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1、毕业设计 (论文 )开题报告题目：数控铲齿磨床主轴、尾座及Z 轴设计院（系）机电工程学院专业 机械设计制造及其自动化班级120207姓名袁超国学号120207118导师劳奇成年月日19 。1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、国内外相关研究情况及研究意义）1.1题目背景滚刀是一种高效齿轮加工刀具，它直接决定着齿轮的加工精度。目前，作为滚刀精加工设备的滚刀铲齿磨床， 大都属机械式且人工金刚笔修整砂轮，越来越难以满足复杂截形滚刀的高精度、高效率加工要求。为此，本文基于数控滚刀铲齿磨床的设计和制造基础上，参考大连机床厂生产的机械 C8925、C8955、无锡泰诺、克林贝格 HSF和 SAACKE等一
2、系列机床经数控化改造而成的数控机床。本次设计的重点参考采用的机床是共达精密制造有限公司生产的 GD8925A数控 I 产齿磨床，加工精度较高19 。1.2国内外相关研究情况目前 , 我国存在大量的普通铲磨机床, 甚至还有相当的一部分已经处于闲置状态 , 数控铲齿磨床需求量很大，而且被国外几个主要厂家所垄断，设备进口价格昂贵，国内也有少部分数控铲齿磨床生产厂家，但还是难以解决庞大的市场需求，因而迫切需要生产出国有的机床，以满足市场的需求18 。据不完全的统计 , 自从 1979 一 1988 年的 10 年期间 , 全国引进的技术改造的相关项目就有18446 项, 大约花费 165.8 亿美元。
3、在这些项目之中, 大部分的项目都为我国经济的现代化建设发挥了应有的作用。但是与此同时有些引进的项目由于各方面的原因 , 使原有的设备或者生产线都不能正常的运转 , 有的甚至处于瘫痪状态 , 使得企业的效益受到了很大的影响 , 甚至严重的使企业陷入困境。有些设备、生产线从外国引进以后 , 消化吸收的不够充分 , 使用的备件不全 , 维护方法不当 , 导致结果运转不良 ; 有些在引进的时候只关注引进的设备、仪器和生产线 , 而忽视了软件、工艺、管理等方面 , 造成了项目的不完整 , 使得设备的潜力不能发挥 ; 有些甚至直接不能启动运行 , 更没有发挥其应有的作用 ; 有些生产线的产品销路很不错 ,
4、 但是因为设备故障不能达标 ; 有些因为能耗比较高、 产品的合格率比较低而造成了亏损 ; 有些已经引进了好长的时间 , 需要对其进行技术上的更新。这些的种种原因 , 使得有的设备自身不但没有创造一些财富 , 反而消耗了大量的财富。 面对闲置的设备和生产线都是个包袱 , 但是如果将其维修在利用就是很好的一笔财富。 找出其问题所在和主要的技术难点 , 然后在将其关键技术问题解决 , 就可以通过其最小的投资获得最大的经济效益和社会效益。这实质也是一个很大的改造市场, 需要改造 19 。2000年的时候 , 我国机床的总产量的台数约为17.5 万, 而数控机床只有14053 台, 机床的数控化率仅为
5、8%。然而在一些西方发达国家中 , 数控机床已经超过机床总数的一半 , 我国的数控率还相对比较低 , 根据中国机电装备维修与改造技术协会相关的数据表明 , 我国每年都约有 10 万台普通机床需要进行改造 , 因此 , 我国机床改造的前景还是十分广阔 19 。目前国内的相关企业都还拥有大量的普通机床 , 将其完全用数控的机床来替换总体上分析是不现实 , 而且这些闲置起来的普通机床又会造成大量的经济浪费 , 要想解决这些问题 , 应该走普通机床的数控化改造之路 , 通过利用对机床的数控化改造 , 使其成为一台新的高效的 , 多功能的数控机床 , 其这一过程投资少 , 见效比较快 , 是一种用低成本
6、来实现自动化的有效方法 , 也是在短时间内提高我国机床数控化率的一条行之有效的途径 19 。太原工具厂该企业先后引进了德国 KLINGELNBERG的高精度铲磨床、滚刀刃磨床、滚刀检查仪、 英国和日本的大型投影仪等设备仪器。 不但可以保证稳定的生产 AA级齿轮滚刀 , 而且在圆弧齿形的滚刀、 花键滚刀、 铲磨链轮滚刀、 同步齿形带轮滚刀等非渐开线的曲线齿形滚刀方面形成了独特优势。 “太” 字牌双圆孤齿轮滚刀和铲磨链轮滚刀 , 在国内的刀具市场上享有很高的知名度 , 目前该公有C8955铲磨床约 20 多台 , 为了适应市场的需要 , 迫切需要改造 , 还有如重庆的重工集团 , 汉中的汉江工具厂
7、等等都有大量的铲磨床国内的机床制造企业都进行了部分的旧机床的再制造工作, 并取得了一定的成果。例如 : 沈阳机床集团、大连机床集团、重庆机床厂都拥有机床的再制造的部门或分公司 19 。在国外的情况 : 美国对伊拉克的战争中, 其执行作战任务的轰炸机实质上大多数是早该退役的旧战机, 但是将其通过再制造 , 不仅使其能够重返战场 , 而且其的性能达到了新指标。根据统计, 在 1996 年期间 , 美国的再制造工程在一年就创造了 540 亿美元产值 , 其问题解决了 43万人就业 , 使其与美国钢铁业的产值相当。美国的再制造实质是以换件修理为主要手段, 将修复零件是按照尺寸法为基础进行恢复。美国拥有
8、200 多家专门从事机床再制造的企业或公司例如:Devlieg一Bulavd( 得宝 ) 服务集团、 MaehineToolServiees 、美国机床有限公司、美国辛辛那提机床公司 (Cinein-natiMachineL.td)等19 。德国的政府部门也对机床改造及再制造都非常重视, 其联邦政府和州政府都专门拨款来支持该领域的研究工作。 例如 : 德国的席士 (Schless) 公司成立了机床改造服务部是欧洲最大的机床制造企业之一 19 。在日本从事机床再制造业并且具有一定规模的相关企业约有20家之多,具有代表性的公司主要有 : 大限工程公司、滨田工机公司、冈三机械公司、山本工程公司、野崎
9、工程公司和千代田工机公司等 19 。本文所参考的机床如下图所示。SAACK 1如上图示SAACK 2如上图示SMS铲磨如上图示大连 8955 如上图示共达精密如上图示克林贝格 HSF如上图示泰诺铲磨如上图示无锡泰诺铲车如上图示20 。1.3研究意义数控加工技术作为一种高新技术， 是人们用来提高产品加工质量和加工效率的重要技术。 大力发展和推广应用数控技术， 用数控技术改造传统产业， 是提高产业竞争力的重要手段。鉴于目前广大工具制造企业在资金紧缺的情况下，难以购买国外先进的设备， 而企业又急需先进的设备来武装自己以增强自己的产品竞争力。基于设备数控化再制造思想， 对企业现有的滚刀铲齿车床进行数控
10、化再制造，它不仅解决了复杂高精度滚刀的加工问题， 也增量盘活了现有滚刀铲齿车床，具有较为重要的循环经济效益和应用价值。 同时，由于在滚刀的铲磨过程中，铲磨的速度及运动轨迹直接决定滚刀的质量，是影响滚刀质量的重要因素之一，因此在滚刀铲齿车床数控系统开发中，必须解决速度及运动轨迹的精确控制问题，这对于精密加工数控系统研制具有较大的理论指导意义。 本项目的研究既有明显的经济效益， 又有显著的社会效益， 它对提高我国工具制造业的市场竞争力有着重要的实用意义和理论意义2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法和措施由于本文只是设计数控铲齿磨床要求内容的一部分， 因此设计内容之外的部件一笔带过
11、，不做过多解释。本课题的主要内容：（ 1）设计数控铲齿磨床的主要部件：主轴（ C轴）、 Z 轴和尾座。（ 2）主要指标：加工工件最大外径 250mm,最大模数 5mm，量顶尖最大距离700mm。加工精度： AA级齿轮滚刀。（ 3）数控系统选用力士乐系统。（ 4）该机床的主要原理简图（ Z 轴）如下：图 1方案一主轴主轴（ C 轴）采用直流力矩伺服电机，通过设计一个低速电机来实现运行平稳；方案二方案三主轴（ C 轴）主轴（ C轴）采用采用直流力矩伺伺服电机加减速服电机，通过蜗轮机构来实现运行加蜗杆减速来实平稳；现运行平稳；Z轴Z 轴采用伺服电机Z 轴采用直线电机Z 轴采用伺服加丝杠的方式实的方式实现运动；电机加丝杠的方现运动；式实现运动；尾座尾座采用液压驱尾座采用手动方尾座采用气压驱动装置；式装置；动装置；导轨导轨选择滑动（混导轨选择滑动（液导轨选择滚动直合摩擦）导轨；体或气体静压）导线导轨，滚子采用轨；的是滚珠；主轴轴承主轴轴承采用的主轴轴承采用的主轴轴承采用的是球轴承；是滚柱轴承；是密珠轴承（内含多排珠子，多用于测量仪器，精度较
