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加工 中心 侧铣头 结构设计 CAD

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加工中心侧铣头结构设计含4张CAD图,加工,中心,侧铣头,结构设计,CAD

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加工中心的侧铣头结构设计摘要本设计主要是依据设计要求，根据机械制图基本原理和机械设计基本原理对应用于重型数控龙门铣床的侧铣头进行结构设计，使得该侧铣头能够在 X向和Z向两个方向上进行铣削运动。本设计主要分为四部分：第一部分是根据设计的要求进行总体方案设计，即对侧铣头的结构进行总体设计。这部分主要包括主运动方式以及伺服进给运动的确定。第二部分是基于机械设计基本原理，对设计中的伺服进给运动和主运动系统的机械部分进行设计计算。主要包括滚珠丝杠，主轴电机，进给电机的选型，计算和验证，同步带和皮带轮的设计计算。第三部分是根据机械制图的基本原理，应用绘图软件进行二维设计，生成三张二维装配图纸和一张二维零件图纸。第四部分是在完成二维设计图纸的基础上，采用SOLIDWORKS软件对零件进行三维建模，并将所有建模零件进行组装生成三维装配体; 在此基础上，使用该软件完成一个三维动画，以显示组件的内部结构和运动。关键词：重型数控龙门铣床；侧铣头；结构设计；二维设计；三维建模ABSTRACTThe design is mainly to design the profile cutter head structural of a heavy numerically controlled planomiller according as the rationale of mechanism design and theory of machines on the bases of design specification. The design is mainly divided into four parts:The first part is a content of total project design of the profile cutter head Structure according as design specification, including confirming the manner of the main motion and the servo feed motion.The second part is design of calculations of machine parts of servo feed motion system and the main motion system according as the rationale of mechanism design. Its mainly including choose the type, the calculation and the verification of the ball screw, the principal axis electromotor and the feed electromotor, and the design of hold-in range and synchronous pulley. The third part is to design the mainly structure firstly on the bases of main parts choosed and designed in the second part, then to design two dimensional drawings, and create three assembly drawings and one detail drawings using CAXA software according to the rationale of theory of machines. The finally part is to model the parts of the profile cutter head, and create three dimensional drawings using SOLIDWORKS software according to two dimensional drawings designed in the third part；The following is to create a three-dimensional animation to show the inside structure of the three-dimensional assembly drawing and the motion manner using the software on the bases of the three-dimensional assembly drawing.Key Words：Heavy numerically controlled planomiller；The profile cutter head；Structural design；two dimensional design；three dimensional modeling目录摘要IABSTRACTII1. 绪论11.1 设计目的和意义11.2 目前国内外研究现状21.3 加工中心的发展趋势32. 总体方案设计52.1 设计基本要求52.2 总体设计方案63. 伺服系统机械部分设计计算83.1滚珠丝杠副的选择计算83.2 进给伺服系统传动计算103.3 机床主轴部分设计计算134. 二维设计164.1 结构设计164.2 利用CAXA电子图版进行二维设计165. 三维设计195.1 三维建模195.2 三维动画266. 结论27致谢28参考文献29附录一外文译文30附录二外文原文36501. 绪论1.1设计目的和意义1.3.1设计目的（1）用重型数控龙门铣床对大型工件进行加工时，移动工件和重新安装工件是相当困难的，所以设计一个能够对大型工件侧表面两个方向进行加工的侧铣头，来减少实际工件的移动和安装次数，进而减少安装的时间和由于多次安装引起的定位精度误差,是十分必要的。 （2）对于即将走向社会的毕业生来说，了解机械产品的设计过程、在设计过程中应考虑到哪些因素及应注意的问题、以及掌握机械行业中一些常用的绘图软件和分析软件，使学生能够将在校期间学的理论知识与具体实践相结合起来，是十分必要的。 （3）加强对绘图软件的应用能力。现在的社会是高科技的社会，对于机械行业来说更是如此。现在的机械行业中很少有用手工绘制的图纸，而且现在的人们都有一种安全的理念和结构的美感，运用三维软件和分析软件对工程师所设计的结构进行三维建模和强度分析，可以事先发现不合理之处，以便提早加以改正。1.3.2设计意义（1）在现实中，带有侧铣头的数控龙门铣床是不常见的一种形式，而带有能够在两个方向上进行进给运动的侧铣头的龙门铣床更是不常见。这项设计所设计的侧铣头与其他龙门铣床部分相配合，可以应用在现实中对工件进行三个方向上的加工，从而很可能能够对工件进行一次性安装加工，这无疑可以省去很多调整时间并保证良好的安装精度。而且这是对一台重型数控龙门铣床侧铣头的设计，对于一台重型铣床来说，加工的工件一般都是很大很重的，要对工件进行多次安装是很困难的也很浪费时间，且定位精度不容易保证，而该课题所设计的侧铣头正适合这种情况，所以说这项设计有重要的现实意义。（2）在做毕业设计的过程中学习掌握二维和三维绘图软件，为以后更好的适应社会打下良好的基础。（3）了解机械产品的设计过程，掌握设计中应注意的问题和应考虑的因素。1.2 目前国内外研究现状如今，机械加工业繁荣昌盛，繁荣的现象离不开加工中心的突出贡献。加工中心经历了数十年的发展，其应用越来越成熟，为加工企业带来了巨大的帮助。1.1.1国外加工中心发展概况加工中心最初是从数控铣床发展而来的。1958年，美国Carney-Trick首先研制出第一台加工中心。它在CNC卧式镗铣床的基础上增加了一台自动换刀装置，可以一次夹紧一个工件。它可以执行各种过程的集中加工，如铣削，钻孔，镗孔，铰孔和攻丝。到八十年代初，经过了三十年，发展最快的是加工中心的控制系统，经历了五代电子管，晶体管，集成电路，小型计算机和微处理器的发展。20世纪80年代以来，数控系统发展迅速，加工中心的精度，效率，功能和可靠性得到进一步提高。当前加工中心和自动交换工作台组成的柔性加工单元 FMC 以及几台加工中心等组成的柔性加工系统 FMS 都得到了广泛的发展。加工中心自20世纪70年代以来发展迅速。出现了可换主轴箱加工中心，它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工件同时进行多孔加工。目前，国外加工中心的速度已达到每分钟数万转，进给速度达到每分钟数百米。 定位精度达到了纳米级，这些一般都是通过智能补偿等控制方法实现的，再加上使用高速电主轴，直线电机，高分辨率检测元件等机器零件。其高精度高速加工中心是瑞士MIKRON生产的超高速加工中心XSM400，其主轴转速为 60000rpm，进给速度达到80m/min。1.1.2国内加工中心发展概况我国对数控机床的研制起步较晚，于 1958 年研制出第一台数控机床。早期由于发展条件差，基础薄，发展缓慢，严重影响了我国制造业的发展。于 1979 年我国开始引进国外先进的数控技术，经过不断的发展，我国在上世纪 80 年代末开始研究加工中心，北京机床研究所等联合机构研发出第一台加工中心。随着科技的进步和市场的需求量上升，促进了我国的数控技术发展，国产加工中心在质与量上都取得了很大的进步。目前国内有很多生产加工中心的机床厂，国内数控机床已进入快速发展的时期。但是相对于美国、日本、德国等国家，我国在高档数控机床方面还有很大的差距，主要体现在以下几方面：a、数控率低。目前我国的数控机床拥有量最多，但是我国的数控化率却比西方国家低得多。b、功能部件差距大。数控机床的功能部件主要是数控系统、主轴、刀库、滚珠丝杠副、滚动直线导轨副等。这些主要的功能部件决定了机床能够达到的精度级别和水平。目前，我国制造的数控机床使用的数控系统还是日本的 FANUC、德国的 SIEMENS 和 DMG 等的系统。1.3 加工中心的发展趋势近年来，加工中心作为数控机床的重要代表性产品，频繁出现在世界四大国际机床展上（欧洲国际机床展览会 EMO、美国芝加哥国际机床展览会 IMTS、日本国际机床展览会 JIMTOF 和中国国际机床展览会 CIMT 并列被称为世界四大国际机床名展），世界各大机床厂商纷纷在展会上展示各公司新研发的加工中心。加工中心制造技术已成为各展会的重头戏。总的来说，加工中心的技术发展趋势同其他数控机床一样仍是：高效、高精、高速，同时也可看到五轴联动机床、机床的复合化、与机器人有效的结合以及“绿色生态机床”是当前加工中心发展的主要方向。（1）加工中心向高效、高精、高速化发展加工中心带有刀库和自动换刀装置，在一台机床上能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹、测量和机床的调整时间，减少工件半成品的周转、搬运和存放时间，使机床的切削利用率（切削时间和开动时间之比）高于普通机床 34 倍，因而比普通机床更高效。同时，加工中心同其他数控机床一样具有加工精度高的特点，而且加工中心由于加工工序集中，避免了长工艺流程，减少了人为干扰，因此加工精度更高，加工质量更加稳定。随着国民经济飞速发展和工业自动化水平的不断提高，制造业向着高、精、尖方向发展，特别是汽车、船舶、纺织、电子技术、航空航天的迅猛发展，对加工中心的速度和生产效率要求也越来越高，主轴转速在 12000r/min 以上的高效、高精、高速化加工中心已经是数控机床行业流行的趋势。（2）加工中心五轴联动趋势五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高，专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业，有着举足轻重的影响力。五轴联动加工中心的结构形式多种多样，主要用于叶轮、叶片加工，也是每次国际机床展的重点展品之一。例如，在第十一届中国国际机床展览会（CIMT 2009）上，德国 DMG 公司是展示五轴联动加工中心品种最多的供应商，其展出的加工中心品种琳琅满目，有多轴联动加工中心（包括铣头两联动和工作台两联动）、立柱移动式及工作台移动式、立柱与床身分体式及立柱与床身铸成一体式等，其中，最具代表的是该公司展出的 DMU 210 P 五轴联动加工中心，它的造型设计采用大视窗、大空间，这是一种国际新潮流，日本马扎克（MAZAK）公司也推崇这种理念，以方便操作工实施观察。DMU 210 P 五轴联动加工中心的可移操作台用 19 英寸大屏幕显示，比通常的显示屏幕要大，这个操作台的视角可以调节而且和一个可调的柔软坐椅连接，让操作者使用更方便舒适，这种宜人化的工业造型设计，突出了以人为本的理念。此外，德国Hermle、意大利C.B.Ferrari等公司也都展示了加工叶轮、叶片的高效五轴加工中心技术；丰富多彩的龙门五联动加工中心展品也各显其长。我国华中数控、南京四开等数控制造企业也都成功开发出五联动数控系统，北京机电院、江苏新瑞等也先后制造出中、高档的五轴联动加工中心。（3）加工中心复合化，与机器人有效结合打破工艺界限，机床的复合加工也是当今数控机床发展的一大趋势。自 20 世纪 90 年代德国 WFL 公司发明车铣复合加工中心以来，日本 MAZAK、韩国大宇（斗山）以及德国 DMG 等均不断有新款推出。我国的北京一机床、青海一机床、秦川发展等也相继推出车铣、铣车、铣磨等复合加工中心机床，在 CIMT2009 上，北一、沈阳机床、大连机床以及陕西三丰、长沙金岭等都有产品展出。沈阳机床展出的 GTM500200 龙门移动式车铣中心，是一台龙门框架移动式复合机床。工作台有两部分组成，外端是回转直径为4500mm 的车削圆工作台，转速 40r/min；内端是 4500 7000mm 的铣削工作台，承重 15t。按不同工件的工艺要求，选择不同的工作台面。机床主传动功率 52kW，刀库容量 60 把。工业机器人在机床上的应用，也是当今数控机床发展的一大趋势，在欧、美、日等许多 24 小时无人化工厂内，工业机器人已起到了主角作用。在 CIMT 2009 上，日本FANUC、日本 DENSO 等公司详尽地展示了此项技术，机器人不仅仅起到物流搬运作用，甚至还可进行切削加工。德国 DMG 在展会期间的新闻发布会上也介绍了其将工业机器人技术在机床上的创新应用，这种机器人有 6-7 轴运动关节，可直接在机床上做抓取工件的各种动作。工业机器人同机床有效地结合在一起，让机器人从事简单而且重复的劳动，不仅可提高生产效率，最大限度降低生产成本，同时，机器人不会疲劳且不会产生错误，因而对生产质量的稳定起到了很大的作用。（4）绿色生态机床成为研究热点从近几年举行的国际机床展看，数控机床除了向高速、高精度、多轴联动、复合加工和智能化方向发展外，也更重视环保化，绿色生态机床开始成为研究热点并日益受到重视。“绿色生态机床”是近年来机床行业的一种发展趋势，其强调了机床、环境、人三者之间的关系，目地是大幅度提高机床生产效率的同时降低对环境的影响和对操作者健康的危害。加工中心作为数控机床的重要代表性产品，也具有向环保化方向发展的趋势。2.总体方案设计2.1 设计基本要求1） 侧铣头的行程为600mm；2） 定位精度为5m ；3） 与立柱连接部分横跨度为1300mm；4） 最大进给速度为10 m/min；5） 两侧铣头中间能通过最大零件宽度为3150mm；6） 主切削力5000N。图 2.1方案图1图 2.2方案图22.2 总体设计方案2.2.1 总体结构设计根据要求，为了纵向和横向进给运动的实现，把侧铣头分成两个部分来设计，一是完成 Z向铣削的垂直导轨，二是完成横向铣削的水平滑枕，并且安装有导轨。 考虑到所设计的侧铣头要应用于重型数控龙门铣床，侧铣头的重量必然会很大，再加上在整个加工过程中还要收到较大的切削力， 所以在导轨的选择上必须要考虑到是否能承担较大的重力。 因此，选择了贴塑滑动式矩形导轨，之所以选用贴塑方式是因为贴塑导轨的摩擦系数小、不易爬行、工艺性能好。在本设计中，选用了斜镶条来完成导轨主要承载面的间隙调整。2.2.2 主轴的运动方案初步拟定了以下两种方案：一、电动机通过联轴器带动主轴运动；二、电动机通过同步带带动主轴运动。由于侧铣头自身具有较大的重量，加工过程中受到的切削力又很大，因此只有选择功率较大的电动机才可以带动侧铣头运动， 这样一来，电动机的结构尺寸也必然很大，若此时采用联轴器连接，侧铣头的结构尺寸也势必会增大，这也会导致侧铣头重量的增加。但是，如果采用同步带进行传动，电动机就可以放置在侧铣头的结构以外， 如此一来，既可以减小侧铣头的结构尺寸，也可以减少对材料的使用。 故此，关于主轴的运动，选择方案二。 主轴选取高精密主轴B50-190。2.2.3 横向进给运动实现方案初步拟定了以下两种方案：一、电动机通过联轴器与滚珠丝杠螺母副相连接，从而带动水平滑枕运动；二、电动机通过同步带与滚珠丝杠螺母副相连接，从而带动水平滑枕运动。若选择方案一，电动机和联轴器就要安装在水平滑枕尾部，水平滑枕的结构尺寸又比较大，这样安装的话一定使机床的整体安装空间增大，不仅如此，功率较大的电动机的重量也会很大，这也将导致水平滑枕尾部承受的重力增大，从而会产生较大的扭矩，这样一来不仅会导致摩擦性能降低，还会导致水平滑枕的定位精度和运动精度降低。而若选择方案二，就可以将电动机放置在垂直导轨上，从而减少安装空间。故此，选择方案二。设计中所使用到的滚珠丝杠螺母副作为一种高精度的传动装置，具有运动摩擦小、传动效率高、传动平稳、寿命长、精度高便于消除传动间隙等优点。因此，本设计中选择滚珠丝杠螺母副进行传动，选取的型号为BNFN 5020-2.5。2.2.4 主轴电动机的选择关于主轴电动机的选择，初步拟定为风冷式交流感应电动机。伺服进给电动机初步拟定为自冷式三相交流同步伺服电动机。2.2.5 定位精度的提高在水平滑枕的X方向安装直线光栅尺进行位置检测并构成闭环控制系统，来提高该方向上的定位精度。闭环控制系统具有定位精度高、工作可靠性高等优点。3.设计计算3.1 滚珠丝杠副的计算所选型号为：BNFN5020-2.5，螺纹长度为1245mm。3.1.1计算切削力 3.1.2（1）进给牵引力 (3.1) （2）计算最大动载C (3.2)） 47KN72.5KN额定动载荷所以符合要求。（3）计算传动效率 (3.3) 摩擦角，滚动摩擦系数，,即0.1667 = 6.8880 = = 0.976（4）刚度计算导程受工作负载： (3.4)（）： （3.5） 滚珠丝杠副的传动刚度主要由丝杠本身拉压刚度，丝杠副内的接触刚度，轴承和轴承座刚度决定，因此可近似取拉压刚度的1/3(变形近似为拉压变形的3倍)。，符合定位精度要求。3.2进给伺服系统的相关计算3.2.1选定电动机（1）电动机和减速器的选择选择的电动机和减速器参数如下：电动机：西门子公司生产的自冷式三相交流同步伺服电动机，型号为1FK7100-5AF7。， ， 。减速器：LP155-M01， ，。（2）计算转动惯量，M（工作台的质量）=1000kg惯量匹配，符合要求。 (3)计算电动机的力矩 总效率，。（滚珠丝杠预加载荷）=（滚珠丝杠未预紧时的传动效率）所以，17.08Nm18Nm（电机输出最大静转矩）所以，所选电动机满足使用要求。（4）（5）最大运行速度： ，满足设计要求。3.2.2同步带的设计计算（1）基本参数带轮传动中心距：224mm，同步带规格：800-8M带轮：8-M，44齿传动比，mm， ，齿根厚s=5.15mm , （2） 同步带的选择计算：mm， mm：节径mm， mm （3.6）带的节线长度： （3.7）选择，齿数: (3.8)中心距调整范围： (3.9) ,取0.37， 根据实际情况，取带宽为45mm。作用在轴上的力： (3.10)33 主轴部分设计计算3.3.1主轴电动机及其减速器的选择计算主轴电机：西门子公司生产的风冷式交流感应电动机，1PH7-1372NG0L。 转动惯量0.109，重量130Kg，主轴高度132mm。与1PH7-1372NG0L 配套的减速机型号为2LG4312, 取i=4，重量62Kg。0.043 带轮：8-YU，60齿。3.3.2同步带的设计计算（1）基本参数按照圆弧齿计算，8M型，基本参数如下：传动比 ， 齿根厚s=5.15mm （2） 同步带的选择计算从动带轮：，主动带轮：，初定中心距： 。选择，齿数， ：4. 二维设计4.1结构设计根据设计要求，侧铣头要实现在X向以及Z向两个方向上的切削进给。为了能够完成这两个方向的进给运动，可以将侧铣头分为进行X向运动的水平滑枕，以及进行Y向运动的垂直导轨两部分。同时，还要在这两部分上安装导轨，使水平滑枕和垂直导轨之间能相互运动。考虑到所设计的侧铣头要应用于重型数控龙门铣床，侧铣头的重量必然会很大，再加上在整个加工过程中还要收到较大的切削力，因此导轨是否能够承受较大的重量的问题应当加以重点考虑。此外，数控机床的加工精度要求很高，所以综合以上因素，选择贴塑滑动式矩形导轨。还应考虑到矩形导轨磨损后，不能自动补偿间隙，会降低定位精度和加工精度，因此在本设计中采用斜镶条作为间隙调整装置对其进行调整。侧铣头要完成对工件的侧铣，主轴要安装在水平滑枕上，这样一来关于主轴电机的安装位置就有两个方案可供选择：一是安装在水平滑枕上方，二是安装在水平滑枕下方。如果采用方案二由于所选的主轴电机重量会比较大，就对连接电动机和水平滑枕的部分的强度有较高的要求，而且，工作过程中如果发生意外情况，将电动机放置在水平滑枕下方，更容易给电动机造成较大的损害。综上考量，选择方案一。此外，主轴电机和水平滑枕之间的结构连接要通过带轮箱来实现，同时为了做到合理利用空间、节约原材料，水平滑枕的宽度要适宜。为了减少水平滑枕的扭矩以及水平滑枕的横向移动空间，我们可以合理的利用竖直导轨侧面的剩余空间，将进给电机放置在竖直导轨的侧面，不仅可以减小水平滑枕的扭矩，还达到了合理利用空间的目的。进给电动机与竖直导轨之间的连接依旧选择带轮箱来完成。侧铣头用来实现X向运动的水平滑枕对于本设计而言，无疑是一个相对而言比较复杂的零件，要考虑到的影响因素也比较多。比如说，侧铣头的行程要求为600 mm，为实现这一要求，水平滑枕本身要到达一定的长度，这就要考虑到水平滑枕的内部结构，在长度较长的情况下，在保证强度的前提之下为了减轻水平滑枕的重量，采用水平滑枕中空的结构。42 利用CAD软件进行二维设计二维图纸的绘制是将自己的整个设计呈现出来的一个过程，因此，要细致耐心地完成。绘制工作主要包括侧铣头整、具体位置以及各个零件之间连接部分的连结和配合方式，以及对各个零部件结构的逐步细化。最终成果包括：三张装配图、一张零件图，总计四张0号图纸。如下图所示： 图4.1二维装配图1图4.2二维前视图图4.3二维俯视图图4.4二维零件图5. 三维设计51 三维建模完成二维设计之后，就要利用SolidWorks软件对所设计的零件进行三维建模，共历时一周左右，经过多次修改与完善，最终生成一个装配体以及若干零件模型。完成的部分样图如下：图 5.1侧铣头三维装配图1图 5.2 侧铣头三维装配图2图5.3 侧铣头三维装配图3图5.4 水平滑枕图 5.5 主轴图5.6 主轴电机带轮箱图 5.7 主轴电机图5.8 进给电机带轮箱图5.9 主运动带轮中心距调整板 图5.10 竖直导轨丝杠螺母座图5.11 主轴电机带轮 图5.12 伺服进给同步带中心距调整盖板图 5.13 镶条调整座 图 5.14 丝杠图 5.15 丝杠螺母 图 5.16 进给电机带轮图 5.17 进给丝杠带轮 图 5.18 水平滑枕丝杠螺母座图 5.19 液压缸 图 5.20 进给电机 图5.21 轴承 图 5.22 轴承座5.2 三维动画为了使侧铣头的内部结构以及运动过程能够更加清晰、直观的展现，在完成建模工作后又应用 SolidWorks软件为装配体制作了一个简单的三维动画，效果图如下：图5.23 爆炸图6.结论本次毕业设计主要是按照设计要求，对应用于重型数控龙门铣床的侧铣头进行结构设计，设计出的侧铣头要能够在 X向、 Z向两个方向进行铣削。完成本设计的一个重要问题就是如何实现侧铣头在横向、纵向两个方向上的切削进给。经过综合考量，把侧铣头分成两个部分来设计，一是完成 Z向铣削的垂直导轨，二是完成实现横向铣削的水平滑枕，同时在这两部分安装有实现的贴塑滑动式矩形导轨；在伺服进给系统中，使用交流同步伺服电机，通过同步带连接滚珠丝杠螺母副，从而带动水平滑轨运动实现X向进给。在主运动系统中，使用交流感应电动机通过同步带带动高精密主轴转动，从而实现主运动。致谢本次毕业设计共历时三个半月，在此，我要特别感谢我的指导老师杨铎老师，在杨老师悉心的指导下，我才能圆满地完成了此次毕业设计。从最开始的对题目进行分析，准备开题答辩，到最后的毕业答辩，在此过程中，都得到了杨铎老师细致、耐心的指导。尤其在刚开始的阶段，由于自己对课题把握不到位，出现了一些问题与错误，甚至导致后面的任务不能顺利的进行。杨老师得知了我所出现的问题后，耐心细致地给我进行讲解，帮助我打开思路，直到我弄懂弄通，使我少走了很多弯路，更好的完成以后的设计工作。与此同时，杨老师严谨的治学态度、一丝不苟的工作作风和谦和的待人态度都让我印象深刻，同时更是对我产生了深深的影响，这些优秀的品质也将激励我在以后的学习工作中脚踏实地、一丝不苟、精益求精。值此毕业设计即将结束之际，在此谨向杨铎老师表示示由衷的感谢、崇高的敬意和真心的祝福。最后，我要感谢参与我论文评审和答辩的各位老师，他们给了我一个审视几年来学习成果的机会，让我能够明确今后的发展方向，他们对我的帮忙是一笔无价的财富。我将在今后的工作、学习中加倍努力，不辜负老师们的教诲与期待，创造出更大的价值回报社会。参考文献1葛阳.立卧复合镗铣头的结构设计J.山东工业技术,2016(01):18-19.2陈秀梅.铣头式加工中心自动松拉刀实验装置的结构设计J.机床与液压,2015,43(16):5-6.3李瑾,刘伟玲,曹东锋,关强.一种组合机床的新型环保方案设计J.制造技术与机床,2014(12):63-66.4陈艳,张松,赵滨,王乾俸.高速龙门加工中心摆角铣头动态特性分析J.制造技术与机床,2014(07):68-73.5雷海胜.五面加工中心H/V主轴箱部件设计研究D.武汉：武汉工业学院,2012：1-7.6尹慧博.铣头式五轴联动数控龙门加工中心的设计与研究D.长春：吉林大学,2011：1-23.7高桂华.IA5F3200 卧式镗铣加工中心的关键部件结构J.组合机床与自动化加工技术,2011(11):73-76.8王卫朝，李初晔.双摆角铣头摆角切削力矩的计算研究J.机械设计与制造,2011(11):155-157.9杨庆东,张瑞乾,刘国庆,钟建琳.数控机床数字化设计体系结构研究与应用J.北京信息科技大学学报(自然科学版),2010,25(03):1-8.10陈云瑞,陈康.利用工具铣床加工滚珠螺母返向孔J.金属加工(冷加工),2008(19):28-29.11倪爱礼,徐增豪,余为民,韦连山.一种龙门加工中心的立卧复合镗铣头设计J.机械,2007(11):53-54.12周肇.一种用于小空间的立铣头J.机械设计与制造,1996(02):51.13董志强.数控机床直驱式A/C双摆角铣头结构设计研究D.广州:广东工业大学,2015:1-19.14徐晏军,陈秀梅,杨庆东,钟建琳.多轴机床双摆铣头力矩电机制动分析J.机械设计与制造,2014(07):38-39+42.15郑重,王雷,肖宏松.一款万能铣头的结构设计分析J.世界制造技术与装备市场,2013(06):86-90.16彭志.大型数控机床主轴铣头的设计探讨J.金属加工(冷加工),2012(15):57-58.17霍军周,蔡春刚,李震,杜长林,冷磊.直驱式双摆铣头热结构耦合分析研究J.组合机床与自动化加工技术,2011(05):1-4.18赵月娥,文怀兴.五轴联动高速主轴铣头的设计与运动仿真J.陕西科技大学学报(自然科学版),2009,27(06):77-79+83.19Sung-Lim Ko, Trung-Thanh Pham,Yong-Hyun Kim Springe Herdelberg.Visualization Process for Design and Manufacturing of End MillsJ. Foreign Language Teaching and Research,2010,(3): 6267.20 Jung-Jae Lee,Suk-Hwan Suh.Interference-free tool-pathplanning for flank milling of twisted ruled SurfacesJ. SpringerLondon,Volume 14,Number 11:23-27.附录一 外文译文Electromechanical integration technology and its application1. An electromechanical integration technology developmentMechatronics is the machinery, micro-, control, aircraft, information processing, and other cross-disciplinary integration, and its development and progress depends on the progress of technology and development, the main direction of development of a digital, intelligent, modular, and human nature , miniaturization, integration, with source and green. 1.1 Digital Microcontroller and the development of a number of mechanical and electrical products of the base, such as the continuous development of CNC machine tools and robots, and the rapid rise of the computer network for the digital design and manufacturing paved the way for, such as virtual design and computer integrated manufacturing. Digital request electromechanical integration software products with high reliability, easy operability, maintainability, self-diagnostic capabilities, and friendly man-machine interface. Digital will facilitate the realization of long-distance operation, diagnosis and repair. Intelligent 1.2 Mechanical and electrical products that require a certain degree of intelligence, it is similar to the logical thinking, reasoning judgement, autonomous decision-making capabilities. For example, in the CNC machine increase interactive features, set up Intelligent I / O interface and intelligent database technology, will use, operation and maintenance of bring great convenience. With fuzzy control, neural network, gray, wavelet theory, chaos and bifurcation, such as artificial intelligence and technological progress and development and the development of mechanical and electrical integration technology has opened up a vast world. Modular 1.3 As electromechanical integration products and manufacturers wide variety of research and development of a standard mechanical interface, dynamic interface, the environment interface modules electromechanical integration products is a complex and promising work. If the development is set to slow down. VVVF integrated motor drive unit with vision, image processing, identification and location of the motor functions, such as integrated control unit. Thus, in product development, design, we can use these standards modular unit quickly develop new products. 1.4 Network As the popularity of the network, network-based remote control and monitoring of various technical ascendant. The remote control device itself is the integration of mechanical and electrical products, fieldbus technology to household appliances and LAN network possible, use a home network to connect various home appliances into a computer as the center of computer integrated appliances system, so that people in the home can be full enjoyment of the benefits of various high-tech, therefore, electromechanical integration products should be no doubt North Korea networks. 1.5 humanity Electromechanical integration of the end-use product is targeted, how to give people electromechanical integration of intelligent products, emotion and humanity is becoming more and more important, electromechanical integration products in addition to improving performance, it also urged the color, shape and so on and environmental coordination, the use of these products, or for a person to enjoy, such as home robot is the highest state of human-machine integration. 1.6 miniaturization Micro-fine processing technology is a necessity in the development, but also the need to improve efficiency. MEMS (Micro Electronic Mechanical Systems, or MEMS) refers to quantities can be produced by the micro-collection agencies, micro-sensors, micro actuators and signal processing and control circuit until interface, communication and power is one of the micro-devices or systems . Since 1986 the United States at Stanford University developed the first medical microprobe, 1988 at the University of California, Berkeley developed the first micro-motor, both at home and abroad in MEMS technology, materials and micro-mechanism much progress has been made, the development of all sorts MEMS devices and systems, such as the various micro-sensors (pressure sensors, micro-accelerometer, micro-tactile sensor), various micro-component (micro-film, micro-beam, microprobes, micro-link, micro-gear, micro-bearings, micro-pump , microcoil and micro-robot, etc.). 1.7 Integration Integration includes a mutual penetration of various technologies, and integration of various products of different structural optimization and composite, and included in the production process at the same time processing, assembly, testing, management, and other processes. In order to achieve more variety, small batch production of automation and high efficiency, the system should have a more extensive flexible. First system can be divided into several levels, allowing the system to function dispersed, and security and coordination with other parts of the operation, and then through software and hardware at various levels will be organically linked to its optimal performance, the most powerful. 1.8 with source of Electromechanical integration refers to the product itself with energy, such as solar cells, fuel cells and large-capacity battery. As on many occasions not be able to use electricity, which campaigns for the mechanical and electrical integration products, has a unique power source comes with the benefits. Sources with the integration of mechanical and electrical product development direction of. Green 1.9 The development of technology in peoples lives brought great changes in the material at the same time has also brought rich resources, deterioration of the ecological environment consequences. Therefore, people calling for the protection of the environment, regression, and achieving sustainable development in the concept of green products such calls have emerged. Green products is low-power, low-wood consumption, clean, comfortable, coordination and utilization of renewable products. In its design, manufacture, use and destruction of human beings should be in line with environmental protection and health requirements, electromechanical integration of green products is mainly refers to the use of time is not pollute the ecological environment, at the end of product life, and regeneration of decomposition products. 2 electromechanical integration in the application of technology in the iron and steel In the iron and steel enterprises, the integration of mechanical and electrical systems are at the core microprocessor, the computer, industrial computer, data communications, display devices, meters and the combination of technologies such as organic, assembled by the merger means for the realization of a large-scale integrated system create conditions for effective integration, enhanced system control precision, quality and reliability. Electromechanical integration technology in the iron and steel enterprises in the mainly used in the following areas:2.1 Intelligent Control Technology (IC) As a large-scale iron and steel, high-speed continuous and the characteristics of the traditional control technologies encountered insurmountable difficulties, it is necessary to adopt very intelligent control technology. Control technologies include intelligent expert system, neural and fuzzy control, intelligent control techniques in steel product design, manufacturing, control, product quality and diagnostic equipment, and other aspects, such as blast furnace control system, electric furnace and continuous casting plant, steel rolling system , steelmaking - Casting integrated scheduling system - rolling, cold rolling, etc. 2.2 Distributed Control System (DCS) Distributed control system uses a central command for the control of a number of Taiwan-site monitoring and intelligent computer control unit. Distributed control systems can be two, three or more levels. Using computers to concentrate on the production process monitoring, operation, management and decentralized control. With monitoring and control technologies, and the functions of distributed control system more and more. Not only can be achieved control of the production process, but also can be achieved online optimization, the production process real-time scheduling, production planning statistical management functions, as a measurement, control, integration of the integrated system. DCS control functions with diverse features and easy operation, the system can be extended, easy maintenance and high reliability characteristics. DCS is decentralized and centralized control monitoring, fault-minor, and the system has the chain protection features, the use of manual control system failure operational measures, the system is highly reliable. Distributed control system and centralized control system compared to their more functional, with a higher level of security. Is the large-scale integration of mechanical and electrical systems main trend. 2.3 Open Control System (OCS) Open Control System (Open Control System) is the development of computer technology led by the new structure concept. Open means a standard for the exchange of information in order consensus and support this standard design systems, different manufacturers products can be compatible and interoperable, and the sharing of resources. Industrial control systems through open communication network so that all control equipment, management, computer interconnections, to achieve control and management, administration, integrated decision-making, through fieldbus to the scene and control room instrumentation control equipment interconnected to achieve integrated measurement and control of. 2.4 Computer Integrated Manufacturing System (CIMS) CIMS is the iron and steel enterprises will be and the production and operation, production management and process control connecting to achieve from raw materials into the plant, production and processing of shipments to the entire production process and the overall integration process control. Currently iron and steel enterprises have basically achieved process automation, but this kind of automated island of single automation lack of information resources and the sharing of the unified management of the production process, can hardly meet the requirements of the iron and steel production. Future competition iron and steel enterprises is the focus of many varieties, small batch production, cheap and of good quality, timely delivery of goods. In order to improve productivity, saving energy, reducing staff and the existing inventory, accelerate cash flow, production, operation and management of the overall optimization, the key is to strengthen the management, access to the benefits of raising the competitiveness of businesses. The United States, Japan and some other large-scale iron and steel enterprises in the 1980s has been widely realization of CIMS. 2.5 Fieldbus Technology (FBT) Fieldbus Technology (Fied Bus Technology) is the connection settings in the field of instrumentation installed in the control room and control devices for digital, bi-directional, multi-station communication link. Fieldbus technology used to replace the existing signal transmission technology (such as 4 to 20 mA, DCDC transmission), it will enable more information in the field of Intelligent Instrumentation devices and higher-level control system in the joint between the communications media on the two-way transmission. Fieldbus connection can be through save 66% or more on-site signal connecting wires. Fieldbus lead to the introduction of the reform and the new generation of DCS around open fieldbus automation system of instruments, such as intelligent transmitter, intelligent, fieldbus detection instruments, fieldbus of PLC (Programmable Logic Controller) local control stations and field development. 2.6 AC drive technology Transmission technology in the iron and steel industry plays a crucial role. With power technology and the development of microelectronics technology, the development of AC variable speed very quickly. The AC drive to the advantages of electric drive technology in the near future from AC drive completely replace DC transmission, the development of digital technology, complex vector control technologies to achieve practical, AC variable speed system speed and performance has reached more than DC converter level. Now whether small or large-capacity electrical motor capacity synchronous motor can be used to achieve reversible induction motor or smoothing governor. AC drive system in the production of steel rolling emerged as a welcome users, applications continues to expand.附录二 外文原文机电一体化技术及其应用研究1 .机电一体化技术发展机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。1.1 数字化微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。1.2 智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视