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1、衢州学院机械工程学院毕业设计(论文)开题报告课题名称电动工具转子芯轴的数控加工工艺与编程学生姓名专业/班级指导教师单位/职称教 授一、 课题的背景与意义20世纪60年代，由于科技发展水平的提升和世界经济的不断增长，专业级电动工具的应用开始兴起，专业级电动工具制造业率先在欧美发达国家实现产业化并迅速发展。90年代，伴随着中国制造产业在全球的竞争力的提高，中国专业级电动工具制造业也开始起步，并逐渐显示出强大制造竞争力。经过十多年的发展，中国专业级电动工具行业在承接国际分工转移的过程中不断发展，已成为国际专业级电动工具市场的主要供应国之一。随着电动工具应用的发展，根据电动工具的应用领域的不同，电动工
2、具行业习惯将整个行业大致分为通用级、专业级和工业级三个级别。专业电动工具属资金密集、技术密集型产品，在发达国家生产成本过高，因此欧、美发达国家正在将电动工具制造基地转移到发展中国家特别是中国进行生产。在欧美国家，专业电动工具广泛应用于建筑道路建设、金属加工和木材加工。随着欧美出生率的下降，为了提高产量，专业电动工具必须具备较高的性能。同时，随着工厂和建筑业中老年和女性工人的增加，对于重量轻、自动化和安全的专业电动工具的需求在逐年增加。经过上世纪90年代以来的快速发展，全球专业电动工具的市场容量在2008年已达到约140亿美元，全球专业电动工具的需求量2006年-2008年来一直保持年均3%左右
3、的增长率，市场规模稳定增加。虽然2008年下半年开始受到金融危机影响，全球专业电动工具市场增长受阻，但从2009年以来的情况来看，市场正逐步恢复，预计全球专业电动工具市场容量在2012年将超过150亿美元。从专业电动工具市场的发展趋势看，电动工具大都是手持进行操作，因此除了要求电动工具有较高的性能外，还要求电动工具轻巧、操作舒适、功能多样、对操作者和环境没有危害。近年来，国外专业电动工具产品和技术发展趋势如下：1)电子技术广泛应用：2)电池式专业电动工具快速发展：3)积极开发人性化环保型专业电动工具4)专业电动工具单位重量出力不断提高世界电动工具的诞生就是从电钻产品开始的1895年，德国Fei
4、n 公司研制出世界上第一台直流电钻，这台电钻重量14公斤，外壳用铸铁制成，只能在钢板上钻4毫米的孔。随后出现了三相工频（50Hz）电钻，但电动机转速没能突破3000r/min。1914 年，出现了单相串激电动机驱动的电钻，电动机转速达10000r/min以上。 1927年，出现了供电频率为150200Hz的中频电钻，它既具有单相串激电动机转速高的优点，又具有三相工频电动机结构简单、可靠的优点，但因需用中频电流供电，使用受到限制。60年代，出现了用镍镉电池作电源的无电源线的电池式电钻。到70年代中后期，因电池价格降低，充电时间也缩短，这种电钻在欧美、日本得到广泛使用。 电钻最初用铸铁作外壳，后改
5、用铝合金作外壳。60年代，热塑性工程塑料在电钻上获得应用，并实现了电钻的双重绝缘。 60年代还出现了电子调速电钻。这种电钻利用晶闸管等元件组成电子线路，以开关揿钮被揿入的深度不同来调节转速，从而使电钻在使用时能按被加工对象的不同（如材料不同、钻孔直径大小等），选择不同的转速。电钻类电动工具是一种在各种材料和零件上钻孔的机械化工具。它由电动机或电磁铁作为动力，通过传动机构驱动工作头进行作业。在金属、塑料和类似材料上钻孔的称为电钻，而在砖石、混凝土和类似材料上打孔的称为冲击电钻、电锤等。电钻类电动工具品种多、规格齐、产量大，需求量也大，广泛适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固，装修、墙安装、支架、栏杆
6、、广告牌、空调室外机、导轨、卫星接收器电梯、钢结构厂房等安装。据历年行业资料，全世界每年消耗的大量电动工具，有80%是由中国工厂（包括国内企业和外资企业）生产并组织出口的。据业内人士分析，其余20%由国外电动工具企业生产的电动工具（基本上是专业工具），有许多零部件也是中国企业生产并出口的。当今世界科技日新月异，知识高速增长，科学技术已经成为了第一生产力，因而要求我们要有创新精神和创新能力。数控技术是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列
7、为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在高精尖数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。同时数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行业国防、汽车等的发展起着越来越重要的作用，这些行业装备数字化已是现代发展的大趋势，如：桥式三、五坐标高速数控龙门铣床、龙门移动式五座标AC摆角数控龙门铣床、龙门移动式三座标数控龙门铣床等。近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术
8、已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。很多年来，随着科学技术的发展，机床数控技术经过了多次的改造，适应了现在的社会发展，但当前又出现了一些新的发展方向。数控加工也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。 这次的毕业设计则为我们的创新设计能力、综合设计能力，加强我们大学生的动手能力和工程实践的训练提供了一个崭新的平台。通过对这个课题的研究，我们对在校学习的知识的理解有了巩固和加深。在技能培训方面可以开放我们的思维，使理论和实际结合更加紧密。二、课题的基本内容与拟解决的主要问题：1、课题研究的主要内容在指定的
9、FANUC-0Imate数控系统和相关仿真软件条件下，完成电动工具转子芯轴的数控加工工艺与编程，转子芯轴的数控仿真。转子芯轴零件图见附图。2、任务和目标通过本课题的研究工作，实现以下工作任务及目标：1）能对数控车床零件进行加工工艺分析，制定有关数控加工工艺卡片；2）完成该车削零件的数控加工程序编制； 3）完成该车削零件的数控加工仿真；4）数控车加工中关键问题分析，能提出自己的应用心得和实际应用中解决问题的方法，在数控加工技能上得到综合训练，就业后能较快的适应相关的职业岗位。三、完成课题的方法、步骤与进度安排1. 完成课题的方法与步骤通过企业电动工具转子心轴的生产图纸要求，用AUTOCAD软件绘
10、制出具体的转子心轴零件图，对电动工具转子心轴进行数控工艺分析，手工编出轴的车削加工程序，用上海宇龙数控仿真软件仿真加工出相应的工件模型。2. 进度安排第一阶段（第5学期，第14-20周）第1416周：查阅与课题研究相关的文献资料，按任务书要求完成开题报告。完成转子芯轴的CAD图绘制。第1718周：零件的数控加工工艺路线设计，零件加工编程和数控仿真，完成论文初稿。第19周：按要求修改论文和图纸，完成论文终稿和转子CAD图，准备答辩。第20周：完成开题报告、论文和图纸的打印和装订，交开题报告、论文和CAD图的电子版，预答辩。第二阶段（第6学期）第114周：顶岗实习。第15 周：答辩，交全部毕业设计
11、和顶岗实习的纸质和电子材料。3.主要参考资料1刘雄伟.数控机床操作与编程培训教程，北京：机械工业出版社，2003.62数控技术之家，http:/ 吴祖育，秦鹏飞.数控机床.上海；上海科学技术出版社，2000 9卢小平等编.数控机床加工与编程.成都：电子科学技术大学出版社，199910王润孝，秦现生编著.机床数控原理与系统（二版）.西安：西北工业出版社，2001.311孙燕华主编，AutoCAD2005机械制图.北京：机械工业出版社，2008.512金大鹰主编，机械制图（第2版）.北京:机械工业出版社，2008.113王茂元主编，机械制造技术.北京：机械工业出版社，2009.714柴鹏飞、王晨光
12、，机械设计课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2008.415周虹.数控编程与实训.北京:人民邮电出版社,第二版，200816李澄.吴天生.闻百桥.机械制图.北京.高等教育出版社,200717黄华.数控车削编程与加工技术.北京:机械工业出版社,200818田萍.数控机床加工工艺及设备.北京:电子工业出版社,200419张超英.数控车床.北京.化学工业出版社,200420.熊显文.数控加工工艺与编程.北京:化工工业出版社,2008指导教师审定意见：该开题报告综述了课题的研究现状和发展，分析了课题拟解决的问题，提出了关键问题和设计解决方案，重点突出，思路清晰，根据现有的条件和参考资料，具备开题的基本条件。同意开题。指导教师签字：2010年 12月20 日教研室审核意见：同意开题。教研室主任签字：2010年12月20 日
