車床功能部件開發(fā)【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　?。?0_ _屆）</b></p><p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　車床功能部件開發(fā)</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　車銑復(fù)合加工中心的加工過程實(shí)際是

2、安裝在刀塔上的刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程。工件——刀具組成一個(gè)彈性系統(tǒng)，相當(dāng)于工件——刀塔組成一個(gè)彈性系統(tǒng)。刀塔作為車銑復(fù)合加工中心結(jié)構(gòu)的一部分，也是重要的一部分。本課題通過已知的動(dòng)力頭和動(dòng)導(dǎo)軌來(lái)設(shè)計(jì)立柱的結(jié)構(gòu)，以使動(dòng)力頭上的刀具能在Y方向上移動(dòng)，定位Y方向，從而精確加工工件。傳動(dòng)裝置是通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)絲桿，絲桿與絲桿螺母配合帶動(dòng)刀具Y方向的運(yùn)動(dòng)。以此結(jié)構(gòu)可以在車床上一次裝夾來(lái)完成大部分的加工，使減少裝夾誤差。加工的零件的精度變得

3、更高，效率更大。</p><p>　　關(guān)鍵詞：車銑復(fù)合加工中心 彈性系統(tǒng) 刀塔 立柱 Y軸方向</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The process of turning- milling compound machining center actual is the relative move

4、ment between cutting tools of the tower and workpiece. workpiece -cutting tools composed a flexible system is the equivalent of a flexible system of the – tower.cutter tower as a part of turning- milling compound machini

5、ng center ，also is important part of it. This topic through the known power head and dynamic guide to design the structure of pillar, in order to make power head tool can move in the Y direction</p><p>　　Key

6、words: turning- milling compound machining center elastic system </p><p>　　cutter tower pillar of Y axis</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要……………………………………………………

7、………………………………… III</p><p>　　Abstract ……………………………………………………………………… IV</p><p>　　1 緒論 ………………………………………………………………………… 1</p><p>　　1.1 課題研究的背景 …………………………………………………… 1</p><p&

8、gt;　　1.2 課題研究的意義 …………………………………………………… 2</p><p>　　1.3 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) ………………………………………………… 2</p><p>　　1.4 國(guó)內(nèi)外研究的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 ……………………………………………… 3 </p><p>　　1.5技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) ………………………………………………………… 4&

9、lt;/p><p>　　1.6課題研究?jī)?nèi)容 ………………………………………………………… 5</p><p>　　2設(shè)備方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)……………………………………………………… 6</p><p>　　2.1箱體二維圖 ………………………………………………………… 6</p><p>　　2.2絲杠螺母二維圖 ……………………………

10、………………………… 6</p><p>　　2.3絲杠二維圖 …………………………………………………………… 7</p><p>　　2.4立柱裝配圖……………………………………………………………… 8</p><p>　　2.5總裝配圖………………………………………………………………… 9</p><p>　　3立柱部分主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)

11、算………………………………………………… 10</p><p>　　3.1總裝配圖原理…………………………………………………………10</p><p>　　3.2選擇電動(dòng)機(jī) ……………………………………………………… 10</p><p>　　3.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)……………………………… 11</p><p>　　3.4

12、螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………… 12</p><p>　　3.5箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………… 12</p><p>　　3.6絲桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………… 12</p><p>　　3.7絲桿螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………… 13</p><p

13、>　　3.8軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………… 14</p><p>　　3.9 鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………… 14</p><p>　　4 總結(jié)與展望 ……………………………………………………………………16</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………17<

14、;/p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………18</p><p>　　附錄…………………………………………………………………………………19</p><p>　　附錄圖1 底板………………………………………………………………19</p><p>　　附錄圖2 箱體………………………………………………………

15、………19</p><p>　　附錄圖3 絲桿螺母…………………………………………………………20</p><p>　　附錄圖4 杯套………………………………………………………………20</p><p>　　附錄圖5 電機(jī)連接固定架…………………………………………………21</p><p>　　附錄圖6 墊片……………………………………………

16、………………… 21</p><p>　　附錄圖6 鍵套…………………………………………………………………22</p><p>　　附錄圖7 絲桿…………………………………………………………………22</p><p>　　附錄圖8 側(cè)板…………………………………………………………………23</p><p>　　附錄圖9 立柱裝配圖………………

17、…………………………………………23</p><p>　　附錄圖10總裝配圖……………………………………………………………24</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景</p><p>　　隨著改革開放，我國(guó)越來(lái)越重視國(guó)際化的發(fā)展，相應(yīng)的我國(guó)的數(shù)控車床也在快速的發(fā)展，成為世

18、界上機(jī)床產(chǎn)量最高的國(guó)家。但是我國(guó)數(shù)控車床在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也面臨著嚴(yán)峻的形勢(shì)。由于我國(guó)起步比較晚，所以在與數(shù)控車床的技術(shù)與信息相應(yīng)也比較滯后：比如1.國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)及伺服和驅(qū)動(dòng)技術(shù)比世界先進(jìn)水平落后，設(shè)計(jì)手段及設(shè)計(jì)工具落后，元器件應(yīng)用水平落后，在基礎(chǔ)零件供應(yīng)及工藝過程可靠性保障等方面都存在很大差距。2.產(chǎn)品開發(fā)和交貨周期長(zhǎng)，產(chǎn)品性能、機(jī)床質(zhì)量和可靠性較差，手段老化、缺少創(chuàng)新。3. 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展缺少共同的軟件規(guī)范和支撐平臺(tái)。4. 國(guó)有企業(yè)轉(zhuǎn)型尚未

19、完成，企業(yè)經(jīng)營(yíng)機(jī)制落后，導(dǎo)致企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)效率低下，使得數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)難以適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。</p><p>　　由于國(guó)外市場(chǎng)的開放性和全球化，產(chǎn)品的上市時(shí)間(Time)、產(chǎn)品質(zhì)量(Qual i ty)、成本(Cost)、創(chuàng)新能力(Creation)和服務(wù)(Service)得到了很大的改善。美國(guó)制造業(yè)在20世紀(jì)50至60年代主要以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模作為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的第一要素， 而在70年代競(jìng)爭(zhēng)力的第一要素為降低生產(chǎn)成本，80

20、年代為提高產(chǎn)品質(zhì)量，90年代為市場(chǎng)響應(yīng)速度。所以現(xiàn)代每個(gè)企業(yè)都采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和手段，以加快設(shè)計(jì)速度，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。從而出現(xiàn)了劃時(shí)代的產(chǎn)品—加工中心。加工中心具有很多優(yōu)點(diǎn)，它能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀(ATC)、自動(dòng)換工件(AWC)， 能實(shí)現(xiàn)銑、鉆、鏜、攻絲甚至磨削工序等的復(fù)合，還具有多軸聯(lián)動(dòng)、加工任意曲面并可代替鉆床、銑床、鏜床等的功能，因此對(duì)于復(fù)雜零件的加工，加工中心的“特長(zhǎng)”可以得到充分發(fā)揮，其數(shù)量和使用范圍得以不斷增加和擴(kuò)大。

21、國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)控機(jī)床發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)是：在掌握數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)后，要在政府的支持下，在科研開發(fā)上進(jìn)行扶持，直接給企業(yè)提供科研貸款，限制進(jìn)口機(jī)床產(chǎn)品，保護(hù)本國(guó)機(jī)床工業(yè)整體利益，企業(yè)要大力開拓市場(chǎng)，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。為了加速振興我國(guó)的機(jī)床制造業(yè)，我們應(yīng)該在下面幾個(gè)方</p><p>　?。?）改變過去傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和管理模式，最大限度地利用虛擬設(shè)計(jì)手段，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，降低成本，并努力縮短交貨期，同時(shí)還需要快速響應(yīng)

22、市場(chǎng)和用戶的變化，利用有利時(shí)機(jī)快速搶占市場(chǎng)。</p><p>　?。?）以國(guó)外的信息和經(jīng)驗(yàn)提高數(shù)控機(jī)床的綜合性能，以及高效柔性化和高精化發(fā)展。</p><p>　　（3）提高機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化發(fā)展。</p><p>　?。?）發(fā)展網(wǎng)絡(luò)制造單元以適應(yīng)數(shù)字化企業(yè)的構(gòu)建。</p><p><b>　　1．2課題的意義</b

23、></p><p>　　傳統(tǒng)的開發(fā)研制一個(gè)機(jī)床新產(chǎn)品所需要的開發(fā)研制周期長(zhǎng)，投資消耗大。但是隨著經(jīng)濟(jì)水和生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越注重產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)周期，這就對(duì)機(jī)床工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求。除了要求機(jī)床重量輕、成本低、使用方便和具有良好的加工工藝性以外，還著重要求機(jī)床具有越來(lái)越高的加工性能。我們都知道機(jī)床的綜合性能主要由加工質(zhì)量和金屬切除率所決定。機(jī)械制造過程的高速化、精密化和自動(dòng)化，對(duì)機(jī)床的切削速度、加

24、工精度以及穩(wěn)定性提出了更高的要求。車銑復(fù)合加工中心的加工過程實(shí)際是安裝在刀塔上的刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程。工件——刀具組成一個(gè)彈性系統(tǒng)，由于刀具安裝在刀架上，相對(duì)刀塔可以忽略，實(shí)際上相當(dāng)于工件一刀塔組成一個(gè)彈性系統(tǒng)。從加工零件的表面成形過程知道，如果車銑復(fù)合加工中心在工作時(shí)刀具與加工工件沿著預(yù)定的軌跡做準(zhǔn)確的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則能得到理想的工件輪廓形狀，否則難以滿足要求。刀塔作為彈性系統(tǒng)的元素之一，它直接影響零件表面成形運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確性，因

25、此它的靜動(dòng)態(tài)性能將直接影響零件的加工精度、表面質(zhì)量和機(jī)床的生產(chǎn)率。</p><p>　　1.3現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)</p><p><b>　?。?）高柔性</b></p><p>　　數(shù)控銑床的最大特點(diǎn)是高柔性，可以適應(yīng)加工不同形狀且形狀比較復(fù)雜的工件。減小人為所帶來(lái)的不確定因素。</p><p><b>　　

26、（2）高精度</b></p><p>　　目前數(shù)控裝置的脈沖當(dāng)量一般為0.001mm，高精度的數(shù)控系統(tǒng)可達(dá)0.0001mm。一般情況下，絕對(duì)能保證工件的加工精度。另外，數(shù)控加工還可避免工人操作所引起的誤差，所加工零件的尺寸統(tǒng)一性特別好，產(chǎn)品質(zhì)量能得到保證。</p><p><b>　?。?）高效率</b></p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)

27、，采用數(shù)控銑床比普通銑床可提高生產(chǎn)率3～5倍。對(duì)于復(fù)雜的成形面加工，生產(chǎn)率可提高十幾倍甚至幾十倍。數(shù)控機(jī)床的工序高度集中，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率并減少了工件的裝夾誤差。其中主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量都是無(wú)級(jí)變速的，有利于得到最佳切削用量。數(shù)控機(jī)床都有快進(jìn)、快退、快速定位功能，可大大減少機(jī)動(dòng)時(shí)間。 更換工件時(shí)，只需調(diào)用儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)中的加工程序、裝夾工件和調(diào)整刀具數(shù)據(jù)即可，從而大大縮短生產(chǎn)周期。</p><p>　　（4）機(jī)床的信

28、息化和智能化。</p><p>　　現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)傳送，從而可以遠(yuǎn)程控制機(jī)床生產(chǎn)零件。他可以快速的了解到機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，并可以實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器狀態(tài)和終止一</p><p>　　故障的發(fā)生。這樣可以快速更改客戶的要求變化，也更加的能適用于當(dāng)今社會(huì)的需求。</p><p>　　1.4 國(guó)內(nèi)外研究的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀　</p><p>　　1.

29、4.1立式車銑復(fù)合機(jī)床</p><p>　　沈陽(yáng)機(jī)床展出了VTC250140m立式車銑中心(見圖l)，VTC250140m立式車銑中心是沈陽(yáng)機(jī)床并購(gòu)德國(guó)希斯公司后，借鑒其先進(jìn)、成熟的制造技術(shù)合力打造的一款國(guó)內(nèi)高端產(chǎn)品。2008年底，產(chǎn)品進(jìn)入研發(fā)設(shè)計(jì)階段，2009年下半年正式進(jìn)入市場(chǎng)。該款產(chǎn)品盡管性能已達(dá)國(guó)內(nèi)一流，但價(jià)格卻相對(duì)減少1／2，超高的性價(jià)比，使其在進(jìn)入市場(chǎng)不到一年的時(shí)間里，得到用戶青睞，已獲13臺(tái)訂單合同

30、。廣泛應(yīng)用于航天、船舶、風(fēng)電等國(guó)家重點(diǎn)領(lǐng)域，產(chǎn)品已出口至美國(guó)、日本、印度等國(guó)家。</p><p>　　1.4.2臥式車銑復(fù)合機(jī)床</p><p>　　國(guó)內(nèi)外多家主機(jī)廠展出了臥式車銑復(fù)合機(jī)床產(chǎn)品，其中大連機(jī)床集團(tuán)的展品CHD25A車銑復(fù)合中心、大連科德的展品KDW-4200FH、大隈的展品MULTUSB300最有特點(diǎn)，下面逐一介紹：（1)大連機(jī)床集團(tuán)的展出了CHD25A車銑復(fù)合中心(見圖2

31、)，主要適用于軍工、航空、航天等企業(yè)形狀復(fù)雜、加工精度要求較高的零件的加工.</p><p>　?。?)大連科德數(shù)控有限公司展出的KDW-4200FH型14軸5聯(lián)動(dòng)臥式車銑復(fù)合加工中心(見圖3)，該機(jī)床可實(shí)現(xiàn)高速銑削及鉆削功能、高速車削功能、多工位刀塔，可對(duì)回轉(zhuǎn)體圓周表面精密車削、鉆孔、平面及曲面銑削、開槽等加工，一次裝夾即可完成多道工序。適合中大型細(xì)長(zhǎng)軸類零件加工，曲軸及復(fù)雜回轉(zhuǎn)體零件加工，是航空、航天、能源等

32、領(lǐng)域大型復(fù)雜軸類零件、箱體類零件、葉輪、葉片類零件制造的關(guān)鍵設(shè)備。該產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化將改變這類關(guān)鍵設(shè)備長(zhǎng)期受國(guó)發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口限制的現(xiàn)狀，以高性能價(jià)格比達(dá)到替代進(jìn)口目的。（3)日本0KUMA公司展出了智能型復(fù)合加工機(jī)床MULTUS B300(見圖4)。該機(jī)床</p><p>　　根據(jù)目前復(fù)合機(jī)床加工準(zhǔn)備和首次加工需要大量時(shí)間，比通用NC機(jī)床使用難度大，很難根據(jù)環(huán)境溫度的變化保證精度等問題提出很多解決措施?！?lt;/p

33、><p>　　以上幾種展品基本代表了國(guó)內(nèi)外車銑復(fù)合機(jī)床的最高技術(shù)水平，通過分析很清晰地看到我國(guó)車銑復(fù)合機(jī)床已取得較大發(fā)展，近幾年開發(fā)的車銑復(fù)合機(jī)床，基本參數(shù)、機(jī)床結(jié)構(gòu)和國(guó)際水平接近。</p><p><b>　　1.5技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)</b></p><p>　　（1）更加的集中化，一次安裝完成更多的加工過程。從而較小多次裝夾誤差和裝夾的時(shí)間。<

34、/p><p><b>　?。?）更高的精度。</b></p><p>　?。?）更效率化，實(shí)現(xiàn)多軸并聯(lián)運(yùn)動(dòng)，減小整體工件加工的時(shí)間。</p><p>　?。?）更好的網(wǎng)絡(luò)化和信息化，從而遠(yuǎn)程控制機(jī)器，了解整體機(jī)床的在加工的運(yùn)行狀態(tài)，也更加適應(yīng)客戶隨時(shí)提出的要求。</p><p>　?。?）更好的柔性化。</p>

35、<p>　　（6）更好的可靠性。在當(dāng)今激烈的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，企業(yè)必須使機(jī)器連續(xù)工作，從而要求機(jī)器有高的可靠性。降低機(jī)器發(fā)生的故障率，從而減小損失，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　?。?）智能化。出現(xiàn)問題，自動(dòng)停止工作，發(fā)出警報(bào)，并檢測(cè)故障的發(fā)生位置，從而便于維修人員維修，減省時(shí)間，提高效率。</p><p>　?。?）更好的人性化。好的外觀，功能齊全，操作可靠安全，性能良好。

36、</p><p>　　1.6 課題研究?jī)?nèi)容</p><p>　　參閱中文相關(guān)文獻(xiàn)和外文專題文獻(xiàn)。</p><p>　　應(yīng)用CAD技術(shù)繪制刀塔結(jié)構(gòu)的零件圖與裝配圖。</p><p>　　閱讀寫說明書相關(guān)內(nèi)容，根據(jù)所作的刀塔結(jié)構(gòu)做出相應(yīng)的說明書。</p><p><b>　　課題的技術(shù)路線：</b>&

37、lt;/p><p><b>　　圖5課題的技術(shù)路線</b></p><p>　　2.車床功能部件——立柱設(shè)計(jì)過程</p><p>　　立柱主要由三大部分組成：絲杠，絲桿螺母，箱體。立柱與導(dǎo)軌的連接，使刀具能沿X軸，Z軸移動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與絲桿的配合可以使刀具沿Y軸的方向移動(dòng)。從而可以準(zhǔn)確的定位工件的位置。</p><p>&l

38、t;b>　　2.1箱體二維圖</b></p><p><b>　　圖6箱體</b></p><p>　　箱體起著支撐步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，連接導(dǎo)軌，隨導(dǎo)軌一起移動(dòng).確定其他相關(guān)零件的位置。而且還實(shí)現(xiàn)著刀具Y軸的移動(dòng)。</p><p>　　第一步，我在設(shè)計(jì)中根據(jù)相關(guān)零件的選擇，確定與零件的配合尺寸以及位置所在，初步設(shè)計(jì)立柱的整體尺寸。&l

39、t;/p><p>　　第二步，以前面所得到的信息，大致確定比較容易加工及簡(jiǎn)單的外形。</p><p>　　第三步，考慮到維修以及更換零件的方便，從而進(jìn)行箱體某些部位的打空。</p><p>　　第四步。進(jìn)行細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2絲杠螺母二維圖</p><p><b>　　圖7絲杠螺母</b

40、></p><p>　　連接動(dòng)力頭以及與絲桿的配合，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿得到絲桿螺母與動(dòng)力頭的Y方向的移動(dòng)，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。</p><p>　　第一步，根據(jù)箱體的整體尺寸以及動(dòng)導(dǎo)軌與箱體中心線的位置關(guān)系，以及設(shè)計(jì)所需的強(qiáng)度，初步設(shè)計(jì)出絲桿螺母的大體尺寸，確定配合位置的與端面的位置關(guān)系。</p><p>　　第二步，根據(jù)動(dòng)導(dǎo)軌的配合為，以及經(jīng)驗(yàn)確定動(dòng)導(dǎo)軌與絲桿螺母

41、的螺栓配合位置。第三步，為了減小絲桿與絲桿螺母的過多接觸面積使絲桿彎曲的影響，從而中間進(jìn)行斷開，并且這個(gè)結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行正向與反向的間隙補(bǔ)償。</p><p><b>　　2.3絲杠二維圖</b></p><p><b>　　圖8絲桿</b></p><p>　　絲桿通過連接步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和絲桿螺母實(shí)現(xiàn)刀具的Y軸的移動(dòng)。</

42、p><p>　　第一步，根據(jù)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，初步設(shè)計(jì)出絲桿的最小的直徑，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇確定配合尺寸，再根據(jù)軸向和周向定位設(shè)計(jì)出階梯和周向尺寸。</p><p>　　第二步，通過選取好的平鍵，確定鍵槽的位置及大小。</p><p>　　第三步，細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2.4立柱裝備圖</b></p>

43、;<p><b>　　圖9箱體</b></p><p>　　把現(xiàn)有的進(jìn)行有順序組裝。利用立柱裝配關(guān)系理解立柱工作原理</p><p><b>　　2.5總裝配圖</b></p><p><b>　　圖10總裝配圖</b></p><p>　　把現(xiàn)有的功能模塊進(jìn)行組

44、裝，從中幫助你理解其工作原理。</p><p>　　3立柱部分主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　3.1總裝配圖原理</b></p><p><b>　　圖11總裝配傳動(dòng)圖</b></p><p><b>　　圖12總裝配圖原理</b></p><

45、;p><b>　　3.2選擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　（1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型</p><p>　　根據(jù)實(shí)際工作要求和條件選用交流伺服電動(dòng)機(jī)</p><p>　?。?）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p>　　絲杠工作時(shí)的轉(zhuǎn)速為，總的傳動(dòng)比i=1,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) （3—1

46、）</p><p>　?。?）確定電動(dòng)機(jī)功率</p><p>　　為動(dòng)力頭升降過程中的功率0.4kw, 角接觸球軸承1效率，角接觸球軸承2效率，絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)效率</p><p>　　為電動(dòng)機(jī)軸只至動(dòng)力頭的傳動(dòng)裝置的總效率：</p><p><b>　?。?—2）</b></p><p><b

47、>　　電動(dòng)機(jī)的輸出功率</b></p><p>　　kw=0.4/0.92 （3—3） </p><p>　　3.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)</p><p><b>　?。?）各軸轉(zhuǎn)速&

48、lt;/b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)軸 （3—4） </p><p>　　絲杠 （3—5）</p><p><b>　?。?）各軸輸入功率</b></p>&

49、lt;p>　　電動(dòng)機(jī)軸 （3—5）</p><p>　　絲杠 （3—6）</p><p><b>　?。?）各軸輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)軸 （3—7）

50、 </p><p>　　絲杠 （3—8）</p><p>　　將以上算得的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)列表如下：</p><p>　　3.4螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　（1）確定螺栓的直徑</p><p>　　因?yàn)槁菟ㄖ饕茌S向力作用，且對(duì)于一般的連接殘余預(yù)緊力,</p>

51、;<p>　　(F為工作力)， （3—9）</p><p>　　取, </p><p><b>　?。?—10）</b></p><p><b>　?。?—11）</b></p><p>　　螺栓危險(xiǎn)

52、截面的直徑（螺紋小徑）：</p><p>　　， （3—12）</p><p>　　則選擇 D=8mm（D為大徑） </p><p>　?。?）校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適</p><p>　　, （3—13）</p>

53、<p><b>　?。?—14）</b></p><p>　　3.5機(jī)箱的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　根據(jù)要加工的工件最大直徑，取導(dǎo)軌的高度為172mm,再根據(jù)螺栓直徑為8mm，與之相配合的長(zhǎng)度一般為1.2~2個(gè)8mm， 1.2，所以選擇10mm的鉸孔長(zhǎng)度。其他根據(jù)零件的配合選擇長(zhǎng)度。</p><p>　　3.6絲桿的設(shè)計(jì)計(jì)算&

54、lt;/p><p>　　（1）絲桿尺寸的確定</p><p><b>　　F=1200N，。</b></p><p>　　絲桿在工作中受切應(yīng)力作用，則</p><p><b>　?。?—15）</b></p><p><b>　?。?—16）</b><

55、/p><p>　　綜合總體因素取絲桿與絲桿螺母工作直徑為20mm：</p><p>　?。?）校核絲桿應(yīng)力是否合適</p><p>　　（3—17） </p><p>　?。?）校核絲桿穩(wěn)定性是否合適</p><p><b>　?。?—18）

56、</b></p><p><b>　　故合適</b></p><p>　　由于精度要求較高，選擇螺距為0.5mm，選擇梯形齒，因?yàn)閭鲃?dòng)效率比較高，精度也比較高，其他直徑根據(jù)配合在的零件的周向和軸向的定位，以及配合尺寸而定。</p><p>　　3.7絲桿螺母設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　?。?

57、）螺母高度</b></p><p>　　一般取1.2~3.5 則：</p><p><b>　?。?—19）</b></p><p>　?。?）螺母螺紋危險(xiǎn)截面的剪切強(qiáng)度的計(jì)算與校核</p><p>　　u=44，b=0.65P</p><p><b>　?。?—20）&

58、lt;/b></p><p>　?。?）螺母螺紋危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度的計(jì)算與校核</p><p><b>　?。?—21）</b></p><p><b>　　（3—22）</b></p><p>　　3.8軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　根據(jù)受力情況選用角接觸球軸承

59、70000C，要求軸承連續(xù)工作2年（每年300天計(jì)算）</p><p><b>　?。?）軸承1:</b></p><p><b>　?。?—23）</b></p><p>　　工作平穩(wěn)，取 則</p><p><b>　?。?—24）</b></p><

60、;p><b>　?。?—25）</b></p><p><b>　　（3—26）</b></p><p>　　按照滾動(dòng)軸承樣本選7203C.</p><p><b>　　(2)軸承2：</b></p><p>　　由于絲桿要使零件定位，從而加工軸肩等，直徑必然增大，從而選

61、擇7205C</p><p><b>　　3.9鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　（1）選擇鍵連接的類型和尺寸</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況，選擇平頭普通平鍵。</p><p>　　根據(jù)，，查表得鍵的截面尺寸為：寬度，，高度，。由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵</p><p><

62、;b>　　長(zhǎng),.</b></p><p>　?。?）校核鍵連接的強(qiáng)度</p><p>　　鍵、軸和輪轂的材料都是45鋼，查表得許用擠壓應(yīng)力，取其平均值。鍵的工作長(zhǎng)度，，鍵的輪轂槽的接觸高度。</p><p>　　則 <110MPa （3—27）</p><p><b>　?。?—28）

63、</b></p><p>　　與110Mpa相差很小， 故合適。</p><p><b>　　4 總結(jié)與展望</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是根據(jù)已知的動(dòng)力頭和動(dòng)導(dǎo)軌來(lái)設(shè)計(jì)刀塔（立柱）。我想根據(jù)動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)與之相配合的結(jié)構(gòu)。為了使動(dòng)力頭和動(dòng)導(dǎo)軌在Y軸方向上移動(dòng)，我參考了一些有關(guān)傳動(dòng)方面的書，最后選擇了絲桿與絲桿

64、螺母?jìng)鲃?dòng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計(jì)出與絲桿螺母的螺栓固定位置。由于在實(shí)際加工中Y軸方向的定位精度比較高，所以我選擇利用鍵套來(lái)間接的使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與絲桿相連，從而減小傳動(dòng)誤差。根據(jù)要加工零件最大尺寸，從而確定機(jī)箱中軌道的高度，在根據(jù)其他零件相配合，確定機(jī)箱其他尺寸。有考慮到維修的問題，確定機(jī)箱開槽的位置等細(xì)節(jié)問題。在畫圖遇到很多的問題，比如螺栓螺紋的配合畫法，螺栓與螺紋四分之三圓。有些相關(guān)零件的剖面線關(guān)系。剖面視圖，斷面圖，向視圖等視

65、圖的畫法。以及注意同一個(gè)視圖盡量不要重復(fù)已經(jīng)標(biāo)清的零件。我知道還有很多的地方還不夠，不過我在這次設(shè)計(jì)中學(xué)到很多東西。</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]孫桓. 機(jī)械原理[M] . 北京:高等教育出版社,1990. [2]陳心昭. 現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)[ K] .&#

66、160;北京:機(jī)械工業(yè)出版社 , 2006. [3]張曙 車銑復(fù)合到完整加工[J].新技術(shù)新工藝.2004，8[4] [5]劉克非，張之敏，周敏，劉志斌，復(fù)雜微小型工件的完整加工工藝分析[J]，工藝與檢測(cè)，2006，7 [6]劉克非，張良斌 ，李春平 ，張之敬，基于車銑技術(shù)的微小型零件完整加工[J]，湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，4 [7]許 軍，劉克非，實(shí)現(xiàn)微小型回轉(zhuǎn)體

67、零件完整加工的技術(shù)[J]，裝備制造技術(shù)2009，11 [8]張曙，數(shù)字化制造一機(jī)床工業(yè)的未來(lái)[J]，世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)  2005年3期 [9]劉克非，劉海生，李春平，張之敬，微小型座體零件的車銑加工技術(shù)[J]，機(jī)械工程師，2007，7 [10]許軍，劉克非，實(shí)現(xiàn)微小型回轉(zhuǎn)體零件完整加工的技術(shù)[J]，裝備制造技術(shù)，2009，11 [11]劉克非一，張之敬，劉志兵，周敏，陳憲戰(zhàn)，硬鋁材料的微小零件切削加工[

68、J]，輕合金加工技術(shù)，2005，9 [12]劉小鵬，鄭新建，殷燕芳，數(shù)控立式車床的模塊</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　附錄圖1 底板</b></p><p><b>　　附錄圖2 箱體</b></p><p><b>　　附錄

69、圖3 絲桿螺母</b></p><p><b>　　附錄圖4 杯套</b></p><p>　　附錄圖5 電機(jī)連接固定架</p><p><b>　　附錄圖6 墊片</b></p><p><b>　　附錄圖7 鍵套</b></p><p>

70、<b>　　附錄圖8 絲桿</b></p><p><b>　　附錄圖9 側(cè)板</b></p><p>　　附錄圖10 立柱裝備圖</p><p>　　附錄圖11 總裝配</p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>

71、　　車床功能部件開發(fā)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展，裝備制造、交通運(yùn)輸、石油化工、航空航天及國(guó)防軍工等對(duì)高速高精度加工中心的要求顯著提高。車銑復(fù)合加工中心的加工過程實(shí)際是安裝在刀塔上的刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程。工件——刀具組成一個(gè)彈性系統(tǒng)，相當(dāng)于工件——刀塔(立柱和刀架的組合)組成一個(gè)彈性

72、系統(tǒng)。從加工零件的表面成形過程知道，如果車銑復(fù)合加工中心在工作時(shí)刀具與加工工件沿著預(yù)定的軌跡做準(zhǔn)確的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則能得到理想的工件輪廓形狀，否則難以滿足要求。從而闡述當(dāng)今了車銑技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r以及還需要改進(jìn)的地方和發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：加工中心 高速高精度性 刀塔結(jié)構(gòu)</p><p>　　1前言部分（闡明課題的研究背景和意義）</p><p>　　國(guó)內(nèi)

73、數(shù)控機(jī)床的研究概況</p><p>　　我國(guó)是世界上機(jī)床產(chǎn)量最高的國(guó)家，但目前在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中仍處于較低水平，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也面臨著嚴(yán)峻的形勢(shì)。一方面國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)各類機(jī)床產(chǎn)品特別是數(shù)控機(jī)床有大量的需求，而另一方面卻有不少國(guó)產(chǎn)機(jī)床滯銷積壓，國(guó)外機(jī)床產(chǎn)品卻占有大量市場(chǎng)份額。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)占有率逐年下降，1999年是33．6％，2003 年僅占27．7％{而進(jìn)口額逐年上升，1999年為8．78億美元(7624臺(tái))，2003

74、年達(dá)27．1 億美元(23320臺(tái))，相當(dāng)于同年國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)值的2．7倍。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平、性能和質(zhì)量與國(guó)外還有很大差距，到目前為止，國(guó)內(nèi)技術(shù)含量較低的簡(jiǎn)易數(shù)控車床仍占主導(dǎo)地位，高檔數(shù)控機(jī)床及功能部件大多數(shù)依靠進(jìn)口。影響我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品及其裝備發(fā)展的癥結(jié)主要集中在以下幾個(gè)方面： </p><p>　　1．我國(guó)數(shù)控技術(shù)、數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品與世界先進(jìn)水平存在差距國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)及伺服和驅(qū)動(dòng)技術(shù)比世界先進(jìn)水平落后lO—15年

75、；設(shè)計(jì)手段及設(shè)計(jì)工具落后8—10年；元器件應(yīng)用水平落后6—8年；在基礎(chǔ)零件供應(yīng)及工藝過程可靠性保障等方面都存在很大差距。</p><p>　　2．國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品與國(guó)外同類產(chǎn)品的差距造成國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)占有率逐年下降的直接原因是我國(guó)數(shù)控機(jī)床整機(jī)的開發(fā)能力遠(yuǎn)低于世界先進(jìn)水平，主要體現(xiàn)在：產(chǎn)品開發(fā)和交貨周期長(zhǎng)；產(chǎn)品性能、機(jī)床質(zhì)量和可靠性較差；數(shù)控機(jī)床外觀質(zhì)量落后于國(guó)外產(chǎn)品，價(jià)格優(yōu)勢(shì)逐漸喪失； 國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床沒

76、有形成占市場(chǎng)主導(dǎo)地位的名牌產(chǎn)品等。總之，人才匱乏、手段老化、缺少創(chuàng)新已嚴(yán)重制約了我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)與世界先進(jìn)水平的差距。盡管我國(guó)數(shù)控技術(shù)的攻關(guān)項(xiàng)目相對(duì)集中在數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面，數(shù)系統(tǒng)仍然是數(shù)控機(jī)床發(fā)展的最大“瓶頸”。國(guó)產(chǎn)機(jī)床產(chǎn)品的市場(chǎng)被國(guó)際壟斷商奪去；科技攻關(guān)成果的技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)水平差距仍然很大；雖然我國(guó)自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)沒有跟著國(guó)外的系統(tǒng)走，但數(shù)控技術(shù)的發(fā)展缺

77、少共同的軟件規(guī)范和支撐平臺(tái)，因此離系列化、產(chǎn)業(yè)化還有距離。</p><p>　　4．我國(guó)數(shù)控技術(shù)及裝備發(fā)展體制上存在問題。國(guó)內(nèi)數(shù)控裝備的性能、質(zhì)量和性能價(jià)格比在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中難以與國(guó)外產(chǎn)品抗衡； 資金環(huán)境方面，由于數(shù)控機(jī)床廠家都正經(jīng)歷著向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的艱難過程，經(jīng)濟(jì)效益差，流動(dòng)資金短缺；人才環(huán)境方面，數(shù)控產(chǎn)業(yè)的優(yōu)秀人才和其它高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)一樣也出現(xiàn)了向國(guó)外、外資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)流失的趨勢(shì)，造成了數(shù)控技術(shù)人才的匱乏；企業(yè)環(huán)

78、境方面， 由于國(guó)有企業(yè)轉(zhuǎn)型尚未完成，企業(yè)經(jīng)營(yíng)機(jī)制落后，導(dǎo)致企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)效率低下，使得數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)難以適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；這是影響企業(yè)發(fā)展的最根本的因素。</p><p>　　國(guó)外數(shù)控機(jī)床的研究概況</p><p>　　市場(chǎng)的開放性和全球化，促使機(jī)床產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，而決定機(jī)床產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的指標(biāo)是產(chǎn)品的上市時(shí)間(Time)、產(chǎn)品質(zhì)量(Qual i ty)、成本(Cost)、創(chuàng)新能力(Creat

79、ion)和服務(wù)(Service)。用戶在追求高質(zhì)量產(chǎn)品的同時(shí)，會(huì)更多地追求低的價(jià)格和短的交貨期。這就要求企業(yè)改變過去傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和管理模式，最大限度地利用虛擬設(shè)計(jì)手段，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，降低成本，并努力縮短交貨期，同時(shí)還需要快速響應(yīng)市場(chǎng)和用戶的變化，利用有利時(shí)機(jī)快速搶占市場(chǎng)。美國(guó)制造業(yè)在20世紀(jì)50至60年代主要以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模作為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的第一要素， 而在70年代競(jìng)爭(zhēng)力的第一要素為降低生產(chǎn)成本，80年代為提高產(chǎn)品質(zhì)量，90年

80、代為市場(chǎng)響應(yīng)速度。所以現(xiàn)代每個(gè)企業(yè)都期望通過提高自身的科技含量，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和手段，以加快設(shè)計(jì)速度，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)床虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)就是為適應(yīng)這種形勢(shì)的變化而提出來(lái)的?！? 20世紀(jì)30年代，德國(guó)切削物理學(xué)家薩洛蒙(Carl．J．Salomon)博士指出，在常規(guī)的切削速度范圍內(nèi)，切削溫度隨著切削速度的增大而升高；但當(dāng)切削速度增大到一‘定程度后，切削溫度隨著切削速度的</p><p>　　1．以高速

81、化為先導(dǎo)，提高數(shù)控機(jī)床的綜合性能。</p><p>　　2．加快數(shù)控機(jī)床向高效柔性化和高精化發(fā)展的步伐，推進(jìn)納米級(jí)精度機(jī)床 工程的規(guī)和實(shí)施。</p><p>　　3．加強(qiáng)發(fā)展多功能復(fù)合加工的數(shù)控機(jī)床來(lái)提高單件和中小批量生產(chǎn)的加工精度和高效柔性化。</p><p>　　4．對(duì)于中大批量生產(chǎn)、發(fā)展快速重組制造系統(tǒng)和可重構(gòu)機(jī)床將是一個(gè)合理的解決方案。&

82、lt;/p><p>　　5．發(fā)展網(wǎng)絡(luò)制造單元以適應(yīng)數(shù)字化企業(yè)的構(gòu)建。</p><p><b>　　課題的研究意義</b></p><p>　　一個(gè)機(jī)床新產(chǎn)品的開發(fā)研制按傳統(tǒng)的方式要經(jīng)過幾個(gè)階段：產(chǎn)品設(shè)計(jì)——根據(jù)用戶提出的要求設(shè)計(jì)出圖紙：樣機(jī)制造——按照設(shè)計(jì)圖紙制造出實(shí)體樣機(jī)；性能實(shí)驗(yàn)——對(duì)制造出的樣機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否滿足用戶的要求；最后

83、還要根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行樣機(jī)評(píng)價(jià)和修改設(shè)計(jì)。這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法開發(fā)研制周期長(zhǎng)，投資消耗大，將越來(lái)越難以適應(yīng)現(xiàn)在市場(chǎng)發(fā)展的要求。而且現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展對(duì)提供工作母機(jī)的機(jī)床工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求。除了要求機(jī)床重量輕、成本低、使用方便和具有良好的加工工藝性以外，還著重要求機(jī)床具有越來(lái)越高的加工性能。機(jī)床的mT性能包括其加工質(zhì)量和金屬切除率兩個(gè)重要方面，通常用被加工零件能達(dá)到的最高精確度和表面光潔度來(lái)評(píng)定機(jī)床的加工質(zhì)量，用金屬切除率來(lái)評(píng)定機(jī)床的切削

84、效率。而機(jī)床的加工性能又與其動(dòng)態(tài)性能緊密相關(guān)。事實(shí)證明，隨著機(jī)床加工性能的不斷提高，對(duì)機(jī)床動(dòng)態(tài)性能的要求也越來(lái)越高。機(jī)械制造過程的高速化、精密化和自動(dòng)化，對(duì)機(jī)床的切削速度、加工精度以及穩(wěn)定性提出了更高的要求。. </p><p>　　同時(shí)，現(xiàn)代工程技術(shù)和結(jié)構(gòu)工藝的飛速發(fā)展，常常需要準(zhǔn)確而迅速的分析、預(yù)測(cè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性，尤其是分析結(jié)構(gòu)的模態(tài)特征。動(dòng)態(tài)特性是衡量機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量高低的最重要的性能指標(biāo)之一，認(rèn)識(shí)和提

85、高機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能一直是機(jī)床設(shè)計(jì)人員追求的目標(biāo)。機(jī)床結(jié)構(gòu)分析的首要工作是結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)建模，即采用有限元法(FEM)建模，由于機(jī)床是由很多部件組成，因此機(jī)床上存在著大量的結(jié)合部，這些結(jié)合部的接觸剛度對(duì)機(jī)床的剛度影響很大。而固有頻率和振型是機(jī)床結(jié)構(gòu)的兩個(gè)固有特性，分析和預(yù)測(cè)這兩個(gè)特性，對(duì)提高機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能具有重要意義。車銑復(fù)合加工中心的加工過程實(shí)際是安裝在刀塔上的刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程。工件——刀具組成一個(gè)彈性系統(tǒng)，由于刀具安裝在刀架上，相

86、對(duì)刀塔(立柱與刀架的組合)可以忽略，實(shí)際上相當(dāng)于工件一刀塔(立柱和刀架的組合)組成一個(gè)彈性系統(tǒng)。從加工零件的表面成形過程知道，如果車銑復(fù)合加工中心在工作時(shí)刀具與加工工件沿著預(yù)定的軌跡做準(zhǔn)確的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則能得到理想的工件輪廓形狀，否則難以滿足要求。刀塔作為彈性系統(tǒng)的元素之一，它直接影響零件表面成形運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確性?？傊?，本課題的意義在于： </p><p>　　i．縮短設(shè)計(jì)周期，在最短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出最優(yōu)的刀塔結(jié)構(gòu)。

87、</p><p>　　2．減少物質(zhì)的浪費(fèi)，用最少的材料設(shè)計(jì)出滿足加工精度的刀塔結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3．為解決同類問題即關(guān)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗振性問題，提供一種研究方法。</p><p>　　2主題部分?。U明課題的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向，以及對(duì)這些問題的評(píng)述）</p><p>　　一、立式車銑復(fù)合機(jī)床　　沈陽(yáng)機(jī)床展出了VTC25014

88、0m立式車銑中心(見圖l)，VTC250140m立式車銑中心是沈陽(yáng)機(jī)床并購(gòu)德國(guó)希斯公司后，借鑒其先進(jìn)、成熟的制造技術(shù)合力打造的一款國(guó)內(nèi)高端產(chǎn)品。2008年底，產(chǎn)品進(jìn)入研發(fā)設(shè)計(jì)階段，2009年下半年正式進(jìn)入市場(chǎng)。該款產(chǎn)品盡管性能已達(dá)國(guó)內(nèi)一流，但價(jià)格卻相對(duì)減少1／2，超高的性價(jià)比，使其在進(jìn)入市場(chǎng)不到一年的時(shí)間里，得到用戶青睞，已獲13臺(tái)訂單合同。廣泛應(yīng)用于航天、船舶、風(fēng)電等國(guó)家重點(diǎn)領(lǐng)域，產(chǎn)品已出口至美國(guó)、日本、印度等國(guó)家。　　　　二、臥式

89、車銑復(fù)合機(jī)床　國(guó)內(nèi)外多家主機(jī)廠展出了臥式車銑復(fù)合機(jī)床產(chǎn)品，其中大連機(jī)床集團(tuán)的展品CHD25A車銑復(fù)合中心、大連科德的展品KDW-4200FH、大隈的展品MULTUSB300最有特點(diǎn)，下面逐一介紹：　　1)大連機(jī)床集團(tuán)的展出了CHD25A車銑復(fù)合中心(見圖2)，主要適用于軍工、航空、航天等企業(yè)形狀復(fù)雜、加工精度要求較高的零件的加工?！　　　?)大連科德數(shù)控有限公司展出的KDW-4200FH型14軸5聯(lián)動(dòng)臥式車銑復(fù)合加工中心(見圖3)

90、，該機(jī)床可實(shí)現(xiàn)高速銑削及鉆削功能、高速車削功能、多工位刀塔，可對(duì)</p><p><b>　　發(fā)展趨勢(shì)</b></p><p>　　從趨勢(shì)上看，主要向以下幾個(gè)方向發(fā)展：</p><p>　?。?）更高工藝范圍。</p><p>　　通過增加特殊功能模塊，實(shí)現(xiàn)更多工序集成。例如將齒輪加工、內(nèi)外磨削加工、深孔加工、型腔加工、

91、激光淬火、在線測(cè)量等功能集成到車銑中心上，真正做到所有復(fù)雜零件的完整加工。</p><p><b>　?。?）更高效率。</b></p><p>　　通過配置雙動(dòng)力頭、雙主軸、雙刀架等功能，實(shí)現(xiàn)多刀同時(shí)加工，提高加工效率。</p><p><b>　　（3）大型化。</b></p><p>　　由于

92、大型零件一般多是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要求加工的部位和工序較多、安裝定位也較費(fèi)時(shí)費(fèi)事的零件，而車銑復(fù)合加工的主要優(yōu)點(diǎn)之一是減少零件在多工序和多工藝加工過程中的多次重新安裝調(diào)整和夾緊時(shí)間，所以采用車銑中心進(jìn)行復(fù)合加工比較有利。所以目前五軸車銑復(fù)合加工中心正向大型化發(fā)展。例如沈陽(yáng)機(jī)床的HTM125系列車銑中心，回轉(zhuǎn)直徑達(dá)到1250mm,加工長(zhǎng)度可以達(dá)到10000mm,非常適合大型船用柴油機(jī)曲軸的車銑加工。</p><p>　?。?/p>

93、4）結(jié)構(gòu)模塊化和功能可快速重組。</p><p>　　車銑中心的功能可快速重組是其能快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，并能搶占市場(chǎng)的重要條件，而結(jié)構(gòu)模塊化是五軸車銑中心功能可快速重組的基礎(chǔ)。一些技術(shù)先進(jìn)的廠家（如德國(guó)DMG、奧地利的WFL、日本的MAZAK公司等）的許多產(chǎn)品都已實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)，并正在向如何實(shí)現(xiàn)功能快速重組的方面努力。</p><p>　　評(píng)述 車銑復(fù)合機(jī)床作為一種適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)多品種

94、、小批量、個(gè)性化發(fā)展需求的新技術(shù)，正越來(lái)越受到機(jī)床行業(yè)的重視，已經(jīng)成為未來(lái)機(jī)床的一個(gè)重要發(fā)展方向。雖然我國(guó)車銑復(fù)合機(jī)床取得一些成果，但是我們和國(guó)外同類產(chǎn)品還有很大差距，只有走自主研發(fā)、不斷創(chuàng)新的道路，我國(guó)車銑復(fù)合機(jī)床技術(shù)才能得到真正的提高。我們有理由相信車銑復(fù)合機(jī)床發(fā)展會(huì)在近一次飛躍!</p><p>　　3總結(jié)部分（將全文主題進(jìn)行扼要總結(jié)，提出自己的見解并對(duì)進(jìn)一步的發(fā)展方向做出預(yù)測(cè)）</p>&

95、lt;p>　　車銑加工可以更加提高自己產(chǎn)品的質(zhì)量，也提高了生產(chǎn)效率，增強(qiáng)自己的競(jìng)爭(zhēng)能力。我國(guó)的車銑在很多地方還有很大的不足。在a動(dòng)力刀塔、軸刀架、電主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、電氣控制等關(guān)鍵功能部件全部依賴進(jìn)口，關(guān)鍵技術(shù)還沒有掌握；b)國(guó)內(nèi)一些骨干企業(yè)已經(jīng)掌握了車銑復(fù)合機(jī)床基本結(jié)構(gòu)原理及控制技術(shù)，關(guān)鍵差距之處在機(jī)床的制造水平、精度、機(jī)床穩(wěn)定性、機(jī)床平均無(wú)故障時(shí)問及機(jī)床應(yīng)用領(lǐng)域基礎(chǔ)研究等；c)市場(chǎng)占用率低，實(shí)際應(yīng)用少。從而使我國(guó)的車銑機(jī)床非常依

96、賴國(guó)外企業(yè)，我國(guó)在這個(gè)方面自主能力比較低。我們一定要大力發(fā)展科學(xué)技術(shù)，參考國(guó)外成熟的有關(guān)車銑方面的資料，參加各種有關(guān)科學(xué)的國(guó)際會(huì)議，引進(jìn)國(guó)外的科學(xué)人才，提高我國(guó)的在車銑技術(shù)。在車銑方面，我們也要加大人力物力的進(jìn)行研究，找出適合于我國(guó)的方法。國(guó)家也應(yīng)該發(fā)布有利于我國(guó)的在車銑的政策，盡量在自己的國(guó)家的企業(yè)盡量支持自己的國(guó)貨。我國(guó)企業(yè)也要努力提高自己的產(chǎn)品質(zhì)量，在搞好國(guó)際關(guān)系的同時(shí)，尋去自己的銷售渠道。我想這樣我國(guó)車銑復(fù)合機(jī)床將會(huì)更進(jìn)一步的飛

97、躍。我國(guó)應(yīng)該現(xiàn)在產(chǎn)品開發(fā)和交貨周期；產(chǎn)品性能、機(jī)床質(zhì)量和可靠性較差；企業(yè)體制國(guó)際化加大改進(jìn)。</p><p><b>　　4參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]．楊棣，唐恒齡，‘廖伯瑜編。機(jī)床動(dòng)力學(xué)(I)、機(jī)床動(dòng)力學(xué)(II)[M]．北京：-機(jī)械工業(yè)出</p><p>　　版社，1983．6 </p><p>　　

98、[2]．跨世紀(jì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究課題組?？缡兰o(jì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]．機(jī)</p><p>　　械科學(xué)研究院，2001．1 1 </p><p>　　[3]．力學(xué)參考資料(九)[J]．重慶：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社重慶分社，1978．6 </p><p>　　[4]．清華大學(xué)工程力學(xué)系固體力學(xué)教研組．機(jī)械振動(dòng)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980 8 <

99、/p><p>　　[5].許軍.劉克非實(shí)現(xiàn)微小型回轉(zhuǎn)體零件完整加工的技術(shù)[期刊論文]-裝備制造技術(shù) 2009(11) </p><p>　　[6].溫良.肖鍵車銑復(fù)合技術(shù)在航空系統(tǒng)件上的應(yīng)用[期刊論文]-航空制造技術(shù) 2009(12) </p><p>　　[7].劉克非.劉海生.李春平.張之敬微小型座體零件的車銑加工技術(shù)[期刊論文]-機(jī)械工程師 2007(7) <

100、;/p><p>　　[8].劉克非.張之敬.周敏.劉志兵復(fù)雜微小型工件的完整加工工藝分析[期刊論文]-制造技術(shù)與機(jī)床 2007(7) </p><p>　　[9].張之敬.金鑫.周敏精密微小型制造理論、技術(shù)及其應(yīng)用[期刊論文]-機(jī)械工程學(xué)報(bào) 2007(1) </p><p>　　[10].劉克非.張良斌.李春平.張之敬基于車銑技術(shù)的微小型零件完整加工[期刊論文]-湖北工

101、業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2007(2) </p><p>　　[11].張軍基于成組技術(shù)(GT)的數(shù)控編程技術(shù)研究[期刊論文]-機(jī)電元件 2005(4)</p><p><b>　　開題報(bào)告</b></p><p>　　車床功能部件開發(fā)----功能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　1選題的背景、意義國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中仍處于較低水平。&

102、lt;/p><p><b>　　1.0選題的背景</b></p><p>　　隨著改革開放，我國(guó)越來(lái)越重視國(guó)際化的發(fā)展，相應(yīng)的我國(guó)的數(shù)控車床也在快速的發(fā)展，成為世界上機(jī)床產(chǎn)量最高的國(guó)家。但是我國(guó)數(shù)控車床在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也面臨著嚴(yán)峻的形勢(shì)。由于我國(guó)起步比較晚，所以在與數(shù)控車床的技術(shù)與信息相應(yīng)也比較滯后：比如1.國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)及伺服和驅(qū)動(dòng)技術(shù)比世界先進(jìn)水平落后，設(shè)計(jì)手段及設(shè)計(jì)工具落后

103、，元器件應(yīng)用水平落后，在基礎(chǔ)零件供應(yīng)及工藝過程可靠性保障等方面都存在很大差距。2.產(chǎn)品開發(fā)和交貨周期長(zhǎng)，產(chǎn)品性能、機(jī)床質(zhì)量和可靠性較差，手段老化、缺少創(chuàng)新。3. 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展缺少共同的軟件規(guī)范和支撐平臺(tái)。4. 國(guó)有企業(yè)轉(zhuǎn)型尚未完成，企業(yè)經(jīng)營(yíng)機(jī)制落后，導(dǎo)致企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)效率低下，使得數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)難以適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。</p><p>　　由于國(guó)外市場(chǎng)的開放性和全球化，產(chǎn)品的上市時(shí)間(Time)、產(chǎn)品質(zhì)量(Qual

104、i ty)、成本(Cost)、創(chuàng)新能力(Creation)和服務(wù)(Service)得到了很大的改善。美國(guó)制造業(yè)在20世紀(jì)50至60年代主要以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模作為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的第一要素， 而在70年代競(jìng)爭(zhēng)力的第一要素為降低生產(chǎn)成本，80年代為提高產(chǎn)品質(zhì)量，90年代為市場(chǎng)響應(yīng)速度。所以現(xiàn)代每個(gè)企業(yè)都采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和手段，以加快設(shè)計(jì)速度，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。從而出現(xiàn)了劃時(shí)代的產(chǎn)品—加工中心。加工中心具有很多優(yōu)點(diǎn)，它能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀(ATC)

105、、自動(dòng)換工件(AWC)， 能實(shí)現(xiàn)銑、鉆、鏜、攻絲甚至磨削工序等的復(fù)合，還具有多軸聯(lián)動(dòng)、加工任意曲面并可代替鉆床、銑床、鏜床等的功能，因此對(duì)于復(fù)雜零件的加工，加工中心的“特長(zhǎng)”可以得到充分發(fā)揮，其數(shù)量和使用范圍得以不斷增加和擴(kuò)大。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)控機(jī)床發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)是：在掌握數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)后，要在政府的支持下，在科研開發(fā)上進(jìn)行扶持，直接給企業(yè)提供科研貸款，限制進(jìn)口機(jī)床產(chǎn)品，保護(hù)本國(guó)機(jī)床工業(yè)整體利益，企業(yè)要大力開拓市場(chǎng)，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。為了加速

106、振興我國(guó)的機(jī)床制造業(yè)，我們應(yīng)該在下面幾個(gè)方</p><p>　　1．改變過去傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和管理模式，最大限度地利用虛擬設(shè)計(jì)手段，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，降低成本，并努力縮短交貨期，同時(shí)還需要快速響應(yīng)市場(chǎng)和用戶的變化，利用有利時(shí)機(jī)快速搶占市場(chǎng)。</p><p>　　2.以國(guó)外的信息和經(jīng)驗(yàn)提高數(shù)控機(jī)床的綜合性能，以及高效柔性化和高精化發(fā)展。</p><p>　　3.

107、提高機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化發(fā)展。</p><p>　　4．發(fā)展網(wǎng)絡(luò)制造單元以適應(yīng)數(shù)字化企業(yè)的構(gòu)建。</p><p><b>　　1．1課題的意義</b></p><p>　　傳統(tǒng)的開發(fā)研制一個(gè)機(jī)床新產(chǎn)品所需要的開發(fā)研制周期長(zhǎng)，投資消耗大。但是隨著經(jīng)濟(jì)水和生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越注重產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)周期，這就對(duì)機(jī)床工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求

108、。除了要求機(jī)床重量輕、成本低、使用方便和具有良好的加工工藝性以外，還著重要求機(jī)床具有越來(lái)越高的加工性能。我們都知道機(jī)床的綜合性能主要由加工質(zhì)量和金屬切除率所決定。機(jī)械制造過程的高速化、精密化和自動(dòng)化，對(duì)機(jī)床的切削速度、加工精度以及穩(wěn)定性提出了更高的要求。動(dòng)態(tài)特性是衡量機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量高低的最重要的性能指標(biāo)之一，認(rèn)識(shí)和提高機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能一直是機(jī)床設(shè)計(jì)人員追求的目標(biāo)。機(jī)床結(jié)構(gòu)分析的首要工作是結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)建模，即采用有限元法(FEM)建模，由于機(jī)

109、床是由很多部件組成，因此機(jī)床上存在著大量的結(jié)合部，這些結(jié)合部的接觸剛度對(duì)機(jī)床的剛度影響很大。而固有頻率和振型是機(jī)床結(jié)構(gòu)的兩個(gè)固有特性，分析和預(yù)測(cè)這兩個(gè)特性，對(duì)提高機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能具有重要意義。車銑復(fù)合加工中心的加工過程實(shí)際是安裝在刀塔上的刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程。工件——刀具組成一個(gè)彈性系統(tǒng)，由于刀具安裝在刀架上，相對(duì)刀塔可以忽略，實(shí)際上相當(dāng)于工件一刀塔組成一個(gè)彈性系統(tǒng)。從加工零件的表面成</p><p>　　

110、i．縮短設(shè)計(jì)周期，在最短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出最優(yōu)的刀塔結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2．減少物質(zhì)的浪費(fèi)，用最少的材料設(shè)計(jì)出滿足加工精度的刀塔結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3．為解決同類問題即關(guān)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗振性問題，提供一種研究方法。</p><p>　　2相關(guān)研究的最新成果及動(dòng)態(tài) </p><p>　　多功能刀塔的開發(fā)以及在聯(lián)動(dòng)機(jī)床的應(yīng)用，從而為聯(lián)

111、動(dòng)機(jī)床的開發(fā)提供前提。使聯(lián)動(dòng)機(jī)床發(fā)展得到一定程度?，F(xiàn)在出現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，六軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床已有初步的模型。人們?cè)絹?lái)越注重多功能刀塔的開發(fā)，但頂板一直是一個(gè)比較重要的地方，也是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)薄弱的環(huán)節(jié)。從而人們正在努力設(shè)計(jì)和核對(duì)頂板的各種力參數(shù)，已達(dá)到生產(chǎn)所需的要求。</p><p>　　3課題的研究?jī)?nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、研究難點(diǎn)及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)</p><p><b>　　

112、研究?jī)?nèi)容：</b></p><p>　　參閱中文相關(guān)文獻(xiàn)和外文專題文獻(xiàn)。</p><p>　　根據(jù)所得的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算刀塔尺寸的大小并對(duì)刀塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜動(dòng)剛度的檢驗(yàn)，刀塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析及設(shè)計(jì)優(yōu)化條件，對(duì)刀塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。</p><p>　　應(yīng)用CAD技術(shù)繪制刀塔結(jié)構(gòu)的零件圖與裝配圖。</p><p>　　閱讀寫說明書相關(guān)內(nèi)容，根

113、據(jù)所作的刀塔結(jié)構(gòu)做出相應(yīng)的說明書。</p><p><b>　　課題的技術(shù)路線</b></p><p>　　本課題在有限元分析前做了大量的準(zhǔn)備工作，先根據(jù)機(jī)床的二維圖紙和設(shè)計(jì)</p><p>　　參數(shù)，對(duì)車銑復(fù)合加工中心的切削力進(jìn)行估算，為隨后的靜動(dòng)態(tài)分析做準(zhǔn)備； 分析需要解決和改進(jìn)的技術(shù)問題的原因及實(shí)現(xiàn)方案，然后通過軟件對(duì)刀塔結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行

114、動(dòng)力學(xué)仿真分析，就相應(yīng)的刀塔結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)問題進(jìn)行分析研究，從而得出相應(yīng)的分析計(jì)算結(jié)果。</p><p><b>　　研究難點(diǎn)</b></p><p><b>　　刀塔頂板設(shè)計(jì)制造.</b></p><p>　　2.由于刀塔結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，設(shè)計(jì)工作帶來(lái)一定的麻煩。</p><p>　　3．通過軟件的得的數(shù)