【C6150普通機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告4200字】

PAGE1C6150普通機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告目錄一．課題來源………………二．選題的性質(zhì)……………三．論文選題的目的和理論實(shí)踐意義……四．與本選題相關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，…………………預(yù)計(jì)可能的研究突破和創(chuàng)新點(diǎn)………五．主要參考文獻(xiàn)…………六．分析研究的可行性、基本條件及能否取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展……………七．選題的研究方法和進(jìn)度安排…………開題報(bào)告內(nèi)容一．課題來源二．選題的性質(zhì)：1．理論研究（）2．應(yīng)用研究（）3．應(yīng)用理論研究（）三．論文選題的目的和理論實(shí)踐意義根據(jù)傳統(tǒng)機(jī)床的主要傳動(dòng)部件和變速機(jī)構(gòu)，通過改進(jìn)傳動(dòng)部件來設(shè)計(jì)C6150型機(jī)床的主軸箱，在設(shè)計(jì)之前，要對機(jī)床的主要部件進(jìn)行劃分，對主要部件進(jìn)行初步方案的擬定，擬定多種方案，便于后期組合設(shè)計(jì)時(shí)選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)多種方案時(shí)，會(huì)用到機(jī)械設(shè)計(jì)和原理等相關(guān)知識，會(huì)用到機(jī)械制圖胡互換性與技術(shù)測量，以及工程力學(xué)等重要基礎(chǔ)專業(yè)知識，期間，還要大量查閱互聯(lián)網(wǎng)文獻(xiàn)和圖書館資料等。四．與本選題相關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，預(yù)計(jì)可能的研究突破和創(chuàng)新點(diǎn)（1）國外發(fā)展現(xiàn)狀國外在智能CAD的參數(shù)化設(shè)計(jì)方面研究的比較早，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，參數(shù)化繪圖以及數(shù)據(jù)庫，高級語言的快速發(fā)展，軟件接口之間的實(shí)現(xiàn)、人性化的友好界面，使得CAD技術(shù)的利用得到進(jìn)一步的提升。在深入分析自動(dòng)化對人機(jī)系統(tǒng)，特別是操作人員的基礎(chǔ)上，建立以人為中心的自動(dòng)化指導(dǎo)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)框架以期促進(jìn)人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和人機(jī)交互能力，為以后自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，ABB研究中心對工業(yè)機(jī)器人手爪進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)，完成了機(jī)器手指自動(dòng)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)[1]。德國的Flock，CGorgel，AStuckenber，RSchalaste對滾齒刀的滾齒生產(chǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)程序方面的研究設(shè)計(jì)，而其只需根據(jù)獲取滾齒刀和零件的數(shù)值參數(shù)，以及所需加工的工序流程，即可自動(dòng)完成所需切削余量數(shù)值的確定、力學(xué)計(jì)算和可靠的技術(shù)路線，V.Dimitri&A.Antonia借助HOB3D軟件系統(tǒng)對滾齒刀進(jìn)行自動(dòng)化模擬加工，實(shí)現(xiàn)了滾齒刀齒輪的精確設(shè)計(jì)生產(chǎn)，對該零部件運(yùn)用智能CAD技術(shù)以及自動(dòng)繪制系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)研究[2-3]。ZhangH,XinW基于復(fù)矢量理論建立了連桿機(jī)構(gòu)的基本尺寸類型及連桿軌跡的數(shù)學(xué)模型，然后通過模糊識別方法得到機(jī)構(gòu)實(shí)際尺寸計(jì)算公式，開發(fā)了連桿機(jī)構(gòu)實(shí)際尺寸和運(yùn)動(dòng)仿真的CAD系統(tǒng)。根據(jù)用戶實(shí)際需求，利用該軟件自動(dòng)設(shè)計(jì)出滿足要求的四桿機(jī)構(gòu)并進(jìn)行仿真，使得機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度得到顯著的提升，滿足用戶準(zhǔn)確、高效的設(shè)計(jì)要求[4]。TimTodman,WayneLuk提出了一種通用可重構(gòu)計(jì)算應(yīng)用程序設(shè)計(jì)自動(dòng)化的新方法，該方法將設(shè)計(jì)空間探索與基于變換的性能結(jié)果高層反饋相結(jié)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(shè)計(jì)要求的變換，進(jìn)而自行完成相應(yīng)的可重構(gòu)設(shè)計(jì)，并開發(fā)了支持該方法的原型系統(tǒng)，獲得了不錯(cuò)的成效[5]。（2）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)在智能CAD技術(shù)及自動(dòng)化設(shè)計(jì)方面開展相對較晚，對于專用機(jī)床主軸箱的自動(dòng)化設(shè)計(jì)還停留在研制階段。隨著各種高級編程語言、開發(fā)平臺(tái)以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并陸續(xù)設(shè)計(jì)出以該平臺(tái)為基礎(chǔ)的機(jī)床設(shè)計(jì)系統(tǒng)及主軸箱自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并取得了較好的進(jìn)展。國內(nèi)一些機(jī)床廠及機(jī)床研究所、高等院校、機(jī)電設(shè)計(jì)院等都對專用機(jī)床多軸箱的自動(dòng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索研究。鄭州輕工業(yè)學(xué)院李月琴、郭志強(qiáng)等人基于三維建模軟件為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，借助高級編程語言VC6.0并根據(jù)人工設(shè)計(jì)專用機(jī)床的進(jìn)程，與此同時(shí)將計(jì)算機(jī)用于處理設(shè)計(jì)，圖形三維參數(shù)化建模技術(shù)、人工交互界面設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)為一體進(jìn)行組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)的程序開發(fā)，便于設(shè)計(jì)人員可以從自動(dòng)及智能技術(shù)的立場上既可以應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,又可以很好的借鑒以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，以便于減少組合機(jī)床的設(shè)計(jì)時(shí)間，在一定程度上減少了設(shè)計(jì)人員的反復(fù)性勞動(dòng)[6]。隨著專家系統(tǒng)的出現(xiàn)，它是一種智能應(yīng)用系統(tǒng)并在機(jī)械設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。福建農(nóng)林大學(xué)施光輝運(yùn)用專家系統(tǒng)CLIPS開發(fā)工具，依據(jù)針對對象的高級匯編語言VC++，數(shù)據(jù)庫管理軟件Access以及CAD開發(fā)設(shè)備ObjectARX，對專用機(jī)床變速箱設(shè)計(jì)的智能化系統(tǒng)實(shí)行了全局的規(guī)劃，并對該智能系統(tǒng)程序中的數(shù)據(jù)操作管理和鏈接、零部件的建模、友好的人機(jī)界面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，完成了專用機(jī)床主軸箱智能程序系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[7]。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)趙紅美基于專家系統(tǒng)對鉆孔類專用機(jī)床箱體開展研究，通過吸取該領(lǐng)域?qū)＜以趯?shí)踐中積累起來的寶貴經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合可視化編程語言VB，數(shù)據(jù)庫軟件及CAD軟件第二開發(fā)對象，展開鉆孔類專用機(jī)床主軸箱的研究設(shè)計(jì)與開發(fā)，提出逐層設(shè)計(jì)逐層優(yōu)化的設(shè)計(jì)思想，并通過簡潔方便的系統(tǒng)程序界面進(jìn)行各齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化、校核工作，為組合機(jī)床主軸箱的智能設(shè)計(jì)提供了新的研究方法和指導(dǎo)意義[8]。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)高月華憑借Pro/E為搭載系統(tǒng)軟件的平面，利用可視化集成開發(fā)語言VisualC++、Access數(shù)據(jù)庫管理工具建立組合機(jī)床主軸箱CAD系統(tǒng)。通過友好人機(jī)界面建立箱體傳動(dòng)方案智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)、知識庫，運(yùn)用專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)便捷的傳動(dòng)系統(tǒng)推理機(jī)制，完成方案設(shè)計(jì)過程中的零部件參數(shù)選定，最終來達(dá)到組合機(jī)床傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)的智能化，提高了鉆削類主軸箱設(shè)計(jì)的智能化和自動(dòng)化水平[9-10]。唐山工業(yè)學(xué)院高倩云、趙紅美基于建立友好的人機(jī)設(shè)計(jì)界面，利用高級編程語言VB進(jìn)行程序開發(fā)，Access軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，對多軸箱CAD傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì)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(wù)，并以主軸箱傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)流程更加快捷和準(zhǔn)確為設(shè)計(jì)目標(biāo)，使得該傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程便捷、合理，且設(shè)計(jì)出的方案修改迅速、簡單[11]。華北電力大學(xué)王殿通過利用可重構(gòu)制造系統(tǒng)對主軸箱進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)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(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)，應(yīng)用Access軟件管理和建立數(shù)據(jù)庫，通過采用可視化的開發(fā)手段建立友好用戶人機(jī)界面對組合機(jī)床中的尺寸參數(shù)、切削參數(shù)確定、傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)和后期的三維建模設(shè)計(jì)開展智能化系統(tǒng)程序的研究，為專用機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)方案的自動(dòng)化設(shè)計(jì)和機(jī)床重組系統(tǒng)技術(shù)的研究設(shè)計(jì)進(jìn)程提供了一定的理論方法[12]。電子科技大學(xué)蘇淵等人利用top-down的設(shè)計(jì)思路對所設(shè)計(jì)零部件的裝配模型進(jìn)行層次化結(jié)構(gòu)的建立，對參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本思路以及實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了分析。研究了多層次布局和骨架引導(dǎo)安裝模型的建模方式，為機(jī)械產(chǎn)品的自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供了較好的的設(shè)計(jì)方法[13-14]。綜上所述：通過對自動(dòng)化、智能化系統(tǒng)的熟知以及組合機(jī)床主軸箱和智能CAD相關(guān)資料的了解和認(rèn)識，目前國內(nèi)外在利用智能CAD進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)以及在主軸箱上的應(yīng)用都進(jìn)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(nèi)，很大部分材料文獻(xiàn)在自動(dòng)化設(shè)計(jì)方面的知識引進(jìn)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面沒有得到更好的使用，再加上目前自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)算法并沒有給出具體的算法設(shè)計(jì)流程，相關(guān)知識的欠缺和資料的不合理利用，導(dǎo)致自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究一直停滯不前，主軸箱自動(dòng)化設(shè)計(jì)的研究成果也就不能充分利用，讓新一代的設(shè)計(jì)人員對該方面的知識無法更好的學(xué)習(xí)和吸收，從而將浪費(fèi)更多的研究開發(fā)時(shí)間。而目前主軸箱在自動(dòng)化設(shè)計(jì)方面都以模塊化進(jìn)行研究開發(fā)設(shè)計(jì)，通過可視化界面對主軸箱中的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、完成傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)在研究開發(fā)設(shè)計(jì)中人工干涉較多，自動(dòng)化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)的降低，將會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間及勞動(dòng)量。對此，本論文針對目前專用機(jī)床主軸箱的設(shè)計(jì)，在目前已研制的基礎(chǔ)上對自動(dòng)化、智能化系統(tǒng)上還存在的問題以及主軸箱中設(shè)計(jì)計(jì)算繁瑣，傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)工作量大、靈活多變、設(shè)計(jì)復(fù)雜的問題進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)的探索研究開發(fā)設(shè)計(jì)工作。五．主要參考文獻(xiàn)[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(qiáng),何培英,張文輝.基于Pro/E的計(jì)算機(jī)輔助組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)[J].機(jī)床與液壓,2008(07):147-149.[7]施光輝.組合機(jī)床主軸箱的智能設(shè)計(jì)研究[D].福建農(nóng)林大學(xué),2006.[8]趙紅美.鉆削類多軸箱專家系統(tǒng)的研究[D].河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2007[9]高月華.鉆削類主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)智能設(shè)計(jì)的研究[D].河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2011[10]韓君.組合機(jī)床主軸箱智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究[D].河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.[11]趙紅美,高倩云.基于VB的多軸箱傳動(dòng)CAD系統(tǒng)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(gòu)制造系統(tǒng)的多軸箱智能化設(shè)計(jì)[D].華北電力大學(xué),2013.[13]蘇淵.設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)及其在并聯(lián)鉆床設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].電子科技大學(xué),2017.[14]鄧智鵬,閆家超.設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)及其在并聯(lián)鉆床設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2018(12):199-200.[15]王治.VB自動(dòng)化技術(shù)在CAD二次開發(fā)中的應(yīng)用研究[J].電子技術(shù)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(shí)質(zhì)性進(jìn)展為了滿足機(jī)床主軸的高速傳動(dòng)，主軸的支撐軸承必須要滿足相應(yīng)的要求：（1）雙列滾子軸承的旋轉(zhuǎn)精度誤差要小，使機(jī)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(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量；（4）在選擇軸承時(shí)，要盡可能的選擇滾子較多的軸承，以減小高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的慣性力，從而提高主軸軸系的動(dòng)剛度。七．選題的研究方法和進(jìn)度安排1．研究方法在設(shè)計(jì)主軸零部件時(shí)考慮到上述的幾個(gè)條件以后，使用的軸承可以適應(yīng)主軸的高轉(zhuǎn)速和較大的徑向力。主軸的高速旋轉(zhuǎn)會(huì)對軸承的滾子產(chǎn)生較大的離心力，這些離心力會(huì)對滾子的磨損造成很大的影響，所以在選擇軸承時(shí)最重要的考慮因素是主軸的轉(zhuǎn)速。在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，考慮到高速切削的工作條件，可以選擇采用日本的NSK7017A5三聯(lián)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(tǒng)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(dǎo)致后期對主軸要進(jìn)行軸向調(diào)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