數(shù)控專業(yè)開題報(bào)告

數(shù)控專業(yè)開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)()題目確定后，學(xué)生應(yīng)盡快征求指導(dǎo)教師意見，討論題意與整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)()的工作方案，然后根據(jù)課題要求查閱、收集有關(guān)資料并編寫。以下是的數(shù)控專業(yè)，歡迎閱讀。當(dāng)今世界，工業(yè)興旺國(guó)家對(duì)機(jī)床工業(yè)高度重視，競(jìng)相開展機(jī)電一體化、高精、高效、高自動(dòng)化先進(jìn)機(jī)床，以加速工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的開展。長(zhǎng)期以來(lái)，歐、美、亞在國(guó)際市場(chǎng)上相互展開劇烈競(jìng)爭(zhēng)，已形成一條無(wú)形戰(zhàn)線，特別是隨著微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床在20世紀(jì)80年代以后加速開展，各方用戶提出更多需求，四大國(guó)際機(jī)床展早已成為各國(guó)機(jī)床制造商競(jìng)相展示先進(jìn)技術(shù)、爭(zhēng)奪用戶、擴(kuò)大市場(chǎng)的焦點(diǎn)。中國(guó)參加WT0后，正式參與世界市場(chǎng)劇烈競(jìng)爭(zhēng)，今后如何加強(qiáng)機(jī)床工業(yè)實(shí)力、加速數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)開展，實(shí)是緊迫而又艱巨的任務(wù)。隨著世界科技進(jìn)步和機(jī)床工業(yè)的開展，數(shù)控機(jī)床作為機(jī)床工業(yè)的主流產(chǎn)品，已成為實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵設(shè)備，是國(guó)防軍工裝備開展的戰(zhàn)略物資。數(shù)控機(jī)床的擁有量及其性能水平的上下，是衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。加快開展數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)也是我國(guó)裝備制造業(yè)開展的現(xiàn)實(shí)要求。根據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)組織用戶調(diào)查說明，航天航空、國(guó)防軍工制造業(yè)需要大型、高速、精細(xì)、多軸、高效數(shù)控機(jī)床；汽車、摩托車、家電制造業(yè)需求高效、高可靠性、高自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床和成套柔性生產(chǎn)線；電站設(shè)備、造船、冶金石化設(shè)備、[10]張興朝，徐燕申。機(jī)床龍門式立柱構(gòu)造參數(shù)化動(dòng)態(tài)優(yōu)選設(shè)計(jì)[J].吉林工業(yè)大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，XX(4)13-21軌道交通設(shè)備制造業(yè)需求高精度、重型為特征的數(shù)控機(jī)床；IT業(yè)、生物工程等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)需求納米級(jí)亞微米級(jí)超精細(xì)加工數(shù)控機(jī)床；工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等傳統(tǒng)制造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，特別是民營(yíng)企業(yè)的蓬勃開展，需要大量數(shù)控機(jī)床進(jìn)展裝備。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床的開展，除了要求機(jī)床重量輕、本錢低、使用方便和具有良好工藝可能性外，還著重要求機(jī)床具有愈來(lái)愈高的加工性能。隨著現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床日益向著高速化、高性能、高精度方向開展，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法己無(wú)法滿足數(shù)控機(jī)床開展的要求[1].數(shù)控機(jī)床床屬于大型機(jī)械設(shè)備，在整個(gè)機(jī)床的各個(gè)組成局部中，機(jī)床立柱是一個(gè)極其重要的大件，它起著支撐工件和連接工作臺(tái)、床身等關(guān)鍵零部件的作用。數(shù)控機(jī)床立柱構(gòu)造的設(shè)計(jì)尺寸和布局形式，決定了其本身的各個(gè)動(dòng)態(tài)特性。往往由于立柱構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致立柱的剛度缺乏，產(chǎn)生各種變形、振動(dòng)，加工時(shí)刀具與工件間產(chǎn)生相對(duì)變形和振動(dòng)，也使零件加工精度降低。立式車床用于加工徑向尺寸大而軸向尺寸相對(duì)較小，形狀復(fù)雜的大型和重型工件。如各種盤，輪和套類工件的圓柱面，端面，圓錐面，圓柱孔，圓錐孔等。亦可借助附加裝置進(jìn)展車螺紋，車球面，仿形，銃削和磨削等加工。與臥式車床相比，立式車床主軸軸線為垂直布局，工作臺(tái)臺(tái)面處于水平平面內(nèi)，因此工件的夾裝與找正比擬方便。這種布局減輕了主軸及軸承的荷載，因此立式車床能夠較長(zhǎng)期的保持工作精度。大量加工實(shí)踐證明，將臥式車床立起來(lái)使用（變成了立式車床）反倒顯示出了更多的優(yōu)越性，如占地面積小、排屑更加方便、承載能力增加等。同時(shí)立式車床還具有很好的主軸旋轉(zhuǎn)精度和較強(qiáng)的切削能力，更加有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化，所以對(duì)立式車床的使用和需求也越來(lái)越多。立柱是數(shù)控立式車床重要構(gòu)造部件之一，其構(gòu)造特性對(duì)立式車床的性能影響很大，主要表達(dá)在加工精度、抗振性、切削效率、使用壽命等方面。因此，立柱構(gòu)造的靜、動(dòng)態(tài)性能是決定整機(jī)性能的重要因素之一。由于立柱構(gòu)造形狀較復(fù)雜，采用一般方法對(duì)其進(jìn)展靜、動(dòng)態(tài)特性計(jì)算比擬困難。如何對(duì)立柱等部件進(jìn)展準(zhǔn)確、合理、科學(xué)可行的計(jì)算，是機(jī)床構(gòu)造設(shè)計(jì)過程中需要迫切解決的重要課題[2].因此，在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床立柱構(gòu)造時(shí)，考慮立柱的動(dòng)態(tài)特性顯得尤為重要。針對(duì)這些因素，有必要對(duì)數(shù)控機(jī)床的立柱局部進(jìn)展構(gòu)造優(yōu)化，本課題對(duì)數(shù)控機(jī)床的立柱局部進(jìn)展優(yōu)化設(shè)計(jì)有重要的實(shí)際意義。1、國(guó)外研究動(dòng)態(tài)：國(guó)外的機(jī)床構(gòu)造優(yōu)化領(lǐng)域的研究比擬多，在構(gòu)造優(yōu)化、有限元分析、參數(shù)化設(shè)計(jì)方面都有不少研究，美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)"OptimalsynthesisofpliantmechanismsusingsubdivisionandmercialFEA”一文中，利用有限元軟件分析機(jī)械構(gòu)造，提出全程參數(shù)化設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)展拓?fù)鋬?yōu)化，全面分析了設(shè)計(jì)變量在優(yōu)化程序中的變數(shù)。國(guó)外機(jī)床構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)存在以下特點(diǎn)：(1)設(shè)計(jì)與分析平行。從以滿足一定性能要求為目標(biāo)的構(gòu)造選型、構(gòu)造設(shè)計(jì)，到詳細(xì)設(shè)計(jì)方案的比擬及確定、設(shè)計(jì)方案的模擬試驗(yàn)等。床身構(gòu)造設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均有構(gòu)造分析的參與。床身構(gòu)造分析貫穿了整個(gè)設(shè)計(jì)過程，這樣確定的床身構(gòu)造設(shè)計(jì)方案，根本就是定型方案⑶.(2)構(gòu)造優(yōu)化的思想被用于設(shè)計(jì)的各個(gè)階段。(3)大量的虛擬試驗(yàn)代替實(shí)物試驗(yàn)。虛擬試驗(yàn)不僅可以在沒有實(shí)物的條件下進(jìn)展，而且實(shí)施迅速、信息量大。利用虛擬試驗(yàn)，一方面可以在多個(gè)設(shè)計(jì)方案中選擇最優(yōu)，減少設(shè)計(jì)的盲目性，另一方面可以及早發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)中的問題。從而減少設(shè)計(jì)本錢，縮短設(shè)計(jì)周期[4].隨著工業(yè)的開展，對(duì)數(shù)控機(jī)床的要求越來(lái)越高。在機(jī)床的設(shè)計(jì)中，需要對(duì)其組成部件進(jìn)展嚴(yán)密的分析與計(jì)算。車床床身等支承件的重量要占車床總重量的20%到30%,因此對(duì)支承件的單位重量剛度提出較高的要求。在重量輕的條件下，需保證支承件具有足夠的靜剛度，所以對(duì)支承件材料的分布、支承件壁厚和開孔位置的合理性提出了要求，有必要進(jìn)展分析計(jì)算。2、國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài)：目前國(guó)內(nèi)在機(jī)床構(gòu)造優(yōu)化領(lǐng)域的研究比擬活潑，機(jī)床構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容十分豐富，涉及內(nèi)容很多，包括靜力學(xué)，構(gòu)造非線性分析，拓?fù)鋬?yōu)化，模態(tài)分析，動(dòng)力學(xué)分析等。目前有限元方法在機(jī)床構(gòu)造設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面:(1)靜力學(xué)分析。這是對(duì)二維或者三維機(jī)床零件承載后的應(yīng)力和應(yīng)變的分析，是有限元在機(jī)床設(shè)計(jì)中最根本、最常用的分析類型。(2)模態(tài)分析。這是動(dòng)力學(xué)分析的一種，用于研究構(gòu)造的固有頻率和各振型等振動(dòng)特性，進(jìn)展這種分析時(shí)所施加的載荷只能是位移載荷和預(yù)應(yīng)力載荷[5].(3)諧響應(yīng)分析和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。這兩類分析也屬于動(dòng)力學(xué)分析，用于研究機(jī)床對(duì)周期載荷和非周期載荷的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。(4)熱應(yīng)力分析。用于研究構(gòu)造內(nèi)部溫度的分布，以及機(jī)床內(nèi)部的熱應(yīng)力。(5)接觸分析。用于分析兩個(gè)構(gòu)造件接觸時(shí)的接觸面狀態(tài)和法向力。國(guó)內(nèi)的機(jī)床構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是應(yīng)用在剛度和強(qiáng)度分析方面。廣西大學(xué)陳文鋒、毛漢領(lǐng)“MXBS.1320型高速外圓磨床動(dòng)態(tài)性能的試驗(yàn)研究''一文中，對(duì)MXBS.1320型高速外圓磨床的動(dòng)態(tài)性能使用脈沖激振法進(jìn)展了試驗(yàn)研究，得到磨床前幾階模態(tài)的頻率和振型圖，尋找出機(jī)床振動(dòng)的薄弱環(huán)節(jié)和主要振源，并提出一些機(jī)床改造的措施。此外還有對(duì)主要零部件進(jìn)展有限元分析，優(yōu)化零部件構(gòu)造的設(shè)計(jì)[6].東南大學(xué)和無(wú)錫機(jī)床股份對(duì)內(nèi)圓磨床M2120A床身構(gòu)造進(jìn)展有限元分析，得到床身前幾階的固有頻率和振型，分析床身的內(nèi)部筋板布置對(duì)構(gòu)造動(dòng)態(tài)特性的影響。張海偉，利用動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)分析和理論模型分析兩種方法對(duì)臥式加工中心的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)展了分系，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)與理論計(jì)算結(jié)果比照分析，驗(yàn)證了理論模型的合理性，找出了機(jī)床的薄弱環(huán)節(jié)，并進(jìn)展了構(gòu)造優(yōu)化。優(yōu)化后分析結(jié)果證明機(jī)床構(gòu)造的最大變形值都相應(yīng)降低。陳慶堂，運(yùn)用工程軟件ANSYS的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，根據(jù)主軸箱的實(shí)際工況及機(jī)床零件加工精度要求，在參數(shù)化建模及構(gòu)造應(yīng)力分析根底上，對(duì)XK713數(shù)控銃床軸箱構(gòu)造以減輕重量為目標(biāo)進(jìn)展優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)及分析，主軸箱構(gòu)造重量減輕了23.2%,三個(gè)方向上剛度和應(yīng)力得到了合理的分布[7].東南大學(xué)機(jī)械工程系，利用有限元法對(duì)機(jī)床床身進(jìn)展靜、動(dòng)態(tài)分析，并使用漸進(jìn)構(gòu)造優(yōu)化算法對(duì)床身構(gòu)造進(jìn)展基于基頻約束和剛度約束的拓?fù)鋬?yōu)化，為ESO方法在機(jī)床大件構(gòu)造拓?fù)鋬?yōu)化中的應(yīng)用做了有益的嘗試。王艷輝、伍建國(guó)等人，在"精細(xì)機(jī)床床身構(gòu)造參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)一文中，在確定精細(xì)機(jī)床床身合理構(gòu)造的根底上，利用ANSYS有限元軟件提供的APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，以床身的肋板布置和肋板厚度為設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)床身進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化，確定了床身構(gòu)造的合理參數(shù)。不僅大大提高了床身的動(dòng)態(tài)性能：而且節(jié)省了材料，降低了生產(chǎn)本錢[8].1、確定數(shù)控機(jī)床立柱體系構(gòu)造的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)方案；2、確立數(shù)控機(jī)床立柱系統(tǒng)中關(guān)鍵局部的數(shù)學(xué)建模（包括相應(yīng)的G功能代碼、幾何仿真過程中能實(shí)現(xiàn)的M代碼等）；3、加工過程的動(dòng)態(tài)建模;4、分析并編寫零件加工程序;5、編制相應(yīng)的仿真軟件。1、研究方法：以WINDOWS為平臺(tái)，以CAD軟件為工作語(yǔ)言設(shè)計(jì)系統(tǒng)各個(gè)零件，在用UG繪制三維立體圖，并對(duì)其進(jìn)展裝配，再用UG編寫零件的加工程序，對(duì)其講過仿真，實(shí)現(xiàn)數(shù)控代碼的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的切削過程。2、設(shè)計(jì)方案：系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，其總體構(gòu)造方案如圖1T所示，各模塊的功能如下：(1)利用CAD軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的零件進(jìn)展設(shè)計(jì)。(2)用UG對(duì)各個(gè)零件進(jìn)展三維建模。(3)裝配各個(gè)零件，形成立柱的整體構(gòu)造。(4)檢查裝配中零件設(shè)計(jì)的合理性及建模的正確性。(5)NC程序：利用UG對(duì)零件進(jìn)展三維建模，并用UG編寫用于加工仿真的程序。(6)插補(bǔ)算法：采用逐點(diǎn)比擬法對(duì)直線、圓弧進(jìn)展插補(bǔ)運(yùn)算。（7）仿真顯示：利用UG提供的建模環(huán)境建立毛坯和刀具，并顯示刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。（8）最后對(duì)編寫的程序進(jìn)展仿真，分析刀路及加工出的零件是否符合要求。畢業(yè)設(shè)計(jì)課題調(diào)研階段：（第「2周）：課題調(diào)研及文獻(xiàn)檢索、完成英文翻譯；畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告階段：（第3?4周）：完成開題報(bào)告；畢業(yè)設(shè)計(jì)主要工作階段：（第5~12周）；（1）完成系統(tǒng)的總體規(guī)劃。（第5飛周）；（2）各零件的設(shè)計(jì)。（第7?9周）；（3）數(shù)控仿真。（第10周）；（4）完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫工作。（第H~12周）；畢業(yè)設(shè)計(jì)階段：（第13?15周）。Horrey,W.J.,Alexander,A.L.,Wickens,C.D.,xx,DoiseWorkloadModulatetheEffectsofIn-VehicleDisplayLocationonConcurrentDrivinandSideTaskPerformance,Procs,ofDSC.[2]《現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì)。現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，xx[3]張良，楊為，陳小安，劉德永。CK6310型數(shù)控機(jī)床主軸箱動(dòng)態(tài)特性研究[J].機(jī)床與液壓,xx(3)：12-17[4]邵蘊(yùn)秋。ANSYS8.0有限元分析實(shí)例導(dǎo)航報(bào)[J].北京：中國(guó)鐵道出版社，xx(2)：20-23[5]張志文，韓清凱，劉亞忠。機(jī)械構(gòu)造有限元分析[M].哈爾濱：哈爾