机械专业开题报告（精选3篇）
1、课题名称：
数控铣床及加工中心产品设计
2、选题理由
制造技术是各国经济竞争的重要支柱之一，经济的成功在很大程度上得益于先进的制造技术，而机床是机械制造技术重要的载体，它标志着一个国家的生产能力和技术水平。
机床工业是国民经济的一个重要先行部门，担负这为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，以1994年为例，全世界基础的消费额达261.7亿美元。其中美国的消费额56亿美元、中国33.6亿美元。所以，在我国国民经济建设中，机床工业起着重要的作用。然而在机械制造业中，大批大量生产时采用专用机床、组合机床、专用自动线等并配以相应的工装，这些设备的初期投资费用大、生产准备时间长，并且不适应产品的更新换代。单件小批生产时，由于产品多变而不宜采用专用机床，特别是在国防、航空、航天和深潜的部门，其零件的精度要求非常高，几何形状也日趋复杂，且改型频繁，生产周期短，这就要求迅速适应不同零件的加工。书空机床就是在这样的背景下产生和发展起来的一种新型自动化机床，它较好的解决了小批量、品种多变化、形状复杂和精度高的零件的自动化加工问题。随着计算机技术，特别是微型计算机技术的发展及其在数控机床上的应用，机床数控技术正从普通数控向计算机数控发展。一个国家数控机床的拥有量（相对值），标志着这个国家机械制造业的现代化程度。数控铣床和加工中心因其特有的加工方式及其加工范围广在数控机床中占有重大的比例，因此研究《数控铣床及加工中心产品设计》具有重大意义。
3、国内外研究现状
当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高质量、高精、高效、自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。长期以来，欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争，已形成一条无形战线，特别是随微电子、计算机技术的进步，数控机床在20世纪80年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。中国加入WTO后，正式参与世界市场激烈竞争，今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展，实是紧迫而又艰巨的任务。数控机床出现至今的50年，随科技、特别是微电子、计算机技术的进步而不断发展。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。
例如：在19世纪初时是1mm级，到20世纪初时提高到了0.01mm级。而近30年来，普通机械加工的精度已从0.01mm提高到0.005mm级，精密加工的精度已从1um级提高到0.02um级，超精密加工的精度已从0～0.01um级进入纳米级。在表面粗糙度方面，日本用萤光碳素泡沫抛光剂和细微SiO2粉末抛光工作，成功获得了小于0.0005um的表面粗糙度。过去们只注意表面粗糙度、波度和纹理等表面特征，忽视了表面之下0.38mm范围内的内部效应，即次表面效应对零件可靠性的影响。这方面尚需深入研究，采取相应措施，方能提高产品的质量和使用寿命及可靠性。
中国於1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在1958～1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用於生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国（地区）引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处於从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。
4、研究内容：
1.按图纸要求制定真确的工艺方案；
2.选择合理的刀具和切削工艺参数；
3.编写数控加工程序。
5、研究方法：
首先阅读大量相关文献资料，教材及新闻背景资料，包括机械制造的原理及方法，质量管理应用，数控机床现有技术水准，国际水平探讨方面的书籍，报刊。以了解可靠性的内容，质量管理的概况和数控机床领域的基本知识体系。然后通过调研，进一步了解企业现状及需求。接下来进行分析与设计。确定数据来源的真实准确。再进行系统设计。由于现有设备所采用的是分析设计方法，因此可以首先对原有设备进行适当的测试与调试，然后使用快速原型方法来提高加工质量，等得到企业有效的反馈信息后再可以考虑用统计分析法和棕合法进行接下去的再分析，再设计
6、进展按排：
1、准备阶段（12月15日～12月30日）。搜集有关资料，准备参考资料。
2、完成开题报告及论文大纲交老师批阅（1月1日～1月15日）。
3、依据论文大纲完成论文一稿交老师批阅（1月16日～3月10日）。
4、完成论文二稿交老师批阅（3月11日～4月10日）。
5、完成三稿（4月11日～4月30日）。
6、完成相关论文简介、答辩提纲，准备答辩阶段（5月1日～5月10日）。
7、毕业设计答辩阶段（5月中旬）。
7、主要参考资料：
1、周昌治,杨忠鉴,赵之渊,陈广凌,机械制造工艺学,重庆大学出版社出版,20xx年12月第6次印刷.
2、张丽华,马立克，数控编程与加工技术，大连理工大学出版社,20xx年7月第2版.
3、杨建明,数控加工工艺与编程,北京理工大学出版社,20xx年4月第3次印刷.
4、吕天玉,宫波,公差配合与测量技术,大连理工大学出版社，20xx年7月第3次印刷.
5、高波,机械制造基础,大连理工大学出版社,20xx年8月第1次印刷.
6、黄鹤汀,王芙蓉,金属切削机床（上册）,机械工业出版社，20xx年7月第1版第10次印刷.
1课题提出的背景与研究意义
1.1课题研究背景
在数控机床移动式加工中移动部件和静止导轨之间存在着摩擦，这种摩擦的存在增加了驱动部件的功率损耗，降低了运动精度和使用寿命，增加了运动噪声和发热，甚至可能使精密部件变形，限制了机床控制精度的提高。由于摩擦与运动速度间存在非线性关系，特别是在低速微进给情况下，这种非线性关系难以把握，可能产生所谓的尺蠖运动方式或混沌不清的极限环现象，严重破坏了对微进给、高精度、高响应能力的进给性能要求。为此，把消除或减少摩擦的不良影响，作为提高机床技术水平的努力方向之一。该课题提出的将磁悬浮技术应用到数控机床加工中，即可以做到消除移动部件与静止导轨之间存在的摩擦及其不良影响。对提高我国机床工业水平及赶上或超过国际先进水平具有重大意义，且社会应用前景广阔。
1.2课题研究的意义
机床正向高速度、高精度及高度自动化方向发展。但在高速切削和高速磨削加工场合，受摩擦磨损的影响，传统的滚动轴承的寿命一般比较短，而磁悬浮轴承可以克服这方面的不足，磁悬浮轴承具有的高速、高精度、长寿命等突出优点，将逐渐带领机电行业走向一个没有摩擦、没有损耗、没有限速的崭新境界。超高速切削是一种用比普通切削速度高得多的速度对零件进行加工的先进制造技术，它以高加工速度、高加工精度为主要特征，有非常高的生产效率，磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点，而被应用于超高速主轴系统中。
要实现高速切削，必须要解决许多关键技术，其中最主要的就是高速切削主轴系统，而选择合理的轴承型式对实现其高转速至关重要。其中，磁悬浮轴承是高速切削主轴最理想的支承型式之一。磁悬浮轴承可以满足超高速切削技术对超高速主轴提出的性能要求。但它与普通滑动或滚动轴承的本质区别在于，系统开环不稳定，需要实施主动控制，而这恰恰使得磁悬浮轴承具有动特性可控的优点磁悬浮轴承是一个复杂的机电磁一体化产品，对其精确的分析研究是一项相当困难的工作，如果用实验验证则会碰到诸如经费大、周期长等困难，在目前国内情况下不能采取国外以试验为主的研究方法，主要从理论上进行研究，利用计算机软件对磁悬浮控制系统进行仿真是一种获得磁悬浮系统有关特征简便而有效的方法。这就是本课题的研究目的和意义。
2本课题国内外的研究现状
磁悬浮轴承的应用与发展可以说是传统支承技术的革命。由于具有无机械接触和可实现主动控制两个显著的优点，主动磁悬浮轴承技术从一开始就引起了人们的重视。磁悬浮轴承的研究最早可追溯到1937年，Holmes和Beams利用交流谐振电路实现了对钢球的悬浮。
自1988年起，国际上每两年举行一届磁悬浮轴承国际会议，交流和研讨该领域的最新研究成果；1990年瑞士联邦理工学院提出了柔性转子的研究问题，同年G.Schweitzer教授提出了数字控制问题；1998年瑞士联邦理工学院的R.Vuillemin和B.Aeschlimann等人提出了无传感器磁悬浮轴承。
近十年，瑞士、美国、日本等国家研制的电磁悬浮轴承性能指标已经很高，并且已成功应用于透平机械、离心机、真空泵、机床主轴等旋转机械中，电磁悬浮轴承技术在航空航天、计算机制造、医疗卫生及电子束平版印刷等领域中也得到了广泛的应用。纵观20xx年在洛桑和托里诺召开的'第10界国际磁轴承研讨会，磁轴承主要应用研究为磁轴承在高速发动机、核高温反应堆（HTR-10GT）、人造心脏和回转仪等方面。国内在磁悬浮轴承技术方面的研究起步较晚，对磁悬浮轴承的研究起步于80年代初。
1983年上海微电机研究所采用径向被动、轴向主动的混合型磁悬浮研制了我国第一台全悬浮磁力轴承样机；1988年哈尔滨工业大学的陈易新等提出了磁力轴承结构优化设计的理论和方法，建立了主动磁力轴承机床主轴控制系统数学模型，这是首次对主动磁力轴承全悬浮机床主轴从结构到控制进行的系统研究；1998年，上海大学开发了磁力轴承控制器（600W）用于150m制氧透平膨胀机的控制；20xx年清华大学与无锡开源机床集团有限公司合作，实现了内圆磨床磁力轴承电主轴的工厂应用实验。
目前，国内清华大学、西安交通大学、国防科技大学、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学等等都在开展磁悬浮轴承方面的研究。20xx年清华大学朱润生等对主动磁悬浮轴承主轴进行磨削试验，当转速60000r/min、法向磨削力100N左右时，精度达到小于8m的水平，精磨磨削效率基本达到工业应用水平。
20xx年6月，南京航空航天大学磁悬浮应用技术研究所研制的磁悬浮干燥机的性能指标已通过江苏省技术鉴定，向工业应用迈出了可喜的一步。20xx年“济南磁悬浮工程技术研究中心”研制的磁悬浮轴承主轴设备，在济南第四机床厂做磨削试验，成功磨制出一个内圆孔工件，这是我国第一个用磁悬浮轴承主轴加工的工件。此项技术填补了国内空白。近几年来，由于微电子技术、信号处理技术和现代控制理论的发展，磁悬浮轴承的研究也取得了巨大进展。
从总体上看，磁悬浮轴承技术正向以下几个方向发展：
(1)理论分析更注重系统的转子动力学分析，更多地运用非线性理论对主动磁悬浮转子系统的平衡点和稳定性进行分析；更注重建立系统的非线性耦合模型以求得更好的性能。
(2)注重系统的整体优化设计，不断提高其可靠性和经济性，以期获得磁悬浮轴承更加广泛的应用前景。
(3)控制器的实现越来越多的采用数字控制。为达到更高的性能要求，控制器的数字化、智能化、集成化成为必然的发展趋势。由于数字控制器的灵活性，各种现代控制理论的控制算法均在磁悬浮轴承上得到尝试。
(4)发展了多种新型磁悬浮轴承如：无传感器磁悬浮轴承、无轴承电机超导磁悬浮轴承、高温磁悬浮轴承。此外，磁悬浮机床主轴在各方面也有较大的发展空间如：高洁净钢材Z钢和EP钢的引入；陶瓷滚动体，重量比钢球轻40%；润滑技术的开发，对于高速切削液的主轴，油液和油雾润滑能有效防止切削液进入主轴；保持架的开发，聚合物保持架具有重量，自润滑及低摩擦系数的特点从应用的角度看，磁悬浮轴承的潜力尚未得到的发掘，而它本身也未达到替代其它轴承的水平，设计理论，控制方法等都有待研究和解决。
3课题的研究目标与研究内容
3.1研究目标
控制器是主动控制磁悬浮轴承研究的核心，因此正确选择控制方案和控制器参数，是磁悬浮轴承能够正常工作和发挥其优良性能的前提。该课题主要研究单自由度磁悬浮系统，其结构简单，性能评判相对容易、研究周期短，并且可以扩展到多自由度磁悬浮系统的研究。针对磁悬浮主轴系统的非线性以及在控制方面的特点，该课题探索出提高系统总体性能和动态稳定性的有效控制策略。
3.2主要研究内容
（1）阐述课题的研究背景与意义，对国内外相关领域的研究状况进行综述。
（2）对磁悬浮机床主轴的动力学模型进行分析，并将其数值化、离散、解耦和降阶等，为后续研究
一、毕业设计（论文）课题来源
这次毕业设计的课题是根据自己的专业所长和自己的兴趣选定的，属于设计绘图类题目，在江祖勇老师的指导下进行，课题属于开发设计型。
二、选题的目的及意义
印刷工艺过程是借助印刷压力将涂布在印版上的油墨转移到印张上的过程。作为传递油墨和涂布油墨的着墨装置，无论对哪种印刷机都是不可缺少的重要组成部分。为了获得清晰的印品，油墨涂布要适量、均匀，没有性能良好、工作正常、结构合理的着墨装置，任何印刷机都不能印出令人满意的印品。
三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势
在早期的胶印机上不存在完整的供墨系统，由人工方式向版面提供和补充油墨，随着胶印机的不断改善，供墨系统从无到有，并发展到今天的自动化程度，成为胶印机上不可缺少的组成部分。目前的目标是在一些基本技术上取得突破，具体是：
控制方式的智能化，在高速胶印机上研发远程诊断功能。提供远程服务与工作流程，针对具体机器的故障点设计系统解决方案；
设备功能多元化，在大环境的变革下多元化、弹性化，且具有多种切换功能的包装印刷设备，才能不断满足市场的需求；
结构设计标准化、模块化，利用原有机型模块化设计，可在短时间内转换新机型； 机构运动高精度化，通过应用马达、编码器及数字控制（NC）、动力负载控制（PLC）等高精度控制器来完成，并适当做好产品延伸，朝高科技产品的方向进行研发；
无轴传动技术。用“电子齿轮”代替传统的机械齿轮，去掉传动轴，其优点在于避免由于传动轴的扭曲以及齿轮间隙对印刷机张力及套印造成的影响，可实现更高程度的同步运转，真正实现印刷机组模块化；
针对特殊应用的混合技术和通过连线生产增加附加值；为了适应上述发展，输墨机构也必须同步发展。输墨系统是技术上极其难于解决的复杂部分。
每一种胶印机的发展其主要内容是设计着墨系统，传墨系统最好能满足一下要求：在印刷纸张纵向与横向上获得高度均匀的油墨层快速的调节敏感性各个分色图像油墨层之间的分裂要小，也就是对分裂影响的低敏感性对油墨和湿润溶液的数量具有大范围的控制变量满足经济效益要求等。
四、本课题主要研究内容
1、毕业设计内容
根据印刷工艺原理及印刷机操作程序的要求，胶印机必须把油墨均匀地适量地传给印版表面，并根据需要进行离墨和着墨。为此本设计要求采用合适的机构来完成离墨动作，选择适当的着墨时间参数。
设计内容
（1）分析胶印机的着墨工作过程，选择合适的时间参数；
（2）选择合适的驱动机构；
（3）根据结构选择合理的结构参数；
（4）设计着墨详细结构；
2、主要参数
最高印刷速度：10000/小时；
最大纸张尺寸（mm）：750*520；
最小纸张尺寸（mm）：285*200。
五、完成论文的条件和拟采用的研究手段（途径）
1、通过搜索相关的中外文资料，了解着墨机构的现状及其发展趋势，撰写综述；阅读并翻译外文资料，并借助查阅相关的专业文献完成开题报告。
2、通过在自主学习并在指导老师的指点和引导下，形成自己的设计思想，确定设计方案，完成设计计算，绘制三维机构，并完成着墨机构的电子图稿。
六、本课题进度安排、各阶段预期达到的目标：
第1—5周：调研、收集资料，择写综述，阅读、翻译外文资料，对着墨机构动作分析，确定着墨、离墨时间，对结构类型进行分析，选择合适机构，并确定合适的参数时间，设计计算，完成开题报告。
第6—7周：设计结构，校核。
第8—12周：绘制三维机构。
第13周：在计算机上对所有设计机构进行修改和调整。
第14周：根据三维图绘制工程图。
第15周：编写设计说明书。
第16周：编写设计说明书，编写PowerPoint电子课件。
第17周：编写PowerPoint电子课件，总结、答辩。
七、指导教师意见
对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：
指导教师：
八、所在专业审查意见