級本科畢業設計（論文）開題匯報設計（論文）題目：龍門式數控鉆床機械構造設計姓名：周海東專業：機械設計制造及其自動化班級：機制0545學號:0502411517指導教師：杜華職稱/學歷：專家/碩士長春工程學院機電學院二００九年四月九日１、課題論證1.1課題研究的目的與意義科學技術的發展以及世界先進制造技術的興起和不停成熟，對數控加工技術提出了更高的規定；超高速切削、超精密加工等技術的應用，對數控機床的數控系統、伺服性能主軸驅動、機床構造等提出了更高的性能指標；FMS的迅速發展和CIMS的不停成熟，又將對數控機床的可靠性、通信功能、人工智能和自適應控制等技術提出更高的規定。伴隨微電子和計算機技術的發展，數控系統的性能日臻完善，數控技術的應用領域日益擴大。當今數控機床正在不停采用最新技術成就，朝著高速化、多功能化、智能化、模塊化、系統化與高可靠性等方向發展。機床的構造布局形式有立式、臥式以及斜置式等；其中基礎支撐件的形式又有底座式、立柱式、龍門式等；基礎支撐件的構造又有一體式和分離式等。因此同一種運動分派式又可以有多種構造布局形式，這樣運動分派設計階段評價后保留下來的運動分派式方案的所有構造布局方案就有多種，因此需要再次進行評價，清除不合理方案。1.2文獻綜述（有關課題國內外研究的現實狀況）（一）國內數控機床現實狀況近年來我國企業的數控機床擁有率逐年上升，在大中企業已經有較多的使用，在中小企業甚至個體企業中也普遍開始使用。在這些數控機床中，除少許機床以FMS模式集成使用外，大都處在單機運行狀態，并且相稱部分處在使用效率不高，管理方式落后的狀態。，我國機床工業產值已進入世界第5名，機床消費額在世界排名上升到第3位，達47.39億美元，僅次于美國的53.67億美元，消費額比上一年增長25%。但由于國產數控機床不能滿足市場的需求，使我國機床的進口額呈逐年上升態勢，進口機床躍升至世界第2位，達24.06億美元，比上年增長27.3%。近年來我國出口額增幅較大的數控機床有數控車床、數控磨床、數控特種加工機床、數控剪板機、數控成形折彎機、數控壓鑄機等，一般機床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機床、液壓壓力機、木工機床等。出口的數控機床品種以中低級為主。（二）國內數控機床的特點1、新產品開發有了很大突破，技術含量高的產品占據主導地位。例如：全長33公里的上海磁懸浮迅速列車線，是“十五”期間國家重點建設項目，其中構成列車線的2550根軌道梁是整個工程的最關鍵部分，對加工軌道梁的精度提出了相稱高的規定。去年年初，沈陽機床集團機床股份有限企業中捷友誼廠以工期6個月、標的6200萬元在磁懸浮軌道專用數控機床項目公開招標中折桂，并于8月底將一次性驗收合格的8臺數控鏜銑床構成的軌道梁生產線一次試車成功，目前這套銑鏜加工中心已加工出軌道梁1100根，保證了軌道梁的加工精度和速度，為實現今年年終試車打下了良好的基礎。2、數控機床產量大幅度增長，數控化率明顯提高。國內數控金切機床產量已達1.8萬臺，比上年增長28.5%。金切機床行業產值數控化率從的17.4%提高到的22.7%。3、數控機床發展的關鍵配套產品有了突破。近年來通過政府的支持，數控機床配套生產得到了迅速發展。如北京航天機床數控系統集團企業建立了具有自主知識產權的新一代開放式數控系統平臺；煙臺第二機床附件廠開發了為數控機床配套的多種動力卡盤和過濾排屑裝置；濟南第二機床集團企業的數控龍門鏜銑床、數控落地鏜銑床及數控鍛壓設備等30多種系列100多種品種的數控配套產品。二、國外數控機床狀況分析（一）國外數控機床現實狀況況1、國際機床市場的消費主流是數控機床。1998年世界機床進口額中大部分是數控機床，美國進口機床的數控化率達70%，我國為60%。目前世界數控機床消費趨勢已從初期以數控電加工機床、數控車床、數控銑床為主轉向以加工中心、專用數控機床、成套設備為主。2、國外數控機床的網絡化。伴隨計算機技術、網絡技術日益普遍運用，數控機床走向網絡化、集成化已成為必然的趨勢和方向，互聯網進入制造工廠的車間只是時間的問題。從另一角度來看，目前流行的ERP即工廠信息化對于制造業來說，僅僅局限于一般的管理部門（人、財、物、產、供、銷）或設計、開發等等上層部分的信息化是遠遠不夠的，工廠、車間的最底層加工設備——數控機床不可以連成網絡或信息化就必然成為制造業工廠信息化的制約瓶頸，所謂的ERP就比較“虛”沒有可以真正地處理制造工廠的最關鍵的問題。因此，對于面臨日益全球化競爭的現代制造工廠來說，第一是要大大提高機床的數控化率，即數控機床必須到達起碼的數量或比例；第二就是所擁有的數控機床必須具有雙向、高速的聯網通訊功能，以保證信息流在工廠、車間的底層之間及底層與上層之間通訊的暢通無阻。以FANVC和西門子為代表的數控系統生產廠商已在幾年前推出了具有網絡功能的數控系統。在這些系統中，除了老式的RS232接口外，還備有以太網接口，為數控機床聯網提供了基本條件。由于國外企業的發展水平，數控機床的網絡接口功能被定義為用于遠程監控、遠程診斷。1.3采用的設計方案（基本理論）與技術路線機床的基本工作原理是通過刀具與工件之間的相對運動，由刀具切除工件加工表面多出的金屬材料，形成工件加工表面的幾何形狀、尺寸，并到達其精度規定。若機床功能的實現，是由人控制的，則為一般機床；若是自動控制的，則為自動化機床。一、機床重要參數設計機床的重要技術參數包括機床的主參數和基本參數，基本參數可包括尺寸參數、運動參數及動力參數。（一）主參數和尺寸參數機床主參數是代表機床規格大小及反應機床最大工作能力的一種參數，為了更完善地表達出機床的工作能力和工作范圍，有些機床還規定有第二參數，見《GB/T15375---94金屬切削機床型號編制措施》。通用機床主參數已經有原則，根據顧客需要選用對應數值即可，而專用機床的主參數，一般易加工零件或被加工面的尺寸參數來代表。機床的尺寸參數是指機床的重要構造尺寸參數，一般包括：與被加工零件有關的尺寸，如臥式車床刀架上最大加工直徑，搖臂鉆床的立柱外徑與主軸之間的最大跨距等。原則化工具或夾具的安裝面尺寸，如臥式車床主軸錐孔及主軸前端尺寸。（二）運動參數運動參數是指機床執行件如主軸、工件安裝部件（工作臺、刀架）的運動速度。1.主運動參數一般主軸只須一種固定轉速n＝1000ｖ／3.14d式中n----主軸轉速(r/min);v----切削速度（m/min）;d----工件或刀具直徑（mm）。進給量確實定變速形式與驅動方式選擇（三）動力參數1.主電動機功率確實定2.進給驅動電動機功率確實定機床進給運動驅動源可分為如下幾種狀況：進給運動與主運動合用一種電動機，如臥式車床、鉆床等。進給運動中工作進給與迅速進給合用一種電動機，由于迅速進給所需功率遠不小于工作進給的功率，且兩者不一樣時工作，因此不必單獨考慮工作進給所需功率。進給運動采用單獨電動機驅動，則需要確定進給運動所需功率（或扭矩）。二、機床主傳動系設計（一）主傳動系設計應滿足的基本規定設計機床主傳動時最基本的原則就是以最經濟、合理的方式滿足既定的規定。再設計時應結合詳細機床詳細分析。一般應滿足下述基本規定：滿足機床使用性能規定；滿足機床傳遞動力規定；滿足機床工作性能的規定；滿足產品設計經濟性的規定；調整維修以便，構造簡樸、合理，便與加工和裝配。（二）主變速傳動系設計的一般原則1.傳動副前多后少原則2.動次序與擴大次序相一致的原則3.速組的降速要前慢后快，中間軸的轉速不適宜超過電動機的轉速。三、主軸箱計主軸箱中有主軸、變速機構、操縱機構和潤滑系統等。假如住咒語變速機構分離，則除主軸箱外尚有變速箱。主軸箱除應保證運動參數外，還應具有較高的傳動效率，傳動件具有足夠的強度或剛度，噪聲要低，振動要小，操作以便，具有良好的工藝性，便于檢修，成本較低，防塵、防漏、外形美觀等。主軸箱的構造傳動軸的安裝齒輪在軸上的布置和排列相嚙合齒輪的寬度1.4也許存在的問題1、機械部分故障的處理數控機床大量采用電氣控制，控制構造大為簡化，因此機械故障大大減少，這里僅簡樸簡介某些帶共性的部件故障與調整措施。（1）主傳動系統故障也許出現故障的部分是主軸內刀具自動夾緊機構、自動変檔裝置及主軸運動的保持性。當出現故障時，可合適調整零件構造位置或更換失效部件來處理故障。（2）進給傳動系統的故障重要表目前運動品質下降，如定位精度下降、反向間隙過大、機械爬行、軸承噪聲過大等。因此，這部分修理常用運動副的預緊力、松動環節和賠償環節的調整來消出故障。（3）自動換刀裝置的故障重要表目前刀庫運動故障，如定位誤差過大；機械手夾持刀柄不穩；機械手運動誤差過大等。這些故障最終導致換刀動作卡住，整機停止工作。由于自動換刀裝置大多數是液壓傳動系統驅動，動作的精確性可通過調整液壓壓力和控制行程開關的位置來進行控制。（4）位置檢查用行程開關的故障為了保證數控機床的工作可靠性，大量采用了限制運動裝置的行程開關。在機床長期工作中，運動部件運動特性的變化、壓合行程開關的機械裝置可靠性及行程開關自身品質特性都影響到整機的故障。當出現此類故障時以調整撞塊或更換行程開關來處理。（5）配套附件的故障配套附件包括排屑器、導軌防護罩、切削液防護罩等。在出現故障時重要采用部件、零件的調整和更換來處理故障的問題。1.5參照文獻1）文懷興編．數控機床系統設計，化學工業出版社，2）熊光輝．數控機床．機械工業出版社，3）MethodforimprovingdrillingdepthmeasurementsUnitedStatesPatentHutchinson17of189May16,Hutchinson;MarkW.4）InstrumentedinternalblowoutpreventervalveformeasuringdrillstringdrillingParametersUnitedStatesPatentBOYadjieff9of189September19,Boyadjieff;George2、答辯組論證結論（1）方案可行，技術路線清晰□（2）方案可行，技術路線基本清晰□（3）方案基本可行，技術路線不很清晰□（4）方案和技術路線不很清晰□（5）方案和技術路線不清晰□3、指導教師意見：