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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
題 目 名 稱(chēng): M1432A萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
院 系 名 稱(chēng): 機(jī)電工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化08-12
學(xué) 生 姓 名: 姜長(zhǎng)志
導(dǎo) 師 姓 名: 張榮沂
開(kāi) 題 時(shí) 間: 2012.02.27
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
M1432A萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.選題的目的及研究意義
在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)、人民的日常生活中，使用者各種機(jī)器設(shè)備、儀器工具，這些機(jī)器、機(jī)械 、儀器設(shè)備和工具大部分是由一定的形狀和尺寸的金屬零件所組成的。生產(chǎn)這些零件并將它們裝配成機(jī)器、機(jī)械、儀器和工具的工業(yè)，稱(chēng)為機(jī)械制造工業(yè)。在機(jī)械零件的制造過(guò)程中，采用鑄造、鍛壓、焊接、沖壓等制造方法，可以獲得低精度零件。對(duì)于精度要求高、表面粗糙度小的零件，主要依靠切削加工的方法獲得，尤其是加工精密零件時(shí)，需經(jīng)過(guò)多道工序的切削加工才能完成。因此，機(jī)械加工設(shè)備是機(jī)械制造業(yè)的主要加工設(shè)備。在一般的機(jī)器制造廠中，金屬切削機(jī)床所負(fù)擔(dān)的加工工作量，余額占總工作量的40%～60%。金屬切削機(jī)床的技術(shù)性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而決定著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。。
機(jī)床是在人類(lèi)認(rèn)識(shí)和改造自然的過(guò)程中產(chǎn)生，又隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展、不斷完成的。最原始的機(jī)床是木制的，所有運(yùn)動(dòng)由人力或畜力驅(qū)動(dòng)，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它們實(shí)際上并不是一種完整的機(jī)器?，F(xiàn)代意義上的用于加工金屬機(jī)械零件的機(jī)床，是在18世紀(jì)中葉開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的。
18世紀(jì)發(fā)明了機(jī)動(dòng)刀架，并以蒸汽機(jī)為動(dòng)力，對(duì)機(jī)床進(jìn)行驅(qū)動(dòng)或通過(guò)多軸對(duì)機(jī)床進(jìn)行集群驅(qū)動(dòng)，才形成了現(xiàn)代機(jī)床的雛形。19世紀(jì)至20世紀(jì)初，隨著電動(dòng)機(jī)的問(wèn)世，電動(dòng)機(jī)取代了蒸汽機(jī)，經(jīng)過(guò)了多軸對(duì)機(jī)床進(jìn)行集群驅(qū)動(dòng)、單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的封閉齒輪箱的發(fā)展過(guò)程，才使機(jī)床具備了現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)形式。上世紀(jì)40年代，隨著高速鋼的和硬質(zhì)合金工具的使用以及液壓技術(shù)的應(yīng)用，使機(jī)床在傳動(dòng)、機(jī)構(gòu)、控制等方面得到很大的改進(jìn)，加工精度和生產(chǎn)率得到顯著提高。自上世紀(jì)50年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于機(jī)床中，先后出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床、加工中心柔性制造系統(tǒng)等。計(jì)算機(jī)集成制造的出現(xiàn)，表明機(jī)械制造業(yè)正在走向一個(gè)新的變革時(shí)代。電火花加工、電解加工、超聲波加工、電子束加工等各種機(jī)械加工設(shè)備，表明特種加工設(shè)備也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。
機(jī)床設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員根據(jù)不同使用部門(mén)的要求，運(yùn)用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，進(jìn)行創(chuàng)造性的勞動(dòng)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，使用的要求也不斷地提高，而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工藝水平的提高，從而使機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造獲得了迅速的發(fā)展。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)設(shè)計(jì)掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生成功的走向工作崗位。我設(shè)計(jì)的題目為：M1432A萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)本次設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)普通機(jī)床組成、控制、結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、設(shè)計(jì)加以了解；通過(guò)機(jī)床設(shè)計(jì)掌握普通機(jī)床設(shè)計(jì)的基本方法,并且對(duì)專(zhuān)用機(jī)床的設(shè)計(jì)作進(jìn)一步了解；通過(guò)機(jī)床設(shè)計(jì)培養(yǎng)和鍛煉自身的工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。
2、課題研究現(xiàn)狀
2.1國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床研究現(xiàn)狀
20世紀(jì)人類(lèi)社會(huì)最偉大的科技成果是計(jì)算機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用，計(jì)算機(jī)及控制技術(shù)在機(jī)械制造設(shè)備中的應(yīng)用是世紀(jì)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術(shù)進(jìn)步。自從1952年美國(guó)第１臺(tái)數(shù)控銑床問(wèn)世至今已經(jīng)歷了50個(gè)年頭。
數(shù)控設(shè)備包括：車(chē)、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類(lèi)專(zhuān)機(jī)，形成龐大的數(shù)控制造設(shè)備家族，每年全世界的產(chǎn)量有10～20萬(wàn)臺(tái)，產(chǎn)值上百億美元。 世界制造業(yè)在20世紀(jì)末的十幾年中經(jīng)歷了幾次反復(fù)，曾一度幾乎快成為夕陽(yáng)工業(yè)，所以美國(guó)人首先提出了要振興現(xiàn)代制造業(yè)。90年代的全世界數(shù)控機(jī)床制造業(yè)都經(jīng)過(guò)重大改組。如美國(guó)、德國(guó)等幾大制造商都經(jīng)過(guò)較大變動(dòng)，從90年代初開(kāi)始已出現(xiàn)明顯的回升，在全世界制造業(yè)形成新的技術(shù)更新浪潮。如德國(guó)機(jī)床行業(yè)從2000年至今已接受３個(gè)月以后的訂貨合同，生產(chǎn)任務(wù)飽滿。
我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過(guò)高速發(fā)展的階段，許多機(jī)床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來(lái)說(shuō)，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90年代初期面臨國(guó)家經(jīng)濟(jì)由計(jì)劃性經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時(shí)期，那時(shí)生產(chǎn)能力降到50％，庫(kù)存超過(guò)４個(gè)月。從1995年“九五”以后國(guó)家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動(dòng)機(jī)床市場(chǎng)，加強(qiáng)限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點(diǎn)支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對(duì)數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用，尤其是在1999年以后，國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門(mén)投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。從2000年８月份的上海數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)和2001年４月北京國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，也可以看到多品種產(chǎn)品的繁榮景象。
數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)50年的２個(gè)階段和６代的發(fā)展： 第１階段：硬件數(shù)控（NC） 第１代：1952年的電子管 第２代：1959年晶體管分離元件 第３代：1965年的小規(guī)模集成電路。第２階段：軟件數(shù)控（CNC） 第４代：1970年的小型計(jì)算機(jī) 第５代：1974年的微處理器 第６代：1990年基于個(gè)人PC機(jī)（PC-BASEO） 第６代的系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)主要有：
（１） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可達(dá)到５萬(wàn)小時(shí)以上；
（2） 提供了開(kāi)放式基礎(chǔ)，可供利用的軟、硬件資源豐富，使數(shù)控功能擴(kuò)展到很寬的領(lǐng)域（如CAD、CAM、CAPP，連接網(wǎng)卡、聲卡、打印機(jī)、攝影機(jī)等）；
（3） 對(duì)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠來(lái)說(shuō)，提供了優(yōu)良的開(kāi)發(fā)環(huán)境，簡(jiǎn)化了硬件。 目前，國(guó)際上最大的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠是日本FANUC公司，１年生產(chǎn)５萬(wàn)套以上系統(tǒng)，占世界市場(chǎng)約40％左右，其次是德國(guó)的西門(mén)子公司約占15％以上，再次是德海德漢爾，西班牙發(fā)格，意大利菲亞，法國(guó)的ＮＵＭ，日本的三菱、安川。
2.2發(fā)展趨勢(shì)
制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，機(jī)械制造是制造業(yè)的核心。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用使得傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對(duì)國(guó)民生計(jì)起著越來(lái)與重要的作用。當(dāng)前數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展的趨勢(shì)：1、高速、精密化 2、可靠性 3、數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)CAD化、功能多樣化 4、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、集成化 5、開(kāi)放性 6、復(fù)合性 7、串行總線計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 8、重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立。
2.3機(jī)械裝備設(shè)計(jì)的方法
機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的步驟設(shè)計(jì)類(lèi)型而不同。創(chuàng)新設(shè)計(jì)可分為產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)等四個(gè)階段。
2.3.1產(chǎn)品規(guī)劃階段
產(chǎn)品規(guī)劃階段的任務(wù)是明確設(shè)計(jì)任務(wù)，通常應(yīng)在市場(chǎng)調(diào)查與預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上識(shí)別產(chǎn)品需求，進(jìn)行可行性分析，制定設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。
在產(chǎn)品規(guī)劃階段將綜合運(yùn)用技術(shù)預(yù)測(cè)、市場(chǎng)學(xué)、信息學(xué)等理論和方法來(lái)解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。
2.3.1.1需求分析
產(chǎn)品設(shè)計(jì)是為了滿足市場(chǎng)的要求，而市場(chǎng)的需求往往是不具體的，有時(shí)是模糊的 、潛在的，甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。需求分析的任務(wù)是使這些需求具體化和恰到好處。明確設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。需求分析的任務(wù)本身就是設(shè)計(jì)工作的一部分，是設(shè)計(jì)工作的一部分，是設(shè)計(jì)工作的開(kāi)始，而且自始至終指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。
需求分析一般包括對(duì)銷(xiāo)售市場(chǎng)和原材料市場(chǎng)的分析
2.3.1.2調(diào)查研究
調(diào)查研究包括市場(chǎng)調(diào)研、技術(shù)調(diào)研和社會(huì)環(huán)境調(diào)研三個(gè)部分
2.3.1.3預(yù)測(cè)
定性預(yù)測(cè)和定量預(yù)測(cè)
2.3.1.4可行性分析
2.3.1.5編制設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
2.3.2方案設(shè)計(jì)階段
a、對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象
b、建立功能結(jié)構(gòu)
c、尋求原理與求解方法
d、初步設(shè)計(jì)方案的形成
e、設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)與賽選
2.3.3技術(shù)設(shè)計(jì)階段
1、確定結(jié)構(gòu)原理方案
2、總體設(shè)計(jì)
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.4工藝設(shè)計(jì)階段
2.3.4.1零件圖設(shè)計(jì)
在零件圖中包含了為制造零件所需的全部信息，這些信息包括幾何形狀、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度、材料和熱處理要求、其他特殊技術(shù)要求等。
2.3.4.2完善裝配圖
在繪制零件圖時(shí)，更加具體地從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化等方面進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不可避免地要對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)階段提供的裝配圖做些修改
2.3.4.3編寫(xiě)技術(shù)文檔
3.基本內(nèi)容，擬解決問(wèn)題
基本內(nèi)容；M1432A萬(wàn)能外圓磨床總體尺寸布局設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程中所需的技術(shù)參數(shù)，使主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)具有經(jīng)濟(jì)性，合理性。保證設(shè)計(jì)的工藝性，裝配的可行性，主要裝配精度的合理性，主要參數(shù)的可檢查性。
3.1本課題將要解決的主要問(wèn)題
3.1.1 總體結(jié)構(gòu)布局的設(shè)計(jì)
M1432A萬(wàn)能外圓磨床主軸部件直接影響工件的精度和表面粗糙度，應(yīng)具有高的回轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性及耐磨性，是總體布局的關(guān)鍵部分。
裝在頭架主軸上的零件如皮帶輪、砂輪壓緊盤(pán)、砂輪等都應(yīng)仔細(xì)平衡，四根三角皮帶的長(zhǎng)度也應(yīng)一致，否則易引起砂輪主軸的振動(dòng)，直接影響磨削表面的表面粗糙度。
3.1.2液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
液壓系統(tǒng)傳遞比較平穩(wěn)，而且代價(jià)不高。液壓系統(tǒng)是由很多元器件組成，元器件的選擇要根據(jù)液壓系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行選擇。閥的規(guī)格用閥進(jìn)、出油口的名義通徑表示，單位為mm。相同的閥，其閥口的實(shí)際尺寸不一定完全相同。目前仍在使用的某些按舊標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的閥，其性能參數(shù)主要有額定壓力、額定流量、額定壓力損失、最小穩(wěn)定流量等數(shù)值參數(shù)。閥類(lèi)元件的規(guī)格應(yīng)按閥所在的回路的最大工作壓力和通過(guò)該閥的最大流量從產(chǎn)品樣本上選定。選用閥類(lèi)元件時(shí)應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)形式、特性、壓力等級(jí)、連接方式、集成方式及操縱方式等。選擇壓力控制閥時(shí)，應(yīng)考慮壓力閥的壓力調(diào)節(jié)范圍、流量范圍、流量變化范圍、所要求的壓力靈敏度進(jìn)和平穩(wěn)度等。特別是溢流閥的額定流量必須滿足液壓泵最大流量的要求。選擇流量控制閥時(shí)，應(yīng)考慮流量閥的流量調(diào)節(jié)范圍、流量——壓力特性、最小穩(wěn)定流量、壓力補(bǔ)償要求或溫度補(bǔ)償要求，對(duì)濾油器過(guò)濾精度的要求，閥進(jìn)、出口壓差大小及閥內(nèi)泄漏的大小等。
機(jī)床設(shè)計(jì)工作大體的可分為三個(gè)步驟：
3.2調(diào)查研究
調(diào)查研究的內(nèi)容一般包括有： ①學(xué)習(xí)有關(guān)機(jī)床設(shè)計(jì)的方針、政策，明確設(shè)計(jì)要求； ②到使用單位調(diào)查了解所涉及機(jī)床所要承擔(dān)的生產(chǎn)任務(wù)和加工工藝，了解使用單位的對(duì)機(jī)床的要求； ③到制造單位調(diào)查，了解制造廠的設(shè)備條件、技術(shù)能力和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)； ④收集國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型機(jī)床的技術(shù)文獻(xiàn)和圖紙資料，并注意調(diào)查它的結(jié)構(gòu)性能、使用和制造情況等，尤其注意了解新技術(shù)在同類(lèi)機(jī)床上應(yīng)用的情況，以及在設(shè)計(jì)新機(jī)床時(shí)將要進(jìn)行那些科學(xué)試驗(yàn)。
3.3方案擬定
在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，通?？蓴M定出多個(gè)方案進(jìn)行比較分析。每個(gè)方案所包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總體布局、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、試驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等
在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
①處理好使用和制造之間的關(guān)系：應(yīng)首先滿足使用要求，其次是盡可能便于制造。
②注意傾聽(tīng)各方面意見(jiàn)，經(jīng)過(guò)分析比較，去粗取精，最后形成一個(gè)比較使用方案。
③ 實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，凡是未經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的方案，必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明可考后采用與設(shè)計(jì)。
④繼承性和創(chuàng)造性的相結(jié)合，盡量采用先進(jìn)技術(shù)，迅速提高生產(chǎn)力。
3.4工作圖設(shè)計(jì)
首先，繪制M1432A萬(wàn)能外圓磨床總裝配圖及液壓系統(tǒng)傳動(dòng)圖。一般應(yīng)畫(huà)出機(jī)床的總體尺寸參數(shù)圖，在圖中確定各部件的輪廓尺寸和各部件有聯(lián)系的相關(guān)尺寸，同時(shí)畫(huà)出機(jī)床的頭架裝配圖，并進(jìn)行必要的計(jì)算。其次，進(jìn)行液壓元器件的選擇，繪制液壓系統(tǒng)圖。
3.5說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)
4、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡(jiǎn)要說(shuō)明
[1].《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 成大先 化學(xué)工業(yè)出版社 2002
[2].《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 李洪 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社
[3].《機(jī)械最優(yōu)設(shè)計(jì)技術(shù)》 孟兆明 化學(xué)工業(yè)出版社 2002.4
[4].《機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)》 劉品 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社
[5].《電力拖動(dòng)基礎(chǔ)》 彭鴻才 機(jī)械工業(yè)出版社
[6].《金屬切削機(jī)床理論》 賈亞州 機(jī)械工業(yè)出版社
5、畢業(yè)論文進(jìn)程安排
1.2月27日——3月11日 查閱資料
2 3月12日——3月18日 消化資料
3.3月19日——4月1 日 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告
4.4月 2 日——4月20日 方案設(shè)計(jì)，寫(xiě)說(shuō)明書(shū)草稿
5 4月21日——5月5 日 畫(huà)草圖，寫(xiě)說(shuō)明書(shū)草稿
6 5月 6 日——5月27日 畫(huà) cad圖，整理說(shuō)明書(shū)
7 5月28日——6月10日 打印說(shuō)明書(shū)
8 6月11日——6月15日 準(zhǔn)備答辯
指導(dǎo)教師（簽名）：
年 月 日
所在院（系）審查意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人簽字(蓋公章)
畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
題 目 名 稱(chēng): M1432A萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
院 系 名 稱(chēng): 機(jī)電工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化08-12
學(xué) 生 姓 名: 姜長(zhǎng)志
導(dǎo) 師 姓 名: 張榮沂
開(kāi) 題 時(shí) 間: 2012.02.27
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日