本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 題 目： 深孔加工專用機(jī)床設(shè)計(jì) 黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 題 目 深孔加工專用機(jī)床設(shè)計(jì) 來源 工程實(shí)踐 1、研究目的和意義 深孔加工難度高、加工工作量大，已成為機(jī)械加工中的關(guān)鍵性工序。隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，深孔在制造業(yè)被廣泛使用。所以深孔加工的精度得提高能使制造業(yè)的諸多方面得以改善。因此，研究深孔加工專用機(jī)床、深孔加工的新工藝、深孔加工刀具的新結(jié)構(gòu)等已成為人們十分關(guān)注的問題 1 。 2、國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 (文獻(xiàn)綜 述 ) 深孔加工技術(shù)產(chǎn)生與對(duì)槍炮管的制造過程。二戰(zhàn)結(jié)束前的幾個(gè)世紀(jì)中，深孔加工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用一直被局限與相對(duì)封閉的軍工領(lǐng)域，并以其高難度、高成本和神秘性而聞名與制造業(yè)。 20 世紀(jì) 50 年代，世界格局進(jìn)入以和平和建設(shè)為住的基調(diào)的時(shí)代，深孔加工技術(shù)隨之脫穎而出，成為“軍轉(zhuǎn)民”技術(shù)中的一朵奇葩，迅速被擴(kuò)展應(yīng)用于能源采掘、航空航天、發(fā)動(dòng)機(jī)制造、機(jī)床汽車制造、石油及輕重化工、紡織機(jī)械、飼料機(jī)械、冶金、儀器儀表等廣泛的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。 歐、日、美等先進(jìn)工業(yè)國(guó)，早在 20 世紀(jì) 50 年代就紛紛開展了深孔加工技術(shù)的學(xué)術(shù)和應(yīng)用研究，六七十年 代形成專業(yè)化的深孔刀具和深孔機(jī)床裝備制造體系，少數(shù)跨國(guó)公司迄今仍壟斷著世界深孔加工裝備市場(chǎng)，使深孔加工技術(shù)成為制造技術(shù)門類中成本最昂貴的技術(shù)之一。 阻礙深孔加工技術(shù)成為“大眾化”制造技術(shù)的另一個(gè)深層次原因在于深孔加工技術(shù)研究工作的滯后。自 20 世紀(jì) 30 年代槍鉆問世到 40 年代 BTA 鉆推出，深孔加工刀具及排泄技術(shù)在半個(gè)多世紀(jì)中鮮有突破性的發(fā)展。雖然槍鉆和 BTA 鉆各自有他們的固有缺陷，盡管為改進(jìn) BTA 鉆而推出了噴吸鉆和 DF 系統(tǒng)，但實(shí)體深孔鉆領(lǐng)域中至今仍然存在著“鉆小深孔靠槍鉆、鉆大深孔靠 BTA 鉆、用不起深孔鉆就靠麻 花鉆”的現(xiàn)實(shí)。 我國(guó)機(jī)械工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)不足，改革開放以來，機(jī)械兵工企業(yè)一度處于發(fā)展低谷。20 世紀(jì) 80 年代后期經(jīng)濟(jì)進(jìn)入快速發(fā)展階段，各行業(yè)對(duì)深孔加工技術(shù)和先進(jìn)深孔加工裝備提出了廣泛需求。 但由于大多數(shù)企業(yè)無法承受進(jìn)步裝備昂貴的價(jià)格和深孔刀具的高售價(jià)和高使用成本，同時(shí)又沒有自己的矛盾不斷擴(kuò)大。 可以遇見的是，先進(jìn)深孔加工技術(shù)和高性能價(jià)格比的深孔加工裝備的短缺，將會(huì)成為制約我國(guó)裝備制造業(yè)告高速發(fā)展的瓶頸之一 2 。 我國(guó) 20 世紀(jì)下半葉才開始工業(yè)化進(jìn)程，比歐洲晚了 20 年。 80 年代改革開放后才逐步加快了與國(guó)際接軌的步 伐， 90 年代進(jìn)入工業(yè)發(fā)展的快車道， 1997 年以來，中國(guó)經(jīng)濟(jì)連續(xù)以 8%左右的速度增長(zhǎng)，成為世界上經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)最快的國(guó)家。 2003 年 10 月 15 日，我國(guó)成功發(fā)射了“神舟”五號(hào)載人飛船并于次日安全返回，標(biāo)著著我國(guó)綜合國(guó)力和科技水平的大步提高。但是必須清醒的看到，盡管我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品已成為我國(guó)出口貿(mào)易的最強(qiáng)大支柱和國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，但其中大多數(shù)仍屬于勞動(dòng)力密集型和資金密集型產(chǎn)品，技術(shù)密集型及創(chuàng)新型機(jī)電產(chǎn)品所占比重僅為 10%左右。 主要機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)來源的 57%和大多數(shù)電子信息設(shè)備的核心技術(shù)均依靠國(guó)外引進(jìn)。近年機(jī)電裝備的進(jìn) 口增長(zhǎng)率和總額逐年超過出口。石油化工設(shè)備的 80%，轎車工業(yè)裝備、數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械、膠印設(shè)備等的 70%，深孔加工設(shè)備的 90%都是進(jìn)口產(chǎn)品。 縱觀發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)化的歷史，眾多的科學(xué)技術(shù)成果都孕育于制造業(yè)的發(fā)展之中，同時(shí)，制造業(yè)又是科研手段的提供者。美國(guó)制造業(yè)幾乎囊括了美國(guó)產(chǎn)業(yè)的全部研究和開發(fā)，提供了制造業(yè)內(nèi)外所需的大部分技術(shù)創(chuàng)新手段，使得美國(guó)保持了其長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。所以，裝備制造業(yè)的實(shí)力是一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平的集中體現(xiàn)，而裝備制造業(yè)的強(qiáng)大，又是整個(gè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)大后盾。 制約我國(guó)裝備制造業(yè)發(fā)展的主要因素在于： 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)極少，產(chǎn)品技術(shù)主要依賴國(guó)外，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏，設(shè)計(jì)規(guī)范和準(zhǔn)則陳舊；在工藝方面，優(yōu)質(zhì)，高效，低耗工藝的普及率不足 10%，制造過程柔性集成化仍處于低水平 ;系統(tǒng)管理技術(shù)落后 3 。 3、研究 /設(shè)計(jì)的目標(biāo)： 綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，考慮可行性和經(jīng)濟(jì)性、，進(jìn)行多種方案設(shè)計(jì)，選出最合理的方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)計(jì)算是設(shè)計(jì)內(nèi)容中最重要的一環(huán)，其中包含設(shè)計(jì)計(jì)算與工程圖繪制和技術(shù)文件的查閱。針對(duì)長(zhǎng)徑比大于 5-10 以上的深孔進(jìn)行深孔加工專用機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中 1 張圖必須徒手畫。通過方案確定、設(shè)計(jì)計(jì)算，完成 主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 按照工程技術(shù)規(guī)范要求，整理好技術(shù)資料，編寫出設(shè)計(jì)說明書。 4、設(shè)計(jì)方案（研究 /設(shè)計(jì)方法、理論分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方法和步驟等）： 1總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容： （ 1）運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì) 包括確定機(jī)床所需運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)，形式（直線運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)），功能（主運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其它運(yùn)動(dòng)）及排列順序，最后畫出機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能圖。 （ 2）基本參數(shù)設(shè)計(jì) 包括尺寸參數(shù)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)。 （ 3）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 包括傳動(dòng)方式，傳動(dòng)原理圖及傳動(dòng)系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)。 （ 4）總體結(jié)構(gòu)布局設(shè) 計(jì) 包括運(yùn)動(dòng)功能分配，總體布局結(jié)構(gòu)形式及總體結(jié)構(gòu)方案圖設(shè)計(jì)。 2 切削力 P，切削扭矩 M，切削功率 N 的確定： P=26Df8.0 HB 6.0 M=10D 9.1 f 8.0 HB 6.0 N=Mv/9740錯(cuò)誤 !未找到引用源。 D 式中： D 鉆 頭直徑（毫米） f 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（毫米 /轉(zhuǎn)） M 切削扭矩（牛 毫米） V 每分鐘進(jìn)給量（米 分鐘） 切削力： P=26Df0.8HB0.6 切削扭矩： M=10D1.9f 0.8HB0.6 切削功率： N=Mv/9740錯(cuò)誤 !未找到引用源。 D 3 機(jī)床型號(hào)的比較和確定： 車床型號(hào)的選擇主要取決于最大切削用量和最大工件外徑。孔的最大切削用量決定切削功率；最大工件外徑?jīng)Q定了被改造車床的回轉(zhuǎn)直徑，因此，在改造前 應(yīng)根據(jù)深孔切削的最大參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，選擇被改造車床的型號(hào)。 立式車床采用齒輪傳動(dòng)，占用空間小，齒輪傳動(dòng)承載能力大效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠使用壽命長(zhǎng)，但是制造和安裝精度要求高，制造費(fèi)用高不一用于中心距較大的場(chǎng)合。 臥式車床采用皮帶傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)用心平穩(wěn)，無噪音，可緩和沖擊，吸收振動(dòng)，過載時(shí)帶與帶輪會(huì)出現(xiàn)打滑，可防止損壞其他零件，適用于中心距較大的傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，裝拆方便。主軸為橫向布置，所以采用臥式車床。 由于深孔的直徑較大，故此深孔的加工可選為管材的精整加工，采用鏜滾壓復(fù)合壓復(fù)合加工 一次完成。改造機(jī)床結(jié)構(gòu)的主要組成部分為：夾盤 裝夾工件，中心架 支承工件、鏜桿導(dǎo)向，授油器 潤(rùn)滑、冷卻和排屑，尾座 支承刀桿。 綜上分析故選 C630 車床。 5、方案的可行性分析： 通過對(duì)機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械制造工程學(xué)等專業(yè)課的學(xué)習(xí)以及相關(guān)課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐，同時(shí)經(jīng)過張文生老師的講解和指導(dǎo)我堅(jiān)信能把畢業(yè)設(shè)計(jì)做好，綜合分析以上設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)制造難度，合理的傳動(dòng)方案滿足機(jī)床的性能要求，適合工作條件，工作可靠。此外還使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便，成本低廉，傳動(dòng)效率高， 通過綜合分析以上設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)制 造難度，方案可行。 6、該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處： 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，需要更多更好的深孔加工方法來加工各種各樣的深孔，這就需要我們應(yīng)用各種現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法，設(shè)計(jì)性能好，生產(chǎn)率高的新型深孔加工機(jī)床。本次深孔加工專用機(jī)床設(shè)計(jì)有如下創(chuàng)新之處： 1. 在傳統(tǒng)車床的基礎(chǔ)上對(duì)車床進(jìn)行改造， 具有成本低、一機(jī)多用等優(yōu)點(diǎn) 。 2. 傳統(tǒng)方法是鏜削與滾壓 分步 加工，效率較低；若在一次進(jìn)給中完成鏜削與滾壓，不需中間 松 開工件、更換刀具，不僅顯著提高效率，而且容易保證鏜桿與工件的同軸度 。 7、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域： 對(duì)該設(shè)計(jì) 深孔加 工機(jī)床進(jìn)行模擬試驗(yàn)分析，試驗(yàn)分析表明，該設(shè)計(jì)是在原有設(shè)備上進(jìn)行改造，雖然在整個(gè)改造過程中用時(shí)較多，但由于是針對(duì)一個(gè)特定加工零件的工裝設(shè)計(jì)而非大批量生產(chǎn)、鏜削加工與滾壓加工一次性完成，提高了零件的加工精度，且在不進(jìn)行深孔的加工時(shí)，原有車床仍可使用，故有相對(duì)的經(jīng)濟(jì)效益 。 8、時(shí)間進(jìn)程： 3 月 28 號(hào) -4 月 6 號(hào) 整理實(shí)習(xí)日記、撰寫實(shí)習(xí)總結(jié)和開題報(bào)告 4 月 7 號(hào) -5 月 4 號(hào) 設(shè)計(jì)計(jì)算、總體結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì) 5 月 5 號(hào) -5 月 25 號(hào) 總體圖和部件圖設(shè)計(jì) 5 月 26 號(hào) -5 月 31 號(hào) 零件圖設(shè)計(jì) 6 月 1 號(hào) -6 月 5 號(hào) 整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書和設(shè)計(jì)圖紙 6 月 10 號(hào) -6 月 20 號(hào) 答辯 9、參考文獻(xiàn)： 1 黃軍 . 缸筒的內(nèi)孔滾壓加工 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998， 45-89. 2 王俊 . 現(xiàn)代深孔加工技術(shù) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2005， 36-52. 3 李秀珍，曲玉峰 .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2001,12-65. 4 申永勝 . 期刊論文深孔加工機(jī)床淺談 .工程機(jī)械報(bào) ， 2000（ 08） . 5 姚琢 . 期刊論文液壓缸缸體加工工藝 .武夷學(xué)院報(bào)， 2010， 29(2) 6 吳宗澤 .機(jī)械設(shè)計(jì) .北京：高等教育出版社， 2001,62-97. 7 倪森壽 .機(jī)械制造工藝與裝備 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2003,64-98. 8 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