车床功能部件开发---动力刀头设计开题报告

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1、开题报告车床功能部件开发---动力刀头设计1选题的背景、意义1.1选题的背景数控机床是当代机械制造业的主流装备。用数控机床提高传统制造业装备水平的重大意义,已经成为有关各界人士的共识。美国参议员考克斯发表报告,又一次叫嚷要限制数控机床对我出口,使大家进一步认识到,数控机床的发展不仅关系到我国经济实力的增强,还关系到国家的安全。担负着我国机床数控化重任的我国数控机床和数控系统行业的状况怎样,己成为普遍关心的重点。这几年来,机床行业向国民经济各部门提供了一大批先进适用的数控机床。向航天等国防尖端、造船、大型发电设备制造、冶金设备制造、机车车辆制造等重要用户提供了一批高质量的数控机

2、床和柔性制造单元。如武汉重型机床厂和北京第二机床厂分别与大连理工大学合作,先后为航天部门提供了大型数字化仿形三轴联动和四轴联动控制的数控立车和数控镗铣床、为打破国外限制发展国家航天事业作出了贡献[1]。1.2选题的意义与人类科学技术进步同步,与社会经济发展并行,机床这一类生产装备已跨入高效化、精确化、智能化、节能化的新的发展高度[3]。机床工业技术集成和生产组织方式,也随之产生了根本性的变化,这种变化的一种集中体现,便是机床功能部件行业应运而生,而且扮演着越来越重要的角色[2]。车铣复合加工中心的加工过程实际是安装在刀塔上的刀具与工件之间的相对运动过程。工件—刀具组成一个弹性

3、系统，由于刀具安装在刀架上，相对刀塔（立柱与刀架的组合）可以忽略，实际上相当于工件—刀塔（立柱和刀架的组合）组成一个弹性系统。从加工零件的表面成形过程知道，如果车铣复合加工中心在工作时刀具与加工工件沿着预定的轨迹做准确的相对运动，则能得到理想的工件轮廓形状，否则难以满足要求。刀塔作为弹性系统的元素之一，它直接影响零件表面成形运动轨迹的准确性，因此它的静动态性能将直接影响零件的加工精度、表面质量和机床的生产率。所以，研究刀塔结构的静动态特性是必要的。这次课题所研究的是其中一部分的内容：车床功能部件开发---动力刀头的设计。刀头的设计是和刀具密不可分的，由于考虑刀具受滚到挡边的限

4、制，受排屑空间的限制，刀头设计既要满足使用要求，又要满足机夹刀具通用化，系列化的要求。2相关研究的最新成果及动态2.1相关技术发展趋势为了满足市场和科学技术发展的需要，为了达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，数控未来仍然继续向开放式、基于PC的第六代方向、高速化和高精度化、智能化等方向发展[7]。1、开放式为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系结构的开放性，设计生产开放式的数控系统，例如美国、欧共体及日本发展开放式数控的计划等。2、基于PC的第六代方向基于PC所具有的开放性、低成本、软硬件资源丰富等特点，

5、更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。3、高速化、高效化机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。90年代以来，随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统（含监控系

6、统）和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元（电主轴，转速15000－100000r/min）、高速且高加/减速度的进给运动部件（快移速度60~120m/min，切削进给速度高达60m/min）、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平[10]。根据高效率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展，高速直线电机的推广应用，开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床以满足汽车、农机等行业的需求[9]。还由于新产品更新换代周期加快，模具、航空、军事等工业的加工零件不但

7、复杂而且品种增多。4、高精度化精密化是为了适应高新技术发展的需要，也是为了提高普通机电产品的性能、质量和可靠性，减少其装配时的工作量从而提高装配效率的需要。从精密加工发展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（<10nm），其应用范围日趋广泛。超精密加工主要包括超精密切削（车、铣）、超精密磨削、超精密研磨抛光以及超精密特种加工（三束加工及微细电火花加工、微细电解加工和各种复合加工等）。随着现代科学技术的发展，对超精密加工技术不断提出了新的要求。