开题报告：数控立式钻床机械结构设计

开题报告设计题目数控立式钻床机械结构设计姓名系别专业班级学号1.选题目的和意义：金属切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法，是机械制造行业中最基本的加工方法，金属切削加工过程是由金属切削机床来实现的。金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。在现代机械制造行业中，随着加工零件方式多样化及工艺合理化的发展要求，加工零件的方法也呈现多样化，如：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压和辊轧等在这其中机械切削加工的工作量约占总制造量的40%-60%（其中钻床占11.2%），所以在目前的机械制造行业中金属切削机床是主要的加工设备。而机床的技术性能又直接影响机械制造行业的产品质量和劳动生产率，所以为了提高国家的工业生产能力和科学技术水平必须对机床的发展做出性的要求。随着机械工业的扩大和科学技术的进步，特别是计算机的出现和数控技术的发展，我国的机械制造行业正朝着自动化、精密化、高效率和多样化的方向发展。我国的机床工业自建国以来，在经历了短暂的时间就取得了大的成就，但是还与世界先进水平有较大的差距。就现状来看，主要表现在：我国机床工业起步晚、技术不成熟；大部分高精度和超精度机床的性能还不能满足要求，精度保持度也很差，特别是高效自动化和数控机床的产量、技术水平和质量等方面都明显落后。根据相关部门统计我国数控机床的产量仅是全部机床产量的1.5%，产值数控化仅为8.7%（至1990年底）；我国数控机床基本上是中等规格的车床、铣床和加工中心等，而精密、大型、重型或小型数控机床还远远不能满足要求；此外我国机床在技术水平和性能方面的差距也很明显，机床理论和应用技术的研究也明显落后。所以我们要不断地学习和引进国外先进的科学技术，大力发展机械工业方面的研究，推动我国机床工业的发展。通过对数控立式钻床的机械结构的设计研究，让我对我国机床工业的发展有了一个全面崭新的认识，并且知道了机床机械结构设计的步骤和方法，能够在以后的工作中独立的完成机床的机械结构设计，从而能够创造更好的机床产品。2.本选题在国内外的研究状况及发展趋势：20世纪80年代初，国内先后从日本、美国等国引进了一些CNC装置及主轴、伺服系统的生产技术，并陆续投入了批量生产，从而结束了数控机床发展徘徊不前的局面，推动了数控机床的发展。到20世纪90年代，国内的数控技术及数控系统的生产具有了一定的规模，但前进中的数控机床产业正面临十分严峻的形势。进入WTO后，中国将进入日趋完善的国内外相统一的大市场，大量数控机床及数控系统进口，将对发展中的数控产业造成巨大的冲击。2003年开始，中国已成为全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控技术进口国。如今，机床早已成为一国综合竞争实力的重要标志，工业发达国家对数控机床的发展高度重视，竞相发展高精、高效、高自动化的高档数控机床，以加速工业和国民经济的发展。数控技术是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历了30年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1500中数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中，五轴联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。五轴联动数控机床的应用，其加工效率相当于2台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资。由于中国技术水平和工业基础还比较落后，数控技术的性能、水平和可靠性与工业发达国家相比，差距还是很大，尤其是数控系统的控制可靠性还比较差，数控产业尚未真正形成。因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的主要任务。而且核心技术严重缺乏、民族品牌与国际品牌差距明显、技术创新和成果转化与市场脱节缺乏先进的管理机制。目前国内数控机床正在向智能、高速、高精度化，设计、制造绿色化，复合化与系统化方向发展。3.主要研究内容：一、运动设计根据给定的机床的用途、规格、极限转速、转速数列公比（或转速级数），通过分析比较拟定传动结构方案（包括结构式或结构网，转速图）和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。二、动力设计根据给定的电动机的功率和传动件的计算转速，初算传动轴直径、齿轮模数；确定皮带轮号及根数、摩擦片式离合器的尺寸和摩擦片数及制动器尺寸。完成装配图草图后，要验算（轴、齿轮、轴承）传动件的应力，变形或寿命是否在允许范围内。还要验算主轴组件的静刚度。三、结构设计进行主运动传动系统、变速机构、主轴组件、箱体、操纵机构、润滑与密封等的布置和结构设计。即绘制装配图（包括展开图、剖视图）和零件工作图。4.完成设计的条件、方法及措施，包括实验设计、调研计划、资料收集、参考文献等内容。条件：首先明确设计任务，并阅读《金属切削机床课程设计指导书》，了解该设计的目的、内容、要求和进行的步骤。然后根据自己的实际情况，拟定工作计划；查阅必要的图书、杂志、手册、图册、产品图纸、普通机床说明书、普通钻床说明书、数控机床、数控钻床说明书和其他有关设计参考资料；熟悉机床专业标准，便于设计时采用。对普通机床、普通钻床、数控机床、数控钻床的用途、特点、主要参数、传动结构、操纵机构、零部件的功用及其结构进行分析研究，加以比较，找出相同与不同力，求做到理解、消化并进而能有所改进。还应该到现场去了解数控钻床机床的实际情况，在此基础上进行自己的设计构思。方法及措施：通过网上搜集数控钻床的相关资料以及查阅金属切削机床设计相关图书，与导师交流设计中的问题并寻求帮助，与同学交流互相帮助。参考文献[1]现代实用机床设计手册编委会编.现代机床实用设计手册上.北京：机械工业出版社，2006.[2]现代实用机床设计手册编委会编.现代机床实用设计手册下.北京：机械工业出版社，2006.[3]范云涨，陈兆年.金属切削机床设计简明手册.北京：机械工业出版社，1994.[4]濮良贵，纪名刚.机械设计.8版.北京：高等教育出版社，2006.[5]孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理.7版.北京：高等教育出版社，2006.[6]《金属切削机床设计》编写组.金属切削机床设计.上海科学技术出版社，1979.[7]大连工学院戴曙主编.金属切削机床设