雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)

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裝備制造業(yè)是一國(guó)工業(yè)之基石，它為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供重要的手段，是不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是發(fā)達(dá)工業(yè)化國(guó)家，也無(wú)不高度重視。近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的需要，對(duì)高檔的數(shù)控機(jī)床提出了急迫的大量需求。機(jī)床是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的象征。而代表機(jī)床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)，反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平狀況。由此可見(jiàn)，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)對(duì)一個(gè)國(guó)家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等等行業(yè)，有著舉足輕重的影響力?，F(xiàn)在，大家普遍認(rèn)為，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、大型柴油機(jī)曲軸等等加工的唯一手段。所以，每當(dāng)人們?cè)谠O(shè)計(jì)、研制復(fù)雜曲面遇到無(wú)法解決的難題時(shí)，往往轉(zhuǎn)向求助五軸數(shù)控系統(tǒng)。以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展對(duì)裝備制造業(yè)注入了強(qiáng)勁的動(dòng)力，同時(shí)也對(duì)它提出更強(qiáng)要求，更加突出了機(jī)械裝備制造業(yè)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化載體在推動(dòng)整個(gè)社會(huì)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)中無(wú)可替代的基礎(chǔ)作用。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和技術(shù)升級(jí)的原動(dòng)力，以五軸聯(lián)動(dòng)為標(biāo)志的機(jī)械裝備制造業(yè)將伴隨著高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而共同進(jìn)步。而提高五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的科技含量、精密度的重要手段之一就是提高雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的精密度。需要不斷提高雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)工作性能，才能在實(shí)質(zhì)上提高我國(guó)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的整體水平，使我國(guó)裝備制造業(yè)得到長(zhǎng)足發(fā)展。二、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等 世界上一些航天技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家，如美國(guó)、前蘇聯(lián)、德國(guó)、法國(guó)等都對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的研制投入了很大的精力。他們的研制水平已經(jīng)發(fā)展到一定的高度。特別是美國(guó)，它是研制轉(zhuǎn)臺(tái)起步最早的國(guó)家之一，其轉(zhuǎn)臺(tái)研制技術(shù)一直處于世界領(lǐng)先的地位。目前美國(guó)在轉(zhuǎn)臺(tái)制造方面，無(wú)論在數(shù)量上、品種上、還是測(cè)量精度、測(cè)試自動(dòng)化程度方面都居世界領(lǐng)先地位，代表當(dāng)今世界最高水平。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是近幾年才發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)技術(shù)水平。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)是數(shù)控機(jī)床的重要功能部件之一，國(guó)內(nèi)外將對(duì)其的研發(fā)和改進(jìn)視為重中之重。只是國(guó)外研發(fā)步伐比較早，像美國(guó)，德國(guó)，日本這樣的發(fā)達(dá)國(guó)家在數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)方面已經(jīng)有了較為成熟的技術(shù)，其表現(xiàn)為：具有較好的可靠性，耐用度和精度保持性等。我國(guó)的數(shù)控研發(fā)企業(yè)雖然起步很晚，但也奮起直追，在研發(fā)層面上已與國(guó)外企業(yè)水平相持平，只是苦于國(guó)內(nèi)加工企業(yè)其持設(shè)施較差，無(wú)法完成較高精度零件的加工，使得國(guó)產(chǎn)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)在可靠性，精度保持性上與國(guó)外有較大差距。在規(guī)格上向兩頭延伸，即開(kāi)發(fā)小規(guī)格和大規(guī)格的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)；在性能上進(jìn)一步提高剎緊力矩、提高主軸轉(zhuǎn)速及可靠性；在蝸桿副傳動(dòng)方面，大幅度提高工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺(tái)的承載能力；在轉(zhuǎn)臺(tái)形式方面，繼續(xù)開(kāi)發(fā)研制兩軸聯(lián)動(dòng)和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)。在我國(guó)，數(shù)控機(jī)床與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來(lái)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，特別是在通用數(shù)控領(lǐng)域，以PC為平臺(tái)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)逐步縮短了與世界先進(jìn)水平的差距。作為機(jī)床的主要組成部分，分度類機(jī)床附件（轉(zhuǎn)臺(tái)、分度頭、刀架）對(duì)機(jī)床的性能、質(zhì)量、可靠性起著至關(guān)重要的作用，作為數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)，在近期的主要任務(wù)是進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研制高精度、高剛性、高回轉(zhuǎn)速度的多功能數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)。三、對(duì)本課題將要解決的主要問(wèn)題及解決問(wèn)題的思路與方法、擬采用的研究方法（技術(shù)路線）或設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）方案進(jìn)行說(shuō)明，論文要寫(xiě)出相應(yīng)的寫(xiě)作提綱雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的重要部件之一，本題將對(duì)其做簡(jiǎn)單研究。我們知道五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床是加工復(fù)雜表面的唯一手段，它之所以能實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)關(guān)鍵在于它增加了雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（與傳統(tǒng)三軸機(jī)床相比較）。雙轉(zhuǎn)臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)包括3個(gè)移動(dòng)坐標(biāo)X、Y、 Z和兩個(gè)個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)B、C（兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸均屬轉(zhuǎn)臺(tái)類），B軸旋轉(zhuǎn)平面為YZ平面，C軸旋轉(zhuǎn)平面為XY平面。一般兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸結(jié)合為一個(gè)整體構(gòu)成雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，放置在工作臺(tái)面上。( 3+2軸)。其特點(diǎn)是：加工過(guò)程中工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)并擺動(dòng)，可加工工件的尺寸受轉(zhuǎn)臺(tái)尺寸的限制，適合加工體積小、重量輕的工件；主軸始終為豎直方向，剛性比較好，可以進(jìn)行切削量較大的加工。雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)了繞Z軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和繞X或Y軸的擺動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜曲面的加工，完成了傳統(tǒng)機(jī)床無(wú)法完成的加工要求。首先通過(guò)參閱相關(guān)資料了解雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)、功能、工作原理及發(fā)展?fàn)顩r，重點(diǎn)掌握其結(jié)構(gòu)布局、重點(diǎn)功能部件的選擇及分布。主要內(nèi)容有：1.步進(jìn)電機(jī)的選擇；2.工作臺(tái)方案的確定；3.雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；4.渦輪蝸桿設(shè)計(jì)計(jì)算；5.齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算。最后，在老師指導(dǎo)和幫助下，完成雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算，采用SOLID EDGE三維制圖，并繪制裝配圖。研究手段：查閱各種相關(guān)資料，了解雙軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的作用、結(jié)構(gòu)、工作原理、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。在已有數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的基礎(chǔ)上，探求其可改進(jìn)之處，仔細(xì)對(duì)比各節(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)使用要求選用相關(guān)的結(jié)構(gòu)，計(jì)算出各部件結(jié)構(gòu)尺寸，完成校核。熟悉并能運(yùn)用Solid Edge畫(huà)出其三維實(shí)體圖，實(shí)現(xiàn)它的空間正確裝配，檢查其空間運(yùn)轉(zhuǎn)是否會(huì)產(chǎn)生碰撞交涉，最終實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。之后，我們通過(guò)其三維造型導(dǎo)出二維視圖。四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡(jiǎn)要說(shuō)明【1】宋寶玉，王黎欽，機(jī)械設(shè)計(jì) 北京：高等教育出版社，2010.【2】遲關(guān)心，張勇，航天機(jī)電一體化概論 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2012.【3】機(jī)械原理 孫恒,葛文杰主編 高等教育出版社.【4】機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1995.【5】機(jī)械設(shè)計(jì) 西北工業(yè)大學(xué)主編著 高等教育出版社.【6】回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和圓周進(jìn)給 張曙.【7】轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 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URDUEUNIVERSITY,1997.五、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)程安排3.53.21 查閱文獻(xiàn)收集資料，寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告,同時(shí)完成英文翻譯。3.224.2初步設(shè)計(jì)與計(jì)算，擬定大體方案，完善到合格為止。4.34.30仔細(xì)劃分具體模塊，進(jìn)行精確計(jì)算和制圖，認(rèn)真校核修改，完成所有的數(shù)據(jù)與圖紙。5.15.20撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，制作答辯PPT。5.216.20審核修改答辯六、指導(dǎo)教師意見(jiàn)1對(duì)開(kāi)題報(bào)告的評(píng)語(yǔ)2對(duì)開(kāi)題報(bào)告的意見(jiàn)及建議指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 所在院（系）審查意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人簽字(蓋公章) 年 月 日 4