立车开题报告

1、毕业设计（论文）开题报告学 号：学 生：指导教师：专业班级：机械设计制造及其自动化专业7班题 目：DN50-100法兰自动加工专用车床总体及主轴箱设计学 院：机电工程学院 开题时间：2016年 4 月 9 日2016年4月9日QQ咨询：1301734936毕业设计题目DN50-100法兰自动加工专用车床总体及主轴箱设计题目类型工程设计题目来源科研1、 毕业设计的选题意义与背景 金属切削机床是刀具对金属切削加工的机器，在一般的机械制造工厂中，机床约占机械设备的50%70%，现代化工业生产的特征主要表现在高生产和先进的技术经济指标两方面，而这些主要取决于机械制造工业提供的装备技术水平。机床工业是机

2、械制造的重要部门，担负着为农业、工业、科学技术和国防现代化提供技术装备的任务，机床的性能就必然影响着机械产品的性能、质量和经济性，在整个国民经济中占有重要地位。一个国家的机床工业的技术水平、机床的拥有量和现代化程度，是衡量这个国家工业生产能力和技术水平的重要标志之一。随着科学技术和社会生产的不断进步，机械产品日趋复杂，且对其质量和生产率的要求也越来越高，数控加工技术的应用是机械制造业的一次技术革命，使机械工业的发展进入了一个崭新的阶段。数控机床综合运用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构制造的制造水平，为社会提供了高质量、多品种的机械产品，取得了巨大的经济效益。与此同时，数

3、控机床的发展已趋向高速化、高精度化多功能化和智能化。 法兰联接由一对法兰盘、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。垫片放在两法兰盘密封面之间，拧紧螺母之后，垫片表面上的比压达到一定数值产生变形，并填满密封面上的凹凸不平处，使联接达到严密不漏的效果。有的管件和器材已经自带法兰盘，也是属于法兰连接。法兰盘连接是现代管道施工中不可或缺的一种重要连接方式，由于法兰盘具有非常优良的综合性能，因而被广泛应用于化工、建筑、给水、排水、石油、轻重工业、冷冻、卫生、水暖、消防、电力、航天、造船等各种基础工程之中，使用效果非常显著。法兰自动加工生产线可完成法兰由毛坯到成品所有加工工序，能够加工DN50-DN100范围内所

4、有类型的法兰，无需人工干预，全部工序由生产线上的设备自动完成。可以减少人力，节省生产成本，提高生产效率，易于实现标准化、系列化和通用化。此生产线在法兰生产企业有广泛的应用前景。二、毕业设计的主要内容及技术指标（1） 技术要求 1.DN50-100法兰自动加工生产线由4台专用数控车床和1台钻床、输送系统、控制系统组成。 2.4台专用数控车床和钻床完成DN50-100法兰加工基本工艺。 3.根据基本的加工工艺，4台专用数控车床的基本功能相同，因此，设计参数、结构也相同。 4.为方便法兰在自动加工过程中的裝夹和输送，4台专用数控车床采用立式结构。 5.控制系统由上位机计算机和下位机PLC组成，每台专

5、用数控车床的主轴变速、纵横向的进给由计算机控制，快速进退、刀具转位等加工过程均由PLC控制。 6.专用数控车床主轴箱的基本组成：变频调速电机、V型皮带传动、一级减速、二级减速、主轴、箱体等。 7.一级减速、二级减速采用圆柱齿轮减速，减速比按等比方式设计。 8.主轴调速采用变频调速电机，变频器由PLC控制，自动调速。 9.主轴制动采用变频器控制电机制动，电机停止后由液压制动器锁紧主轴，防止主轴转动。 10.工件的加紧采用液压卡盘，PLC控制自动加紧。 11.主轴上端与液压卡盘连接，下端与液压卡盘旋转接头连接。 12.主轴箱体可采用铸造结构或焊接结构，并考虑润滑供油系统。（2） 设计参数 1.主轴

6、工作速度：； 2.变频范围:； 3.卡盘最大直径：300mm； 4.纵/横向最大移动距离：； 5.加工最大质量：； 6.最大加工范围：。三、毕业设计的关键问题及难点1.整条生产线是由多人分工分块设计，应保证各部件及整体间的相互配合，个人所做的内容必须符合整体要求，以满足精度要求。2.主轴箱齿轮等设计必须在满足使用要求的情况下，还需保证与其他机构不干涉，如轴承端盖之间的干涉，因此在计算齿轮尺寸时必须结合装配尺寸设计，并进行验证。3.为避免皮带的预紧力作用在轴上，大带轮需采用卸荷结构，在设计带轮时必须考虑到卸荷结构的尺寸。4.主轴设计主要应该满足刚度和精度要求，因此主轴的直径应该较大，而且悬伸尽可

7、能小。 5.设计过程中切削力、功率的计算，传动比及各部件尺寸的确定。4、 毕业设计方案（总体方案图及其有关计算、或研究方案、研制方案）的制定（一）生产线总体方案 1.法兰盘的生产属大批量生产，为保证经济效益与加工质量，应使用全自动加工生产线，根据已制定的加工工艺，故法兰盘车削加工生产线由4台专用车床、1台钻床、输送系统、机械手和控制系统组成，总体布局如图：图1.法兰全自动加工生产线总体布局图 2.根据生产工艺，4台专用数控车床的基本功能相同，因此设计参数、结构也相同；为方便法兰盘在加工过程中的裝夹和输送，每台数控车床采用立式结构。3.控制系统由上位机计算机和下位机PLC组成，每台专用数控车床的

8、主轴变速，X、Z向的进给由计算机控制，快速进退、刀具转位等加工过程均由PLC控制。（2） 主轴箱方案 1.主轴箱中有主轴、变速机构、操纵机构和润滑系统等机械机构。主轴箱除应保证运动参数外，还应保证较高的传动效率。传动件应具有足够的强度和刚度，噪声要低，震动要小，操作方便，便于检修，成本较低，具有良好的加工工艺性。主轴箱应具有防尘、防漏、外形美观等特点。按照变速的连续性，可分为分级变速传动和无级变速传动。根据设计要求，该主轴箱传动应在一定范围内连续改变转速，以便得到最有利的切削速度，便于实现变速自动化，便于车削大端面时保持恒定的切削速度，以提高生产效益和加工质量，因此该主轴箱采用无极变速传动。

9、2.电动机与主轴间的传动设计 （1）联轴器传动 联轴器传动：联轴器结构简单，制造容易，可靠性高，寿命长，结构紧凑，作用在主轴上的附加载荷小，传动比准确，如图2.（a）。 （2）V带传动V带传动：V带相对齿轮传动结构简单，安装方便，有一定的吸震抗震能力，但由于V带传动是靠摩擦传动，传动比不准确，且传动轴上由于预紧力的存在，有附加载荷存在，如图2.（b）。（b）(a)图2.（三）相关计算 1.根据工艺，主轴最低转速为n=100r/min,最大加工直径为285mm,粗车时进给量f=0.8mm/r,吃刀深度为2mm，切削速度v=75m/min；主轴最高转速为n=500r/min，最小加工直径为114m

10、m，精车时，进给量f=0.15mm/r，吃刀深度为1mm，切削速度v=200m/min。 2.电动机功率根据设计内容，主轴变速由电动机无级变速实现，因此电动机选择变频调速电动机，相关计算如下：主切削力： = （5）计算带长和确定带长 选取基准带长为。 （6）确定中心距 实际中心距，考虑安装、更换V带和调整、补偿初拉力，V带传动通常设计成中心距可调的，中心距变化范围为 因此，取。 （7） 验算小轮包角 故主动带轮上的包角合适。（8）确定V带根数 工况系数，取1.1 电动机额定功率，5.5 基本额定功率，取1.6 额定功率增量，取0.70 长度系数，取0.93 包角系数，取0.98 ， 因此取Z=

11、35. 齿轮传动计算 （1）齿轮选用直齿圆柱齿轮，8级精度，大、小齿轮均选用40Cr钢表面淬火，平均齿面硬度为52HRC。 五、毕业设计计划进度序号内容和要求起止时间1准备、收集材料等第1周2完成法兰加工工序示意图第2周3完成总体方案草图第3-4周4完成主轴装配图第5-8周5完成法兰加工专用数控车床装配图第9-10周6完成法兰加工生产线总体布局图第11周7完成控制系统流程原理图第12周8完成零件图第13周9完成说明书第14-15周10答辩第16周 六、参考文献1.黄鹤汀主编，机械制造装备M,机械工业出版社，2016.5。2.赵松年主编，机电一体化机械系统设计M,机械工业出版社，2001.2。3

12、.谢存禧主编，机器人技术与应用M,机械工业出版社，2008.7。4.吴克坚主编，机械设计M,高等教育出版社，2009.5。5.机械设计手册编委会主编，机械设计手册M,机械工业出版社，2003.4。6.机械零件设计手册编写组编，机械零件设计手册M,冶金工业出版社，2008.6。7.阮宝湘主编，工业设计机械基础M,机械工业出版社，2002.7。8.齐占庆主编，机床电气控制技术M,机械工业出版社出版，2005.4。9.俞启荣主编，机床液压传动M,机械工业出版社出版，2004.2。10.吴善元主编，金属切削原理及刀具M,机械工业出版社，2003.9。11.李秀英，腾弘飞主编，机床优化设计M,机械工业出版社，1989。12.杨有君主编，数字控制技术与数控机床M,机械工业出版社，2004.2。13.胡立志主编，互换性与技术测量M,清华大学出版社，2013.7。14.张永贵，强建国主编，机械制造技术基础M,华中科技大学出版社，2013.9。15.PN Rao,Manufacturing TechnologyM,机械工业出版社，2012.2。16.Sanmarian M.Modular synthe