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1、杭州电子科技大学毕业设计（论文）开题报告题 目立式钻铣床动力头设计与三维造型学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化姓名XX班 级XXXXXXXXX学 号XXXXXXX指导教师XXX一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1. 机床的地位及其发展简史在现代社会中，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛的使用各 种机器、 仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必须具备 各种加工金属零 件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。由于 机械零件的形状精度、 尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到， 特别是形状复杂、精度要求 高和表面粗
2、糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过 几道甚至几十道切削加工工艺才能 完成。因此，机床是现代机械制造业中最重要的 加工设备。如果没有机床的发展，如果不 具备今天这样品种繁多、结构完善和性能 精良的各种机床，现代社会目前所达到的高度物 质文明将是不可想象的。 机床是人 类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，至 19 世纪末， 车床、 钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形 成。 上世纪初以来，由于高速钢和硬质合金等新型刀具材料相继出现，刀具切削性能不断 提高，促使机床沿着提高主轴转速、加大驱动功率和增强结构刚度的方向发展。与此 同时， 由于电动机
3、、齿轮、轴承、电气和液压等技术有了很大的发展，使机床的转 动、结构和控 制等方面也得到相应的改进，加工精度和生产率显著提高。此外，为 了满足机械制造业日 益广阔的各种使用要求，机床品种的发展也与日俱增。世界上第一台组合机床于 1908 年在美国问世，30 年代后组合机床在世界各国 得到迅 速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备 之一。 现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也 在不断吸 取新技术成果而完善和发展。2. 组合机床的特点为了更好地了解组合机床的优越性，有必要将其设计制造的情况和专用机床进行 一下比较。一台专用机床，除一些标准件外
4、，全部零件都要一个一个设计和制造，劳 动量大，生产周期长。由于全是单件生产的性质，不仅制造成本高，而且生产使用产 生的问题也很多，而设计制造一台组合机床情况就大不一样，组合机床是根据具体加 工对象，用预先设计制造好的通用部件和通用零件，加上少量的专用部件或零件组成 的，而通用部件和通用零件占整台机床总零件数的 70-90%，这不仅大大的缩短了设 计制造周期，减少了制造中的问题，提高了机床工作的可靠性，降低了机床制造成本， 而且为开展群众性的组合机床设计制造工作创造了有利条件。3. 组合机床加工方式组合机床一般采用多轴，多刀，多工序，多面或多工位同时加工的方法，生产效 率比通用机床高几倍至几十倍
5、。由于通用部件已经标准化和系统化，可根据需要灵活 配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批， 大量生产中得到广泛应用，并可以用以组成自动生产线。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由 刀具的旋转运动或工作台的旋转，来实现钻孔，扩孔，铰孔，铣削平面，切削内外螺 纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具做进 给运动，也可实现某些回转体类零件的外圆和端面加工。4. 国内组合机床现状我国加入 WTO 以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时 调整战 略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺
6、的良好势头，截至 2005 年 4 月份，组合 机床行业企业仅组合机床一项，据不完全统计产量已达 1000 余台，产 值达 3.9 个亿以上， 较 2004 年同比增长了 10%以上，可见行业企业运营状况良好。（1）行业企业产品结构的变化 组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃 机、农机、工程机械、化工机械、军 工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随 着我国加入 WTO 后与世界机床进一步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、 柔性化转变。（2）组合机床技术装备现状与发展趋势 组合机床及其自动线是集机电于一体是 综合自动化度较高的制造技术和成套工艺装 备。它的特征是高效、高质、经济实用
7、， 因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、军工、 轻工、家电行业。我国的传统的 组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控 制，它的加工对象主要是 生产批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件（近年研制的组合 机床加工连杆、板 件等也占一定份额） ，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔等。 组合机床 的分类繁多，随着技术的不断是进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越 来 越受人们是亲昧，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换， 配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动 系统， 并能灵活适应多种加工的可调可变的组合机床。5. 国外
8、组合机床现状80 年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合 成套和 具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配 置的灵活多样 方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集 中、高效短节拍和多 功能知道监控。组合机床技术的发展趋势是：（1）发展柔性技术 80 年代以来,国外对中大批量生产,多品种加工装备采取了一 系列的可调、可变、可换 措施,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动 力头、可换主轴箱等组成的组 合机床;这种结构的变化,既可以实现多品种加工要求 的调整变化快速灵敏,又可以使机床 配置更加灵活多样。（2）发展综合
9、自动化技术 汽车工业的大发展,对自动化制造技术提出了许多新的 需求,大批量生产的高效率 ,要 求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序 ,而且能 完成零件从毛坯进线到成品下线的全 部工序,以及下线后的自动码垛、装箱等。(3) 进一步提高工序集中程度 国外为了减少机床数量 ,节省占地面积,对组合机 床这种工序集中程度高的产品,继续 采取各种措施,进一步提高工序集中程度。如采 用十字滑台、多坐标通用部件、移动主轴 箱、双头镗孔车端面头等组成机床或在夹 具部位设置刀库,通过换刀加工实现工序集中 ,从 而可最大限度地发挥设备的效能, 获取更好的经济效益。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题(1) 机床工
10、作的结构和功能以及机构特点等 通过查阅文献资料,搜索视频等资料,对所实现的功能和目的要清楚的掌握,对机 床的基本结构有一定认识,对各个机构的组成以及特点要了解.(2) 多工位钻铣床传动原理 通过对实体机床的观察和文献的查阅,了解多工位钻铣床传动原理。首先须知道 工件加工工艺，机床工作时有几个电机提供动力，有哪几部分运动。在动力机构中， 观察其中各齿轮，各个齿轮轴，各个轴承和各个同步齿形带的工作状态及原理。在主 轴的升降运动上，应了解动力传递和各凸轮配合下实现主轴的升降的原理。传动原理 简图如图 1。3)加工方案 分析加工工艺提出总体设计方案。4)各部件选择通过对载荷，尺寸，精度以及价格等相关数
11、据因素的分析，对机构内所有电机 齿轮，同步齿形带，键，轴承，轴，螺钉螺母以及所有弹簧进行详细的设计计算。 （5）部件调整校核对主轴上离合处的梯形牙进行校核，对钻洗头机构进行调整。（6）完成造型使用 cad 和 soildworks 软件对所设计主要部件结构和整体机构进行二维电子图 纸的绘制和三维模型的造型。三、研究步骤、方法及措施（1）调查研究 研究市场和用户对机床具体要求，目前使用的加工方法，收集并分析国内外类似 机床的现状，发展趋势以及有关的科技动向。（2）研究机床 通过查阅文献资料，图片视频等，首先应对多工位钻铣床所实现功能目的要清楚。本机床主要用来加工手表主夹板。 查询相关手册以及产品
12、资料，要知道机床主要有哪几部分组成。如主要有电机， 钻铣头，工作台等等。掌握机床工作时有哪些运动机构组成，如加工传动机构，工作台升降机构等等。 在加工工作时有哪些运动参与实现，如电机的转动，齿轮副的运动，同步齿形带 的运动等等通过对传动原理的研究，掌握各个构成部分的机构功能，如齿轮传动的功能，同 步齿形带传动功能等。了解所选机构的特点，如同步齿形带进行传动的特点等。（3）拟定方案 提出加工工艺方案。收集如载荷，加工精度等主要参数。构思机床总体布局。搞 清楚传动系统，动力系统的设计总体思路。（4）设计计算 通过对所收集的数据进行分析，对主要部件设计计算和选择，如对电机，齿轮， 齿轮轴等的选择。（
13、5）二维造型对机床主要部件结构用cad软件按照所计算尺寸进行绘制电子图纸。（3）三维造型 根据所确定的方案，在分析和研究零部件合理结构尺寸基础上,用计算机完成对 零件的三维造型绘制，对整体设计机构进行装配。（4）虚拟传动运用软件功能，对所完成机构进行虚拟传动的模拟，以验证机构的可行性，根据 此进行修改调整。（ 5）撰写和完成毕业设计论文。+!四、研究工作进度1! 111| 2012/2/12-2012/2/191查找并准备资料，了解国内外研究动态11111121| 2012/2/20-2012/2911111熟悉立式钻铣床工作原理111111111113-+1丨 2012/3/1-2012/3
14、/91+111111完成开题报告11111141| 2012/3/10-2012/3/311 1 111完成各部件的选用和计算11111111151! 2012/4/1-2012/4/7T1I1I完成中期答辩IIrnrnrI序号丨时间I内容!_-p+II_111_完成各类图纸整理和完备资料、图纸完成设计说明书和相关文档|6!2012/4/8-2012/4/25II卜+II!7!2012/4/26-2012.5/10|8|2012/5/11-2012/5/21|III卜+答辩准备III!9!2012/5/22-2012/5/29|III! 10 |2012.5.30|答辩III五、主要参考文献1
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