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分 類 號(hào)
密 級(jí)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
課題名稱： CJK6150數(shù)控車床設(shè)計(jì)－主軸箱和尾座部件
分 院： 機(jī)械與電氣工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
二○一四年 三月
一、選題目的和意義：
數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用是機(jī)械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造的的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。由于數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密檢測(cè)與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果具有高柔性、高精度與高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，因此它提高了機(jī)械制造的制造水平，解決了接卸制造中的常規(guī)加工技術(shù)難以解決甚至無(wú)法解決的發(fā)雜型面零件加工，為社會(huì)提供了高質(zhì)量、多品種及高可靠的機(jī)械產(chǎn)品已取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益 。目前，數(shù)控技術(shù)已逐步晉級(jí)，數(shù)控機(jī)床在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，已成為機(jī)械自動(dòng)化的一個(gè)重要發(fā)展方向。 隨著可續(xù)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)的不斷進(jìn)步，機(jī)械產(chǎn)品日趨復(fù)雜。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求也越來(lái)越高，在航空航天、微電子、信息技術(shù)、汽車、造船、建筑、軍工和計(jì)算機(jī)技術(shù)等行業(yè)中，零件形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)改型頻繁、批量小、零件精度高加工困難、生產(chǎn)效率低已成為日益突出的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，機(jī)械加工工藝過(guò)程的自動(dòng)化和智能化是適應(yīng)上述發(fā)展特點(diǎn)的最重要手段。
二、課題關(guān)鍵問(wèn)題及難點(diǎn)
本課題主要是完成CJK6150數(shù)控車床設(shè)計(jì)－主軸箱和尾座部件，主軸箱的設(shè)計(jì)和尾座的設(shè)計(jì)，根據(jù)課題前提主軸轉(zhuǎn)速范圍是90-2000r/min
機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的步驟設(shè)計(jì)類型而不同。創(chuàng)新設(shè)計(jì)可分為產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)等四個(gè)階段。
（一）產(chǎn)品規(guī)劃階段
產(chǎn)品規(guī)劃階段的任務(wù)是明確設(shè)計(jì)任務(wù)，通常應(yīng)在市場(chǎng)調(diào)查與預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上識(shí)別產(chǎn)品需求，進(jìn)行可行性分析，制定設(shè)計(jì)任務(wù)書。
在產(chǎn)品規(guī)劃階段將綜合運(yùn)用技術(shù)預(yù)測(cè)、市場(chǎng)學(xué)、信息學(xué)等理論和方法來(lái)解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。
1、 需求分析
產(chǎn)品設(shè)計(jì)是為了滿足市場(chǎng)的要求，而市場(chǎng)的需求往往是不具體的，有時(shí)是模糊的 、潛在的，甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。需求分析的任務(wù)是使這些需求具體化和恰到好處。明確設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。需求分析的任務(wù)本身就是設(shè)計(jì)工作的一部分，是設(shè)計(jì)工作的一部分，是設(shè)計(jì)工作的開始，而且自始至終指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。
需求分析一般包括對(duì)銷售市場(chǎng)和原材料市場(chǎng)的分析
1、 調(diào)查研究
調(diào)查研究包括市場(chǎng)調(diào)研、技術(shù)調(diào)研和社會(huì)環(huán)境調(diào)研三個(gè)部分
2、 預(yù)測(cè)
定性預(yù)測(cè)和定量預(yù)測(cè)
3、 可行性分析
4、 編制設(shè)計(jì)任務(wù)書
(二) 方案設(shè)計(jì)階段
1、對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象
2、建立功能結(jié)構(gòu)
3、尋求原理與求解方法
4、初步設(shè)計(jì)方案的形成
5、設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)與賽選
（三） 技術(shù)設(shè)計(jì)階段
1、確定結(jié)構(gòu)原理方案
2、總體設(shè)計(jì)
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（四）工藝設(shè)計(jì)階段
1、零件圖設(shè)計(jì)
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(shù)要求等。
2、完善裝配圖
在繪制零件圖時(shí)，更加具體地從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化等方面進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不可避免地要對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)階段提供的裝配圖做些修改
3編寫技術(shù)文檔
設(shè)計(jì)工作大體的可分為三個(gè)步驟：
1、調(diào)查研究
調(diào)查研究的內(nèi)容一般包括有： ①學(xué)習(xí)有關(guān)機(jī)床設(shè)計(jì)的方針、政策，明確設(shè)計(jì)要求； ②到使用單位調(diào)查了解所涉及機(jī)床所要承擔(dān)的生產(chǎn)任務(wù)和加工工藝，了解使用單位的對(duì)機(jī)床的要求； ③到制造單位調(diào)查，了解制造廠的設(shè)備條件、技術(shù)能力和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)； ④收集國(guó)內(nèi)外同類型機(jī)床的技術(shù)文獻(xiàn)和圖紙資料，并注意調(diào)查它的結(jié)構(gòu)性能、使用和制造情況等，尤其注意了解新技術(shù)在同類機(jī)床上應(yīng)用的情況，以及在設(shè)計(jì)新機(jī)床時(shí)將要進(jìn)行那些科學(xué)試驗(yàn)。
2、方案擬定
在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，通?？蓴M定出多個(gè)方案進(jìn)行比較分析。每個(gè)方案所包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總體布局、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、試驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等
在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
①處理好使用和制造之間的關(guān)系：應(yīng)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(jīng)過(guò)分析比較，去粗取精，最后形成一個(gè)比較使用方案。
③ 實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，凡是未經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的方案，必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明可考后采用與設(shè)計(jì)。
④繼承性和創(chuàng)造性的相結(jié)合，盡量采用先進(jìn)技術(shù)，迅速提高生產(chǎn)力。
三、我國(guó)數(shù)控機(jī)床的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)?
隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界機(jī)床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控機(jī)床就是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和手段，具有無(wú)限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。目前，歐、美、日等工業(yè)化國(guó)家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而中國(guó)從20世紀(jì)80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。
“十五”期間，中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)實(shí)現(xiàn)了超高速發(fā)展。其產(chǎn)量2001年為17521臺(tái)，2002年24803臺(tái)，2003年36813臺(tái)，2004年51861臺(tái)，2004年產(chǎn)量是2000年的3.7倍，平均年增長(zhǎng)39%；2005年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量59639臺(tái)，接近6萬(wàn)臺(tái)大關(guān)，是“九五”末期的4.24倍。“十五”期間，中國(guó)機(jī)床行業(yè)發(fā)展迅猛的主要原因是市場(chǎng)需求旺盛。固定資產(chǎn)投資增速快、汽車和機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展迅猛、外商投資企業(yè)增長(zhǎng)速度加快所致。
2006年，中國(guó)數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量達(dá)到85756臺(tái)，同比增長(zhǎng)32.8%，增幅高于金切機(jī)床產(chǎn)量增幅18.4個(gè)百分點(diǎn)，進(jìn)而使金切機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)到37.8%，同比增加2.3個(gè)百分點(diǎn)。此外，數(shù)控機(jī)床在外貿(mào)出口方面亦業(yè)績(jī)驕人，全年實(shí)現(xiàn)出口額3.34億美元，同比增長(zhǎng)63.14%，高于全部金屬加工機(jī)床出口額增幅18.58個(gè)百分點(diǎn)。
2007年，中國(guó)數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量達(dá)123,257臺(tái)，數(shù)控金屬成形機(jī)床產(chǎn)量達(dá)3,011臺(tái)；國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床擁有量約50萬(wàn)臺(tái)，進(jìn)口約20萬(wàn)臺(tái)。
2008年10月，中國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量達(dá)105,780臺(tái)，比2007年同比增長(zhǎng)2.96%。
長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進(jìn)展緩慢，高檔依靠進(jìn)口的局面，特別是國(guó)家重點(diǎn)工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進(jìn)口，技術(shù)受制于人。究其原因，國(guó)內(nèi)本土數(shù)控機(jī)床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國(guó)外先進(jìn)水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技術(shù)方面的差距則達(dá)到了10-15年。同時(shí)中國(guó)在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對(duì)滯后，國(guó)產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床還沒(méi)有形成品牌效應(yīng)。同時(shí)，中國(guó)的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術(shù)培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系，市場(chǎng)營(yíng)銷能力和經(jīng)營(yíng)管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創(chuàng)新能力，完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
四、主要任務(wù)與目標(biāo)：
1、翻譯1-2篇與專業(yè)課程相關(guān)的最新英文文獻(xiàn)，文獻(xiàn)翻譯要求漢字在2000字以上；
2、查閱和整理文獻(xiàn)并提交一篇反映課題內(nèi)容的文獻(xiàn)綜述，文獻(xiàn)綜述在3000字以上；
3 通過(guò)調(diào)研和分析確定機(jī)床的傳動(dòng)方案、總體布置和機(jī)械部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的各部分間能有機(jī)結(jié)合，相互協(xié)調(diào)，共同完成整個(gè)機(jī)床的機(jī)械部分的大部分圖樣。
4 加強(qiáng)綜合訓(xùn)練，全面提高工程應(yīng)用能力和開發(fā)創(chuàng)新能力，培養(yǎng)相互協(xié)作配合的團(tuán)隊(duì)精神。
5 重點(diǎn)解決主軸箱部件有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題
五、課題研究思路
1.查閱資料，用到實(shí)處
在做設(shè)計(jì)之前，通過(guò)各種路徑，查閱有關(guān)注射模設(shè)計(jì)及沐浴露連體瓶蓋學(xué)術(shù)期刊、學(xué)位論文、書籍等，從中獲取有用的知識(shí)，并借鑒模具設(shè)計(jì)方法，用到自己的模具設(shè)計(jì)當(dāng)中。
2.掌握并熟練已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)
復(fù)習(xí)以前所學(xué)設(shè)計(jì)有關(guān)的專業(yè)知識(shí)，并熟練的運(yùn)用到設(shè)計(jì)中去。還要熟練一些二維、畫圖軟件，比如Autocad。
六、預(yù)期成果
1.完成一到兩篇與機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)的最新英文文獻(xiàn)；
2.整理一篇反映課題內(nèi)容的文獻(xiàn)綜述；
3.獨(dú)立完成二維圖制作；
4.機(jī)床總裝配圖一份；
5.主軸箱和尾座設(shè)計(jì)圖紙一份；
6.設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。
七、計(jì)劃進(jìn)度：
2013.9.16~2013.12.24 接受任務(wù)，熟悉內(nèi)容，完成文獻(xiàn)綜述和英文翻譯；
2013.12.25~2014.02.20 完成開題報(bào)告，畢業(yè)實(shí)習(xí)、方案確定；
2014.02.23~2014.04.20 完成設(shè)計(jì)圖樣和說(shuō)明書初稿；
2014.04.20~2014.04.30 修改圖樣、說(shuō)明書，完成二稿；2012.05.01~2012.05.10 修改、檢查全部資料，打印、上交資料；
2014.05.11~2014.05.25 準(zhǔn)備論文答辯。
主要參考文獻(xiàn)?
1、陳心昭.現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.8
2、李洪.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1999.1
3、陳嬋娟.數(shù)控車床設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.3
4、吳玉厚.數(shù)控電主軸單元技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.3
5、Paul Kenneth.21st Century Manufacturing[M].Prentice Hall and TingHua University Press,2002
6、Robert L. Norton:Design of Machinery An Introduction to the Synthesis and Analysis of Mechanisms and Machines[M]. McGraw-Hill Education companies, Inc., and Chine Machine Press.2003.