(中单输出)中型单输出直角角度头设计及三维建模(同名)

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1、1.绪论1.1本课题的目的及意义随着国际经济环境的快速发展，迫切要求国防装备和民族机械制造业的不断扩大和提升，因此研发高精度、高速度、多工位、生产加工设备的需求，在不断的推进着中国高端制造装备的发展。同时也促使机床功能在不断的增加，机床的稳定性要求日益提高的同时也对机床加工精度和工作效率的要求日益提高。机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素,是发展机器制造业以至整个工业必不可少的复杂生产工具,既是生产力要素,又是重要商品。机床的发展和创新在一定程度上映射出加工技术的主要趋向。随着微电子技术、传感器技术、精密机械技术自动

2、控制技术以及微型计算机技术、人工智能技术等新技术的发展,致使数控机床不断升级而逐渐成为评价现代工业发展的重要指标。加工中心头库直角铣刀是保证机床在正常稳定的工作条件下拥有较高的加工精度，提高工作效率及延长机床寿命的重要一环，从头库到刀具的传动系统的设计至关重要。带头库加工中心是今年发展起来的一种新型加工中心形式，该形式的加工中心不仅可以换主轴头，还可以换刀。而头库铣头就是针对大型龙门式（门宽2-3m）的一种机床附件，安装后可使刀具旋转中心与机床主轴中心成一定角度，可增大机床的加工范围和适应性，能减少工件重复装夹，提高加工效

3、率。角度头是机床的一种附件，机床安上角度头后刀具旋转中心线可以与主轴旋转中心线成角度加工工件。现已广泛应用于航空、汽车、模具等机械加工的各个领域。使用角度头，无需改变机床结构就可以增大其加工范围和适应性，使一些用传统方法难以完成的加工得以实现，并能减少工件重复装夹，提高加工精度和效率。主要用于加工中心和龙门铣床，其中轻型可以装在刀库中，并可以在刀库和机床主轴之间自由转换；中型及重型拥有较大的刚性和扭矩，可适用于大部分加工需求。是机械加工中非常重要的一种机床附件，所以说这项设计有重要的意义。本课题的设计题目是单输出直角角度头

4、设计及仿真,设计内容主要为角度头的三维模型建立，并进行运动仿真及结构设计。1.2课题背景及发展现状加工中心最初是从数控铣床发展而来的,二十世纪70年代以来，加工中心得到迅速发展，出现了可换主轴箱加工中心，它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工件同时进行多孔加工。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科，是以提高质量、效益、竞争力为目标，包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。进入21世纪。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良

5、机,也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力,加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,数控机床的应用范围还在不断扩大,并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势计算机技术的飞速发展,推动数控机床技术更快的更新换代。利用PC机丰富的软硬件资源开发放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使其有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,并向智能化

6、、网络化方向发展。许多国家纷纷研究开发这种系统,如美国科学制造中心(NCMS)与空军共同领导的下一代工作站/机床控制器体系结构NGC,欧共体的自动化系统中开放式体系结构OSACA,日本的OSEC计划等。开发研究成果已得到应用,如Cincin-nati-Milacron公司1995年开始在其生产的加工中心、数控铣床、数控车床等产品中采用开放式体系结构的A2100系统。开放式体系结构的新一代数控系统,其硬件、软件和总线规范都是对外开放的,因有充足的软、硬件资源可供利用,不仅使数控系统制造商和用户进行的系统集成得到有力支持,且为

7、用户的二次开发带来极大方便,促进数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用。立式加工中心是一种重型机床，具有加工范围大，切削力大等特点。适合大型零件的加工，随着零件加工工艺的发展，此机床也由单一面的加工功能向五面加工能力发展，发展至今更具有五轴加工能力，而这一切很大程度取决于机床配备各种功能角度头的性能和加工能力，根据需要合理配备功能角度头，使机床更加经济、实用、加工范围得到更大的扩展，能够更大程度的为使用者创造价值。数控机床技术的发展使大家对加工零件的要求有了更新的标准：a）如果一个工件有70％需要车削加工，30％需要铣削加

8、工，那就在数控车床上加工；b）如果工件的70％需要铣削加工，30％需要车削加工，则可在加工中心上加工。为了正确加工工件，就要正确配备所需的工装，而现有机床对所要加工的工件不太合适或加工空间限制，这时就需要配备相应功能部件（如加工中心配角度头，CNC车床配动力刀夹）。角度头原产于欧洲，现已广泛应用于航空、