題目：大直徑鉆銑床設(shè)計(jì)及控制
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的選題依據(jù)、背景和意義
我國從1958年開始研究數(shù)控技術(shù)，一直到60年代中期處于研制、開發(fā)時(shí)期。當(dāng)時(shí)，一些高等院校、科研單位研制出試驗(yàn)性樣機(jī)，開始也是從電子管著手的。
1965年，國內(nèi)開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)。60年代末至70年代初研制成了劈錐數(shù)控銑床、數(shù)控非圓齒輪插齒機(jī)、CJK-18晶體管數(shù)控系統(tǒng)及X53K-1G立式銑床。
從70年代開始，數(shù)控技術(shù)在車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工、電加工等領(lǐng)域全面展開，數(shù)控加工中心在上海、北京研制成功。但由于電子元期間的質(zhì)量和制造工藝水平差。致使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性未得到解決，因此未能廣泛推廣。在這一時(shí)期，數(shù)控線切割機(jī)床由于結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格低廉，在磨具加工中得到了推廣。
80年代，我國從日本發(fā)那科(FANUC)公司引進(jìn)了5，7，3等系列的數(shù)控系統(tǒng)和直流伺服電機(jī)，直流主軸電機(jī)技術(shù)，以及從美國、德國等國引進(jìn)了一些新技術(shù)。并進(jìn)行了商品化生產(chǎn)，這些系統(tǒng)可靠性高，功能齊全。推動(dòng)了我國數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定的發(fā)展，使我國的數(shù)控機(jī)床在性能和質(zhì)量上產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
1985年，我國數(shù)控機(jī)床的品種有了新的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的品種不斷增多，規(guī)格齊全。許多技術(shù)復(fù)雜的大型數(shù)控機(jī)床、重型數(shù)控機(jī)床都相繼研制出來。為了跟蹤國外技術(shù)的發(fā)展，北京機(jī)床研究所研制出了JCS-FM-1、2型的柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)。這個(gè)時(shí)期，我國在引進(jìn)、消化國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量開發(fā)工作。一些較高檔次的數(shù)控系統(tǒng)(五軸聯(lián)動(dòng))、分辨率為0.02μm的高精度數(shù)控系統(tǒng)都開發(fā)出來了。并造出樣機(jī)。
目前，在國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床中, 大都是加工直徑比較小的零部件，而那些大直徑的零部件都很難加工，本設(shè)計(jì)正是為了解決這一問題，能夠?qū)Υ笾睆綀A形零部件在圓周上進(jìn)行銑削和在規(guī)定位置上銑平面或鉆孔。數(shù)控技術(shù)和數(shù)控設(shè)備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個(gè)國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)要求(含論文提綱)
主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)要如下：
1. 執(zhí)行元件的選擇：選擇時(shí)應(yīng)考慮負(fù)載能力、調(diào)速范圍、運(yùn)行精度等多方面要求，步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用最為廣泛，一般情況下，優(yōu)先選用。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)控制簡單，而且本次設(shè)計(jì)要求的速度不高，所以步進(jìn)電機(jī)最為適合。
2. 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案的選擇：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是執(zhí)行元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的一個(gè)機(jī)械接口，用于對(duì)運(yùn)動(dòng)和力進(jìn)行變換和傳遞。 豎直傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ：通過滾珠絲杠與普通絲杠進(jìn)行比較,綜合考慮進(jìn)給部分功能及精度要求,本次設(shè)計(jì)選擇了滾珠絲杠。橫向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：通過水平的滾珠絲杠傳遞扭矩，完成工作臺(tái)上夾持器的橫向運(yùn)動(dòng)。
3.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選擇：導(dǎo)向機(jī)構(gòu)即導(dǎo)軌，主要有滑動(dòng)和滾動(dòng)兩大類。滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和抗振性好，利于豎直導(dǎo)向，所以豎直導(dǎo)向裝置采用滑動(dòng)軌。而滾珠導(dǎo)軌精度高，導(dǎo)向性好，摩擦因數(shù)小，啟動(dòng)輕便，運(yùn)動(dòng)靈敏。不易爬行，壽命長，適用于水平導(dǎo)向及精度較高場(chǎng)合，所以本次設(shè)計(jì)水平導(dǎo)軌才用滾珠導(dǎo)軌。
4.反饋元件的選擇：由于光柵尺結(jié)構(gòu)簡單，精度高，控制容易，易于實(shí)現(xiàn)長度的測(cè)量，所以選用尺狀的直線位移傳感器光柵尺作為反饋元件。
機(jī)械部分主要是：首先是導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，它采用了滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠導(dǎo)軌相結(jié)合的方式，滑動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，而滾動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)精度高;接著依次是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算、傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)與校驗(yàn)。接下來是電控部分：SINUMERIK 802C base line的系統(tǒng)介紹、系統(tǒng)的電氣組成原理示意圖、可編程序控制器(PLC)及其應(yīng)用、系統(tǒng)的主電路原理圖、系統(tǒng)的I/O電路原理圖、控制系統(tǒng)、電柜設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的電源電路原理圖、光柵尺的基本原理、運(yùn)行程序。最后是結(jié)論，設(shè)計(jì)體會(huì)、致謝、參考文獻(xiàn)。
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))完成的預(yù)期成果
數(shù)控機(jī)床是新型的自動(dòng)化機(jī)床，它具有廣泛通用性和很高的自動(dòng)化程度。數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化重要的裝置，是發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床在零件的加工中，更能顯示出它的優(yōu)越性。
數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)：提高生產(chǎn)率;穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量;有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性;可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用;提高經(jīng)濟(jì)效益;不需要專用夾具;大大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)。
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的進(jìn)度安排與階段性成果
工作內(nèi)容 完成時(shí)間段 預(yù)計(jì)階段性成果
市場(chǎng)調(diào)研、資料收集整理、分析
外文文獻(xiàn)翻譯
方案論證,比較,確定總體方案
參數(shù)計(jì)算,原部件選擇
草圖繪制
裝配圖設(shè)計(jì)
零部件設(shè)計(jì)
電氣控制原理部分設(shè)計(jì)
電氣圖繪制
編制設(shè)計(jì)說明書
修改,準(zhǔn)備答辯
參考文獻(xiàn)綜述
[1] 郭芝俊、左寶山主編.機(jī)械設(shè)計(jì)便覽.天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社,1986
[2] 張鍵民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：北京理工大學(xué)出版社,1997.10
[3] 鄭堤、唐可洪.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.3
[4] 張海根主編.機(jī)電傳動(dòng)控制.北京：高等教育出版社,2001.12
[5] 濮良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).第六版.北京：高等教育出版社,2001
[6] 王永章.機(jī)床的數(shù)字控制技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2002.4
[7] 韓秀清、王紀(jì)海.材料力學(xué).北京:中國電力出版社,2005.8
[8] 胡壽松主編.自動(dòng)控制原理.北京：國防工業(yè)出版社,1991.10
[9] 李慶余、張佳主編.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003.8
[10] 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.9
[11] 許灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.5
[12] 吳宗澤主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.10
[13] 嚴(yán)愛珍主編.機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社，2002
[14] 王風(fēng)蘊(yùn)主編.數(shù)控原理與典型數(shù)控系統(tǒng).高等教育出版社，2003
[15] 孫恒主編.機(jī)械原理.第七版.高等教育出版社，2006
[16] 顧熙棠主編.金屬切削機(jī)床.上?？萍汲霭嫔纾?000
[17] 徐宏海主編.數(shù)控銑床.化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[18] 文懷興主編.數(shù)控銑床設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社，2006
[19] 李洪主編.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè).遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1999
[20] 林宋主編.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床.化學(xué)工業(yè)出版社，2003
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的選題依據(jù)、背景和意義
我國從1958年開始研究數(shù)控技術(shù)，一直到60年代中期處于研制、開發(fā)時(shí)期。當(dāng)時(shí)，一些高等院校、科研單位研制出試驗(yàn)性樣機(jī)，開始也是從電子管著手的。
1965年，國內(nèi)開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)。60年代末至70年代初研制成了劈錐數(shù)控銑床、數(shù)控非圓齒輪插齒機(jī)、CJK-18晶體管數(shù)控系統(tǒng)及X53K-1G立式銑床。
從70年代開始，數(shù)控技術(shù)在車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工、電加工等領(lǐng)域全面展開，數(shù)控加工中心在上海、北京研制成功。但由于電子元期間的質(zhì)量和制造工藝水平差。致使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性未得到解決，因此未能廣泛推廣。在這一時(shí)期，數(shù)控線切割機(jī)床由于結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格低廉，在磨具加工中得到了推廣。
80年代，我國從日本發(fā)那科(FANUC)公司引進(jìn)了5，7，3等系列的數(shù)控系統(tǒng)和直流伺服電機(jī)，直流主軸電機(jī)技術(shù)，以及從美國、德國等國引進(jìn)了一些新技術(shù)。并進(jìn)行了商品化生產(chǎn)，這些系統(tǒng)可靠性高，功能齊全。推動(dòng)了我國數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定的發(fā)展，使我國的數(shù)控機(jī)床在性能和質(zhì)量上產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
1985年，我國數(shù)控機(jī)床的品種有了新的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的品種不斷增多，規(guī)格齊全。許多技術(shù)復(fù)雜的大型數(shù)控機(jī)床、重型數(shù)控機(jī)床都相繼研制出來。為了跟蹤國外技術(shù)的發(fā)展，北京機(jī)床研究所研制出了JCS-FM-1、2型的柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)。這個(gè)時(shí)期，我國在引進(jìn)、消化國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量開發(fā)工作。一些較高檔次的數(shù)控系統(tǒng)(五軸聯(lián)動(dòng))、分辨率為0.02μm的高精度數(shù)控系統(tǒng)都開發(fā)出來了。并造出樣機(jī)。
目前，在國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床中, 大都是加工直徑比較小的零部件，而那些大直徑的零部件都很難加工，本設(shè)計(jì)正是為了解決這一問題，能夠?qū)Υ笾睆綀A形零部件在圓周上進(jìn)行銑削和在規(guī)定位置上銑平面或鉆孔。數(shù)控技術(shù)和數(shù)控設(shè)備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個(gè)國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)要求(含論文提綱)
主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)要如下：
1. 執(zhí)行元件的選擇：選擇時(shí)應(yīng)考慮負(fù)載能力、調(diào)速范圍、運(yùn)行精度等多方面要求，步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用最為廣泛，一般情況下，優(yōu)先選用。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)控制簡單，而且本次設(shè)計(jì)要求的速度不高，所以步進(jìn)電機(jī)最為適合。
2. 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案的選擇：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是執(zhí)行元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的一個(gè)機(jī)械接口，用于對(duì)運(yùn)動(dòng)和力進(jìn)行變換和傳遞。 豎直傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ：通過滾珠絲杠與普通絲杠進(jìn)行比較,綜合考慮進(jìn)給部分功能及精度要求,本次設(shè)計(jì)選擇了滾珠絲杠。橫向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：通過水平的滾珠絲杠傳遞扭矩，完成工作臺(tái)上夾持器的橫向運(yùn)動(dòng)。
3.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選擇：導(dǎo)向機(jī)構(gòu)即導(dǎo)軌，主要有滑動(dòng)和滾動(dòng)兩大類。滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和抗振性好，利于豎直導(dǎo)向，所以豎直導(dǎo)向裝置采用滑動(dòng)軌。而滾珠導(dǎo)軌精度高，導(dǎo)向性好，摩擦因數(shù)小，啟動(dòng)輕便，運(yùn)動(dòng)靈敏。不易爬行，壽命長，適用于水平導(dǎo)向及精度較高場(chǎng)合，所以本次設(shè)計(jì)水平導(dǎo)軌才用滾珠導(dǎo)軌。
4.反饋元件的選擇：由于光柵尺結(jié)構(gòu)簡單，精度高，控制容易，易于實(shí)現(xiàn)長度的測(cè)量，所以選用尺狀的直線位移傳感器光柵尺作為反饋元件。
機(jī)械部分主要是：首先是導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，它采用了滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠導(dǎo)軌相結(jié)合的方式，滑動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，而滾動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)精度高;接著依次是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算、傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)與校驗(yàn)。接下來是電控部分：SINUMERIK 802C base line的系統(tǒng)介紹、系統(tǒng)的電氣組成原理示意圖、可編程序控制器(PLC)及其應(yīng)用、系統(tǒng)的主電路原理圖、系統(tǒng)的I/O電路原理圖、控制系統(tǒng)、電柜設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的電源電路原理圖、光柵尺的基本原理、運(yùn)行程序。最后是結(jié)論，設(shè)計(jì)體會(huì)、致謝、參考文獻(xiàn)。
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))完成的預(yù)期成果
數(shù)控機(jī)床是新型的自動(dòng)化機(jī)床，它具有廣泛通用性和很高的自動(dòng)化程度。數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化重要的裝置，是發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床在零件的加工中，更能顯示出它的優(yōu)越性。
數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)：提高生產(chǎn)率;穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量;有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性;可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用;提高經(jīng)濟(jì)效益;不需要專用夾具;大大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)。
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的進(jìn)度安排與階段性成果
工作內(nèi)容 完成時(shí)間段 預(yù)計(jì)階段性成果
市場(chǎng)調(diào)研、資料收集整理、分析
外文文獻(xiàn)翻譯
方案論證,比較,確定總體方案
參數(shù)計(jì)算,原部件選擇
草圖繪制
裝配圖設(shè)計(jì)
零部件設(shè)計(jì)
電氣控制原理部分設(shè)計(jì)
電氣圖繪制
編制設(shè)計(jì)說明書
修改,準(zhǔn)備答辯
參考文獻(xiàn)綜述
[1] 郭芝俊、左寶山主編.機(jī)械設(shè)計(jì)便覽.天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社,1986
[2] 張鍵民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：北京理工大學(xué)出版社,1997.10
[3] 鄭堤、唐可洪.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.3
[4] 張海根主編.機(jī)電傳動(dòng)控制.北京：高等教育出版社,2001.12
[5] 濮良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).第六版.北京：高等教育出版社,2001
[6] 王永章.機(jī)床的數(shù)字控制技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2002.4
[7] 韓秀清、王紀(jì)海.材料力學(xué).北京:中國電力出版社,2005.8
[8] 胡壽松主編.自動(dòng)控制原理.北京：國防工業(yè)出版社,1991.10
[9] 李慶余、張佳主編.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003.8
[10] 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.9
[11] 許灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.5
[12] 吳宗澤主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.10
[13] 嚴(yán)愛珍主編.機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社，2002
[14] 王風(fēng)蘊(yùn)主編.數(shù)控原理與典型數(shù)控系統(tǒng).高等教育出版社，2003
[15] 孫恒主編.機(jī)械原理.第七版.高等教育出版社，2006
[16] 顧熙棠主編.金屬切削機(jī)床.上?？萍汲霭嫔纾?000
[17] 徐宏海主編.數(shù)控銑床.化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[18] 文懷興主編.數(shù)控銑床設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社，2006
[19] 李洪主編.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè).遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1999
[20] 林宋主編.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床.化學(xué)工業(yè)出版社，2003