组合机床毕业设计开题报告Word文档格式.doc
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2013年12月20日
一、选题的依据及意义：
组合机床（如图1所示）是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配之以少量的专用部件和按工件形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动的专用机床。
组合钻床一般用于加工箱体类或特殊形状等零件。
加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔等加工。
图1
组合机床具有如下的优点：
（1）主要用于棱体零件和杂件等的孔面加工。
（2）生产率高。
因为工序集中，可以多面、多工位、多轴、多刀同时进行加工。
（3）加工精度稳定。
因为工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具和自动工作循环来确保加工精度的一致。
（4）研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本较低。
因为通用化、系列化、标准化程度高，通用件可组织批量生产进行预先制造或外购。
（5）自动化程度高，劳动强度较低。
（6）配置灵活。
因结构是横块化、组合化。
可按照工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床和自动线；
机床便于改装：
产品或工艺发生变化时，通用部件一般还可以重复使用。
作为机械设计制造专业的学生，通过《金属切削机床》这门课程对组合钻床的了解，结合《机械设计》、《机械原理》等专业课程的学习，对组合钻床有了一定的感性和理性认知，特别是对多面、多工位、多轴、多刀同时加工产生的浓厚的兴趣，组合钻床的设计对我们机械专业学生对本人也是比较大的挑战，所以我才选择组合钻床的设计作业我的毕业设计，这是对我大学四年所学知识的综合运用，也是对我大学四年来的综合考验和考量。
二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：
1、国内组合机床现状
在我国，组合机床发展已有28年的历史，其科研和生产都具有一定的基础，应用也已深入到许多行业，是当前机械行业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备。
组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度比较高的制造技术和成套工艺装备。
它的特征是高效率、高质量、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、家电等行业。
特别是在中国加入WTO以后，制造业所面临的并存机遇与挑战、组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极向上的应对策略，出现了生产、销售两旺的良好势头，截至2005年，组合机床行业企业仅组合机床一项，据统计产量已达1000余台，产值达3.9个亿以上，较2004年同比增长了10%，另外组合机床行业增加值、产品销售率、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年都有较大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。
近些年来，由于国家加大了基础设施的投入，工程机械需求呈现了增长势头，生产厂家呈现出一年翻一番的良好发展形势，虽然国家因出现局部经济过热而采取对钢材、建材等行业进行调控，但许多重点工程都陆续开工，工程机械可能不会出现过热现象，但今后几年仍然会维持较大程度的增长势头。
虽然如此，我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比国外发达国家要相对较为落后，国内所需的部分高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。
工艺装备的大量进口肯定会导致投资规模的扩大，并会使产品生产成本提高。
因此，市场要求我们需要不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去“刚性”的机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正变成刚柔兼备的自动化装备。
多轴化控制的机床装备适合用于加工形状复杂的零件、产品周期的缩短也要求组合机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工要求。
然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的广泛应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度得到进一步提高，操作者可以通过网络等通讯设备对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累记录有关数据；
通过网络对远程的设备进行检查维修和提供售后服务等等。
在这些方面我国组合机床装备还有很大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展和改进方向。
2、国外组合机床现状
80年代以来，国外组合机床技术在满足精度和提高效率要求的基础上，正朝着综合成套和设备柔性化的方向发展。
组合机床的加工精度、多品种加工的柔性化生产以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序集中化、高效短节拍和多功能监控。
国外组合机床技术的特点有：
广泛使用数控技术。
国外主要的组合机床生产厂家都有各自的系列化完整的数控组合机床通用部件,在组合机床上不仅很多动力部件应用数控技术,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位等等也都应用数控技术,从而进一步提高了组合机床的工作可靠性和提高了工件的加工精度。
发展柔性技术。
80年代以来,国外对中批量和大批量生产,多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换等措施,使加工装备具有了一定的柔性化。
这些结构的变化,既可以实现多品种加工要求的调整变化且快速灵敏,又可以使机床配置更加灵活多样变化。
③发展综合自动化技术。
汽车工业的迅速发展,对自动化制造技术提出了许多新的要求,大批大量生产的高效率,要求机械制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且要求能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序,以及下线后的自动码垛、装箱等等。
④进一步提高工序集中的程度。
国外为减少机床的数量,节省厂房占地面积,对组合机床这些工序集中程度高的产品,继续采取各种各样的措施,进一步提高工序集中的程度，从而最大限度地发挥设备的效能,获取更好更高的经济效益。
综上所述，比较国内外组合机床的现状，国内相比国外的组合机床在自动化和柔性化方面还是有一定的差距，同时在加工精度和加工效率方面，国内组合机床还有很大的提升空间，这需要我们不断的努力和奋斗。
三、本课题研究内容
1、组合机床的类型：
根据零件（双级圆锥-圆柱齿轮减速器箱体底座左端面12孔）的类型和加工的要求选择卧式组合钻床。
2、通用部件的选取和非通用部件的设计
根据《组合机床设计简明手册》可选择通用部件和设计非通用部件。
具体如下：
（1）零件分析
仔细阅读所拿到的零件图纸，分析零件的结构特点及技术要求。
（2）拟定零件工艺方案
确定零件的材料，加工时的定位基准以及零件的加工工艺方案。
（3）总体方案设计
确定机床的配置形式及总体结构方案。
（4）组合机床设计——三图一卡设计
确定被加工零件的工序图，零件加工示意图，绘制机床尺寸联系图，多轴箱布局图。
（5）主轴箱设计
绘制主轴箱草图，选择主轴结构形式及动力计算，设计主轴箱的传动系统。
四、本课题研究方案
1、组合机床类型的选择：
根据零件的特点，选择卧式多轴组合钻床。
根据对零件（双级圆锥-圆柱齿轮减速器箱体底座）左端面孔加工的特点，采用卧式钻床。
卧式钻床主轴水平布置，正好与零件需加工的孔想对应；
同时主轴箱可以移动，能进行多面多轴加工。
此次毕业设计的组合钻床采用单件专机的设计方案，专门定制一件一机的设备对减速器底座孔进行加工，无需担心尺寸跑偏。
2、通用部件的选取。
通用部件包括动力部件、支承部件、控制部件、辅助部件等。
（1）动力部件是用于传递动力，实现工作运动的通用部件。
包括动力滑台、动力箱、具有工艺性能的动力头。
1）动力滑台包括液压滑台、机械滑台和数控滑台。
a、液压滑台的特点和好处：
①采用双矩型导轨结构型式，以单导轨两侧面导向，导向的长宽比较大，导向性好。
②滑座体为箱型框架结构，滑座底面中间增加结合面，结构刚度高。
③导轨淬火，硬度高，使用寿命长。
④液压缸活塞和后盖上分别装有双向单向阀和缓冲装置，课减轻滑台换向和退至终点时的冲击。
⑤滑台分三个精度等级，可按要求选用，提高经济性。
b、机械滑台有滑座、滑鞍、丝杠螺母副及传动装置等组成。
普通级滑台刚度高热变形小，进给稳定性高，常用于粗加工和半精加工；
高精度滑台适用于精加工。
同时机械滑台具有精度保持性较好、导向约束稳定性好及动态性能好的优点。
c、数控滑台。
数控滑台课自动变换进给速度和工作循环，可在较宽范围实现自动调速和位控、执行零件加工的数控程序，适用于多品种中小批量或中大批量的柔性化生产。
综合对零件的特点的分析，组合机床宜采用液压滑台。
2）动力箱。
动力箱是将电机的动力传递给多轴箱、并使刀具作旋转运动的动力部件。
一般采用三相异步电动机作为动力源。
3）动力头。
动力头包括铣削头、钻削头、镗削、攻螺纹头与车端面头。
铣削头主要用于平面铣削、沟槽铣和成型铣削等工序；
镗削头主要用于对金属工件粗、精镗加工；
攻螺纹头主要用于对工件的攻螺纹加工；
车端面头主要用于粗或精镗孔、车端面、车止口、切槽及倒角；
钻削头用于对钻孔、扩孔、倒角及锪孔等工序。
根据零件孔加工的特点，宜选用钻削头。
（2）支承部件是用于安装动力部件、输送部件等的通用部件。
包括侧底座和中间底座。
1）侧底座。
主要用于卧式组合钻床，其上面安装滑台，侧面与中间底座相连时可用键或者锥销定位。
侧底座的长度与滑台相适应。
2）中间底座。
其顶面安装夹具或输送部件，侧面可与侧底座相连，并通过端面键或者定位销定位。
（3）控制部件是用来控制具有具有运动动作的各个部件，以保证实现组合机床的工作循环。
它包括操纵台电柜（控制面板）、液压传动装置。
操纵台电柜操作方便，占用空间少。
（4）辅助部件包括定位、夹紧、润滑、冷却、排屑以及自动线的清洗机等各种辅助装置。
这些部件随机床的设计选定。
五、研究目标、主要特色及工作进度：
研究目标：
提高现代化管理水平，提高现代化管理水平，企业发展、技术创新和管理水平的提高都需要高技术人才。
主要特色：
高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合钻床及其自动线。
工作进度：
毕业设计进度计划
序号
各阶段工作内容
起讫日期
备注
1
查阅文献15篇以上，翻译外文资料，撰写开题报告
2013.12.10-2014.1.11
提交开题报告
2
毕业设计实习撰写实习报告
2014.1.13-2014.1.17
提交实习报告
3
绘制工序图
2014.3.3-2014.3.9
提交老师检查
4
绘制加工示意图
2014.3.10-2014.3.23
5
绘制机床尺寸联系图
2014.3.24-2014.4.6
6
绘制主轴箱装配图
2014.4.7-2014.4.27
7
撰写毕业论文
2014.4.28-2014.5.11
提交老师初审
8
互审
2014.5.12-2014.5.25
9
答辩
2014.5.26-2014.6
六、参考文献：
[1]谢家瀛.组合机床简明设计手册.北京：
机械工业出版社，1994
[2]大连组合机床研究所.组合机床设计（第一册）.北京：
机械工业出版社,1975
[3]大连组合机床研究所.组合机床设计参考图册.北京
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