CK3263B型数控车床回转刀架的设计【说明书+CAD+UG】
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CK3263B
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CK3263B型数控车床回转刀架的设计【说明书+CAD+UG】,CK3263B,数控车床,回转,刀架,设计,说明书,CAD,UG
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大 连 大 学本科毕业论文(设计)开题报告论文 题目： CK3263B 型数控车床回转刀架的设计学院：机械工程学院专 业 、班级：机英 132 班学生 姓名：雷彤指导教师（职称）：何利2016 年 12 月 28 日填毕业论文（设计）开题报告要求开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节，又是完成高质量毕业论文（设计）的有效保证。为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。一、选题依据1.论文（设计）题目及研究领域；2.论文（设计）工作的理论意义和应用价值；3.目前研究的概况和发展趋势。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题；2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）；3.本论文（设计）预期取得的成果。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；2.论文（设计）进度计划。四、文献查阅及文献综述学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料，并在此基础上通过分析、研究、综合，形成文献综述。必要时应在调研、实验或实习的基础上递交相关的报告。综述或报告作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺，较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础。五、其他要求1.开题报告应在毕业论文（设计）工作开始后的前四周内完成；2.开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3.开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续论文（设计）工作，否则不允许参加答辩；4.开题报告通过后，原则上不允许更换论文题目或指导教师；5.开题报告的内容，要求打印并装订成册（部分专业可根据需要手写在统一纸张上，但封面需按统一格式打印）。一、选题依据1.论文（设计）题目CK3263B 型数控车床回转刀架的设计2.研究领域机械设计与装备制造3.论文（设计）工作的理论意义和应用价值制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国或地区经济的实力，科技水平，生活水准和国防实力。国际市场的竞争归根到底是各国制造生产能力及机械制造装备的竞争。工业发达国家都非常注重机械制造业的发展，为了用先进技术和工艺装备制造业，机械制造装备工业得到先发展，机床产业是机械制造装备的主体与基础。为了追求更好的制造效率与加工精度，机床向数控自动化方向蓬勃发展，进展显著。数控机床是多品种小批量生产的高效自动化的技术群，它是把多工序加工、切削处理、刀具磨损和测量等各种功能集为一体的自动化机床。随着科学技术的迅猛发展，数控机床已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。各种数控机床已经进入实用化阶段，成为生产市场的主力军。在各种数控机床中，对数控机床来说，无论是它的开发应用到应用，还是其在使用上的优良性能上，实现了高可靠性、高速度和高效率。目前数控车床向数控车削中心发展，而其中数控车床与数控车削中心的一个重要组成部分是数控转塔刀架：（1）数控转塔刀架的工作质量直接影响到数控机床尤其是加工中心的工作质量。数控转塔刀架的工作质量主要表现在换刀时间和故障率。加工中心的故障率有 50% 以上与自动换刀装置有关，自动换刀装置的投资常常占到整台机床的 30%50%1。所以，设计制造一个优良的转塔刀架对于制造装备产业有着重要意义。（2）目前，在世界机床制造和机械加工领域，复合加工技术是处于领先地位的技术。所谓的复合加工技术，即是在一台设备上完成车、铣、钻、攻丝、扩孔等多种加工要求，其主要的优点就是减少加工时间，减少辅助时间，以提高生产率。实现车铣复合加工，有许多可行方案，机床搭载转塔动力刀架是其许多方案中应用最广泛的一个。其中，数控转塔刀架是实现复合加工的核心功能部件，不仅可以像普通刀架一样装配多把普通刀具，并且能够同时提供动力驱动动力刀具，完成铣、钻、攻丝、绞孔等加工2。4.目前研究的概况和发展趋势刀架，作为机床的重要组成部分，刀架的发展是伴随着机床的发展的。最早是在 40 年代初，由美国北密支安的小型飞机工业承包商派尔逊公司（Parsons Corporation）实现数控技术进行机械加工的。1952 年，麻省理工学院在一台立铣床上，装上了一套实验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动，这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。1954 年 1 月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯（Bendix cooperation）正式生产出来。1959 年 3 月，由美国卡耐特雷克公司（Keaney &Trecker corp.）开发出第一台具有自动换刀装置的数控机床。1980 年，在电动刀架和液压刀架的本体基础上外加动力刀具驱动模式的形式，构成了动力刀架。近 30 年的发展，数控刀架逐渐演变为电动和液动两大派。电动刀架：以欧洲为代表。由力矩电机驱动，凸轮控制齿盘的松开和刹紧，预定位动作由电磁铁完成，位置信号由编码器发出，采用齿轮减速完成分度、松开、刹紧动作。液动刀架：以日本技术为基础，日本、韩国为代表。采用液压马达驱动，用间歇分度机构平行共轭凸轮分度和预定位，液压松开刹紧，位置信号用组合传感器发信。早期的液压刀架用液压伺服分度马达驱动，因该马达价格较高，现专业厂已很少用此种结构。数控刀架技术向高速、复合方向发展。主要表现在：高速化：开放式伺服电机及驱动技术的发展，使伺服电机驱动刀架技术发展成为现实。伺服电机代替了预定位装置、发信装置，简化了刀架结构，松开、刹紧采用液压，伺服刀架提高了转位换刀速度。复合化：车削中心的出现，使刀架技术向复合化高层次发展。带铣削功能的动力刀架，一般采用普通刀架外加伺服主轴电机驱动刀具，刀盘采用 VDI 刀盘，钻铣主轴最高转速可达 12000r/min，功率 22kW。近几年出现与 B 轴、Y 轴联动的带铣削头刀架，从而使机床达到五轴联动3。目前我国在数控机床刀架技术方面的现状是：（1）起步阶段，品种单一，不可靠；（2）与世界先进制造行业相比，仍有很大差距；（3）国内配套厂家比较少。未来的发展要求有：（1）刀架转位时间要短且转位准确；（2）刀架定位精度高、动作迅速、稳定可靠；（3）可多刀夹持，双向转位和任意刀位就近选刀；（4）应用范围广，维修方便等。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题（1）CK3263B 型数控车床回转刀架的结构设计；（2）CK3263B 型数控车床回转刀架的液压系统设计；（3）CK3263B 型数控车床回转刀架的三维建模（UG）。2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）（1）查阅文献，了解数控机床回转刀架的国内外研究现状、发展趋势，主要的设计思路；（2）确定 CK3263B 型数控车床回转刀架总方案；（3）CK3263B 型数控车床回转刀架各组成部分的设计与计算（传动部分、分度机构部分、动力刀具部分）；（4）CK3263B 型数控车床回转刀架的三维实体建模；（5）CK3263B 型数控车床回转刀架的工作动态演示；（6）翻译外文文献；（7）撰写论文。3.本论文（设计）预期取得的成果（1）CK3263B 型数控车床回转刀架的总体设计方案；（2）CK3263B 型数控车床回转刀架各个部分的具体设计及计算；（3）CK3263B 型数控车床回转刀架的零件图、装配图、三维立体模型；（4）CK3263B 型数控车床回转刀架的动态演示。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术线路或设计参数）设计参数：卡盘直径：400mm床身最大回转直径：730mm最大车削直径：630mm最大车削长度：250mm转塔刀架端面距主轴法兰端面最大距离：1050mm滑鞍的最大纵向行程：800mm主轴孔径：125mm主轴转速范围：20-1500r/min转塔刀架工位数；8主轴每转刀架纵向进给量范围：0.01-400mm/r主轴每转刀架横向进给量范围：0.01-300mm/r主电机功率；37kw液压油箱电机：2.2kw机床外形尺寸：443630252413本次设计任务是数控车床自动刀架，通过查阅与自动刀架设计有关的各个方面的资料，并采用类比分析的方法，根据设计参数初步制定总体设计方案，之后再进行对各个部分的设计与计算分析。2.论文（设计）进度计划1-2 周：根据题目查阅资料，准备材料；3-4 周：完成开题报告；5-6 周：查阅文献，进行总体方案设计；7-8 周：完善设计方案，进行结构设计；9-10 周：零件三维建模；11-12 周：完成零件图与装配图；13-14 周：完成动态演示部分；15-16 周：完成设计说明书。四、需要阅读的参考文献1郭永环.数控车床用转塔动力刀架的发展方向J.机床与液压,2002(6):24.2郑申,张瑞乾.多工位数控转塔动力刀架设计J.机械研究与用,2010(5):84.3柳玉民.数控转塔刀架的技术现状及发展趋势J.世界制造技术与装备市场,2004(5):57.4许峰,陈春满.有关数控车床中六转位的转塔动力刀架的优化分析J.科技传播,2013(5):125.5 苏 晓 辉 . 机 床 六 工 位 转 塔 动 力 刀 架 的 设 计 J. 金 属 加 工 ( 冷 加工),2011(5):43.6陈水生.数控车床转塔刀架电动刀架控制系统的设计J.制造技术与车床,2008(5):20.7周继鹏,郝博.转塔刀架快速设计方法J.研究工业设计,2016(7):119.8 吴华平 , 杨俊召 . 浅谈数控转塔刀架行业的发展 J. 金属加工 ( 冷加工),2010(6):20.9于天标,王洁.多工位液压数控转塔刀架J.沈阳工业大学学报,1999(4):21.10卢金定,刘满根.数控转塔刀架的开发应用J.机械制造,1998(2):32.11吉涛,刘乘.多工位转塔刀架的数控实现J.机床与液压,2006(9):89.12 陈南 , 刘晨曦 . 数控转塔刀架可靠性研究综述 J. 机械制造与自动化,2015(4):1.13Antonova K P. Hygienic evaluation of the noise of automatic turret lathes J.Gigiena truda i professionalnye zabolevaniia,1978(5):44.14I.A.Motoshkov. Drilling machine turret. Chemical and Petroleum Engineering J,1972(7):626.15V.I.Malygin,F.V.Cherepenin. Digital control system for a 1525 turret latheJ.Russian Engineering Research,2014(12):799.附：文献综述文献综述此次设计围绕转塔刀架，查阅大量资料之后，挑选出了一些对设计有很大帮助的文献，在此进行简单的综述。郭永环在其数控车床用转塔动力刀架的发展方向1一文中对国内外数控车床用转塔动力刀架产品进行了分析与比较, 并对其发展方向作以论述。他指出数控机床是多品种小批量生产的高效自动化的技术群体,它是把多工序加工、切削处理、刀具磨损和测量等各种功能集为一体的自动化机床。随着科学技术的迅猛发展, 数控机床已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。各种数控机床已经进入实用化阶段,成为生产现场的主力军。在各种数控机床中,对数控车床来说,无论是它的开发到利用,无论是它的使用上的优良性能和价格均很可观。在进入实用阶段后,实现了高可靠性、高速度和高效率。目前数控车床向数控车削中心发展,而其中数控车床与数控车削中心的一个重要组成部分是数控转塔刀架。数控车床的刀架系统按换刀形式的不同可分为带刀库的自动换刀装置和转塔式刀架。前者主要用于加工中心(主要由刀库、机械手和驱动机构等组成),后者可以称为是一种简单的自动换刀装置,根据不同的加工对象它可以设计成四工位、六工位、八工位等多种形式刀架,经济型数控车床配置的基本上是四工位卧式自动转位刀架,在全功能数控车床上,大都装有多工位转塔刀架。这种转塔式刀架定位精度高、结构紧凑、维修方便,是数控车床和数控车削中心的必备附件。郑申,张瑞乾在多工位数控转塔动力刀架设计2中指出多工位数控转塔动力刀架是精密数控车削中心的核心功能部件。根据精密数控车削中心的研发要求，设计了一种电液结合控制的多工位转塔动力刀架。该刀架依靠伺服电机和液压系统完成离合和转位控制，利用高精度鼠牙盘进行精确定位。它能有效搭载 12 把动力刀具，搭载的刀具由伺服电机提供动力，根据刀具类型的不同，可以实现车、铣等多种加工。其特点是刀具转位速度快，分位精度高，重复精度高，可靠性强。目前，在世界机床制造和机械加工领域，复合加工技术是处于领先地位的技术。所谓的复合加工技术，即是在一台设备上完成车、铣、钻、攻丝、扩孔等多种加工要求，其主要的优点就是减少加工时间，减少辅助时间，以提高生产率。实现车铣复合加工，有许多可行方案，机床搭载转塔动力刀架是其许多方案中应用最广泛的一个。其中，数控转塔刀架是实现复合加工的核心功能部件，不仅可以像普通刀架一样装配多把普通刀具，并且能够同时提供动力驱动动力刀具，完成铣、钻、攻丝、绞孔等加工。柳玉民在其数控转塔刀架的技术现状及发展趋势3中介绍数控转塔刀架基本组成结构，换刀动作及控制原理，数控转塔刀架技术的发展、演变以及目前国外最新技术发展状况和发展趋势，结合本公司从数控刀架技术引进到自主开发生产的历程，特别是近两年开发的伺服电机驱动刀架和采用模块化设计带铣削功能的动力刀架，标志着国内数控刀架向高速化、复合化方向发展，迈出坚实的一步，填补了国内空白。重点介绍卧式数控车床、立式数控车床所用刀架的结构、性能、特点、控制原理；刀盘及刀夹的选择。根据多年销售服务积累的经验，主机电气控制应注意的事项，为提高刀架的可靠性提供保障；以及为提高刀架精度和可靠性而采取的技术措施。许峰和陈春满在有关数控车床中六转位的转塔动力刀架的优化分析4一文中写到数控机床由于加工精度高、成品率高及投入的加工综合成本低等优点，广泛应用于机械加工和生产过程中。目前，数控车床和数控车削中心主要采用的加工工具是转塔动力刀架系统。普通车床一般采用的普通刀架系统，由操作人员人工换刀，操作效率低下，过程复杂。数控机床采用自动换刀系统，可以实现四工位、六工位、八工位和多工位加工。由于采用自
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