數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-開題報(bào)告

南京工程學(xué)院 工 業(yè) 中 心 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題目： 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： D 機(jī)加工 121 學(xué) 號(hào)： 231120332 學(xué)生姓名： 衛(wèi)佳華 指導(dǎo)教師： 劉桂芝 2016 年 3 月 10 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開題報(bào)告 學(xué)生姓名 衛(wèi)佳華 學(xué) 號(hào) 231120332 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓名 劉桂芝 職 稱 研究員級(jí)高工 所在院系 工業(yè) 中心 課題來源 D自擬課題 課題性質(zhì) A工程設(shè)計(jì) 課題名稱 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的 內(nèi)容和意義 采用 類比 法，進(jìn)行數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 該部件動(dòng)力輸出性能及機(jī)械性能直接影響工件的加工質(zhì)量和切削生產(chǎn)率 ,是決定機(jī)床性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要因素。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容： 1. 主軸箱的主要零件 2. 制主軸箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配圖 0 號(hào) 1 張 3. 制零件圖紙 ,紙折合 0 號(hào) （約 15 個(gè)零件） 4. 繪制主軸動(dòng)平衡圖 ,輸出功率和扭矩圖 5. 確定主軸切削扭矩 6. 主 軸受力分析及主軸最佳支承計(jì)算 7. 主軸前后軸承壽命計(jì)算 8. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 9. 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 本課題研究的意義： 本課題對(duì) 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng) 進(jìn)行了設(shè)計(jì) ，其意義如下： 1、 高速、高精是 數(shù)控車床 主傳動(dòng)系統(tǒng)的重要指標(biāo)， 高速 、 高精加工技術(shù)可極大地提高效率 ， 提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次 ， 縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力 。 2、 了解數(shù)控車床的工作原理，掌握數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程和方法，提高對(duì) 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)能力。 3、 通過運(yùn)用所學(xué)知識(shí)及查閱相關(guān)資料，提高獨(dú)立思考能力和解決問題的能力。 4、通過對(duì) 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)，優(yōu) 化了主傳動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)數(shù)控車床的廣泛應(yīng)用和推廣數(shù)控機(jī)床的改造有著深遠(yuǎn)的意義。 文獻(xiàn)綜述 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界制造業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控機(jī)床就是代表產(chǎn)品之一。目前，歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而中國從 20 世紀(jì) 80 年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是機(jī)械制造業(yè)中，普通機(jī) 械正逐漸被高效率、高精度、高自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)械所代替 1。 國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家對(duì)數(shù)控車床的研究時(shí)間較長，而且經(jīng)驗(yàn)豐富，技術(shù)水平較高，其特點(diǎn)如下：（ 1）高速高精與多軸加工成為數(shù)控車床的主流 ， 納米控制已經(jīng)成為高速高效加工的潮流 。（ 2） 多任務(wù) 、 多軸加工數(shù)控車床越來越多地應(yīng)用到航空航天 、 能源 、 汽車及船舶等行業(yè) 。（ 3） 智能化加工與監(jiān)測功能不斷擴(kuò)充 ， 車間的加工監(jiān)測與管理可實(shí)時(shí)獲取機(jī)床本身的狀態(tài)信息 ， 分析相關(guān)數(shù)據(jù) ， 預(yù)測機(jī)床的狀態(tài) ， 提前進(jìn)行相關(guān)的維護(hù) ， 避免事故的發(fā)生 ， 減少機(jī)床的故障率 ， 提高機(jī)床的利用率 。（ 4） 機(jī)床誤差檢測 與補(bǔ)償功能越來越強(qiáng)大 ， 能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)機(jī)床的補(bǔ)償測量 。 與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比 ， 對(duì)機(jī)床誤差的補(bǔ)償精度能夠提高 3 4 倍 ， 同時(shí)效率得到大幅度提升 。（ 5） 最新的 術(shù)為多軸 、多任務(wù)數(shù)控車床提供了強(qiáng)有力的支持 ， 可以大幅度提高加工效率 2。 數(shù)控車床的高精度和高速度都要靠主傳動(dòng)系統(tǒng)來保證。 主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的 , 它將主電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力變成可供主軸上刀具切削加工的切削力矩和切削速度 。 為適應(yīng)各種不同的加工及各種不同的加工方法數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有較大的調(diào)速范圍以保證加工時(shí)能選用合理 的切削用量同時(shí)主傳動(dòng)系統(tǒng)還需要有較高精度及剛度并盡可能降低噪聲 , 從而獲得最佳的生產(chǎn)率 、 加工精度和表面質(zhì)量 3。 在設(shè)計(jì)機(jī)床的主傳動(dòng)常規(guī)變速系統(tǒng)時(shí) , 當(dāng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)如轉(zhuǎn)速范圍 、 電動(dòng)機(jī)功率 、公比基本確定以后 , 通常采用圖解的方法來設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng) , 即使用轉(zhuǎn)速圖直觀地表達(dá)出傳動(dòng)系統(tǒng)中各軸的變化規(guī)律和傳動(dòng)副的速比關(guān)系 。 按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 , 只能對(duì)有限的幾種方案進(jìn)行計(jì)算和比較 , 要想取得一個(gè)最優(yōu)方案相當(dāng)困難 。 將 計(jì)方法和優(yōu)化設(shè)計(jì)的思想引入主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 , 可以在滿足一定的約束條件下 , 獲得最優(yōu)方案 4。 影響主軸系統(tǒng)動(dòng)靜剛度的因素有主軸軸承的配置、預(yù)加載荷、主軸前后軸承的支承距、主軸組的動(dòng)平衡以及主軸系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能等，必須根據(jù)具體的產(chǎn)品進(jìn)行分析計(jì)算，并制定相應(yīng)的工藝，保證達(dá)到各項(xiàng)性能指標(biāo)。軸承可以通過不同的組合來滿足各種機(jī)床的要求。在進(jìn)行機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)、精度、主軸的轉(zhuǎn)速、負(fù)載等要求，確定機(jī)床主軸軸承的配置形式，并根據(jù)承載情況確定合適載荷的軸承 5。 數(shù)控車床的主軸回轉(zhuǎn)時(shí)受各種因素的影響，瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線的位置是經(jīng)常變化的。根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理，在任何瞬時(shí)，一方面主軸繞自己的瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。另一 方面，該瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線還相對(duì)理想回轉(zhuǎn)軸線作軸向的、徑向的和傾角的運(yùn)動(dòng)。通過對(duì)數(shù)控機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)精度的研究，可以合理確定主軸回轉(zhuǎn)精度的各項(xiàng)評(píng)定指標(biāo)，綜合考慮尺寸誤差、形狀和位置誤差的影響，確定數(shù)控車床主軸的誤差范圍，為界定數(shù)控機(jī)床的加工精度范圍提供了 一種新的途徑 6。 軸的材料是決定其承載能力的重要因素，制造軸的主要材料是碳素鋼及合金鋼。為了保證軸的正常工作，對(duì)于一般機(jī)器的軸，應(yīng)進(jìn)行剛度校核，防止因軸的強(qiáng)度不夠而斷裂；對(duì)于有剛度要求的軸（如機(jī)床主軸、跨度大的蝸桿軸等），還需進(jìn)行剛度校核，防止軸工作中產(chǎn)生過大的變形 7。 主軸軸承的潤滑與密封對(duì)機(jī)床使用和維護(hù)過程中值得重視的兩個(gè)問題。良好的潤滑效果可以降低軸承的工作溫度和和延長使用壽命。密封不僅要防止灰塵屑末和切削液進(jìn)入，還要防止?jié)櫥偷男孤?在數(shù)控 機(jī)床上，主軸軸承潤滑方式有：油脂潤滑、油液循環(huán)潤滑、油霧潤滑，油氣潤滑等方 式 8。 帶傳動(dòng)可分為摩擦傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)兩類，帶傳動(dòng)中，帶為中間撓性件并靠摩擦力工作，所以能緩沖和吸振；運(yùn)行平穩(wěn)無噪聲；過載時(shí)帶在帶輪上打滑，因而可防止其它零件的損壞；可增加帶長以適應(yīng)中心距較大的工作條件 9。 同步齒形帶傳動(dòng)是一種新型的帶傳動(dòng)。它利用齒形帶的齒形與帶輪的輪齒依次嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 , 因而兼有帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) , 且無相對(duì)滑動(dòng) , 平均傳動(dòng)比較準(zhǔn)確 , 傳動(dòng)精度高 , 而且齒形帶的強(qiáng)度高、厚度小、重量輕 , 故可用于高速傳動(dòng) 10。 以上各個(gè)組成部分都是數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)中必不可少的 ，只有這些都滿足設(shè)計(jì)要求，才能使主傳動(dòng)系統(tǒng)具有更高的精度和剛度， 從而獲得最佳的生產(chǎn)率 、 加工精度和表面質(zhì)量。 參考文獻(xiàn)： 1、 馮銀蘭 . 數(shù)控設(shè)備的發(fā)展及人才狀況 . 科學(xué)之友， 2008,5： 136、 江崇民 . 數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 . 機(jī)械工程師 ， 2012,4： 98、 劉鎖 . 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 民營科技， 2013,8： 37 4、 潘越 . 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) . 煤礦機(jī)械 , 2005,4:18、 劉桂芝 . 影響機(jī)床主軸系統(tǒng)加工精度的分析 . 機(jī)械制造 與自動(dòng)化 ,2004,4:57、 張麗萍 . 影響數(shù)控車床主軸精度因素的研究 . 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造， 2007,12:127、董剛 . 機(jī)械設(shè)計(jì) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998:233、王愛玲 . 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 . 北京：國防工業(yè)出版社， 2003:186、楊景蕙 . 機(jī)械設(shè)計(jì) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1992:1470、 趙軍華 曹和平 . 對(duì)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)、進(jìn)給傳動(dòng)的探討 2007,9: 56 研究內(nèi)容 1、 確定主軸切削扭矩 機(jī)床主軸作 為機(jī)床 上一個(gè)重要的部件起著非常重要的作用，其設(shè)計(jì)直接決定著車床的加工能力 。 2、 主軸受力分析及主軸最佳支承計(jì)算 主軸部件的剛度對(duì)機(jī)床的工作性能有重大影響。影響主軸部件剛度的因素很多，其中支承跨距對(duì)其剛度的影響 巨大 ，設(shè)計(jì)過大、過小都會(huì)使其剛度降低，從而影響傳動(dòng)件的工作狀態(tài)和機(jī)床的加工效率和精 度。 3、 主軸前后軸承壽命計(jì)算 計(jì)算 軸承的受力情況與轉(zhuǎn)速，選擇合適的軸承，并且對(duì)軸承進(jìn)行預(yù)緊，再通過潤滑與密封， 保證軸承的壽命。 研究計(jì)劃 研究周期與時(shí)間安排 畢業(yè)設(shè)計(jì)起止日期： 一周 第十五周） 第 1 周 (收集資料，學(xué)習(xí)有關(guān)書籍文獻(xiàn)。 第 2 周 (搜集設(shè)計(jì)過程中所要遵照的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行學(xué)習(xí)，提出初步設(shè)計(jì)所采用的方案； 第 3 周 (成開題報(bào)告及外文材料翻譯； 第 4 周 (成試驗(yàn)機(jī)的三維草圖設(shè)計(jì)及摩擦系數(shù)的計(jì)算； 第 5 周 (成裝配圖草圖設(shè)計(jì)； 第 6 周 (行各零部件設(shè)計(jì)，進(jìn)行機(jī)械制圖工作 第 7 周 (業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查 第 8 周 (行 制零件 圖 第 9 周 (成零件圖繪制，同期準(zhǔn)備論文的撰寫 第 10 周 (成裝配圖、零件圖的繪制 第 11 周 (交論文初稿 第 12 周 (改論文并定稿 第 13 周 (文評(píng)審 第 14 周 (辯資格確定 第 15 周 (業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯