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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題目：數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級
姓 名
學(xué) 號(hào)
導(dǎo) 師
2011年12月22日
1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）
1.1題目背景、研究意義
??數(shù)控臥式鏜銑床是一種具有自動(dòng)換刀裝置和任意分度數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的數(shù)字控制機(jī)床，工件在一次裝夾后能自動(dòng)完成幾個(gè)側(cè)面的多種工序的加工。主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)利用液壓系統(tǒng)使主軸箱向上運(yùn)動(dòng)、向下運(yùn)動(dòng)、以及停止運(yùn)動(dòng)時(shí)的平衡壓力基本穩(wěn)定。主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)是保證主軸箱工作狀態(tài)平衡的關(guān)鍵。
1.2 研究目的及國內(nèi)外相關(guān)研究情況
數(shù)控臥式鏜銑床是一種加工范圍極廣、自由度很大的機(jī)床，主要用來加工形狀復(fù)雜、要求精度較高的箱體類零件，在一次裝夾后能完成較多的工序。
我國數(shù)控臥式鏜銑床和臥式加工中心的發(fā)展開始于1973年。但由于電氣元件和數(shù)控系統(tǒng)質(zhì)量不過關(guān)， 1976年后，數(shù)控臥式鏜床和臥式加工中心的發(fā)展處于低潮。但其中機(jī)械機(jī)構(gòu)問題不是很大，因此， 1981年以來，由于引進(jìn)國外數(shù)控系統(tǒng)，國內(nèi)數(shù)控臥式鏜床和臥式加工中心有了新的發(fā)展，出現(xiàn)了第二次機(jī)床行業(yè)的發(fā)展高潮。
近幾年來，國內(nèi)外數(shù)控臥式鏜銑床的技術(shù)發(fā)展非?？?其特點(diǎn)是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷更新，新技術(shù)應(yīng)用層出不窮，工藝性能復(fù)合化，速度、效率不斷提高，突出精細(xì)化制造。
隨著為高速運(yùn)行作技術(shù)支撐的傳動(dòng)元件電主軸、直線電機(jī)、線性導(dǎo)軌等得到廣泛應(yīng)用，機(jī)床的運(yùn)行速度被推向了新的高度，主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)也由傳統(tǒng)的鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)逐步向現(xiàn)代高速電主軸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。盡管傳統(tǒng)的鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)，具有鏜深孔及大功率切削的特點(diǎn)，但現(xiàn)代高速電主軸結(jié)構(gòu)以其高轉(zhuǎn)速、高運(yùn)行速度、高效和高精度的優(yōu)點(diǎn)和簡化的主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)而倍受關(guān)注。而主軸可更換式臥式鏜銑加工中心的創(chuàng)新設(shè)計(jì)解決了電主軸與鏜桿移動(dòng)伸縮式結(jié)構(gòu)各存利弊的不足，具有復(fù)合加工與一機(jī)兩用的功效，也是臥式鏜銑床的一大技術(shù)創(chuàng)新。
目前世界上約有20個(gè)國家制造臥式鏜床，其中以美、德、日、意、蘇、法等國的臥式鏜床在國際市場上占據(jù)重要地位。這些國家的臥式鏜床結(jié)構(gòu)先進(jìn)、工藝水平高、重視新技術(shù)的應(yīng)用；產(chǎn)品精度、剛度和壽命較高；造型美觀，操作方便；具有較高的水平，廣泛地應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)原則發(fā)展品種，做到普通臥式鏜銑床、數(shù)控臥式鏜銑床和臥式鏜銑加工中心一個(gè)機(jī)型、三種產(chǎn)品，即普通臥式鏜床裝上數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控臥式鏜床，再加上刀庫和機(jī)械手就是加工中心。
通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，主要要加深對專業(yè)基本知識(shí)的理解,培養(yǎng)收集資料和調(diào)查研究的能力；要明白作為一名機(jī)械工程師，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所承擔(dān)的職能和責(zé)任，掌握機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法以及機(jī)床其它基礎(chǔ)件設(shè)計(jì)的要求，并進(jìn)一步提高應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪圖的能力。
2. 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
2.1 本課題的主要內(nèi)容
1.了解主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)的性能要求；
2.了解主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)的工作原理，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算分析；
3.設(shè)計(jì)指標(biāo)：平衡壓力為34千克力/平方厘米；
4.應(yīng)用CAD系統(tǒng)對系統(tǒng)零件和裝配建模和仿真。
2.2 擬采用的研究方案、研究方法。
2.2.1 研究方案
（1）明確文章的研究內(nèi)容，確定研究對象；
（2）大量收集并查閱相關(guān)資料，力求條理清晰。
2.2.2 研究方法
（1）堅(jiān)持很好地全部閱讀指導(dǎo)教師指定的參考資料、文獻(xiàn)，并閱讀了較多的自選資料和較多的外文資料，積極開展調(diào)研論證；
（2）充分利用時(shí)間，提前學(xué)習(xí)專業(yè)軟件，能夠熟練運(yùn)用CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、加工等操作，使產(chǎn)品提前得到的方案可行性設(shè)計(jì)。
（3）采用同其它同等機(jī)械類設(shè)備的類比，方案比較等方法，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用特征及現(xiàn)有的物質(zhì)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)、人力等條件，以所學(xué)的理論知識(shí)為基礎(chǔ)，按照工業(yè)機(jī)械手工作的一般過程、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。借鑒以往相似設(shè)備的成功經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)然后對初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)算，修正，直至達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的目的。其中對于機(jī)械手設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題、難點(diǎn)問題進(jìn)行重點(diǎn)分析解決，確保整個(gè)設(shè)計(jì)方案的可行性和最佳性。
圖1液壓原理圖
圖2平衡閥裝配圖
圖3JCS-013主軸箱平衡機(jī)構(gòu)裝配圖
平衡機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)由油泵11供油，減壓閥8調(diào)節(jié)平衡壓力P2，溢流閥10調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力P1（比P2一般約高10公斤力/厘米2）。并由蓄能器6和壓力繼電器4.3使主軸箱上下運(yùn)動(dòng)，停止時(shí)的平衡壓力基本穩(wěn)定。當(dāng)主軸箱向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，平衡油缸2的活塞向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)電磁鐵26DT通電，油泵11供給的高壓油經(jīng)換向閥9，減壓閥8，平衡閥5向平衡油缸2上腔補(bǔ)充壓力油。若主軸箱向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，平衡油缸活塞向上運(yùn)動(dòng)，平衡閥5中的單向閥和油路系統(tǒng)中的單向閥7關(guān)閉，油缸2上腔的壓力油經(jīng)平衡閥5中的滑閥而流回油箱。此時(shí)，由于壓力繼電器3使電磁鐵26DT斷電，泵11向系統(tǒng)供給的壓力油換向閥9直接流回油箱。主軸箱停止時(shí)，活塞不動(dòng)。平衡壓力超過34公斤力/厘米2時(shí)，壓力繼電器3控制電磁鐵26DT斷電，泵11卸荷，系統(tǒng)控制的平衡壓力由蓄能器6保證。當(dāng)平衡壓力低于32公斤力/厘米2時(shí)，壓力繼電器4控制電磁鐵26DT通電，泵向系統(tǒng)供油，保持平衡壓力基本穩(wěn)定。
3. 本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作
本課題的重點(diǎn)和難點(diǎn)：對液壓原理的熟悉；清楚主軸箱的結(jié)構(gòu)以及各部件的功能；液壓平衡的設(shè)計(jì)。
前期已開展的工作：查閱JCS-013數(shù)控臥式鏜銑床的相關(guān)資料，對JCS-013數(shù)控臥式鏜銑床有個(gè)整體初步的認(rèn)識(shí)；學(xué)習(xí)液壓平衡的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)：學(xué)習(xí)三維建模的軟件以及運(yùn)動(dòng)仿真相關(guān)的知識(shí)。
4. 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫）
1～3周： 調(diào)研并收集資料；
3～6周： 確定設(shè)計(jì)方案和整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；
7～11周： 完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；
12～15周：完成裝配圖、三維建模和仿真；
16～18周：完成論文撰寫，準(zhǔn)備答辯
5 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
6 所在系審查意見：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
參考文獻(xiàn)
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