殼體多工位螺紋加工自動(dòng)控制機(jī)的設(shè)計(jì),殼體,多工位,螺紋,羅紋,加工,自動(dòng)控制,設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告 論 文 題 目：殼體多工位螺紋機(jī)工自動(dòng)控制機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué) 院：專 業(yè) 、班 級(jí)： 生 姓 名：師（職稱）： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告要求 開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù) 1. 論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域； 2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值； 3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1. 重點(diǎn)解決的問題； 2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）； 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1. 開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2. 開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過； 3. 開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯； 4. 開題報(bào)告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5. 開題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊(cè)（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。 一、選題依據(jù) 1. 設(shè)計(jì)題目 微電機(jī)多工位殼體螺絲孔加工機(jī)的設(shè)計(jì)。 2. 研究領(lǐng)域 題目涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、PLC 控制及編程、伺服系統(tǒng)、等很多方面的專業(yè)知識(shí)。3.論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 攻絲是機(jī)械零部件制造安裝及整體裝配過程中必不可少的一個(gè)步驟，雖然不少工作現(xiàn)場(chǎng)人們也能用鉆床達(dá)到攻絲的目的。但無不存在過程繁瑣、質(zhì)量不高、易出事故等弊端。市場(chǎng)上的攻絲機(jī)不適用于小型孔的攻絲。采用手攻，一來效率低，二來精度難以保證。采用機(jī)械摩擦攻絲機(jī)，因不便于調(diào)整其摩擦力，在使用 M6 以下的絲錐時(shí)， 往往又造成絲錐的折端及質(zhì)量事故。為此以此為選題。 4.目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。 機(jī)械設(shè)備中存在著大量的螺紋連接，螺紋的形成一般是通過攻絲來加工。通常我們所用的攻絲刀是絲錐。 攻絲時(shí)絲錐的運(yùn)動(dòng)包括兩種形式:旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng).在目前的大部分攻絲方法中，需要兩套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來完成這兩種運(yùn)動(dòng)。例如:利用簡(jiǎn)單立式鉆床手工攻絲時(shí)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由電機(jī)通過傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則由人來完成。 一般來講，加工螺紋的手段大致有四種:對(duì)于小批量、精度要求不高的場(chǎng)合，人們常用手工攻絲的加工方法。目前，人們廣泛采用鉆床來進(jìn)行攻絲，該方法比較簡(jiǎn)單， 只要將鉆床的鉆頭換成絲錐即可。近年來，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了振動(dòng)攻絲這種方法，振動(dòng)切削是三十年前由 Kumaba 提出的一種新的機(jī)械加工方法。它有很多方面的優(yōu)點(diǎn)，例如: 降低了切削力，提高了加工表面質(zhì)量，抑制了刀具磨損，等等。它也被應(yīng)用到攻絲中， 由于振動(dòng)切削的這些優(yōu)點(diǎn)，振動(dòng)攻絲常用于對(duì)欽合金等難切削材料上的小而深的孔進(jìn)行攻絲。而沖擊攻絲則是最近國(guó)外剛剛發(fā)展起來的一種攻絲方法，在國(guó)內(nèi)，還沒有那一家企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)從事這方面的研究工作。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1. 重點(diǎn)解決的問題 該選題所要設(shè)計(jì)的是一臺(tái)用于加工微電機(jī)螺紋絲孔的攻絲機(jī)，所要研究的內(nèi)容主要是如何設(shè)計(jì)整機(jī)的布局、實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及上下的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、攻絲頭的選擇、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其分度定位的控制、伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、PLC 控制及編程。 2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） （1） 整機(jī)布置類似與普通立式鉆床 （2） 選用電磁離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn) （3） 設(shè)計(jì)絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給 （4） 攻絲頭選擇浮動(dòng)連接 （5） 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的分度定位的控制采用交流伺服電機(jī) （6） 伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要采用電子齒輪的電氣控制系統(tǒng) （7） PLC 控制及編程 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 通過對(duì)微電機(jī)多工位殼體螺絲孔加工機(jī)的設(shè)計(jì)，希望可以對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)有所總結(jié)，把所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的靈活應(yīng)用。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)） （1） 查找資料，了解攻絲機(jī)床和伺服系統(tǒng)的工作原理。 （2） 完成微電機(jī)殼體螺紋絲孔加工機(jī)床方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（確定其傳動(dòng)方式、結(jié)構(gòu)布局）。 （3） 對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行必要的分析和校核。 （4） 完成整機(jī)裝配圖設(shè)計(jì)（包括攻絲頭、分度盤）。 （5） 完成指定的零件圖設(shè)計(jì)。 （6） 選擇合適的伺服系統(tǒng)和合適的控制方案（可選用微機(jī)、PLC、或單片機(jī)）完成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和編程。 （7） 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書撰寫（應(yīng)有中文摘要、英文摘要、文獻(xiàn)引用）。 2 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 至 2 周 收集資料，確定思路,形成開題報(bào)告初稿。第 3 周 完成開題報(bào)告。 第 4 至 6 周 完成螺絲加工中機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成總體方案設(shè)計(jì)。 第 7 至 9 周 改進(jìn)和完善螺絲加工機(jī)的設(shè)計(jì)，并對(duì)相關(guān)部分進(jìn)行計(jì)算。 第 10 至 12 周 進(jìn)行電腦繪圖 第 13 至 15 周 編寫說明書，完成外文翻譯。第 16 周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1] 薛宏坤，上海機(jī)電工業(yè)技術(shù)改造成果選[M].上海人民出版社，1974 [2] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第七版.高等教育出版社，2006 [3] 劉剛. 精密滾珠絲杠副.南京：南京工藝裝備廠，2006 [4] 毛謙德，李振清.袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M].第二版.機(jī)械工業(yè)出版社，2000.2 [5] 張建民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].第二版.高等教育出版社，2001.8 [6] 于英江.機(jī)械制造常用計(jì)算大全[M].第一版.黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1992 [7] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]·第 2 卷/機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)編著. —3 版.—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8 [8] 趙永成，王豐，李明穎.機(jī)電傳動(dòng)控制[M].第一版.中國(guó)計(jì)量出版社，2003 [9] 日本松夏公司編著，交流伺服系統(tǒng)說明書，2003.11 [10] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]·第 1 卷/機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)編著. —3 版.—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8 [11] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]·第 5 卷/機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)編著. —3 版.—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8 [12] 東北工學(xué)院《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第二版.中冊(cè). 冶金工業(yè)出版社，1981 [13] 劉品，劉麗華.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].修訂版.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001 [14] 林述溫.機(jī)電裝備設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2002 [15] 胡佑德.伺服系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)[M].北京理工大學(xué)出版社，1993 [16] 吳崇峰.實(shí)用注塑模ＣＡＤ/ＣＡＥ/ＣＡＭ技術(shù).北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2000 [17] T.Saotome,F.Yokoi.Precision Internal Threading of Stainless Steel.Precision Engineering,1984,6(2):73~78 [18] S.S.Patil,S.Pande.Some Investigations on Vibratory Tapping Process.Int.J. Mach.Tools Manufact.1987,27(3):343~350 [19] M.L.Liu.Development of Next Generation Controller within Modern Manufacturing.Northeastern University Press,1994:33~37 附：文獻(xiàn)綜述 攻絲機(jī)是一種在機(jī)件殼體、設(shè)備端面、螺母、法蘭盤等各種具有不同規(guī)格的通孔或盲孔的零件的孔的內(nèi)側(cè)面加工出內(nèi)螺紋、螺絲或叫牙扣的機(jī)械加工設(shè)備。攻絲機(jī)也叫攻牙機(jī)、螺紋攻牙機(jī)、螺紋攻絲機(jī)、自動(dòng)攻絲機(jī)等。根據(jù)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力種類的不同，攻絲機(jī)可以分為手動(dòng)攻絲機(jī)、氣動(dòng)攻絲機(jī)、電動(dòng)攻絲機(jī)和液壓攻絲機(jī)等；根據(jù)攻絲機(jī)主軸數(shù)目不同，可分為單軸攻絲機(jī)、二軸攻絲機(jī)四軸攻絲機(jī)、六軸攻絲機(jī)、多軸攻絲機(jī)等；根據(jù)加工零件種類不同，攻絲機(jī)又可分為模內(nèi)攻絲機(jī)、萬能攻絲機(jī)、熱打螺母攻絲機(jī)、法蘭螺母攻絲機(jī)、圓螺母攻絲機(jī)、六角螺母攻絲機(jī)、盲孔螺母攻絲機(jī)、防盜螺母攻絲機(jī)等多種型號(hào)；根據(jù)攻絲機(jī)加工過程的自動(dòng)化程度不同，攻絲機(jī)可分為全自動(dòng)攻絲機(jī)、半自動(dòng)攻絲機(jī)和手動(dòng)攻絲機(jī)等；根據(jù)攻絲機(jī)攻牙時(shí)是否同時(shí)鉆孔，攻絲機(jī)又分鉆孔攻絲機(jī)、擴(kuò)孔攻絲機(jī)等。全自動(dòng)攻絲機(jī)自動(dòng)化程度最高，工作時(shí)，只要把零件毛坯放入料斗中即可自動(dòng)進(jìn)料，自動(dòng)定位，自動(dòng)夾緊，自動(dòng)攻牙、自動(dòng)卸料，一個(gè)工人可以同時(shí)操作多臺(tái)設(shè)備，生產(chǎn)效率高，可顯著節(jié)約勞動(dòng)力成本！優(yōu)質(zhì)攻絲機(jī)具有設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)便易用、自動(dòng)化程度高、使用方便、效率高、免維護(hù)、性價(jià)比極高等特點(diǎn)，優(yōu)質(zhì)的螺母攻絲機(jī)加工出的各種螺母螺紋光潔度高，成品合格率高。 微電機(jī)是家電產(chǎn)品及其各種工業(yè)設(shè)備的主要部件，其市場(chǎng)需求量大，微電機(jī)的主要機(jī)械加工部件為殼體，殼體加工的難點(diǎn)是攻絲，其占微電機(jī)殼體機(jī)械加工總工作量的 50%左右。 目前微電機(jī)殼體攻絲加工主要使用經(jīng)鉆床改造而成的簡(jiǎn)易攻絲機(jī)，但存在過程繁瑣、質(zhì)量不高、易出事故等弊端。而且市場(chǎng)上的攻絲機(jī)又不適用于小型孔的攻絲，故針對(duì)微電機(jī)的加工特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一臺(tái)新型的微電極殼體螺絲孔加工機(jī)是非常必要的。設(shè)計(jì)中主要采用絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)攻絲頭的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，攻絲頭采用雙頭聯(lián)動(dòng)，絲錐采用自進(jìn)給式，它與絲錐夾頭浮動(dòng)聯(lián)接。通過伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)六個(gè)工位的分度定位，應(yīng)用 PLC 編程實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化控制。從而就可達(dá)到高效，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度等目的。 由于我做的是普通攻絲機(jī)，通過查閱資料我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在出現(xiàn)了一種新型的震動(dòng)攻絲機(jī)，這種攻絲機(jī)解決了普通攻絲機(jī)在工作時(shí)出現(xiàn)的問題，因此我將在這里介紹一下震動(dòng)攻絲機(jī)。 近幾年，由于材料科學(xué)的飛速發(fā)展，具有優(yōu)良機(jī)械和物理性能的新型材料不斷涌現(xiàn)，并逐漸在各個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。高硬度、高強(qiáng)度金屬材料等的應(yīng)用日益廣泛，但由 于這些材料的加工性能很差，成為推廣應(yīng)用的主要障礙，尤其是這些難加工材料的內(nèi)螺紋加工歷來是存在嚴(yán)重問題的工序之一。具有代表性的難加工材料如奧氏體不銹鋼、鈦合金等，它們具有材料強(qiáng)度高、加工硬化嚴(yán)重等特點(diǎn)，在攻絲加工中普遍存在攻絲扭矩大、絲錐易被“咬死“易崩刃和折斷等問題，尤其是對(duì)于小直徑的螺紋，幾乎無法用普通攻絲方法加工，即使勉強(qiáng)能夠加工，加工效率也非常低，而且攻制的螺紋齒形不規(guī)則精度差和粗糙度大。振動(dòng)攻絲作為一種新型的工藝方法，在解決難加工材料的小直徑內(nèi)螺紋的攻絲方面有著很好的應(yīng)用前景，可以顯著地減小攻絲扭矩提高絲錐壽命，解決了傳統(tǒng)攻絲時(shí)絲錐的折斷問題，節(jié)約了成本，使得鈦合金、不銹鋼等新型機(jī)械材料有了更好的應(yīng)用前景。同時(shí)振動(dòng)攻絲與普通攻絲有著不同的切削機(jī)理， 有利于顯著提高內(nèi)螺紋的加工效率及加工精度。因此進(jìn)行振動(dòng)攻絲加工機(jī)理及其加工技術(shù)應(yīng)用研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 日本在振動(dòng)切削和振動(dòng)攻絲方面的研究比較深入和廣泛，并設(shè)有專門的研究機(jī)構(gòu)。以宇都宮大學(xué)的限部淳一郎教授為代表人物的日本該領(lǐng)域的專家在 1954 年開始對(duì)振動(dòng)切削的基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用作了大量的研究。在專著《精密加工一振動(dòng)切削(基礎(chǔ)與應(yīng)用)})一書中總結(jié)了日本在振動(dòng)切削方面的研究成果，列舉了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在振動(dòng)切削在日本一些實(shí)際生產(chǎn)已經(jīng)中得到廣泛的應(yīng)用。日本在振動(dòng)攻絲方面主要采用低頻、螺紋升角方向振動(dòng)，并有系列專用機(jī)床。用 10RT 型振動(dòng)攻絲機(jī)進(jìn)行低頻振動(dòng)攻絲，與普通攻絲加工方法的攻絲扭矩進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn):在切削速度提高時(shí)，攻絲扭矩隨之提高:在切削速度達(dá)到臨界速度的三分之一時(shí)切削扭矩是傳統(tǒng)攻絲扭矩的三分之一;在切削速度達(dá)到臨界速度時(shí)，振動(dòng)攻絲扭矩和傳統(tǒng)攻絲扭矩相差不大，失去振動(dòng)攻絲效果。在一定的振動(dòng)攻絲參數(shù)下，鋁的振動(dòng)攻絲扭矩是傳統(tǒng)攻絲扭矩的八分之一;鋼的振動(dòng)攻絲扭矩是傳統(tǒng)攻絲扭矩的三分之一;銅的振動(dòng)攻絲扭矩也是傳統(tǒng)攻絲扭矩的三分之一。還得到振動(dòng)攻絲具有使切屑呈帶狀排出、絲錐磨損降低、螺紋牙形規(guī)整、中徑擴(kuò)大量降低等優(yōu)點(diǎn)。前蘇聯(lián)也早在 50 年代末開始振動(dòng)切削方面的研究， 并發(fā)表了一些很有價(jià)值的論文。前蘇聯(lián)在振動(dòng)攻絲方面主要研究的是高頻振動(dòng)攻絲， 研制有專用軸向超聲振動(dòng)攻絲機(jī)床和相應(yīng)的超聲振動(dòng)頭。他們做了大量的超聲振動(dòng)攻絲試驗(yàn)，結(jié)果表明超聲振動(dòng)攻絲在加工不銹鋼和欽合金時(shí)與傳統(tǒng)攻絲相比絲錐耐用度提高 3 一 10 倍，在加工欽合金時(shí)扭矩降低 40%-50%，表面粗糙度提高 1-3 級(jí)等優(yōu)點(diǎn)。印度的 Patll.S.S 等也對(duì)振動(dòng)攻絲進(jìn)行了大量的研究并的得出了一些有價(jià)值的結(jié)論。他們認(rèn)為:降低攻絲扭矩和軸向力的最佳振動(dòng)頻率因條件而異。對(duì)鑄鐵而言 M3x0.5 最 佳振動(dòng)頻率是 80-85Hz，振幅 16pm,M6x1 則為 50Hz，振幅 33pm。并指出 M10x1 不適合采用振動(dòng)攻絲。對(duì)鋁材料，M10xl.5 的螺紋的最佳振動(dòng)頻率是 3lHz，振幅是 135pm， 相反小于 M10 的螺紋不適合。江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文振動(dòng)攻絲，研究認(rèn)為采用振動(dòng)攻絲可減小攻絲扭矩達(dá) 8%一 14%，降低軸向力達(dá) 16%。此外，他們認(rèn)為，對(duì)于振動(dòng)攻絲存在一個(gè)臨界切削厚度(螺紋深度)在臨界切削厚度的范圍內(nèi)，振動(dòng)攻絲能降低攻絲扭矩。而其臨界切削厚度料的硬度有關(guān)。且最佳的振動(dòng)頻率與切削厚度有關(guān)，隨著切削厚度的減小，振動(dòng)頻率反而增加，而最佳的振幅(對(duì)于同一種尺寸或同一種切削厚度) 也料的硬度有關(guān)。在美國(guó)，振動(dòng)切削也作為一個(gè)重點(diǎn)課題來研究。振動(dòng)切削系統(tǒng)也部分應(yīng)用業(yè)。歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家，如英國(guó)、前西德等國(guó)家對(duì)振動(dòng)切削的工業(yè)應(yīng)用技術(shù)和振動(dòng)機(jī)理也有較多的研究，也取得一些可觀的成果。 雖然這些都是國(guó)外的研究成果，但是我國(guó)在 19 世紀(jì) 60 年代的時(shí)候也開始了對(duì)振動(dòng)攻絲的研究，也取得了一定的成果，雖然遠(yuǎn)不及國(guó)外研究的水平，但是隨著國(guó)家的發(fā)展，我國(guó)也取得了快速的進(jìn)步，隨著不斷深入的研究，我們將會(huì)很快打到世界先進(jìn)水平。 。 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見（對(duì)選題情況、研究?jī)?nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱） 審核 意 教研室主任意見見 簽字： 年 月 日 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見 簽字： 年 月 日公章：