五軸加工中心C軸轉(zhuǎn)向機構(gòu)及控制精度設(shè)計【說明書+CAD】
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湖 南 科 技 大 學(xué)
開題報告
學(xué) 生 姓 名: 劉兆文
學(xué) 院: 機電工程學(xué)院
專業(yè)及班級: 機械設(shè)計制造及其自動化六班
學(xué) 號: 1102050113
指導(dǎo)教師: 康輝民
2015 年 4 月 12 日
湖南科技大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計開題報告
題 目
五軸加工中心C軸轉(zhuǎn)向機構(gòu)及控制精度設(shè)計
作者姓名
劉兆文
學(xué)號
1102050113
所學(xué)專業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
1、 研究的意義,同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題
研究意義:
隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展,世界對數(shù)控加工機床的需求日益增大,同時日益趨向自動化,從而節(jié)省人們的體力。五軸加工中心優(yōu)點頗多。
1 工作靈活,五軸加工能夠減少加工時間和夾具數(shù)量,提高生產(chǎn)效率。
2 五軸加工能夠用較短的刀具進行加工。
3 能提高加工精度,減少人工拋光時間成本。
4 對樣件或小批量加工快速、經(jīng)濟。
因此設(shè)計出國產(chǎn)裝備的五軸加工機床迫在眉睫。此設(shè)計意義重大。
作為大四的學(xué)生,通過這次畢業(yè)設(shè)計,我們可以達到以下目的:
1、 鞏固、擴大和深化我們大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識
2、 培養(yǎng)我們綜合分析、理論聯(lián)系實際的能力;
3、 培養(yǎng)我們調(diào)查研究,正確熟練運用國家標(biāo)準(zhǔn)、手冊、圖冊等資料、工具的能力;
4、 鍛煉自己的設(shè)計計算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)資料繪圖等獨立工作的能力
國內(nèi)外研究現(xiàn)狀:
(1) 國外五軸加工中心研究概述:
加工中心的發(fā)展已經(jīng)有40多年了,由于它的作用明顯,各個發(fā)達國家都是極其重視。美國加工中心擁有6萬臺以上,占全國數(shù)控機床的百分五十。德國的加工中心技術(shù)最為先進,雖然年產(chǎn)量只為2500,但是產(chǎn)值卻是10億美元,大多都是高精密的機床。而日本是加工中心的第一生產(chǎn)大國,年產(chǎn)量達到了15000,產(chǎn)值達到了30億美元。
(2) 國內(nèi)五軸加工中心研究概述:
70年代我國才開始發(fā)展加工中心,技術(shù)和產(chǎn)量上都和世界有著較大的差距。近些年逐漸重視加工中心發(fā)展后我國從種類、技術(shù)和產(chǎn)量上都有著極大突破,國家數(shù)控機床種類已經(jīng)達到了1500多種,幾乎涵蓋了所有金屬切削機床的品種。多家國內(nèi)公司都在研究加工中心技術(shù),并且研制出一批高性能的數(shù)控機床,如濟二機床研制的XHS-V25XX 五軸聯(lián)鏜銑加工中心,GMC1230u龍門加工中心順應(yīng)國際化機床發(fā)展趨勢,龍門框架結(jié)構(gòu),A、B軸雙擺角銑頭,擺角達(±40°),高速定位、柔性更剛性更好,加工能力更大,加工范圍更廣,全閉環(huán)控制,傳動精度高。北京市機電研究院也研制了以直線電機驅(qū)動的大型龍門式銑削加工中心和五軸聯(lián)動銑削加工中心,可以用于高速高效數(shù)控加工。雖然我國對加工中心的發(fā)展可謂是突飛猛進,但是國外的高性能加工中心還是有著明顯的優(yōu)勢。
2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題
研究目標(biāo)內(nèi)容:
1 對五軸加工中心C軸的轉(zhuǎn)向機構(gòu)進行設(shè)計,擬訂傳動方案;
2 選取合適的力與運動傳遞路線;
3 選擇合適的動力電機;
4 設(shè)計合適的C軸轉(zhuǎn)動精度控制方案
關(guān)鍵問題:
C軸轉(zhuǎn)動精度控制;傳動方案的設(shè)計;渦輪蝸桿參數(shù)的計算以及軸與軸承的校核
3、 特色與創(chuàng)新之處
通過參考《機械設(shè)計手冊》,設(shè)計出五軸加工中心C軸轉(zhuǎn)向機構(gòu)及精度控制。由于五軸加工中心可用于加工復(fù)雜曲面,C軸最小分度值一般為0.001度,這樣又可以把工件細分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。因為五軸加工工作靈活,技術(shù)要求也比較高,所以我們不能單純的按照書本上的知識和機床設(shè)計的經(jīng)驗。我們的設(shè)計更加嚴謹,更為超前,很多參數(shù)的選擇不僅僅局限于《機械設(shè)計手冊》。此外,由于五軸加工機床的工作環(huán)境,對材料的選擇也有相應(yīng)的要求,必須有較好的強度和剛度。
4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線
研究方法:
1、在學(xué)校圖書館查閱相關(guān)資料
2、通過老師的指導(dǎo)
3、通過瀏覽網(wǎng)上相關(guān)資料
4、通過對相關(guān)資料和數(shù)據(jù)的理論計算和分析
5、利用計算機和CAD繪制相關(guān)圖
步驟:
1、 通過所給的條件初步確定整體結(jié)構(gòu)布局方式
2、 確定動力傳動的類型及幾何尺寸
3、 選取合適的電機
4、 選取合適的聯(lián)軸器
5、 設(shè)計渦輪蝸桿
6、 設(shè)計C軸整體布局
7、 進行和理性分析
5、 擬使用的主要設(shè)計、分析軟件及儀器設(shè)備
本次主要設(shè)計的是五軸加工中心C軸的轉(zhuǎn)向機構(gòu),主要用到的軟件有CAD。由于我們主要是對精度的控制進行設(shè)計,所以不需要太多的設(shè)備。
6、參考文獻
[1]成大先 .機械設(shè)計手冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004
[2]蒲良貴,紀名剛.機械設(shè)計.第八版.北京:高等教育出版社,2006
[3]孫恒.機械原理.第七版.北京:高等教育出版社,2006
[4]陸啟建,褚輝生.高速切削與五軸聯(lián)動加工技術(shù).北京:機械工業(yè)出版社,2010
[5]關(guān)惠貞,馮辛安.機械制造裝備設(shè)計.第三版.北京:機械工業(yè)出版社,2009
[6]李斌,李曦.數(shù)控技術(shù).武漢:華中科技大學(xué)出版社,2010
[7]蔡春源.機械零件設(shè)計手冊(上、下).北京:冶金工業(yè)出版社,1996
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