【C6150普通機床主軸箱結構設計開題報告4200字】

PAGE1C6150普通機床主軸箱結構設計開題報告目錄一．課題來源………………二．選題的性質……………三．論文選題的目的和理論實踐意義……四．與本選題相關的國內外研究現狀，…………………預計可能的研究突破和創(chuàng)新點………五．主要參考文獻…………六．分析研究的可行性、基本條件及能否取得實質性進展……………七．選題的研究方法和進度安排…………開題報告內容一．課題來源二．選題的性質：1．理論研究（）2．應用研究（）3．應用理論研究（）三．論文選題的目的和理論實踐意義根據傳統機床的主要傳動部件和變速機構，通過改進傳動部件來設計C6150型機床的主軸箱，在設計之前，要對機床的主要部件進行劃分，對主要部件進行初步方案的擬定，擬定多種方案，便于后期組合設計時選擇最優(yōu)設計方案，在設計多種方案時，會用到機械設計和原理等相關知識，會用到機械制圖胡互換性與技術測量，以及工程力學等重要基礎專業(yè)知識，期間，還要大量查閱互聯網文獻和圖書館資料等。四．與本選題相關的國內外研究現狀，預計可能的研究突破和創(chuàng)新點（1）國外發(fā)展現狀國外在智能CAD的參數化設計方面研究的比較早，計算機技術的應用，參數化繪圖以及數據庫，高級語言的快速發(fā)展，軟件接口之間的實現、人性化的友好界面，使得CAD技術的利用得到進一步的提升。在深入分析自動化對人機系統，特別是操作人員的基礎上，建立以人為中心的自動化指導的自動化設計框架以期促進人機系統的設計和人機交互能力，為以后自動化系統平臺的設計產生重要影響，ABB研究中心對工業(yè)機器人手爪進行自動化設計，完成了機器手指自動設計的主要技術[1]。德國的Flock，CGorgel，AStuckenber，RSchalaste對滾齒刀的滾齒生產設計進行了系統程序方面的研究設計，而其只需根據獲取滾齒刀和零件的數值參數，以及所需加工的工序流程，即可自動完成所需切削余量數值的確定、力學計算和可靠的技術路線，V.Dimitri&A.Antonia借助HOB3D軟件系統對滾齒刀進行自動化模擬加工，實現了滾齒刀齒輪的精確設計生產，對該零部件運用智能CAD技術以及自動繪制系統平臺的設計研究[2-3]。ZhangH,XinW基于復矢量理論建立了連桿機構的基本尺寸類型及連桿軌跡的數學模型，然后通過模糊識別方法得到機構實際尺寸計算公式，開發(fā)了連桿機構實際尺寸和運動仿真的CAD系統。根據用戶實際需求，利用該軟件自動設計出滿足要求的四桿機構并進行仿真，使得機械設計自動化程度得到顯著的提升，滿足用戶準確、高效的設計要求[4]。TimTodman,WayneLuk提出了一種通用可重構計算應用程序設計自動化的新方法，該方法將設計空間探索與基于變換的性能結果高層反饋相結合，通過利用性能提高高層探索的效率，從而選擇出適合于滿足設計要求的變換，進而自行完成相應的可重構設計，并開發(fā)了支持該方法的原型系統，獲得了不錯的成效[5]。（2）國內發(fā)展現狀國內在智能CAD技術及自動化設計方面開展相對較晚，對于專用機床主軸箱的自動化設計還停留在研制階段。隨著各種高級編程語言、開發(fā)平臺以及數據庫管理系統的設計，并陸續(xù)設計出以該平臺為基礎的機床設計系統及主軸箱自動化設計系統，并取得了較好的進展。國內一些機床廠及機床研究所、高等院校、機電設計院等都對專用機床多軸箱的自動設計進行了探索研究。鄭州輕工業(yè)學院李月琴、郭志強等人基于三維建模軟件為設計基礎，借助高級編程語言VC6.0并根據人工設計專用機床的進程，與此同時將計算機用于處理設計，圖形三維參數化建模技術、人工交互界面設計和數據庫管理技術為一體進行組合機床總體設計的程序開發(fā)，便于設計人員可以從自動及智能技術的立場上既可以應用先進的設計方法,又可以很好的借鑒以往的設計經驗，以便于減少組合機床的設計時間，在一定程度上減少了設計人員的反復性勞動[6]。隨著專家系統的出現，它是一種智能應用系統并在機械設計中廣泛應用。福建農林大學施光輝運用專家系統CLIPS開發(fā)工具，依據針對對象的高級匯編語言VC++，數據庫管理軟件Access以及CAD開發(fā)設備ObjectARX，對專用機床變速箱設計的智能化系統實行了全局的規(guī)劃，并對該智能系統程序中的數據操作管理和鏈接、零部件的建模、友好的人機界面進行了設計，完成了專用機床主軸箱智能程序系統的設計[7]。河北農業(yè)大學趙紅美基于專家系統對鉆孔類專用機床箱體開展研究，通過吸取該領域專家在實踐中積累起來的寶貴經驗，結合可視化編程語言VB，數據庫軟件及CAD軟件第二開發(fā)對象，展開鉆孔類專用機床主軸箱的研究設計與開發(fā)，提出逐層設計逐層優(yōu)化的設計思想，并通過簡潔方便的系統程序界面進行各齒輪傳動的設計、優(yōu)化、校核工作，為組合機床主軸箱的智能設計提供了新的研究方法和指導意義[8]。河北農業(yè)大學高月華憑借Pro/E為搭載系統軟件的平面，利用可視化集成開發(fā)語言VisualC++、Access數據庫管理工具建立組合機床主軸箱CAD系統。通過友好人機界面建立箱體傳動方案智能設計系統、知識庫，運用專家系統設計便捷的傳動系統推理機制，完成方案設計過程中的零部件參數選定，最終來達到組合機床傳動方案設計的智能化，提高了鉆削類主軸箱設計的智能化和自動化水平[9-10]。唐山工業(yè)學院高倩云、趙紅美基于建立友好的人機設計界面，利用高級編程語言VB進行程序開發(fā)，Access軟件對數據進行存儲，對多軸箱CAD傳動系統進行自動設計的研究，并在二維繪圖軟件中對主軸箱展開圖完成繪制任務，并以主軸箱傳動方案的設計流程更加快捷和準確為設計目標，使得該傳動系統的設計過程便捷、合理，且設計出的方案修改迅速、簡單[11]。華北電力大學王殿通過利用可重構制造系統對主軸箱進行智能化設計研究，并選用可視化編程語言VB和三維建模軟件CATIA作為智能化系統的開發(fā)平臺，應用Access軟件管理和建立數據庫，通過采用可視化的開發(fā)手段建立友好用戶人機界面對組合機床中的尺寸參數、切削參數確定、傳動方案的設計和后期的三維建模設計開展智能化系統程序的研究，為專用機床主軸箱結構方案的自動化設計和機床重組系統技術的研究設計進程提供了一定的理論方法[12]。電子科技大學蘇淵等人利用top-down的設計思路對所設計零部件的裝配模型進行層次化結構的建立，對參數化設計的基本思路以及實現方式進行了分析。研究了多層次布局和骨架引導安裝模型的建模方式，為機械產品的自動化設計系統提供了較好的的設計方法[13-14]。綜上所述：通過對自動化、智能化系統的熟知以及組合機床主軸箱和智能CAD相關資料的了解和認識，目前國內外在利用智能CAD進行自動化設計以及在主軸箱上的應用都進行研究并取得了很好的發(fā)展，不過總體而言，尤其是在國內，很大部分材料文獻在自動化設計方面的知識引進及系統設計方面沒有得到更好的使用，再加上目前自動化設計系統算法并沒有給出具體的算法設計流程，相關知識的欠缺和資料的不合理利用，導致自動化設計系統的研究一直停滯不前，主軸箱自動化設計的研究成果也就不能充分利用，讓新一代的設計人員對該方面的知識無法更好的學習和吸收，從而將浪費更多的研究開發(fā)時間。而目前主軸箱在自動化設計方面都以模塊化進行研究開發(fā)設計，通過可視化界面對主軸箱中的參數進行計算、完成傳動方案的設計，系統在研究開發(fā)設計中人工干涉較多，自動化程度遠遠的降低，將會耗費大量的時間及勞動量。對此，本論文針對目前專用機床主軸箱的設計，在目前已研制的基礎上對自動化、智能化系統上還存在的問題以及主軸箱中設計計算繁瑣，傳動方案設計工作量大、靈活多變、設計復雜的問題進行自動化設計的探索研究開發(fā)設計工作。五．主要參考文獻[1]M.Honarpardaz,M.Tarkian,J.?lvander,X.Feng.Fingerdesignautomationforindustrialrobotgrippers:Areview[J].RoboticsandAutonomousSystems,2017,87.[2]VDimitriou,AAntoniadis.CAD-basedsimulationofthehobbingprocessforthemanufacturingofspurandhelicalgears[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2009,41(3):347-357.[3]NieszporekT,PiotrowskiA.AutomationofHobDesign[C]//SecondWorldCongressonSoftwareEngineering.2010.[4]ZhangH,WuX.StudyonMechanismAutomationDesign:Four-BarLinkagesDesignandSimulationBasedonComplex-VectorTheory[C]//InternationalConferenceonE-productE-service&E-entertainment.IEEE,2010.[5]TodmanT,LukW.ReconfigurableDesignAutomationbyHigh-LevelExploration[C]//IEEEInternationalConferenceonApplication-specificSystems.IEEE,2012.[6]李月琴,郭志強,何培英,張文輝.基于Pro/E的計算機輔助組合機床總體設計系統開發(fā)[J].機床與液壓,2008(07):147-149.[7]施光輝.組合機床主軸箱的智能設計研究[D].福建農林大學,2006.[8]趙紅美.鉆削類多軸箱專家系統的研究[D].河北農業(yè)大學,2007[9]高月華.鉆削類主軸箱傳動系統智能設計的研究[D].河北農業(yè)大學,2011[10]韓君.組合機床主軸箱智能設計系統的研究[D].河北農業(yè)大學,2012.[11]趙紅美,高倩云.基于VB的多軸箱傳動CAD系統的研究[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2013,(08):50-52.[12]王殿.面向可重構制造系統的多軸箱智能化設計[D].華北電力大學,2013.[13]蘇淵.設計自動化技術及其在并聯鉆床設計中的應用研究[D].電子科技大學,2017.[14]鄧智鵬,閆家超.設計自動化技術及其在并聯鉆床設計中的應用分析[J].內燃機與配件,2018(12):199-200.[15]王治.VB自動化技術在CAD二次開發(fā)中的應用研究[J].電子技術與軟件工程,2016(15):147.六．分析研究的可行性、基本條件及能否取得實質性進展為了滿足機床主軸的高速傳動，主軸的支撐軸承必須要滿足相應的要求：（1）雙列滾子軸承的旋轉精度誤差要小，使機床滿足加工高精度的要求；（2）選擇使用圓錐滾子軸承代替圓柱滾子軸承和可以承受較大軸向力的推力球軸承，這種軸承可以讓主軸高速加工工件；（3）降低主軸的極慣性矩，減小主軸的橫截面直徑，有效的扇出由于主軸旋轉產生的熱量；（4）在選擇軸承時，要盡可能的選擇滾子較多的軸承，以減小高速轉動時，產生的慣性力，從而提高主軸軸系的動剛度。七．選題的研究方法和進度安排1．研究方法在設計主軸零部件時考慮到上述的幾個條件以后，使用的軸承可以適應主軸的高轉速和較大的徑向力。主軸的高速旋轉會對軸承的滾子產生較大的離心力，這些離心力會對滾子的磨損造成很大的影響，所以在選擇軸承時最重要的考慮因素是主軸的轉速。在設計機床時，考慮到高速切削的工作條件，可以選擇采用日本的NSK7017A5三聯角接觸球軸承，這種軸承是日本新研發(fā)的一種新型軸承，它不同于傳統的幾款軸承，他的承載角，因此采用這款輕型軸承作為主軸的前支撐，考慮到磨損導致后期對主軸要進行軸向調節(jié)，所以，后支撐選擇使用角接觸球軸承，便于后期頂緊螺母螺旋頂緊使用。后支撐承受的徑向載荷較大，軸向載荷較小，因此，后支撐的軸