1、1毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化并联抛光机构设计与分析1选题的背景与意义11选题的背景抛光技术，又称镜面加工，是制造平坦而且加工变层很小，没有擦痕的平面加工工艺。作为一种加工工艺，抛光不仅仅能增加工件的美观性，而且能改善材料表面的耐磨性、腐蚀性及获得特殊性能。在电子设备、精密机械、仪器仪表、医疗器械等领域应用广泛。传统的模具加工中，抛光往往作为精加工的最后一道工序，其主要目的是降低工件表面的粗糙度，同时在一定程度上去除模具在成型时形成的凹凸层及裂纹层，并修复共建表面的面型误差，从而达到要求的形状、尺寸、位置精度和表面粗糙度。传统的抛光机床往往采用串联机床结构，即采用由床身、立柱、主轴箱
2、和工作台等部件串联而成的正交结构。串联机床采用非对称的结构布局，这可能会导致受力与受热变形的不均匀；误差也会随着各运动坐标的误差累计；部件多，结构复杂，大型部件的模块化程度低；运动部件重量大，不利于高速加工；封闭式结构，难以实现大型构件的现场加工。为了更好地解决并联机床工作中的不足，我们引入一个新的概念并联机床。并联机床是上个世纪90年代中期问世的一种新型数控加工设备。它实质上是一种现代机器人技术与机床结构技术相结合的产物，其原型是并联机器人。从1965年德国的STEWART提出将并联机构运用于航空模拟器上，到1975年澳大利亚著名学者HUNT将并联机构运用于机器人结构，到1994年美国芝加哥
3、国际机床展上美国的GIDDINGSLEWIS公司首次展出名为VARIAX型并联运动机床，从94年以后至今，并联机床一直都是国际机床界研究的一个热点。而在我国，当今并联机床的研究和发展与世界几乎同步。94年的并联机床在国际上展出之后，国内出现了很多高校和科研单位纷纷投入力量开始进行研究。并且在98年的北京机床展上，展出了由天津大学和清华大学联合研制的我国第一台并联机床的原型样机VAMT1Y。无论在结构上还是在功能实现上，并联机床都是一种新型结构。这种结构具有精度高、刚度大、惯性小、承载能力高、运动反解模型简单、操作速度高、易于控制等特点。2因此，其应用范围从最初的飞行模拟器到近几年的宇宙飞船空间
4、对节器、精密操作微动机器人以及虚拟轴加工车床等。12选题的意义本次课题的主要内容是对并联抛光机构的设计与分析，实验是对座椅底架的表面粗抛。应该说，加工的精度要求并不高。但是，对于其他类似自由曲面研抛的研究，特别是智能化精密加工技术的研究，它的高低标志着一个国家科学技术的发展水平，显示了一个国家的经济和科技发展的综合实力。而且，智能化精密加工技术的研究内容和预期研究结果，不仅可能主导国内市场，在国际市场也很有竞争力，具有广泛的市场前景。我国正在成为一个经济大国，也正在逐步成为一个科技大国，在该领域的研究和掌握具有自主知识产权的核心技术，对于学术研究和国防现代化以及国民经济的发展都有巨大的意义。2
5、研究的基本内容与拟解决的主要问题21本课题研究的基本内容包括（1）整体结构设计该单元的研究主要内容有整个框架的基本组成结构，外部导轨的位置及数量安排，平台的运动方式。通过对课题要求、实验对象的分析，确定这个机构框架的具体组成，各导轨之间的角度安排，外部导轨链接、运动形式，以及平台可以达到的运动效果。（2）平台机构设计该单元的研究主要内容有平台与连杆的连接设计，平台尺寸及形状的设计，平台与电动机之间的连接设计。根据平台的运动特性，确定平台与连杆之间的铰链机构设计，平台与电机之间的连接组合设计。（3）单个铰链滑轨机构设计该单元的研究内容主要有连杆与连接装置的连接设计，导轨与连接装置的组合设计。主要
6、解决连杆、连接装置、导轨之间的组合设计。22本课题拟解决的主要问题包括（1）整个机构由滑轨、平台、电机等组成，各部分相互组合和运动；（2）电动机安装在平台上，平台与连杆连接；3（3）滑轨通过连接装置带动连杆运动，直线运动的方式。3研究的方法与技术路线31本课题研究的方法通过收集和分析国内外近三年来并联机构的文献，分析其中的关键技术和存在的问题，结合本课题研究的实力对象及工作要求，总结和设计适合本实验课题的并联抛光机构。32本课题研究的技术路线本课题的研究基本内容包括整体结构设计、平台机构设计、单个铰链滑轨机构设计。主要的技术路线1）整个机构包括四个丝杠直线导轨，两两呈90度，垂直于水平面。每根
7、丝杠上都有一个连接装置，并各通过一根等长的连杆与位于四个导轨几何中心的一个平台连接。平台初始状态为水平，上面通过简单机械零件连接一个电动机。电动机轴的延伸部分连着一个抛光轮。工作时，其中的几个导轨运动，通过连接杆传递运动后，使平台转过一个倾角，使抛光能沿着曲面进行。当四个导轨同时运动时，还能控制平台的上下移动，在开停机时具有积极的作用。2）平台大致呈正方形，在两两夹角为90度的四个角上，有四个球面副，分别与一根连杆连接。连杆运动时，球面副可以补偿平台与连杆间的角度变化，且范围较其他铰链连接方式要大。平台中间有圆形孔，适合电机运动输出侧前端机身部分通过，机身被固定在平台上，与平台呈垂直状态。工作
8、时，输出轴会随着平台的倾斜而产生同等大小的角度倾斜，从而达到抛曲面的效果。3）导轨是由丝杠和两条平行滑轨组成的一个整体的包围式直线导轨。丝杠穿过一个连接装置，连接装置的两边有两条平行的延伸，分别伸入直线导轨的两条平行滑轨。丝杠主要用来传递动力和承受载荷，两条平行滑轨主要是保证运动的直线性。连接装置另一侧有一个与等长连杆连接的球面副。当丝杠运动时，连接装置可以完成上下的直线运动，通过导轨与连杆之间的角度变化，传递运动给中间的平台，从而达到倾斜的目的。4研究的总体安排与进度（一）201011151231收集国内外近几年相关资料，整理和分析，完成文献综述和开题报告，准备开题答辩；（二）2011010
9、10115根据所抛对像实际情况，完成设计的整体框架；（三）201102280314完成平台机构的设计与制作；4（四）201103150331完成四个铰链滑轨机构的制作；（五）201104010414总结，绘图，撰写设计说明书；（六）201104150430设计说明书修改，定稿，答辩；参考文献1胡涛3PRS并联气囊抛光机床的设计与研究D哈尔滨工业大学200901072孙勇一种6自由度的混联运动抛光机P中国专利CN2009100449861200906243孙勇9自由度混联运动抛光机P中国专利CN2009100449880200906244JONGWONKIM,CHONGWOOPARK,WOKKW
10、ANBAE,ETALPARALLELPARALLELMECHANISMFORMULTIMACHININGTYPEMACHININGCENTERUS,006135683APOCT24,20005王彦斌五自由度混联研抛机床的运动学分析与插补控制D吉林大学200703276雷源忠我国机械工程领域研究进展与展望J中国科学基金，2009,15057张国斌多自由度抛光系统柔性抛光头姿态控制策略研究D浙江工业大学200901128BARRYEPPLER,RONALDKKERSCHNER,MARTINCSHIPLEYIMAGEBASEDINSPECTIONSYSTEMINCLUDINGPOSITIONINGC
11、OMPENSATIONFORNONPLANARTARGETSUS006628746B2PSEP3020039STEVETCHARLES,ROBERTSSTOUGHTONPARALLELMECHANISMUS6330837B1PDEC18,200110陈修龙，邓昱，赵永生五自由度并联机床虚拟样机建模与仿真J农业机械学报，2008，390111于淼，赵继，张代治，等混联虚拟轴研抛机床的多柔体动力学研究J机械科学与技术，2004，230612赵永生，郑魁敬，李秦川，等5UPS/PRPU5自由度并联机床运动学分析J机械工程学报，2004，400213张佳丽发动机叶片五坐标数控抛光机总体设计与研究D西北工业大学2007
