微型镗铣床产品设计开题报告

 2022-11-11 10:59:15

1. 研究目的与意义

背景:当下,中国经济飞速发展,其中制造业仍然占有相当重要的地位,俗话说,工欲善其事,必先利其器。发展制造业的重要前提之一就是使产品加工过程更加方便且人性化,而本文通过全面的市场调研,以及对微型镗铣床产品变化的研究,分析得出目前市场上现有的各式微型镗铣床产品设计的不足。由此引出设计新型微型镗铣床产品设计的必要性,并详细论述新产品的结构、外观设计和材料选择,并对市场前景做出综合分析。

意义:本课题恰好围绕这一主题展开对微型镗铣床产品的设计,继承过去镗铣床产品优点的同时,也激发我们机械行业的学生积极开动脑筋,鼓励我们不断创新,开拓进取的精神。

2. 课题关键问题和重难点

本课题针对微型镗铣床产品设计的问题展开研究,相比较于之前的产品而言,该课题最大的难点在于产品设计的创新性上,我们必须结合之前镗铣床产品的优缺点对设计的产品进行开发改进,同时也要做到足够的创新。

与此同时,在实现镗铣加工工件的基本功能的同时,还需要保证加工过程中够高的精度要求以及工件是否能够达到更高精度的工差规范,整个过程需要严谨细致的工作准备和大量数据计算作为产品设计的铺垫。

对于学生自身而言,需要熟练掌握草绘图纸的能力以及CAD、PROE软件的使用,绘制二维及三维图纸的过程也是对学生个人能力的锻炼和考验。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

普通机床加工微小精密零件存在成本高、耗能大、精度不高等缺点,容易造成材料浪费并且较难加工具有复杂外形的零件。为实现微小复杂外形零件精密加工,降低加工成本,本文旨在完成一台微型精密铣床的设计,主要研究内容有以下几个方面:(1)微型机床结构方案设计,确定微型机床的主要技术参数和功能要求。设计出微型机床的传动原理和结构组成,确定机床的系统组成。完成了机床主轴单元和直线进给方案设计,并对机床床身材料有了新的选择。(2)对机床所用的双转台进行了设计,根据机床的精度和体积确定转台的驱动方式,对所用的电机和轴承进行了选型计算,并针对转台要求的功能设计转台的气压夹紧机构。(3)对机床的主要部件和机床整机进行三维建模,使用有限元分析软件对其进行相应的静力学和动态分析,验证结构合理性同时发现设计中存在的问题并寻求相应的解决方案。(4)微型精密铣床属于高精度加工设备,容易受到温度的影响。

随着精密微型零件在航天航空、半导体加工、医疗器械、精密仪器等行业的应用越来越广泛,这些行业对精密微型零件的需求日益增加。常规尺寸机床加工微型零件时,在加工精度、效率、经济性等方面都处于劣势。目前,国内在微型零件专用设备开发方面尚处初期,国外虽开发出实用的精密微型机床但对我国技术保密,国内微型机床的技术水平仍然不高,因此十分有必要研制用于微型零件加工的微型机床。通过仔细研究国、内外的相关资料,发现在机床微型化过程中机床机械结构的动静态性能、控制系统的性能对机床的精度影响最大,数控系统用户界面的友好性、易操作性对加工效率影响最大,因此本文对机床微型化过程中如何提高机床机械结构的动静态性能、数控系统的开发进行了重点研究。

普通立式铣床铣削一定角度的圆弧时效率低下,操作困难且互换性常常达不到要求,易造成废品,不能满足工厂大批量生产的需求。本文设计了并研制出了一种专用数控铣床,在保证一定加工精度的同时,实现了半自动化控制和双主轴加工,极大地提高了生产效率。本文首先介绍了专用数控铣床的加工工艺、坐标系和刀具补偿算法。根据飞轮加工的要求,明确了加工过程及精度,设定了机床坐标系,包括机床原点、程序原点、工件坐标系等。由于铣削的特点,在主轴加工时考虑到刀具半径,即刀补问题,专门设计了刀具补偿算法,尽量减小主动误差。其次,对专用数控铣床的整体结构、主轴系统、传动系统分别进行了设计,建立了三维模型。考虑到加工的效率,系统采用了双主轴、双工位的特殊设计,本质上区别于普通数控铣床。

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4. 研究方案

本设计方案在起草之前,已经进行了全面的市场调研,现充分了解微型镗铣床产品的市场概况;同时通过对大量文献资料的分析解读,了解了产品设计的基本理念和要求,与此同时,在这个过程中我们还结合了之前的产品的优缺点分析比较,从而引出设计新型微型镗铣床产品的必要性。

在设计前首先进行全面的市场调研,收集了大量关于微型镗铣床产品的资料,熟悉了微型镗铣床的基本原理和运行功能,,从多方便考虑选择出最佳方案,确保了方案实施的可行性。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译,收集、查阅、文献资料并准备开题报告。

第1周 完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。查阅文献资料,撰写开题报告。

第2周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后,开题报告封面用标准模板,上传至毕业设计管理系统。

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