臥式重型數(shù)控車床機床液壓系統(tǒng)設(shè)計帶開題報告.zip
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一、選題依據(jù)
1.論文(設(shè)計)題目
臥式重型數(shù)控車床機床液壓系統(tǒng)設(shè)計
2.研究領(lǐng)域
機械制造及自動化——流體傳動與控制
3. 論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值:
臥式重型數(shù)控車床在當今的裝備制造業(yè)已經(jīng)占有了重要的地位,成為機械加工行業(yè)的主要設(shè)備之一,得到了越來越廣泛的使用。
臥式重型數(shù)控車床技術(shù)含量高,剛性強,精度穩(wěn)定,高效節(jié)能,功率大,適用于強力或高速切削加工直徑 較大的重型機械零件,如大型法蘭、重型軸件和管件、各種閥門、汽輪機配件等等,廣泛應(yīng)用于風電、石油、化工、造紙、紡織、礦山、船舶、航空、橡膠、模具、汽車配件、加工如汽輪機轉(zhuǎn)子、圍帶、發(fā)電機、水輪機轉(zhuǎn)子、機器主軸、卷揚機等等機械制造加工業(yè)。
目前的社會都在向著機械化發(fā)展,大量的機械產(chǎn)品被應(yīng)用到了很多的領(lǐng)域, 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,臥式重型數(shù)控機床液壓系統(tǒng)的應(yīng)用也非常的廣泛,尤其是在改造升級車間的自動化程度,大力發(fā)展制造業(yè),更加顯示出了這門技術(shù)的重要。對其應(yīng)用我們從以前的懵懂變成了如今的了解,這使我們可以更加準確的使用它,從而發(fā)揮出它更多的價值來推動我們社會的發(fā)展。
4.目前研究的概況和發(fā)展趨勢
我國機床事業(yè)是從無到有,逐漸發(fā)展起來的。從 1956 年開始自行設(shè)計、制造了機床并得到很大發(fā)展。如北京、上海、遼寧、山東、江蘇等發(fā)展很快,西北、西南地區(qū)也又新的發(fā)展。國家又重點安排了一批工廠,如大連機床廠、常州機床廠、大河機床廠、長沙機床廠、上海第十機床廠等 20 多個工廠生產(chǎn)機床通用部件,為全國各地機械加工部門用機床自己武裝自己創(chuàng)造了非常有利的條件。許多工廠在大搞技術(shù)改造、設(shè)備更新、質(zhì)量翻新的熱潮中,制造了大量的機床及其自動線,成倍地提高了勞動生產(chǎn)率,保證了產(chǎn)量和質(zhì)量,降低了成本。目前,我國大多數(shù)省、市、自治區(qū)都能設(shè)計并制造機床及其自動線,產(chǎn)量、質(zhì)量和技術(shù)水平都在不斷提高。用我國自行設(shè)計與制造的機床及其自動線武裝起來的第二汽車制造廠,經(jīng)投產(chǎn)后證明具有規(guī)模、效率高,具有較高的自動化程度特點物理從工藝方案和布局, 還是從加工精度和質(zhì)量方面看,這些機床及機床自動線都已達到國
際先進水平。
臥式重型機床的發(fā)展趨勢是首先廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù),國外主要的臥式重型機床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控臥式重型機床通用部件,在臥式重型機床上不僅一般動力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進一步提高了臥式重型機床的工作可靠性和加工精度。
其次發(fā)展綜合自動化技術(shù)現(xiàn)代工業(yè)的大發(fā)展對自動化制造技術(shù)提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的高效率, 要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機械加工工序,而
且能完成零件從毛坯進線到成品下線的全部工序。
然后是發(fā)展綜合高速切削技術(shù),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,高速切削技術(shù)取得了顯著的進步。高速、高效、復(fù)合是當今機械加工的發(fā)展趨勢。實現(xiàn)高速切削的最關(guān)鍵技術(shù)是研究開發(fā)性能優(yōu)良的高速切削機床, 自 20 世紀 80 年代中期以來, 開發(fā)高速切削機床便成為國際機床工業(yè)技術(shù)發(fā)展的主流。
機床工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)特別是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ),在國民經(jīng)濟中占有重要的戰(zhàn)略地位。當今社會企業(yè)的發(fā)展壯大,都離不開創(chuàng)新,臥式重型機床行業(yè)企業(yè)一要開展科技攻關(guān), 攻克當前行業(yè)企業(yè)技術(shù)發(fā)展上的難題。當今科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,傳統(tǒng)的臥式重型機床已經(jīng)落后,企業(yè)需要立足根本,重點把關(guān),把企業(yè)科研能力當成重中之重,使企業(yè)的創(chuàng)新能力到達一個新的平臺。
二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容
1、重點解決的問題:
臥式重型數(shù)控車床機床液壓系統(tǒng)設(shè)計
2、擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計思路):
(1)根據(jù)用戶加工需求,制定切實可行的方案、突出多功能特點;
(2)工作臺進給控制系統(tǒng)液壓系統(tǒng);
(3)進行運動參數(shù)設(shè)計;
(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計,要求繪制機床總圖、主軸部件圖、工件臺部件圖及部分零件圖, 總圖紙量為四張以上0號圖;
(5)對車床液壓系統(tǒng)部分進行校核,完善設(shè)計;
(6)總結(jié)完成的所有工作,并對本設(shè)計的應(yīng)用前景及下一步深入工作進行展望。
3、本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果:
(1)根據(jù)機床動作需求,確定液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計方案。
(2)進行參數(shù)設(shè)計,液壓系統(tǒng)圖設(shè)計。
(3)繪制臥式重型數(shù)控車床、液壓系統(tǒng)的設(shè)計圖,部件圖及零件圖。
(4)對系統(tǒng)性能進行必要的校核。
(5)考慮計算機輔助設(shè)計方案。
(6)編寫設(shè)計說明書一份。
三、論文(設(shè)計)工作安排
1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù));針對本課題機床的需要設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)。
(1),分析所給的機床動作要求,確定液壓傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計。
(2),完成參數(shù)計算、系統(tǒng)設(shè)計、泵站設(shè)計、集成系統(tǒng)設(shè)計。
(3),繪制液壓系統(tǒng)圖,部分工作圖,
(4),編寫設(shè)計說明書等技術(shù)文件。
2.論文(設(shè)計)進度計劃
第 1 周:布置題目,進行題目調(diào)研,查找相關(guān)文獻
第 2 周:開始撰寫開題報告,進行外文文獻的翻譯
第 3 周:與指導(dǎo)教師溝通,完成開題報告初稿,
第 4 周:在充分調(diào)查的基礎(chǔ)上進行課題的方案設(shè)計,
第 5 周:在充分調(diào)查的基礎(chǔ)上進行課題的方案設(shè)計,
第 6 周:繼續(xù)探討合理的設(shè)計方案
第 7 周:進行課題的整體設(shè)計,繪制設(shè)計總圖
第 8 周:進行液壓系統(tǒng)設(shè)計,繪制液壓系統(tǒng)圖
第 9 周:進行液壓系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計,繪制液壓部件及零件圖
第 10 周:選擇液壓系統(tǒng)元件
第 11 周:進行液壓系統(tǒng)性評估計算
第 12 周:開始進行設(shè)計說明書的撰寫
第 13 周:完成設(shè)計說明書的撰寫
第 14 周:制作答辯文件,準備畢業(yè)答辯
四、需要閱讀的參考文獻
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[16] Optimal Design of Hydraulic System for an Industrial Press Machine for Performance Improvement and Noise Reduction. 2010 (4)
[17] Experimental Verification of Fault Predictions in High Pressure Hydraulic Systems. 2004
附:文獻綜述
1、關(guān)于臥式重型數(shù)控車床的文獻綜述
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,為了滿足高精度的大型或者特大型回轉(zhuǎn)體零件的加工要求,對回轉(zhuǎn)體零件進行大批量,高效的,高精度的加工要求所需要用到臥式重型數(shù)控車床,他主要用于加工軸類零件,盤類零件,可以車削各種螺紋,圓錐,圓弧, 以及回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外曲線。對于臥式重型數(shù)控車床的設(shè)計也要考慮到機床設(shè)計的經(jīng)濟型原則,同時也要考慮到機床的工作所允許的空間,以及其液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要簡單等各種因素。
通過閱讀制造技術(shù)與機床期刊中的臥式重型數(shù)控機床的設(shè)計,我了解到臥式重型數(shù)控車床可廣泛運用于水電,核電,航天,船舶等行業(yè)。該機床需要具備良好的靜,動, 熱剛度,及可靠的運行和優(yōu)良的精度保持性。面對我國航空、航天、核電、風電、船舶等國家重點領(lǐng)域的重大工程項目對關(guān)鍵加工裝備的迫切需求,發(fā)展大型、重型高檔數(shù)控機床意義非凡。該車床正是為了滿足加工技術(shù)的快速發(fā)展要求而設(shè)計的加工設(shè)備。本機床主要用于加工各種大型或超大型軸類和盤類工件,可以車削各種螺紋、圓弧、圓錐及回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外曲面,能夠滿足黑色金屬及有色金屬高速切削的速度需求, 也適合于汽車、摩托車、船舶、航天和軍工等行業(yè)對回轉(zhuǎn)體類工件進行高效、大批量、高精度的加工。該車床的研制,不論對企業(yè)還是對國家都有不可估量的重要意義。
機床的整體設(shè)計如下,為了加工各種大型或超大型轉(zhuǎn)體類工件,本機床床身采用臥式放置,其上裝配有主軸箱、尾臺、X 軸/Z 軸進給機構(gòu)、刀架、中心架、輔助支架、液壓系統(tǒng)等主要部件,并采用框式刀架結(jié)構(gòu)
主要部件結(jié)構(gòu)為 5 個部分,分別為 1.床身:該機床床身采用內(nèi)部筋形布局,有較高的剛性。導(dǎo)軌及復(fù)導(dǎo)軌面均采用中頻淬火磨削工藝,淬硬層深 2 ~ 3 mm,硬度達
52 HRC 以上。在滑動導(dǎo)軌面處采用貼防爬行導(dǎo)軌板等工藝措施,使進給系統(tǒng)的剛度、摩擦阻尼系數(shù)等動態(tài)特性處于最佳狀態(tài),避免了低速爬行現(xiàn)象的發(fā)生。床身采用多段接駁而成,連接處有螺栓及銷釘,使連接處有較高的連接剛性和定位精度。
2.主軸箱:該機床主軸箱是用直流電動機驅(qū)動,其傳動過程采用: 主電動機—皮帶傳動—齒輪變速的傳統(tǒng)傳動方式,并通過液壓油缸來實現(xiàn)變速的傳動結(jié)構(gòu)。
3.尾座:尾座為電動、手動操作雙能尾座。能夠?qū)崿F(xiàn)尾座移動與鎖緊和尾座頂尖伸縮與頂緊。
4.液壓系統(tǒng):由于液壓傳動具有輸出力大、重量輕、慣性小、調(diào)速方便和易于控制等優(yōu)點,在完成和提高數(shù)控機床性能方面發(fā)揮著不可替代的作用。本機床分別對主軸
箱齒輪變速、液壓卡盤的夾緊與松開、潤滑和尾座的定位采用了液壓控制。該液壓系統(tǒng)由油箱、泵組、操縱板和閥等組成。
5. X 軸和 Z 軸進給運動:Z 軸進給運動采用雙電動機消隙結(jié)構(gòu),即 2 臺伺服電動機分別直聯(lián) 2 個減速器,減速器前端安裝有齒輪,通過齒輪與安裝在床身上齒條的嚙合來實現(xiàn) Z 軸進給,同時通過電氣參數(shù)控制 2 臺伺服電動機的同步運動,實現(xiàn)兩齒輪分別向兩側(cè)靠緊齒條齒面,從而達到消除反向間隙的作用; 床鞍上的刀架沿床鞍在 X 軸方向移動是由 X 軸伺服電動機經(jīng)皮帶輪及皮帶連接滾珠絲杠驅(qū)動的,并配備國外進口的高精度滾珠絲杠,以確保高精度,且傳動準確。
綜上所述,該重型數(shù)控車床不僅可以完成各種螺紋、圓弧、圓錐及回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外曲面的加工,并能滿足黑色金屬及有色金屬高速切削的速度需求,尤其解決了各種大型或超大型回轉(zhuǎn)體類工件在加工中存在的高效、大批量,高精度的問題。
2、關(guān)于臥式重型數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的文獻綜述
通過閱讀文獻我了解到了臥式重型數(shù)控車床的液壓系統(tǒng)設(shè)計需要結(jié)構(gòu)簡單,體積小,重量輕,輸出壓力大,運動平穩(wěn)可靠等要求。其主要元件有油箱,泵,閥, 液壓電機,操縱板等等。
對于臥式重型數(shù)控車床的液壓系統(tǒng)設(shè)計初步構(gòu)想是:將該車床液壓系統(tǒng)分為兩個部分,這兩個部分相互獨立,分別為主軸箱和尾臺液壓系統(tǒng),其工作方式為控制缸的左右或者上下運動,用于控制車床主軸箱的齒輪變速,潤滑,以及尾座套筒的伸縮及尾座體的鎖緊固定。
通過閱讀液壓與氣動期刊中臥式重型數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計我了解到重型數(shù)控車床液壓系統(tǒng)特點有以下三點。
(1)根據(jù)重型數(shù)控車床液壓系統(tǒng)特點, 分別設(shè)計主軸箱和尾臺2 個獨立的液壓系統(tǒng)。2 個液壓系統(tǒng)通過選用不同的主要液壓元件, 從而更好的滿足了不同機床部件的設(shè)計要求, 提高了設(shè)計的合理性、經(jīng)濟性和實用性;
(2)主軸箱變速采用雙電磁鐵控制的并帶有鋼球定位的二位四通閥, 使定位更加可靠, 也確保了因停電或電磁鐵失靈時, 主軸變擋位置變化而導(dǎo)致的意外事故;
(3)尾臺用單電磁鐵控制的二位四通閥, 是為尾座液壓缸在不帶電時處于夾緊狀態(tài), 使尾臺在工作時更加安全可靠
對于臥式重型數(shù)控車床的認識我通過這段時間的設(shè)計有了很大的了解,在我查閱的資料中也包括了大量的關(guān)于這方面的知識,這對于我了解這個設(shè)計無疑有了很大的幫助,也為我以后的設(shè)計打下了一個很好的基礎(chǔ),使我可以事半功倍。
液壓技術(shù)作為實現(xiàn)現(xiàn)代傳動與控制的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)之一,已成為工業(yè)機械、工程建設(shè)機械及國際尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)基礎(chǔ)。是它們向自動化、高精度、高效率、高速度、小型化、輕量化方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。世界工業(yè)發(fā)達國家都將液壓工業(yè)列為競爭發(fā)展的行業(yè),其發(fā)展速度遠高于機械工業(yè)的發(fā)展速度。液壓元件及其控制已發(fā)展成為綜合的液壓工程技術(shù)。
指導(dǎo)教師評閱意見(對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱)
審
核意
教研室主任意見
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臥式
重型
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機床
液壓
系統(tǒng)
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