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毕业设计(论文)开题报告题目：汽车轮辐多轴钻床的设计1.毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1 题目背景及研究意义近年来，随着汽车工业的飞速发展，在对汽车的动力性、操控性、舒适性、燃料经济性等性能指标提出更高要求的同时，对其安全性能的要求也越来越高。车轮作为车辆承载和行驶的重要部件，其质量特征直接关系到人们的生命安全。而汽车车轮要靠螺栓螺母连接到汽车轮辐上，才能实现动力传递和正常行驶。且车轮轮辐上螺母座孔加工质量的高低，直接决定着它们之间联结强度的优劣 1。因此本课题主要设计一台专用的汽车轮辐多轴钻床。本题目来自工程实际，具有很高的实用价值，主要涉及机械和结构设计方面的知识。一般，普通单轴摇臂钻床只在主轴上装一个钻头，进行单孔钻削。如果大批量生产中也用这种方法加工，不仅生产率低，而且劳动强度大。如果用普通单轴摇臂钻床加工汽车轮辐的 8 孔，这种加工方法难以保证各孔的位置精度，同时也降低其加工效率。因此，使用较高精度和较高自动化水平的专用机床势在必行，购置一台专用的大型数控机床或加工中心的加工费用昂贵，为克服上述方法的缺陷，需要设计了一台汽车轮辐多轴专用钻床，较好地解决了这些问题。 1.2 国内外相关研究情况据有关资料报道，在一些工业发达的国家，机械设备的平均使用寿命控制在1020 年之间，机械设备的“ 技术老化”时间短于 10 年，10 年役龄以内的机械设备数量能够达到设备总数的 50%左右，由此可见，机械设备更新速度相当快，一种是用技术更为先进的新机械设备来代替技术性能“老化 ”了的旧机械设备；另一种是进行有效的技术改造，使旧机械设备适应新的生产需要。一般，普通单轴摇臂钻床只在主轴上装一个钻头，进行单孔钻削。为提高劳动生产率，在钻床主轴上装一个多轴头架，可以同时加工工件上的几个孔。可以看出，改装后的多轴钻床，可以同时完成多个孔的钻、扩等工序。工艺范围可以满足加工孔的要求。多轴头可以起到提高生产效率、降低成本、提高孔的加工精度等作用。此外该装置具有结构简单、操作方便、应用范围广等特点，值得推广。多轴钻床俗称多轴器、多孔钻或多轴孔器。是一种运用于机械领域钻孔的机床设备。多轴钻床最早出现在日本地方，后来经过台湾传入大陆。一台普通的多轴钻床一次可以把一个或者多个孔或螺纹加工出来。如果配上液压装置，可以自动进行快进、共进、快退、停止。多轴钻床也叫做群钻床，也可用来钻孔或者用于同型号同时钻 2-16 孔，提高加工效率，增加经济效益。据统计，一般在车间中普通机床的平均切削时间很少超过全部工作时间的15%。其余时间是看图、装卸工件、调换刀具、操作机床、测量以及清除铁屑等等。使用数控机床虽然能提高到 85%，但购置费用大。某些情况下，即使生产率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通机床低。故必须更多地缩短加工时间。不同的加工方法有不同的特点，就钻削加工而言，多轴加工是通过少量投资来提高生产率的有效措施 2。多轴钻床应用于机械行业多孔零部件的钻孔及攻丝加工。如汽车、摩托车多孔零部件：发动机箱体、铝铸件壳体、制动鼓、刹车盘、转向器、轮毂、差速壳、轴头、半轴、车桥等，泵类、阀类、液压元件、太阳能配件等等。多轴钻床可分为可调式和固定式两种规格，可调式多轴钻床在其加工范围内，其主轴的数量、主轴间的距离，相对可以任意调整，一次进给同时加工数孔。在其配合液压机床工作时，可自动进行快进、工进（工退）、快退、停止。固定式多轴钻床采用单件加工件专机的设计方案，根据其加工件加工频率高、量大之原因，专门量身定制一件一机的设备，在其工作中勿须担心尺寸跑偏而伤脑筋。2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1 本课题研究的主要内容本课题的题目为汽车轮辐多轴钻床的设计，多轴钻床是为加工汽车轮辐外侧的扩孔而专门设计的专用机床，由底座、工作台、立体床身、定位加紧机构以及多轴箱、专用夹具等有关部件组成。普通钻床钻孔效率低，同时无法达到加工精度，本课题主要是通过查资料，了解多轴钻床的工作原理和设计方法，通过把普通机床改成多轴钻床，以提高加工效率，缩短研发时间，取的最大化利益。主要完成钻床的传动部件设计，主轴箱设计。电动机的选择，减速器的选择，齿轮齿数的确定。主轴箱设计主要包括：主传动方案设计，主轴箱齿轮齿数的设计，齿轮结构设计，传动部件设计主要有主轴箱传动系统设计的。传动件的设计包括：齿轮的计算和校核，轴的计算和校核，轴的结构设计。2.2 研究方案从普通机床发展到多轴机床种类很多，本课程设计主要是设计多轴钻床。钻床主要有以下几种：立式钻床是工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动，用于加工中小型工件。台式钻床是一种小型立式钻床，最大钻孔直径为 1215 毫米，安装在钳工台上使用，多为手动进钻，常用来加工小型工件的小孔。摇臂钻床是主轴箱能在摇臂上移动，摇臂能回转和升降，工件固定不动，适用于加工大而重和多孔的工件，广泛应用于机械制造中。深孔钻床是用深孔钻钻削深度比直径大得多的孔。中心孔钻床是用于加工轴类零件两端的中心孔。卧式钻床是主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床。一般比立式钻床加工效率高，可多面同时加工。立式钻床特点有：占地面积小；运动自由度大；操作方便；当工件被加工时间较长，机床的重心偏高，易造成加工时工件的振动。卧式钻床特点有：占地面积大；机床的重心低；有利于减少机床的振动；机床的执行部件可以在横纵两方面移动。由于卧式机床不利于工件的夹装，故采用立式机床。 2.3 研究方法或措施分别对所选定方案进行结构设计，传动系统设计。完成主要传动部件的设计。3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1 本课题的重点多轴钻床的总体布局设计，完成工艺方案的制定。机床各零部件的装配关系。3.2 难点主轴箱的设计，传动件的计算与校核，电动机的选型和减速器的匹配。3.3 前期已开展工作通过上网查阅资料，了解钻床工作原理和设计，了解如何设计主轴箱里的齿轮。了解多轴钻床的部件有由几部分构成，并为下一步周密的设计做充分准备。4.完成本课题的工作方案及进度计划。第 13 周:查阅资料，完成开题报告。地点：本校。 第 47 周:总体方案的设计，方案论证，完成外文资料翻译，完成中期检查报告。地点：本校。 第 812 周:多轴钻床技术设计。地点：本校。 第 1314 周:撰写毕业论文。地点：本校。第 15 周：毕业答辩。注：1）正文：宋体小四号字，行距 20 磅，单面打印；其他格式与毕业论文要求相同。2）开题报告由各系集中归档保存。3）开题报告引用参考文献注释格式可参照附录 E“毕业设计（论文）参考文献样式”执行。不进入正文，可以作为附件放在开题报告后面。指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日参考文献1 张运真,韩玉坤 .汽车轮辐钻床的设计J.机械工程师,2012,(10):8-9.2 姚博刚.国外多轴加工J. 组合机床通讯,1979,(1):13.3 戴雄.多轴钻床改造及经济性分析J. 金属加工(冷加工),2010,(9):63-65.4 岁纪平.多轴钻的设计及其应用J. 机械设计制造,1994,(2):37-39.5 岁纪平,张雪婷.多轴钻的应用及改进J. 机械制造,1994,(4):35-36.6 李杰.普通钻床改造为多轴钻床J. 机械制造,1997,(8):43.7 李永贵.小轴距多轴钻床的设计和应用J. 机械制造,1983,(1):23.8 侯志坚,王晓琴.一种专用多轴钻床的设计与制造J. 机械与液压 , 2006,(2): 93-94. 9 阎青松,胡年.新型汽车轮辐切边机的设计J. 机械工程师 ,2001,(2):19-20.10 刘亚伦.主轴箱固定的多轴钻床J. 组合通用机床,1978,(6):73-74.11 汪泽民,浦海燕.新型立式可调多轴钻床J. 机械工程师 ,2013,(9):229.12 李春华.机车生产中的钻削加工概况J. 机械工程师,1983,(11):32-37.13 黎阳.用普通车床改造成多轴钻床J. 装备制造技术,2003,(3):42-44.14 杨庆荣.通用可调多轴钻床J. 机械与电子,1985,(10):47-48.15 孙大容.移动式多轴钻孔机床J. 汽车车辆工艺,1985,(5):43-45.16 FAN Xu-xiao,ZHANG Zhi-jing,JIN-Xin.Design method and vibration testing of a reconfigurable multi-process combined turn-milling machine toolJ,Journal of Beijing I nstitute of Technology,2011,(3):351-318.17 Chen-you-dong,Wang-tian-miao.Three-dimensional Tool Radius Compensation for Multi-axis Peripheral MillingJ.Chinese Journal of Mechanical Engine
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