立式铣床主轴及铣头结构设计

湘 潭 大 学 兴湘学院本科毕业设计（论文）开题报告题 目 立式铣床主轴及铣头结构设计姓 名 李文杰 学号 2008963222专 业 机械设计制造及其自动化 班级 08 机械 3 班指导教师 冯建军 职称 副教授填写时间 2012 年 3 月 25 日2012 年 3 月说 明1根据湘潭大学毕业设计(论文)工作管理规定 ，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见，系主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计(论文) 开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字。5开题报告检查原则上在第 24 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。6. 填写说明：(1) 课题性质：可填写 A工程设计； B论文；C. 工程技术研究；E.其它。(2) 课题来源：可填写 A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B 企、事业单位委托课题；C校级基金课题；D自拟课题。(3) 除自拟课题外，其它课题必须要填写课题的名称。(4) 参考文献不能少于 10 篇。(5) 填写内容的字体大小为小四，表格所留空不够可增页。本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名 李文杰 学 号 2008963222 专 业 机械设计及其自 动化指导教师 冯建军 职 称 副教授 所在系 机制系课题来源 自拟课题 课题性质 工程设计课题名称 立式铣床主轴及铣头结构设计一、选题的依据、课题的意义及国内外基本研究情况选题依据在我国的各个工农业生产部门，科研单位和国防部门中，使用着大量各式各样的机器，仪器和工具。机械制造工业的任务，就是为国民经济各部门，科研单位和国防部门提供现代化的技术装备。如果我们没有强大而完整的现代化机械制造工业，我们的国家就会落后，进而陷入没有自主产权的地步。因此我们需要不断的研究和探索有关它的各种相关的配置及各式各样的机床。国内外机床的发展现状20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从 1952年美国第 1 台数控铣床问世至今已经历了 50 个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专用机床，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有 1020 万台，产值上百亿美元。 世界制造业在 20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90 年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从 90 年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从 2000 年至今已接受 3 个月以后的订货合同，生产任务饱满。 国内铣床相应部件发展情况我国数控机床制造业在 80 年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90 年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到 50，库存超过 4 个月。从 1995 年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用。尤其是在 1999 年以后，国家向国防工业及工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从 2000 年 8 月份的上海数控机床展览会和 2001 年 4 月北京国际机床展览会上，也可以看到多种产品的繁荣现象。二、研究内容、预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施立式铣床的作用及功能立式铣床在工业发展中有着非常重要的地位，特别是在铣削大型平面时，就显现出这种机床的重要性。立铣头主要由本体、主轴组件、主轴套筒移动机构、主轴套筒锁紧机构、立铣头回转机构等组成，其中最主要的是主轴组件。（1）主轴安装在主轴套筒中，前支持采用双列圆柱滚子轴承，承受径向力后支承采用一对角接触球轴承，面对面安装，承受径向力和两个方向饿轴向力，并使主轴轴向定位。（2）主轴的轴向移动：主轴套筒装在立铣头本体的大孔中，套筒能带着主轴一起作轴向移动，它由立铣头旁边的手轮操作，转动手轮，经过一对圆锥齿轮，使丝杠转动，通过固定在套筒上的螺母及托架带动套筒轴向移动。当加工精度要求较高时，还可以在螺母托架上安装千分表，以便观察和检查。（3）主轴的转动：带动主轴转动的齿轮不是直接装在主轴上，而是装在套筒上，轴套通过一对角接触球轴承支承在本体上。这样，齿轮传动的径向力就不作用在主轴上，而是通过轴套和轴承作用到本体上。这种结构也便于主轴上下移动。（4）主轴套筒的夹紧：主轴工作时，应把套筒夹紧，以免轴向窜动和减少振动。主轴套筒使利用差动螺纹机构夹紧（5）润滑与密封：主轴下端采用迷宫式非接触密封。密封盘固定在主轴上，而密封盖固定在主轴套筒上，两件之间形成一条窄长而曲折的间隙，其间隙很小，且充填有润滑脂。这样，既能阻挡油脂漏出，又能防止外界的灰尘和冷却液等进入。主轴两个后轴承用密封套密封，主要防止上端的润滑油进入，使油脂稀释。关键性理论和技术、技术指标主轴组件除保证上述基本要求外，还应满足下列要求：（1）主轴定位可靠。主轴在切削力和传动力的作用下，有可靠的径向和轴向定位。（2）主轴前端结构应保证工件或刀具转卡可靠，并有足够的定位精度。（3）结构工艺好。在保证好用的基础上，尽可能地做到好制造、好安装、好拆卸和好修理，并尽可能降低主轴组件的成本。完成课题的方案及主要措施课题的方案:a以负载能力为主，其他因素为辅的主轴和铣头设计；b以抗振能力为主，其他因素为辅的主轴和铣头设计；c以轻量化，机动性为主，其他因素为辅的主轴和铣头设计；完成课题主要通过互联网和图书馆查找各类机身设计和成型机工作原理的书籍，同时结合老师的指导，进一步熟练使用proe或其他三维制图软件，设计三维模型，得到装配图和若干关键零件的设计图。3、主要特色及工作进度主要特色：主要根据动力传动装置和关键零部件的布置，结合机身材料，达到最好的负载，抗振以及机动性等可靠性的铣头及机床机身。工作进度：1. 布置设计任务、查阅资料以及相关实习；（2 周）2. 方案确定、理论计算与三维造型设计；（5 周）3. 装配图、零件图绘制；（6 周）4. 检查、修改设计与计算；（7 周）5. 撰写毕业设计论文及准备答辩；（10 周）6. 答辩。 （14 周）4、主要参考文献（按作者，文章名，刊物名，刊期及页码列出）1 冯辛安. 机械制造装备设计. 北京： 机械工业出版社，2006.32 杨克冲. 数控机床电气控制. 武汉： 华中科技大学出版社，2005.93 吴祖育. 数控机床（第三版）. 上海：上海教育出版社，2005.8 4 刘书华. 数控机床与编程. 北京：机械工业出版社，2010.15 徐锦康. 机械设计. 北京：高等教育出版社,2004.4 6 机械设计手册联合编写组机械设计手册（中册）M北京：化学工业出版社，19877 现代实用机床设计手册编委会现代实用机床设计手册（下册）M北京：机械工业出版社，20068 华东纺织工学院，哈尔滨工业大学机床设计图册M上海：上海科学技术出版社，19799Mason GWSome design aspects of Ratier-Forest NC machinesJMachinery and Production Engineering，1970，117：1027-103310 Daus.W，Hartmann.K，leuschner.FNew drive design(Direct drive)for the main drives of the large excavators 3150 and 3750 at the LAUBAGJBraunkohle Dusseldorf，1972，48：487-494指导老师意见指导老师签名：年 月 日系意见系主任签名：年 月 日院意见 教学院长签名： 年 月 日