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浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院開(kāi)題報(bào)告 開(kāi)題報(bào)告 “連桿鏜孔專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)” 開(kāi)題報(bào)告 1. 選題背景及其意義 1.1國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) 2003 年開(kāi)始，中國(guó)就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國(guó)，也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國(guó)。目前正在提高機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)控化率，1999 年，我們國(guó)家機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控華率是5－8％，目前預(yù)計(jì)是15－20％之間。車(chē)、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機(jī)械加工方法，所謂機(jī)械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個(gè)方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱(chēng)為機(jī)床，數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過(guò)來(lái)的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然，普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡(jiǎn)單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫(kù)，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。 我國(guó)目前各種門(mén)類(lèi)的數(shù)控機(jī)床都能生產(chǎn)，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國(guó)外落后10－15 年，但如果國(guó)家支持，追趕起來(lái)也不是什么問(wèn)題，例如：去年，沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)收購(gòu)了德國(guó)西思機(jī)床公司，意義很大，如果大力消化技術(shù)，可以縮短不少差距。大連機(jī)床公司也從德國(guó)引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)。上海一家企業(yè)購(gòu)買(mǎi)日本著名的機(jī)床制造商池貝。 近幾年隨著中國(guó)制造的崛起，歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并，如馬毫、斯濱納等。日本經(jīng)濟(jì)不景氣，有不少在80 年代很出名的機(jī)床制造商倒閉，例如：新瀉鐵工所。 現(xiàn)代機(jī)床的研究方向包括六個(gè)方面：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速、高精度、符合、環(huán)保。目前德國(guó)和瑞士的機(jī)床精度最高，綜合起來(lái)，德國(guó)的水平最高，日本的產(chǎn)值最大。美國(guó)的機(jī)床業(yè)一般。中國(guó)大陸、韓國(guó)。臺(tái)灣屬于同一水平。但就門(mén)類(lèi)、2種類(lèi)多少而言，我們應(yīng)該能進(jìn)世界前4 名。 長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進(jìn)展緩慢，高檔依靠進(jìn)口的局面，特別是國(guó)家重點(diǎn)工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進(jìn)口，技術(shù)受制于人。究其原因，國(guó)內(nèi)本土數(shù)控機(jī)床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國(guó)外先進(jìn)水平相比落后了5-10 年；在高、精、尖技術(shù)方面的差距則達(dá)到了10-15 年。同時(shí)中國(guó)在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對(duì)滯后，國(guó)產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床還沒(méi)有形成品牌效應(yīng)。同時(shí)，中國(guó)的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術(shù)培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系，市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)能力和經(jīng)營(yíng)管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創(chuàng)新能力，完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 國(guó)外公司在中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)銷(xiāo)量中的80%以上是普及型數(shù)控系統(tǒng)。如果我們能在普及型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品快速產(chǎn)業(yè)化上取得突破，中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)就有望從根本上實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略反擊。同時(shí)，還要建立起比較完備的高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主創(chuàng)新體系，提高中國(guó)的自主設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和成套生產(chǎn)能力，創(chuàng)建國(guó)產(chǎn)自主品牌產(chǎn)品，提高中國(guó)高檔數(shù)控系統(tǒng)總體技術(shù)水平。 1.2選題背景及其意義 在實(shí)際中，此設(shè)備的開(kāi)發(fā)背景主要是由于在我國(guó)現(xiàn)代的孔加工生產(chǎn)中，大都采用單個(gè)孔獨(dú)個(gè)加工，效率較低，精度不高，因此，開(kāi)發(fā)研制一種高精度全自動(dòng)的專(zhuān)用鉆孔專(zhuān)機(jī)，對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)效率，使企業(yè)具有更強(qiáng)的爭(zhēng)競(jìng)力，具有重要意義。 特別是近幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到廣泛地應(yīng)用，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)具有明顯的工程背景、技術(shù)背景、市場(chǎng)背景、經(jīng)濟(jì)背景，對(duì)多軸機(jī)床的需求也將越來(lái)越大，因此，當(dāng)前我們的任務(wù)就是:加大科研開(kāi)發(fā)力度，盡早實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，采用機(jī)電一體化和自動(dòng)化控制技術(shù)，提高工藝水平，開(kāi)發(fā)出可靠性好、綜合性強(qiáng)的專(zhuān)用機(jī)床，滿足廣大市場(chǎng)的需要，提高現(xiàn)代化企業(yè)的生產(chǎn)能力。 2.解決的主要問(wèn)題及研究的基本內(nèi)容 設(shè)計(jì)一注塑機(jī)連桿膛孔專(zhuān)用機(jī)床，年生產(chǎn)量10萬(wàn)件，本次加工的注塑機(jī)前連桿零件圖1.1，要求加工精度按圖紙要求，負(fù)責(zé)該專(zhuān)機(jī)的總體設(shè)計(jì)。 圖1.1 在零件的加工過(guò)程中，零件生產(chǎn)成本的組成可分為工藝成本和其他費(fèi)用。其中與工藝過(guò)程直接相關(guān)的費(fèi)用占生產(chǎn)成本的70%~75%。所以提高生產(chǎn)率與保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本同等重要。顯然，采取合適的工藝措施，縮減各工序的單件時(shí)間，是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的有效途徑。 對(duì)于大批量生產(chǎn)產(chǎn)品加工中心孔時(shí), 受生產(chǎn)成本等因素影響,多采用流水線生產(chǎn)方式, 自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率都比較高。但對(duì)于中小批量產(chǎn)品,受生產(chǎn)規(guī)模限制, 往往沒(méi)有專(zhuān)用設(shè)備, 只好在普通車(chē)床上加工端面和中心孔,即傳統(tǒng)的加工方法: 夾左端, 車(chē)右端面鉆右端中心孔; 二次安裝, 夾右端,車(chē)左端面鉆左端中心孔, 然后才用兩頂尖孔定位加工其他表面。這對(duì)于大批量生產(chǎn)產(chǎn)品,在加工軸的端面和中心孔時(shí), 一般都安排在銑端面鉆中心孔專(zhuān)用機(jī)床上來(lái)加工。 應(yīng)用機(jī)床夾具，有利于保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本；有利于改善工人勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)；有利于擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。 3.研究的方法與技術(shù)路線 3.1制定工藝方案　　 要深入現(xiàn)場(chǎng)，了解被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)效率的要求等。確定在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容以及其他方法。這里要確定加工步數(shù)，決定刀具的種類(lèi)和類(lèi)型。 3.2機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。在選擇機(jī)床配置型式時(shí)，既要考慮現(xiàn)實(shí)工藝方案，保證精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)效率;又要考慮機(jī)床操作、維護(hù)、修理是否方便，排泄情況是否良好；還要注意被加工零件的生產(chǎn)批量，以便使設(shè)計(jì)的專(zhuān)用機(jī)床符合多快多省的要求。 3.3專(zhuān)用機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 這里要確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系，選擇通用部件和刀具的導(dǎo)向，計(jì)算切削用量及機(jī)床生產(chǎn)率。繪制專(zhuān)用機(jī)床的總聯(lián)系尺寸及加工示意圖等。 3.4專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 專(zhuān)為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱(chēng)為專(zhuān)用夾具。在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，采用各種專(zhuān)用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)、投資較大。除大批大量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專(zhuān)用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。 4.完成論文的條件及進(jìn)程安排 4.1完成論文的條件 首先，已經(jīng)具有明確的研究對(duì)象，即連桿鏜孔專(zhuān)用機(jī)床。 其次，已經(jīng)準(zhǔn)備好了研究所需要的資源。下載了大量關(guān)于連桿鏜孔專(zhuān)用機(jī)床的相關(guān)文獻(xiàn)并安裝好AutoCAD軟件。AutoCAD是本人感興趣的軟件，花些時(shí)間精通它，是完成本文所必需的。 第三，從專(zhuān)業(yè)本身來(lái)講，學(xué)過(guò)材料力學(xué)，理論力學(xué)，機(jī)械原理等科目的知識(shí)也是本文研究所需要的基本知識(shí)。 4.2完成論文的關(guān)鍵點(diǎn) 首先，明確研究對(duì)象，并對(duì)研究對(duì)象要相當(dāng)?shù)牧私?。機(jī)械部分改裝設(shè)計(jì)在普通車(chē)床上用傳統(tǒng)方法加工中心孔時(shí),存在3個(gè)問(wèn)題,考慮普通車(chē)床原有結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)關(guān)系, 并分析改裝的可能性, 提出下列改裝方案。 其次，工件定位夾緊裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備。 第三，提出解決方案。 4.3 論文進(jìn)度的安排 1~3周 查閱有關(guān)文獻(xiàn)，翻譯相關(guān)資料，完成文獻(xiàn)綜述、譯文及開(kāi)題報(bào)告。 4~5周 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，擬定方案，確定設(shè)計(jì)的參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式。 6~7周 繪制專(zhuān)機(jī)的總裝配圖。 8~10周 完成該工位的夾具圖。 11~12周 編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 13周 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所有資料。 14周 準(zhǔn)備答辨資料。 參考文獻(xiàn) 【1】嚴(yán)建華,軸類(lèi)零件中心孔加工專(zhuān)用機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [D ]. 南昌:南昌大學(xué), 2007. 【2】白恩遠(yuǎn). 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床伺服及檢測(cè)技術(shù)[M ]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2002. 【3】余英良. 機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)及實(shí)例[M ]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1998. 【4】周林,殷俠. 數(shù)據(jù)采集與分析技術(shù)[M ]. 西安:西安電子科技大學(xué)出版社, 2005. 【5】 東北工學(xué)院. 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) [D]. 北京: 冶金工業(yè)出版社, 1988. 【6】 陸劍中, 孫家寧. 金屬切削原理與刀具 [D]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1982. 【7】沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué), 大連鐵道學(xué)院, 吉林工學(xué)院. 組合機(jī)床設(shè)計(jì) [D]. 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1992. 【8】 J.Flack,Marine Combustion Practice,Pregamo Press,1969. 【9】 R.S.Benson and N.D.Whitehouse,Internal Combustion Engine,1979. 【10】 KALPAKJAN.Manufacturing Engineering and Technology.Addiso-Wesley Publish Company ,1995. 7