【C6150普通机床主轴箱结构设计开题报告4200字】

PAGE1C6150普通机床主轴箱结构设计开题报告目录一．课题来源………………二．选题的性质……………三．论文选题的目的和理论实践意义……四．与本选题相关的国内外研究现状，…………………预计可能的研究突破和创新点………五．主要参考文献…………六．分析研究的可行性、基本条件及能否取得实质性进展……………七．选题的研究方法和进度安排…………开题报告内容一．课题来源二．选题的性质：1．理论研究（）2．应用研究（）3．应用理论研究（）三．论文选题的目的和理论实践意义根据传统机床的主要传动部件和变速机构，通过改进传动部件来设计C6150型机床的主轴箱，在设计之前，要对机床的主要部件进行划分，对主要部件进行初步方案的拟定，拟定多种方案，便于后期组合设计时选择最优设计方案，在设计多种方案时，会用到机械设计和原理等相关知识，会用到机械制图胡互换性与技术测量，以及工程力学等重要基础专业知识，期间，还要大量查阅互联网文献和图书馆资料等。四．与本选题相关的国内外研究现状，预计可能的研究突破和创新点（1）国外发展现状国外在智能CAD的参数化设计方面研究的比较早，计算机技术的应用，参数化绘图以及数据库，高级语言的快速发展，软件接口之间的实现、人性化的友好界面，使得CAD技术的利用得到进一步的提升。在深入分析自动化对人机系统，特别是操作人员的基础上，建立以人为中心的自动化指导的自动化设计框架以期促进人机系统的设计和人机交互能力，为以后自动化系统平台的设计产生重要影响，ABB研究中心对工业机器人手爪进行自动化设计，完成了机器手指自动设计的主要技术[1]。德国的Flock，CGorgel，AStuckenber，RSchalaste对滚齿刀的滚齿生产设计进行了系统程序方面的研究设计，而其只需根据获取滚齿刀和零件的数值参数，以及所需加工的工序流程，即可自动完成所需切削余量数值的确定、力学计算和可靠的技术路线，V.Dimitri&A.Antonia借助HOB3D软件系统对滚齿刀进行自动化模拟加工，实现了滚齿刀齿轮的精确设计生产，对该零部件运用智能CAD技术以及自动绘制系统平台的设计研究[2-3]。ZhangH,XinW基于复矢量理论建立了连杆机构的基本尺寸类型及连杆轨迹的数学模型，然后通过模糊识别方法得到机构实际尺寸计算公式，开发了连杆机构实际尺寸和运动仿真的CAD系统。根据用户实际需求，利用该软件自动设计出满足要求的四杆机构并进行仿真，使得机械设计自动化程度得到显著的提升，满足用户准确、高效的设计要求[4]。TimTodman,WayneLuk提出了一种通用可重构计算应用程序设计自动化的新方法，该方法将设计空间探索与基于变换的性能结果高层反馈相结合，通过利用性能提高高层探索的效率，从而选择出适合于满足设计要求的变换，进而自行完成相应的可重构设计，并开发了支持该方法的原型系统，获得了不错的成效[5]。（2）国内发展现状国内在智能CAD技术及自动化设计方面开展相对较晚，对于专用机床主轴箱的自动化设计还停留在研制阶段。随着各种高级编程语言、开发平台以及数据库管理系统的设计，并陆续设计出以该平台为基础的机床设计系统及主轴箱自动化设计系统，并取得了较好的进展。国内一些机床厂及机床研究所、高等院校、机电设计院等都对专用机床多轴箱的自动设计进行了探索研究。郑州轻工业学院李月琴、郭志强等人基于三维建模软件为设计基础，借助高级编程语言VC6.0并根据人工设计专用机床的进程，与此同时将计算机用于处理设计，图形三维参数化建模技术、人工交互界面设计和数据库管理技术为一体进行组合机床总体设计的程序开发，便于设计人员可以从自动及智能技术的立场上既可以应用先进的设计方法,又可以很好的借鉴以往的设计经验，以便于减少组合机床的设计时间，在一定程度上减少了设计人员的反复性劳动[6]。随着专家系统的出现，它是一种智能应用系统并在机械设计中广泛应用。福建农林大学施光辉运用专家系统CLIPS开发工具，依据针对对象的高级汇编语言VC++，数据库管理软件Access以及CAD开发设备ObjectARX，对专用机床变速箱设计的智能化系统实行了全局的规划，并对该智能系统程序中的数据操作管理和链接、零部件的建模、友好的人机界面进行了设计，完成了专用机床主轴箱智能程序系统的设计[7]。河北农业大学赵红美基于专家系统对钻孔类专用机床箱体开展研究，通过吸取该领域专家在实践中积累起来的宝贵经验，结合可视化编程语言VB，数据库软件及CAD软件第二开发对象，展开钻孔类专用机床主轴箱的研究设计与开发，提出逐层设计逐层优化的设计思想，并通过简洁方便的系统程序界面进行各齿轮传动的设计、优化、校核工作，为组合机床主轴箱的智能设计提供了新的研究方法和指导意义[8]。河北农业大学高月华凭借Pro/E为搭载系统软件的平面，利用可视化集成开发语言VisualC++、Access数据库管理工具建立组合机床主轴箱CAD系统。通过友好人机界面建立箱体传动方案智能设计系统、知识库，运用专家系统设计便捷的传动系统推理机制，完成方案设计过程中的零部件参数选定，最终来达到组合机床传动方案设计的智能化，提高了钻削类主轴箱设计的智能化和自动化水平[9-10]。唐山工业学院高倩云、赵红美基于建立友好的人机设计界面，利用高级编程语言VB进行程序开发，Access软件对数据进行存储，对多轴箱CAD传动系统进行自动设计的研究，并在二维绘图软件中对主轴箱展开图完成绘制任务，并以主轴箱传动方案的设计流程更加快捷和准确为设计目标，使得该传动系统的设计过程便捷、合理，且设计出的方案修改迅速、简单[11]。华北电力大学王殿通过利用可重构制造系统对主轴箱进行智能化设计研究，并选用可视化编程语言VB和三维建模软件CATIA作为智能化系统的开发平台，应用Access软件管理和建立数据库，通过采用可视化的开发手段建立友好用户人机界面对组合机床中的尺寸参数、切削参数确定、传动方案的设计和后期的三维建模设计开展智能化系统程序的研究，为专用机床主轴箱结构方案的自动化设计和机床重组系统技术的研究设计进程提供了一定的理论方法[12]。电子科技大学苏渊等人利用top-down的设计思路对所设计零部件的装配模型进行层次化结构的建立，对参数化设计的基本思路以及实现方式进行了分析。研究了多层次布局和骨架引导安装模型的建模方式，为机械产品的自动化设计系统提供了较好的的设计方法[13-14]。综上所述：通过对自动化、智能化系统的熟知以及组合机床主轴箱和智能CAD相关资料的了解和认识，目前国内外在利用智能CAD进行自动化设计以及在主轴箱上的应用都进行研究并取得了很好的发展，不过总体而言，尤其是在国内，很大部分材料文献在自动化设计方面的知识引进及系统设计方面没有得到更好的使用，再加上目前自动化设计系统算法并没有给出具体的算法设计流程，相关知识的欠缺和资料的不合理利用，导致自动化设计系统的研究一直停滞不前，主轴箱自动化设计的研究成果也就不能充分利用，让新一代的设计人员对该方面的知识无法更好的学习和吸收，从而将浪费更多的研究开发时间。而目前主轴箱在自动化设计方面都以模块化进行研究开发设计，通过可视化界面对主轴箱中的参数进行计算、完成传动方案的设计，系统在研究开发设计中人工干涉较多，自动化程度远远的降低，将会耗费大量的时间及劳动量。对此，本论文针对目前专用机床主轴箱的设计，在目前已研制的基础上对自动化、智能化系统上还存在的问题以及主轴箱中设计计算繁琐，传动方案设计工作量大、灵活多变、设计复杂的问题进行自动化设计的探索研究开发设计工作。五．主要参考文献[1]M.Honarpardaz,M.Tarkian,J.Ölvander,X.Feng.Fingerdesignautomationforindustrialrobotgrippers:Areview[J].RoboticsandAutonomousSystems,2017,87.[2]VDimitriou,AAntoniadis.CAD-basedsimulationofthehobbingprocessforthemanufacturingofspurandhelicalgears[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2009,41(3):347-357.[3]NieszporekT,PiotrowskiA.AutomationofHobDesign[C]//SecondWorldCongressonSoftwareEngineering.2010.[4]ZhangH,WuX.StudyonMechanismAutomationDesign:Four-BarLinkagesDesignandSimulationBasedonComplex-VectorTheory[C]//InternationalConferenceonE-productE-service&E-entertainment.IEEE,2010.[5]TodmanT,LukW.ReconfigurableDesignAutomationbyHigh-LevelExploration[C]//IEEEInternationalConferenceonApplication-specificSystems.IEEE,2012.[6]李月琴,郭志强,何培英,张文辉.基于Pro/E的计算机辅助组合机床总体设计系统开发[J].机床与液压,2008(07):147-149.[7]施光辉.组合机床主轴箱的智能设计研究[D].福建农林大学,2006.[8]赵红美.钻削类多轴箱专家系统的研究[D].河北农业大学,2007[9]高月华.钻削类主轴箱传动系统智能设计的研究[D].河北农业大学,2011[10]韩君.组合机床主轴箱智能设计系统的研究[D].河北农业大学,2012.[11]赵红美,高倩云.基于VB的多轴箱传动CAD系统的研究[J].CAD/CAM与制造业信息化,2013,(08):50-52.[12]王殿.面向可重构制造系统的多轴箱智能化设计[D].华北电力大学,2013.[13]苏渊.设计自动化技术及其在并联钻床设计中的应用研究[D].电子科技大学,2017.[14]邓智鹏,闫家超.设计自动化技术及其在并联钻床设计中的应用分析[J].内燃机与配件,2018(12):199-200.[15]王治.VB自动化技术在CAD二次开发中的应用研究[J].电子技术与软件工程,2016(15):147.六．分析研究的可行性、基本条件及能否取得实质性进展为了满足机床主轴的高速传动，主轴的支撑轴承必须要满足相应的要求：（1）双列滚子轴承的旋转精度误差要小，使机床满足加工高精度的要求；（2）选择使用圆锥滚子轴承代替圆柱滚子轴承和可以承受较大轴向力的推力球轴承，这种轴承可以让主轴高速加工工件；（3）降低主轴的极惯性矩，减小主轴的横截面直径，有效的扇出由于主轴旋转产生的热量；（4）在选择轴承时，要尽可能的选择滚子较多的轴承，以减小高速转动时，产生的惯性力，从而提高主轴轴系的动刚度。七．选题的研究方法和进度安排1．研究方法在设计主轴零部件时考虑到上述的几个条件以后，使用的轴承可以适应主轴的高转速和较大的径向力。主轴的高速旋转会对轴承的滚子产生较大的离心力，这些离心力会对滚子的磨损造成很大的影响，所以在选择轴承时最重要的考虑因素是主轴的转速。在设计机床时，考虑到高速切削的工作条件，可以选择采用日本的NSK7017A5三联角接触球轴承，这种轴承是日本新研发的一种新型轴承，它不同于传统的几款轴承，他的承载角，因此采用这款轻型轴承作为主轴的前支撑，考虑到磨损导致后期对主轴要进行轴向调节，所以，后支撑选择使用角接触球轴承，便于后期顶紧螺母螺旋顶紧使用。后支撑承受的径向载荷较大，轴向载荷较小，因此，后支撑的轴