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本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報告
論 文 題 目： 萬能升降臺銑床工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 院 ： 機(jī) 械 工 程 學(xué)院 專 業(yè) 、班 級： 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教師（職稱）：
年 1 月 1 日 填
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報告要求
開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文
（設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域；
2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價值；
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題；
2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）；
3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1. 開題報告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開始后的前四周內(nèi)完成；
2. 開題報告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查通過；
3. 開題報告不合格或沒有做開題報告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯；
4. 開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師；
5. 開題報告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。
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一、選題依據(jù)
1、論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域
題目：萬能升降臺銑床工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
研究領(lǐng)域：金屬切削機(jī)床。
2、論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價值
理論意義：金屬切削機(jī)床是機(jī)械加工的主要裝備，刀具和工件安裝在機(jī)床上完成加工任務(wù)，機(jī)床的結(jié)構(gòu)、功能和精度對工件的加工精度起到很大的作用。銑床是一種用途廣泛的機(jī)床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面）、溝槽（鍵槽、T 形槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面。此外，還可用于對回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進(jìn)行切斷工作等。銑床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，輔以工作臺或銑頭的進(jìn)給運(yùn)動，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生產(chǎn)率較高。簡單來說，銑床就是用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。萬能升降臺銑床分別由床身、橫梁、主軸、升降臺、橫向工作臺、轉(zhuǎn)臺、縱向工作臺、底座構(gòu)成。其中升降臺可以帶動整個工作臺沿床身的垂直導(dǎo)軌上下移動，以調(diào)整工件與銑刀的距離和垂直進(jìn)給。工作臺可以帶動臺面上的工件橫向或縱向移動。
為了便于機(jī)床的工件加工，機(jī)床安裝工件的工作臺必須做成移動式的，可以在橫向、縱向、垂直方向移動。
應(yīng)用價值:工作臺 X/Y/Z 向有手動進(jìn)給、機(jī)動進(jìn)給和機(jī)動快進(jìn)三種，萬能升降臺銑床進(jìn)給速度能滿足不同的加工要求；快速進(jìn)給可使工件迅速達(dá)到加工位置，加工方便快捷縮短非加工時間。
3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢
①了解國內(nèi)外萬能升降臺銑床現(xiàn)狀
進(jìn)口大幅度增加，出口日趨減少
隨國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，國內(nèi)生產(chǎn)的各種銑床，尤其是數(shù)控銑床已經(jīng)滿足不了各界用戶的需求，需要大量進(jìn)口。根據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會市場部提供的資料表明， 1998 年到 2001 年，各種銑床進(jìn)口量由 4622 臺增加到 6471 臺，增幅達(dá) 40%，其中數(shù)
控銑床進(jìn)口量由 563 臺增加到 2290 臺，增幅高達(dá) 258%。
與進(jìn)口的快速增長形成鮮明對照的式銑床的出口增長緩慢，特別是其中數(shù)控銑床出口，2001 年比 1998 年在數(shù)量上下降了 56%，在金額上下降了 14%。
技術(shù)低于世界水平
中國銑床發(fā)展起步晚，1949 年中華人名共和國成立以后，中國的機(jī)械工業(yè)才逐步從修配性質(zhì)發(fā)展成為一個門類比較齊全、具有一定規(guī)模、技術(shù)水平和成套水平不斷提高的工業(yè)部門。與西方上百年的發(fā)展有不小的差距。
盡管我國銑床發(fā)展迅速，一些產(chǎn)品產(chǎn)量居世界第一位，然而，我國的制造業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中總體上處于下游和低端位置。什么原因呢？關(guān)鍵問題在于我們的核心零部件受到外國限制，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品比重小，缺乏國際競爭力。只有在核心零部件的技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)方面加大馬力，才能突破外國的封鎖，提高技術(shù)。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，我國機(jī)械行業(yè)存在一個巨大的技術(shù)“黑洞”，最突出的表現(xiàn)是對外技術(shù)依存度高。曾幾何時，企業(yè)的進(jìn)口機(jī)械成了宣傳的噱頭。以至于不重視自己的創(chuàng)新，國人在潛移默化中接受：只有外國進(jìn)口的生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備是可靠的，是產(chǎn)品的保證。
數(shù)控化率低但增長快
由于數(shù)控機(jī)床的增長速度明顯快于普通機(jī)床的，數(shù)控機(jī)床在金屬加工機(jī)床總量中的比重逐年上升，我國機(jī)床的數(shù)控化逐年提高。機(jī)床的產(chǎn)量數(shù)控化率從 2001 年的
9.12%上升為 2009 年的 30%左右。雖然增長很快，但是基數(shù)大，數(shù)控化的普及率還是不高，與發(fā)達(dá)國家 60%～70%的水平仍存在很大差距。
專業(yè)人士指出，在中國機(jī)床行業(yè)整體高速增長的背后，仍然隱憂。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，國產(chǎn)銑床行業(yè)的增長主要依靠低端普通機(jī)床的帶動，高中檔銑床所占比例不斷減少，重型銑床市場走勢趨緩，因而目前行業(yè)的發(fā)展道路并不健康。
國家扶持的支點(diǎn)偏離
業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，技術(shù)黑洞的形成與國家的重視程度、投入密切相關(guān)。國家在過去的二十多年來忽視了發(fā)展機(jī)械行業(yè)，在政策、資金等方面都出現(xiàn)了偏差。
產(chǎn)權(quán)激勵制度式創(chuàng)新和研發(fā)產(chǎn)品的重要保障。Guoyouqiyeduichuangxinrencaide 產(chǎn)權(quán)激勵基本上沒有實(shí)行。一方面創(chuàng)新成果的知識產(chǎn)權(quán)沒有得到有效的保護(hù)，另一方面，創(chuàng)新著的貢獻(xiàn)沒有得到產(chǎn)權(quán)確認(rèn)。企業(yè)研發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)品，要么被國家無償拿走， 要么被其他的企業(yè)無償抄襲。
②了解國內(nèi)外萬能升降臺銑床發(fā)展趨勢高速化發(fā)展
主要包括主軸轉(zhuǎn)速高速化、進(jìn)給系統(tǒng)高速化和輔助動作高速化。通過這些高速化發(fā)展，可以有效提高產(chǎn)量。
主軸高速化主要是為了進(jìn)給高速化打下結(jié)實(shí)基礎(chǔ)，為了實(shí)現(xiàn)高速化，除了考慮主軸結(jié)構(gòu)形式和冷卻方式以外，更主要的是選用軸承和其潤滑方式。
進(jìn)給系統(tǒng)的高速化是指高切削進(jìn)給和快速進(jìn)給速度。切削進(jìn)給速度 yibantigaobu 多，因?yàn)樗饕獩Q定于可能的切削規(guī)范要求，而切削規(guī)范又由道具、被切材料、加工精度及表面粗糙度的要求等因素決定?？焖龠M(jìn)給大幅度提高的原因主要是為了縮短非加工時間。
輔助動作主要是指換刀動作和托盤交換動作。換到動作的高速化主要是改變傳統(tǒng)的一個動作由一個執(zhí)行元件帶動，各個動作按順序進(jìn)行，而采用一種凸輪控制的機(jī)械手，凸輪上的槽控制機(jī)械手運(yùn)動，只要凸輪槽形狀相互配合好，就可以是一些動作重疊在一起同時進(jìn)行。
高速化的最終目的式高效化，應(yīng)用高速加工技術(shù)達(dá)到縮短切削時間和輔助時間， 從而實(shí)現(xiàn)加工制造的高質(zhì)量和高效率。
高精度化發(fā)展
通過機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、機(jī)床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、震動等動態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù)，從而提高機(jī)床加工的幾何精度、運(yùn)動精度， 減少形位誤差、表面粗糙度。
從精密加工發(fā)展的超精密加工，其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級，更是世界各國各工業(yè)強(qiáng)國致力發(fā)展的方向。精密化是為了適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需要，也是為了提高普通機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，減少其裝配時的工作量從而提高裝配效率的需要。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和對機(jī)電產(chǎn)品性能與質(zhì)量要求的提高，機(jī)床用戶對機(jī)床加工精度的要求也越來越高。
智能化發(fā)展
智能化就是由各種測量元件對切削前后和切削中各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，并通過 CNC 判斷自動對異?，F(xiàn)象加以補(bǔ)償和調(diào)整，保證加工順利進(jìn)行和確保零件質(zhì)量，減少停機(jī)時間，提高生產(chǎn)率。
數(shù)控機(jī)床智能化技術(shù)要求：
自動抑制震動的功能。在高速加工過程中，機(jī)床容易出現(xiàn)震動，刀具也易于磨損。該機(jī)能自動抑制震動，大大提高了加工精度。
自動測量和自動補(bǔ)償功能。減少高速主軸、立柱、床身熱變形的影響，使機(jī)床加
工精度大大提高。
自動防止刀具和工件碰撞的功能。大大減少突發(fā)事故，提高機(jī)床工作的可靠性。自動補(bǔ)充潤滑油和抑制噪音的功能。大大改善工作條件。
數(shù)控系統(tǒng)具有特殊的人機(jī)對話功能。在編程時能在監(jiān)測畫面上顯示出刀具軌跡等，進(jìn)一步提高了切削效率。
機(jī)床故障能進(jìn)行遠(yuǎn)距離診斷。
智能化技術(shù)提升了數(shù)控機(jī)床的功能和品質(zhì)，數(shù)控機(jī)床智能化的發(fā)展前景非常廣闊。它是世界制造技術(shù)進(jìn)一步提高效率、自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的努力目標(biāo)。也是在今天數(shù)字控制機(jī)床技術(shù)基礎(chǔ)上向更高階段發(fā)展的努力方向。
二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題
①萬能升降臺銑床升降臺機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，相關(guān)參數(shù)計(jì)算。
②萬能升降臺銑床工作臺機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，相關(guān)參數(shù)計(jì)算。
③萬能升降臺銑床工作臺操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，相關(guān)參數(shù)計(jì)算。2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）
①萬能升降臺銑床工作臺機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，工作臺的工作面積，工作臺的最大行程，工作臺的最大回轉(zhuǎn)角度，主軸軸心線到工作臺臺面的距離，主軸轉(zhuǎn)速。
②萬能升降臺銑床升降臺機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，電機(jī)選擇，齒輪計(jì)算，軸的計(jì)算與設(shè)計(jì)，滾動軸承的選擇。
③萬能升降臺銑床工作臺操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，工作臺外形尺寸及重量初步估算，計(jì)算切削力，直線滾動導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型，滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型，步進(jìn)電動機(jī)的計(jì)算與選型。
④萬能升降臺銑床工作臺操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，擺塊、凸塊、縱進(jìn)絲杠軸、牙嵌離合器M5 左半塊、撥叉、撥叉軸、彈簧、調(diào)節(jié)螺母、叉子、銷子、擺動軸、垂直軸、微動開關(guān) SQ1、壓塊、微動開關(guān) SQ2、手柄。
⑤某零部件結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)。
⑥相關(guān)外文資料翻譯。
3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果
升降臺 A0 裝配圖紙 1 張；
工作臺 A0 裝配圖紙 1 張；
工作臺操縱機(jī)構(gòu) A0 裝配圖紙 1 張；
設(shè)計(jì)說明書 1 份；
主要零部件三維圖 1 份；
12
三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
主要研究方法：
(2) 在網(wǎng)上搜集相關(guān)資料(2)查閱相關(guān)文獻(xiàn)書籍
(3) 向老師請教相關(guān)知識問題(4)通過計(jì)算機(jī) CAD 繪圖(5)相關(guān)外文資料翻譯
主要技術(shù)參數(shù)：
工作臺尺寸（長×寬） 1250×320mm
工作臺最大行程
縱向… 800mm
橫向… 300mm
垂直… 400mm
主軸轉(zhuǎn)速范圍（18 級）… 30～1500r/min
主軸端孔錐度… 7：24
主軸孔徑 29mm
主軸中心線到工作臺面間距離… 30～430mm
主軸中心線到懸梁間距離 155mm
床身垂直導(dǎo)軌到工作臺面中心距離… 215～515mm
刀桿直徑（三種）… 22、27、32mm
進(jìn)給量范圍（21 級）：
縱向… 10～1000mm/min
橫向… 10～1000mm/min
垂直… 3.3～333mm/min
快速進(jìn)給量：
縱向與橫向… 2300mm/min
垂直…………………………………… 766.6mm/min
主電機(jī)：
功率…………………………………………… 7.5Kw
轉(zhuǎn)速… 1400r/min
進(jìn)給電機(jī)：
功率…………………………………………… 1.5Kw
轉(zhuǎn)速… 1410r/min
機(jī)床外形尺寸（長×寬×高）……1831×2064×1718mm 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃
第 1 周：安排設(shè)計(jì)任務(wù)，布置設(shè)計(jì)要求。
第 2 周：分析設(shè)計(jì)題目，了解設(shè)計(jì)內(nèi)容，復(fù)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識。
第 3 周：查找設(shè)計(jì)資料，查找設(shè)計(jì)文獻(xiàn)。
第 4 周：撰寫開題報告，修改開題報告，開題答辯。
第 5 周：分析萬能升降臺銑床工作參數(shù)。
第 6 周：設(shè)計(jì)萬能升降臺銑床升降臺機(jī)構(gòu)，計(jì)算相關(guān)參數(shù)。
第 7 周：繪制萬能升降臺銑床升降臺機(jī)構(gòu)裝配圖。
第 8 周：設(shè)計(jì)萬能升降臺銑床工作臺機(jī)構(gòu)，計(jì)算相關(guān)參數(shù)。
第 9 周：繪制萬能升降臺銑床工作臺機(jī)構(gòu)裝配圖。
第 10 周：設(shè)計(jì)萬能升降臺銑床工作臺操縱機(jī)構(gòu)，計(jì)算相關(guān)參數(shù)。
第 11 周：繪制萬能升降臺銑床工作臺操縱機(jī)構(gòu)裝配圖。
第 12 周：某零部件結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)。
第 13 周：撰寫設(shè)計(jì)說明書和外文翻譯。
第 14 周：修改設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯。
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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[2] 王巖,郝寶珠.數(shù)控銑床工作臺與床身設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(6):139-13 9.
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[9] 濮良貴,陳國定,吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社,2013.
[10]唐金松.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第 3 版[J].中國機(jī)械工程,2004(11):947-947.
附：文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)一：主要對 XKA5750 數(shù)控立式銑床升降臺橫向進(jìn)給，垂直進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原理分析、零件尺寸計(jì)算級強(qiáng)度校核，基本上實(shí)現(xiàn)了升降臺的正常運(yùn)行，主要工作包括橫向進(jìn)給、垂直進(jìn)給系統(tǒng)內(nèi)部傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動電機(jī)的選擇， 滾柱絲杠的選擇計(jì)算，傳動齒輪的選取計(jì)算，以及相應(yīng)的重點(diǎn)部件如軸、軸承的強(qiáng)度校核，確?？煽啃栽O(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了 XKA5750 銑床升降臺的垂直進(jìn)給和橫向進(jìn)給傳動。創(chuàng)新之處是使用了滾珠絲杠副，摒棄了以往的華東絲杠副的傳動，具有軸向剛度高、傳動平穩(wěn)、傳動精度高、不易磨損、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但是由于滾柱絲杠不能自鎖， 具有傳動的可逆性，所以在垂直傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中使用了制動器。垂直進(jìn)給方向中可以不使用梯形同步帶，而使用聯(lián)軸器將傳動軸與交流伺服電機(jī)相連，這個方案更經(jīng)濟(jì)， 效率更高。橫向進(jìn)給方向中也可以去掉梯形同步帶部分，直接將滾柱絲杠與交流伺服電機(jī)相連，同樣可以將交流伺服電機(jī)改為步進(jìn)電機(jī)，更經(jīng)濟(jì)，更合理，效率更高。
文獻(xiàn)二：數(shù)控車床是對回轉(zhuǎn)體進(jìn)行加工的設(shè)備，它可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體加工， 但是對于其他的復(fù)雜非回轉(zhuǎn)體的零件，就不能用車床加工了，加工這種零件需要用到數(shù)控銑床，數(shù)控銑床具有智能化、加工多元化的特點(diǎn)，而近年來數(shù)控銑床的工作臺發(fā)展也比較迅速，與以前相比加入了一些新的技術(shù)，提高了生產(chǎn)效率，式數(shù)控銑床的整體質(zhì)量提高了很多，同時數(shù)控銑床的床身也得到了很大的提升，再床身的設(shè)計(jì)上注入了新的元素。工作臺的設(shè)計(jì)上，需要從多方未進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先是對導(dǎo)軌的選擇，對于工作臺，它的要求需要工作臺的定位精度高。不要有爬行現(xiàn)象，同時在傳遞效率上要高。所以工作臺的導(dǎo)軌選擇直線滾動副。數(shù)控銑床的伺服電機(jī)與工作臺連接，是工作臺運(yùn)動，需要通過絲杠螺母副進(jìn)行連接，本工作臺選取滾珠絲杠副，這樣可以使工作臺壽命長，精度高。為了是工作臺的傳動精度高，不應(yīng)使工作臺的移動速度過快，盡量減輕工作臺軸上的扭轉(zhuǎn)力，這樣可以減輕工作臺的顫動，減小工作臺的慣量所以選取聯(lián)軸起到減速裝置的作用，為了能更好地對工作臺進(jìn)行檢查，需要對數(shù)控銑床工作臺增加檢測裝置，檢測裝置可以選用開環(huán)也可以選用閉環(huán)控制系統(tǒng)，本工作臺的檢測系統(tǒng)采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，安裝光柵尺來對整個工作臺進(jìn)行監(jiān)測。在機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)，分析數(shù)據(jù)、查閱設(shè)計(jì)手冊、參考期刊資料設(shè)計(jì)出新型設(shè)備，或者改善現(xiàn)有設(shè)備的性能， 是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)最普遍也是最基礎(chǔ)的能力，本數(shù)控銑床的設(shè)計(jì)中，就是采用對數(shù)控銑床的性能提升。私服系統(tǒng)采用的步進(jìn)電機(jī)，就是起到多元化驅(qū)動傳動，像這樣的性能改善， 是對數(shù)控銑床精度以及自動化的提升，同時也會是設(shè)備級元件的壽命延長，但隨之而來的也是有著成本上的提高，但可以設(shè)計(jì)出高品質(zhì)的數(shù)控銑床。
文獻(xiàn)三：X-Y 數(shù)控工作臺的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)方便而且能夠保證一定的精度。它充分的利用了微機(jī)的軟件與硬件功能以實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的控制，使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大，精度和可靠性進(jìn)一步得到提高。設(shè)計(jì)任務(wù)是完全圍繞數(shù)控機(jī)床工作原理而展開的?？傮w方案的確定，機(jī)械傳動部件的選擇 1 伺服電動機(jī)的選用：本設(shè)計(jì)選用混合式步進(jìn)電動機(jī)，以降低成本，提高性價比。2 導(dǎo)軌副的選用：選用直線滾動導(dǎo)軌副，它具有摩擦系數(shù)小，不易爬行，傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊，安裝預(yù)緊方便等優(yōu)點(diǎn)。3 絲杠螺母副的選用：選用滾珠絲杠副，它的傳動精度高、動態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、于今后可消除反向間隙。4 減速裝置的選擇用： 選擇了步進(jìn)電動機(jī)和滾珠絲杠副以后，為了圓整脈沖當(dāng)量，放大電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩， 減低運(yùn)動部件折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量，可能需要減速裝置，且應(yīng)由消間隙機(jī)構(gòu)，選用無間隙齒輪傳動減速箱。5 檢測裝置的選用：采用半閉環(huán)控制，擬在電動機(jī)的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，用以檢測電動機(jī)的轉(zhuǎn)交與轉(zhuǎn)速。增量式旋轉(zhuǎn)編
碼器的分辨力應(yīng)與步進(jìn)電動機(jī)的布距角相匹配。考慮到 X、Y 兩個方向的加工范圍相同，承受的工作載荷相差不大，為了減少設(shè)計(jì)工作量，X、Y 兩個坐標(biāo)的導(dǎo)軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動機(jī)以及檢測裝置擬采用相同的型號與規(guī)格?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)機(jī)械傳動部件的計(jì)算與選型，按照導(dǎo)軌上面移動不見得重量來進(jìn)行估算。包括工件、夾具、工作臺、上層電動機(jī)、減速箱、滾珠絲杠副、導(dǎo)軌座等。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，見算計(jì)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透相稱機(jī)電一體化，式機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，是工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化” 為特征的發(fā)展階段。
文獻(xiàn)四：規(guī)定了數(shù)控立式升降臺銑床制造和驗(yàn)收的要求，適用于工作臺面寬度200～500mm 數(shù)控立式升降臺銑床。加工和裝配質(zhì)量：機(jī)床三個方向的導(dǎo)軌副 ，必須采取耐磨措施。床柱、升降臺、工作臺、床鞍、銑頭體、滑枕為重要鑄件，在粗加工后必須進(jìn)行時效處理或采取其他消除內(nèi)應(yīng)力的措施。粘貼和涂層導(dǎo)軌應(yīng)牢固可靠，不應(yīng)有縫隙和氣泡，與相配導(dǎo)軌的接觸指標(biāo)應(yīng)符合 JB/T 3579 的規(guī)定。鑲鋼導(dǎo)軌應(yīng)進(jìn)行探傷檢測，不得有裂紋。液壓系統(tǒng)的裝配應(yīng)符合 JB/T 10051 的有關(guān)規(guī)定。電氣系統(tǒng)的裝配應(yīng)符合 GB/T 5226.1 的有關(guān)規(guī)定。高速旋轉(zhuǎn)的主軸組件，應(yīng)做平衡試驗(yàn)。具有消除間隙機(jī)構(gòu)的絲杠副，裝配后的調(diào)整量應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。下列導(dǎo)軌與其相配件的表面，應(yīng)按“滑（滾）動導(dǎo)軌”的要求考核：工作臺導(dǎo)軌與其相配件的表面；床鞍導(dǎo)軌與其相配件的表面；升降臺（或滑動銑頭）導(dǎo)軌與其相配件的表面；滑枕導(dǎo)軌與其相配件的表面。下列導(dǎo)軌與其相配件的表面，應(yīng)按“移置導(dǎo)軌”的要求考核：具有回轉(zhuǎn)性能的銑頭回轉(zhuǎn)面與其相配件的表面；可移動銑頭（升降臺）導(dǎo)軌與其相配件的表面。
文獻(xiàn)五：利用 ANSYS 對工作臺整體進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，根據(jù)可去除材料的分布云圖， 得到了工作臺內(nèi)部筋板的布置以及筋板上出砂孔的位置。，對基本筋格單元進(jìn)行變量的動態(tài)優(yōu)化，研究了筋格結(jié)構(gòu)參數(shù)對筋格固有頻率的影響及筋格相關(guān)參數(shù)對工作臺整體的影響，再次優(yōu)化后得到理想的工作臺筋格結(jié)構(gòu)。優(yōu)化后的工作臺能減輕質(zhì)量、提高剛性及動態(tài)性能。
文獻(xiàn)六：銑床工作臺的內(nèi)在質(zhì)量要求較高，工作臺面和導(dǎo)軌上不允許有氣孔、夾渣、縮孔和縮松等任何缺陷。鑄造生產(chǎn)難度大，廢品率居高不下。最終利用“華鑄 CAE” 凝固模擬分析系統(tǒng)，設(shè)置好初始條件及邊界條件進(jìn)行充型過程和凝固過程的數(shù)值模擬，優(yōu)化工藝，成功地解決了鑄造技術(shù)難題。銑床工作臺鑄件是我們廠銑床的重要部件，近年來，隨著加工技術(shù)的快速發(fā)展，對產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高。銑床產(chǎn)品種類很多，工作臺結(jié)構(gòu)大致相同。以 X5040 工作臺為例：材質(zhì)為 HT300，鑄件毛重 620kg， 工作臺六面均為加工面，采用樹脂砂造型，工作臺面和導(dǎo)軌面要求比較嚴(yán)格，不允許存在任何缺陷利用“華鑄 CAE”系統(tǒng)對原工藝方案進(jìn)行了充型過程的流動與傳熱耦合模擬分析，找出了出現(xiàn)問題的關(guān)鍵原因，并于短時間內(nèi)在該產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)方面取得了突破。
文獻(xiàn)七：眾所周知，不少機(jī)床使用廠家對普通升降臺銑床進(jìn)行了數(shù)控化改造，工作臺縱、橫向移動機(jī)構(gòu)基本類同，但升降臺垂向進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)大多采用同步帶傳動； 考慮到同步帶傳遞扭矩的局限性及長期使用有斷裂（斷裂后升降臺下落）的可能，所以就對機(jī)床的可靠性、安全性構(gòu)成了隱患。此機(jī)構(gòu)由伺服電動機(jī)、變速齒輪、傳動軸、滾珠絲杠副和超越阻尼器等件組成。
文獻(xiàn)八：介紹了 X2020 龍門銑床工作臺進(jìn)給箱的設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容，包括傳動設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電磁離合器選擇、關(guān)鍵件校核等。各軸承的選擇，箱體內(nèi)各軸軸承均選用普通的深溝球軸承，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，主要承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷，而且摩擦系數(shù)小、極限轉(zhuǎn)速高，能夠滿足進(jìn)給箱的要求。進(jìn)給箱內(nèi)的軸
承和齒輪均要有潤滑，離合器也要在有油狀態(tài)下工作。常用的箱體內(nèi)潤滑式飛濺潤滑， 但對油位高度和旋轉(zhuǎn)件線速度有一定的要求，存在不同程度的攪油損失，箱內(nèi)潤滑油易發(fā)熱。因此，我們在箱內(nèi)裝了一個潤滑泵，再由分配器將潤滑油分到各個潤滑點(diǎn)。
文獻(xiàn)十：在該文獻(xiàn)中可以確定工作臺的基本尺寸工作臺尺寸寬×長（mm）為 200
×900，320×1320，400×1700，500×2000.工作臺 T 形槽寬度為（mm）14、18、22. 工作臺行程 90 橫向 L 為 500、800、1000、1250.橫向（mm）190、300、375、450.垂向 340/360、400/430、450/480、470/500.萬能銑床工作臺最大回轉(zhuǎn)角度（°）-45～
+45.工作臺進(jìn)給級數(shù)為 12、18。工作臺快速進(jìn)給量（mm/min）縱向橫向 2100、2400、2400、3000.垂向 700、800、800、1000.工作臺最大拖力（kgf）700、1500、2000. 工作臺最大承載重量（kgf）150、250、500、700、1200.
在設(shè)計(jì)工作臺操縱機(jī)構(gòu)時擬采用滾珠絲杠副，具有軸向剛度高、傳動平穩(wěn)、傳動精度高、不易磨損、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但是由于滾柱絲杠不能自鎖，具有傳動的可逆性，所以在垂直傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中使用了制動器。在毛胚的選擇時先用“華鑄 CAE” 凝固模擬分析系統(tǒng)，設(shè)置好初始條件及邊界條件進(jìn)行充型過程和凝固過程的數(shù)值模擬，優(yōu)化工藝。