M1432A万能外圆磨床头架及液压系统.doc

毕 业 论 文 设 计 开 题 报 告题 目 M1432A万能外圆磨床头架及液压系统的设计学生姓名 学号 所在院(系) 机 械 工 程 学 院 专业班级 机械设计制造及其自动化 指导教师 2008年 3月10日题 目M1432A万能外圆磨床头架及液压系统的设计一、 选题的目的及研究意义在国民经济各部门、人民的日常生活中，使用者各种机器设备、仪器工具，这些机器、机械 、仪器和设备和工具大部分是由一定的形状和尺寸的金属零件所组成的。生产这些零件并将它们装配成机器、机械、仪器和工具的工业，称为机械制造工业。在机械零件的制造过程中，采用铸造、锻压、焊接、冲压等制造方法，可以获得低精度零件。对于精度要求高、表面粗糙度小的零件，主要依靠切削加工的方法获得，尤其是加工精密零件时，需经过多道工序的切削加工才能完成。因此，机械加工设备是机械制造业的主要加工设备。在一般的机器制造厂中，金属切削机床所负担的加工工作量，余额占总工作量的40%60%。金属切削机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。机床是在人类认识和改造自然的过程中产生，又随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展、不断完成的。最原始的机床是木制的，所有运动由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶开始发展起来的。18世纪发明了机动刀架，并以蒸汽机为动力，对机床进行驱动或通过多轴对机床进行集群驱动，才形成了现代机床的雏形。19世纪至20世纪初，随着电动机的问世，电动机取代了蒸汽机，经过了多轴对机床进行集群驱动、单独电动机驱动的封闭齿轮箱的发展过程，才使机床具备了现代的结构形式。上世纪40年代，随着高速钢的和硬质合金工具的使用以及液压技术的应用，使机床在传动、机构、控制等方面得到很大的改进，加工精度和生产率得到显著提高。自上世纪50年代以来，计算机技术开始应用于机床中，先后出现了数控机床、加工中心柔性制造系统等。计算机集成制造的出现，表明机械制造业正在走向一个新的变革时代。电火花加工、电解加工、超声波加工、电子束加工等各种机械加工设备，表明特种加工设备也有了长足的发展。机床设计是设计人员根据不同使用部门的要求，运用有关的科学技术知识，进行创造性的劳动。随着生产的发展，使用的要求也不断地提高，而科学技术的发展和工艺水平的提高，从而使机床的设计和制造获得了迅速的发展。毕业设计是培养学生设计能力的重要实践环节，通过设计掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养学生分析和解决实际问题的能力，使学生成功的走向工作岗位。我设计的题目为：M1432A万能外圆磨床工作台及砂轮架的设计，通过本次设计毕业设计对普通机床组成、控制、结构运动、设计加以了解；通过机床设计掌握普通机床设计的基本方法,并且对专用机床的设计作进一步了解；通过机床设计培养和锻炼自身的工程素质和工程实践能力。二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等国内外数控机床研究现状20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第台数控铣床问世至今已经历了50个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有1020万台，产值上百亿美元。 世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受个月以后的订货合同，生产任务饱满。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50，库存超过个月。从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从2000年月份的上海数控机床展览会和2001年月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。数控技术经过50年的个阶段和代的发展： 第阶段：硬件数控（NC） 第代：1952年的电子管 第代：1959年晶体管分离元件 第代：1965年的小规模集成电路。第阶段：软件数控（CNC） 第代：1970年的小型计算机 第代：1974年的微处理器 第代：1990年基于个人PC机（PC-BASEO） 第代的系统优点主要有： （） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到万小时以上； （2） 提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如CAD、CAM、CAPP，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等）； （3） 对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。 目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司，年生产万套以上系统，占世界市场约40左右，其次是德国的西门子公司约占15以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲亚，法国的，日本的三菱、安川。发展趋势制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，机械制造是制造业的核心。数控技术的应用使得传统的制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国民生计起着越来与重要的作用。当前数控技术及其装备的发展的趋势：1、高速、精密化 2、可靠性 3、数控机床设计CAD化、功能多样化 4、智能化、网络化、柔性化、集成化 5、开放性 6、复合性 7、串行总线计算机数控系统 8、重视新技术标准、规范的建立机械装备设计的方法机械制造装备设计的步骤设计类型而不同。创新设计可分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶段。（一）产品规划阶段产品规划阶段的任务是明确设计任务，通常应在市场调查与预测的基础上识别产品需求，进行可行性分析，制定设计任务书。在产品规划阶段将综合运用技术预测、市场学、信息学等理论和方法来解决设计中出现的问题。1、 需求分析产品设计是为了满足市场的要求，而市场的需求往往是不具体的，有时是模糊的 、潜在的，甚至是不可能实现的。需求分析的任务是使这些需求具体化和恰到好处。明确设计任务的要求。需求分析的任务本身就是设计工作的一部分，是设计工作的一部分，是设计工作的开始，而且自始至终指导设计工作的进行。需求分析一般包括对销售市场和原材料市场的分析1、 调查研究调查研究包括市场调研、技术调研和社会环境调研三个部分2、 预测定性预测和定量预测3、 可行性分析4、 编制设计任务书(二) 方案设计阶段1、对设计任务的抽象2、建立功能结构3、寻求原理与求解方法4、初步设计方案的形成5、设计方案的评价与赛选（三） 技术设计阶段1、确定结构原理方案2、总体设计3、结构设计（四）工艺设计阶段1、零件图设计在零件图中包含了为制造零件所需的全部信息，这些信息包括几何形状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度、材料和热处理要求、其他特殊技术要求等。2、完善装配图在绘制零件图时，更加具体地从结构强度、工艺性和标准化等方面进行零件的结构设计，不可避免地要对技术设计阶段提供的装配图做些修改3、编写技术文档三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明，论文要写出相应的写作提纲（一）机床的设计应满足的要求1、 工艺可靠性机床的工艺可靠性是指机床适应不同生产要求能力。大致包括下列内容：1）在机床上可以完成的工序种类2）加工零件的类型，材料和尺寸范围3）毛坯的种类等2、 加工精和表面光洁度机床的加工精度是指被加工零件在尺寸、形状和相互位置等方面所能达到的准确程度。3 生产率 机床的生产率通常是指在单位时间内机床所能加工的工件数量。4 自动化程度为了提高劳动生产率、减轻工人的劳动强度和更好地保证加工精度和精度的稳定性，机床应尽量提高自动化程度。本课题将要解决的主要问题1) 头架主轴部件的设计M1432A万能外圆磨床其头架主轴部件直接影响工件的精度和表面粗糙度，应具有高的回转精度、刚度、抗振性及耐磨性，是头架架部件的关键部分。 装在头架主轴上的零件如皮带轮、砂轮压紧盘、砂轮等都应仔细平衡，四根三角皮带的长度也应一致，否则易引起砂轮主轴的振动，直接影响磨削表面的表面粗糙度。2）液压系统的设计液压系统传递比较平稳，而且代价不高。液压系统是由很多元器件组成，元器件的选择要根据液压系统的性能指标进行选择。阀的规格用阀进、出油口的名义通径表示，单位为mm。相同的阀，其阀口的实际尺寸不一定完全相同。目前仍在使用的某些按旧标准生产的阀，其性能参数主要有额定压力、额定流量、额定压力损失、最小稳定流量等数值参数。阀类元件的规格应按阀所在的回路的最大工作压力和通过该阀的最大流量从产品样本上选定。选用阀类元件时应考虑其结构形式、特性、压力等级、连接方式、集成方式及操纵方式等。选择压力控制阀时，应考虑压力阀的压力调节范围、流量范围、流量变化范围、所要求的压力灵敏度进和平稳度等。特别是溢流阀的额定流量必须满足液压泵最大流量的要求。选择流量控制阀时，应考虑流量阀的流量调节范围、流量压力特性、最小稳定流量、压力补偿要求或温度补偿要求，对滤油器过滤精度的要求，阀进、出口压差大小及阀内泄漏的大小等。3）头架的设计及满足的要求M1432A万能外圆磨床头架由上主轴和头架组成。带轮和电机连接进行力的传递，带轮和皮带相配合进行力的传递，主轴上装有一个塔轮可以实现三级转速，下面是一个轴上装有两个带轮，总共可以实现六级转速。主轴做成空心轴，且在一段做成带有一定锥度的孔，头架和锥度孔过盈配合，通过过盈量进行力的传递。机床设计工作大体的可分为三个步骤：1、调查研究调查研究的内容一般包括有： 学习有关机床设计的方针、政策，明确设计要求； 到使用单位调查了解所涉及机床所要承担的生产任务和加工工艺，了解使用单位的对机床的要求； 到制造单位调查，了解制造厂的设备条件、技术能力和生产经验； 收集国内外同类型机床的技术文献和图纸资料，并注意调查它的结构性能、使用和制造情况等，尤其注意了解新技术在同类机床上应用的情况，以及在设计新机床时将要进行那些科学试验。2、方案拟定在调查研究的基础上，通常可拟定出多个方案进行比较分析。每个方案所包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总体布局、主要部件的结构草图、试验结果及技术经济分析等在制定方案时应注意以下几点： 处理好使用和制造之间的关系：应首先满足使用要求，其次是尽可能便于制造。 注意倾听各方面意见，经过分析比较，去粗取精，最后形成一个比较使用方案。 实验是检验真理的唯一标准，设计必须以生产实践和科学实验为依据，凡是未经实践考验的方案，必须经过实验证明可考后采用与设计。 继承性和创造性的相结合，尽量采用先进技术，迅速提高生产力。3、工作图设计首先，绘制M1432A万能外圆磨床头架总装图及液压系统传动图。一般应画出机床的总体尺寸参数图，在图中确定各部件的轮廓尺寸和各部件有联系的相关尺寸，同时画出机床的头架装配图，并进行必要的计算。其次，进行液压元器件的选择，绘制液压系统图。4、说明书的撰写四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明1.液压传动 章宏甲 北京 机械工业出版社 20052.液压与气压传动 王积伟 北京 机械工业出版社 19993.机械原理 （第六版） 孙恒 陈作模 北京 高等教育出版社 20014.机械设计 王爱玲 北京 机械工业出版社 20035.金属切削机床设计 赵世华 北京 航空工业出版社 6.机