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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 Ⅰ 頁(yè) 共 Ⅰ 頁(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)：
設(shè)計(jì)(論文)題目：
CK6150數(shù)控車床主軸箱設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師:
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
摘要 本文主要介紹了數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)、組成、分類、應(yīng)用范圍及其對(duì)ck6150數(shù)控車床主軸箱進(jìn)行的研究分析，論述了我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的過去、現(xiàn)狀，對(duì)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討, 提出了我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的對(duì)策。
關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床 主軸箱 發(fā)展 對(duì)策
1 數(shù)控車床
數(shù)控是數(shù)字控制的簡(jiǎn)稱，是利用數(shù)字化信息來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的方法。數(shù)控機(jī)床是指采用數(shù)字化信息控制的機(jī)床。數(shù)控技術(shù)不僅用于機(jī)床的控制，還可用于控制其他設(shè)備。下面我們先來介紹一下數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)、組成、分類及其應(yīng)用范圍。
1.1 特點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床是新型的自動(dòng)化機(jī)床，它具有良好的通用性和較高的自動(dòng)化程度，數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化的重要裝置之一，是發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床在以下的零件加工中更能顯示出它的優(yōu)越性。它們是：a、批量小而又多次生產(chǎn)的零件；b、幾何形狀復(fù)雜的零件；c、在加工過程中具有多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)功能；d、切削余量大的零件；e、公差帶范圍小的零件；f、工藝設(shè)計(jì)變化的零件；g、加工過程中的錯(cuò)誤會(huì)造成嚴(yán)重浪費(fèi)的貴重零件；h、需全部檢測(cè)的零件等。概括起來，數(shù)控機(jī)床具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：(1)提高加工精度，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；(2)提高生產(chǎn)效率；(3)提高了加工零件的適應(yīng)性、靈活性；(4)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度；(5)提高生產(chǎn)管理水平［1］。
1.2 組成及分類
數(shù)控機(jī)床一般由4個(gè)部分組成：控制介質(zhì)、控制裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床主體組成。各組成部分各有其作用和特點(diǎn)。
目前，數(shù)控機(jī)床品種齊全，規(guī)格繁多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已有400多種規(guī)格。為了研究數(shù)控機(jī)床，可以按照多種原則來進(jìn)行分類。歸納起來，通常按下面5種原則來分類：
（1）按工藝用途分類：a、普通數(shù)控機(jī)床；b、數(shù)控加工中心機(jī)床；c、多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床。
（2）按控制系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的控制方式分類：a、點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床；b、點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床；c、輪廓控制數(shù)控機(jī)床。
（3）按伺服系統(tǒng)的控制方式分類：a、開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床；b、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床；c、半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床；d、開環(huán)補(bǔ)償型數(shù)控機(jī)床。
（4）按數(shù)控裝置分類:a、硬線數(shù)控；b、軟線數(shù)控。
（5）按功能水平分類：a、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床；b、中檔型數(shù)控機(jī)床；c、高檔型數(shù)控機(jī)床［2］。
1.3 應(yīng)用范圍:
主要用于加工高精度回轉(zhuǎn)體類型零件,如軸類、盤類、套類,以及高精度的各種規(guī)格的內(nèi)外螺紋,可一次裝夾完成外形及內(nèi)孔的加工［3］。
2 主軸箱的研究分析
機(jī)床是機(jī)械制造行業(yè)中最基本的設(shè)備, 隨著制造業(yè)高效率、高精度、高柔性發(fā)展的需要, 人們對(duì)機(jī)床提出了越來越高的要求, 主軸箱又是機(jī)床很重要的一個(gè)部件, 因此, 很有必要對(duì)它的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究。主軸箱結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性主要包括振動(dòng)固有頻率、阻尼比和振型［4］。
隨著機(jī)床向高速化、高精度發(fā)展, 人們對(duì)主軸箱提出了越來越高的要求, 通過對(duì)主軸箱動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析研究, 準(zhǔn)確得到其動(dòng)態(tài)參數(shù), 是滿足機(jī)床現(xiàn)代發(fā)展需求的有效途徑。對(duì)于主軸箱的固有動(dòng)態(tài)特性, 已有學(xué)者做過分析研究, 但這些分析都存在不全面的問題［5］。如對(duì)主軸箱進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)試分析,缺少理論分析結(jié)果;對(duì)整機(jī)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析, 從整機(jī)角度去分析主軸箱的動(dòng)態(tài)特性, 沒針對(duì)性的對(duì)主軸箱本身固有動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析研究［6］。因此, 為了全面分析主軸箱動(dòng)態(tài)特性, 掌握準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)參數(shù), 本文建立主軸箱有限元模型, 采用Lanczos法有限元模態(tài)分析對(duì)CK6150型數(shù)控車床主軸箱進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性研究, 并用模態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了有限元模態(tài)分析的正確性, 說明有限元模態(tài)分析得到的動(dòng)態(tài)參數(shù)是準(zhǔn)確的, 為進(jìn)一步結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供了理論依據(jù)［7］。
3 我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的過去、現(xiàn)狀及未來
3.1 數(shù)控機(jī)床發(fā)展的過去、現(xiàn)狀
我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直受到國(guó)家經(jīng)濟(jì)狀況、數(shù)控技術(shù)發(fā)展水平與國(guó)家扶持政策的制定等三大因素的影響［8］, 自年1958年以來, 中國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展劃分為三個(gè)階段：(1)初始階段。中國(guó)的數(shù)控機(jī)床發(fā)展起步于1958年, 經(jīng)歷了20余年的初始階段。(2)穩(wěn)步發(fā)展階段一引進(jìn)、消化吸收、國(guó)產(chǎn)化與自行開發(fā)階段。自從1980年以來, 中國(guó)執(zhí)行了“六五” 、“七五” 、“八五” , 三個(gè)五年計(jì)劃。在這個(gè)期間, 在改革開發(fā)的政策指導(dǎo)下, 國(guó)家大力支持機(jī)床行業(yè), 通過引進(jìn)技術(shù)發(fā)展數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)。(3)曲折發(fā)展階段。1994年至1998年由于東南亞金融危機(jī),我國(guó)經(jīng)濟(jì)軟著陸及國(guó)內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)疲軟等綜合因素的影響, 事實(shí)上, 國(guó)內(nèi)機(jī)床市場(chǎng)容量呈下降趨勢(shì), 而且國(guó)產(chǎn)機(jī)床的市場(chǎng)占有早有所下降, 機(jī)床工具行業(yè)連續(xù)五年負(fù)增長(zhǎng)［9］。1999年3月份, 全行業(yè)開始恢復(fù)性增長(zhǎng), 1999年至6月份開始出現(xiàn)兩位數(shù)增長(zhǎng), 其中數(shù)控產(chǎn)品增長(zhǎng)占主導(dǎo)地位到2000年一年全行業(yè)總產(chǎn)值將已經(jīng)到320億元。
3.2 數(shù)控機(jī)床發(fā)展的未來
由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展, 推動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)更快的更新?lián)Q代“世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用機(jī)豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)”開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性, 并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向大大發(fā)［10］。近幾年許多國(guó)家紛紛研究開發(fā)這種系統(tǒng), 如美國(guó)科學(xué)制造中心（NCMS）與空軍共同領(lǐng)導(dǎo)的“下一代工作站機(jī)床控制器體系結(jié)構(gòu)”O(jiān)NGC［11］。歐共體的自動(dòng)化系統(tǒng)中開放式體系結(jié)構(gòu)OOSACA, 日本的OSEC計(jì)劃等［12］。開發(fā)研究成果已得到應(yīng)用。如Cincinnati-Milacron公司從1995年開始在其生產(chǎn)的加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床等產(chǎn)品中采用了開放式體系結(jié)構(gòu)的A2100系統(tǒng)。新一代數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)水平大大提高, 促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床性能向高精度、高速度、高柔性化方向發(fā)展［13］。
4 對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床提出的一些對(duì)策
(1)繼續(xù)強(qiáng)化企業(yè)體制和機(jī)制的創(chuàng)新,培育一批市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的新型企業(yè)［14］。(2)加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的力度,大力發(fā)展功能部件產(chǎn)業(yè)。我國(guó)歷來只重視主機(jī),而忽視“中場(chǎng)”產(chǎn)業(yè),造成我國(guó)數(shù)控機(jī)床的功能部件,要么質(zhì)差、性能不及國(guó)外名牌。為此,我國(guó)應(yīng)大力發(fā)展功能部件產(chǎn)業(yè),凡是屬于精密機(jī)械部件性質(zhì)的功能部件要在短期內(nèi)爭(zhēng)取在質(zhì)量和性能上趕上和超過國(guó)外名牌。我國(guó)在這方面還是很有潛力的，關(guān)鍵是要轉(zhuǎn)變觀念［15］。此外,還要把技術(shù)發(fā)展上遠(yuǎn)比機(jī)床落后的數(shù)控刀具產(chǎn)業(yè)搞上去,(3)推行“官、產(chǎn)、學(xué)、研、用 ”相結(jié)合的國(guó)家下一代數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)攻關(guān)計(jì)劃, 攻克下一代數(shù)控機(jī)床的一系列技術(shù)難題。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 文懷興. 數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)踐指南[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2008.
[2] 陳嬋娟. 數(shù)控車床設(shè)計(jì)/現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)叢書[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2006.
[3] 徐灝. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1995.
[4] 葉偉昌. 機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè)) [M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2001.
[5] 葉偉昌. 機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè)) [M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2001.
[6] 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社，2004.
[7] 成大先編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社出版，2002.
[8] 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.
[9] 王伯平. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.
[10] 袁國(guó)定，朱洪海. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 南京：東南大學(xué)出版社，2000.
[11] 全國(guó)數(shù)控培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)天津分中心．?dāng)?shù)控機(jī)床[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2002.
[12] 林宋. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社出版，2002.
[13] 張俊生．金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.
[14] 彭曉南．?dāng)?shù)控技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.
[15] 余仲裕．?dāng)?shù)控機(jī)床維修[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2005.
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２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
本課題要研究或解決的問題:
某企業(yè)需要購(gòu)置一批具有較好剛性的CK6150系列數(shù)控車床以滿足生產(chǎn)需求。該數(shù)控車床主軸最低轉(zhuǎn)速為70rpm，最高轉(zhuǎn)速為1400rpm，半自動(dòng)換檔變速，主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)為12級(jí)。
研究手段:
1.熟悉圖紙了解加工要求；
2.了解鋁合金箱體的最基本的加工方法；
3.了解箱體類零件機(jī)加工工藝路線；
4.根據(jù)不同的生產(chǎn)綱領(lǐng)了解不同的加工方法
5.編制出與相應(yīng)的生產(chǎn)綱領(lǐng)的機(jī)加工工序卡及夾具的設(shè)計(jì)；
6.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書；
7.通過對(duì)機(jī)加工工序卡熟悉工藝設(shè)計(jì)的全過程；
8.通過設(shè)計(jì)把所學(xué)基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去；
9.通過設(shè)計(jì)提高自己分析問題和解決問題的能力；
10.能為今后的工作打下一個(gè)好的基礎(chǔ)。
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指導(dǎo)教師意見：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：
閱讀了大量關(guān)于數(shù)控機(jī)床方面的書籍，對(duì)數(shù)控車床的特點(diǎn)、組成及分類、應(yīng)用范圍、數(shù)控車床主軸箱的研究分析、我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的過去、現(xiàn)狀及未來、對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床提出的一些對(duì)策等有了初步的認(rèn)識(shí)，為數(shù)控車床的設(shè)計(jì)做了一些基礎(chǔ)工作。
2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
通過對(duì)本課題的研究使學(xué)生的基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)、技術(shù)水平以及實(shí)際應(yīng)用能力和文字、語(yǔ)言表達(dá)能力得到鍛煉，是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論技能知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的重要階段，是培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)。
通過本課題的研究使學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)如何查找文獻(xiàn)、如何進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)、校核、定稿等等。綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝、公差、機(jī)械制圖CAD等知識(shí)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床部件的設(shè)計(jì)。完成3張0號(hào)圖紙，1.2萬字的條理清楚的說明書。
指導(dǎo)教師：
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
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