第一篇：開題報告--普通機床數控改造的結構設計及精度分析

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普通機床數控改造的結構設計及精度分析

一、課題概述、背景及意義

工業發達國家的軍、民機械工業，在70年代末、80年代初已開始大規模應用數控機床。其本質是，采用信息技術對傳統產業（包括軍、民機械工業）進行技術改造。除在制造過程中采用數控機床、FMC、FMS外，還包括在產品開發中推行CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產管理中推行MIS（管理信息系統）、CIMS等等。以及在其生產的產品中增加信息技術，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術對國外軍、民機械工業進行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術改造傳統產業方面比發達國家約落后20年。如我國機床擁有量中，數控機床的比重（數控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已達20.8％，因此每年都有大量機電產品進口。這也就從宏觀上說明了機床數控化改造的必要性。

微觀上看，數控機床比傳統機床有以下突出的優越性，而且這些優越性均來自數控系統所包含的計算機的威力。① 可以加工出傳統機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。②可以實現加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統機床提高3～7倍。③ 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。④ 可實現多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。⑤ 擁有自動報警、自動監控、自動補償等多種自律功能，因而可實現長時間無人看管加工。由以上五條派生的好處如：降低了工人的勞動強度，節省了勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少了工裝，縮短了新產品試制周期和生產周期，可對市場需求作出快速反應等等。此外，機床數控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統）以及CIMS計算機集成制造系統）等企業信息化改造的基礎。數控技術已經成為制造業自動化的核心技術和基礎技術。

機床的數控改造，主要是對原有機床的結構進行創造性的設計，最終使機床達到比較理想的狀態。機床數控化改造有以下優點：①節省資金。機床的數控改造同購置新機床相比一般可節省60%左右的費用，大型及特殊設備尤為明顯。一般大型機床改造只需花新機床購置費的1/3。即使將原機床的結構進行徹底改造升級也只需花費購買新機床60%的費用，并可以利用現有地基。②性能穩定可靠。因原機床各基礎件經過長期時效，幾乎不會產生應力變形而影響精度。③提高生產效率。機床經數控改造后即可實現加工的自動化效率可比傳統機床提高 3至5倍。對復雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝，不僅節約了費用而且可以縮短生產準備周期。

在美國、日本和德國等發達國家，它們的機床改造作為新的經濟增長行業，生意盎然，正處在黃金時代。由于機床以及技術的不斷進步，機床改造是個“永恒”的課題。我國的機床改造業，也從老的行業進入到以數控技術為主的新的行業。在美國、日本、德國，用數控技術改造機床和生產線具有廣闊的市場，已形成了機床和生產線數控改造的新的行業。

目前機床數控化改造的市場在我國還有很大的發展空間，現在我國機床數控化率不到3％。我國大量的普通機床應用于生產第一線，用普通機床加工出來的產品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業的產品、市場、效益，影響企業的生存和發展，數控機床則綜合了數控技術、微電子技術、自動檢測技術等先進技術，最適宜加工小批量、高精度、形狀復雜、生產周期要求短的零件。當變更加工對象時只需要換零件加工程序，無需對機床作任何調整，因此能很好地滿足產品頻繁變化的加工要求，所以必須大力提高機床的數控化率。數控機床的發展，一方面是全功能、高性能；另一方面是簡單實用的經濟型數控機床，具有自動加工的基本功能，操 1

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作維修方便。經濟型數控系統通常用的是開環步進控制系統，功率步進電機為驅動元件，無檢測反饋機構，系統的定位精度一般可達±0.01，已能滿足加工零件的精度要求。這幾年，國家加大了對這類機床的改造力度，國防科工委更是推行了萬臺機床數控化計劃，車床、銑床的數控化改造需求量很大。本課題以普通車床的數控改造為例，研究機床數控改造的方法，包括其結構的改造設計，機床改造后性能與精度的分析以及控制精度的措施等，普通車床應用微機控制系統進行改造數控改造后，可以提高工藝水平和產品質量，減輕操作者的勞動強度。基于上述分析，本課題的研究具有較高的現實意義。

二、主要研究內容

1.普通車床數控改造方案的確定，進行總體設計。

2.對普通車床數控改造進行結構設計與計算，包括主軸進給系統設計、機床縱、橫進給伺服系統的設計等。

3.對改造后的經濟型數控車床伺服進給系統建立控制原理模型。

4.根據進給系統的控制原理模型，對影響伺服系統系統的因素進行分析。

5.對影響伺服傳動精度的因素齒輪傳動精度、滾珠絲杠副傳動精度等進行深入研究，并提出相應的改進方法。

6.對影響伺服元件伺服精度的因素步進電機步矩角精度等進行深入研究，并提出相應的改進方法。

三、擬解決的關鍵問題

1.普通車床數控改造進給伺服系統機械部分的設計與計算。2.對經濟型數控車床伺服進給系統建立控制原理模型。

3.根據進給系統的控制模型，分析系統的誤差來源及影響系統精度的因素。4.設計步進電機細分驅動電路，提高伺服進給系統的控制精度。

四、擬解決方案及關鍵技術

1.普通車床數控改造進給伺服系統機械部分的設計與計算內容包括：確定系統的負載，運動部件慣量計算，步進電機的選擇，滾珠絲杠副的選擇和計算、滾珠絲杠副的剛度驗算等。

2.對改造后的經濟型數控車床伺服進給系統建立控制原理模型。3.根據伺服進給系統控制原理模型，分別對伺服驅動元件的伺服精度、伺服機械傳動元件傳動精度進行分析，分析影響經濟型數控車床定位精度主要因素。

4.在伺服進給系統控制電路中加入步進電機細分驅動設計，改善步矩角特性，提高經濟型數控車床的定位精度。

五、創新點

1.運用機電一體化系統設計思路與方法進行普通車床數控改造的結構設計，在設計上達到有高的靜動態剛度；運動副之間的摩擦系數小，傳動無間隙；便于操作和維修。

2.從經濟型數控車床的控制原理模型分析影響整個系統精度的關鍵因素，分析影響機床機床定位精度的各項誤差來源，提出相應的改進方法并應用于機床結構設計中。

3.運用步進電機細分驅動技術，設計基于單片機控制的步進電機的細分驅動電路，減小步進電機的步距角及機床的脈沖當量，提高經濟型數控車床的加工精度，改善電機運行的平穩性，減小噪聲，增加控制的靈活性。

六、課題預計目標

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1.普通車床數控改造的方案的研究，進行總體設計。

2.對經濟型數控車床的伺服進給系統建立控制原理模型，并根據進給系統的控制原理模型，對影響系統精度的關鍵因素進行分析。

3.研究提高機械傳動部件的傳動精度與剛度的方法，對普通車床數控改造進行結構設計，改善伺服進給系統的伺服特性。

4.設計一種基于單片機控制的步進電機的細分驅動電路，提高伺服進給系統的分辨率。

七、課題研究進展計劃

預計本課題研究進展主要分以下幾個階段：

1.2007年11月～2007年12月 查看文獻資料并撰寫開題報告

2.2007年12月～2008年03月 收集相關方面的資料，以普通車床數控改造為例進

行總體設計

3.2008年03月～2008年04月 學習機床伺服進給系統的設計等方面知識

4.2008年04月～2008年07月 進行結構設計，繪制普通車床數控改造縱、橫向進給系統裝配圖

5.2008年07月～2008年08月 學習機床控制精度等方面知識 6.2008年08月～2008年09月 對機床進行精度分析

7.2008年09月～2008年10月 研究提高機床控制精度的措施 8.2008年11月～2008年12月 完成畢業論文 9.2008年12月 畢業答辯

參 考 文 獻

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第二篇：結構設計開題報告

結構設計開題報告

結構設計開題報告1

1.設計(或研究)的依據與意義：

本工程為某城區辦公樓采用多層框架結構，為永久性建筑。該樓總建筑面積為8000㎡，擬建位置另行給定,抗震設防烈度為8度。

根據城市城市規劃.建筑規模和要求以及現有的氣象條件(氣溫.相對濕度.主導風向.基本雪壓).工程場地地質條件.及材料供應和施工條件進行設計。西城區辦公樓由主樓和會議中心兩部分組成，主體結構為7層，內外裝修均為一般裝修。

相關設計依據：

(1).《建筑地基設計規范》 gb50007-xx

(2).《混凝土結構設計規范》 gb500010-xx

(3).《建筑結構荷載規范》 gb50009-xx

(4)、《建筑抗震設計規范》 gb500011-xx

(5).《砌體結構設計規范》 gb50003-xx

(6).《房屋建筑制圖統一標準》 cb/t50001-xx

(7).《建筑結構制圖標準》、gb/t50105-xx

(8).《建筑設計防火規范》 gb50045-1995

(9).有關標準圖集、相關教科書和及相關規定。

意義：

近年來框架結構在世界各地又有了很大的發展，許多城市普遍興建了包括商場、住宅、旅館、辦公樓和多功能建筑等各種類型的框架建筑。土木工程專業學生畢業后參加或從事框架結構設計已成為必須面對的現實之一。

通過畢業設計對大學期間所學的知識做一個系統的總結和應用，通過自己對在熟悉任務書的基礎上參觀、比較同類建筑，查閱、搜集有關設計資料使我的所學的知識得以綜合的應用，提高綜合知識的應用能力，對所學過的知識得以系統的深化。并培養我獨立解決建筑設計、結構設計的內容和步驟，及掌握建筑施工圖結構施工圖繪制的方法，為今后工作打下良好的基礎。

同時畢業設計是學生在畢業前半年的最后學習和綜合訓練的實踐性學習環節，是學習深化、拓寬、綜合教學的重要過程;是學生學習、研究與實踐成果的全面總結;是學生綜合素質與實踐能力培養效果的全面檢驗;是學生畢業及學位資格認定的重要依據;也是衡量高等教育質量和辦學效益的重要評價內容。所以我們每一個畢業生都應該認真的努力完成自己的畢業設計，使自己成為社會需要的人才。

2.國內外同類設計(或同類研究)的概況綜述

框架結構是由梁柱桿系構成，能夠承受豎向和水平荷載作用的承重結構體系。一般設計成雙向梁柱抗側力體系，主體結構均宜采用剛接模式。抗震設計時，為協調變形和合理分配內力，框架結構不宜設計成單跨結構。

豎向荷載作用下，框架結構以梁受彎為主要受力特點，梁端彎矩和跨中彎矩成為梁結構的控制內力。水平荷載作用下，框架柱承擔水平剪力和柱端彎矩，并由此產生水平側移，在梁柱節點處，由于協調變形使梁端產生彎矩和剪力，因此產生于柱上下端截面的軸力、彎矩和剪力是柱的控制內力。

隨著經濟的發展，生活水平的提高，人們對建筑產品也提出了更高的要求，不僅要安全、經濟，還要實用、美觀。政府辦公樓作為公共建筑，在適應時代需求的同時，不僅有與其他公共建筑的共性，也有自己獨特的特點。其總體特征有以下幾個方面：

(1).現代政府辦公樓(特別是城市辦公樓)一般為高層超高層建筑，少數低級行政單位為多層。這主要是因為隨著經濟的發展和城市化進程的加快，大量人口持續不斷的擁向城市，致使城市規模不斷擴大，需要更多的政府機關、單位和工作人員來管理和協調轄區內的各種關系，因此，政府辦公樓必須為各級行政工作人員提供足夠的辦公空間，而現在高層建筑的大量涌現，建筑技術的日臻成熟，因其能提供大量的建筑空間，因而成為多數政府辦公建筑的首選。

(2).主體大都采用框架結構，或框架剪力墻結構，以滿足現代辦公建筑的布置靈活、大開間、大進深要求。材料上多用鋼筋混凝土，局部采用鋼結構，以滿足承受自重、活荷載以及辦公用具荷載，并保證具有足夠的強度和穩定性要求。

(3).為減輕結構自重，現代框架結構內部填充墻多采用加氣砼砌塊，外墻多采用非承重黏土空心磚。

(4).政府辦公建筑面積較大，使用人員眾多，流動性大，一般布置為內廊式，豎向上則布置多部電梯、樓梯。

(5).政府辦公建筑作為特殊的公共建筑，作用也因使用單位的不同而各異，因此在設計時還應充分考慮便于各部門施政的要求。

(6).政府辦公樓中有一些特殊用途的房間，如會議室，新聞發布廳等，由于其建筑面積很大，且內部要求空曠，不能布置柱，因此在結構設計中是難點，需要特別重視，重點考慮。

(7).辦公環境的好壞會影響辦公效率的高低，因此現代政府辦公建筑應充分考慮保溫隔熱消音通風等要求，采用新型無毒裝飾材料，減少對辦公人員的影響。會議室、新聞發布廳等特殊用途房間還應專門設計，滿足其特殊要求。

(8).隨著現在能源的日益緊缺，建筑作為能源消耗大戶，也應充分考慮環保要求。現代政府辦公建筑中多采用新型、環保技術和材料，以減少對能源的消耗，最大限度的節約能源。

(9).政府辦公樓作為公共建筑，必須考慮對交通運輸的要求，保證周邊道路的通暢。

(10).在保安監控、清潔衛生方面，應設置專人專管，以利于工作的開展和責任的落實。

3.課題設計(或研究)的內容

本工程根據設計任務書設計一辦公樓，根據地質情況及各種荷載情況設計建筑物的基礎，根據荷載和建筑布局設計建筑物主體各層結構，設計梁柱的尺寸及配筋、板厚及配筋，根據氣象條件設計建筑物的地下防水防潮、屋面的防水、保溫與隔熱，使其達到實用、安全、經濟、美觀的要求。

(1).建筑方案設計

繪出主要平面，立面，剖面圖，標明尺寸(一張1號圖紙)，比例1：200。

(2).建筑施工圖設計

1).平面圖：底層平面，標準層平面，頂層平面，比例1：100;

2).立面圖：主立面，背立面，側立面，比例1：100;

3).剖面圖：主要剖面(1：100)，樓梯剖面(1：50);

4).詳圖：需要詳細說明的節點，比例1：10或1：20;

5).總平面圖(1：500)，門窗表，建筑設計說明。

(3).結構施工圖

1).基礎平面圖和基礎詳圖，比例1：100;

2).樓面，屋面結構平面圖及節點詳圖，比例1：100;

3).框架梁柱配筋圖節點詳圖，比例1：50;

4).部分結構構件詳圖，比例1：20或1：10;

4.設計(或研究)方法

采用框架結構近似計算法，求豎向荷載作用下的內力用彎矩分配法;求水平荷載作用下的內力時，有d值法等。求水平地震作用的時候采用底部剪力法;

結合所學過的知識、通過查閱參考資料初步設計，再交指導老師審查，審查通過后，利用autocad 、和手工完成繪圖，利用excel、word等完成設計說明書及其他內容的編寫。

結構部分計算的大概步驟：

1).初估梁柱截面尺寸2).荷載計算

3).水平地震作用的側移驗算4).風荷載作用下的側移驗算

5).水平地震作用下橫向框架的內力計算6).豎向荷載作用下框架的內力計算

7).框架梁柱配筋8).板的配筋計算

9).樓梯配筋10).基礎的設計及配筋計算

5.實施計劃

設計內容所用時間

1.英文資料翻譯1周

2.開題報告、建筑方案 2周

3.各種結構的確定、繪圖、編制設計說明書7周

4.修改、整理 1周

5.檢查、準備、答辯1周

結構設計開題報告2

引言

溢洪道作為水庫建筑體系的重要部分之一，可以有效保證汛期內水庫建筑及其周遭設施的安全。對于中小型水庫工程而言，如果工程施工過程中質量不符合設計要求，未把溢洪道作為主要建筑體加以重視，導致建成的溢洪道不具備承受高速水流沖擊的能力，再加上日常管理養護工作不到位，以致汛期到來時臨時調度無法高效運行等等，都會導致溢洪道面臨水毀事故。除此之外在設計方面，因中小型水庫的溢洪道在設計階段標準要求不夠高，再加上消能設施完善度不夠或者根本沒有配置，也極易導致水毀事故。中小型水庫溢洪道設計方案科學性與合理性不僅關系到后期整個水庫建筑結構的安全性，更關系到工程項目建設的成本控制、造價管理工作質量高低。因此相關的設計單位與設計工程師在進行中小型水庫工程的設計工作時，應當提高對于溢洪道結構合理性的重視程度。

一、中小型水庫溢洪道方案確定可能面臨的問題

（一）中小型水庫由于工程項目建設資金有限，出于工程造價方面的考慮，在進行水庫溢洪道的設計時，所參考的地區汛期洪水相關數據常常偏小，根據的標準也不夠高，如此一業，所設計出的溢洪道結構以及框架就會不甚合理，尺寸上面會有所偏差，再加上水庫運營過程中溢洪道周圍巖體長期的風化坍落，往往導致本身泄流能力有限的溢洪道功能能揮更受到限制，進面造成汛期泄洪的巨大安全壓力。

（二）在中小型水庫工程的建設過程中，溢洪道的位置設置方面往往面臨不合理不科學的狀況。比如溢洪道的進出口部分在設計方案中與水庫壩體的距離太小，溢洪道和壩肩只隔著一層非常單薄山脊結構，再加上溢洪道進口部分如緊又缺乏有效的護砌措施，在汛期需要泄洪的時候，如果沖蝕現象發生，那么壩肩、壩體的安全將直接受到威脅；另外如果設計方案中的溢洪道陡槽末端和水庫壩底緊密相貼，當面臨橫向水流的沖擊時，壩腳安全根本無法受到保障，水庫主壩的安全性將十分堪憂。

（三）在中小型水庫工程的建設過程中，進行溢洪道平面彎道的設計時，如果方案彎道的半徑太大或者變度變化過于劇烈，汛期洪水泄流將面臨非常大的麻煩。以溢洪道陡坡段為例，若有彎道設置，那么彎道本身水流狀態以及流勢變化特點會導致水道兩邊出現水面差，而且凹岸水面明顯過高，到水流下游與平直段進行對接時就會形成比較大的折沖水流，直接影響到水庫的泄流水平以及消能作用。此外，如果溢洪道無論哪個部分的彎度變化過于劇烈，都會導致壅水情況的發生，嚴重沖擊砌護結構的，進而影響到溢洪道結構本身的安全性。

（四）在中小型水庫工程的建設過程中，相關部門與工作人員在進行溢洪道平面結構布置和縱橫剖面設計時可能面臨到的問題以陡坡的幅度大于降過區。在實踐中，因一些溢洪道需設置于非巖性山體之上，在道底沒有做充分的反濾襯砌結構的情況下，汛期溢洪道滲水之后，山體極易出現滑坡現象，溢洪道的結構穩定性非常差；另外在進行溢洪道橫斷面設計時，部分工程施工人員對山體開挖坡度控制不到位，導致一些區段坡度過大，在襯砌結構厚度不足的情況下，根本無法溢洪道結構的穩定性要求，同時也易導致水體坍方；溢洪道平面設計時如果存在水庫上下游斷面連接不順暢就極易影響到水庫的.排水泄洪能力；還有如果溢洪道與河道對接的部分結構設計不合理，甚至出現末端遠遠高于河床高度，最終會影響到整個水庫建筑結構的質量。

二、中小型水庫溢洪道結構設計過程中需要注意的設計技巧

在中小型水庫的設計也建設過程中，溢洪道部分的設計布局應當做到最大程度與建設地的地理特點相結合，在保證工程結構穩定性與安全性的前提下，節約資金，控制工程造價。如果水庫主壩周圍有天然山體，可其上直接設置溢洪道結構；如果水庫主壩入口過窄，無法從正面布設溢洪道，那就需要考慮側槽式布局方案。在設計實踐中，溢洪道規劃的最高原則是結構線路短、彎道盡量少出現或不出現、結構基礎穩定性強、泄洪口遠離水庫主壩體。

（一）溢洪道水流入口段的設計技巧

在進行溢洪道水流入口段的設計時，設計人員最好水流入口設計為喇叭狀，這樣可以最大程度保證水流進入的平緩順暢；而且為了減少能量損耗，入口段長度最好不要太長；在進行設計時，如果由于建設地點地理特點的限制不可避免需要加設彎道，那么首先必須最大程度保證彎道段的平緩度，同時還應注意彎道段與水流下部分的銜接部分以及水流出口部分要與壩腳保持遠離，防止溢洪道運營過程中水對于壩腳的沖刷度過大。最后，溢洪道水流入口段的截面最好選用梯形或者矩形，如果水庫水流速度的話，無需對水道加以砌護；但是壩端以及主建筑物附近、彎道兩邊的凹岸部分均應加調砌護結構，以保證溢洪道的穩定與安全性。

（二）溢洪道水流控制段的設計技巧

在進行溢洪道水流控制段的設計時，設計人員應當使入口處的水流與控制段的建筑物呈垂直狀態，以保證泄流的均勻程度；在建設地段地理條件的基礎上，按照水庫泄流量的要求進行寬頂堰抑或實用斷面堰的設置，其寬度依照單位寬度水流流量進行確定。一般來說，硬度較大的巖基的單位寬度水流量為；而非巖基的單位寬度輸水量為。除了應在水流入口道加設引流段，還應保證控制段的堰頂寬度保持在范圍內；同時為了保證水流的平緩順暢，設計人員在設計時還應將控制段堰口與水流上游的入口引流段之間以水流漸變段相連，收縮角度最好在左右。如果本段的堰體寬度比較大，需要在堰體橫向上加設沉陷區與溫度縫區，兩者中間的距離以為宜。

（三）溢洪道的急流段的設計技巧

在進行溢洪道水流急流段的設計時，設計人員最好選擇直線結構進行布局，還要最大程度避免彎道以及扭坡的出現，防止因水流狀態的急劇變化而導致負壓的產生；進行該部分縱斷面的設計時必須從當地實際地質特點出發，廣泛結合緩坡、多級跳躍、急流陡坡等多種坡段形態，做到因地制宜；鑒于該段水流的速度很快，設計人員應當考慮將此段布設在硬度大而沖刷的巖基部分，因為置于新鮮巖基結構上的急流水段無需額外加以砌護；當然如果不具備此條件，那就必須把非巖基地段加設砌襯結構，其厚度可按照該段的地理數據以及急流段的水流速度進行確定。

三、結束語

近年來，我國社會經濟發展水平進一步提高，各項產業結構都經過了深刻的調整階段，特別是對于第一產業農業而言，其結構調整更是引人矚目。在此過程中，中小型水庫工程的實用功能也隨之出現了較大幅度的調整，多數中小型水庫均由傳統上單純服務農業灌溉，轉向了城鄉供水的功能性轉變，同時又擔負了中小河流防洪防汛的重任，甚至有些地區的水庫通過對水庫溢洪道水流入口段高程的調整，不斷增加水庫的容量以及泄洪能力。所以在實踐中，中小型水庫工程的溢洪道部分更應當引起建設部門以及設計單位的切實關注。在進行工程加固以及結構改造過程中，對于溢洪道的布局進行合理設計與調整，最大程度上保證水庫汛期運行的安全性與可靠性。

參考文獻：

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結構設計開題報告3

一、本課題研究考察內容：

首先，在建筑設計方面：

1、要先對建筑外觀、建筑面積、建筑高度、層高和室內凈高進行設計；

2、然后對局部進行設計，如地下室墻身、樓地面、頂棚、屋面、樓面、坡面及樓梯位置，消防要求等進行設計。各部分都要按照規范要求進行設計。

3、最后要明確框架結構的抗震級數，采用規則結構以利于房子抗震，按照統一柱面、統一層高的原則，確定柱網尺寸，確定材料及截面尺寸，以及基礎的選定。

其次，在體系的選擇方面：

1、由于在發生地震時，框架柱首當其沖，一旦出現塑性鉸，將危及該柱距范圍內的上層建筑，并可能引起相鄰柱距范圍的上層建筑連續倒塌，所以框架結構不宜采用單跨形式；且縱橫兩個方向的水平地震作用都由抗側力構件承擔，結構應設計成雙向框架體系；

2、框架結構的柱與梁宜上下左右貫通，不宜采用復式框架；以及磚混框―剪結構。

3、在填充墻的布置方面：宜采用輕質材料，且應避免形成上、下層剛度變化過大；避免形成短柱；減少因抗側剛度偏心所造成的扭轉。

再次，在結構設計方面：

1、根據不同的設計要求選取不同的荷載代表值來進行承載力計算。

2、進行變形驗算。

3、進行橫向水平與縱向水平地震的作用計算。

最后，我們還要進行“三水準、兩階段”設計方法進行抗震設計：

1、做好“強柱弱梁”的設計

由于框架柱受軸向壓力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出現塑性鉸，就會產生較大的層間位移，甚至形成同層各柱上下端同時出現塑性鉸的“柱鉸結構”，從而危及結構承受垂直荷載的能力。框架柱在壓力、彎矩、剪力的共同作用下，縱筋按正截面抗彎承載力設計，箍筋按斜截面抗剪承載力設計，此外為了使柱具有一定的延性，要控制柱的軸壓比。

2、做好“強剪弱彎”的設計

框架梁的截面設計包括正截面抗彎承載力設計和斜截面抗剪承載力設計，然后再根據構造要求統一調整和布置縱向鋼筋和箍筋。

為了防止梁端，柱端在彎曲屈服前出現脆性剪切破壞，在設計中要求做到“強剪弱彎”亦即構件的受剪承載力要大于構件彎曲時實際達到的剪力。

3、做好“強節點弱構件”的設計，還要對節點進行抗震結構設計要求框架節點核心區不先于梁柱破壞。

完成具有一定復雜程度的建筑物的建筑設計、結構設計和施工組織設計。

二、本課題需完成內容：

（一）建筑設計內容

1、方案設計

2、詳細設計

3、施工圖繪制

（二）結構設計內容

1、結構方案及結構布置

2、樣板構件選型

3、框架內力計算

4、梁柱配筋及基礎設計

5、繪制結構施工圖

6、整理計算書

（三）施工組織設計

1、確定主要分部分項工程施工方案

2、主導工程施工設計

3、單位工程施工進度計劃設計

4、施工平面圖設計

5、整理設計說明書

三、本課題研究考察方案：

1、文獻收集。

廣泛收集與辦公樓有關的建筑設計、結構設計和施工組織設計資料。

2、畢業實習。

通過對現場直觀觀察，對實際工程中各處的工程施工與管理情況有了一定的感性認識。在這一過程中，學到了一些設計時應該掌握的一些工程細節，以及理論跟實際工程的聯系，更好的指導設計。

3、教師分階段講課。

建筑、結構和施工三個環節的指導老師，結合學生的進度分階段講課，并對相關問題展開討論。

4、結構設計是整個設計中工作量最大，時間最長的一個環節，為了加深和鞏固學生對自己出知識和基本技能的掌握程度，結構計算以手算為主，電算為輔的方法，施工圖繪制要求既有手工繪制又有計算機繪制。

四、研究考察目標、工作進度：

通過綜合運用所學的理論知識和技能，解決中學教學樓的建筑設計、結構設計和施工監理方面的實際問題，從而對一般框架類型的房子的設計和施工有比較全面的了解，對建筑設計、結構設計和施工之間必須相互密切配合的內在聯系有較深刻的認識，為今后獨立從事土建設計和施工打下基礎。每一位同學都要在熟悉設計任務書的基礎上，類比同類建筑物，根據已給出的示意方案，結合南昌市的自然條件，施工單位的施工技術水平，材料供應情況，進行建筑設計、結構設計的計算以及單位工程的施工監理，并繪制出主要的建筑、結構施工圖。

1、建筑部分

完成下列建筑施工圖繪制：

（1）總平面設計，施工總說明，門窗表。

（2）平面圖：底層、樣板層，屋頂平面圖。

（3）立面圖：1～2個。

（4）剖面圖：1～2個。

（5）根據需要完成3—5個典型節點詳圖。

建筑部分圖量不少于2號圖紙6張，原則上不多于2號圖紙10張，其中1張手繪（至少包括一個主要建筑平面圖）。施工圖中均應有施工說明。

2、結構部分

本設計按平面整體表示方法規定（03G101）繪制施工圖，計算軸線梁柱配筋按手算結果確定，其余梁柱配筋根據軟件計算結果確定，注意適當歸并。圖紙內容應包括如下基本內容：

（1）結構施工總說明；

（2）基礎平面布置及配筋圖；

（3）底層柱平面整體配筋圖（截面注解方式）；

（4）底層、樣板層和頂層的梁整體配筋圖（平面注解方式）；

（5）手算層的板整體配筋圖（平面注解方式）；

（6）一榀框架立體配筋圖（非平法表示）；

（7）手繪一張樓梯結構平面布置圖、配筋圖（非平法表示）；

（8）其它詳圖。

結構施工圖不少于2號圖紙8張，原則上不多于2號圖紙12張，各張施工圖中均應有施工說明。施工圖中均應有施工說明。

本人東南大學結構工程專業研究考察生畢業，現在設計院從事設計工作，長期代做土木工程專業畢業設計，按照任務書的要求，按照老師的要求通過率百分百，20xx~20xx我們團隊取得了很好的成績，覆蓋大部分省市的院校。（框架結構、框剪結構、剪力墻結構、砌體結構、鋼結構為主）主要包括建筑設計（建筑圖）、結構設計（結構施工圖、手算計算書、PKPM模型等）、施工組織設計，另外長期代做本科生課程設計（樓蓋、廠房等），質量保證、價格面議，聯系方式：1085287324包過，輔導答辯，提供答辯主要資料。（老字號）（山寨小號同行勿模仿）（請自重）（非誠勿擾）（某些山寨同行通過制作網站、網店來進行糊弄學生的行為我們不予以揭穿）

五、工作進度：

1、建筑設計進度計劃

第5—6周：建筑方案及建筑施工圖

2、結構設計進度計劃

第7周：結構選型與布置及布置圖的繪制

第8周：計算簡圖及荷載計算

第9周—第10周上半周：框架內力計算及內力組合上機計算

第10周下半周—第11周上半周：框架梁、柱截面設計，上機計算

第11周下半周：現澆樓面板設計、上機計算

第12周上半周：樓梯結構設計計算、上機計算

第12周下半周：基礎設計、上機計算

第13—14周：繪施工圖、整理前述工作的計算書

第15周評閱、答辯，評定成績

第三篇：包一機機床數控改造報告

CK7820斜導軌車床改造報告

一、概述

內蒙古第一機械制造公司包頭機器廠的CK7820斜導軌車床是寧夏長城機床廠1994年所生產，機床規格 ：X軸行程300mm，Z軸行程為1000mm，最大加工直徑為：軸類200mm，盤類560mm，數控系統配置西門子880系統。由于電器系統的使用年限有限，電氣部分的故障率較多，而隨著科技的發展，該機床所采用的西門子電機，伺服驅動及數控系統已經停產多年，機床維修的備件難求，而且成本很高，所以機床的維修非常困難，使得機床的使用效率很低，機床的精度不能滿足工廠的生產要求。

二、改造過程

2008年9月，華中數控根據雙方簽定的技術協議要求對CK7820進行了數控化改造，主要有：

1、原機床使用年限較長，電纜線的老化比較嚴重，所以我們更換了所有的電纜，并全部選用國內做好的電纜廠家的電纜線。

2、保留原機床的液壓，潤滑，冷卻，尾座，卡盤系統，但對電器部分的控制回路全部重新設計，并設計PLC的控制。

3、為了減少機床以后出現故障的機率，我們更換了所有電磁閥的閥頭及電纜連線。

4、將原來西門子880數控系統更換為華中數控世紀星HNC-21TD數控系統；

5、保留原機床操作吊掛，重新設計制做一塊面板，把世紀星數控系統嵌在上面，并設置了方便維修的翻轉合頁。使得以后維修人員在進行維修時更加的方便，減少很多麻煩。

6、更換原伺服驅動系統為HSV-18D數字式交流伺服驅動系統，該系統較為先進，而且相對進口的系統，不僅成本較低，以后維修是的備件費用也很低。

7、機床改造完成后對機床進行整體的噴漆，噴漆的顏色參照原機床的油漆顏色。

三、改造效果

10月中旬，完成機床改造并進行試車加工，全部滿足改造后的技術要求。改造后，機床煥發了新的活力，提高了工作效率。相對機床改造前使用的數控系統增加了很多功能，系統人機界面顯示全部為中文漢字顯示，方便了機床操作人員的工作和學習，同時機床的各種報警全為中文顯示，直觀明了，通俗易懂，對維修人員來說更加的方便查找故障的原因，提高了維修的時間和效率。

第四篇：建筑結構設計開題報告

建筑結構設計開題報告

建筑結構設計開題報告1

設計(論文)題目：

玉都華庭施工組織設計

選題依據：

1、國內外有關的研究動態

施工工組織設計作為指導施工全過程各項活動的技術經濟的綱領性文件，是施工技術與施工項目管理有機結合的產物，它是工程開工后施工活動能有序、高效、科學合理地進行的保證。

60年代我們的施工組織措施采用的蘇聯的管理模式，隨著我國的經濟的增長，我們建筑業的發展，我們的施工項目管理也不斷的更科學，70到80年代施工組織設計在我國全面的推廣，經過我們不斷的實踐、探索、研究，使之我們現在的施工組織更科學更協調，經濟上更合理建筑施工組織設計必須擴大深度和范圍，對設計圖紙的合理性和經濟性做出評估，實現設計和施工技術的一體化。施工企業要建立施工組織設計總結與工法制度，擴大技術積累，加快技術轉化，使新的技術成果在施工組織設計中得到應用。

現階段國內外施工組織學科的發展特點是廣泛利用數學方法、網絡技術和計算技術等定量性方法，對整個工程的施工進行工期、成本、質量的控制，以達到工期短、質量好和成本低的目標。

目前已是知識經濟時代，信息技術在工程項目中已起到越來越大的作用，建筑施工企業應大力發展與運用信息技術，重視高新技術的移植和利用，拓寬智力資源的傳播渠道，全面改進傳統的編制方法，使信息在生產力諸要素中起到核心的作用，逐步實現施工信息自動化、施工作業機器化、施工技術模塊化和系統化，以產生更大的經濟效益，增強建筑施工企業的競爭力，從而使企業能在日益激烈的競爭中獲得更好的生存環境。

2、理論及實際意義

在此工程設計中，施工組織設計的意義體現在：它是指導施工全過程各項活動的技術經濟的綱領性文件;它是該工程開工前后施工活動能有序、高效、科學合理地進行的保證;它體現了施工企業管理水平，施工技術水平，機械設備裝備能力。

3、完成研究內容的技術路線或研究方法

首先熟悉工程概況以及周圍的各種環境，然后根據場地的大小和出入路線合理布置場地的臨時設施和倉庫的位置，由著方便、安全的原則合理布置平面。根據施工隊伍以及人員配置和施工方案編制合適的施工進度，對各個分部分項工程進行安全、質量、進度、成本進行動態控制，保持工程有序、穩定的實施。

建筑結構設計開題報告2

1、課題名稱：

鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發

2、項目研究背景：

所要編寫的結構程序是混凝土的框架結構的設計，建筑指各種房屋及其附屬的構筑物。建筑結構是在建筑中，由若干構件，即組成結構的單元如梁、板、柱等，連接而構成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。

編寫算例使用建設部最新出臺的《混凝土結構設計規范》gb50010-xx,該規范與原混凝土結構設計規范gbj10-89相比，新增內容約占15%，有重大修訂的內容約占35%，保持和基本保持原規范內容的部分約占50%，規范全面總結了原規范發布實施以來的實踐經驗，借鑒了國外先進標準技術。

3、項目研究意義：

建筑中，結構是為建筑物提供安全可靠、經久耐用、節能節材、滿足建筑功能的一個重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業化水平密切相關，對發展新技術。新材料，提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。

由于結構計算牽扯的數學公式較多，并且所涉及的規范和標準很零碎。并且計算量非常之大，近年來，隨著經濟進一步發展，城市人口集中、用地緊張以及商業競爭的激烈化，更加劇了房屋設計的復雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上，都客觀的需要計算機程序的輔助設計。這樣，結構軟件開發就顯得尤為重要。

一棟建筑的結構設計是否合理，主要取決于結構體系、結構布置、構件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構構造是否合理。這些問題已經正確解決，結構計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設計工作了，因此原來在學校使用的手算方法，將被運用到具體的程序代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學的結構知識來設計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實現。

4、文獻研究概況

在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的，做框架結構設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯，計算機也是如此的。

建筑結構設計開題報告3

一、本課題研究考察內容：

首先，在建筑設計方面：

1、要先對建筑外觀、建筑面積、建筑高度、層高和室內凈高進行設計；

2、然后對局部進行設計，如地下室墻身、樓地面、頂棚、屋面、樓面、坡面及樓梯位置，消防要求等進行設計。各部分都要按照規范要求進行設計。

3、最后要明確框架結構的抗震級數，采用規則結構以利于房子抗震，按照統一柱面、統一層高的`原則，確定柱網尺寸，確定材料及截面尺寸，以及基礎的選定。

其次，在體系的選擇方面：

1、由于在發生地震時，框架柱首當其沖，一旦出現塑性鉸，將危及該柱距范圍內的上層建筑，并可能引起相鄰柱距范圍的上層建筑連續倒塌，所以框架結構不宜采用單跨形式；且縱橫兩個方向的水平地震作用都由抗側力構件承擔，結構應設計成雙向框架體系；

2、框架結構的柱與梁宜上下左右貫通，不宜采用復式框架；以及磚混框―剪結構。

3、在填充墻的布置方面：宜采用輕質材料，且應避免形成上、下層剛度變化過大；避免形成短柱；減少因抗側剛度偏心所造成的扭轉。

再次，在結構設計方面：

1、根據不同的設計要求選取不同的荷載代表值來進行承載力計算。

2、進行變形驗算。

3、進行橫向水平與縱向水平地震的作用計算。

最后，我們還要進行“三水準、兩階段”設計方法進行抗震設計：

1、做好“強柱弱梁”的設計

由于框架柱受軸向壓力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出現塑性鉸，就會產生較大的層間位移，甚至形成同層各柱上下端同時出現塑性鉸的“柱鉸結構”，從而危及結構承受垂直荷載的能力。框架柱在壓力、彎矩、剪力的共同作用下，縱筋按正截面抗彎承載力設計，箍筋按斜截面抗剪承載力設計，此外為了使柱具有一定的延性，要控制柱的軸壓比。

2、做好“強剪弱彎”的設計

框架梁的截面設計包括正截面抗彎承載力設計和斜截面抗剪承載力設計，然后再根據構造要求統一調整和布置縱向鋼筋和箍筋。

為了防止梁端，柱端在彎曲屈服前出現脆性剪切破壞，在設計中要求做到“強剪弱彎”亦即構件的受剪承載力要大于構件彎曲時實際達到的剪力。

3、做好“強節點弱構件”的設計，還要對節點進行抗震結構設計要求框架節點核心區不先于梁柱破壞。

完成具有一定復雜程度的建筑物的建筑設計、結構設計和施工組織設計。

二、本課題需完成內容：

（一）建筑設計內容

1、方案設計

2、詳細設計

3、施工圖繪制

（二）結構設計內容

1、結構方案及結構布置

2、樣板構件選型

3、框架內力計算

4、梁柱配筋及基礎設計

5、繪制結構施工圖

6、整理計算書

（三）施工組織設計

1、確定主要分部分項工程施工方案

2、主導工程施工設計

3、單位工程施工進度計劃設計

4、施工平面圖設計

5、整理設計說明書

三、本課題研究考察方案：

1、文獻收集。

廣泛收集與辦公樓有關的建筑設計、結構設計和施工組織設計資料。

2、畢業實習。

通過對現場直觀觀察，對實際工程中各處的工程施工與管理情況有了一定的感性認識。在這一過程中，學到了一些設計時應該掌握的一些工程細節，以及理論跟實際工程的聯系，更好的指導設計。

3、教師分階段講課。

建筑、結構和施工三個環節的指導老師，結合學生的進度分階段講課，并對相關問題展開討論。

4、結構設計是整個設計中工作量最大，時間最長的一個環節，為了加深和鞏固學生對自己出知識和基本技能的掌握程度，結構計算以手算為主，電算為輔的方法，施工圖繪制要求既有手工繪制又有計算機繪制。

四、研究考察目標、工作進度：

通過綜合運用所學的理論知識和技能，解決中學教學樓的建筑設計、結構設計和施工監理方面的實際問題，從而對一般框架類型的房子的設計和施工有比較全面的了解，對建筑設計、結構設計和施工之間必須相互密切配合的內在聯系有較深刻的認識，為今后獨立從事土建設計和施工打下基礎。每一位同學都要在熟悉設計任務書的基礎上，類比同類建筑物，根據已給出的示意方案，結合南昌市的自然條件，施工單位的施工技術水平，材料供應情況，進行建筑設計、結構設計的計算以及單位工程的施工監理，并繪制出主要的建筑、結構施工圖。

1、建筑部分

完成下列建筑施工圖繪制：

（1）總平面設計，施工總說明，門窗表。

（2）平面圖：底層、樣板層，屋頂平面圖。

（3）立面圖：1～2個。

（4）剖面圖：1～2個。

（5）根據需要完成3—5個典型節點詳圖。

建筑部分圖量不少于2號圖紙6張，原則上不多于2號圖紙10張，其中1張手繪（至少包括一個主要建筑平面圖）。施工圖中均應有施工說明。

2、結構部分

本設計按平面整體表示方法規定（03G101）繪制施工圖，計算軸線梁柱配筋按手算結果確定，其余梁柱配筋根據軟件計算結果確定，注意適當歸并。圖紙內容應包括如下基本內容：

（1）結構施工總說明；

（2）基礎平面布置及配筋圖；

（3）底層柱平面整體配筋圖（截面注解方式）；

（4）底層、樣板層和頂層的梁整體配筋圖（平面注解方式）；

（5）手算層的板整體配筋圖（平面注解方式）；

（6）一榀框架立體配筋圖（非平法表示）；

（7）手繪一張樓梯結構平面布置圖、配筋圖（非平法表示）；

（8）其它詳圖。

結構施工圖不少于2號圖紙8張，原則上不多于2號圖紙12張，各張施工圖中均應有施工說明。施工圖中均應有施工說明。

本人東南大學結構工程專業研究考察生畢業，現在設計院從事設計工作，長期代做土木工程專業畢業設計，按照任務書的要求，按照老師的要求通過率百分百，20xx~20xx我們團隊取得了很好的成績，覆蓋大部分省市的院校。（框架結構、框剪結構、剪力墻結構、砌體結構、鋼結構為主）主要包括建筑設計（建筑圖）、結構設計（結構施工圖、手算計算書、PKPM模型等）、施工組織設計，另外長期代做本科生課程設計（樓蓋、廠房等），質量保證、價格面議，聯系方式：1085287324包過，輔導答辯，提供答辯主要資料。（老字號）（山寨小號同行勿模仿）（請自重）（非誠勿擾）（某些山寨同行通過制作網站、網店來進行糊弄學生的行為我們不予以揭穿）

五、工作進度：

1、建筑設計進度計劃

第5—6周：建筑方案及建筑施工圖

2、結構設計進度計劃

第7周：結構選型與布置及布置圖的繪制

第8周：計算簡圖及荷載計算

第9周—第10周上半周：框架內力計算及內力組合上機計算

第10周下半周—第11周上半周：框架梁、柱截面設計，上機計算

第11周下半周：現澆樓面板設計、上機計算

第12周上半周：樓梯結構設計計算、上機計算

第12周下半周：基礎設計、上機計算

第13—14周：繪施工圖、整理前述工作的計算書

第15周評閱、答辯，評定成績

第五篇：數控專業開題報告

數控專業開題報告

數控專業開題報告1

一、目的及意義：

當今世界，工業發達國家對機床工業高度重視，競相發展機電一體化、高精、高效、高自動化先進機床，以加速工業和國民經濟的發展。長期以來，歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭，已形成一條無形戰線，特別是隨著微電子、計算機技術的進步，數控機床在20世紀80年代以后加速發展，各方用戶提出更多需求，四大國際機床展早已成為各國機床制造商競相展示先進技術、爭奪用戶、擴大市場的焦點。中國加入WTO后，正式參與世界市場激烈競爭，今后如何加強機床工業實力、加速數控機床產業發展，實是緊迫而又艱巨的任務。

隨著世界科技進步和機床工業的發展，數控機床作為機床工業的主流產品，已成為實現裝備制造業現代化的關鍵設備，是國防軍工裝備發展的戰略物資。數控機床的擁有量及其性能水平的高低，是衡量一個國家綜合實力的重要標志。加快發展數控機床產業也是我國裝備制造業發展的現實要求。根據中國機床工具工業協會組織用戶調查表明，航天航空、國防軍工制造業需要大型、高速、精密、多軸、高效數控機床；汽車、摩托車、家電制造業需求高效、高可靠性、高自動化的數控機床和成套柔性生產線；電站設備、造船、冶金石化設備、軌道交通設備制造業需求高精度、重型為特征的數控機床；IT業、生物工程等高技術產業需求納米級亞微米級超精密加工數控機床；工程機械、農業機械等傳統制造行業的產業升級，特別是民營企業的蓬勃發展，需要大量數控機床進行裝備。當今數控機床的發展，除了要求機床重量輕、成本低、使用方便和具有良好工藝可能性外，還著重要求機床具有愈來愈高的加工性能。隨著現代數控機床日益向著高速化、高性能、高精度方向發展，傳統的設計方法己無法滿足數控機床發展的要求[1].

數控機床床屬于大型機械設備，在整個機床的各個組成部分中，機床立柱是一個極其重要的大件，它起著支撐工件和連接工作臺、床身等關鍵零部件的作用。數控機床立柱結構的設計尺寸和布局形式，決定了其本身的各個動態特性。往往由于立柱結構設計不合理，導致立柱的剛度不足，產生各種變形、振動，加工時刀具與工件間產生相對變形和振動，也使零件加工精度降低。立式車床用于加工徑向尺寸大而軸向尺寸相對較小，形狀復雜的大型和重型工件。如各種盤，輪和套類工件的圓柱面，端面，圓錐面，圓柱孔，圓錐孔等。亦可借助附加裝置進行車螺紋，車球面，仿形，銑削和磨削等加工。與臥式車床相比，立式車床主軸軸線為垂直布局，工作臺臺面處于水平平面內，因此工件的夾裝與找正比較方便。這種布局減輕了主軸及軸承的荷載，因此立式車床能夠較長期的保持工作精度。大量加工實踐證明，將臥式車床立起來使用（變成了立式車床）反倒顯示出了更多的優越性，如占地面積小、排屑更加方便、承載能力增加等。同時立式車床還具有很好的主軸旋轉精度和較強的切削能力，更加有利于實現生產的自動化，所以對立式車床的使用和需求也越來越多。立柱是數控立式車床重要結構部件之一，其結構特性對立式車床的性能影響很大，主要體現在加工精度、抗振性、切削效率、使用壽命等方面。因此，立柱結構的靜、動態性能是決定整機性能的重要因素之一。由于立柱結構形狀較復雜，采用一般方法對其進行靜、動態特性計算比較困難。如何對立柱等部件進行精確、合理、科學可行的計算，是機床結構設計過程中需要迫切解決的重要課題[2].

因此，在設計數控機床立柱結構時，考慮立柱的動態特性顯得尤為重要。針對這些因素，有必要對數控機床的立柱部分進行結構優化，本課題對數控機床的立柱部分進行優化設計有重要的實際意義。

二、研究動態：

1、國外研究動態：

國外的機床結構優化領域的研究比較多，在結構優化、有限元分析、參數化設計方面都有不少研究，美國機械工程師學會“OptimalsynthesisofcompliantmechanismsusingsubdivisionandcommercialFEA”一文中，利用有限元軟件分析機械結構，提出全程參數化設計，并對其進行拓撲優化，全面分析了設計變量在優化程序中的變數。

國外機床結構優化設計存在以下特點：

（1）設計與分析平行。從以滿足一定性能要求為目標的結構選型、結構設計，到具體設計方案的比較及確定、設計方案的模擬試驗等。床身結構設計的各個階段均有結構分析的參與。床身結構分析貫穿了整個設計過程，這樣確定的床身結構設計方案，基本就是定型方案[3].

（2）結構優化的思想被用于設計的各個階段。

（3）大量的虛擬試驗代替實物試驗。虛擬試驗不僅可以在沒有實物的條件下進行，而且實施迅速、信息量大。利用虛擬試驗，一方面可以在多個設計方案中選擇最優，減少設計的盲目性，另一方面可以及早發現在設計中的問題。從而減少設計成本，縮短設計周期[4].

隨著工業的發展，對數控機床的要求越來越高。在機床的設計中，需要對其組成部件進行嚴密的分析與計算。車床床身等支承件的.重量要占車床總重量的20%到30%,因此對支承件的單位重量剛度提出較高的要求。在重量輕的條件下，需保證支承件具有足夠的靜剛度，所以對支承件材料的分布、支承件壁厚和開孔位置的合理性提出了要求，有必要進行分析計算。

2、國內研究動態：

目前國內在機床結構優化領域的研究比較活躍，機床結構優化設計的內容十分豐富，涉及內容很多，包括靜力學，結構非線性分析，拓撲優化，模態分析，動力學分析等。目前有限元方法在機床結構設計中的應用主要有以下幾個方面：

（1）靜力學分析。這是對二維或者三維機床零件承載后的應力和應變的分析，是有限元在機床設計中最基本、最常用的分析類型。

（2）模態分析。這是動力學分析的一種，用于研究結構的固有頻率和各振型等振動特性，進行這種分析時所施加的載荷只能是位移載荷和預應力載荷[5].

（3）諧響應分析和瞬態動力學分析。這兩類分析也屬于動力學分析，用于研究機床對周期載荷和非周期載荷的動態響應。

（4）熱應力分析。用于研究結構內部溫度的分布，以及機床內部的熱應力。

（5）接觸分析。用于分析兩個結構件接觸時的接觸面狀態和法向力。

國內的機床結構優化設計主要是應用在剛度和強度分析方面。廣西大學陳文鋒、毛漢領“MXBS.1320型高速外圓磨床動態性能的試驗研究‘’一文中，對MXBS.1320型高速外圓磨床的動態性能使用脈沖激振法進行了試驗研究，得到磨床前幾階模態的頻率和振型圖，尋找出機床振動的薄弱環節和主要振源，并提出一些機床改造的措施。此外還有對主要零部件進行有限元分析，優化零部件結構的設計[6].東南大學和無錫機床股份有限公司對內圓磨床M2120A床身結構進行有限元分析，得到床身前幾階的固有頻率和振型，分析床身的內部筋板布置對結構動態特性的影響。張海偉，利用動態實驗分析和理論模型分析兩種方法對臥式加工中心的動態性能進行了分系，通過實驗測試數據與理論計算結果對比分析，驗證了理論模型的合理性，找出了機床的薄弱環節，并進行了結構優化。優化后分析結果證明機床結構的最大變形值都相應降低。陳慶堂，運用工程軟件ANSYS的優化設計模塊，根據主軸箱的實際工況及機床零件加工精度要求，在參數化建模及結構應力分析基礎上，對XK713數控銑床軸箱結構以減輕重量為目標進行優化設計。通過優化設計及分析，主軸箱結構重量減輕了23.2%,三個方向上剛度和應力得到了合理的分布[7].東南大學機械工程系，利用有限元法對機床床身進行靜、動態分析，并使用漸進結構優化算法對床身結構進行基于基頻約束和剛度約束的拓撲優化，為ESO方法在機床大件結構拓撲優化中的應用做了有益的嘗試。王艷輝、伍建國等人，在”精密機床床身結構參數的優化設計‘’一文中，在確定精密機床床身合理結構的基礎上，利用ANSYS有限元軟件提供的APDL參數化設計語言和優化設計方法，以床身的肋板布置和肋板厚度為設計參數，對床身進行結構設計參數的優化，確定了床身結構的合理參數。不僅大大提高了床身的動態性能：而且節省了材料，降低了生產成本[8].

課題的主要內容：

1、確定數控機床立柱體系結構的設計以及實現方案；

2、確立數控機床立柱系統中關鍵部分的數學建模（包括相應的G功能代碼、幾何仿真過程中能實現的M代碼等）；

3、加工過程的動態建模；

4、分析并編寫零件加工程序；

5、編制相應的仿真軟件。

研究方法、設計方案：

1、研究方法：

以WINDOWS為平臺，以CAD軟件為工作語言設計系統各個零件，在用UG繪制三維立體圖，并對其進行裝配，再用UG編寫零件的加工程序，對其講過仿真，實現數控代碼的實時、動態的切削過程。

2、設計方案：

系統采用模塊化設計，其總體結構方案如圖1-1所示，各模塊的功能如下：

（1）利用CAD軟件對整個系統的零件進行設計。

（2）用UG對各個零件進行三維建模。

（3）裝配各個零件，形成立柱的整體結構。

（4）檢查裝配中零件設計的合理性及建模的正確性。

（5）NC程序：利用UG對零件進行三維建模，并用UG編寫用于加工仿真的程序。

（6）插補算法：采用逐點比較法對直線、圓弧進行插補運算。

（7）仿真顯示：利用UG提供的建模環境建立毛坯和刀具，并顯示刀具運動軌跡。

（8）最后對編寫的程序進行仿真，分析刀路及加工出的零件是否符合要求。

完成期限和預期進度：

①畢業設計課題調研階段：（第1~2周）：課題調研及文獻檢索、完成英文翻譯；

②畢業設計開題報告階段：（第3~4周）：完成開題報告；

③畢業設計主要工作階段：（第5~12周）；

（1）完成系統的總體規劃。（第5~6周）；

（2）各零件的設計。（第7~9周）；

（3）數控仿真。（第10周）；

（4）完成設計說明書的撰寫工作。（第11~12周）；

④畢業設計答辯階段：（第13~15周）。

數控專業開題報告2

學院

畢業設計開題報告

題目：

學生姓名：

學 號：

專 業：

指導教師：

典型軸類零件加工090113054 20xx年 11月08 日

1.結合畢業設計課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫600字左右的文獻綜述：

隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，數控加工技術對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。而對于數控加工,無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產品。

本文根據數控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數控加工程序編制。通過整個工藝的過程的制定，充分體現了數控設備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優勢。

2.本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑： 研究問題：

本次設計是能夠利用數控機床加工出典型的軸類零件。

研究手段：先用cad把零件圖畫出來，對零件圖進行分析，確定零件的加工方法。確定零件的定位基準及裝夾方式和刀具的選擇。并能利用數控機床手工編程制造出零件。