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黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計開題報告 題 目 名 稱: M1432A萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)設(shè)計 院 系 名 稱: 機電工程學院 專 業(yè) 班 級: 機械設(shè)計制造及自動化08-12 學 生 姓 名: 姜長志 導 師 姓 名: 張榮沂 開 題 時 間: 2012.02.27 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 M1432A萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)設(shè)計 1.選題的目的及研究意義 在國民經(jīng)濟各部門、人民的日常生活中，使用者各種機器設(shè)備、儀器工具，這些機器、機械 、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器、機械、儀器和工具的工業(yè)，稱為機械制造工業(yè)。在機械零件的制造過程中，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，需經(jīng)過多道工序的切削加工才能完成。因此，機械加工設(shè)備是機械制造業(yè)的主要加工設(shè)備。在一般的機器制造廠中，金屬切削機床所負擔的加工工作量，余額占總工作量的40%～60%。金屬切削機床的技術(shù)性能直接影響機械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟性，進而決定著國民經(jīng)濟的發(fā)展水平。。 機床是在人類認識和改造自然的過程中產(chǎn)生，又隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和科學技術(shù)的進步而不斷發(fā)展、不斷完成的。最原始的機床是木制的，所有運動由人力或畜力驅(qū)動，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它們實際上并不是一種完整的機器?，F(xiàn)代意義上的用于加工金屬機械零件的機床，是在18世紀中葉開始發(fā)展起來的。 18世紀發(fā)明了機動刀架，并以蒸汽機為動力，對機床進行驅(qū)動或通過多軸對機床進行集群驅(qū)動，才形成了現(xiàn)代機床的雛形。19世紀至20世紀初，隨著電動機的問世，電動機取代了蒸汽機，經(jīng)過了多軸對機床進行集群驅(qū)動、單獨電動機驅(qū)動的封閉齒輪箱的發(fā)展過程，才使機床具備了現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)形式。上世紀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)的應用，使機床在傳動、機構(gòu)、控制等方面得到很大的改進，加工精度和生產(chǎn)率得到顯著提高。自上世紀50年代以來，計算機技術(shù)開始應用于機床中，先后出現(xiàn)了數(shù)控機床、加工中心柔性制造系統(tǒng)等。計算機集成制造的出現(xiàn)，表明機械制造業(yè)正在走向一個新的變革時代。電火花加工、電解加工、超聲波加工、電子束加工等各種機械加工設(shè)備，表明特種加工設(shè)備也有了長足的發(fā)展。 機床設(shè)計是設(shè)計人員根據(jù)不同使用部門的要求，運用有關(guān)的科學技術(shù)知識，進行創(chuàng)造性的勞動。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，使用的要求也不斷地提高，而科學技術(shù)的發(fā)展和工藝水平的提高，從而使機床的設(shè)計和制造獲得了迅速的發(fā)展。 畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學生設(shè)計能力的重要實踐環(huán)節(jié)，通過設(shè)計掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力，使學生成功的走向工作崗位。我設(shè)計的題目為：M1432A萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)設(shè)計，通過本次設(shè)計畢業(yè)設(shè)計對普通機床組成、控制、結(jié)構(gòu)運動、設(shè)計加以了解；通過機床設(shè)計掌握普通機床設(shè)計的基本方法,并且對專用機床的設(shè)計作進一步了解；通過機床設(shè)計培養(yǎng)和鍛煉自身的工程素質(zhì)和工程實踐能力。 2、課題研究現(xiàn)狀 2.1國內(nèi)外數(shù)控機床研究現(xiàn)狀 20世紀人類社會最偉大的科技成果是計算機的發(fā)明與應用，計算機及控制技術(shù)在機械制造設(shè)備中的應用是世紀內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術(shù)進步。自從1952年美國第１臺數(shù)控銑床問世至今已經(jīng)歷了50個年頭。 數(shù)控設(shè)備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機，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10～20萬臺，產(chǎn)值上百億美元。 世界制造業(yè)在20世紀末的十幾年中經(jīng)歷了幾次反復，曾一度幾乎快成為夕陽工業(yè)，所以美國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)控機床制造業(yè)都經(jīng)過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經(jīng)過較大變動，從90年代初開始已出現(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。如德國機床行業(yè)從2000年至今已接受３個月以后的訂貨合同，生產(chǎn)任務飽滿。 我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來說，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90年代初期面臨國家經(jīng)濟由計劃性經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時期，那時生產(chǎn)能力降到50％，庫存超過４個月。從1995年“九五”以后國家從擴大內(nèi)需啟動機床市場，加強限制進口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進作用，尤其是在1999年以后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。從2000年８月份的上海數(shù)控機床展覽會和2001年４月北京國際機床展覽會上，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50年的２個階段和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年的小型計算機 第５代：1974年的微處理器 第６代：1990年基于個人PC機（PC-BASEO） 第６代的系統(tǒng)優(yōu)點主要有： （１） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可達到５萬小時以上； （2） 提供了開放式基礎(chǔ)，可供利用的軟、硬件資源豐富，使數(shù)控功能擴展到很寬的領(lǐng)域（如CAD、CAM、CAPP，連接網(wǎng)卡、聲卡、打印機、攝影機等）； （3） 對數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠來說，提供了優(yōu)良的開發(fā)環(huán)境，簡化了硬件。 目前，國際上最大的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠是日本FANUC公司，１年生產(chǎn)５萬套以上系統(tǒng)，占世界市場約40％左右，其次是德國的西門子公司約占15％以上，再次是德海德漢爾，西班牙發(fā)格，意大利菲亞，法國的ＮＵＭ，日本的三菱、安川。 2.2發(fā)展趨勢 制造業(yè)是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，機械制造是制造業(yè)的核心。數(shù)控技術(shù)的應用使得傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了革命性的變化，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)展和應用領(lǐng)域的擴大，它對國民生計起著越來與重要的作用。當前數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展的趨勢：1、高速、精密化 2、可靠性 3、數(shù)控機床設(shè)計CAD化、功能多樣化 4、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、集成化 5、開放性 6、復合性 7、串行總線計算機數(shù)控系統(tǒng) 8、重視新技術(shù)標準、規(guī)范的建立。 2.3機械裝備設(shè)計的方法 機械制造裝備設(shè)計的步驟設(shè)計類型而不同。創(chuàng)新設(shè)計可分為產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和工藝設(shè)計等四個階段。 2.3.1產(chǎn)品規(guī)劃階段 產(chǎn)品規(guī)劃階段的任務是明確設(shè)計任務，通常應在市場調(diào)查與預測的基礎(chǔ)上識別產(chǎn)品需求，進行可行性分析，制定設(shè)計任務書。 在產(chǎn)品規(guī)劃階段將綜合運用技術(shù)預測、市場學、信息學等理論和方法來解決設(shè)計中出現(xiàn)的問題。 2.3.1.1需求分析 產(chǎn)品設(shè)計是為了滿足市場的要求，而市場的需求往往是不具體的，有時是模糊的 、潛在的，甚至是不可能實現(xiàn)的。需求分析的任務是使這些需求具體化和恰到好處。明確設(shè)計任務的要求。需求分析的任務本身就是設(shè)計工作的一部分，是設(shè)計工作的一部分，是設(shè)計工作的開始，而且自始至終指導設(shè)計工作的進行。 需求分析一般包括對銷售市場和原材料市場的分析 2.3.1.2調(diào)查研究 調(diào)查研究包括市場調(diào)研、技術(shù)調(diào)研和社會環(huán)境調(diào)研三個部分 2.3.1.3預測 定性預測和定量預測 2.3.1.4可行性分析 2.3.1.5編制設(shè)計任務書 2.3.2方案設(shè)計階段 a、對設(shè)計任務的抽象 b、建立功能結(jié)構(gòu) c、尋求原理與求解方法 d、初步設(shè)計方案的形成 e、設(shè)計方案的評價與賽選 2.3.3技術(shù)設(shè)計階段 1、確定結(jié)構(gòu)原理方案 2、總體設(shè)計 3、結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.3.4工藝設(shè)計階段 2.3.4.1零件圖設(shè)計 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，更加具體地從結(jié)構(gòu)強度、工藝性和標準化等方面進行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，不可避免地要對技術(shù)設(shè)計階段提供的裝配圖做些修改 2.3.4.3編寫技術(shù)文檔 3.基本內(nèi)容，擬解決問題 基本內(nèi)容；M1432A萬能外圓磨床總體尺寸布局設(shè)計 根據(jù)設(shè)計過程中所需的技術(shù)參數(shù)，使主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)具有經(jīng)濟性，合理性。保證設(shè)計的工藝性，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題 3.1.1 總體結(jié)構(gòu)布局的設(shè)計 M1432A萬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、砂輪等都應仔細平衡，四根三角皮帶的長度也應一致，否則易引起砂輪主軸的振動，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 液壓系統(tǒng)傳遞比較平穩(wěn)，而且代價不高。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)的性能指標進行選擇。閥的規(guī)格用閥進、出油口的名義通徑表示，單位為mm。相同的閥，其閥口的實際尺寸不一定完全相同。目前仍在使用的某些按舊標準生產(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)。閥類元件的規(guī)格應按閥所在的回路的最大工作壓力和通過該閥的最大流量從產(chǎn)品樣本上選定。選用閥類元件時應考慮其結(jié)構(gòu)形式、特性、壓力等級、連接方式、集成方式及操縱方式等。選擇壓力控制閥時，應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，應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、壓力補償要求或溫度補償要求，對濾油器過濾精度的要求，閥進、出口壓差大小及閥內(nèi)泄漏的大小等。 機床設(shè)計工作大體的可分為三個步驟： 3.2調(diào)查研究 調(diào)查研究的內(nèi)容一般包括有： ①學習有關(guān)機床設(shè)計的方針、政策，明確設(shè)計要求； ②到使用單位調(diào)查了解所涉及機床所要承擔的生產(chǎn)任務和加工工藝，了解使用單位的對機床的要求； 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； ④收集國內(nèi)外同類型機床的技術(shù)文獻和圖紙資料，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)在同類機床上應用的情況，以及在設(shè)計新機床時將要進行那些科學試驗。 3.3方案擬定 在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，通常可擬定出多個方案進行比較分析。每個方案所包括的內(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、試驗結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟分析等 在制定方案時應注意以下幾點： ①處理好使用和制造之間的關(guān)系：應首先滿足使用要求，其次是盡可能便于制造。 ②注意傾聽各方面意見，經(jīng)過分析比較，去粗取精，最后形成一個比較使用方案。 ③ 實驗是檢驗真理的唯一標準，設(shè)計必須以生產(chǎn)實踐和科學實驗為依據(jù)，凡是未經(jīng)實踐考驗的方案，必須經(jīng)過實驗證明可考后采用與設(shè)計。 ④繼承性和創(chuàng)造性的相結(jié)合，盡量采用先進技術(shù)，迅速提高生產(chǎn)力。 3.4工作圖設(shè)計 首先，繪制M1432A萬能外圓磨床總裝配圖及液壓系統(tǒng)傳動圖。一般應畫出機床的總體尺寸參數(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，同時畫出機床的頭架裝配圖，并進行必要的計算。其次，進行液壓元器件的選擇，繪制液壓系統(tǒng)圖。 3.5說明書的撰寫 4、檢索與本課題有關(guān)參考文獻資料的簡要說明 [1].《機械設(shè)計手冊》 成大先 化學工業(yè)出版社 2002 [2].《實用機床設(shè)計手冊》 李洪 遼寧科學技術(shù)出版社 [3].《機械最優(yōu)設(shè)計技術(shù)》 孟兆明 化學工業(yè)出版社 2002.4 [4].《機械精度設(shè)計與檢測技術(shù)》 劉品 哈爾濱工業(yè)大學出版社 [5].《電力拖動基礎(chǔ)》 彭鴻才 機械工業(yè)出版社 [6].《金屬切削機床理論》 賈亞州 機械工業(yè)出版社 5、畢業(yè)論文進程安排 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 撰寫開題報告 4.4月 2 日——4月20日 方案設(shè)計，寫說明書草稿 5 4月21日——5月5 日 畫草圖，寫說明書草稿 6 5月 6 日——5月27日 畫 cad圖，整理說明書 7 5月28日——6月10日 打印說明書 8 6月11日——6月15日 準備答辯 指導教師（簽名）： 年 月 日 所在院（系）審查意見： 負責人簽字(蓋公章) 畢業(yè)設(shè)計開題報告 題 目 名 稱: M1432A萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)設(shè)計 院 系 名 稱: 機電工程學院 專 業(yè) 班 級: 機械設(shè)計制造及自動化08-12 學 生 姓 名: 姜長志 導 師 姓 名: 張榮沂 開 題 時 間: 2012.02.27 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日