X6132型万能升降台铣床床身设计-开题报告

毕业论文﹙设计﹚开题报告题目 X6132型万能升降台铣床床身设计学生姓名学号所在院(系) 机械工程学院专业班级指导教师2012 年 03 月 18 日题目X6132型万能升降台铣床床身设计一、选题的目的及研究意义1.选题的目的由于精密机床在工作时的切削用量一般不大，所承受的工作载荷一般比较小，其静强度和刚度一般都能满足设计要求，因此机床的动态性能成为影响机床工作性能和加工质量的主要因素，床身是机床的一个重要的基础部件，因此床身动态性能直接影响到机床的加工精度。

要保证精密机床具有良好的动态性能，就必须保证床身具有良好的动态特性。

精密机床的床身一般为具有筋板的框形结构，床身内部的筋板的布置型式、筋板的尺寸和筋板上出沙孔的尺寸对机床动态性能有巨大的影响。

合理地选择床身各零部件的布置形式和尺寸，不但可以提高床身的动态性能，而且可以节约材料和降低生产成本。

2.选题的研究意义机床是现代制造技术的工作母机，在某种意义上，一个国家机床设计和制造水平的高低，决定着个国家整个制造业水平的高低。

在信息革命的推动下，现代工业技术发展迅猛。

近年来，各国在信息工业。

航空航天工业，军事工业，电子工业，能源工业等领域竞争日益激烈。

随着这些高科技领域日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化的方向发展，对机床的要求也越来越高。

现代机床正向高速、大功率、高精度的方向发展。

随着机床向高速度、大功率和高精度方向的发展，除了要求机床重量轻、成本低、使用方便和具有良好的工艺性能以外，而着重要求机床具有愈来愈高的加工能。

而机床的加工性能又与其动态特性紧密相关。

事实表明，随着机床的加工精度的不断提高，对机床动态特性的要求也愈来愈高。

多年来，由于受到理论分析和测试实验手段落后的限制，机床结构的设计计算主要沿用传统的结构强度为主的设计方法。

传统设计方法主要是保证刀具和工件间具有一定的相对运动关系和满足机床几何精度要求，采用经验和类比的方法进行，设计的主要依据是静刚度和静强度，对机床的动态性能考虑较少。

在利用传统方法进行机床结构的设计计算时，因为不能准确地把握机床结构与其动态特性之间量的关系，所以结构设计的结果常常是以较大的安全系数加强机床结构。

这样的设计方法容易导致机床结构尺寸和重量的加大;其结果一则不能很好发挥材料的潜力，二来机床结构的动态性能也不会有根本的改进提高。

所以，后来科研工作者对机床的动态特性、切削稳定性进行了大量的研究工作，最初是以实物或模型为基础，进行机床性能试验，从中发现规律，分析影响机床动态性能的主要原因，寻求解决问题的方法，处于弄清机理，说明现象的定性阶段。

从二十世纪六十年代中期以来，由于计算机技术、振动理论和结构动力学理论等的发展，为机床的动态性能研究提供了坚实的理论基础和先进的测试手段，使研究进入一个全新的计算机辅助分析和优化设计的定量研究阶段，系统地建立了机床动态特性的研究理论，达到了一定的实用程度，并在不断地深化和发展。

高等工科院校的毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节。

它通过深入实践、了解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，着重培养学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力、组织管理和社交能力；同时，对学生的思想品德，工作态度及作风等诸方面都会有很大影响。

对于增强事业心和责任感，提高毕业生全面素质具有重要意义。

是学生在校期间的昀后学习和综合训练阶段；是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是实现学生从学校学习到岗位工作的过渡环节；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。

二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等1.铣床国内外研究状况和发展趋势从上世纪80 年代起铣床制造业的发展虽有起伏但对自动控制技术和自动铣床床一直给予较大的关注。

经过九五自动车床和加工中心包括自动铣床的产业化生产基地的形成，所生产的中档普及型自动铣床的功能性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力。

但在中高档自动铣床方面与国外一些先进产品相比仍存在较大差距。

这是由于欧美日等先进工业国家于80 年代先后完成了自动机床产业进程，其中一些著名机床公司致力于科技创新和新产品的研发引导着数控机床技术发展，如美国英格索尔公司和德国惠勒喜乐公司对用于汽车工业和航空工业高速数控铣床的发展日本牧野公司对高效精密加工中心所作的贡献，德国瓦德里希公司在重型龙门五面加工铣床方面的开发以及日本马扎克公司研发的车铣中心对高效复合加工的推进等等。

相比之下，我国大部分数近代机床产品在技术处于跟踪阶段。

随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。

在控制方法上，从手动控制发展到自动控制;在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从策重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微型计算机为中心的网络化自动控制系统。

X62W铣床综合了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。

利用刀具对金属毛坯进行切削，从而加工出机械零件的工作机械称为金属切削机床，简称机床。

机床是现代机械制造业中最重要的加工设备，在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量约占机械制造总工作量的40%~~60%。

机床的性能直接影响机械产品的性能、质量和经济性。

因此，它是国民经济中具有战略意义的基础工业，机床的拥有量及其先进程度将直接影响到国民经济各部门生产发展和技术进步的能力。

X62W铣床是由普通机床发展而来。

它集于机械、液压、气动、伺服驱动、精密测量、电气自动控制、现代控制理论、计算机控制等技术于一体，是一种高效率、高精度能保证加工质量、解决工艺难题，而且又具有一定柔性的生产设备。

万能铣床的广泛应用，给机械制造业的生产方式、产品机构和产业机构带来了深刻的变化，其技术水平高低和拥有量多少，是衡量一个国家和企业现代化水平的重要标志。

2.研究方法机械制造装备设计的步骤设计类型而不同。

创新设计可分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶段。

(1)产品规划阶段产品规划阶段的任务是明确设计任务，通常应在市场调查与预测的基础上识别产品需求，进行可行性分析，制定设计任务书。

在产品规划阶段将综合运用技术预测、市场学、信息学等理论和方法来解决设计中出现的问题。

调查研究包括市场调研、技术调研和社会环境调研三个部分。

①可行性分析；②编制设计任务书。

(2)方案设计阶段①对设计任务的抽象；②建立功能结构；③寻求原理与求解方法；④初步设计方案的形成；⑤设计方案的评价与赛选。

(3) 技术设计阶段①确定结构原理方案；②总体设计；③结构设计。

(4)工艺设计阶段①零件图设计；在零件图中包含了为制造零件所需的全部信息，这些信息包括几何形状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度、材料和热处理要求、其他特殊技术要求等。

②完善装配图；在绘制零件图时，更加具体地从结构强度、工艺性和标准化等方面进行零件的结构设计，不可避免地要对技术设计阶段提供的装配图做些修改。

③编写技术文档。

3.铣床应用领域从工业革命以来，机床工业发生了翻天覆地的变化。

大多数人了解的是铣床、车床和钻床，也就是所说的普通机床，这些设备通过技术工人操作手轮移动刀架使刀具沿正确的方向走刀到零件所加工的位置。

普通机床需要通过接受过较长时间的专业培训并且具有一定操作技能的操作者在具备一定条件的环境下才能加工出高质量的零件。

相对来说，普通设备的加工效率较低，成本较高。

今天，数控设备在相当多的领域已经完全或逐渐取代了普通设备，与普通机床不同，数控机床加工零件的过程完全自动地进行，加工过程中人工不能干预。

因此，首先必须将所要加工件的全部信息，包括工艺过程、刀具运动轨迹及走刀方向、位移量、工艺参数（主轴转速、进给量、切削深度）以及辅助动作（换刀、变速、冷却、夹紧、松开）等，按加工顺序采用标准或规定的程序指令编写出正确的数控加工程序，然后输入到数控设备的控制系统中，随后控制系统按数控程序的要求控制数控机床对零件进行加工。

所谓数控编程，一般指包括零件图样分析、工艺分析与设计、图形数学处理、编写并输入程序清单、程序校验的全部工作过程。

数控编程可分为手工编程和自动编程两种方式。

三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明，论文要写出相应的写作提纲1.本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法1）本课题要解决的主要问题（1）床身各结构具有足够的静刚度和刚度。

（2 床身机构简单，加工和装配工艺性好，调整维修方便。

（3）对床身结构进行优化，使其美观性进一步提升。

2）解决的思路和方法对于本课题，应分为四大块来解决：首先，应对国内外现有铣床床身进行大量的信息采集，对其工作原理，工作受力情况以及基本参数由一个很好的认识和了解。

其次，应该根据所受的力和其他要求，并参考现有的机床同类构件初步决定其形状和尺寸。

然后，对床身构建进行应力分析、强度校核、刚度校核以和结构优化，得出个一个比较优秀的方案。

最后，利用PRO/E对床身进行三维建模拿到课题就要想着去解决问题，而解决问题就要去寻求解决问题的方法。

对于一个陌生的没有接触过的问题，首先应该想着去查阅资料，搜集相关的信息并阅读信息对问题由一个系统的了解后就应该进入思考阶段了，通过自己的思考提出解决问题的方案。

接下来就是判断方案的可行性问题了，此时也是最重要的，就是应该向他人请教，找老师找同学说出自己的解决方案，让他人帮助你分析是否可行，如果不可行，需要进行怎样的改进，最终经过多次这样的循环讨论研究直至问题完全解决。

2.拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案本课题是针对铣床床身的设计，主要采用的研究方法是文献研究法和理论计算法。

1）文献研究法文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。

文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。

查阅相关文献和资料，对目前铣床床身的应用和发展有一定的初步了解，了解目前国际上关于铣床床身发展的最新趋势，确定研究和设计的方向。

通过查阅相关文献和资料，对床身各个零部件的分布有一定的了解。

在开始设计时要充分的考虑到床身各零部件的布局简单合理，刚度，强度和加工方便。

从而最终设计出既合理又实用并且有较高经济性的床身。

2）理论计算法制定合理的设计方案，设计并计算出铣床床身的各个零部件的尺寸大小。

查阅相关的机械设计手册并根据计算的结果选出符合规定的零部件，用三维设计软件（如proe）画出铣床床身的各个零部件。