汽车离合器摩擦片多轴专用钻床设计-开题报告.doc

一、选题的依据及意义1.课题来源：某汽车的摩擦片厂的一个实际生产技术问题。汽车离合器摩擦片是一种用石棉线缠绕面片制成的非金属多孔零件. 380DB汽车离合器摩擦片不仅有16个圆柱孔，还有32个圆锥阶梯孔。这些孔所用的加工方法是：16个圆柱孔用冲床一次冲压完成。32个圆锥阶梯孔则用钻模在钻床上逐个地钻出来。这种加工方法的缺点有：冲压加工圆柱孔时，由于摩擦片材料的脆性，孔的周边容易产生裂纹，影响离合器的性能及寿命;钻削圆锥阶梯孔时，由于是逐个地钻出，难以保证各孔的位置精度，同时工效也低。为克服上述以上加工方法的缺陷，满足大规模生产的要求,我们需要设计了汽车离合器摩擦片多轴专用钻床，来更快更有效的解决了这些问题。2.研究意义：汽车离合器摩擦片是现代化汽车生产的重要零件，在汽车离合器发展行业中起到至关重要的作用。汽车离合器而让汽车平稳地起步同时便于换用不同的变速箱档位，以适应不断变化的行驶条件，其次防止传动系过载的作用，最后可显著降低发动机带来的扭振冲击，延长变速齿轮寿命。汽车离合器摩擦片能作到分离时，彻底分离，接合时柔和，并具有良好的散热能力，从动部分的转动惯量尽量小一些。这样，在分离离合器换档时，与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化，从而减轻齿轮间冲击，以及具有缓和转动方向冲击，衰减该方向振动的能力，且噪音小。为了更进一步加强我们的设计能力，利用我们所学的专业知识来设计出更有效的钻床加工出摩擦片，在毕业之际，特安排了此次的毕业设计。毕业设计也是我们专业在学完基础理论课，技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。二、国内外研究现状及发展趋势1.多轴钻床的重要性：多轴钻床是伴随经济的飞速发展和工业现代化的需要而产生的，广泛应用于机械行业多孔零部件的钻孔及攻丝加工。如汽车、摩托车多孔零部件：发动机箱体、铝铸件壳体、制动鼓、刹车盘、转向器、轮毂、差速壳、轴头、半轴、车桥等，泵类、阀类、液压元件、太阳能配件等等，它的使用使加工速度提高，它可以加工生产大批量的多孔工件。总之汽车离合器摩擦片多轴钻床在我们的工业生产中有着重要的意义。它大大的提高了我们的劳动生产率，提高了多孔加工的精度，减少了工人的劳动强度，也推动了我国生产行业的迅速发展. 2.组合机床行业国内发展现状： 我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业 适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2005 年 4 月份，组合机床行业企业仅组合机床一项， 据不完全统计产量已达1000余台，产值达3.9个亿以上，较2004 年同比增长了10%以上，另外组合机床行业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。 组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入 WTO 后与世界机床进一步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年是企业生产情况来看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势，中国机床工具工业学会的机床工具 行业企业主要经济指标报表是统计数据显示，仅从几个全国大型重点企业生产情况看，2003年生产数控机床 890 台，产值16187万元，生产加工中心148台，产值5770万元；2004 年生产数控机床985台，产值 25838 万元，生产加工中心 159 台，产值7099 万元；而 2005 年，截至4 月份，数控机床、加工中心、产值已接近2003 年全年水平，故市场在向数控、高精制造技术和成套工艺装备方面发展。 “九五”后期，在组合机床行业企业的50多家组合机床分会会员中，仅有 两家企业实行了股份改造，一家企业退出国有转为民营，其余的都是国有企业。 而从 2001 至 2002 年，不到两年的时间，就先后有十几家企业实行股份制改造， 一些小厂几乎全部退出国有转为民营，现在一些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造，转制已势不可档，“民营经济在经历了从被歧视，被藐视到不可小视和现在高度重视4个阶段后，焕发勃勃生机。”组合机床行业企业正在以股份制、民营化等多种形式快速发展。 组合机床及其自动线是集机电于一体是综合自动化度较高的制造技术和成 套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电行业。我国的传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和 成型面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台组合机床等；随着技术的不断是进步，一种新型的组合机床 柔性组合机床越来越受人们是亲昧，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编 码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机等在组合机床行业中所占份额也越来越大。由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品， 是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发达国家相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。 因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺、研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需要，真正成为刚柔兼备的自动化装备。 3组合机床行业国外发展现状：随着80 年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能知道监控。数控技术：国外主要的组合机床生产厂家都有自己的系列化完整的数控组合机床通用部件,在组合机床上不仅一般动力部件应用数控技术,而且夹具的转位或转角、 换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术,从而进一步提高了组合机床的 工作可靠性和加工精度。广州标致汽车公司由法国雷诺公司购置的缸盖加工生产线,就是由三台自动换箱组合机床组成的,其全部动作均为数控,包括自动上下料的交换工作台、环形主轴箱库、动力部件和夹具的运动,其节拍时间为58 秒。柔性技术：80年代以来,国外对中大批量生产,多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的组合机床;同时根据加工中心的发展,开发了二坐标、三坐标模块化的加工单元,并以此为基础组成了柔性加工自动线(FTL)。这种结构的变化,既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏,又可以使机床配置更加灵活多样。综合自动化技术：汽车工业的大发展,对自动化制造技术提出了许多新的需求,大批量生产的 高效率,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序,以及下线后的自动码垛、装箱等。德国大众汽车公司 KASSEL 变速箱厂1987年投入使用的造价9000万马克的齿轮箱和离合器壳生产线,就是这种综合自动化制造系统的典范。该系统由两条相似对称布置的自动 线组成,三班制工作,每条线日产2000件,节拍时间为40秒。全线由12台双面组合机床、18台三坐标加工单元、空架机器人、线两端的毛坯库和三坐标测量 机组成,可实现 3 种零件的加工。空架机器人完成工件下线的码垛装箱工作。随着综合自动化技术的发展,出现了一批专门从事装配、试验、检测、清洗等装备的专业生产厂家,进一步提高了制造系统的配套水平。 4多轴钻床设计的目的据有关资料报道，在一些工业发达的国家，设备的平均役龄控制在 10-20 年之间，设备的“技术老化”期短于10年，10年役龄以内的设备数量能够达 到设备总数的 50%左右，由此可见，设备更新速度相当快，一是用技术 更为先 进的新设备来代替技术性能“老化”了的旧设备； 另一是进行有效的技术改造， 使旧设备适应新的生产需要。一般，普通单轴摇臂钻床只在主轴上装一个钻头，进行单孔钻削。如果大 批量生产中也用这种方法加工，不仅生产率低，而且劳动强度大。为提高劳动生产率，在钻床主轴上装一个多轴头架，可以同时加工工件上的几个孔。可以看出，改装后的多轴钻床，可以同时完成多个孔的钻、扩、铰等工序。 工艺范围可以满足一般加工情况的孔类钻削要求。多轴钻床可以起到提高生产效率、降低成本、提高孔系加工精度等作用。此外该装置具有结构简单、操作方便、应用范围广等特点，值得推广。 这种齿轮式多轴头架的润滑性能好，不易生热，适应于在较高转速下工作，但是结构复杂一些，尤其钻孔主轴比较多时，更显的比较突出。三、本课题研究内容 本次设计的题目为多轴钻床，多轴钻床是为加工汽车轮辐，为汽车轮辐外侧的扩孔而专门设计的专用机床，由底座、液压立式滑台、立体床身、动力头以及多轴箱、专用夹具等有关部件组成。专用机床区别于普通机床的基本特点就是它是专为某一固定工序服务的。 因此，多轴钻床机床又属于工艺装备。由于专用机床是为某一固定的，所以专 用机床的先进程度、种类、型式和规格都取决于工艺需要。只有定出先进合理的工艺，才能设计出合理的专用机床。在生产中用机械加工方法直接改变毛坯的形状，尺寸和材料性能，使之成为零件的过程，叫做机械加工工艺过程。设计时，工艺方案的制定是否合理，对生产效率和产品质量有着极大的影响。制定工艺方案时，应首先分析生产类 型。生产类型是衡量生产规模的标志。多轴钻床俗称多轴器、多孔钻或多轴钻孔器。是一种运用于机械领域钻孔、攻牙的机床设备。主轴竖直布置且中心位置固定的钻床,简称立钻。而有多个钻轴的立钻，叫做多轴钻床。常用于机械制造和修配工厂加工中、小型工件的孔。本课题主要涉及一下内容：汽车离合器摩擦片多轴钻床的总体设计原理、汽车离合器摩擦片多轴钻床机床结构设计、汽车离合器摩擦片多轴钻床电气控制原理、汽车离合器摩擦片多轴钻床气液进给系统的设计等问题。四、本课题研究方案 本文是关于汽车离合器摩擦片多轴钻床的设计,通过多轴钻床的理论基础,对设计要求进行分析设计,简述多轴钻床设计的要求,设计内容和具体步骤.在设计过程中利用Autocad画出多轴钻床的二维结构图，简单、直观、充分的表达出多轴钻床的内容。五、研究目标、主要特色及工作进度1、下发毕业设计任务及课题调研 2013年11月05日2013年12月05日2、开题报告和文献翻译 2013年12月06日2013年12月25日3、论证设计方案 2013年12月26日2014年03月05日4、绘制全部设计图纸 2014年03月06日2014年04月07日5、编写设计计算说明书 2014年04月08日2014年05月08日6、资料整理并打印 2014年05月09日2014年05月15日7、答辩准备及答辩 2014年05月16日2014年05月25日注意：毕业实习为期两周，2014年03月31日前完成。建议为2014年03月03日03月14日，或2014年03月10日03月21日。六、参考文献：1 机械设计手册编委员.机械设计手册.机械工业出版社，20122 杨叔子.机械加工工艺师手册.机械工业出版社，20103 冯涓，王介民.工业产品艺术造型设计.清华大学出版社，20094 钟志华，周彦伟.现代设计方法.武汉理工大学出版社，20115 孟宪源.现代机构手册.机械工业出版社，20136 于骏一，邹青.机械制造技术基础.机械工业出版社，20097 朱喜林，张代治.机电一体化设计基础.科学出版社，20108 彭文生，李志明.机械设计.高等教育出版社，20109 王启平.机床夹具设计.哈尔滨工业大学出版社，201110 郑文纬，吴克坚.机械原理.高等教育出版社，201311马小峰.离合器选型校核与应用.期刊论文, 201212 李贵波.单面焊双面成形质量差的原因及防止措施。期刊论文，201113崔鹏. 浅谈汽车离合器的设计与优化.期刊论文, 201114 黄新明.汽车离合器摩擦片多轴钻床的设计.期刊论文,2004湖 北 理 工 学 院毕业设计（论文）开题报告评议表姓名祝飞学号201040140119专业班级2010机械电子（1）班指导教师黄新明职 称高级工程师报告题目汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的设计对开题报告的评价意见及建议：（从论文难度、工作量、研究方案的可行性、对文献资料及题目的了解程度、报告中反映出的综合能力和表达能力、对开题报告的总体评价等方面来评价；是否同意开题）： 祝飞同学通过阅读毕业设计任务书和相关设计技术资料，了解了毕业设计的内容，明确了毕业设计的目的和任务，在系统复习了相关的基础理论知识以及专业知识后，提出的汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床设计的技术方案和实施步骤基本可行。根据开题报告所述内容，可看出该生已初步具备参与毕业设计的能力和条件，同意开题。指导教师签字： 年 月 日教学院意见 主管毕业设计（论文）工作的院长签字： 年 月 日 备 注