机械毕业设计-数控刀架工艺设计【含CAD图纸、说明书文档资料】
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辽宁省高等教育自学考试 数控技术 专业（本科段）毕业设计（论文）开题报告 设计题目： 数控刀架工艺设计 助学单位 大连电子信息应用教育中心 姓 名 指导教师 单正林 2013 年 12 月 28 日一、课题背景、目的与意义(1) 背景：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，他对国计民生的一些重要行 业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。(2) 目的：研究高速、高精加工技术及装备的新趋势，五轴联动加工和复合加工机床快速发展，智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展，重视新技术标准、规范的建立。(3) 意义：数控加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域，如航空航天、汽车、摩托车、精密机械、家用电器等有着日益广泛的应用，已成为不可缺少的加工手段。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。伴随着全球制造业向我国转移的发展趋势，对数控加工的需求必将呈现高速、持续的增长。数控加工的基础是数控机床。随着社会的进步，人们对各类产品的生产要求越来越高，类似汽车这样大批量生产的产品，也要求其个性化，因此就不能采用传统的刚性生产线，要考虑到适当的柔性。一些小批量生产的产品，其复杂度要求和精度要求也使普通机床难以胜任。相比之下，数控机床恰恰满足了这些要求。1.1 国内外现状最近五年我国机床行业迅速发展。我国从2002年起已连续3年成为世界第一大机床消费国。2004年我国金属加工机床市场消费额为94.6亿美元。机床工具行业是为制造业提供装备的行业。从十五情况看，机床工具市场和发展速度受制于三大因素：即固定资产投资增长速度、汽车等主要用户行业和机械制造业的发展 速度、外商投资增长速度等。2001年我国固定资产的投资增速为12.1%，2002年是16.1%，2003年达26.7%，受宏观调控影响，2004 年下降到25.8%。机床行业主要用户的汽车行业和机械制造业等十五期间也迅猛发展，再加上外商投资的逐年增长，使我国的机床消费逐年提高，市场需求持续旺盛。“十五”期间，机床工具行业的国有企业基本上实现了公司制改造。民营企业和三资企业在行业中的比重不断扩大。2004年民营企业和三资企业的个数达到行业企业数的52.6%，产品销售收入占行业产品销售收入的38.2%，实现利润为行业利润的52.9%。产业集中度进一步提高。大连机床、沈阳机床一批企业通过兼并重组等方式，积极打造机床航母。2004年金切机床产品销售收入前十名企业的销售收入之和已占全行业产品销售收入的42.1%，比上年提高10.9个百分点。在数控机床的科技攻关中，他们采取了“产、学、研、用”结合的方式，不仅攻克了一些关键技术，而且保证了所研发的产品能满足生产需要。此外，自主开发与引进国外技术相结合，不仅技术起点高，而且开发周期大大缩短。“十五”期间，国产数控机床实现了快速发展，其中金切数控机床年产量由“九五”时期的几千台，迅速增加到2001年的17521台、2002年的 24803台、2003年的36813台。2004年，我国数控金切机床年产量首次突破50000台，达到51861台，同比增长49.8%。年产数控金切机床超千台的企业已达14家。“十五”期间，我国机床工具行业出口快速增长。据海关统计，2004年机床加上工具产品出口22.52亿美元，其中机床出口同比增长33.52%。 “十五”期间，我国机床产品的出口档次不断提高。例如2004年我国金属加工机床出口数量同比增长-0.64%，但金额却增长了42.4%。这说明， 高附加值机床出口增加，低附加值机床出口下降。令人欣喜的是，我国数控机床的出口在2004年首次突破1亿美元，达到了1.2亿美元，占当年金属加工机床 出口额的22.6%。2004年，在机床工具出口交货值前五名的企业中，三资企业就占三名。这说明，三资企业已成为拉动机床工具出口的重要力量。在机床行业迅速发展的同时，也存在相当大的问题。首先，国产数控机床在国内市场占有率低，企业竞争力不足。中档数控机床我们可以生产，但生产出来的东西，从质量、交货期到售后服务都缺少竞争力。以中档数控机床中普通立式加工中心为例，2004年内地大约消耗了一万台，但大陆所有企业共计生产两千台左右，而只有八九个生产加工中心工厂的台湾向大陆出口了三千三百台。这说明我们的竞争力差，产业化水平低。我国机床工具行业存在的另一个大问题是进出口逆差太大。2004年我国机床工具产品进口89.3亿美 元，同比增长45%，其中金属加工机床（金切机床和成形机床）进口59.16亿美元，同比增长43.2%。2004年我国机床工具产品出口22.52亿美 元，同比增长33.5%，其中金属加工机床出口5.4亿美元，同比增长42.4%。也就是说，机床工具产品去年进口总值是出口的4倍，进出口逆差高达 66.8亿美元。有关专家认为，机床企业要千方百计满足用户需要，确保国产机床的交货期和可靠性等以尽量减少进口。此外，还要进一步采取措施扩大出口，以尽量减少逆差。二、设计应用的原理和理论依据本次设计所涉及的电动刀架是NLD100四工位电动刀架，本刀架适用于数控车床，可以装卡各种车削刀具，内孔镗刀等。本刀架工位数为4，刀尖中心高为100 mm，最大主切削力矩为1650NM,重复定位精度为1.5，分度精度为4，电机扭矩为1NM2。此四工位的数控刀架有如下几个特点：1结构简单，蜗轮蜗杆传动比较大，结构紧凑，体积小。2定位精度较高，有利于提高控制精度，从而提高了加工的形位精度。3操作方便，工位变化自动进行，节省了换刀时间，提高了工作效率。三、设计方案论证分析刀架盖保护刀架的控制部分，防止灰尘、铁屑等杂物进入刀架。连接盘连接盘与刀台由8个M820螺钉连接固定，可以带动刀台一起旋转。其上的控制元件可以控制连接套和动齿盘及定位销的上升位置以及刀台的旋转位置。方刀台其上有12个M1680螺钉，可同时固定四把车刀。定位销与初定位盘和定位盘相配合实现刀台始末位置的确定。蜗轮套轴蜗轮安装在上面，与蜗轮一起转动，传递运动和扭距。初定位盘与定位销配合确定刀台的初始位置并确定刀台旋转的末位置，其下部有6个缓冲块，防止电机反转时产生冲击。蜗杆蜗杆与电机相连，是刀架传递动力的主要部件。控制部分由编码器，微动开关等组成，控制动齿盘、连接套及定位销的上升位置和电动机的正反转。还控制方刀台的旋转位置。固定盘传递部分动力，改善蜗轮套轴的受力情况。定位盘与定位销配合确定刀架的初末位置。定位盘的下部开有两个槽和一个凹下去切除出来的平面。动齿盘与上下齿盘啮合限制刀架的位置，其上安装有定位销等元件。上齿盘与刀台相固定，和动齿盘相啮合，实现定位。下齿盘与底座相固定，和动齿盘啮合，实现定位。蜗轮与蜗杆相啮合，传递动力。底座底座是刀架上零件的基础，支撑安装其上的所有零件，蜗轮和蜗杆在这里啮合。其下端与机床体相固定，中间有防震的材料。此电动转塔刀架基本结构如图2-1图 2-1 刀架基本结构1.2 实现功能数控刀架工艺设计1.3 关键技术及难点主要传动部件设计2. 开发环境及系统实现系统开发环境：a. 硬件配置：，处理器：Core-i3；内存：4G；硬盘：500G；b. 操作系统：中文Windows 7；c. 开发工具：AutoCAD；d. 辅助软件：Microsoft Office ； e. 开发地点：；四、预期成果软件：该系统windows环境下的CAD设计图。文档：开题报告，中期报告，需求分析，详细的设计文档，测试文档，毕业论文五、工作进度计划1、第1-2周，实习调研、收集相关的资料完成开始报告2、第3周， 确定目标和制定总体设计方案3、第4-8周，根据设计方案进行机构设计及计算，画出机构装配图4 第9-11周，建立程序原型，调试系统程序5、第12周，撰写毕业设计说明书六、参考文献 1 李善术，数控机床及应用. 北京：机械工业出版社，20042 张新义，等. 经济型数控设计. 北京：机械工业出版社，20043 王爱玲. 现代数控机床. 北京：浙江大学出版社，20044 陈秀宁，施高义编. 机械设计课程设计. 第二版. 杭州：浙江大学出版社，20045 邱宣怀主编. 机械设计. 北京：高等教育出版社，19976 孙训方，方孝淑，关来泰编. 材料力学. 北京：高等教育出版社，20027 成大先主编. 机械设计手册.北京：化学工业出版社，20028 谢进，万朝燕，杜立杰主编. 机械原理. 北京：高等教育出版社，20049 机械设计手册编委会. 机械
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