數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱用液壓平衡機構(gòu)設(shè)計與分析,數(shù)控,臥式,銑床,主軸,液壓,平衡,機構(gòu),設(shè)計,分析 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題目：數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱用液壓平衡機構(gòu)設(shè)計與分析 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 B090201班 姓 名 趙輝 學(xué) 號 B09020134 導(dǎo) 師 曹巖 2011年12月22日 1. 畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1.1題目背景、研究意義 ??數(shù)控臥式鏜銑床是一種具有自動換刀裝置和任意分度數(shù)控轉(zhuǎn)臺的數(shù)字控制機床，工件在一次裝夾后能自動完成幾個側(cè)面的多種工序的加工。主軸箱用液壓平衡機構(gòu)利用液壓系統(tǒng)使主軸箱向上運動、向下運動、以及停止運動時的平衡壓力基本穩(wěn)定。主軸箱用液壓平衡機構(gòu)是保證主軸箱工作狀態(tài)平衡的關(guān)鍵。 1.2 研究目的及國內(nèi)外相關(guān)研究情況 數(shù)控臥式鏜銑床是一種加工范圍極廣、自由度很大的機床，主要用來加工形狀復(fù)雜、要求精度較高的箱體類零件，在一次裝夾后能完成較多的工序。 我國數(shù)控臥式鏜銑床和臥式加工中心的發(fā)展開始于1973年。但由于電氣元件和數(shù)控系統(tǒng)質(zhì)量不過關(guān)， 1976年后，數(shù)控臥式鏜床和臥式加工中心的發(fā)展處于低潮。但其中機械機構(gòu)問題不是很大，因此， 1981年以來，由于引進(jìn)國外數(shù)控系統(tǒng)，國內(nèi)數(shù)控臥式鏜床和臥式加工中心有了新的發(fā)展，出現(xiàn)了第二次機床行業(yè)的發(fā)展高潮。 近幾年來，國內(nèi)外數(shù)控臥式鏜銑床的技術(shù)發(fā)展非常快,其特點是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷更新，新技術(shù)應(yīng)用層出不窮，工藝性能復(fù)合化，速度、效率不斷提高，突出精細(xì)化制造。 隨著為高速運行作技術(shù)支撐的傳動元件電主軸、直線電機、線性導(dǎo)軌等得到廣泛應(yīng)用，機床的運行速度被推向了新的高度，主軸系統(tǒng)設(shè)計也由傳統(tǒng)的鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)逐步向現(xiàn)代高速電主軸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。盡管傳統(tǒng)的鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)，具有鏜深孔及大功率切削的特點，但現(xiàn)代高速電主軸結(jié)構(gòu)以其高轉(zhuǎn)速、高運行速度、高效和高精度的優(yōu)點和簡化的主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)而倍受關(guān)注。而主軸可更換式臥式鏜銑加工中心的創(chuàng)新設(shè)計解決了電主軸與鏜桿移動伸縮式結(jié)構(gòu)各存利弊的不足，具有復(fù)合加工與一機兩用的功效，也是臥式鏜銑床的一大技術(shù)創(chuàng)新。 目前世界上約有20個國家制造臥式鏜床，其中以美、德、日、意、蘇、法等國的臥式鏜床在國際市場上占據(jù)重要地位。這些國家的臥式鏜床結(jié)構(gòu)先進(jìn)、工藝水平高、重視新技術(shù)的應(yīng)用；產(chǎn)品精度、剛度和壽命較高；造型美觀，操作方便；具有較高的水平，廣泛地應(yīng)用模塊化設(shè)計原則發(fā)展品種，做到普通臥式鏜銑床、數(shù)控臥式鏜銑床和臥式鏜銑加工中心一個機型、三種產(chǎn)品，即普通臥式鏜床裝上數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控臥式鏜床，再加上刀庫和機械手就是加工中心。 通過此次畢業(yè)設(shè)計，主要要加深對專業(yè)基本知識的理解,培養(yǎng)收集資料和調(diào)查研究的能力；要明白作為一名機械工程師，在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中所承擔(dān)的職能和責(zé)任，掌握機床傳動系統(tǒng)設(shè)計的一般方法以及機床其它基礎(chǔ)件設(shè)計的要求，并進(jìn)一步提高應(yīng)用計算機繪圖的能力。 2. 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1 本課題的主要內(nèi)容 1.了解主軸箱用液壓平衡機構(gòu)的性能要求； 2.了解主軸箱用液壓平衡機構(gòu)的工作原理，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算分析； 3.設(shè)計指標(biāo)：平衡壓力為34千克力/平方厘米； 4.應(yīng)用CAD系統(tǒng)對系統(tǒng)零件和裝配建模和仿真。 2.2 擬采用的研究方案、研究方法。 2.2.1 研究方案 （1）明確文章的研究內(nèi)容，確定研究對象； （2）大量收集并查閱相關(guān)資料，力求條理清晰。 2.2.2 研究方法 （1）堅持很好地全部閱讀指導(dǎo)教師指定的參考資料、文獻(xiàn)，并閱讀了較多的自選資料和較多的外文資料，積極開展調(diào)研論證； （2）充分利用時間，提前學(xué)習(xí)專業(yè)軟件，能夠熟練運用CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計、分析、加工等操作，使產(chǎn)品提前得到的方案可行性設(shè)計。 （3）采用同其它同等機械類設(shè)備的類比，方案比較等方法，根據(jù)實際應(yīng)用特征及現(xiàn)有的物質(zhì)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)、人力等條件，以所學(xué)的理論知識為基礎(chǔ)，按照工業(yè)機械手工作的一般過程、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。借鑒以往相似設(shè)備的成功經(jīng)驗進(jìn)行初步設(shè)計然后對初步設(shè)計方案進(jìn)行驗算，修正，直至達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、實用的目的。其中對于機械手設(shè)計中的關(guān)鍵問題、難點問題進(jìn)行重點分析解決，確保整個設(shè)計方案的可行性和最佳性。 圖1液壓原理圖 圖2平衡閥裝配圖 圖3JCS-013主軸箱平衡機構(gòu)裝配圖 平衡機構(gòu)的液壓系統(tǒng)由油泵11供油，減壓閥8調(diào)節(jié)平衡壓力P2，溢流閥10調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力P1（比P2一般約高10公斤力/厘米2）。并由蓄能器6和壓力繼電器4.3使主軸箱上下運動，停止時的平衡壓力基本穩(wěn)定。當(dāng)主軸箱向上運動時，平衡油缸2的活塞向下運動，同時電磁鐵26DT通電，油泵11供給的高壓油經(jīng)換向閥9，減壓閥8，平衡閥5向平衡油缸2上腔補充壓力油。若主軸箱向下運動時，平衡油缸活塞向上運動，平衡閥5中的單向閥和油路系統(tǒng)中的單向閥7關(guān)閉，油缸2上腔的壓力油經(jīng)平衡閥5中的滑閥而流回油箱。此時，由于壓力繼電器3使電磁鐵26DT斷電，泵11向系統(tǒng)供給的壓力油換向閥9直接流回油箱。主軸箱停止時，活塞不動。平衡壓力超過34公斤力/厘米2時，壓力繼電器3控制電磁鐵26DT斷電，泵11卸荷，系統(tǒng)控制的平衡壓力由蓄能器6保證。當(dāng)平衡壓力低于32公斤力/厘米2時，壓力繼電器4控制電磁鐵26DT通電，泵向系統(tǒng)供油，保持平衡壓力基本穩(wěn)定。 3. 本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 本課題的重點和難點：對液壓原理的熟悉；清楚主軸箱的結(jié)構(gòu)以及各部件的功能；液壓平衡的設(shè)計。 前期已開展的工作：查閱JCS-013數(shù)控臥式鏜銑床的相關(guān)資料，對JCS-013數(shù)控臥式鏜銑床有個整體初步的認(rèn)識；學(xué)習(xí)液壓平衡的結(jié)構(gòu)設(shè)計的有關(guān)知識：學(xué)習(xí)三維建模的軟件以及運動仿真相關(guān)的知識。 4. 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃（按周次填寫） 1～3周： 調(diào)研并收集資料； 3～6周： 確定設(shè)計方案和整體結(jié)構(gòu)特點； 7～11周： 完成結(jié)構(gòu)設(shè)計計算； 12～15周：完成裝配圖、三維建模和仿真； 16～18周：完成論文撰寫，準(zhǔn)備答辯 5 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 6 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 申慶源.國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展概況及該公司汽車發(fā)動機生產(chǎn)線引進(jìn)國外數(shù)控機床的介紹.北京：中國機械工程學(xué)會設(shè)備維修分會, 2000:431-435. [2] 董香萍，陳啟涵，段鳳.淺析數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢和發(fā)展途徑..2010，（4）：153-154. [3] 徐國威.國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展及應(yīng)用.兵工自動化，1993，（2）：31-35. [4] 吳波，周云龍.數(shù)控機床現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢簡析.科技信息，2010，（5）：461-479. [5] 孫志華.淺談機床的發(fā)展過程及趨勢.職業(yè)，2010，（26）：103. [6] 梁訓(xùn)瑄.我國機床工業(yè)60年發(fā)展.航空制造技術(shù)，2009，（19）：56-59. [7] 徐寧安.從CIMT2005看數(shù)控臥式鏜銑床與落地銑鏜床的發(fā)展.世界制造技術(shù)與裝備市場，2005，（6）：98-100. [8] 苗松.海德漢工件測頭TS640在數(shù)控鏜銑床上的應(yīng)用.制造技術(shù)與機床，2009，（12）：141-142. [9] 王斌，徐艷新.數(shù)控鏜銑床改造設(shè)計.科技風(fēng)，2010，（10）：234. [10] 王宏，席霞，潘耀庭.一種新型的數(shù)控鏜銑床主軸系統(tǒng)設(shè)計.組合機床與自動化加工技術(shù)，2009，（4）：64-66. [11] 謝玲，竇瑞軍.數(shù)控鏜銑床主軸箱裝配體裝配設(shè)計分析.中國機械工程，2002，13，（2）：122-124. [12] 于松田，鄧衛(wèi)偉，房紀(jì)濤.基于西門子840Di系統(tǒng)的數(shù)控鏜銑床改造與應(yīng)用.機械工程與自動化，2009，（5）：156-157. [13] 黎作仁.關(guān)于THK6380型自動換刀臥式數(shù)控鏜銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計的幾點考慮.機床與液壓，1975，（6）：19-25. [14] 張順延，馬文忠.大型機床液壓系統(tǒng)故障分析及解決措施.中國重型裝備，2009，（4）：35-38. [15] 李兆斌，王衛(wèi).BFKP130/1數(shù)控鏜銑床液壓掛輪裝置分析.煤炭技術(shù)，2007，26，（5）：16-17. [16] 張利平．液壓氣動技術(shù)速查手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.1-644. [17] 張利平．液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.1-402. [18] 陳作模,葛文杰．機械原理［M］．北京：高等教育出版社,2005. [19] 黃積偉,章宏甲，黃誼．液壓傳動[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2007，1-289. [20] 吳宗澤,羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊第二版[M].北京：高等教育出版社，2006，1-261. [21] 劉鴻文．材料力學(xué)［M］．北京：高等教育出版社，2003. [22] 楊東邦．機械CAD制圖與標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用［M］．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1998. [23] Goodwin A.B.Fluid power systems theory worked examples and problems.The Macmiclan press Ltd Londan,1976 [24] Vehicle Hydraulic Systems and Dight/Electrohydraulic Controls,1991,SAE Sp-882. [25] Mattnies,Hans Jurgen.Einfuhrung in die olhydraulik. Stuttgert,B.G.Toubner,1984.