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车铣加工中心机床教学模型设计--机械工程及自动化专业毕业设计.doc
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1、 天津工业大学 毕业设计车铣加工中心机床教学模型设计姓 名 学 院 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 指导教师 职 称 副教授 2014 年 05 月 20日天津工业大学毕业设计任务书 题目车铣加工中心机床教学模型设计学生姓名学院名称机械工程学院专业班级机械工程及自动化课题类型设计类课题意义对于一些形状复杂,精度要求高的异形回转体零件可在既具备数控车床功能又具备铣床功能的机床中一次装夹中完成全部或大部分分工工序的加工,既可保证精度,又可提高效率,缩短生产准备周期,降低成本。因此,研究此课程具有重要意义。任务与进度要求任务要求: (1)要求设计能够完成在同一机床内既然完成加工中心的零件加工
2、又能完成数控车床的零件加工;(2)要求对机床五轴联动进行设计; (3) 要求对机床各坐标轴定位进行设计。进度要求:2014.3.12014.3.17 文献检索,了解课题2014.3.182014.4.27确定总体设计方案,进行必要的理论计算。2014.4.282014.5.31完成总装配图设计和部件零件图的设计。2014.6.12014.6.15 前期研究整理,论文写作,准备答辩主要参考文献1 曹金榜,易锡麟,张玉峰,陈田养,王长春.机床主轴变速箱设计指导.北京:机械工业出版社,19872 徐锦康,蔡慧官,蒋同洋.机械设计.北京:机械工业出版社,20013 张新义.经济型数控机床系统设计.北京
3、:国防工业出版社,19934 北京航空学院机械加工教研室.北京:国防工业出版社馆5 王爱玲.现代数控机床结构与设计.北京:兵器工业出版社起止日期2014.3.1-2014.6.10备注院长 教研室主任 指导教师 毕业设计开题报告表 2014 年03月25日姓名学院机械工程专业机械工程及自动化班级机自1009题目车铣加工中心机床教学模型设计指导教师一、与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义:1. 国内外研究情况:车铣加工中心是在数控车床基础上发展起来的加工中心。以车削为主要加工方式,同时具备强大的钻镗铣攻丝等加工功能,因此它可以用来加工形状很复杂的混合体零件,如空间孔,空间
4、外型等。实现了在一台机床上完成多种不同工艺方法的多工序加工,如同一台数控车床和一台中小型加工中心的复合加工。目前,德国的Aachen工业大学和Darmstadt工业大学都设有专门从事车铣技术研究的研究中心。1982年,奥地利林茨机床公司(WFL)开发出全世界第一台车铣数控专用机床WVC500S车铣加工中心。20多年来经过不断努力,2002年WFL推出了新一代Millturn M40和M40-M数控车铣复合机床,该加工中心已经可以实现车削,铣削,镗孔加工,插齿滚齿等多种加工。 奥地利的WFL公司是车铣技术行业的开拓者,日本复合加工机开始于20世纪70年代末80年代初,目前德国和瑞士的机床精度最高
5、,综合起来,德国的水平最高,日本的产值最大,全球市场占有率最高。在国内,“十五”期间,通过国家相关的政策的支持,包括沈阳机床在内的国内机床行业通过自主创新,合作开发等手段,在中高档及大型数控机床关键技术研究方面有了较大突破。我们在车铣复合加工机床成功取得多方面突破,例如:攻克了动力驱动单元,大直径大通孔的高速强力主轴,刀架,机床热平衡,精度补偿等多项关键技术,主传动兼顾了大扭矩输出和高速输出,动力刀具主轴的设计也实现了高转速与大扭矩的兼顾,Y/B轴部分的设计功能更完善,刚性更高,尾台的设计充分考虑刚性及高的自动化和安全性,高性能车铣复合机床的刀库及机械手换刀装置为完全自主知识产权。开发出五轴车
6、铣复合加工中心并完成了系列化,规格化产品的设计和生产。主轴最高转速7000r/min,可满足形状复杂的大型回转体零件的加工要求,如飞机发动机主轴,起落架,船用发动机活塞,增压器蜗杆差速转换器,螺旋叶片合装的高速高效加工等。2. 课题研究主要内容:既能实现车削的功能又能实现铣削功能于一体的机床设计,在设计中会遇到如下难题,由于这次设计时间有限,不能对所有重要部件进行校核,有的只能进行简单的选型,而不是经过严格计算得到。而且由于缺乏实践经验的积累,设计的很多方面都缺乏工艺性3. 课题研究的目的及意义:对于一些形状复杂,精度要求高的异形回转体零件可在一次装夹中完成全部或大部分分工工序的加工,既可保证
7、精度,又可提高效率,缩短生产准备周期,降低成本。二、进度及预期结果:起止日期主要内容预期结果2014.3.1-2014.6.151. 文献检索,了解课题2. 确定总体设计方案,进行必要的理论计算。3. 完成总装配图设计和部件零件图的设计。4. 前期研究整理,论文写作,准备答辩完成预期工作要求,实现车铣一体功能完成课题的现有条件审查意见指导教师: 年 月 日学院意见主管领导: 年 月 日天津工业大学本科毕业设计评阅表(设计类)毕业设计题目车铣加工中心机床教学模型设计学生姓名学生班级机自1009指导教师姓名评审项目指标满分评分选题能体现本专业培养目标,题目大小、难度适中;学生工作量饱满,能得到较全
8、面训练。10题目与生产、科研等实际问题结合紧密。10课题调研文献检索能独立查阅文献以及从事其它形式的调研,能较好地理解课题任务并提出实施方案;有分析整理各类信息从中获取新知识的能力。15外文应用能正确引用外文文献,翻译准确,文字流畅。5设计说明书(论文)设计图纸(插图)简洁、规范、无差错,设计栏目齐全合理,能正确使用国家标准单位,实验数据处理正确,结果分析准确。35设计说明书(论文)结构严谨,表达清楚,文字通顺,用语正确,基本无错别字和病句,书写格式符合规范。15设计具有创新性或实用价值。10合计100意见及建议评阅人签名:年 月 日天津工业大学毕业设计成绩考核表学生姓名学院名称机械工程学院专
9、业班级机自1009题目车铣加工中心机床教学模型设计1毕业设计(论文)指导教师评语及成绩:成绩: 指导教师签字: 年 月 日2毕业设计(论文)答辩委员会评语及成绩:成绩:答辩主席(或组长)签字: 年 月 日3毕业设计(论文)总成绩:a.指导教师给定成绩b.评阅教师给定成绩c.毕业答辩成绩总成绩(a0.5+b0.2+c0.3)摘 要在现代社会中,复合于一体的机床已经成为机床行业发展的一个必然趋势,仅仅是立式铣床就能在一次装卡后,可以通过换刀不动工件位置来完成铣,钻,镗,扩,和攻螺纹等多种工序的加工,它是一种集自动化程度高,工序高度集中的机电一体化设备,更何况如果能将本就占有很大的比重的车床和铣床结
10、合在一起,那么毫无疑问可以在很大程度上提高机床的工作效率,缩短生产周期,加大准确精度和加工范围。在上个世纪中期,复合加工技术是兴起的一种先进制造技术,后期随着工业技术的蓬勃发展,对于零件形状趋于复杂化,追求零件精度和提高效率的各种大背景下,复合于一体的机床从此诞生,它可以一次装卡完成多工序或全部工序的需求。本文的设计主要是以机械传动部分为主,电控部分为辅,机械部分包括三大部分,第一部分,车床主轴的设计,带有三爪卡盘的主轴与伺服电机之间的传动关系,第二部分,回转工作台的设计,带动回转工作台X,Y轴方向运动的丝杠设计,第三部分,铣床的主轴设计。想通过设计出这样一个小型的带有车床运动机构和铣床运动机
11、构的能够车削铣削零件的机床作为教学上的教具,以便于当代大学生切身能在保证安全的情况下近距离接触,了解这二种机床的运动原理。对于车床,铣床乃至先进的车铣一体复合机床的发展带有很大的推动作用!关键词:车铣一体机床,机械传动机构,教具设计ABSTRACT In modern society, the complex in one of the machines has become an inevitable trend in the development of the machine tool industry , just after the vertical milling machine
12、can be installed in a card , can be accomplished by milling tool change position is not working member , drilling, boring , expanding processing a variety of processes , and tapping , etc., it is a set of high degree of automation , process highly concentrated electromechanical integration equipment
13、 , let alone if it can account for a large proportion of the lathes and milling machines together, then There is no doubt in large part to improve the efficiency of machine tools , shorten production cycles , increase accuracy and precision machining range .In the middle of last century , the rise o
14、f composite processing technology is an advanced manufacturing technology , under the latter with the vigorous development of industrial technology, the part shape tends to complicate the pursuit of precision parts and improve the efficiency of various background, complex in one machine was born , i
15、t can demand more than one card to complete installation process or all processes .This design is mainly based on mechanical transmission parts based, supplemented by electric control part , the mechanical part consists of three parts , the first part of the transmission relations , design lathe spi
16、ndle , spindle and servo motors with three-jaw chuck between the first two parts, the design of the rotary table , the rotary table drive X, Y -axis direction of the screw design , and the third part of the milling spindle design . Want to design such a small organization with a lathe and milling ma
17、chine motion movement mechanism for turning and milling parts of the machine can be used as teaching aids in order to facilitate the vital energy of contemporary college students in close contact to ensure a safe situation , to understand these two machine movement principle . For lathes, milling ma
18、chines and even the development of advanced composite milling machine with one big boost !Key words:One milling machine, mechanical transmission, aids design目 录第一章 绪论11.1研究的背景目的及意义11.2国内外相关现状21.3课题研究的主要内容3第二章 机床设计方案分析及确定42.1伺服进给系统的基本要求42.2驱动方案的分析及确定42.3传动方案分析及确定52.4铣削主轴系统方案分析及确定52.5 车削主轴系统方案分析及确定62.
19、6 车铣一体整体三维结构布局示意图6第三章 车削主轴系统设计83.1主轴电机的选择83.2轴的设计与计算93.3 轴的校核11第四章 铣削主轴系统设计154.1铣削功率及铣削力计算154.2电主轴的选择174.3 V带传动的选择与计算17第五章 滚珠丝杠设计计算与校核205.1 滚珠丝杠特点介绍205.2滚珠丝杠的设计与计算20第六章 结论29参考文献31附录 英文文献翻译32致谢64天津工业大学2014届本科生毕业设计第一章 绪论1.1研究的背景目的及意义车铣一体技术是20世纪末发展起来的复合技术,是一种在仪器精密技术和机械设计技术基础上,集成了当代CAD/CAM应用技术,先进控制,精密测量
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