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湖 南 科 技 大 學(xué)
開題報告
學(xué) 生 姓 名: 易兆祥
學(xué) 院: 機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)及班級: 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化一班
學(xué) 號: 1103010105
指 導(dǎo) 教 師:萬林林
2015年03月15日
湖南科技大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題 目
數(shù)控激光切割機(jī)床總體和垂直進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計
作者姓名
易兆祥
學(xué)號
1103010105
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
1、 研究的意義,同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題(列出主要參考文獻(xiàn))
Ⅰ、研究的意義:
激光切割機(jī)是光、機(jī)、電一體化高度集成設(shè)備,科技含量高,與傳統(tǒng)機(jī)加工相比,激光切割機(jī)的加工精度更高、柔性化好,有利于提高材料的利用率,降低產(chǎn)品成本,減輕工人負(fù)擔(dān),對制造業(yè)來說,可以說是一場技術(shù)革命。激光切割加工是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機(jī)械刀,具有精度高,切割快速,不局限于切割圖案限制,自動排版節(jié)省材料,切口平滑,加工成本低等特點,將逐漸改進(jìn)或取代于傳統(tǒng)的金屬切割工藝設(shè)備。激光刀頭的機(jī)械部分與工件無接觸,在工作中不會對工件表面造成劃傷;激光切割速度快,切口光滑平整,一般無需后續(xù)加工;切割熱影響區(qū)小,板材變形小,切縫窄(0.1mm~0.3mm);切口沒有機(jī)械應(yīng)力,無剪切毛刺;加工精度高,重復(fù)性好,不損傷材料表面;數(shù)控編程,可加工任意的平面圖,可以對幅面很大的整板切割,無需開模具,經(jīng)濟(jì)省時。
參考文獻(xiàn):[1] 張學(xué)仁.數(shù)控電火花線切割加工技術(shù). 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)出版社,2000
Ⅱ、國內(nèi)外現(xiàn)狀:
激光被譽為二十世紀(jì)最重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一,它剛一問世就引起了材料科學(xué)家的高度重視。1971年11月,美國通用汽車公司率先使用一臺250W CO2激光器進(jìn)行利用激光輻射提高材料耐磨性能的試驗研究,并于1974年成功地完成了汽車轉(zhuǎn)向器殼內(nèi)表面(可鍛鑄鐵材質(zhì))激光淬火工藝研究,淬硬部位的耐磨性能比未處理之前提高了10倍。這是激光表面改性技術(shù)的首次工業(yè)應(yīng)用。多年以來,世界各國投入了大量資金和人力進(jìn)行激光器、激光加工設(shè)備和激光加工對材料學(xué)的研究,促使激光加工得到了飛速發(fā)展,并獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。如今在中國,激光技術(shù)已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍工以及人們的現(xiàn)代生活中得到廣泛的應(yīng)用,并且正逐步實現(xiàn)激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,國家也將其列為“九五”攻關(guān)重點項目之一。“十五”的主要工作是促進(jìn)激光加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,保持激光器年產(chǎn)值20%的平均增長率,實現(xiàn)年產(chǎn)值200億元以上;在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中普及和推廣加工技術(shù),重點完成電子、汽車、鋼鐵、石油、造船、航空等傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用激光技術(shù)進(jìn)行改造的示范工程;為信息、材料、生物、能源、空間、海洋等六大高科技領(lǐng)域提供嶄新的激光設(shè)備和儀器。
Ⅲ、存在問題:
近年來,我國從日、德、美、西班牙等國家先后引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn),解決了機(jī)床的可靠性、穩(wěn)定性問題,數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用,并逐步向前發(fā)展。
激光切割的適用對象主要是難切割材料,如高強(qiáng)度、高韌性材料以及精密細(xì)小和形狀復(fù)雜的零件,因而數(shù)控激光切割在我國制造業(yè)中正發(fā)揮出巨大的優(yōu)越性。
任何東西都有兩面性,有了優(yōu)點也會有缺點。不是所有的材質(zhì)都可以使用激光切割加工的,不同的激光機(jī)切割不同的材質(zhì),不得不承認(rèn)不夠線切割好,因為線切割可以對任何的材質(zhì)進(jìn)行切割。主要問題還有研發(fā)投入少,市場無序競爭,創(chuàng)新意識不足,企業(yè)之間合作太少。
2、研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題(根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化)
Ⅰ、研究目標(biāo):數(shù)控激光切割機(jī)床總體和垂直進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計
Ⅱ、研究內(nèi)容:
(1)分析數(shù)控激光切割機(jī)床的整體傳動方案;(2)垂直進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體方案設(shè)計;(3)零部件的校核與設(shè)計相關(guān)的計算 ;(4)裝配圖的設(shè)計、零件工作圖的設(shè)計;(5)本設(shè)計的優(yōu)缺點分析 ;(6)編寫設(shè)計說明書.
Ⅲ、擬解決的關(guān)鍵問題:
(1) 激光切割頭;
(2) 橫向縱向進(jìn)給系統(tǒng);
(3) 垂直進(jìn)給系統(tǒng);
其中,橫向縱向及垂直進(jìn)給系統(tǒng)全部由伺服電機(jī)來驅(qū)動。
2、 特色與創(chuàng)新之處
本品在導(dǎo)軌上使用直線滾動導(dǎo)軌,相對于普通機(jī)床所用導(dǎo)軌,直線滾動導(dǎo)軌定位精度高,降低機(jī)床造價并節(jié)約電力,還可以長期維持機(jī)床的高精度。在激光刀頭方面,普通數(shù)控激光切割機(jī)Z軸拖動重量在5kg以上時,應(yīng)采用重力平衡設(shè)施,而高性能數(shù)控激光切割機(jī)的Z軸拖動重量在2kg以上就必須施加重力平衡設(shè)施,
本品采用氣缸拖動方式該方式重量輕、體積小、易安裝,還可根據(jù)要求調(diào)整氣缸的平衡力。
3、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線
設(shè)計本產(chǎn)品應(yīng)該先實地考察現(xiàn)有的數(shù)控激光切割機(jī)床,并觀察其工作特點,比較不激光切割機(jī)床以及其他切割機(jī)比如線切割,水切割之間的差異,得出現(xiàn)有的激光切割機(jī)床的優(yōu)點和劣勢。然后取長補短,提出整體方案。再把方案給指導(dǎo)老師批閱,聽取老師的建議,改正不合理的地方,一步步完善方案,最后進(jìn)過細(xì)致的設(shè)計,分析,計算以得到最終的方案。
技術(shù)路線:一,總體方案分析二,機(jī)械部分XY工作臺和Z軸機(jī)構(gòu)設(shè)計 三,滾珠絲杠傳動系統(tǒng)設(shè)計 四,導(dǎo)軌選擇 五,步進(jìn)電機(jī)及傳動系統(tǒng)設(shè)計 六,剛度分析 七,消除齒側(cè)間隙和預(yù)緊 八,數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計
4、 擬使用的主要設(shè)計、分析軟件及儀器設(shè)備
Auto-CAD計算機(jī)輔助繪圖軟件
6、參考文獻(xiàn)
[1] 張學(xué)仁.數(shù)控電火花線切割加工技術(shù). 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)出版社2000
[2] 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京:北京航空航天大學(xué)出版社出版,2002
[3] 鄭玉華.典型機(jī)械(電)產(chǎn)品構(gòu)造. 北京:北京科學(xué)出版社,2006
[4] 陳嬋娟.數(shù)控機(jī)床設(shè)計. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006
[5] 李秉操.單片機(jī)原理及其在工業(yè)控制中的應(yīng)用. 陜西:陜西電子編輯部1991
注:
1、開題報告是本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)的一個重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書的要求和文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果,在開始撰寫論文之前寫出開題報告。
2、參考文獻(xiàn)按下列格式(A為期刊,B為專著)
A:[序號]、作者(外文姓前名后,名縮寫,不加縮寫點,3人以上作者只寫前3人,后用“等”代替。)、題名、期刊名(外文可縮寫,不加縮寫點)年份、卷號(期號):起止頁碼。
B:[序號]、作者、書名、版次、(初版不寫)、出版地、出版單位、出版時間、頁碼。
3、表中各項可加附頁。