汽車離合器摩擦片多軸專用鉆床設(shè)計(jì)-開(kāi)題報(bào)告.doc

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一、選題的依據(jù)及意義 1.課題來(lái)源：某汽車的摩擦片廠的一個(gè)實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題。 汽車離合器摩擦片是一種用石棉線纏繞面片制成的非金屬多孔零件. 380DB汽車離合器摩擦片不僅有16個(gè)圓柱孔，還有32個(gè)圓錐階梯孔。這些孔所用的加工方法是：16個(gè)圓柱孔用沖床一次沖壓完成。32個(gè)圓錐階梯孔則用鉆模在鉆床上逐個(gè)地鉆出來(lái)。這種加工方法的缺點(diǎn)有：沖壓加工圓柱孔時(shí)，由于摩擦片材料的脆性，孔的周邊容易產(chǎn)生裂紋，影響離合器的性能及壽命;鉆削圓錐階梯孔時(shí)，由于是逐個(gè)地鉆出，難以保證各孔的位置精度，同時(shí)工效也低。為克服上述以上加工方法的缺陷，滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求,我們需要設(shè)計(jì)了汽車離合器摩擦片多軸專用鉆床，來(lái)更快更有效的解決了這些問(wèn)題。 2.研究意義： 汽車離合器摩擦片是現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)的重要零件，在汽車離合器發(fā)展行業(yè)中起到至關(guān)重要的作用。汽車離合器而讓汽車平穩(wěn)地起步同時(shí)便于換用不同的變速箱檔位，以適應(yīng)不斷變化的行駛條件，其次防止傳動(dòng)系過(guò)載的作用，最后可顯著降低發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)的扭振沖擊，延長(zhǎng)變速齒輪壽命。汽車離合器摩擦片能作到分離時(shí)，徹底分離，接合時(shí)柔和，并具有良好的散熱能力，從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盡量小一些。這樣，在分離離合器換檔時(shí)，與變速器輸入軸相連部分的轉(zhuǎn)速就比較容易變化，從而減輕齒輪間沖擊，以及具有緩和轉(zhuǎn)動(dòng)方向沖擊，衰減該方向振動(dòng)的能力，且噪音小。為了更進(jìn)一步加強(qiáng)我們的設(shè)計(jì)能力，利用我們所學(xué)的專業(yè)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)出更有效的鉆床加工出摩擦片，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)也是我們專業(yè)在學(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1.多軸鉆床的重要性： 多軸鉆床是伴隨經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和工業(yè)現(xiàn)代化的需要而產(chǎn)生的，廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)多孔零部件的鉆孔及攻絲加工。如汽車、摩托車多孔零部件：發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、鋁鑄件殼體、制動(dòng)鼓、剎車盤、轉(zhuǎn)向器、輪轂、差速殼、軸頭、半軸、車橋等，泵類、閥類、液壓元件、太陽(yáng)能配件等等，它的使用使加工速度提高，它可以加工生產(chǎn)大批量的多孔工件?？傊囯x合器摩擦片多軸鉆床在我們的工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的意義。它大大的提高了我們的勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高了多孔加工的精度，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，也推動(dòng)了我國(guó)生產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展. 2.組合機(jī)床行業(yè)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀： 　　 我國(guó)加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存、組合機(jī)床行業(yè)企業(yè) 適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對(duì)策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢(shì)頭，截至2005 年 4 月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床一項(xiàng)， 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)1000余臺(tái)，產(chǎn)值達(dá)3.9個(gè)億以上，較2004 年同比增長(zhǎng)了10%以上，另外組合機(jī)床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費(fèi)值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長(zhǎng)，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見(jiàn)行業(yè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀況良好。 　 組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對(duì)汽車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、化工機(jī)械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國(guó)加入 WTO 后與世界機(jī)床進(jìn)一步接軌，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來(lái)看，數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場(chǎng)需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢(shì)，中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會(huì)的《機(jī)床工具 行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表》是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個(gè)全國(guó)大型重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況看，2003年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床 890 臺(tái)，產(chǎn)值16187萬(wàn)元，生產(chǎn)加工中心148臺(tái)，產(chǎn)值5770萬(wàn)元；2004 年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床985臺(tái)，產(chǎn)值 25838 萬(wàn)元，生產(chǎn)加工中心 159 臺(tái)，產(chǎn)值7099 萬(wàn)元；而 2005 年，截至4 月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003 年全年水平，故市場(chǎng)在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。 “九五”后期，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機(jī)床分會(huì)會(huì)員中，僅有 兩家企業(yè)實(shí)行了股份改造，一家企業(yè)退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng)，其余的都是國(guó)有企業(yè)。 而從 2001 至 2002 年，不到兩年的時(shí)間，就先后有十幾家企業(yè)實(shí)行股份制改造， 一些小廠幾乎全部退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng)，現(xiàn)在一些國(guó)家重點(diǎn)國(guó)有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢(shì)不可檔，“民營(yíng)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個(gè)階段后，煥發(fā)勃勃生機(jī)?！苯M合機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營(yíng)化等多種形式快速發(fā)展。 組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體是綜合自動(dòng)化度較高的制造技術(shù)和成 套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用與工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國(guó)的傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和 成型面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷是進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床 ——柔性組合機(jī)床越來(lái)越受人們是親昧，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編 碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來(lái)組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來(lái)越大。由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品， 是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床及其組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。 因此，市場(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。 3．組合機(jī)床行業(yè)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀： 隨著80 年代以來(lái)，國(guó)外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以及機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。 數(shù)控技術(shù)：國(guó)外主要的組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機(jī)床通用部件,在組合機(jī)床上不僅一般動(dòng)力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且?jiàn)A具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、 換箱裝置的自動(dòng)分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的 工作可靠性和加工精度。廣州標(biāo)致汽車公司由法國(guó)雷諾公司購(gòu)置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺(tái)自動(dòng)換箱組合機(jī)床組成的,其全部動(dòng)作均為數(shù)控,包括自動(dòng)上下料的交換工作臺(tái)、環(huán)形主軸箱庫(kù)、動(dòng)力部件和夾具的運(yùn)動(dòng),其節(jié)拍時(shí)間為58 秒。 柔性技術(shù)：80年代以來(lái),國(guó)外對(duì)中大批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭、可換主軸箱等組成的組合機(jī)床;同時(shí)根據(jù)加工中心的發(fā)展,開(kāi)發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單元,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動(dòng)線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣。 綜合自動(dòng)化技術(shù)：汽車工業(yè)的大發(fā)展,對(duì)自動(dòng)化制造技術(shù)提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的 高效率,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機(jī)械加工工序,而且能完成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動(dòng)碼垛、裝箱等。德國(guó)大眾汽車公司 KASSEL 變速箱廠1987年投入使用的造價(jià)9000萬(wàn)馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動(dòng)化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對(duì)稱布置的自動(dòng) 線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000件,節(jié)拍時(shí)間為40秒。全線由12臺(tái)雙面組合機(jī)床、18臺(tái)三坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫(kù)和三坐標(biāo)測(cè)量 機(jī)組成,可實(shí)現(xiàn) 3 種零件的加工?？占軝C(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗(yàn)、檢測(cè)、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 4．多軸鉆床設(shè)計(jì)的目的 據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，設(shè)備的平均役齡控制在 10-20 年之間，設(shè)備的“技術(shù)老化”期短于10年，10年役齡以內(nèi)的設(shè)備數(shù)量能夠達(dá) 到設(shè)備總數(shù)的 50%左右，由此可見(jiàn)，設(shè)備更新速度相當(dāng)快，一是用技術(shù) 更為先 進(jìn)的新設(shè)備來(lái)代替技術(shù)性能“老化”了的舊設(shè)備； 另一是進(jìn)行有效的技術(shù)改造， 使舊設(shè)備適應(yīng)新的生產(chǎn)需要。一般，普通單軸搖臂鉆床只在主軸上裝一個(gè)鉆頭，進(jìn)行單孔鉆削。如果大 批量生產(chǎn)中也用這種方法加工，不僅生產(chǎn)率低，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大。為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，在鉆床主軸上裝一個(gè)多軸頭架，可以同時(shí)加工工件上的幾個(gè)孔?？梢钥闯觯难b后的多軸鉆床，可以同時(shí)完成多個(gè)孔的鉆、擴(kuò)、鉸等工序。 工藝范圍可以滿足一般加工情況的孔類鉆削要求。多軸鉆床可以起到提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高孔系加工精度等作用。此外該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，值得推廣。 這種齒輪式多軸頭架的潤(rùn)滑性能好，不易生熱，適應(yīng)于在較高轉(zhuǎn)速下工作，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些，尤其鉆孔主軸比較多時(shí)，更顯的比較突出。 三、本課題研究?jī)?nèi)容 本次設(shè)計(jì)的題目為多軸鉆床，多軸鉆床是為加工汽車輪輻，為汽車輪輻外側(cè)的擴(kuò)孔而專門設(shè)計(jì)的專用機(jī)床，由底座、液壓立式滑臺(tái)、立體床身、動(dòng)力頭以及多軸箱、專用夾具等有關(guān)部件組成。專用機(jī)床區(qū)別于普通機(jī)床的基本特點(diǎn)就是它是專為某一固定工序服務(wù)的。 因此，多軸鉆床機(jī)床又屬于工藝裝備。由于專用機(jī)床是為某一固定的，所以專 用機(jī)床的先進(jìn)程度、種類、型式和規(guī)格都取決于工藝需要。只有定出先進(jìn)合理的工藝，才能設(shè)計(jì)出合理的專用機(jī)床。在生產(chǎn)中用機(jī)械加工方法直接改變毛坯的形狀，尺寸和材料性能，使之成為零件的過(guò)程，叫做機(jī)械加工工藝過(guò)程。設(shè)計(jì)時(shí)，工藝方案的制定是否合理，對(duì)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有著極大的影響。制定工藝方案時(shí)，應(yīng)首先分析生產(chǎn)類 型。生產(chǎn)類型是衡量生產(chǎn)規(guī)模的標(biāo)志。多軸鉆床俗稱多軸器、多孔鉆或多軸鉆孔器。是一種運(yùn)用于機(jī)械領(lǐng)域鉆孔、攻牙的機(jī)床設(shè)備。主軸豎直布置且中心位置固定的鉆床,簡(jiǎn)稱立鉆。而有多個(gè)鉆軸的立鉆，叫做多軸鉆床。常用于機(jī)械制造和修配工廠加工中、小型工件的孔。本課題主要涉及一下內(nèi)容：汽車離合器摩擦片多軸鉆床的總體設(shè)計(jì)原理、汽車離合器摩擦片多軸鉆床機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、汽車離合器摩擦片多軸鉆床電氣控制原理、汽車離合器摩擦片多軸鉆床氣液進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等問(wèn)題。 四、本課題研究方案 本文是關(guān)于汽車離合器摩擦片多軸鉆床的設(shè)計(jì),通過(guò)多軸鉆床的理論基礎(chǔ),對(duì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析設(shè)計(jì),簡(jiǎn)述多軸鉆床設(shè)計(jì)的要求,設(shè)計(jì)內(nèi)容和具體步驟.在設(shè)計(jì)過(guò)程中利用Autocad畫(huà)出多軸鉆床的二維結(jié)構(gòu)圖，簡(jiǎn)單、直觀、充分的表達(dá)出多軸鉆床的內(nèi)容。 五、研究目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度 1、下發(fā)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)及課題調(diào)研 2013年11月05日~2013年12月05日 2、開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)翻譯 2013年12月06日~2013年12月25日 3、論證設(shè)計(jì)方案 2013年12月26日~2014年03月05日 4、繪制全部設(shè)計(jì)圖紙 2014年03月06日~2014年04月07日 5、編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 2014年04月08日~2014年05月08日 6、資料整理并打印 2014年05月09日~2014年05月15日 7、答辯準(zhǔn)備及答辯 2014年05月16日~2014年05月25日 注意：畢業(yè)實(shí)習(xí)為期兩周，2014年03月31日前完成。建議為2014年03月03日~03月14日，或2014年03月10日~03月21日。 六、參考文獻(xiàn)： [1] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委員.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2012 [2] 楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2010 [3] 馮涓，王介民.工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社，2009 [4] 鐘志華，周彥偉.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法.武漢理工大學(xué)出版社，2011 [5] 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祝飛同學(xué)通過(guò)閱讀畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)資料，了解了畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，明確了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)，在系統(tǒng)復(fù)習(xí)了相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)以及專業(yè)知識(shí)后，提出的汽車離合器摩擦片半自動(dòng)多軸專用鉆床設(shè)計(jì)的技術(shù)方案和實(shí)施步驟基本可行。 根據(jù)開(kāi)題報(bào)告所述內(nèi)容，可看出該生已初步具備參與畢業(yè)設(shè)計(jì)的能力和條件，同意開(kāi)題。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教學(xué)院 意見(jiàn) 主管畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作的院長(zhǎng)簽字： 年 月 日 備 注