机械设计制造及其自动化毕业设计--终稿.pdf

机械设计制造及其自动化毕业设计--终稿.pdf

《机械设计制造及其自动化毕业设计--终稿.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计制造及其自动化毕业设计--终稿.pdf（56页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

河北工程大学毕业设计I摘要制造业是国民经济的基础，而加工中心是当今先进制业的核心装备。

床身在加工中心中起着基础支撑的作用，它的精度、刚度将极大影响加工质量。

主要进行了加工中心的床身设计。

主要遵从满足使用要求下的高刚度、高精度、低重量、低成本的设计原则。

开篇介绍了加工中心的发展现状，以及未来的发展方向。

进而详细的对加工中心的床身进行了结构设计、截面形状设计、肋板肋条布置形式设计、窗孔设计以及制造工艺的设计。

依据以上设计确定了三套预选方案，最后从设计原则出发确定了最合适的方案。

根据设计结果利用Pro/Engineer对床身组件进行了数字化建模设计，并进行了装配设计、干涉检验以及受力分析。

本论文还运用了CAXA、Pro/Engineer、SolidWorks完成了加工中心床身的二维视图、三维视图、数字化设计以及有限元分析。

关键词：

加工中心，床身，数字化设计，Pro/Engineer，SolidWorks河北工程大学毕业设计IIAbstractManufacturingindustryisthefoundationofnationaleconomy,andMachiningCenteristhecoreoftodaysadvancedequipmentofmanufacturingindustry.Inthemachiningcenterbedplaysafundamentalrole,itsaccuracy,stiffnesswillgreatlyaffecttheprocessingquality.Itismainlyaboutthedesignofbed.Theprinciplesofmydesignare:

highaccuracy,lowweightandlow-cost.AtthebeginningofmythesisIdescribedthecurrentsituationandfuturedevelopmentofMachiningCenter.AndalsoIdidalotonthestructuraldesign,crosssectiondesign,layoutdesignofribfloors,windowsdesignandmanufacturingprocessdesign.ConcerningtheprinciplesIhavemadeabove,threepre-designedprogramsarecreated,afterathroughconsiderationthelastpre-designedprogramisthemostappropriatesolution.BasedontheresultsofmydesignIuseProetofinishcomponentsdigitalmodelingdesignandalsocarriedoutassemblydesign,interferencedetection,andstressanalysis.Wehavefinishedthetaskthattwo-viewdrawing,three-viewdrawing,parametricdesignandfiniteelementanalysissupportbyusingCAXA,Pro/EngineerandAnsys.Keywords:

machiningcenter,bed,digitaldesign,Pro/Engineer,SolidWorks河北工程大学毕业设计I目录目录摘要摘要.IAbstract.II第第11章章绪论绪论.11.1研究本课题的重要意义.11.2加工中心的发展现状.21.3加工中心的发展方向.31.3.1高速高效、高精度、高可靠性.31.3.2模块化、智能化、柔性化.41.3.3复合化.51.3.4开放性体系结构.51.3.5网络化.61.3.6行业化.61.4论文的主要内容.6第二章第二章立式加工中心的总体设计立式加工中心的总体设计.82.1加工中心设计的基本要求.82.1.1工艺范围.82.1.2加工精度.102.1.3开放性.102.1.4生产效率.112.1.5可靠性.122.1.6加工中心的宜人性.132.2机床总体方案设计.132.2.1运动个数和形式的确定.132.2.2机床总体布局.14第三章第三章立式加工中心床身设计立式加工中心床身设计.173.1床身的功能以及相关要求.173.1.1立式加工中心床身的作用.17河北工程大学毕业设计II3.1.2立式加工中心床身的基本要求.173.2立式加工中心床身的结构设计.193.2.1床身结构.193.2.2床身支承.203.2.3正确选择床身截面形状及尺寸.213.2.4合理布置肋板和肋条.233.2.5合理的开窗加盖.253.2.6依据上述理论建立的三套床身底座方案.27第第44章章立式加工中心床身数字化建模及静力学分析立式加工中心床身数字化建模及静力学分析.304.1立式加工中心床身数字化建模.304.1.1Pro/Engineer简介.304.1.2机构数字化建模基本理论.314.1.3加工中心床身的建模.354.1.4机构虚拟装配仿真.384.1.5虚拟装配干涉检验.414.2床身的受力分析.434.2.1SolidWorksSimulation简介.434.2.2模型导入.444.2.3建立有限元模型.454.2.4划分网格.454.3静力学分析结果.474.3.1约束和载荷处理.474.3.2分析结果.47第五章第五章结论结论.495.1论文总结.495.2课题的展望和建议.49参考文献参考文献.51致谢致谢.52河北工程大学毕业设计1第1章绪论1.1研究本课题的重要意义制造业是国民经济的基础产业，是社会财富的主要来源，据世界一些国家的统计，制造业的增加值占GDP均在20%以上，制造业的水平高低是衡量一个国家综合实力和科技发展水平的重要标志。

世界经济的竞争归根结底是制造技术和制造能力的竞争，谁掌握了先进制造技术，谁就能制造出高水平的产品，谁就能掌握市场，就能在市场中立于不败之地。

所以，重视和发展先进制造技术实质上是经济竞争的需要，换言之，制造技术的发展是被经济发展推动前进的。

随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈，产品的更新速度越来越快，复杂形状的零件越来越多，精度要求越来越高，多品种、中小批量生产的比重明显增加。

激烈的市场竞争使产品的研制生产周期越来越短。

传统的加工设备和制造方法已难于适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效、高质量的加工要求。

因此，大力发展先进的制造技术己成为世界各国的最重要的几大技术战略之一，先进制造技术已经成为各国间竞争与产品革新的一种重要手段。

世界范围内各工业强国为了争夺这一重要领域的优势地位纷纷制订了本国的先进制造技术发展计划。

加入WTO以来我国作为制造业大国在世界范围内越来越多的扮演着世界工厂的角色，为了完成从制造业大国向制造业强国的转变，先进制造技术的重要性已经引起各界的关注和重视，被列为“十五”计划和2010年中长期科研发展规划中的主要关键技术和重要发展方向。

数控技术是当今先进制造技术和装备最核心的技术。

当今世界各国制造业广泛采用先进数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。

世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。

因此，伴随计算机技术高速发展与普及，在现代制造系统朝着智能化、集成化、综合化和网络化发展的今天，大力开发自主数控技术突破发达国家对我国的技术封锁，深入研究新一代数控技术有着重要的实用价值和战略意义。

随着全球经济一体化的进程加快以及信息技术的迅猛发展，现代制造企业环境发生了重大的变化，其变化的主要特征为，产品生命周期缩短；交货期成为主要竞争因素；大市场和大竞争已基本形成；用户需求个性化，多品种小批量生产比例增大。

为此，制造企业的战略从20世纪50年代和60年代资源经济的“规模效益第一”，经过70年代和80年代“价格竞争第一”和“质量竞争第一”，发展到90年代“市场响应速度第一”及面向21河北工程大学毕业设计2世纪知识经济的“技术创新第一”。

与此同时，现代制造业随之出现了适应这种发展的新模式和新哲理，其核心在于：

在制造企业中全面推行数字化设计与制造技术，通过在产品全生命周期中的各个环节普及与深化计算机辅助技术、系统及集成技术的应用，使企业的设计、制造、管理技术水平全面提升，促进传统产业在各个方面的技术更新，使企业在持续动态多变、不可预测的全球性市场竞争环境中生存发展并不断地扩大其竞争优势。

1.2加工中心的发展现状我国正处在，经济发展的关键时期，机械加工中心是我们的薄弱环节。

只有跟上先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

加工中心最初是从数控机床发展而来的。

第一台加工中心是1958年由美国卡尼特雷克公司首先研制成功的。

它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置。

从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。

二十世纪70年代以来。

加工中心得到迅速发展。

出现了可换主轴箱加工中心。

它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工件同时进行多孔加工。

机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科，是以提高质量、效益、竞争力为目标。

包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。

2009年3月在上海举行的“中国加工中心展览会”上。

展出了多台国内生产的五轴加工中心。

如济南二机床集团公司展出的龙门式五轴联动加工中心。

工作台长6m。

宽2m，采用立式主轴回转，A轴转角100度，C轴转角200度。

这个庞然大物吸引了许多参观者。

它标志着中国加工中心工业达到了先进水平。

上海第三机床厂、第四机床厂制造的立卧加工中心，工作台630mm，采用高速内冷电主轴，主轴可立、卧转换，工作台可以360等分。

类似于上述简单配置为立、卧转换的三轴加工中心。

可对工件实现五面体加工。

尽管还没有配置五轴，也非常实用。

现在加工中心逐渐成为机械加工业中最主要的设备。

它加工范围广，使用量大。

近年来在品种、性能、功能方面有很大的发展。

有新型的立、卧五轴联动加工中心，可用于航空、航天零件加工；有专门用于模具加工的高性能加工中心。

有集成三维CADCAM对模具复杂的曲面超精加工，还有适用于汽车、摩托车大批量零件加工的高速加工中心。

生产效率高且具备柔性化。

普遍采用了万转以上的电主轴，最高可达610万转；直线电机的应用使机床加速度达到了35g；执行ISOVDI检测标准，促使制造商提高加工中心的双向定位精度，糅合了激光加工的复合功能。

结构上适合于组成模块式制造单元（FMC）和柔性生产线（FMS），并具有机电通讯一体化功能。

河北工程大学毕业设计31.3加工中心的发展方向数控技术与加工中心的发展已经走过了半个多世纪的历程，随着科学技术的发展，世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更