立式加工中心工作台及部分零件设计

资源目录里展示的全都有预览可以查看的噢，，下载就有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：11970985 可咨询交流】====================喜欢就充值下载吧。。。资源目录里展示的全都有，，下载后全都有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：197216396 可咨询交流】==================== 开题报告 题　　目 立式加工中心工作台及部分零件 学生姓名、学号 专业 指导教师姓名 职称 一 选题背景和意义 加工中心是一种在计算机控制下带有自动换刀系统的能完成多工序复合加工的自动化机床，并正向高速高效、高精度、模块化、网络化和复合化方向发展。由于加工中心是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，其生产效率高、柔性好、一机多用和易于加工复杂的曲线、曲面零件等特点，早已成为工业发达国家军民机械工业的主力加工设备。 一个国家的加工中心拥有量、消费量及总体技术水平与这个国家机械工业的加工制造技术水平息息相关。我国的加工中心从70年代开始，已有很大发展，但技术、品种和数量上都还远远不能适应我国的经济、技术发展的需要。 1.1国内加工中心的发展 进入21世纪以后，中国加工中心的消费量随着军民机械工业的大规模技术改造而迅速增长，如2001年中国加工中心的消费量仅为2662台（其中进口2290台），而同年美国、日本和德国的加工中心消费量分别为11505、6090和5291台。到了2005年，中国加工中心的消费量猛增至约13200台（估计值，加工中心的产量数据未公布），其中进口10343台。2005年加工中心的消费量是2001年的4.96倍，年均增幅达49.2%，一举超过美、日、德诸国，成为世界上消费加工中心最多的国家。 根据《机械工人》杂志社等单位的调查，从近600份重点用户的有效问卷中得出的结果是，加工中心机床的应用已遍及全国26个行业，其中汽车、摩托车及其零部件制造业占24%，航空航天和军工行业占18%，机床工具业占11%，模具行业占8%，轻工机械行业占4%。在这些企业拥有的加工中心中，虽然普及型的立式和卧式加工中心仍占多数，但多轴联动、高速、大型精密等高档加工中心也占有一定比重，如在所调查的近600户用户中，拥有5轴联动加工中心的占24%。说明中国市场消费的加工中心虽然以普及型的中档机为主，但高档机在消费量中所占比重估计已达15%至20%。 中国消费的加工中心大部分依靠进口（2005年进口量占消费量的七成多），进口金额12.97亿美元，居各类机床进口额之首，主要从日本、中国台湾、德国和韩国等地进口。2006年上半年，中国进口加工中心5511台，金额6.88亿美元，同比分别增长20%和11%，仍保持两位数增长，说明中国加工中心市场的规模还有增长空间。 1.2国外加工中心的发展 近年来，加工中心作为数控机床的重要代表性产品，频繁出现在世界四大国际机床展上，世界各大机床商纷纷在展会上展示各公司新研究的加工中心，加工中心制造技术已成为各展会的重头戏。总的来说，加工中心的技术趋势是高效、高精、高速，同时也可以看到五轴联动机床、机床的复合化、与机器人有效的结合以及“绿色生态机床”是当前加工中心发展的主要方向。 二 研究内容（含课题关键问题及难点） 2.1主要设计参数 工作台、工件和夹具总质量m=833kg(重力W=8500N)，工作台行程650mm，工作台快进速度15000mm/min,工作台采用贴塑导轨,动摩擦系数为0.15，静摩擦系数为0.2，工作台定位精度为0.04mm，重复定位精度为0.02mm，机床的工作寿命为20000h。采用伺服电机，额定功率5.5kw，强力切削时铣刀直径125mm，主轴转速350r/min. 2.2设计的总体步骤和思路 立式加工中心工作台设计： （1）工作台工作面尺寸（宽度×长度）确定为800mm×350mm。 （2）工作台导轨采用矩形导轨，在与之相配的动导轨滑动画面上贴聚四氟乙烯导轨板。同 时采用斜镶条消除导轨导向面的间隙，在背板上通过设计偏心轮结构来消除导轨背面与背板的间隙，并在与工作台导轨相接触的斜镶条接触面上和背板接触面上贴膜。 （3）对滚珠丝杠螺母副采用预紧，并对滚珠丝杠进行拉伸预。 （4）采用伺服电动机驱动。 （5）采用膜片弹性联轴器将伺服电动机与滚珠丝杠连接。 2.3 设计关键及重难点 （1）滚珠丝杠螺母副的选型和计算 （2）导轨摩擦力的计算 （3）计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 （4）滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 2.4 准备情况 我已认真的查阅了与本次设计的相关资料，掌握了CAXA 的一般使用方法，对立式加工中心工作台的结构组成和需要计算的部分有了初步的了解。 2. 5 预期成果 1. 查询国内外各种参考资料； 2. 完成开题报告一份； 3. 要求学生掌握常用工程绘图软件使用方法。 4. 翻译不少于5000字的相关专业英文资料； 5. 完成毕业设计论文一份。 6. 完成结构装配图和零件图若干；总图量：A0 3张 2.6 工作计划 20XX年 3月 2 日－20XX年 4 月 15 日：课题调研、查阅文献，完成外文翻译和开题报告 20XX年 3月11日－20XX年 4 月 14 日：分析设计阶段一设计计算及绘制零件图草图 20XX年 4月20日－20XX年 4 月 26 日：中期检查与整改 20XX年 4月27日－20XX年 6 月 7 日：分析设计及计算阶段二：设计校核及绘制零件图、装配图 20XX年 6月 8 日－20XX年 6 月 14 日：打印、装订、评阅、答辩资格审查 20XX年 6月 3 日－20XX年 6 月 14 日：毕业答辩 三 调研报告（或文献综述） 3.1加工中心概述 加工中心是一种功能较全的自动化加工机床。它把切削、铣削、镗削和钻削等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺功能。加工中心自问世至今世界各国出现了各种类型的加工中心，虽然外形各异，但从总体结构来看主要由以下几大部分组成。 （1）基础部件 由床身、立柱、工作台等组成。它们是加工中心的基础结构，它们不仅要承受加工中心的静载荷，还要承受切削加工时产生的切削负载，所以要求加工中心的基础部件必须有足够的刚度。这些大件可以是铸铁件也可以是焊接而成的钢结构件，它们是加工中心中体积和重量最大的部件。 （2）主轴部件 由主轴伺服电源、主轴电动机、主轴箱、主轴、主轴轴承和传动轴等零件组成。主轴的启动、停止、变速等均由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。主轴是加工中心的关键部件，其结构的好坏对加工中心的性能有很大的影响，它决定着加工中心的切削性能、动态刚度、加工精度等。 （3）数控系统 单台加工中心的数控部分由CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动装置以及电动机等部分组成。CNC装置是一种位置控制系统，其控制过程根据输入的信息进行数据处理、差补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出到执行部件，加工出所需要的工件。可编程序控制器（PLC）替代一般机床中机床电器柜，执行数控系统指令，控制机床执行动作。数控系统主要功能有：控制功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、刀具功能和第二辅助功能、补偿功能、字符图形显示功能、自动诊断功能、通信功能、人机对话程序编制功能等。数控系统是加工中心执行顺序控制功能和完成加工过程的控制中心。 （4）自动换刀系统 该系统是加工中心区别于其他数控机床的典型装置，它解决工件一次装夹后多工序连续加工中，工序与工序间的刀具自动储存、选择、搬运和交换任务。它由刀库、机械手、驱动机构等部件组成。 （5）自动托盘交换系统 有的加工中心为了实现进一步的无人化运行或进一步缩短非切削时间，采用多个自动交换工作台方式储备工件。一个工件安装在工作台上加工的同时，另外一个或几个可交换的工作台面上还可以装些别的工件。当完成一个托盘上工件的加工后，便自动交换托盘，进行新零件的加工，这样可以减少辅助时间，提高加工效率。 （6）辅助装置 包括润滑、冷却、排泄、防护、液压、气动检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用，因此也是加工中心不可缺少的部分。 3.2加工中心的分类及特点： （1） 按工艺用途分为镗铣加工中心、钻削加工中心、车削加工中心、复合加工中心。 （2） 按机床形态分为立式加工中心、卧式加工中心、龙门式加工中心、虚轴加工中心。 （3） 按加工精度分为普通加工中心、高精度加工中心。 加工中心的结构特点： （1） 机床的刚度高、抗震性好。 （2） 机床的传动系结构简单，传递精度高、速度快。 （3） 主轴系统结构简单，无齿轮箱变速系统。 （4） 加工中心的导轨采用了耐磨材料和新结构，能长期保持导轨的精度。 （5） 控制系统功能较全，其智能化程度越来越高。 3.3加工中心发展现状及趋势 立式加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。它是适应省力、省时和节能的时代要求而迅速发展起来的，它综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、气动技术、拖动技术、现代控制理论、测量及传感技术以及通讯诊断、刀具和编程技术的高科技产品，将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能并聚集在一台加工设备上，且增设有自动换刀装置和刀库，可在一次安装工件后，数控系统控制机床按不同工序自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能；依次完成多面和多工序的端平面、孔系、内外倒角、环形槽及攻螺纹等加工。 未来的一段时间内，立式加工中心的发展趋势包括以下几个方面： （1) 智能化 智能化虽然不是一个新兴名词，但“数控机床的智能化”依然处于研究起步阶段，还没有确切的内容和概念。在本届展览会“机械制造前瞻性技术国际论坛”上，专家对智能化做了一个形象比喻，说智能化的机床只需要一个人和一条狗，人的主要作用是照顾狗，狗的主要作用是防止人去乱动机床。论坛上，Mazak公司的山琦高嗣先生对“数控机床的智能化”从7 个方面进行了阐述，即智能化主轴监控功能、智能化热位移补偿功能、智能化维护监控功能、智能化振动防止功能、智能化防止干涉功能、语音导航功能、智能化平衡失调检测功能。这些功能技术，就机床本身而言，是值得国内机床企业去研究、应用的。 (2) 复合化 一台机床就是一个加工厂的理念早被人们接受，一次装夹完全加工的技术已经得到应用，在立式加工中心机床上集成车削功能的机床也已问世。相信，针对用户的多样化需求研发多功能复合机床和专用复合机床将是未来立式加工中心技术竞争的制高点。 (3) 精密化 制造业精度越来越高，也要求机床精度更高。因而立式加工中心也会向高精度方向发展。 (4) 高速度高效率 速度和效率并未发展至极值，因此，立式加工中心依然会向更高速度更高效率方向发展。 (5) 绿色机床、安全环保 安全环保、节能减排，既是人类生存生活的需要，也是工业化进程中技术发展之必须面对的问题。所以，各国通过立法、标准等措施设置贸易壁垒，因此，未来对机床产品的要求将更高。这既是必然的技术发展方向，也将是未来竞争制胜的重要的技术指标。 3.4结语 目前世界上工业发达国家已经开始进入新的技术革命时代。而我国目前仍然处在设计、生产周期化阶段，起点低、设备落后，相对发达国家落后20年左右。如果我国能从国外工业发展中总结经验、大胆创新、积极合作，将可加快我国起重机械工业发展的步伐。 四、参考文献 [1]李洪．机械加工工艺手册[M]． 北京大学出版社,2008 [2]夏田．数控加工中心设计[M]．化学工业出版社,2009 [3]陈家芳．实用金属切削加工工艺手册[M]．上海科学技术出版,2013 [4]成大先．机械设计手册[M]． 化学工业出版社,2005 [5]赵如福．金属加工工艺人员手册[M]． 上海科学技术出版社,2010 [6]文怀兴 夏田．数控机床系统设计[M]． 化学工业出版社,2012 [7]韩鸿鸾 容维芝．数控机床的结构与维修[M]． 机械工业出版社,2008 [8]王爱玲．数控机床及应用[M]． 机械工业出版社,2008 [9]王爱玲．现代数控机床[M]． 国防工业出版社,2012 [10]文怀兴．数控铣床设计[M]． 化学工业出版社,2009 [11]戴曙．金属切削机床设计[M]． 机械工业出版社,2008 [12]范云涨 陈兆年．金属切削机床设计简明手册[M]． 机械工业出版社,2010 [10] Gavankar p. Obstacles in the true integration of CAD And CAM[J].IEL, computer integrated manufacturing, 1992 学生签名： 年 月 日 指导教师批阅意见 指导教师签名： 年 月 日