔，而且還能加工各種平面和空間等復雜型面，適合于各種模、凸輪、板類及箱體類零件加工。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）方案進行說明，論文要寫出相應(yīng)的寫作提綱1主要解決的問題:本設(shè)計主要解決立式數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)布局，確定機械系統(tǒng)的傳動、支撐、導向方式，確定床身和 z向進給系統(tǒng)的總體方案及導向、支撐方式。借鑒同類機床確定絲杠螺母副的支撐方式及傳動形式，在機電一體化課本中選出最優(yōu)的 方

9、式。通過資料查找，比較確立立柱的形狀。盡量將機床設(shè)計的結(jié)構(gòu)簡單、可靠、成本低、效率大。根據(jù)所給條件計算出所需的最大功率，選擇合適的電機，考慮電機與執(zhí)行元件的匹配，電機的工作狀態(tài)。這次從畢業(yè)設(shè)計的仿真就在于仿真:零件圖的仿真，零件圖的裝配，加以驅(qū)動后的觀察和運動分析，分析零件圖的外型和尺寸是否符合要求，解決裝配中的尺寸和外形合理。熟悉PorE軟件的基本功能，和一些特殊功能加以利用。2主要問題解決的思路與方法:根據(jù)需要，針對同類機床進行比較，設(shè)計出機座，根據(jù)加工對象及范圍確立機座和床身的尺寸和外形。利用所給條件計算、考慮工作壽命為基礎(chǔ)，利用實際加工過程中銑削條件為準計算工作載荷F，在以此為條件估算

10、出絲杠的導程P,根據(jù)絲杠的最大軸向變形量，估算出絲杠的最小螺紋直徑d，最后通過比較選出合適的絲杠型號，利用螺紋在絲杠部分的比例范圍和Z向的移動范圍確定絲杠的螺紋長度。從計算切削力開始估算電機的功率，最后利用切削功率、空載功率、和附加功率三部分，計算出扭矩，根據(jù)需要選擇合適的電機。利用滾珠絲杠副的本身特點、選擇合理的絲杠螺母副的支撐方式，改變加在電機主軸上的扭矩等，滿足電機的輸出轉(zhuǎn)矩的最佳匹配。利用工作條件軸向載荷f設(shè)計計算導軌及其比較選用，根據(jù)需要設(shè)計立柱導軌的大小及形狀。根據(jù)確定的尺寸畫出伺服進給系統(tǒng)的A0圖，所有的標準件根據(jù)規(guī)定的尺寸畫出，進行檢查核對。四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻資料的簡

11、要說明1機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 張建民 滾珠絲杠副的支持方式和傳動方式的選用優(yōu)化，伺服電機的工作狀態(tài)和驅(qū)動。機械與電子的結(jié)合。2現(xiàn)代數(shù)控機床 王愛玲 白恩遠等 數(shù)控機床的現(xiàn)狀、研究趨勢。導軌的介紹選用。3機床數(shù)控系統(tǒng)改造課程設(shè)計 彭玉海 陳建剛 機械設(shè)計計算的參考，數(shù)控化改造的流程。4數(shù)控機床 李雪梅 銑床的總體借鑒，銑床的布局，傳動系統(tǒng)的介紹。 五、畢業(yè)論文（設(shè)計）進程安排1.xk立式銑床的總體分析，設(shè)計方案的擬定 3月21號 a.確定立式數(shù)控銑床的總體目標、結(jié)構(gòu)布局。b.確定機械系統(tǒng)的傳動、支撐、導向方式。2.立柱和床身部分設(shè)計 4月15號 a.確定床身和立柱和 z向進給系統(tǒng)的總體方案及導向、支撐等方式 b.設(shè)計計