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黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 畢業(yè)設計開題報告 題 目 名 稱: M1432A萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)設計 院 系 名 稱: 機電工程學院 專 業(yè) 班 級: 機械設計制造及自動化08-12 學 生 姓 名: 姜長志 導 師 姓 名: 張榮沂 開 題 時 間: 2012.02.27 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 M1432A萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)設計 1.選題的目的及研究意義 在國民經濟各部門、人民的日常生活中，使用者各種機器設備、儀器工具，這些機器、機械 、儀器設備和工具大部分是由一定的形狀和尺寸的金屬零件所組成的。生產這些零件并將它們裝配成機器、機械、儀器和工具的工業(yè)，稱為機械制造工業(yè)。在機械零件的制造過程中，采用鑄造、鍛壓、焊接、沖壓等制造方法，可以獲得低精度零件。對于精度要求高、表面粗糙度小的零件，主要依靠切削加工的方法獲得，尤其是加工精密零件時，需經過多道工序的切削加工才能完成。因此，機械加工設備是機械制造業(yè)的主要加工設備。在一般的機器制造廠中，金屬切削機床所負擔的加工工作量，余額占總工作量的40%～60%。金屬切削機床的技術性能直接影響機械產品的質量及其制造的經濟性，進而決定著國民經濟的發(fā)展水平。。 機床是在人類認識和改造自然的過程中產生，又隨著社會生產的發(fā)展和科學技術的進步而不斷發(fā)展、不斷完成的。最原始的機床是木制的，所有運動由人力或畜力驅動，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它們實際上并不是一種完整的機器?，F代意義上的用于加工金屬機械零件的機床，是在18世紀中葉開始發(fā)展起來的。 18世紀發(fā)明了機動刀架，并以蒸汽機為動力，對機床進行驅動或通過多軸對機床進行集群驅動，才形成了現代機床的雛形。19世紀至20世紀初，隨著電動機的問世，電動機取代了蒸汽機，經過了多軸對機床進行集群驅動、單獨電動機驅動的封閉齒輪箱的發(fā)展過程，才使機床具備了現代的結構形式。上世紀40年代，隨著高速鋼的和硬質合金工具的使用以及液壓技術的應用，使機床在傳動、機構、控制等方面得到很大的改進，加工精度和生產率得到顯著提高。自上世紀50年代以來，計算機技術開始應用于機床中，先后出現了數控機床、加工中心柔性制造系統(tǒng)等。計算機集成制造的出現，表明機械制造業(yè)正在走向一個新的變革時代。電火花加工、電解加工、超聲波加工、電子束加工等各種機械加工設備，表明特種加工設備也有了長足的發(fā)展。 機床設計是設計人員根據不同使用部門的要求，運用有關的科學技術知識，進行創(chuàng)造性的勞動。隨著生產的發(fā)展，使用的要求也不斷地提高，而科學技術的發(fā)展和工藝水平的提高，從而使機床的設計和制造獲得了迅速的發(fā)展。 畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生設計能力的重要實踐環(huán)節(jié)，通過設計掌握機械設計的一般規(guī)律，樹立正確的設計思想，培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力，使學生成功的走向工作崗位。我設計的題目為：M1432A萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)設計，通過本次設計畢業(yè)設計對普通機床組成、控制、結構運動、設計加以了解；通過機床設計掌握普通機床設計的基本方法,并且對專用機床的設計作進一步了解；通過機床設計培養(yǎng)和鍛煉自身的工程素質和工程實踐能力。 2、課題研究現狀 2.1國內外數控機床研究現狀 20世紀人類社會最偉大的科技成果是計算機的發(fā)明與應用，計算機及控制技術在機械制造設備中的應用是世紀內制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術進步。自從1952年美國第１臺數控銑床問世至今已經歷了50個年頭。 數控設備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機，形成龐大的數控制造設備家族，每年全世界的產量有10～20萬臺，產值上百億美元。 世界制造業(yè)在20世紀末的十幾年中經歷了幾次反復，曾一度幾乎快成為夕陽工業(yè)，所以美國人首先提出了要振興現代制造業(yè)。90年代的全世界數控機床制造業(yè)都經過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經過較大變動，從90年代初開始已出現明顯的回升，在全世界制造業(yè)形成新的技術更新浪潮。如德國機床行業(yè)從2000年至今已接受３個月以后的訂貨合同，生產任務飽滿。 我國數控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機床廠從傳統(tǒng)產品實現向數控化產品的轉型。但總的來說，技術水平不高，質量不佳，所以在90年代初期面臨國家經濟由計劃性經濟向市場經濟轉移調整，經歷了幾年最困難的蕭條時期，那時生產能力降到50％，庫存超過４個月。從1995年“九五”以后國家從擴大內需啟動機床市場，加強限制進口數控設備的審批，投資重點支持關鍵數控系統(tǒng)、設備、技術攻關，對數控設備生產起到了很大的促進作用，尤其是在1999年以后，國家向國防工業(yè)及關鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數控設備制造市場一派繁榮。從2000年８月份的上海數控機床展覽會和2001年４月北京國際機床展覽會上，也可以看到多品種產品的繁榮景象。 數控技術經過50年的２個階段和６代的發(fā)展： 第１階段：硬件數控（NC） 第１代：1952年的電子管 第２代：1959年晶體管分離元件 第３代：1965年的小規(guī)模集成電路。第２階段：軟件數控（CNC） 第４代：1970年的小型計算機 第５代：1974年的微處理器 第６代：1990年基于個人PC機（PC-BASEO） 第６代的系統(tǒng)優(yōu)點主要有： （１） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可達到５萬小時以上； （2） 提供了開放式基礎，可供利用的軟、硬件資源豐富，使數控功能擴展到很寬的領域（如CAD、CAM、CAPP，連接網卡、聲卡、打印機、攝影機等）； （3） 對數控系統(tǒng)生產廠來說，提供了優(yōu)良的開發(fā)環(huán)境，簡化了硬件。 目前，國際上最大的數控系統(tǒng)生產廠是日本FANUC公司，１年生產５萬套以上系統(tǒng)，占世界市場約40％左右，其次是德國的西門子公司約占15％以上，再次是德海德漢爾，西班牙發(fā)格，意大利菲亞，法國的ＮＵＭ，日本的三菱、安川。 2.2發(fā)展趨勢 制造業(yè)是一個國家或地區(qū)經濟發(fā)展的重要支柱，機械制造是制造業(yè)的核心。數控技術的應用使得傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，隨著數控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，它對國民生計起著越來與重要的作用。當前數控技術及其裝備的發(fā)展的趨勢：1、高速、精密化 2、可靠性 3、數控機床設計CAD化、功能多樣化 4、智能化、網絡化、柔性化、集成化 5、開放性 6、復合性 7、串行總線計算機數控系統(tǒng) 8、重視新技術標準、規(guī)范的建立。 2.3機械裝備設計的方法 機械制造裝備設計的步驟設計類型而不同。創(chuàng)新設計可分為產品規(guī)劃、方案設計、技術設計和工藝設計等四個階段。 2.3.1產品規(guī)劃階段 產品規(guī)劃階段的任務是明確設計任務，通常應在市場調查與預測的基礎上識別產品需求，進行可行性分析，制定設計任務書。 在產品規(guī)劃階段將綜合運用技術預測、市場學、信息學等理論和方法來解決設計中出現的問題。 2.3.1.1需求分析 產品設計是為了滿足市場的要求，而市場的需求往往是不具體的，有時是模糊的 、潛在的，甚至是不可能實現的。需求分析的任務是使這些需求具體化和恰到好處。明確設計任務的要求。需求分析的任務本身就是設計工作的一部分，是設計工作的一部分，是設計工作的開始，而且自始至終指導設計工作的進行。 需求分析一般包括對銷售市場和原材料市場的分析 2.3.1.2調查研究 調查研究包括市場調研、技術調研和社會環(huán)境調研三個部分 2.3.1.3預測 定性預測和定量預測 2.3.1.4可行性分析 2.3.1.5編制設計任務書 2.3.2方案設計階段 a、對設計任務的抽象 b、建立功能結構 c、尋求原理與求解方法 d、初步設計方案的形成 e、設計方案的評價與賽選 2.3.3技術設計階段 1、確定結構原理方案 2、總體設計 3、結構設計 2.3.4工藝設計階段 2.3.4.1零件圖設計 在零件圖中包含了為制造零件所需的全部信息，這些信息包括幾何形狀、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度、材料和熱處理要求、其他特殊技術要求等。 2.3.4.2完善裝配圖 在繪制零件圖時，更加具體地從結構強度、工藝性和標準化等方面進行零件的結構設計，不可避免地要對技術設計階段提供的裝配圖做些修改 2.3.4.3編寫技術文檔 3.基本內容，擬解決問題 基本內容；M1432A萬能外圓磨床總體尺寸布局設計 根據設計過程中所需的技術參數，使主要構件的結構具有經濟性，合理性。保證設計的工藝性，裝配的可行性，主要裝配精度的合理性，主要參數的可檢查性。 3.1本課題將要解決的主要問題 3.1.1 總體結構布局的設計 M1432A萬能外圓磨床主軸部件直接影響工件的精度和表面粗糙度，應具有高的回轉精度、剛度、抗振性及耐磨性，是總體布局的關鍵部分。 裝在頭架主軸上的零件如皮帶輪、砂輪壓緊盤、砂輪等都應仔細平衡，四根三角皮帶的長度也應一致，否則易引起砂輪主軸的振動，直接影響磨削表面的表面粗糙度。 3.1.2液壓系統(tǒng)的設計 液壓系統(tǒng)傳遞比較平穩(wěn)，而且代價不高。液壓系統(tǒng)是由很多元器件組成，元器件的選擇要根據液壓系統(tǒng)的性能指標進行選擇。閥的規(guī)格用閥進、出油口的名義通徑表示，單位為mm。相同的閥，其閥口的實際尺寸不一定完全相同。目前仍在使用的某些按舊標準生產的閥，其性能參數主要有額定壓力、額定流量、額定壓力損失、最小穩(wěn)定流量等數值參數。閥類元件的規(guī)格應按閥所在的回路的最大工作壓力和通過該閥的最大流量從產品樣本上選定。選用閥類元件時應考慮其結構形式、特性、壓力等級、連接方式、集成方式及操縱方式等。選擇壓力控制閥時，應考慮壓力閥的壓力調節(jié)范圍、流量范圍、流量變化范圍、所要求的壓力靈敏度進和平穩(wěn)度等。特別是溢流閥的額定流量必須滿足液壓泵最大流量的要求。選擇流量控制閥時，應考慮流量閥的流量調節(jié)范圍、流量——壓力特性、最小穩(wěn)定流量、壓力補償要求或溫度補償要求，對濾油器過濾精度的要求，閥進、出口壓差大小及閥內泄漏的大小等。 機床設計工作大體的可分為三個步驟： 3.2調查研究 調查研究的內容一般包括有： ①學習有關機床設計的方針、政策，明確設計要求； ②到使用單位調查了解所涉及機床所要承擔的生產任務和加工工藝，了解使用單位的對機床的要求； ③到制造單位調查，了解制造廠的設備條件、技術能力和生產經驗； ④收集國內外同類型機床的技術文獻和圖紙資料，并注意調查它的結構性能、使用和制造情況等，尤其注意了解新技術在同類機床上應用的情況，以及在設計新機床時將要進行那些科學試驗。 3.3方案擬定 在調查研究的基礎上，通常可擬定出多個方案進行比較分析。每個方案所包括的內容有：工藝分析、主要技術參數、總體布局、主要部件的結構草圖、試驗結果及技術經濟分析等 在制定方案時應注意以下幾點： ①處理好使用和制造之間的關系：應首先滿足使用要求，其次是盡可能便于制造。 ②注意傾聽各方面意見，經過分析比較，去粗取精，最后形成一個比較使用方案。 ③ 實驗是檢驗真理的唯一標準，設計必須以生產實踐和科學實驗為依據，凡是未經實踐考驗的方案，必須經過實驗證明可考后采用與設計。 ④繼承性和創(chuàng)造性的相結合，盡量采用先進技術，迅速提高生產力。 3.4工作圖設計 首先，繪制M1432A萬能外圓磨床總裝配圖及液壓系統(tǒng)傳動圖。一般應畫出機床的總體尺寸參數圖，在圖中確定各部件的輪廓尺寸和各部件有聯(lián)系的相關尺寸，同時畫出機床的頭架裝配圖，并進行必要的計算。其次，進行液壓元器件的選擇，繪制液壓系統(tǒng)圖。 3.5說明書的撰寫 4、檢索與本課題有關參考文獻資料的簡要說明 [1].《機械設計手冊》 成大先 化學工業(yè)出版社 2002 [2].《實用機床設計手冊》 李洪 遼寧科學技術出版社 [3].《機械最優(yōu)設計技術》 孟兆明 化學工業(yè)出版社 2002.4 [4].《機械精度設計與檢測技術》 劉品 哈爾濱工業(yè)大學出版社 [5].《電力拖動基礎》 彭鴻才 機械工業(yè)出版社 [6].《金屬切削機床理論》 賈亞州 機械工業(yè)出版社 5、畢業(yè)論文進程安排 1.2月27日——3月11日 查閱資料 2 3月12日——3月18日 消化資料 3.3月19日——4月1 日 撰寫開題報告 4.4月 2 日——4月20日 方案設計，寫說明書草稿 5 4月21日——5月5 日 畫草圖，寫說明書草稿 6 5月 6 日——5月27日 畫 cad圖，整理說明書 7 5月28日——6月10日 打印說明書 8 6月11日——6月15日 準備答辯 指導教師（簽名）： 年 月 日 所在院（系）審查意見： 負責人簽字(蓋公章) 畢業(yè)設計開題報告 題 目 名 稱: M1432A萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)設計 院 系 名 稱: 機電工程學院 專 業(yè) 班 級: 機械設計制造及自動化08-12 學 生 姓 名: 姜長志 導 師 姓 名: 張榮沂 開 題 時 間: 2012.02.27 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日