毕业设计开题报告

开题报告 _大学毕业设计(论文)开题报告题 目 名 称 钻铣机床工作台传动部分设计 题 目 类 别 毕 业 设 计 学 院（系） 机械工程学院 专 业 班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师 辅 导 教 师 开题报告日期 1 题目来源和类别 题目来源： 机械工业生产 题目类型： 毕业设计2 研究目的与意义 本次是关于数控钻铣床的工作台传动部分与数控的设计。目的：了解和掌握钻刻机床工作台的传递方式以及数控方面的设计，并且能有所创新。意义： 数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：1.加工精度高，具有稳定的加工质量；2.可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；3.加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；4.机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的35倍）； 5.机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；6.对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。3 阅读的主要参考文献及资料名称1 王英章 国产印制板数控钻铣床的发展思考 印制电路信息 2003 第9期2 蒋鉴毅 数控深孔钻床高压冷却排屑液压系统的设计分析 机械制造 2008总第529期3 段明忠，王婷婷 台式钻床的数控化改造 武汉工程技术学院学报 2007 第19卷第4期4 国家质检总局 铣床、钻床、钻铣床产品质量国家监督抽查质量公告 商品与质量 2008第16期5 姚道如，汪功明 基于变频器和 PLC的钻铣床控制改造 电气传动 2008.56 王士军，石学军 数控多功能台式钻铣床数控系统的设计 农机化研究 2004 第1期7 丁 韬 自动定位系统、激光刻型机和卧式数控蒙皮下料钻铣床 航空制造技术 2007第5期8 侯学军 ,周秋沙 ,覃创辉 PCL - 839卡在三坐标数控钻铣床中的应用研究 机械研究与应用 2007第20卷第1期9桑菊 一种铣床工作台自动循环控制系统的改进 天中学刊 2005 第5期10 陈 禅 张喜军 高振 铣床工作台机械传动改为液压传动 烟台第二机床附件厂刊 11 徐忠四, 朱学裕 铣床工作台纵向伺服进给单元设计 机 械 工 程 与 自 动 化 2009第1期12 崔吉永 深孔数控钻床在实践中的应用及其缺陷改进 泸天化 科技 2008年第 1期13 郭红珍 X2020龙门铣床工作台进给装置的设计 机 械 管 理 开 发2008总第105期15 张 苗 龙门磨铣床工作台进给装置的设计 机 械 管 理 开 发 2005总第82期16 张德忠 铣 床 数 控 化 改 造 制造技术与机床 199417 A.穆 斯 塔 也 夫 消除龙门跳 床 及龙 门 刨 床工作台传动间 隙 的 机 构 机床与工具 第10期18鞍钢技术质量监督处 液压自动铣床 冶金分析与测试 198319 李书平 , 甘志海 , 黄秋元 , 梁健菁 曲轴润滑油孔及连接法兰孔专用钻床的研制 煤矿机械 2009第30卷第3期20 游贤容 数控铣床编程时刀具半径补偿指令及运用 考试周刊 2009第6期21陶佐英 刘云斌 方显明 基于普通铣床的数控化改造 机械设计与制造 2009第2期22赵松年 张奇鹏 机电一体化机械系统设计 机械工业出版社 199523张建民 机电一体化系统设计 北京理工大学出版社 199524 AlesGorkic & Drago Kovacic & Janez Diaci Analysis of sonic waves generated during laser engraving of printed circuits Int J Adv Manuf Technol 2008.1225 M. Schroeder Machining and Mechanical Engraving of Copper Thermal-Sprayed Coatings Applications Note 20074 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向 随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。“十五”期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，2004年产量是2000年的3.7倍，平均年增长39；2005年国产数控机床产量59639台，接近6万台大关，是“九五”末期的4.24倍。“十五”期间，中国机床行业发展迅猛的主要原因是市场需求旺盛。固定资产投资增速快、汽车和机械制造行业发展迅猛、外商投资企业增长速度加快所致。2006年，中国数控金切机床产量达到85756台，同比增长32.8%，增幅高于金切机床产量增幅18.4个百分点，进而使金切机床产值数控化率达到37.8%，同比增加2.3个百分点。此外，数控机床在外贸出口方面亦业绩骄人，全年实现出口额3.34亿美元，同比增长63.14%，高于全部金属加工机床出口额增幅18.58个百分点。2007年，中国数控金切机床产量达123,257台，数控金属成形机床产量达3,011台；国产数控机床拥有量约50万台，进口约20万台。2008年10月，中国数控机床产量达105,780台，比2007年同比增长2.96。长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。国外公司在中国数控系统销量中的80以上是普及型数控系统。如果我们能在普及型数控系统产品快速产业化上取得突破，中国数控系统产业就有望从根本上实现战略反击。同时，还要建立起比较完备的高档数控系统的自主创新体系，提高中国的自主设计、开发和成套生产能力，创建国产自主品牌产品，提高中国高档数控系统总体技术水平。“十一五”期间，中国数控机床产业将步入快速发展期，中国数控机床行业面临千载难逢的大好发展机遇，根据中国数控车床1996-2005年消费数量，通过模型拟合，预计2009年数控车床销售数量将达8.9万台，年均增长率为16.5%。根据中国加工中心1996-2005年消费增长模型，预计2009年加工中心消费数量将达2.8万台，较2005年年均增长率为17.8%。5 主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路5.1 主要设计内容（1）钻刻机工作台传动部分与数控方案的确定；（2）导轨结构的设计；（3）滚珠丝杠的设计；基本传动方式的选择；结构形式的选择；滚珠丝杠副主要技术参数的确定；滚珠丝杠的校核；（4）轴承的选择、联轴器、定位销设计；（5）电机的选择：电机结构、工作原理和选型；电机驱动电路设计；电机与单片机接口电路设计。5.2 需要重点研究的问题（1）工作台传动方案与数控方案的确定（2）导轨结构设计（3）滚珠丝杠的设计：基本传动方式的选择；结构形式的选择；滚珠丝杠副主要技术参数的确定；（4）步进电机的选择：步进电机结构、工作原理和选型；步进电机驱动电路设计；步进电机与单片机接口电路设计。5.3 具体解决方法工作台主要由拖板、导轨、丝杠传动副、齿轮传动副四部分组成。拖板主要由下拖板、中拖板和上拖板组成。通常下拖板与床身固定联接；中拖板置于下拖板之上，运动方向为Y方向；上拖板置于中拖板之上，运动方向为X方向。其中上、中拖板一端呈悬臂形式，以放置步进电动机。工作台的纵、横拖板是沿着导轨往复移动的。因此，对导轨的精度、刚度和耐磨性有较高的要求。此外导轨应使拖板运动灵活、平稳。线切割机床常选用滚动导轨。因为滚动导轨可以减少导轨间的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且润滑简单。为了保证导轨精度，各滚动体的直径误差一般不大于0.001mm.工作台导轨一般采用镶件式。由于滚珠、滚柱和滚针与导轨都是点接触和线接触，导轨单位面积上的压力很大，同时滚珠、滚柱和滚针硬度较高，所以导轨应有较高的硬度。为了保证运动件的灵活性和准确性，导轨的表面粗糙度应在0. 8um以下，工作面的平面度应为0.005/400mm。导轨的材料一般采用合金工具钢（如CrWMn、GCr15等）。为了最大限度地消除导轨在使用中的变形，导轨应进行冰冷处理和低温时效。丝杠传动副的作用是将传动电动机的旋转运动变为拖板的直线运动。要使丝杠副传动精确，一般应保证6级或高于6级的精度。滚珠丝杠传动副目前广泛应用与线切割机床工作台拖板的运动结构中。滚珠丝杠传动副能够有效地消除丝杠与螺母间的配合间隙，可使拖板的往复运动灵活、精确。丝杠和螺母之间不应有传动间隙，以防止转动方向改变时出现空程误差。所以，一方面要保证丝杠和螺母牙形与螺距等各方面的加工精度；另一方面要消除和螺母间的配合间隙，通常采用轴向调节法和径向调节法来保证。对本设计的钻刻机来说，机床的纵横向均采用步进电机驱动。步进电机将计算机输出的每一个脉冲信号变成一定量的机械角位移，实际上它就是利用电磁铁的作用原理。定子的三相绕组依次通电，转子被吸引着一步步前进，转子便旋转起来。步进电机的特点如下：1步进电机的功率小，输出力矩小，使用于中小机电一体化系统。2无论从电机还是驱动电源，体积都比较小，伺服系统可以不需反馈元件，因而驱动装置整体体积小。3 进电机的控制性能好，可以精确地控制转子的转角和转速，有良好的缓冲定位能力。步进电机本身是一种脉冲或数字控制的装置，极易与计算机和微处理器联接，构成智能化系统。4 制系统比较简单，特别是在微机控制的情况下，硬件电路更加简单。步进电机既是驱动元件又是脉冲角位移变换元件。不需反馈元件，因而控制方法比较简单。5 脉冲当量很小，或细分数较大时，很难获得很高的速度。由于步进电机的调速性、灵活性和准确性好，体积又小，也不需要反馈传感器，因而是一种较好的驱动系统，使用于运动轨迹较复杂的、动作要求高的中小型设备。体积小、自定位、价格低是步进电机驱动的三大优势。由于它性能好，价格便宜，所以步进电机广泛用于经济型数控的开环系统中。电液脉冲马达是利用小功率的步进电机带动一个随动滑阀，通过随动滑阀来控制油马达工作。油马达容易获得较大的输出扭矩，故可用于大功率数控机床，但该系统必须有液压站，占地面积大，且易产生漏油。直流伺服电机在闭环控制系统中具有较好的转矩连速特性。国内的直流或交流伺服系统，价格较高，技术难度大，正努力改进。相比之下，步进电机是适合开环系统中的电机。6 完成毕业设计所必须具备的工作条件及解决的办法6.1 所需要的工作条件计算机机器辅助软件（AutoCAD2004） 足够的相关资料和数据6.2 具体的解决办法通过网络和学校图书馆查阅相关的资料，找到合适的工具书和资料；学院提供适量的上机时间和计算机，以解决绘图和输入输出需要；指导老师提供相关资料一套。7 工作的主要阶段、进度与时间安排第一阶段 第7-8周 翻译、查资料 （已完成）第二阶段