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解决金属切削问题的智能专家系统的开发 乌鲁达大学 ， 机械工程系， 尔萨，土耳其 于 2004 年 9 月 8 日收稿， 于 2005 年 1 月 31 日 接受 2005 年 3 月 21 日可在线 摘 要 在金属切削 方面 ，这些问题需要有良好的分析，以便遇到任何意外的结果之前， 可以 采取 有效的 防范措施。这一 过程 在实现 产品 质量稳定和控制生产总成本 方面起很 重要的 作用。但是，需要 一个 拥有 在 金属切削 方面有大量 经验 和知识的 专家是一项艰巨的任务 。 在本 文 ， 智能专家系统 （ 查 并解决了 在金属切削领域遇 到的三个主要问题 ： 车削，铣削和 钻孔。许多 金属切削 方面的问题都被考虑在内，如在 车削 过程中的工件 内部插入转折点 ， 铝 件 车削 ， 沟 槽车削， 螺纹车削 等工序 ; 在 铣削 方面 面铣，方肩铣，端铣，多用途铣和侧铣 等工序；在 和钻 孔 作业，使用 固定 或可转位钻头钻 孔等。以 给出建议的切削参数 而且能及时 更新 在切削 问题， 产生 原因和补救措施等方面的 数据库， 因此 系统能够处理 的问题数量在 增加。 关键词 ： 金属切削问题 专家系统 具磨损 1、引言 现代制造业的目标是，在组织设施能够进行有效控制，以便能以在较短 生产周期内以较低的生产价格制造出高质量的产品 。为了实现能以较低的价格获得更优质的产品，制造部门格关注采用更好的刀具和高精密的机械等 1。然而，在大多数情况下对于生产要求这是不够的。专业的工作选择正确的工具是重要的，但是为了更高效的制造，刀具磨损也应考虑在内。在文献中，许多出版物上对于不同材料制造的刀具的磨损的确做了很多研究 2。 金属切削是切削碎片的形成过程。虽然切削过程是把金属切削成所规定的形状和大小，但这必须通过定义切削碎片工作来完成。切削碎片的形成意味着一个新的金属界面不断形成并沿刀具材料承受着 非常高的压力和温度 3。所产生的区域成为发生金属扩散和化学反应的理想场所。所有刀具在加工过程中不断变得破旧，并继续这样工作直到它们报废。刀具磨损是不可避免的，如果能了解刀具磨损的时间，程度，类型时，刀具磨损就不再是一个消极的进程。 在不同的金属切削过程中存在着几种不同的磨损机理，相近 不同类型的问题由于这些机制作用的结果而联系交织在一起。如果这些问题能够得到很好的分析，我们就有可 能找到其中每一种问题的正确的解决方案。 在分析金属切削问题时这个问题应当明确界定，而且其可能的原因也应该得到确认。找一个拥有知识 和大量金属切削经验的专家是一项艰巨的任务。今天在金属切削领域，关于解决切削碎片问题的专业设施主要由切削刀具生产企业提供。由于在这一领域工作的人是有限的，因此并不总是能够找到真正需要的专家。在现有专家聘用费用昂贵而且人员稀缺的领域中专家系统一直特别受欢迎。对于解决金属切削问题专家系统将是非常有益的。 2、专家系统在协助发展制造工艺上的应用 基于知识的系统或专家系统是一个体现狭窄领域的知识并解决该领域相关问题的计算机程序。专家系统通常包括两个主要内容，知识基础和推理机制（图 1）。 基础知识包含一个可以表述 为由 则、事实说明、框架、对象、程序和案件组合而成的知识领域。推理机制，是专家系统操纵存储的知识并对遇到的生产问题提出解决方案的一个组成部分 4。 一个人类专家利用知识和推理最终得出的结论，专家系统也是如此。推理在专家系统试图模仿结合人类专家的知识的过程中进行。因此，专家系统的结构或架构有些类似于人类专家的执行情况。因此，专家系统可以比喻成专家。 一个比较明显的问题是规则的收集。人类专家聘用费用高昂，而且并不想要坐下来写关于他们是怎样得出他们结论的那些大量的规则。更重要的一点，他们可 能也无法做到。虽然他们通常会遵循逻辑的路径来得到他们的结论，但是把那些规则放入一套标准之中实际上是非常困难的，并且也许是不可能的。 对于许多人类专家下面这种情况是很可能的。虽然他们开始时有着自己的专业规则，但是在工作中通过自己的工作经验知识来开展自己的工作，并且通过直觉得出正确的解决方案。它们可能都跟随逻辑路径，但是在沿着这逻辑的路径上，他们精神上已经 跳过许多步骤。专家系统不能做到这一点，它需要很清楚的知道各种规则。 专家系统的一个很突出的好处是能够广泛把知识分发给每一个专家，或者可以同时汇总的几个远远相隔 的几个专家的知识。当偶尔的执行任务时专家系统特别有用，而专家每次执行任务时则需要重新学习工作程序。 专家系统是用来规范操作的。如果你有三个机器操作员（或工程师）来执行相同的任务，但是每个人都会做的不同。而专家系统则每次都可以用同样的方式来工作。 这些系统可用于培训员工，指导他们，或进行实际执行如计算任务。专家系统的另一个用途是作为专家辅助您的工作。他们将使您能更准确，更一致，更快，从而为专家能更创意的完成任务而节省了时间。当处理乏味、重复的任务时这是特别有用的。 因此，一旦领域知识被专家系统提取，建设此系统 的过程比较简单。能被发展的专家系统的易用性，导致了刀具广泛应用。在工程，可以找到在各种任务上的应用，包括选料，机械零件，刀具，设备和工艺，信号解释，状态监测，故障诊断，机器和过程控制，机械设计，工艺规划，生产调度和系统配置。最近专家系统所执行的一些具体任务的例子如下： (1)确定和规划离岸结构重要组成部分的检查时间表 5; (2)在设计和评价能源热电厂方面培训技术人员 6; (3)配置输纸机构 7; (4)在有限元分析锻造变形时自动重新啮合 8; (5)存储，检索和修改平面连杆机构设计 9; (6)应用于发动机油产品的添加剂配方设计 10; (7)选择刀具和切削参数 11 有几个潜在的研究领域肯定了专家系统在制造业方面价值 14， 15 et 16在其文章中讨论了关于加工操作规划的系统框架。在此框架中从电子刀具目录和网络环境下的加工实例数据库中提取和组织的加工技术诀窍了发挥了主要作用。在有参考的情况下可以构成加工数据，这些加工数据来自翻查的刀具目录，相关的国际标准，参考教材和手册。 在一般车削和铣削时， 11在专家系统的应用对于解决制造工程师目前所面临的 et 17开发了一种优化棱镜组件加工业务的专家系统。他们描述了一种新的 码方案用于代表待加工得棱镜组件表面。 18在可以作为霍隆的 5 轴曲面加工过程中提出了一个用来选择刀尺寸和工具方向的算法。铣削表面分为三个阶段，即粗加工，半粗加工和精加工。该算法在曲率分析的基础上选择最佳的刀具并且在立方（凹 面上自主的计划刀具路径。本文的主要目 的是建立这种涵盖了主要的金属切削问题的系统，并帮助那些参与金属切削工作的人们提高产品质量。 3、专家系统在解决金属切削问题上的应用 决金属切削问题时应考虑的因素 在金属切削过程中大部分问题是磨损的结果。所有刀具在加工过程中不断变得破旧，并继续这样工作直到它们报废。刀具磨损是不可避免的，如果能了解刀具磨损的时间，程度，类型时，刀具磨损就不再是一个消极的进程。因此，如果对刀具磨损所导致的问题以及其他不利于机械加工业务的有害因素进行了分析，我们就有可能找到其中个个问题的正确解决方案。这将减少 非生产性故障的检查时间，因此，减少了加工时间、非生产性停工时间、加工费用并且提高生产效率。在解决金属切削加工问题时所使用的专家系统的结构图如图 1。通过软件需要考虑的输入列于图 2。 特点 该软件已开发利用 视化编程语言。而建立一个咨询系统的主要困难在获取和研究在解决方案中使用的要素。根据目前在解决金属切削问题上的设计，一旦选中操作类型，对于每个类型的操作的四个主要阶段已经确定： (1)切削数据的建议。 (2)问题的定义。 (3)切割数据评价。 (4)问题的汇总 。 削数据的建议 在加工过程中刀具的正确选择是实现最大的生产力的关键。但是，虽然工具是正确的，如果加工条件不符合标准，特别是在切削参数一般稳定，问题将会出现而且刀具的最佳寿命将无法达成。切削参数不正确，刀柄、夹紧的振动和缺乏刚性这些都是金属切削的主要问题。 除了解决问题该软件对每个操作类型（业务类型如前所述）、每个材料组 (, M ), 每个应用类型（粗，中，完成）、每加工条件类型（好，一般，困难）提供切削数据的建议并且显示如图 4 的可用插入列表。在这里不是为了找到应用 程序的最合适的插入点但是监测金属切削中使用的插入的初始值和切削参数的工作范围（即切削速度，进给量和切削深度）。在这个阶段决定的合适的等级与所选操作，材料组，应用程序等有关。此外，个个材料组的材料清单能够清楚的看到。 推荐切削参数值取自 0，其他厂商的刀具切削参数可作为建议的值。切削数据显示值是在一定的材料硬度和一定的刀具寿命下得到的。对于任何工件材料跟指定的值相比具有不同的硬度值而且如果刀具寿命超过 15 分钟，提供的切削数据应乘以修正系数（见表 1）。 析金属切削问题 目前有在金属切削过程中存在多种不同 /类似的问题。表面上看这些问题有些是相同的，但是很难相区分开来。问题类型的分类已经形成评估加工操作的重要基础，它通过获取刀具等级以及适合切削类型材料类型的正确的加工条件而优化了生产力。正确的工具，良好的出发切削数据，专家的支持下，自己的经验，工件的材料和优质的设备条件是加工成功的重要因素。对各种工具制造商问题清单的聚合进行归类形成了可由软件使用的 用户分析金属切削问题时要么在一个或两个阶段之一：从菜单中直截了当的挑选出定义的问题或者首先检查金 属切削过程中使用的切削数据，之后访问定义的问题。问题定义模块显示问题的清单，包括其可能的原因及补救措施。一旦选定一个问题（例如，后刀面磨损的转折点或在钻深孔是的转头的跳动），一张图片，清楚的提供了问题的界 定和其可能原因的列表。因此一旦选择了可能的原因就确定了相应的补救措施。更多与该问题有关的信息通过点击 “？”获得（图 5）。 削数据评估 在金属切削过程中，大部分的问题是切削数据不合适应用程序的结果。因此，在这些问题直接列出之前，用户被建议检查操作，应用程序和加工条件的切削参数以确定是否切削速度，进给量和切削深度是否与事先插入的长度，厚度和圆角半径相符。切削数据模块检查在运行中的切削参数是否与插入的相符而且这项工作基本上是与理想的切削数据值进行比较，理想的切削数据值是目录值和校正因子的乘积。如果不相符（这意味着切削参数的值不在范围内），用户应修正切削参数。在铣削和钻孔只有切削速度和进给速度值被考虑，在钻孔时钻头直径和钻头中心或周边的等级被考虑在内（图 6）。在图中对中型钢（ L 代表轻型， M 代表中型， H 代表中型铣削操作）面铣的切削参数被评估，由于使用价值远低于由给定硬度和刀具寿命计算的理想值， 则就会显示警告。 一旦切削数据被审查（和纠正），下一个步骤就是访问这个问题的定义模块。由于切削数据被修正，原因列表和补救措施将会不同而且“切削速度过高”或者“进给量太低” 将不会是有关问题产生的根源。 该软件能够在各种业务类型中分析超过 100 多种问题，并对近 200 个问题原因提供补救措施（ 340 补救措施）。他系统中包含的知识有两个主要来源：从事金属切削领域的专家或者来自于技术文件，目录和各种刀具生产公司的手册 21， 22， 23， 24和 25。 题编辑 系统中包含的 知识有两个主要来源：从事金属切削领域的专家或者来自于技术文件，目录和各种刀具生产公司的手册。一个专家系统的成功之处隐藏在像人类专家一样的扩展结构当中。人类专家遇到每一次新的解决方案时都增加了他的知识并且在未来分析时能再利用这些知识。因此， 一个可扩展增长的数据库结构，它能处理每天越来越多的问题。 由于系统有单独的和模块化的知识基础，只要进入到数据库编辑获得知识文件就可以很容易的更新系统。系统包含的信息越多，它能够处理的金属切削方面的问题就越多。 知识库是系统的核心，因此，负责生产、添加、删 除或修改是那些少数人的任务。因此，用户需要知道密码才能进入的知识库。问题编辑允许和问题，原因和补救措施相关的问题，图片和资料档案添加到知识库。此外，还有可能增加新的问题原因或原本已存在知识库中的问题原因的新的补救办法（图 7）。 该系统是多语言，因此它能够处理无论是土耳其文还是英文的金属切削的问题。一旦确定语言被确定，所有程序菜单和问题，原因及补救措施清单都用所选择的语言显示出来。 4、结论 本文介绍了一种为解决各种加工操作任务 中 金属切削问题的专家系统 。 由于在 许多文献中没有很多关 于 此主题 的 工作 也 因为这种类型 的系统可以实现多 种 金属切削业的要求 ， 这里所描述的工作可以 认为是 一件有益的工作 。 在制造业，特别是在小型或中型加工车间 ，切削数据是不正确 是 问题的主要原因。工具一般 以 较低的切削数据运行 来使他们在频繁的启动中能维持较长的寿命。 这就显然是 低效率的利用 金属切削时间。由于系统提供 的便利 之一 便是 评估的切削参数 ， 这将帮助用户 为应用程序 选择合适的速度，进给量 或切削深度。如果切削数据是正确的 而且 金属切削问题 也得到 解决 ， 由于发生故障 而引起 的停顿将缩短，良好的利用发电能力 的目的将可以达到而且 金属 得 切削时间 将会有所减少 。 这 就 意味着生产 成本 将会下 降很多 。 该系统开发 也为了培训从事 金属切削业 的人。 这些照片和有关问题的资料 将会 帮助用户更多 的 认识了解他们。这些图片和信息 收集于应用于 工业 的 各种手册和 研究报告 。 参考文献 1 1994. 2 , , of 004； 25： 5251. 3 P A, A 26(6). 4 O. . An 005； 21（ 2）： 835 X, . A , A, W, in X (), 1994. p. 1818. 6 L, K, a , A. of of on 996. p. 5300. 7 Y, H. of to a of on 996. p. 4956. 8 , , ,. , An to in 6 (1997), 8792. 9 . . A to 1 (1997), 107119. 10 Z ,to 1 (1997), 167172. 11 of an in a J 3 (2001), 306311. 12 V. of 8 (2002), 112. 13 V. A, J 990 (1999), 310317. 14 of 9 (1990). 15 1988). 16 An of J 07 (2000), 160166. 17 .A of by a J 3 (1997), 163168. 18 of (1999) (2). 19 62000. 20 72002. 21 2001. 22 29: 0221996. 23 1993. 24 103 1994. 25 1995. *,to be in to of is to 2is of as a of If +90 224 4428176; +90 K. 1 +90 224 4428176; +90 224 7 (2006) - 211 2005 in to at a To a to be in by 1. is in of is be is a is at to to be by a is at 3. it an of to do so to of is a in in of it is a an a of in In a in is A of as in in or in of of is 005 In do on in of of a 004;6059, 005034& it be to to of a in be be is a an a of in in in by of in is it is to an he/is in in an be an is of to to a of as to to to be a to a F . be is o in a of do 212a to do to K. 7 (2006) 102710342. or to An a an 1). be as 212is of an to to 4.A at so an in an in or of a is an an 1. of is of a or to of in a is to it is to or it do it be to a as a is as to to be is to in an of is be to a of of In be a of of of by of an 5; in of 6; 7; a of 8; 9; 0; or 1113to in 14,15et 16 in in in On of be is of K. 7 (2006) 10271034 10292. of 1 on in is of by AD NC et 17 an to a T to be of 18 an as a is in to on of is to of in to A in of in to do so of is K. 7 (2006) 102710343. a if of is if as as it be to of of of of in is 1. by A in a in in is if up to as be of in of a of of ,M ), of of of 4). it is to of in it is to K. 7 (2006) 10271034 1031in of of is of is 4. to of 20, be as as a 5 be by )20 +40 +60 +80 +1001 0 45 K. 7 (2006) 10275. 19B 040 80 80 60 10 15 20of In of to be of to an to of of of is to BS or by or by in to to a is in or in a a of a is is by ? (5)of of to of if in in is 6. a K. 7 (2006) 10271034 1033of of If is no of in is to In in of 6). In of L M H is a 7. to is be of is of 00of in of to 00 340 in in of or of 2125in in of or of of an is in he to in an to a it is to it in is of of a to or to to to to of to be to it is to to or to in 7)is it is is in an of in in of in as a of In in or of at fre 毕业设计（论文）外文翻译 编制机械制造工艺规程中几种先进技术的综合应用 所在学院： 班 级： 姓 名 ： 学 号： 指导教师 ： 合作导师 ： 年 月 日 1 原文： 题 目 of T in of DM s AD T； n of s a of to to or an by to a of of of to In of of to to a 1. T) is to a of of to of of is a of of in of to of to a we a of we a or of an to of do do It is to be 1,2. to we of to of of of of to in of 1) In a we a of of of we to is of 2) we a of in in 2 in a to of 2. 3 1 of is of It of of is a a of It is to an in It is by a As to of So of of of of of to a a in In of s in of AD AM is s 969, 969 s a 973, In a of 976. We of of of as of in to a of in (l) it of (2) It to (3)It is (4) It is a to AD AM 2 is a AD of in a of at 3 1 at in a of in a In a of it of do of of at a as to of no of to be to is is of of of In is a a of of is is in of of In a of is of to of an a in a or a It to of a a of of of a of in of to an of on as of It is to to of it is to s of do is to as a It be to (1) is to to (2) At 95% so 4 of of or of as as (3) to to 3. of to of in Its be a it as an it to a of DM as AD an of to a of to it of to of 4. AM it is of of of be DM It of It a to to DM of It of a of 1 M. 2002. 2 M. 2002. 3 of M. 2005 5 译文： 题目 编制机械制造工艺规程中几种先进技术的综合应用 摘要 ： 介绍了编制机制工艺规程中应用成组工艺 提出以 将传统应用软件 使 关键词 ： 成组工艺 件 ； 术 近年来，随着计算机及网络技术的不断发展和应用软件的开发推广 ， 越来越多的企业已经使用各种应用软件系统提高产品的设计生产水平和工作效率。但是 怎样进一步完善 ( 或有机地集成 ) 所使用的应用软件 ， 如何解决使用单个应用软件时出现的系统功能的不兼容问题 ， 便成为许多使用方关注的焦点。本文以编制机制工艺规程为例 ， 简要介绍和分析目前应用的几种先进技术的基本方法及其综合应用 ， 并讨论使计算机辅助工艺设计与 一、成组工艺 组工艺 把品种繁多的各种单件小批量生产的零件 ， 根据其外形结构、技术要求、加工方法的相似性 ， 把零件分成若干组，在每一组零件中选出一个代表性零件 (可以是实际存在的 ， 也可是假想的 ， 但须包括组内所有零件的加工要素 )，根据这个代表零件制定出典型的工艺规程 ， 选定和设计一组机床及工艺设备 ， 并把它们组成一个专门的工段或车间。当加工对象由一种零件转变为同组内另一种零件时 ， 由于技术要求、结构、工艺的相似 ，可以不改变加工方法和加工设备 ， 甚至连控制用的凸轮、挡铁及工夹具都不用更换 ， 或者只需略做调整，便可加工生产 1， 2。 按成组方式组织零件生产时，按零件的结构特征、工艺特征与加工设备特征 ， 将各零件进行分组、归类与编码，然后建立每类零件的典型图库和成组加工工艺库。制定零件成组加工工艺的 方法有两种 : 1) 虚拟零件法。在一个零件组中 ， 先设计一个能够包含这组零件全部几何特征的虚拟零件 ， 要求其拥有这个加工族中全部零件需要加工的表面 ， 然后按这个虚拟零件进行工艺设计 ， 即为该组零件的成组工艺。 2) 复合工艺路线法。在零件族内先找出一个结构最复杂、工艺路线最长的零件作为代表 ， 然后将族内其他零件中有代表性而没有工序的也加入进去 ， 从而获得一条满足全族零件加工要求的复合工艺路线。 二、计算机辅助工艺设计 1 机械制造中的工艺设计是企业生产活动中最 活跃的因素，它与企业的生产类型、产品结构、工艺装备、生产技术及企业内部的技术管理水平等因素有着密不可分的联系。工艺设计是一门经验性强、技术要求高、涉及面广的综合性学科。它是从设计到产品的桥梁，在机械制造工作中占有重要地位。它因时间、场合、条件等多方面因素的改变而改变。长期以来，工作手法都采用传统的手工编制方式。随着市场竞争的加剧和社会需求的多样化、个性化，使得机电行业越来越向多品种，少批量的方向发展，电机制造也是如此。工艺设计的手工作业方式已不能适应现代生产品种多变的要求，也不能与先进的生产手段、管理体制相 匹配。随着计算机应用的普及和提高以及成组技术的发展，计算机辅助工艺设计技术应运而生，成为现代工艺设计和工艺管理的强有力工具。 制是从上个世纪六十年代末开始的，在制造自动化领域， 界上最早研究 于 1969年，并于 1969年正式推出世界上第一个 1973年正式推出商品化的 976 年推出的 6 取其字首的第一个字母，称为 前对 把 随着机械制造生产技术水平的发展及市场需求，计算机辅助工艺设计 (为连接产品设计 (制造 (桥梁，以及连接产品设计与生产管理 (重要纽带，对组织生产，保证产品质量，提高劳动生产率，缩短生产周期等产生了越来越直接的影响。用 对机械制 造业的重要意义表现在下列几点 :(l)解放出原有设计人员，进行新产品、新工艺和新技术的开发。 (2)缩短设计周期，保证设计质量，提高产品的市场竞争能力。 (3)继承性强，工艺设计的标准化和最优化得到提高。 ( 4 )是实现 2 计算机辅助工艺设计的目标与范围 计算机辅助工艺设计作为连接 是许多先进制造系统的技术基础之一。研究开发工作一直在国内外蓬勃发展，而且逐渐引起越来越多的人们的重视。 1迄今为止，国内外在 开发出为数众多的 在所开发的 些系统已得到实际应用，少数已商品化。但总的来看， 发方向存在严重的偏差。从应用角度看，已取得的实际效益和投入的力量很不相称 :国内外的重点研究方向和当前的实际需求相去甚远。表现在 :开发多，应用少；开发投入多，应用维护几乎无投入 ； 原型系统多，得到实际生产应用的系统较少；商品系统很少，而且功能不足；同 理信息系统 )、 距相当大。 其原因主要表现在： 2首先， 过于追求工艺过程的自动化生成。实际上，工艺设计是一个非常复杂的过程，涉及到大量错综复杂的西素，而且工艺方面的很多问题是不确定的，这决定了自动化的 次， 且忽视工艺管理功能。在企业中，所有生产活动都是围绕着产品结构而展开的 ，一个产品的生产过程实际上就是这个产品所有属性的生成过程。因此，只有基于产品结构的 三，对 用性重视不够，很多 是简单的数据库界面，做不到“所见及所得”，不符合工艺人员的工作习惯，达不到提高效率的目的。第四，工艺数据管理能力不足，仅仅是一个填写工艺卡片的工具，而不是工艺数据平台。从企业管理角度来看，工装设备、材料及辅料、外协件、工时定额等各类统计汇总功能，各种产品各个阶段不同版本的工艺文件和工装、工具文件的归档与 更改等产品工艺管理工作，占有十分重要的地位 ； 企业工艺人员的很大部分时间用于工艺数据的汇总统计、重复填写等工作上，不仅效率低，而且很难保证工艺信息及文件的准确性、一致性。卡片填写式的工艺软件并不能满足这些非常重要的工艺数据管理工作 3。 根据以上分析 要考虑发展的需要，绝不能顾此失彼，更重要的是要为系统的集成起好桥梁作用，防止不必要的返工，为此应该做到以下几点： (1)工艺设计是指导企业经营的基础信息，要使企业生产经营优 化，必须首先优化工艺信息，所以 范、标准的工艺信息，为企业生产、经营优化运行打下基础。 (2)目前我国 95%的企业使用的还是普通机床， 序卡片或操作卡片，以及有关的工艺文件。 (3)必须的机内信息，这些信息能符合全厂计算机系统数据共享、系统集成的要求。 7 三、 由于国内企业工艺编程规范的多样性 ， 造成现有 从而导致了而 ， 品数据管理 术作为一门新兴的技术 ， 它的出现为人们打开了新的思路。以 将已有的传统应用软件 这时 并为产品的结构设计到工艺设计提供了统一的编码标准 ； 因而使信息流动更加通畅 ， 保证了 数据的统一和共享。 四、结束语 是发展计算机集成制造的关键技术。随着科学技术的发展和先进制造技术的应用 ， 企业进一步开发和应用 不仅可以较好地解决 而且可以提高 为 并逐步实现工艺技术部门的规范化、系统化、信息化 ， 为企业提高产品开发生产的经济效益提供强有力的保证。 参考文献 1 张世昌 . 机械制造技术基础 M . 天津 : 天津大学出版社 ， 2002. 2 魏鉴梅 . 结构件制造技术 M . 北京 : 科学出版社 ， 2002. 3 甘仞初 . 信息资源的组织与管理 M 机械工业出版社， 2005 附录 附录 1 英文原文： in . , G. he is it At to In It s to s In in in in to to so on 5%, 0% 0% by At 0,000,000,000 is is of in ) or of is in is in so in 0%80% to on in s, so on to so on to to s is 2000r/18000r/30000r/40000r/a in On to 0000mm/40000mm/0000mm/is so to be to it is at of to to be be is is s is is if to on be to do as a of s to so on of to to in in of to On to to is an of to be so on is to is in 1st a At SC in is up is 1st a it is is is in to 6 It as in so on in is is to be to to to a to so is is is 2 In At a so on to so on to 10 to 6 in to so on at s of is 0% at to is s is to be to be is he of is is in to s As , A is B is is 95% of or is Is to 2.4 in s is as 0mm .5 so of s is a at to In in s to on in s of s if to it s as as in is to is , in 0%50%. In s in of 000to s of as as so to 3 he in to In to At to be or up up to is so is on is to if do to a. In as as in of to a up of to be on in up of in up is s up as . b. is to of p), is on is by (1) (2) (3) (4) at (5) to (6) (7) so of as as by d. As as s as as in or in is in C of As a of is to or or in to on as as to as as of by in is to of at is of in if or of If is m购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 毕业设计（论文） 课 题 名 称： 矿石球磨机 专 业 班 级： 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 起迄日期： 指导教师： 发任务书日期： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 I 摘 要 本次设计是对 矿石球磨机 的 设计 。 在这里 主要包括 :传动系统的 设计 、 装夹部位 系统的 设计 、 球磨机 主轴 部位 系统的 设计 这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练， 提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件 。 整机结构主要由电动机产生动力通过联轴器将需要的动力传递到丝杆上，丝杆带动丝杆螺母，从而带动整机运动，提高劳动生产率和生产自动化水平。更显示其优越性，有着广阔的发展前途。 本论文研究内容： (1) 矿石球磨机 总体结构设计。 (2) 矿石球磨机 工作性能分析。 (3)电动机的选择。 (4) 矿石球磨机 的传动系统、执行部件及机架设计。 (5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。 关键词： 矿石球磨机 ， 联轴器 ， 滚珠丝杠 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 V is of of of of of on of to a is by to to of of (1) of (2) of (3) of (4) of (5) of (6) to 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 目 录 摘 要 . . 录 . V 第 1 章 绪论 . 1 石 的分类 . 1 石加工 的分类 . 1 加工方法分 . 1 截面尺寸分 . 1 形石材的装饰效果 . 2 形石材加工的损耗介绍 . 2 材加工机械分类 . 3 内异形石材加工机械设备现状与发展 . 4 第 2 章 矿石球磨机 总体结构设计 . 1 石球磨机 的构成 . 1 磨机磨削部分计算 . 1 同步带计算选型 . 1 同步带的主要参数（结构部分） . 4 同步带的设计 . 6 同步带轮的设计 . 7 第 3 章 主轴组件要求与设计计算 . 9 主轴的基本要求 . 9 旋转精度 . 9 刚度 . 9 抗振性 . 10 温升和热变形 . 10 耐磨性 .轴组件的布局 .买后包含有 纸和说明书 ,咨询 I 轴结构的初步拟定 . 14 轴的材料与热处理 . 14 轴的技术要求 . 15 主轴直径的选择 . 15 轴前后轴承的选择 . 16 轴承的选型及校核 . 17 主轴前端悬伸量 . 19 主轴支承跨距 . 20 主轴结构图 . 21 主轴组件的验算 . 21 支承的简化 . 21 主轴的挠度 . 22 主轴倾角 . 23 第 4 章 X 结构及传动设计 . 24 向滚珠 丝杆副的选择 . 25 程确定 . 25 定丝杆的等效转速 . 25 计工作台质量及负重 . 25 定丝杆的等效负载 . 25 定丝杆所受的最大动载荷 . 26 度的选择 . 27 择滚珠丝杆型号 . 27 核 . 28 界压缩负荷验证 . 28 界转速验证 . 29 杆拉压振动与扭转振动的固有频率 . 30 机的选择 . 30 机轴的转动惯量 . 31 机扭矩计算 . 32 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 5 章 Y 向结构设计 . 34 轴滚动导轨副的计算和选择 . 34 珠丝杠计算和选择 . 35 进电机惯性负载的计算 . 38 第 6 章 Z 轴机 械结构设计 . 41 定脉冲当量 . 41 珠丝杠螺母副的计算和选型 . 41 度的选择 . 41 杠导程的确定 . 41 大工作载荷的计算 . 41 大动载荷的计算 . 42 珠丝杠螺母副的选型 . 43 珠丝杠副的支承方式 . 43 动效率的计算 . 44 度的验算 . 44 定性校核 . 45 界转速的验证 . 46 进电动机的选择 . 46 杠轴的校核 . 49 的校核 . 50 承的校核 . 50 直线滚动导轨副的计算和选择 . 52 第 7 章 减速器机构的设计 . 55 机选择 . 55 计算输出轴的转矩 . 55 确定各轴传动比 . 57 传动装置的运动和动力参数 . 57 轮设计与计算 . 59 速级齿轮设计与计算 . 59 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 低速级齿轮设计与计算 . 64 的设计与计算 . 68 入轴的设计与计算 . 68 中间轴的设计与计算 . 71 出轴的设计与计算 . 74 承的校核 . 76 输入轴上轴承寿命计算 . 76 中间轴上轴承寿命计算 . 77 输出轴上轴承寿命计算 . 78 的选择和校核 . 80 的选择 . 80 的校核 . 80 结论 . 82 参考文献 . 83 致 谢 . 85 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 第 1 章 绪论 所谓 矿石 ： 广泛的说，为除了石头板材（平板）以外的所有的其他的石材制成品，比如说是路沿石、柱子、柱头、雕刻、线条、台阶、台面、拱门、窗台、门框、石凳、石桌、洗手盆、车止石等等。 石 的 分类 石 的分类 从大的分类可分为天然 矿石 ，人造石 矿石 。从制作工艺分类由于 矿石 制品可以指除了石 头平板材以外的所有的石材制成品，所以其种类非常的繁多，分类也很多。 1） 石 产品：包括立体的人像、动物、抽象、以及其他题材或造型的 石雕 品， 平面浮雕，带雕刻的柱子、柱头、柱座，雕刻家具，栏杆扶手，石头壁炉，花盆花瓶，墓碑，喷泉，带雕刻的窗套门套，工艺品等等。可以是规则的对称产品，也可 以是不规则的非对称产品。其中立体类的 矿石 的加工方式主要方式是： 劈、剁、磨、铲、凿、钻等，并可以是通过手工加工完成，或是采用机械化加工来实现。 2） 石 产品：如像是厨卫的台面板，常规的石材线条，水刀拼花板材，工作台面板和桌面，常规的路沿石，拐 角等等，其形状可以是对称的，也可以是不对称的。平面型的 矿石 其加工相对来说比较简单，主要通过切、磨、抛光等简单的加工工序就能生产出来；其主要是 由机器加工完成的。 3） 如弧型板、圆柱、规则弧度的曲线线条等，其形状基本是对称的。曲面 矿石 的加工也是相对来 说比较简单（会比平面 矿石 难度大些），主要通过切、磨、抛等 简单加工完成，但是其设备教先进，是专门用来加工曲线截面的（比如说金刚石绳锯），其主要 也是由机器加工完成的 。 1） 无论主体的形状及其截面的是怎样的，按柱体轴线的垂直面来剖开，其所得的各截面图是相同的，即为等截面异形石材。等截面异形石材是一种对称的 矿石 。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2） 指无论主体的形状及其截面的是怎样的，如果按柱体轴线的垂直面来剖开，其所得的各截面图是并没有处处相同的，则是非等截面异形石材。非等截面异形石材是非对称 矿石 ，其主要是有着复杂结构的石材产品。 形石材的装饰效果 随着经济的发展、生活水平的提高以及审美观念的变化，现今人们更推崇自然而且华丽高贵的装饰效果。石材制品以其独特的天然花色纹理，优异的物理性质及加工 性能和华丽庄重的装饰效果，赢得了广大消费者的青睐，被广泛的用于建筑安装、家居装饰、艺术雕刻、生活用具等方面，特别是在建筑装饰的使用，像是门套窗 套、罗马柱、喷泉、拱门、雕刻、拼花等等，衬托出建筑物的高雅庄重大气，已经成了高级身份的象征，更是夺得可广大消费者和设计师所的芳心，使用量年年激 增。而且各种异 形天然石材凭借着其艺术性，犹如画龙点睛一般，更添加了整个建筑的高雅华贵的档次和艺术气息。还有像一些艺术洗手盆、花湓、茶几、壁炉、雕 刻等生活装饰用品越来越多的融入到人们的生活，更增强了人们的生活品质和艺术格调 。 形石材加工的损耗介绍 天然石材异型制品的加工流程比较复杂，也很烦琐，这里就不按流程来介绍各种 矿石 的加工损耗情况，而是按不同的异石材种类整体介绍一下各类 矿石 加工的损耗情况。 1. 石材荒料加工成圆形石材（原柱体），损耗通常在 20% 2. 石材荒料雕刻为异型雕刻品，损耗通常为 40%3. 圆形石材加工成花瓶，损耗通常为 40%4. 圆形石材加工成圆形桌面，损耗通常为 40%5. 圆形石材加工成圆形凳子，损耗通常为 30%6. 石材荒料加工成圆球，损耗通常为 50%7. 石板材加工成烟灰缸，损耗通常为 35%8. 圆形石材加工成蜡烛台架，损耗通常为 45%9. 圆形石材加工成罐子，损耗通常为 50%10. 石材荒料加工成椭圆型球体，损耗通常为 45%11. 圆形石材加工成圆盘状（类）器具，损耗通常为 30%购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 12. 石板材加工成方盘状（类）器具，损耗通常为 20%13. 圆形石材加工成梭状柱体，损耗通常为 20%天然石材异型类产品的损耗情况受石材性质、加工工具、加工方法、产品造型和工艺技术等许多方面的影响，所以同一产品有时不同工厂生产，损耗的差异度也很大，所以以上数据仅供大家参考。 材加工 机械分类 1. 按生产工艺过程分类 石材 机械可分为石材开采机械、 石材加工 机械、石材装修机械、石材维护机械、 石材加工 工具、石材检测机械等，另外还有一些工具和辅具，如金刚石锯片、磨具、磨料、石材化学防护用品、各类石材监测仪器等。 2. 按加工工艺分类 包括切机和钻机。如切机，在切割石材毛板，现场装修、检测时都会用到装有金刚石节块（或整边）圆锯片的切机；再如钻机 ，在矿山取样、加工钻孔、装修、艺术品雕刻时也会用上各类不同的钻机等。 3. 按刀具材料分类 如使用金刚石、立方氮化硼等作磨料制作的石材加工工具统称为超硬材料工具；使用石材碎料制作的合成石设备称为合成石生产线等。 石材机械 举例 【勘查与矿山设计阶段】 地质钻机、地钻机、放射性检测仪、样品分析仪、裂石机等 【石材开采阶段】 凿岩机、金刚石绳锯、桅杆吊、顶石机、汽车吊、挖掘机、链式推机、 空压机、链臂锯等。 【石材加工阶段】 砂锯、圆盘锯、框架锯、磨机、异型加工机、抹胶机、板材加工流水线、合成石流水线、金刚石工具等 【 石材装饰 装修设计】 码相机、计算机、扫描仪、激光划线仪等 【 石材装饰 装修阶段】 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 墙锯、清洗机、翻新机、化学锚栓 、干挂件、放线仪等 【石材检测阶段】 压力机、放射性检测仪、卡尺、钢直尺、耐磨仪等 【石材维修与防护】 石材翻新 机、清洗机、吸水机、光泽度检测仪等 【石材综合利用】 合成石生产流水线、过滤机、净水机、石材冲压机、石材制砖机等 内异形石材加工机械设备现状与发展 目前 ， 国内石材异型加工设备有几十种，但是与意大利等先进设备相比，还存在很大差距。国内少数大型石材加工企业，近几年从意 大利引进数控异型加工设 备，进行复杂的 矿石 加工，进口异型加工设备主要有石材加工中心、卧式数控加工机床、立式数控加工机床、数控台面加工机床等。石材异型加工有许多工序， 即使是大企业，也是靠手工完成，特别是不规则形状表面的磨抛光，基本上是靠手工完成。国产异型加工设备虽然有许多品种，但真正功能强的数控加工机床还没 有。 矿石 加工设备的发展空间较大，主要方向就是多维数控， 矿石 的设备磨抛光技术，各种复杂空间曲面的加工设备及刀具，可以借鉴金属数控加工设备的 结构及控制技术，用于石材异型加工设备。石材平面异型加工设备工艺较 成熟，数控金刚石串珠绳锯，数控水刀切割机，三维数控铣床等异型加工设备已经成熟，并 广泛应用于石材加工。圆弧石材、球形石材的切割及磨抛技术相对成熟。异型磨边设备（特别是各种圆弧边），近几年不断推向市场，并实现了多头连续磨削、磨 光，设备化水平不断提高。 国内石材设备发展趋势 从国外石材设备近年来的发展和在国内石材行业中的应用，目前国内石材设备的发展趋势主要体现在三个方面： 1、石材设备向高效方面发展，如在锯片数量上增加； 2、石材设备向自动化方面发展，如数控技术在石材加工设备的广泛运用； 3、石材设备向环境化 发展，如金刚石串珠绳锯，高压水射流等环保加工设备的研制与应用。 可以预见，随着石材加工技术及装备的进步，石材加工企业将朝着工厂化、管理信息化、优质低耗的方向发展，而高效以及自动化依然是石材设备发展的永恒主题！ 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 第 2 章 矿石球磨机 总体结构设计 石球磨机 的构成 该机在整体结构的主要零部件有底座基础、纵向导轨、横向导轨、支柱、切削头、旋转工作
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