【JX16-12】CK7815型数控车床的床鞍设计与仿真（二维+三维+论文）
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【JX16-12】CK7815型数控车床的床鞍设计与仿真二维+三维+论文
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【JX16-12】CK7815型数控车床的床鞍设计与仿真（二维+三维+论文）,JX16-12,【JX16-12】CK7815型数控车床的床鞍设计与仿真二维+三维+论文
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毕业设计(论文)开题报告学生姓名学 号专 业指导教师姓名职 称所在院(系)部课题来源课题类型课题名称CK7815型数控车床的床鞍设计与仿真毕业设计的内容和意义课题背景及研究意义：随着工业的发展，对车床的要求越来越高。在车床的设计中， 需要对其组成部件进行严密的分析与计算。机床床鞍是一个很重要的大件，而目前对普通车床床鞍的设计缺乏，许多厂家靠类比进行定性的设计,这显然是难以满足要求的。床鞍的设计不尽合理，结构设计上存在不少缺陷。此外，床鞍结构件的设计，对保证静、动态加工精度有着非常重要的意义。床鞍作为一个结构大件，在整个机床中的作用是很重要的。CK7815型数控车床具有加工精度高、稳定性好、生产效率高、工作可靠等优点。该机床可用于圆柱形、圆锥形和各种成形回转表面，车削各种螺纹，以及对盘形零件的钻、扩、绞和镗孔等加工，适用于航空航天、国防、石油、机械制造等行业中的中小批量生产。对于该型号机床的结构进行设计研究，不仅对于巩固学生的基本知识、提升设计技能具有帮助，也对后续该机床的性能指标的提升改进、提高加工精度和加工效率、降低能耗具有重要的意义。文献综述一、 发展现状及趋势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。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面：其一是高速、高精加工技术及装备的新趋势，效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10m提高到5m，精密级加工中心则从35m，提高到11.5m并且超精密加工精度已开始进入纳米级0.1m。为了实现高速、高精加工，与这配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。其二是五轴联动加工和复合加工机床快速发展，采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床含5面加工机床的发展。其三是智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象数控功能，形成系列化，并文献综述可方便地将用户的特殊应用和技诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。床鞍的国内外研究现状：2006年大连理工大学与大连机床集团联合研发国内首台“九轴五联动车铣复合加工中心”，填补了国内空白，在研发过程中采用结构拓扑优化法对床鞍进行拓扑优化，并利用多参数灵敏度计算实现动态性能与局部尺寸参数优化，完成该台机床的床鞍结构优化设计。2005-2007年与大连机床集团开展“普车系列床鞍结构优化设计”对该集团公司普通车床床鞍进行了结构创新设计。在保持现有刚度和固有频率不变的前提下，床鞍结构更加合理、材料利用更加有效，降低了成本。大大降低了普车床鞍质量，并将结构创新设计成果推广到该公司所有普通车床，仅2007-2008两年就累计节省原材料费用1000余万元，给企业带来了巨大的经济效益。2007年与大连机床集团合作，以其生产的CW6163C普通车床为原型，研究以钢纤维混凝土为基础的复合材料机床床鞍设计和制造方法。通过对样机的制造和试验探索出一条复合材料床鞍设计制造的新方法，并论证了其批量生产的可行性，为机床产业的绿色化提供了技术支持。在国家支撑项目“多轴联动高速龙门式加工中心系列产品开发研究”中，本项目组负责多轴联动龙门式加工中心的热变形规律与降低误差对策及实验研究、动态性能与实验测试技术研究、几何误差测量、分离与补偿研究、伺服参数优化配置研究4项基础理论与试验技术研究工作，王习敏、张良等人对高速卧式数控加工中心进行了研究，对高速加工中心热误差问题所进行了研究，包括加工中心热源分析，温度场模拟，以及实时检测加工中心的热误差，优化补偿模型的温度场测点，建立热误差实时补偿的预测模型等，取得了较好的成果，为加工中心生产和设计提供了可靠的依据，文献综述大大的提高了加工中心的精度等级。二、 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案研究内容：（1）确定相关尺寸及选型1.导轨副的选用要设计数控车床工作台，需要承受的载荷不大，而且脉冲当量小，定位精度不是很高，因此选用直线滑动导轨副，它具有结构简单，制造、检验和维修 方便，导轨面较宽，承载能力大，刚度高。2.丝杠螺母副的选用伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，需要满足0.004mm冲当量和mm的定位精度，滑动丝杠副为能为力，只有选用滚珠丝杆副才能达到要求，滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。 （2）力学分析床鞍结构中包含中拖板横向进给电机，齿轮减速箱和滚珠丝杠，中拖板的电机通过消除齿轮传动间隙的齿轮减速箱和滚珠丝杠副进行驱动。滚珠丝杠的机械传动中重要的零部件，本文在设计床鞍结构时重点研究了丝杠的动力学方面的性能，为滚珠丝杠的设计、制造以及使用打下理论基础。（3）3D建模床鞍的各部件设计完成后，利用三维软件SolidWorks对各个零件进行建模，然后在软件中进行组装，以完成床鞍的总体结构设计。（4）运动仿真在软件中对床鞍电机添加动力，即可实现床鞍的进给运动。完成运动仿真。技术路线：三、 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作重点及难点：床鞍是整个机床的重要部件，床鞍的结构合理性对整个机床的设计起着至关重要的作用，其中传动的平稳性及高精度是整个设计的重点，必须运用所学知识并查阅相关文献对传动系统进行合理的设计。难点在于关于床鞍的资料非常稀少，这对我设计过程中带来了非常大的困难。前期已开展工作：前期已查阅大量的资料，包括去图书馆，网上查询。在这过程中完成了外文文献的翻译。了解了CK7815数控车床的基本结构组成，但是床鞍的结构还需要详细了解。三、参考文献1.缪德建, 顾雪艳,马金平,等. CAD/CAM应用技术.东南大学出版社，2009.2.凯德. UG NX5中文版技术应用从业通.中国青年电子出版社，2008.3.王安麟.广义机械优化设计工业技术图书 4.郁崇文工程参数的最优化设计工业技术图书 5.崔清洋，张大长.结构力学. 武汉理工大学出版社,20066.单建, 吕令毅. 结构力学. 东南大学出版社, 20047.葛春霖, 盖雨聆 .机械工程材料及材料成型技术基础实验指书. 冶金工业出版社,20018.闵行, 岳愉, 凌伟.材料力学. 西安交通大学出版社,1999 9.陆才善.材料力学.西安交通大学出版社,198910.陈婵娟. 数控机床.化学工业出版社,200611.张文宽 怎样扩大车床的应用 工业技术图书1988年04月第1版12.Daniel Materna；Franz-Joseph Barthold. International Journal of Fracture . 2007, 147(1/4)13.Rnymond JRoark Wanrren C.young.Formulas for Stress and Strain(FIFTH EDITION).Mcgraw-Hill Book Company 1975研究计划特色与创新本次毕业设计将所学的相关的知识及CAD/CAM技术应用到机床结构分析中
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