毕业设计开题报告

本科毕业设计开题汇报设计题目多功效数控机床设计学院机械与电气工程学院专业机械设计制造及其自动化班级级（2）班学号学生姓名温世海指导老师张春良下发时间:年3月22日

一、课题意义制造技术是各国经济竞争关键支柱之一,经济成功在很大程度上得益于优异制造技术,而机床是机械制造技术关键载体,它标志着一个国家生产能力和技术水平。机床工业是国民经济一个关键先行部门,担负着为国民经济各部门提供现代化技术装备任务,所以,在中国国民经济建设中,机床工业起着关键作用。然而在机械制造业中,大批大量生产时采取专用机床、组合机床、专用自动线等并配以对应工装,这些设备早期投资费用大、生产准备时间长,而且不适应产品更新换代。单件小批生产时,因为产品多变而不宜采取专用机床,尤其是在国防、航空、航天和深潜部门,其零件精度要求非常高,几何形状也日趋复杂,且改型频繁,生产周期短,这就要求快速适应不一样零件加工。书空机床就是在这么背景下产生和发展起来一个新型自动化机床,它很好处理了小批量、品种多改变、形状复杂和精度高零件自动化加工问题。伴随计算机技术,尤其是微型计算机技术发展及其在数控机床上应用,机床数控技术正从一般数控向计算机数控发展。一个国家数控机床拥有量（相对值）,标志着这个国家机械制造业现代化程度。数控铣床和加工中心因其特有加工方法及其加工范围广在数控机床中占有重大百分比,所以研究《多功效数控机床设计》含有重大意义。二、课题综述（一）理论渊源及演进过程当今世界,工业发达国家对机床工业高度重视,竞相发展机电一体化、高质量、高精、高效、自动化优异机床,以加速工业和国民经济发展。长久以来,欧、美、亚在国际市场上相互展开猛烈竞争,已形成一条无形战线,尤其是随微电子、计算机技术进步,数控机床在20世纪80年代以後加速发展,各方用户提出更多需求,早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示优异技术、争夺用户、扩大市场焦点。（二）国外相关研究综述数控机床出现至今50年,随科技、尤其是微电子、计算机技术进步而不停发展。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上,技术最优异、经验最多国家。比如:在１９世纪初时是１mm级,到２０世纪初时提升到了０.０１mm级．而近３０年来,一般机械加工精度已从０.０1mm提升到０.００５mm级,精密加工精度已从１um级提升到０.０２um级,超精密加工精度已从０.～０.０１um级进入纳米级．在表面粗糙度方面,日本用萤光碳素泡沫抛光剂和细微SiO2粉末抛光工作,成功取得了小于０.０００５um表面粗糙度．过去只注意表面粗糙度、波度和纹理等表面特征,忽略了表面之下０.３８mm范围内内部效应,即次表面效应对零件可靠性影响．这方面尚需深入研究,采取对应方法,方能提升产品质量和使用寿命及可靠性．中国研究综述中国於1958年研制出第一台数控机床,发展过程大致可分为两大阶段。在1958～1979年间为第一阶段,从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识,在人员素质差、基础微弱、配套件不过关情况下,一哄而上又一哄而下,曾三起三落、终因表现欠佳,无法用於生产而停顿。关键存在问题是盲目性大,缺乏实事求是科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先後引进数控系统技术,从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地域)引进数控机床优异技术和合作、合资生产,处理了可靠性、稳定性问题,数控机床开始正式生产和使用,并逐步向前发展。（四）本人对以上综述评价在20余年间,数控机床设计和制造技术有较大提升,关键表现在三大方面:培训一批设计、制造、使用和维护人才;经过合作生产优异数控机床,使设计、制造、使用水平大大提升,缩小了与世界优异技术差距;经过利用国外优异元部件、数控系统配套,开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工数控机床,供给中国市场需求,但对关键技术试验、消化、掌握及创新却较差。至今很多关键功效部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑,不能独立发展,基础上处於从仿制走向自行开发阶段,与日本数控机床水平差距很大。存在关键问题包含:缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样指导;严重缺乏各方面教授人才和熟练技术工人;缺乏深入系统科研工作;元部件和数控系统不配套;企业和专业间缺乏合作,基础上孤军作战,即使厂多人众,但形成不了协力。课题研究内容设计多功效数控机床,该机床应能完成2个或2个以上加工功效,关键进行部分小型零件加工,精度要求达成0.01mm,主轴电动机功率3000W左右;进给系统由步进电动机直接驱动,采取滚珠丝杠确定多功效数控机床总体方案,进行总体设计,要求实现多个功效;运动功效设计:包含确定机床所需运动个数、形式（直线运动、回传运动）、功效（主运动、进给运动、其她运动）及排列次序,最终画出机床运动功效图基础参数设计:包含主参数、尺寸参数、运动参数和动力参数设计传动系统设计:包含传动方法、传动原理图及传动系统图设计总体结构布局设计:包含几何运动功效分配设计、结构布局设计控制系统设计:包含控制方法及控制原理、控制系统图设计多功效数控机床主传动系统设计;根据已确定运动参数、动力参数和传动方案,设计经济合理、性能优异传动系统,其关键设计内容包含:确定结构式和结构网;确定转速图,确定个传动副传动比;确定带轮直径、齿轮参数;部署、排列齿轮,绘制传动系统图。多功效数控机床进给系统设计;数控机床进给系统设计包含:根据需要达成加工精度要求,选择开环系统、半闭环系统河闭环系统之一;传动系统设计,包含传动方法选择,依据传动精度要求,确定数控机床脉冲当量;滚珠丝杆导程及精度等确定,滚珠丝杆支承选择;伺服电动机选择;精度验算等过程（四）多功效数控机床控制系统设计;1.机床主运动设计

依据无级变速特点,利用变频器工作特点,来实现电主轴转速。

2.主运动过程中零件选择和分析

主轴轴承选择,依据特点主轴前端采取双列短圆柱滚子轴承后端采取向推力球轴承（采取背靠背）,分析轴承间隙调整,轴向力传输。

3.机床进给运动设计

丝杠传动结构和特点,滚珠丝杠轴承选择,定位;由三个不一样时进电机来控制三个方向进给运动过程。

4.机床关键零部件设计

（1）、步进电机选择计算;（2）、滚珠丝杠设计计算;（3）、轴承选择和寿命校验;

5控制电路设计

由变频器来控制电主轴转速和步进电机快慢,来控制X、Y、Z轴方向运动课题研究方法及关键技术（一）本课题关键采取调查研究法、试验研究法、理论研究法、行动研究法（二）关键技术:机械结构与数控课题研究步骤和计划第1-2周:广泛查阅相关文件,分析设计要求,依据实际需求确定多功效数控机床总体设计目标。第3-4周:总体方案设计,确定总体方案整体框架、结构等,完成总图。第5-6周:主传动系统计算与设计。第7-8周:进给系统计算与设计。第9-10周:控制系统设计。第11-12周:整理相关文档、开始撰写论文。第13-14周:上交毕业论文（设计）全部材料给指导老师,在老师指导下修改完善。第15周:毕业论文定稿。做好毕业答辩准备。课题预期结果与表现形式1、毕业设计说明书:叙述整个毕业设计内容,突出关键和特色,图文并茂,文字通畅。2、设计图纸:多功效数控机床总图、主传动系统和进给系统装配图及零件图（其中最少有1张A2图）。七、关键参考文件机械设计手册编委会.机械设计手册（新版第一卷）(M).北京:机械工业出版社机械设计手册编委会.机械设计手册（新版第五卷）(M).北京:机械工业出版社机械加工工艺手册编委会.机械加工工艺手册（第二卷）(M).北京:机械工业出版社1991赵松年,张奇鹏.机电一体化机械系统设计(M).北京:机械工业出版社,1996姜培刚,盖玉先.机电一体化设计(M).北京:机械工业出版社,杨恢先,黄恢先.单片机原理及应用(M).湖南:国防科技大学出版社,潭浩强.微型计算机原理及应用（第三版）(M).北京:清华大学出版社邓星钟.机电传动控制(M).湖北:华中科技大学出版社1998童诗白.模拟电子技术基础(M).北京:高等教育出版张建钢,胡大泽.数控技术(M).湖北:华中科技大学出版社,梅丽凤,王艳秋.单片机原理及接口技术(M).北京:清华大学出版社,李广弟.单片机基