VMC1060加工中心總體及主軸部件設(shè)計-畢業(yè)論文開題報告

畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學(xué) 號：11010101學(xué) 生：楊 東 卓指導(dǎo)教師：馬 保 榮專業(yè)班級：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)一班題 目：VMC1060加工中心總體及主軸部件設(shè)計學(xué) 院：機電工程學(xué)院 開題時間：2015年 3 月 1 日2015年4月7日畢業(yè)設(shè)計題目VMC1060加工中心總體及主軸部件設(shè)計題目類型工程設(shè)計題目來源自擬一、畢業(yè)設(shè)計的選題意義與背景該畢業(yè)設(shè)計從選題到最終的完成，運用到了學(xué)校三年所學(xué)到的各門學(xué)科的知識。通過完成這次畢業(yè)設(shè)計，首先讓我熟悉了我們以前所學(xué)的知識，把比較分散的知識集中化，對我們以前所學(xué)的各科知識進一步的熟練、鞏固與提高。同時也鍛煉我們在工藝設(shè)計及數(shù)控編程等方面的實際能力。也使我們能夠系統(tǒng)的集中的復(fù)習(xí)、總結(jié)了這三年多所學(xué)的各學(xué)科的知識。讓自己在專業(yè)方面有很大的提升。數(shù)控加工技術(shù)對我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展具有重要的意義。當(dāng)前我國企業(yè)的生產(chǎn)正逐步從原來的粗放型轉(zhuǎn)向內(nèi)涵型，產(chǎn)品生產(chǎn)也從原來的“粗制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬啤?。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)效率，企業(yè)在未來的生產(chǎn)中自動化程度將大大提高，一線的生產(chǎn)將向機電一體化、程控化、數(shù)字化方向發(fā)展。形式迫使我們在機械加工方面不僅要會操作普通機床，而且更要會操作數(shù)控機床。此外，還要求我們具有分析、判斷、處理生產(chǎn)過程中的突發(fā)事件的能力；具有開拓創(chuàng)新能力，團隊協(xié)作能力和交際能力。通過本課題的完成，我們能加強自己對數(shù)控知識的掌握。二、畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo)(1).主要內(nèi)容1、總體尺寸聯(lián)系圖 A0一張2、部件裝配圖 A0一張3、零件、組件圖 A1兩張4、CNC電氣原理圖 A0一張5、傳動原理圖 A1一張6、計算機三維圖形軟件繪制圖 A1一張(2)技術(shù)指標(biāo)1. VMC1060加工中心是典型的立式加工中心，其底座、滑座、工作臺等主要基礎(chǔ)件采用高剛性的鑄鐵結(jié)構(gòu)，保證高剛性和抗彎、減震性能。X、Y、Z三軸進給和定位精度高，采用CNC數(shù)控系統(tǒng)，功能齊全，操作方便，精度穩(wěn)定可靠。2. 主軸轉(zhuǎn)速（r/min）：6060003. 主軸錐孔型號：BT404. 主軸內(nèi)孔徑（mm）：655. 主軸中心至立導(dǎo)軌面距離：（mm）650；立柱前端面到工作臺中心距離（mm）：360960三、畢業(yè)設(shè)計的關(guān)鍵問題及難點1.總體方案的確定，涉及到加工中心各部位位置的合理選擇；2.機械手的設(shè)計，加工中心上刀具的自動更換多數(shù)由機械手來完成。機械手的設(shè)計仍然是一個難點；3. 具有存儲加工所需刀具的刀庫，刀庫用于儲存刀具，并根據(jù)要求將個工序所需刀具運送到取刀位置；4.研究主軸結(jié)構(gòu)，包括主軸支撐結(jié)構(gòu)中軸承的配置，轉(zhuǎn)速等。5.對機床主要零部件做力學(xué)分析比較，是機床關(guān)鍵受力部件得以改進。6.聯(lián)軸器的設(shè)計與選型7.高性能的數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計,加工中心冷卻潤滑裝置的設(shè)計8.伺服驅(qū)動原件的計算與選型四、畢業(yè)設(shè)計方案（總體方案圖及其有關(guān)計算、或研究方案、研制方案）的制定(1)、總體構(gòu)思關(guān)于總體方案的設(shè)計, 由于不能直觀的了解到vmc1060立式加工中心的結(jié)構(gòu)，我們決定先從類似的機床入手，在進行一定的觀察了解后繼續(xù)進行自己的設(shè)計，通過查閱資料，我們最終確定參考由北京機床研究所研制的小型立式加工中心JCS-018A的結(jié)構(gòu)，下為JCS-018A的三維示意圖；(2)、初步制定方案經(jīng)過對上圖的理解與分析以及收集和分析各種其他立式加工中心的布局，確定如下布局方案：1、 床身采用剛度最高的全封閉箱型結(jié)構(gòu)。床身上面需要有立柱、直線滑動導(dǎo)軌和伺服電機的安裝面。為了提高床身的抗彎度，內(nèi)部布置井字形筋板底座設(shè)計。床身采用灰鑄鐵，這種材料易于鑄造，成本低，并且具有良好的耐磨性和減震性。2、 工作臺為矩形T型槽工作臺，在床身導(dǎo)軌上做X,Y兩向移動；工作臺材質(zhì)為高強度灰鑄鐵，耐磨性好，耐腐蝕，強度高。3、 立柱采用人形立柱。為提高剛度，人形立柱也采用箱型結(jié)構(gòu)。刀具收到的切削反力通過主軸頭傳遞到立柱，立柱須承受較大的彎矩和扭矩，因此采用蜂窩型筋板。4、 三向進給系統(tǒng)均采用伺服電機通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠直連的方式驅(qū)動。5、 三向?qū)к壊捎觅N塑滑動導(dǎo)軌。它具有一下顯著特點：a、摩擦系數(shù)小，可以防止產(chǎn)生低俗爬行現(xiàn)象；b、耐磨性，抗撕傷能力強；c、加工性和化學(xué)穩(wěn)定性好，工藝簡單，成本低，并有良好的自潤滑性和抗振性。同時采用粘有導(dǎo)軌軟帶的鑲條調(diào)整導(dǎo)軌側(cè)面間隙，以保證導(dǎo)軌面的正常接觸。6、 機床電柜及操縱面板放置在機床右面，操縱者在機床右面操作，刀庫及機械手放置在機床的左面。（面對機床為正方向）(3)、方案制定后分歧意見的集中解決確定以上基本結(jié)構(gòu)后，組內(nèi)意見基本統(tǒng)一，開始動手進行草圖設(shè)計。在繪制草圖過程中我們發(fā)現(xiàn)在刀庫的問題上大家的意見出現(xiàn)了分歧。A.刀庫形式的選擇：經(jīng)過查閱資料，了解到刀庫有三種常用的形式，即：盤式刀庫，鏈?zhǔn)降稁?，斗笠式刀庫（因為斗笠式刀庫是無機械手的刀庫，這里不做過多考慮）常用刀庫有盤式（圓盤式）和鏈?zhǔn)剑渲墟準(zhǔn)绞悄壳笆褂米疃嗟囊环N，由一個主鏈輪帶動裝有刀套的鏈條。鏈條式刀庫的特點是可儲放較多數(shù)量之刀具，一般都在二十把以上，有些可以儲放120把，它是由鏈條把刀傳到指定位置，由機械手將刀裝到主軸上。圓盤式刀庫應(yīng)該稱為固定地址換刀刀庫，每個刀位上都有編號，即為刀號地址。盤式則有應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點，在立式加工中心和臥室加工中心中均能使用，其中側(cè)掛式一般是掛在立式加工中心的側(cè)面或掛在無機械手換刀臥式加工中心的立柱正面，還有頂端型的圓盤式，則把刀庫設(shè)在立柱頂上。經(jīng)過大家的討論，應(yīng)為已知刀庫容量為24把刀，并不算很多而且鏈?zhǔn)降稁斓逆湕l加工難度較大，相比較而言，盤式刀庫結(jié)構(gòu)簡單，加工方便所以最終決定選擇盤式刀庫。根據(jù)以上信息，本組繪制出第一張方案圖（下圖所示）B.刀庫位置的選擇：詳細(xì)結(jié)構(gòu)上圖可見，但經(jīng)過觀察不難發(fā)現(xiàn)，上示結(jié)構(gòu)明顯有一種頭重腳輕的感覺，不符合美觀大方的設(shè)計理念，經(jīng)過大家的再次討論 我們最終確定了如下圖所示的方案圖。(4)、有關(guān)經(jīng)濟性的考慮。就設(shè)計到目前為止，部件的材料還未全部確定。所以只能從部分部件的結(jié)構(gòu)上進行經(jīng)濟性的考慮。這也就是在刀庫的選型上使用盤式刀庫的原因，因為盤式刀庫具有制造成本低的特點。其主要結(jié)構(gòu)是刀庫體以及分度盤，只要這兩樣零件的加工精度得到保證即可，運動部件中刀庫的分度使用的是非常經(jīng)典的“馬氏機構(gòu)”（即：馬爾他輪間歇機構(gòu)，也稱槽輪機構(gòu)），轉(zhuǎn)向、上下運動主要選用氣缸，裝配調(diào)整比較方便，維護簡單。我們選用的是滑動直線導(dǎo)軌，滾動導(dǎo)軌高速運動時不會像滑動導(dǎo)軌那樣因動壓效應(yīng)而浮起，相比于滑動導(dǎo)軌，雖然阻力和摩擦力小，發(fā)熱少，但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造比較困難，成本比較高，剛度較低，抗震性較差，對臟物比較敏感，必須有良好的防護裝置。所以從經(jīng)濟性方面考慮選用滑動直線導(dǎo)軌。但傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌摩擦阻力大，磨損快，動、靜摩擦系數(shù)差別大，低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。目前數(shù)控機床已幾乎不采用傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌，而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動導(dǎo)軌和新型塑料滑動導(dǎo)軌。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長等特點。滾動導(dǎo)軌的優(yōu)點是摩擦系數(shù)小，動、靜摩擦系數(shù)很接近，不會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，所以這次設(shè)計中采用的是貼塑直線滑動導(dǎo)軌。五、畢業(yè)設(shè)計計劃進度序號內(nèi)容和要求起止時間 1準(zhǔn)備資料及下廠實習(xí)1周2周2設(shè)計方案圖3周4周3傳動原理圖5周6.5周4部件裝配圖6.5周9.5周5CNC電氣原理圖9.5周10.5周6液壓系統(tǒng)圖10.5周12周7外文資料翻譯13周13.5周8撰寫設(shè)計說明書13.5周14.5周9計算機出圖14.5周15周六、參考文獻（至少1 5篇，與任務(wù)書中參考文獻重復(fù)度不得超過三分之一,內(nèi)容為宋體小四）1. 成大先，機械設(shè)計手冊【M】 化學(xué)工業(yè)出版社，2008.42. 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