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河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告
課題
名稱
自制20T拉床設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)械工程系
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級： 機(jī)083班
學(xué)生姓名： 秦?zé)橓i
學(xué) 號： 36號
指導(dǎo)教師： 孫有亮
課題來源
導(dǎo)師課題
課題類別
工程設(shè)計(jì)
一 、論文資料的準(zhǔn)備
拉床，是用拉刀加工工件各種內(nèi)外成型表面的金屬切削機(jī)床。拉削時，一般工件不動，只有拉刀平穩(wěn)、低速的直線切削運(yùn)動，它是加工過程的主運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動則靠拉刀刀齒的齒升量來完成。在拉削過程中，拉刀要承受的切削力很大，為了獲得平穩(wěn)的主運(yùn)動，通常采用液壓驅(qū)動。液壓拉床的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動平穩(wěn)，無沖擊振動，拉削速度可無級調(diào)節(jié)，拉力可通過壓力來控制。
拉床的生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量好。拉削加工時，切屑薄，運(yùn)動平穩(wěn)，因而可獲得較高的加工精度（拉削精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T8）和較細(xì)的表面粗糙度（Ra＜0.63μm）。拉床工作時，拉刀通過加工表面的一次行程中可完成粗、精加工，因此生產(chǎn)率高，但拉削不同的表面，需要不同的專用拉刀，且拉刀的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，因此適用于大批大量生產(chǎn)。拉床的主參數(shù)為額定拉力。
拉床的類型:內(nèi)拉床：用于拉削內(nèi)表面，如花鍵孔、方孔等。工件貼住端板或安放在平臺上，傳動裝置帶著拉刀作直線運(yùn)動，并由主溜板和輔助溜板接送拉刀。內(nèi)拉床有臥式和立式之分。前者應(yīng)用較普遍，可加工大型工件，占地面積較大；后者占地面積較小，但拉刀行程受到限制。外拉床：用于外表面拉削，主要有下列幾種：①立式外拉床，工件固定在工作臺上，垂直設(shè)置的主溜板帶著拉刀自上而下地拉削工件，占地面積較小。②側(cè)拉床，臥式布局,拉刀固定在側(cè)立的溜板上,在傳動裝置帶動下拉削工件，便于排屑，適用于拉削大平面、大余量的外表面，如氣缸體的大平面和葉輪盤榫槽等。③連續(xù)拉床，較多采用臥式布局，分為工件固定和拉刀固定兩類。前者由鏈條帶動一組拉刀進(jìn)行連續(xù)拉削，適用于大型工件；后者由鏈條帶動多個裝有工件的隨行夾具通過拉刀進(jìn)行連續(xù)拉削，適用于中小型工件。此外，還有齒輪拉床、內(nèi)螺紋拉床、全自動拉床、數(shù)控拉床和多刀多工位拉床等。
拉床的發(fā)展概況：第一臺真正高效率的拉床是在1898年，美國的J.N.拉普安特制造了第一臺機(jī)械傳動臥式內(nèi)拉床。之后隨著工業(yè)化的發(fā)展，逐漸有了更加專業(yè)化，專一型的拉床。20世紀(jì)30年代，在德國制成雙油缸立式內(nèi)拉床，在美國制造出加工氣缸體等的大平面?zhèn)壤病?0年代初出現(xiàn)了連續(xù)拉床。
拉床的應(yīng)用前景：拉床是機(jī)械設(shè)備中很重要的一個分支，是機(jī)械制造業(yè)的基本加工設(shè)備，它的品種、性能、質(zhì)量和技術(shù)水平直接影響著國民經(jīng)濟(jì)各部門產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)技術(shù)和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。拉床的品種越來越多，拉削的工藝范圍也逐步擴(kuò)大，可以加工內(nèi)孔鍵槽、各種成型的通孔，也可以加工中小型零件的各種成型表面，如氣缸體軸承座的連接面，合金軸瓦的結(jié)合面及半圓弧和兩側(cè)倒角等。隨著少、無切削量設(shè)備的發(fā)展和機(jī)床加工業(yè)整體水平的提高，金屬切削機(jī)床的應(yīng)用范圍和品種規(guī)格等將會不斷增加新的內(nèi)容。專業(yè)化，高精度的拉床也預(yù)示著它的高價位，但是在很多時候，中小型的工廠內(nèi)部需要使用拉床進(jìn)行機(jī)加工，但是如果買進(jìn)專業(yè)化的拉床，其所花的費(fèi)用對于所得利潤來說，成本太大，而且有時不需要那么高的精度要求，而使用這些拉床無疑是種浪費(fèi)。這就需要工廠內(nèi)部自己制造一些簡單的，可以完成一般要求加工的拉床。
二、本課題的目的（重點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)）
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，提高分析與解決實(shí)際問題的能力,熟悉生產(chǎn)技術(shù)工作的一般程序和方法；培養(yǎng)學(xué)生懂得工程技術(shù)工作所必須的全局觀念、生產(chǎn)觀念和經(jīng)濟(jì)觀念，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)；培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料、手冊、進(jìn)行工程計(jì)算、圖樣繪制及編寫技術(shù)文件的能力。并且掌握一般機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟，掌握常用工程材料的性能和選配能力。盡快完成學(xué)生到工程技術(shù)人員的過渡。
通過對自制拉床的總體設(shè)計(jì)以及機(jī)械系統(tǒng)、電力控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對自制拉床的工作原理、傳動機(jī)構(gòu)等進(jìn)行掌握、理解。使其滿足工作性能要求來完成拉床各部分的設(shè)計(jì)，能加工工件各種內(nèi)外成型表面，并且能夠換刀進(jìn)行多種加工作業(yè)。并在此前提下要滿足操作簡便、安全，生產(chǎn)成本低，效率高，維修方便以及外觀、經(jīng)濟(jì)上的要求，做到和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。
重點(diǎn)：本課題分兩個部分：自制拉床的總體設(shè)計(jì)和電力控制系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該機(jī)構(gòu)主要由床身、動力機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、附屬裝置等組成。對總體設(shè)計(jì)需對拉床的工作原理、各機(jī)構(gòu)之間關(guān)系、各零、部件組成及關(guān)系進(jìn)行掌握。
創(chuàng)新點(diǎn)：自制拉床主要由機(jī)械系統(tǒng)、電力系統(tǒng)兩大部分組成。本拉床以電動機(jī)為動力裝置，能耗小，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，效率高，并且操作方便，相對來說更適于中小型企業(yè)、工廠進(jìn)行機(jī)加工作業(yè)；采用滑動絲杠螺母為傳動裝置，提高了機(jī)械傳動效率，節(jié)約了能源，降低了使用成本。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
自制拉床的方案設(shè)計(jì)，包括總體設(shè)計(jì)，機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
工作要求：額定拉力為20T
㈠、根據(jù)工作要求及設(shè)計(jì)要求確定其工作原理，選擇機(jī)構(gòu)和傳動方式。
1. 由工作原理確定自制拉床的基本構(gòu)成和總體布局，主要零、部件的基本結(jié)構(gòu)形式；
2. 自制拉床的機(jī)械系統(tǒng)和電力系統(tǒng)各采用何種傳動方式；
㈡、初步確定電動機(jī)、主要元件或構(gòu)件的基本參數(shù)和技術(shù)性能，如功率、承載、速度、行程或調(diào)節(jié)幅度、外形尺寸等。在運(yùn)動分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行動力分析，確定各機(jī)構(gòu)各部分傳遞的功率、轉(zhuǎn)矩和力的大小，根據(jù)這些數(shù)據(jù)和使用要求進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、發(fā)熱效率等方面的計(jì)算或校核。
㈢、通常提出幾種不同方案，從技術(shù)和設(shè)計(jì)兩個方面比較論證，選擇最理想的，即在考慮滿足職能要求的同時，要注意取得較好的經(jīng)濟(jì)效果，使設(shè)計(jì)出的裝備成本低，功率消耗及維修費(fèi)用少，能滿足給定的生產(chǎn)效率。
㈣、系列標(biāo)準(zhǔn)及選用，焊接操作機(jī)的零件有良好的加工工藝性能，合理選用原材料，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的零部件。
四、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
3.28~4.4 完成畢業(yè)實(shí)習(xí)報告、開題報告
4.5 ~ 4.11 完成外文翻譯
4.12~4.18 設(shè)計(jì)任務(wù)分析與總體方案的確定
4.19~6.6 實(shí)施設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖、實(shí)驗(yàn)。
6.7~6.18 進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真樣機(jī)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，并編寫設(shè)計(jì)說明書
6.18~6.21 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及成績評定
五、主要參考文獻(xiàn)
1 劉堅(jiān) 莫秀群.機(jī)械加工設(shè)備.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006
2 陳雪瑞.金屬切削機(jī)床概論.山西：山西科學(xué)教育出版社，2003
3 徐灝.新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995
4 朱喜林.張代治主編.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：科學(xué)出版社，2004
5 董剛,李建功,潘鳳章主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第三版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998
6 雷天覺.液壓工程手冊.北京：機(jī)械工程出版社，1990
7 孫桓,陳作模主編.機(jī)械原理（第六版）.北京：高等教育出版社，2001
8 王愛玲主編.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床.北京：國防工業(yè)出版社，2003
9 趙如福主編.金屬機(jī)械加工人員手冊（第三版）.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990
10 齊麟,張亞雄,黎上威,董學(xué)朱,胡松春編著.蝸桿傳動設(shè)計(jì)（上、下冊）.北京：機(jī)械工業(yè)版社，1987
11 《現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊》編委會編著 .現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995
12 郭愛蓮主編.新編機(jī)械工程技術(shù)手冊.經(jīng)濟(jì)日報出版社，1991
13 楊公源主編.機(jī)電控制技術(shù)及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2005
14 顧維邦，焦根昌.金屬切削機(jī)床.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000
15 陸玉,何在洲,佟延偉主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第三版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名： 日期：
教研室意見：
教研室主任簽名： 日期：
系意見：
系領(lǐng)導(dǎo)簽名： 日期：
系蓋章