立式加工中心工作臺(tái)及部分零件設(shè)計(jì)

資源目錄里展示的全都有預(yù)覽可以查看的噢，，下載就有,,請(qǐng)放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：11970985 可咨詢交流】====================喜歡就充值下載吧。。。資源目錄里展示的全都有，，下載后全都有,,請(qǐng)放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：197216396 可咨詢交流】==================== 開題報(bào)告 題　　目 立式加工中心工作臺(tái)及部分零件 學(xué)生姓名、學(xué)號(hào) 專業(yè) 指導(dǎo)教師姓名 職稱 一 選題背景和意義 加工中心是一種在計(jì)算機(jī)控制下帶有自動(dòng)換刀系統(tǒng)的能完成多工序復(fù)合加工的自動(dòng)化機(jī)床，并正向高速高效、高精度、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和復(fù)合化方向發(fā)展。由于加工中心是典型的集高新技術(shù)于一體的機(jī)械加工設(shè)備，其生產(chǎn)效率高、柔性好、一機(jī)多用和易于加工復(fù)雜的曲線、曲面零件等特點(diǎn)，早已成為工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家軍民機(jī)械工業(yè)的主力加工設(shè)備。 一個(gè)國(guó)家的加工中心擁有量、消費(fèi)量及總體技術(shù)水平與這個(gè)國(guó)家機(jī)械工業(yè)的加工制造技術(shù)水平息息相關(guān)。我國(guó)的加工中心從70年代開始，已有很大發(fā)展，但技術(shù)、品種和數(shù)量上都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展的需要。 1.1國(guó)內(nèi)加工中心的發(fā)展 進(jìn)入21世紀(jì)以后，中國(guó)加工中心的消費(fèi)量隨著軍民機(jī)械工業(yè)的大規(guī)模技術(shù)改造而迅速增長(zhǎng)，如2001年中國(guó)加工中心的消費(fèi)量?jī)H為2662臺(tái)（其中進(jìn)口2290臺(tái)），而同年美國(guó)、日本和德國(guó)的加工中心消費(fèi)量分別為11505、6090和5291臺(tái)。到了2005年，中國(guó)加工中心的消費(fèi)量猛增至約13200臺(tái)（估計(jì)值，加工中心的產(chǎn)量數(shù)據(jù)未公布），其中進(jìn)口10343臺(tái)。2005年加工中心的消費(fèi)量是2001年的4.96倍，年均增幅達(dá)49.2%，一舉超過美、日、德諸國(guó)，成為世界上消費(fèi)加工中心最多的國(guó)家。 根據(jù)《機(jī)械工人》雜志社等單位的調(diào)查，從近600份重點(diǎn)用戶的有效問卷中得出的結(jié)果是，加工中心機(jī)床的應(yīng)用已遍及全國(guó)26個(gè)行業(yè)，其中汽車、摩托車及其零部件制造業(yè)占24%，航空航天和軍工行業(yè)占18%，機(jī)床工具業(yè)占11%，模具行業(yè)占8%，輕工機(jī)械行業(yè)占4%。在這些企業(yè)擁有的加工中心中，雖然普及型的立式和臥式加工中心仍占多數(shù)，但多軸聯(lián)動(dòng)、高速、大型精密等高檔加工中心也占有一定比重，如在所調(diào)查的近600戶用戶中，擁有5軸聯(lián)動(dòng)加工中心的占24%。說(shuō)明中國(guó)市場(chǎng)消費(fèi)的加工中心雖然以普及型的中檔機(jī)為主，但高檔機(jī)在消費(fèi)量中所占比重估計(jì)已達(dá)15%至20%。 中國(guó)消費(fèi)的加工中心大部分依靠進(jìn)口（2005年進(jìn)口量占消費(fèi)量的七成多），進(jìn)口金額12.97億美元，居各類機(jī)床進(jìn)口額之首，主要從日本、中國(guó)臺(tái)灣、德國(guó)和韓國(guó)等地進(jìn)口。2006年上半年，中國(guó)進(jìn)口加工中心5511臺(tái)，金額6.88億美元，同比分別增長(zhǎng)20%和11%，仍保持兩位數(shù)增長(zhǎng)，說(shuō)明中國(guó)加工中心市場(chǎng)的規(guī)模還有增長(zhǎng)空間。 1.2國(guó)外加工中心的發(fā)展 近年來(lái)，加工中心作為數(shù)控機(jī)床的重要代表性產(chǎn)品，頻繁出現(xiàn)在世界四大國(guó)際機(jī)床展上，世界各大機(jī)床商紛紛在展會(huì)上展示各公司新研究的加工中心，加工中心制造技術(shù)已成為各展會(huì)的重頭戲。總的來(lái)說(shuō)，加工中心的技術(shù)趨勢(shì)是高效、高精、高速，同時(shí)也可以看到五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床、機(jī)床的復(fù)合化、與機(jī)器人有效的結(jié)合以及“綠色生態(tài)機(jī)床”是當(dāng)前加工中心發(fā)展的主要方向。 二 研究?jī)?nèi)容（含課題關(guān)鍵問題及難點(diǎn)） 2.1主要設(shè)計(jì)參數(shù) 工作臺(tái)、工件和夾具總質(zhì)量m=833kg(重力W=8500N)，工作臺(tái)行程650mm，工作臺(tái)快進(jìn)速度15000mm/min,工作臺(tái)采用貼塑導(dǎo)軌,動(dòng)摩擦系數(shù)為0.15，靜摩擦系數(shù)為0.2，工作臺(tái)定位精度為0.04mm，重復(fù)定位精度為0.02mm，機(jī)床的工作壽命為20000h。采用伺服電機(jī)，額定功率5.5kw，強(qiáng)力切削時(shí)銑刀直徑125mm，主軸轉(zhuǎn)速350r/min. 2.2設(shè)計(jì)的總體步驟和思路 立式加工中心工作臺(tái)設(shè)計(jì)： （1）工作臺(tái)工作面尺寸（寬度×長(zhǎng)度）確定為800mm×350mm。 （2）工作臺(tái)導(dǎo)軌采用矩形導(dǎo)軌，在與之相配的動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)畫面上貼聚四氟乙烯導(dǎo)軌板。同 時(shí)采用斜鑲條消除導(dǎo)軌導(dǎo)向面的間隙，在背板上通過設(shè)計(jì)偏心輪結(jié)構(gòu)來(lái)消除導(dǎo)軌背面與背板的間隙，并在與工作臺(tái)導(dǎo)軌相接觸的斜鑲條接觸面上和背板接觸面上貼膜。 （3）對(duì)滾珠絲杠螺母副采用預(yù)緊，并對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行拉伸預(yù)。 （4）采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 （5）采用膜片彈性聯(lián)軸器將伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠連接。 2.3 設(shè)計(jì)關(guān)鍵及重難點(diǎn) （1）滾珠絲杠螺母副的選型和計(jì)算 （2）導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 （3）計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 （4）滾珠絲杠的動(dòng)載荷計(jì)算與直徑估算 2.4 準(zhǔn)備情況 我已認(rèn)真的查閱了與本次設(shè)計(jì)的相關(guān)資料，掌握了CAXA 的一般使用方法，對(duì)立式加工中心工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)組成和需要計(jì)算的部分有了初步的了解。 2. 5 預(yù)期成果 1. 查詢國(guó)內(nèi)外各種參考資料； 2. 完成開題報(bào)告一份； 3. 要求學(xué)生掌握常用工程繪圖軟件使用方法。 4. 翻譯不少于5000字的相關(guān)專業(yè)英文資料； 5. 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一份。 6. 完成結(jié)構(gòu)裝配圖和零件圖若干；總圖量：A0 3張 2.6 工作計(jì)劃 20XX年 3月 2 日－20XX年 4 月 15 日：課題調(diào)研、查閱文獻(xiàn)，完成外文翻譯和開題報(bào)告 20XX年 3月11日－20XX年 4 月 14 日：分析設(shè)計(jì)階段一設(shè)計(jì)計(jì)算及繪制零件圖草圖 20XX年 4月20日－20XX年 4 月 26 日：中期檢查與整改 20XX年 4月27日－20XX年 6 月 7 日：分析設(shè)計(jì)及計(jì)算階段二：設(shè)計(jì)校核及繪制零件圖、裝配圖 20XX年 6月 8 日－20XX年 6 月 14 日：打印、裝訂、評(píng)閱、答辯資格審查 20XX年 6月 3 日－20XX年 6 月 14 日：畢業(yè)答辯 三 調(diào)研報(bào)告（或文獻(xiàn)綜述） 3.1加工中心概述 加工中心是一種功能較全的自動(dòng)化加工機(jī)床。它把切削、銑削、鏜削和鉆削等功能集中在一臺(tái)設(shè)備上，使其具有多種工藝功能。加工中心自問世至今世界各國(guó)出現(xiàn)了各種類型的加工中心，雖然外形各異，但從總體結(jié)構(gòu)來(lái)看主要由以下幾大部分組成。 （1）基礎(chǔ)部件 由床身、立柱、工作臺(tái)等組成。它們是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它們不僅要承受加工中心的靜載荷，還要承受切削加工時(shí)產(chǎn)生的切削負(fù)載，所以要求加工中心的基礎(chǔ)部件必須有足夠的剛度。這些大件可以是鑄鐵件也可以是焊接而成的鋼結(jié)構(gòu)件，它們是加工中心中體積和重量最大的部件。 （2）主軸部件 由主軸伺服電源、主軸電動(dòng)機(jī)、主軸箱、主軸、主軸軸承和傳動(dòng)軸等零件組成。主軸的啟動(dòng)、停止、變速等均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過裝在主軸上的刀具參與切削運(yùn)動(dòng)，是切削加工的功率輸出部件。主軸是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的好壞對(duì)加工中心的性能有很大的影響，它決定著加工中心的切削性能、動(dòng)態(tài)剛度、加工精度等。 （3）數(shù)控系統(tǒng) 單臺(tái)加工中心的數(shù)控部分由CNC裝置、可編程序控制器、伺服驅(qū)動(dòng)裝置以及電動(dòng)機(jī)等部分組成。CNC裝置是一種位置控制系統(tǒng)，其控制過程根據(jù)輸入的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、差補(bǔ)運(yùn)算，獲得理想的運(yùn)動(dòng)軌跡信息，然后輸出到執(zhí)行部件，加工出所需要的工件。可編程序控制器（PLC）替代一般機(jī)床中機(jī)床電器柜，執(zhí)行數(shù)控系統(tǒng)指令，控制機(jī)床執(zhí)行動(dòng)作。數(shù)控系統(tǒng)主要功能有：控制功能、進(jìn)給功能、主軸功能、輔助功能、刀具功能和第二輔助功能、補(bǔ)償功能、字符圖形顯示功能、自動(dòng)診斷功能、通信功能、人機(jī)對(duì)話程序編制功能等。數(shù)控系統(tǒng)是加工中心執(zhí)行順序控制功能和完成加工過程的控制中心。 （4）自動(dòng)換刀系統(tǒng) 該系統(tǒng)是加工中心區(qū)別于其他數(shù)控機(jī)床的典型裝置，它解決工件一次裝夾后多工序連續(xù)加工中，工序與工序間的刀具自動(dòng)儲(chǔ)存、選擇、搬運(yùn)和交換任務(wù)。它由刀庫(kù)、機(jī)械手、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件組成。 （5）自動(dòng)托盤交換系統(tǒng) 有的加工中心為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的無(wú)人化運(yùn)行或進(jìn)一步縮短非切削時(shí)間，采用多個(gè)自動(dòng)交換工作臺(tái)方式儲(chǔ)備工件。一個(gè)工件安裝在工作臺(tái)上加工的同時(shí)，另外一個(gè)或幾個(gè)可交換的工作臺(tái)面上還可以裝些別的工件。當(dāng)完成一個(gè)托盤上工件的加工后，便自動(dòng)交換托盤，進(jìn)行新零件的加工，這樣可以減少輔助時(shí)間，提高加工效率。 （6）輔助裝置 包括潤(rùn)滑、冷卻、排泄、防護(hù)、液壓、氣動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)等部分。這些裝置雖然不直接參與切削運(yùn)動(dòng)，但對(duì)加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起著保障作用，因此也是加工中心不可缺少的部分。 3.2加工中心的分類及特點(diǎn)： （1） 按工藝用途分為鏜銑加工中心、鉆削加工中心、車削加工中心、復(fù)合加工中心。 （2） 按機(jī)床形態(tài)分為立式加工中心、臥式加工中心、龍門式加工中心、虛軸加工中心。 （3） 按加工精度分為普通加工中心、高精度加工中心。 加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1） 機(jī)床的剛度高、抗震性好。 （2） 機(jī)床的傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳遞精度高、速度快。 （3） 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)齒輪箱變速系統(tǒng)。 （4） 加工中心的導(dǎo)軌采用了耐磨材料和新結(jié)構(gòu)，能長(zhǎng)期保持導(dǎo)軌的精度。 （5） 控制系統(tǒng)功能較全，其智能化程度越來(lái)越高。 3.3加工中心發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 立式加工中心是一種備有刀庫(kù)并能自動(dòng)更換刀具對(duì)工件進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。它是適應(yīng)省力、省時(shí)和節(jié)能的時(shí)代要求而迅速發(fā)展起來(lái)的，它綜合了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、拖動(dòng)技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、測(cè)量及傳感技術(shù)以及通訊診斷、刀具和編程技術(shù)的高科技產(chǎn)品，將數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能并聚集在一臺(tái)加工設(shè)備上，且增設(shè)有自動(dòng)換刀裝置和刀庫(kù)，可在一次安裝工件后，數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其它輔助功能；依次完成多面和多工序的端平面、孔系、內(nèi)外倒角、環(huán)形槽及攻螺紋等加工。 未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，立式加工中心的發(fā)展趨勢(shì)包括以下幾個(gè)方面： （1) 智能化 智能化雖然不是一個(gè)新興名詞，但“數(shù)控機(jī)床的智能化”依然處于研究起步階段，還沒有確切的內(nèi)容和概念。在本屆展覽會(huì)“機(jī)械制造前瞻性技術(shù)國(guó)際論壇”上，專家對(duì)智能化做了一個(gè)形象比喻，說(shuō)智能化的機(jī)床只需要一個(gè)人和一條狗，人的主要作用是照顧狗，狗的主要作用是防止人去亂動(dòng)機(jī)床。論壇上，Mazak公司的山琦高嗣先生對(duì)“數(shù)控機(jī)床的智能化”從7 個(gè)方面進(jìn)行了闡述，即智能化主軸監(jiān)控功能、智能化熱位移補(bǔ)償功能、智能化維護(hù)監(jiān)控功能、智能化振動(dòng)防止功能、智能化防止干涉功能、語(yǔ)音導(dǎo)航功能、智能化平衡失調(diào)檢測(cè)功能。這些功能技術(shù)，就機(jī)床本身而言，是值得國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)去研究、應(yīng)用的。 (2) 復(fù)合化 一臺(tái)機(jī)床就是一個(gè)加工廠的理念早被人們接受，一次裝夾完全加工的技術(shù)已經(jīng)得到應(yīng)用，在立式加工中心機(jī)床上集成車削功能的機(jī)床也已問世。相信，針對(duì)用戶的多樣化需求研發(fā)多功能復(fù)合機(jī)床和專用復(fù)合機(jī)床將是未來(lái)立式加工中心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。 (3) 精密化 制造業(yè)精度越來(lái)越高，也要求機(jī)床精度更高。因而立式加工中心也會(huì)向高精度方向發(fā)展。 (4) 高速度高效率 速度和效率并未發(fā)展至極值，因此，立式加工中心依然會(huì)向更高速度更高效率方向發(fā)展。 (5) 綠色機(jī)床、安全環(huán)保 安全環(huán)保、節(jié)能減排，既是人類生存生活的需要，也是工業(yè)化進(jìn)程中技術(shù)發(fā)展之必須面對(duì)的問題。所以，各國(guó)通過立法、標(biāo)準(zhǔn)等措施設(shè)置貿(mào)易壁壘，因此，未來(lái)對(duì)機(jī)床產(chǎn)品的要求將更高。這既是必然的技術(shù)發(fā)展方向，也將是未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)制勝的重要的技術(shù)指標(biāo)。 3.4結(jié)語(yǔ) 目前世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開始進(jìn)入新的技術(shù)革命時(shí)代。而我國(guó)目前仍然處在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期化階段，起點(diǎn)低、設(shè)備落后，相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家落后20年左右。如果我國(guó)能從國(guó)外工業(yè)發(fā)展中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、大膽創(chuàng)新、積極合作，將可加快我國(guó)起重機(jī)械工業(yè)發(fā)展的步伐。 四、參考文獻(xiàn) [1]李洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]． 北京大學(xué)出版社,2008 [2]夏田．?dāng)?shù)控加工中心設(shè)計(jì)[M]．化學(xué)工業(yè)出版社,2009 [3]陳家芳．實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版,2013 [4]成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]． 化學(xué)工業(yè)出版社,2005 [5]趙如福．金屬加工工藝人員手冊(cè)[M]． 上海科學(xué)技術(shù)出版社,2010 [6]文懷興 夏田．?dāng)?shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]． 化學(xué)工業(yè)出版社,2012 [7]韓鴻鸞 容維芝．?dāng)?shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與維修[M]． 機(jī)械工業(yè)出版社,2008 [8]王愛玲．?dāng)?shù)控機(jī)床及應(yīng)用[M]． 機(jī)械工業(yè)出版社,2008 [9]王愛玲．現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床[M]． 國(guó)防工業(yè)出版社,2012 [10]文懷興．?dāng)?shù)控銑床設(shè)計(jì)[M]． 化學(xué)工業(yè)出版社,2009 [11]戴曙．金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)[M]． 機(jī)械工業(yè)出版社,2008 [12]范云漲 陳兆年．金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]． 機(jī)械工業(yè)出版社,2010 [10] 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