开题报告-普通铣床的数控化改造设计.doc

昆明理工大学毕业设计（论文）开 题 报 告题 目： 普通铣床的数控化改造设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械工程及自动化 学生姓名： 指导教师： 日 期： 2015.3.20 毕业设计（论文）的主要内容：1.主运动系统的设计 （1）主传动系统的改造方案 （2）传动轴系的设计（包括各传动轴的结构设计，各轴组件的设计） （3）传动系统的结构设计（包括传动系统的整体结构设计，零部件的结构设计） （4）主轴箱体的结构设计2. 进给系统的设计 （1）进给系统的改造方案 （2）传动系统的结构设计 （包括进给传动系统的整体结构设计，零部件的结构设计） 3.安全性计算与校核 （1）主轴系统主要零部件的校核 （包括齿轮强度的校核 ，轴强度和刚度的校核， 轴承寿命的校核等） （2）进给系统的主要零部件的校核 （包括滚珠丝杠摩擦阻力计算，承载能力校核，压杆稳定性校核 ，滚珠丝杠刚度的校核及定位精度和死区误差校核等）4.三维建模及虚拟装配 （包括机床主轴及进给系统零部件的三维建模及系统整体虚拟装配）5.绘制主轴系统和进给系统的装配图，以及主要零部件的工程图。6.编写设计说明书（不少于50页），翻译外文资料（译文不少于3000字）。设计（论文）的技术路线及预期目标： 机床的数控化改造步骤：1.确定基本参数；包括尺寸参数、运动参数和动力参数设计。 搜索资料知道普通铣床5040的基本参数如下： 工作台尺寸(mm) 1600x400 T型槽数目 3 T型槽宽度(mm) 18 最大负荷(Kg) 800 X向（工作台纵向 手动/机动）(mm) 900/880 Y向（滑座横向 手动/机动）(mm) 315/300 Z向（升降台垂向 手动/机动）(mm) 385/300 快速移动速度(mm/min) X:2300,Y:1540,Z:770 主轴转速范围(r.p.m) 30-1500 主轴转速级数 18 主轴轴向移动距离(mm) 85 主轴最大回转角度 45度 主轴端面至工作台距离(mm) 30/500 主轴电机功率(Kw) 11 机床外型尺寸（长X宽X高）(mm) 2556X2159X2298 净重(Kg) 42502.总体设计方案；总体设计方案如下：（1）运动功能设计；包括确定机床所需运动的轴数、形式（直线运动、回转运动）、功能（主运动、进给运动、其他运动）及排列顺序，最后画出机床的运动功能图。 (2)本篇毕业设计主要对铣床的数控化改造: a.对主运动系统的改造；由于采用了交流电动机无级变速方式，所以对普通铣床的数控化改造，大大简化了主运动系统，主轴箱设计为一个机械有级变速箱。 b.进给系统中移动元件的改造：采用滚动丝杠代替普通丝杠原因如下：由于滚珠丝杠相对普通丝杠具有传动精度高、效率高、运动平稳、寿命长以及可以预紧以消除间隙并提高系统刚度、反向定位精度高等特点，所以考虑应用滚动丝杠，但滚珠丝杠副摩擦阻力小，不能自锁，在垂直进给机构中需添加制动装置。除了大型数控车床因移动距离大而采用齿条或蜗母条外，各类中小型数控车床的直线运动进给系统普遍采用滚珠丝杠。 c.进给箱的改造;进给系统的改造主要是减少进给箱内的齿轮对数，缩短进给传动链，增加传动元件的消除间隙装置，提高反向定位精度。普通铣床在数控化改造时，往往是取消原进给箱或换成仅一级减速的进给箱。（3）传动系统设计；包括传动方式、传动原理图及传动系统图设计。（4）总体结构布局设计；包括运动功能分配、总体布局结构形式及总体结构方案图设计。 3.总体方案综合评价与选择；4.总体方案的设计修改和优化；5.详细设计；内容如下：（1）技术设计，包括确定结构原理图、装配图设计，分析计算和优化。（2）施工设计；包括零件图设计、商品化设计，编制技术文件等。6.机床整体综合评价。上述步骤可反复进行，直到设计结果满意为止 。再设计过程中，设计与评价反复进行，这样 可以提高一次设计成功率。 课题进度计划：工作进度：2015年3月2日3月10日收集课题相关的资料，通过调查研究理解课题内容，明确课题任务。2015年3月12日3月17日翻译与课题相关的外文资料，提交原文及翻译的电子稿。2015年3月18日3月22日撰写开题报告及提出初步的设计方案，提交电子稿。2015年3月25日教师初审方案，讨论具体设计内容。2015年3月25日3月29日确定设计方案.2015年4月1日5月25日完成各自模块的设计。2015年4月1日4月7日指导老师点评开题报告和外文文献的翻译，然后再做修改。2015年4月8日4月14日主要完成主传动系统的改造设计计算。2015年4月15日4月21日完成主传动系统的三维建模及装配。2015年4月22日4月30日对主传动系统整体的优化。2015年5月1日5月7日主要完成进给系统的改造设计计算。2015年5月8日5月15日完成进给系统的三维建模及装配。2015年5月16日5月22日对进给系统整体的修改和优化。2015年5月25日6月5日完成设计计算说明书。2015年6月6日6月12日审阅，改错，准备答辩。完成课题所需条件及落实措施：1.搜集有关机床设计和改造方面的资料和书籍，学习机械制造装备的设计方法。主要是通过指导老师所给的相关资料和图书馆借阅的书本来学习机床的设计和改造方法。2.使用Solid Edge制图软件进行三维零件设计及装配仿真，然后把工程图转化成CAD格式打印，Solid Edge正在在练习中。3.为了绘制铣床内部零件图、装配图，我需要了解铣床的主传动系统和进给系统的内部结构，所以有机会的话可以动手拆装一下铣床的主轴箱和进给箱。参考文献、资料：1 王爱玲.现代数控原理及控制系统M.北京:国防工业出版社,2002.1.2 师鸿飞等.我国数控车床的现状和发展趋势N.现代制造,2002.3 周毅.数控车床在汽车制造业中的应用N.市场纵横,2005.4 濮良贵，纪名刚.机械设计，第八版M. 北京：高等教育出版社，2006.5 孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理，第七版M.北京：高等教育出版社，2010.6 王昆.机械设计、机械设计基础课程设计M.北京：高等教育出版社，1996.7 肖正义.滚珠丝杠副的发展趋势J.制造技术与机床，2000，(4)：11-13.8 Seamus Gordon，Michael T. Hillery. Development of a high-speed CNC cutting machine using linear motorsJ. Journal of Materials Processing Technology，2005，(166)：321-329.9 邱宣怀等编著.机械设计(第四版)M.北京：高等教育出版社，1997. 10 唐金松主编.简明机械设计手册M.上海：科学技术出版社，1993.11 成大先主编.机械设计手册(第三卷)M.北京：化学工业出版社，2002.12 杨祖孝.数控机床进给滚珠丝杠的选择与计算J.机床与液压，1999，(3)：50-52.13 张清，周艳玲.数控机床进给系统交流伺服电机选择J.制造技术与机床，1998，(7)：18-20.14 机械设计手册编委会编著.机械设