【毕业设计论文】板材送进夹钳装置-说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书 板材送进夹钳装置 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 摘 要 随着科技的进步，在工业领域所应用的自动化程度越来越高。作为机械 行业，肩负着国家制造业的兴衰，也是衡量一个国家综合国力的主要标志。 目前，在机械加工生产线上多数采用的是电、气、液相结合的一体化模式。 板材送进夹钳是生产线上的重要环节，是连接主机和工作机的桥梁。因此， 成功设计该装置具有十分重要的意义， 它可以降低劳动成本， 提高工作效率， 给公司带来丰厚的效益。本论文主要介绍了 STPK120 的设计过程：包括工 作原理，结构的组成与分析，典型零件的设计以及加工工艺过程，板材翘曲 度的控制。 关键字： 夹钳装置 工作原理 结构分析 加工工艺 翘曲度 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 Abstract With the advancement of technology in the field of industrial automation applications increasingly high. As a mechanical industries, manufacturing or shoulders countries, but also to measure a nations comprehensive strength of the main signs. Currently, mechanical processing production line is the most used electricity, gas, liquid phase is the integration of models. Plate into the production line is an important link tongs, and the bridge connecting the mainframe. Therefore, the successful design of the device is of great significance, it can reduce labour costs, improve work efficiency, and bring huge 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 benefits to companies. The major papers presented STPK120 design process : including theory, the structure and composition analysis, the typical components and machining process design, plate bending degrees of control. Key words: Tongs device Operating principles Structural analysis Manufacturing process Bending degrees 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 摘要 Abstract 第 1 章 绪 论1 第 2 章 夹钳装置的概述 4 2 . 1 S T P K 1 2 0夹钳装置的简介 4 2 . 2 S T P K 1 2 0夹钳装置的工作原理 4 2 . 3 S T P K 1 2 0夹钳装置的结构组成及其各部分的功用 5 2 . 3 . 1 传感器 5 2 . 3 . 2 油缸 8 2 . 3 . 3 锁紧缸 8 2 . 3 . 4 支座 9 2 . 3 . 5 气缸支架 9 2 . 4 夹钳装置的技术特点 9 2 . 5 设计的有关技术参数 9 第 3 章 缸筒的工艺规程设计1 0 3 . 1 缸筒的功用1 0 3 . 2 缸筒的工艺分析1 0 3 . 3 工艺规程设计1 1 3 . 3 . 1 确定毛坯的制造形式1 1 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 3 . 2 基面的选择1 1 3 . 3 . 3 制定就加工工艺1 1 第 4 章 板材的受力分析1 2 4. 1 液压油的选择1 2 4. 2 夹钳力的计算1 3 4. 3 板材受力分析1 3 第 5 章 项目的技术经济分析1 5 5 . 1 2 0 0 6年的经济预测 1 5 5 . 1 . 1 国 家 宏 观 调 控 政 策 有 利 于 板 材 送 进 夹 钳 装 置 行 业 发 展1 5 5 . 1 . 2 主机任务饱满， 对板材送进夹钳装置行业的发展有利1 5 5 . 2 可能影响经济运行质量的问题1 5 5 . 2 . 1 燃料、动力、原辅材料价格的上涨，影响企业的效益1 5 5 . 2 . 2 积极引导企业吸引外资1 5 5 . 3 绿色设计1 6 5 . 3 . 1 绿色设计产生的背景1 6 5 . 3 . 2 绿色产品的定义和特点1 6 5 . 3 . 3 绿色设计的主要内容和设计原则1 7 第 6 章 超精密加工的发展方向与展望 1 9 6 . 1 跟踪世界先进科技的发展， 大量掌握和利用信息1 9 6 . 2 整合、 重组思想的运用2 0 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 6 . 3 创新是推动超精密加工技术发展的动力2 1 6 . 4 注意动向， 为发展铺平道路2 2 6. 5 微机械的制造技术2 2 6. 6 硬脆材料采用延性方式加工2 3 6. 7 超精密计量技术的发展2 3 6. 8 结束语2 4 结论2 5 致谢2 6 参考文献2 7 附录 1 英文原文2 8 附录 2 外文翻译4 2 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第 1 章 绪论 1 . 1 国内外的科技现状 国外现状：随着科学技术的进步，各国的液压系统取得了快速发展。 德国哈雷液压系统，噪音及振动小、速度快, 具有过载自动保护，确保机床 的精度和动力需求, 可实现行程无级调整，方便调节不同板厚时的冲压行程 及补偿模具刃磨量，提高效率，无伺服阀，对油品要求不高。省电，液压系 统自备高效风冷装置，节约电力消耗，整机日常维护保养简便，定期更换项 目少，减轻用户维护成本。意大利 A t o s公司生产的液压元件和电液系统是 液压和电子理想结合的产品，能实现快速，平稳和精确的控制。日本 S U M I T O M O公司生产的 Q T 内啮合齿轮泵具有静音，耐高压，抗磨损，寿命长， 应用广泛的特点。此外，美国的 P a r k e r公司，意大利的 C A R C O公司，日本 的 Y U K E N公司都在液压元件和液压传动方面取得了成功。 国内现状：虽然我国的液压系统和液压元件大多数是靠国外进口，但 也取得了一定的成就。 广州机械科学研究院液压研究所开发的广研系列的比 例阀，高性能军用液压阀，核电站用的水介质液压阀以及各类液压缸，液压 系统都广泛应用于各行各业， 比如宝钢 E R W 套管热处理线液压系统。德州液 压机具厂（集团公司）下设的宙力液压机具有限公司专业生产的超高压液压 泵站，机具，工具油缸等元件处于全国领先地位。宇力液压缸有限公司专业 生产系列装载机，推土机，挖掘机，路面机械等工程液压缸，是我国同行业 最大规模之一。 新宇工程机械有限公司致力于工程机械及配件，液压件的经 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 营，承接维修业务。 1 2 企业体制的改革 通过几年的调整改革，以及对外开放方针政策的进一步贯彻，液压气动 密封行业的资本结构发生了很大的变化。 原国有大中型企业经过改制，减轻债务和历史包袱，企业的生产技术实 力进一步得到发挥，在行业中起着重要的骨干作用。例如，上海电气液压气 动有限公司，几年来大手笔改革，优化产业结构，成功开展与国外合资，公 司取得了飞速发展， 北京华德液压集团有限公司优化资源配置，克服原国有 企业种种弊端，使企业发展更上一层楼，液压阀、液压泵产品产值、产量超 过设计纲领； 镇江液压件厂有限公司的成功改制， 大大提高了职工的积极性， 使企业的经济效益大幅度上升，近两、三年企业投入技术改造的资金，比前 三个五年计划投入的总和还要多， 提高了企业的自主开发能力和工艺装备水 平，为企业开发国内外市场创造了条件，为中小型企业改革做出了榜样；长 江液压件有限公司的股份制改造， 增强了企业的活力，为中型企业的改制提 供了经验等。 大批民营企业一惊人的速度成长发展，如宁国中鼎、温州海特克、温州 黎明、丹东克隆、浙江国泰、上海大众等，努力开拓国内外市场，其装备水 平、管理经验、产品质量等快速提升，取得了良好的经济效益，显示出了强 劲的竞争力，企业的发展步入了良性的循环。 近年来，大量的外资进入液气密行业，世界各大著名公司，如博士力 士乐公司、日本 SMC 公司、德国 FESTO 公司等纷纷在我国开办独资，合 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 资企业，或做国内的销售代理等业务，他们以高起点、专业化、规模生产的 方式，为高水平主机和重大装备配套，呈现“制造业向中国转移”的态势。 因此，形成了国有、民营、三资企业的销售额基本量三足鼎立之势。 1 3 液压气动密封工业市场行情 在我国加入 WTO 以后，随着经济全球化的发展，我国的市场经济不断 发展和完善，在国家宏观调空的经济大环境中， 在机械工业各主机快速发展 的带动下， 液压气动密封工业连续 5 年实现了持续快速稳定的发展，取得了 显著成绩，于 2004 年提前完成了“十五”规划的预定目标，行业面貌发生 了可喜的变化。 根据对液压、液力、气动、密封工业 332 个主要企业截止 2005 年底的 统计，液压气动密封工业平均经济效益指数 1.62，销售利润率 9.56%，总资 产贡献率 11.94%，资本保值增值率 113.62%，资产负债率 51.68%，流动资 产周转率 1.32 次，成本费用利用率 10.44%，劳动生产率 76788 元/人，产品 销售率 97.40%，市场供求衔接良好。 1 4 板材送进夹钳装置项目研究的意义 以上这些成绩的取得固然可喜， 但我们必须还要看清一些现状，根据资 料显示：就综合机械化的水平看， 总体上中国目前只能赶上或达到国际上上 世纪九十年代初的水平。另外，国产板材送进夹钳装置与国外相比，在技术 性能方面， 环境保护、可靠性方面和监控及保护系统方面也都存在不小的差 距。因此，必须提高自主创新能力，加大科研投入力度，努力达到世界先进 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 水平。 S T P K 1 2 0 型夹钳装置是广泛吸收国内外现有的液压， 气压夹钳装置的先 进技术基础上， 针对板材的型号长、厚、宽分别为 5 m 1 2 m ，4 1 0 m m ， 3 0 0 m m 5 0 0 m m 而开发研制的。板材的两侧面分别布置 5个该夹钳装置，并且每个 夹钳装置之间的距离是 1 0 0 0 m m 。这样能够节省大量的材料，对大批量的板 材生产具有降低成本的优点。 该夹钳夹紧力靠油缸夹紧， 伸缩采用 S M C 公司 的锁紧缸。它具有结构可靠，传动平稳，节省材料，动作灵敏等优点。而作 为板材送进装置的重要辅助机构， 对提高劳动生产率，降低工人的劳动力具 有显著的作用。因此它的研制有十分重要的意义。 针对上述现象， 对于夹钳装置的研究一直是一个不间断的工作，今后相 当长的时间内，我们都要研究它。我设计的是 S T P K 1 2 0 型夹钳装置，希望能 起到一定的帮助。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第 2 章 夹钳装置的概述 2 . 1 S T P K 1 2 0 夹钳装置的简介 S T P K 1 2 0 板材夹钳装置是广泛吸收国内外现有的液压，气压夹钳装置的 先进技术基础上，针对板材的型号长、厚、宽分别为 5 m 1 2 m ，4 1 0 m m ， 3 0 0 m m 5 0 0 m m而开发研制的。板材的两侧面分别布置 5个该夹钳装置，并 且每个夹钳装置之间的距离是 1 0 0 0 m m 。这样能够节省大量的材料，对大批 量的板材生产具有降低成本的优点。该夹钳夹紧力靠油缸夹紧，伸缩采用 S M C 公司的锁紧缸。它具有结构可靠，传动平稳，节省材料，动作灵敏等优 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 点。 2 . 2 S T P K 1 2 0 夹钳装置的工作原理 夹钳的作用是夹住工件的侧面，工件放在辊子上，夹钳夹住工件，拖动 工件前行，送到主机进行冲孔加工。一般情况下，采用多个夹钳共同夹住板 材，夹钳口伸入到板侧面 2 0 3 0 m m ，即可夹住。众多夹钳并排放在平板上， 平板下有滑轨，由电机驱动齿轮、齿条，即可驱动平板在滑轨上运行。夹钳 夹紧力靠油缸夹紧，油缸为单作用油缸，即复位采用油缸弹簧。夹钳伸缩采 用 S M C 公司的锁紧缸，此缸在行程上可在任意位置停止锁紧活塞， 使夹钳不 窜动。 该装置的动作过程为： 当工件位置放好后， 夹钳头在汽缸的推动下伸出； 当工件进入夹钳口时，板材侧面接触到感应块时，感应块后退，接近开关得 到信号；控制系统收到接近开关的信号，油缸进油， 上钳口下压， 压住板材， 同时汽缸活塞锁紧不动；夹紧后，夹钳带着工件在齿轮、齿条驱动下前行， 送往主机。 然后当主机对板材冲孔加工后， 控制系统得到命令后， 油缸卸压， 在油缸弹簧的作用下活塞杆上升，夹头在复位弹簧的作用下回到初始位置。 同时锁紧气缸拉动油缸回到原位置，至此整个动作结束。工作原理图如图 2 1 所示。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 1 1 活塞杆 2 . 油缸 3 . 浮动夹钳支架 4 . 支座 5 . 锁紧气缸 2 . 3 S T P K 1 2 0 夹钳装置的结构组成及其各部分的功用 该夹钳装置主要由单作用油缸、锁紧缸、支座、气缸支架、浮动夹钳支 架、传感器等零件组成。 231 传感器 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 工程上通常把直接作用于被测量， 能按一定规律将被测量转换成同种或 别种量值输出的器件，称为传感器。 传感器的作用类似于人的感觉器官。它把被测量， 如力、位移、温度等， 转换为易测信号，传送给测量系统的信号调理环节。 传感器也可以认为是人类感官的延伸， 因为借助传感器可以去探索那些 人们无法用感官直接测量的事物， 例如， 用热电偶可以测得炽热物体的温度； 用超声波探测器可以测量海水深度； 用红外遥感器可从高空探测地面上的植 被和污染情况，等等。因此，可以说传感器是人们认识自然界的有力工具， 是测量仪器与被测事物之间的接口。 在工程上也把提供与输入量有给定关系的输出量的器件， 称为测量变换 器。传感器就是输入量为被测量的测量变换器。 传感器处于测试装置的输入端， 其性能将直接影响着整个测试装置的工 作质量。 当今传感器开发中，以下列三方面的发展最引人注目： （1）物性型传感器大量涌现 物性型传感器是依靠敏感材料本身的物 性随被测量的变化来实现信号的转换的。 因此这类传感器的开发实质上是新 材料的开发。目前发展最迅速的新材料是半导体、陶瓷、光导纤维、磁性材 料，以及所谓的“智能材料” （如形状记忆合金、具有自增殖功能的生物体 材料等。 ）这些材料的开发，不仅使可测量大量增多，使力、热、光、磁、 湿度、气体、离子等方面的一些参量的测量成为现实，也使集成化小型化和 高性能传感器的出现成为可能。此外， 当前控制材料性能的技术已取得长足 的进步。这种技术一旦实现，将会完全改变原有敏感元件设计概念：从根据 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 材料特性来设计敏感元件，转变成按照传感要求来合成所需的材料。 总之，传感器正经历着从以结构型为主向以物性型为主的过程。 （2）集成、智能化传感器的开发 微电子学、微细加工技术和集成化 工艺等方面的进展，出现了多种集成化传感器。这类传感器，或是同一功能 的多个敏感元件排列成线型、 面型的传感器；或是多种不同功能的敏感元件 集成一体，成为可同时进行多种参量测量的传感器；或是传感器与放大、运 算、温度补偿等电路集成一体的器件。近年来，更有把部分信号处理电路和 传感器集成一体，使传感器具有部分智能，成为智能化传感器。 （3）化学传感器的开发 近 20 年来，工农业生产、环境监测、医疗卫 生和日常生活等领域，广泛应用化学传感器。化学传感器把化学量转化成电 量。 大部分化学传感器是在被测气体或溶液分子与敏感元件接触或被其吸附 后才开始感知的，而后产生相应的电流和电位。 目前市场上供应的化学传感 器以气体传感器、湿度传感器、离子传感器和生物化学传感器为主。预计在 未来一段时间内，化学传感器器件将会蓬勃发展，并且出现一些智能化化学 传感器。 传感器分类方法很多。按被测量分类，可分为位移传感器、力传感器、 温度传感器等；按传感器工作原理分类，可分为机械式、电器式、光学式、 流体式等； 按信号变换特征也可概括分为物性型和结构型；根据敏感元件与 被测对象之间的能量关系，可分为能量转换型与能量控制型； 按输出信号分 类，可分为模拟式和数字式；等等。 本产品所用的传感器既属于电器式，结构型又属于能量转换型。 它由感 应块，感应柱和各种电路元件组成。当工件进入夹钳口时，板材侧面接触到 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 感应块时， 感应块后退， 接近开关得到信号， 控制系统收到接近开关的信号， 进行相关处理。如图 2 1 ( a ) ，图 2 1 （b ）所示： 图 21 (a) 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 21（b） 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 232 油缸 油缸是该装置中的重要组成部分，是进行夹钳动作的直接执行部件。油 缸可分为单作用缸和双作用缸，在不同的工作条件下采用不同的型号。 单作 用缸靠油缸弹簧复位，用于压力不高的场合。双作用油缸采用进、出油口， 常用于压力比较高的场合。本产品采用的是单作用液压缸，是因为夹钳板材 不需要用太大的压力， 并且单作用液压缸的主要优点是结构简单， 动作灵敏， 费用低廉， 能很好得完成工作任务。因此从经济角度和实用性考虑也应该选 择单作用液压缸。它和活塞、夹头配合共同完成夹钳并送往主机。 233 锁紧缸 锁紧缸选用了日本 SMC 公司生产的气缸，它的作用是工作时将油缸伸 出去。当传感器感应到板材时，控制系统得到信号并向气缸发送锁紧信号， 此时，气缸就自动锁紧不动。 234 支座 支座的用途不言而寓就是起支撑作用， 支撑锁紧缸和液压缸进行正常工 作，并且和底座用螺纹连接，随带传动一起向主机方向运动。 235 气缸支架 气缸支架是焊接件，固定在支座上，支撑气缸活塞平稳动作，其次还起 到导向作用。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 4 夹钳装置的技术特点 支座、气缸支架、浮动夹钳支架都是焊接件，它们的主要技术特点是： 板件不得出现明显焊接变形，焊后清渣，焊后去焊接应力，锐边倒钝，发黑 处理。油缸活塞杆采用的材料是 45 钢，加工时注意锐边倒钝和 T235。油缸 的材料也是 45 钢，加工时注意锐边倒钝，进行去除应力和 T215。各零件装 配后夹钳活动灵活，弹簧在工作行程内伸缩自如。 2 5 设计的有关技术参数 钢板：厚 410mm，长 312mm，宽 300500mm； 钢板翘曲最大 30mm； 气缸为锁紧气缸即在行程内任意位置停止不动； 气缸行程 200mm，缸径 63mm，锁紧力 4000N。 夹钳装置的布置是：板材的两侧面分别布置 5 个该夹钳装置，并 且每个夹钳装置之间的距离是 1 0 0 0 m m 。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第 3 章 缸筒的工艺规程设计 3 1 缸筒的功用 油缸是该装置中的重要组成部分，是进行夹钳动作的直接执行部件。油 缸可分为单作用缸和双作用缸，在不同的工作条件下采用不同的型号。 单作 用缸靠油缸弹簧复位，用于压力不高的场合。双作用油缸采用进、出油口， 常用于压力比较高的场合。本产品采用的是单作用液压缸，它的主要优点是 结构简单，动作灵敏，费用低廉，能很好得完成工作任务。它和活塞、夹头 配合共同完成夹钳并送往主机。 3 2 缸筒的工艺分析 缸筒主要加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分析如下： 1该零件的主要加工面孔38H11，36，30H8，35.9H9，60H9。 2孔30H8，35.9H9 分别与孔60H9 的同轴度为0.015，0.02。 3孔60H9 与缸筒的内外端面的垂直度分别为 0.04，0.04。 这些将直接影响缸筒和活塞的配合精度。如图 31 所示： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 31 3 3 工艺规程设计 331 确定毛坯的制造形式 缸筒是常用的传动件，配合活塞杆使用。由于本产品所用的缸筒是小 批量生产， 而且零件的轮廓尺寸不大， 但结构比较复杂并且对强度的要求不 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 高，故可采用金属型铸造成型，选择零件的材料为 45 钢。这从提高生产效 率，保证加工精度上考虑，也是应该的。 332 基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确与合 理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中 会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择。粗基准选择的原则有：相互位置要求原则；余量均 匀原则；余量足够原则；粗基准不重复使用原则。本产品所用缸筒的两个内 孔30 及35 与孔的中心线有同轴度的要求，因此加工该两孔时应注意相 互位置要求原则。因此选60 及外端面 B 为定位基准是最合理的。 （2）精基准的选择。精基准选择的原则有：基准重合原则；基准统一原 则；互为基准、反复加工原则；自为基准原则。加工缸筒时主要考虑基准统 一的问题，即遵循“基准统一”的原则。基准统一的好处有：保证各表面间 的相互位置精度，避免因基准变换而产生误差， 并有利于简化夹具的设计种 类，减少装夹的时间，从而降低制造成本。因此选30 及外端面 A 为定位 基准是最合理的。 333 制定孔加工的工艺 制定孔加工工艺的出发点，应该是使零件的几何形状，尺寸精度及位置 精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件 下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 效率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺方案：以60 及外端面 B 为定位面，采用短阶梯圆柱销定位，另 外加以辅助支撑（辅助支撑的作用提高定位的稳定性，不影响自由度的限 制） ，绞30 孔。然后以30 及外端面 A 为定位面，采用短阶梯圆柱销定 位，另外加以辅助支撑，绞60 孔。 第 4 章 板材的受力分析 4 1 液压油的选择 液压系统中使用的液压油液的种类有：石油型和难燃型两种。石油型可 分为机械油、汽轮机油、普通液压油以及专用液压。而专用液压油又可分为 抗磨液压油、低温液压油、液压导轨油、高粘度指数液压油、其它专用液 压油。难燃型可分为乳化型和合成型。乳化型可分为水包油乳化液、油包水 乳化液。合成型包含水乙二醇液、磷酸酯液和其它。 石油型的液压油以机械油为基料，精练后按需要加入适当的添加剂而 成。这种油液的润滑性好，但抗燃性差。 机械油是一种工业用润滑油，价格虽较低，但物理化学性能较差，使用 时易生粘稠胶质，堵塞元件，影响系统的性能。压力越高，问题越严重。因 此，只在压力较低和要求不高的场合使用。 汽轮机油和机械油相比，氧化安定性好，使用寿命长，与水混合后能迅 速分离，纯净度高。普通液压油中加有抗氧化防锈和抗泡等的添加剂，在液 压系统中使用最广。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 水乙二醇液适用于要求防火的液压系统。如液体长期在高于 65的 温度下工作，水分的蒸发使它的粘度上升，因此必须经常检验。低温下粘度 小，它的润滑性比石油型液压油差，对大多数金属及液压系统中使用的大多 数橡胶密封圈材料均能相容，但会使许多油漆脱落。 磷酸酯液自燃点高，氧化安定性好，润滑性好，使用温度宽，对大多数 金属不腐蚀，但溶解许多非金属材料，因此必须选择合适的橡胶密封材料。 这种液体有毒。 为了改善液压油液的性能，往往在油液中加入各种各样的添加剂。添加 剂有两类：一类是改善油液化学性能的，如抗氧化剂、防腐剂、防锈剂等； 另一类是改善油液的物理性能的，如增添剂、抗泡剂、抗磨剂等。 对于本产品，如果液压自动夹钳装置在常温下工作，其工作环境的温度 不高， 但有防尘要求，选择 20 号普通机床液压油。20 号压力油的运动粘度： sm /10)2317(50 26 = ，取sm /102050 26 =。 密度为 33 /109 . 0mkg，则 20 液压油的动力粘度为： spa=018. 0 42 夹钳力的计算 20 号压力油的压力取值范围是 07MPa，取油压 P=6.3MPa 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 则压力 6226 10)21( 4 103 . 6 =ddSPF 。 =)3060( 4 3 . 6 22 =13352.85N 4 3 板材受力分析 板材受力的结构示意图如图 41 所示： 图 41 板材的抗弯刚度计算公式为： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 )1 (12 2 3 = tE k 其中：k板材的抗弯刚度； E板材的弹性模量，取值 E=200GPa t板材的厚度，取值 t=5mm； 为常数，值为3 . 0=； 所以： MPa mmGPatE k6 .91 )3 . 01 (12 5200 )1 (12 22 3 = = = 板材的翘曲度： mm MPa N k SP y1449. 0 6 .91 85.13352 = = 则 y=0.1449mm30mm，符合要求。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第 5 章 项目的技术经济分析 5 1 2 0 0 6 年的经济预测 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2006 年是实施“十一五”规划的第一年，是“十一五”规划完成好坏 的关键一年。初步分析 2006 年的发展环境非常有利于板材送进夹钳装置行 业保持持续、快速、稳定的发展。 511 国家宏观调控政策有利于板材送进夹钳装置行业的发展 国家振兴装备制造业政策，特别是最近中央经济工作会议精神，国家 仍将继续执行“双稳健”的财政政策和发展内需的宏观经济政策，以及国家 近期出台的有关工、农业政策和调控政策，还有对节能降耗，环境保护的部 署等，为机械工业提出了新的要求，扩展了机械产品的市场，机械工业仍将 保持高速发展，必然带动板材送进夹钳装置行业的发展。 512 主机任务饱满，对板材送进夹钳装置行业的发展有利 板材送进夹钳装置行业是配套件行业，受主机行业的影响很大。据有 关行业预测，目前各主机行业企业 2006 年在手的任务十分饱满，特别是国 家重点工程所需的重大装备和大型高档产品需求十分火暴， 仍处于供不应求 的局面，必然拉动板材送进夹钳装置行业的发展。 5 2 可能影响经济运行质量的问题 521 燃料、动力、原辅材料价格上涨，影响企业的效益 煤、油、电力以及原辅材料和钢材的价格上涨，将直接影响板材送进夹 钳装置产品的生产成本，降低企业的经济效益。企业很难通过加强管理，靠 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 企业内部挖潜对这部分予以补偿。 在企业利润空间不大的情况下， 会降低企 业的经济效益，影响行业企业的长远发展的后劲。 522 积极引导企业吸引外资 对外开放是国家的重大国策，不少地方往往以吸引外资的多少，作为 政府的政绩考核目标，不管项目的好坏和效益如何。有的企业，国家花了大 量资金进行技术改造，已形成了自己的品牌，而且还形成了行业的排头兵， 在国内外都有一定的名气，像这样的企业也被国外公司购买或控股，是这样 的企业失去了自主权，丢掉了自己的品牌，失去了多年来创造的无形资产， 实在可惜。这样也可能影响到国家的产业安全，影响到国家发展的自主性， 应引起重视。 5 3 绿色设计 531 绿色设计产生的背景 自 20 世纪 70 年代以来， 工业污染所导致的全球性环境恶化达到了前所 未有的程度，迫使人们不得不重视环境污染的现实。日益严重的生态危机， 要求全世界工商企业采取共同行动来加入环境保护，以拯救人类生存的地 球，确保人类的生活质量和经济持续健康的发展。 进入 20 世纪 90 年代，各国的环保战略开始经历一场新的转折，全球 性的产业结构调整呈现出新的绿色战略趋势，这就是向资源利用合理化、废 弃物产生少量化、对环境无污染或少污染的方向发展。在这种“绿色浪潮” 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 的冲击下， 绿色产品逐渐兴起，相应的绿色产品设计方法就成为目前的研究 热点。 在工业发达国家，产品的绿色标志制度相继建立，凡标有“绿色标志” 图案的产品，表明该产品从生产到使用回收的整个过程符合环境保护要求， 对生态环境无害或危害极少， 可以实现资源的再生和回收，这种产品大大地 提高了在国际市场的竞争力。例如：德国的水溶油漆被授予绿色标志后，销 售额提高了 20%。 与经济发达国家相比，我国工业的技术水平还有较大差距，工业产品还 存在着资源和原材料消耗大、 环境污染严重、 国际竞争能力相对较弱等问题。 在加入 WTO 之后，产品出口所面临“绿色壁垒”十分突出。为解决上述问 题的可行途径，就是通过绿色设计与绿色制造技术，大力开发绿色产品，尽 可能减少对环境的污染和资源浪费，全面提高产品的竞争力。 532 绿色产品的定义和特点 绿色设计是由绿色产品的诞生所引申的一种设计技术。因而， 要进行绿 色设计，首先有必要弄清什么样产品是绿色产品，绿色产品有何特点，以便 于采取一定的方法和手段去设计绿色产品。 （1）绿色产品的定义 绿色产品是相对传统产品而言的，至今还没有 权威的定义，为了便于对绿色产品的认识，给出如下一些定义： 1）绿色产品是指以环境和环境资源保护为核心概念而设计生产的、可 拆卸和分解的产品，其零部件经过翻新处理后可以重新利用。 2）绿色产品是将重点放在减少部件，使原材料使用合理化并能进行回 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 收处理的产品。 3）绿色产品是指从生产到使用乃至回收的整个过程都符合特定的环境 保护要求，对生态环境无害或危害小，以及可以再生或回收、循环、再利用 的产品。 4）绿色产品是指其使用寿命完结时，部件可以翻新和重新利用的产品。 以上定义可以看出，绿色产品是指在产品全生命周期内，包括原材料制 备、设计、制造、包装、运输、使用、回收、再用或再生过程，能节约资源 和能源，对生态环境无危害或少危害， 且对生产者及使用者具有良好保护性 的产品。 （2）绿色产品的几个鲜明特点 1）优良的环境友好性 2）最大限度 地利用材料资源 3）最大限度地节约能源 533 绿色设计的主要内容和设计原则 设计内容：（1） 绿色产品的描述和建模 （2） 绿色设计的材料选择 （3） 面向拆卸性设计 （4） 产品的可回收性设计 （5） 绿色产品的成本分析 （6） 绿色产品设计数据库 设计原则： （1）资源最佳利用原则（2） 能量消耗最少原则 （3） “零 污染”原则 （4） “零损害”原则 （5）技术先进原则 （6）生态经济效 益最佳原则 我设计的板材送进夹钳装置具有可拆卸性， 并且夹钳过程中板材的两旁 各放置 5 个该装置， 每个装置之间的距离为 1000mm。 这样可以节省原材料， 降低生产成本，为企业带来可观的效益。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 从加工工艺方面考虑：加工缸筒时采用基准统一的原则，而基准统一的 好处有：保证各表面间的相互位置精度，避免因基准变换而产生误差，并有 利于简化夹具的设计种类，减少装夹的时间，从而降低制造成本。 从液压油选择上考虑：本产品采用价格比较便宜的 20 号精密机床液压 油。理由是液压自动夹钳装置在常温下工作，其工作环境的温度不高，但有 防尘要求。 从整套运输线方面考虑： 板材送进夹钳装置作为辅助装置对减少运输时 间，提高劳动生产率，降低工人的劳动力具有显著的作用，这样能为企业省 下一大笔费用。 但是该装置也存在着一些不足，那就是液压油的污染问题，就目前的科 技还无法彻底解决此问题，目前研究的方向是采用水压传动， 希望日后在这 方面有所突破。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第 6 章 专题论文 超精密加工的发展方向和展望 摘要：超精密加工不论是超精密机床、金刚石工具，还是超精密加工工艺已 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 形成了一整套完整的超精密制造技术系统但是这并不代表了超精密加 工技术已经达到了颠峰， 它的发展还有很大的空间。 这就需要人们发挥自己 的潜能去探索这一神秘的领域。 关键字：超精密加工、发展方向和展望、超精密机床、金刚石工具、加工工 艺 正文： 在当前必然会谈到的是微机械技术的诞生， 为超精密制造技术引来一种 崭新的态势，它的微细程度使传统的制造技术面临一种新的挑战。 尽管它的 诞生时间只是近期的事。人们已公认为它是 21 世纪的前沿技术。它的发展 极为神速，受到全世界的关注，我国也不例外，仅几年时间，许多单位已生 产出各种产品， 甚至完成了将原子迁移， 构成图形或字体等的各种创举。 1996 年，上海交通大学展示了直径为 2mm 的微电机，而今天瑞士 TECHSTAR GmbH 已经将直径 3mm 电机，转速为 100,000r/min 的产品作为商品销售， 其最小的滚珠轴承外径只有 3mm。微机械的发展如此迅速，确实惊人！ 面临即将到来的 21 世纪，我国从事超精密加工的广大科技人员如何努 力才能缩短与国外的差距，作为这条战线的一名工作者，确是日有所思，下 面提出一些个人的具体想法。 6 1 跟踪世界先进科技的发展，大量掌握和利用信息 超精密加工技术是发展科技的重要手段，所以受到世界各国的广泛重 视，因此也就不断地获得新的成果，但是因为它的要求都处在精度的极限， 传统的、单一的技术往往很难突破，必须综合地利用当前取得的各种成果， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 通过综合、分析，加以整合、重组，才能进一步满足更高的要求。因此当务 之急是如何及时地取得各种有关的信息。自从进入信息时代， 获得信息的手 段也随之而得到发展，特别是计算机联网的实现，加速了信息传递。因此为 信息的及时获得创造了前提， 同时已成为竞争的重要手段。前面已提到的金 刚石切削刃口圆弧半径的测量，一直是超精密加工技术领域中的一个难题， 自从 1982 年，STM 和 AFM 的发明，应当说为其测量创造了前提，但是当 时并未受到应有的重视，直到 1993 年才从Precision Engineering看到美 国学者 J.Drescher 提出这种设想，但并未实现。到了 1996 年和 1998 年，才 看到我国的华中理工大学和哈工大在这方面相继作出了的有关的报道。 表明 这些信息的传递，有利于加速技术的发展。但为什么实践如此滞后。也许可 以说，信息虽然是有了，但并没有很快得到应用，当时它的出现并非直接为 超精密加工领域应用的。不过今天看来这项研究，所以能获得进展，也是因 为应用了这个信息。 这充分说明信息只是一种素材， 有了信息还得进一步经 过加工，才能成为真正的手段。 超精密加工技术一直是制造技术的前沿技术，每前进一步，都需付出很 大的代价， 而且对其要求也是随着时间的推延而不断提高，这就必须广泛的 收集信息，虽然工艺信息往往是被视作 Know- How 而加以保密，所以更增 加了它的收集难度，但是信息的渠道是多方面的，另外，得到的信息，大部 分仍然需要经过大量筛选，择其有用的为我所用。而信息的收集必须先行， 并且需要及时。 比如，当前硬脆材料的加工已是当务之急，历来采用磨削的途径，但是 在技术上存在比较难克服的问题， 往往满足不了光学等方面的要求，有的还 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 将附加采用难度不小的抛光。 为了突破这个难题，世界各国都开始摸索新的 途径，后来出现在超精密机床上加工硬脆材料，控制极小切深和走刀量，首 先从磨削突破了硬脆材料延性方式的技术， 紧接着也很快采用大负前角的金 刚石车刀获得成功。当然在掌握上，仍然存在难度。近期又有建议在金刚石 的切削上如果复合振动切削， 便能更易实现硬脆材料延性方式的切削。 这表 明技术是在不断推陈出新的。 必须时时跟踪， 这样才有可能缩短研制的周期， 突破难题。 6 2 整合、重组思想的运用 超精密加工技术是一项系统工程，它集机床、工具、计量、数控、材料、 环境控制等成果于一体，针对不同的加工对象，不同的设计要求，综合地加 以利用。这里想以当前的超精密机床为例， 可以发现大部分这类机床也是反 映出这些特点，它是根据自己所需的产品来设计、制造的。从这类机床的主 轴、直到床身，几乎均被认为到了精度的极限，因此每种型号特色都比较明 显。而商品化的也有一些，但从已发表的文献中来看，只是少数。前者如美 国的 LLNL 国家实验室的大型光学金刚石车床 LODTM 等。后者如 Pneumo Precision 公司的 SMG325 超精密机床。即使是大量生产磁盘的车床其需要 量也是很有限的，以日本东芝机械公司为例，据其公司的介绍，每年在日本 的补充量也仅三十多台，或者更少。这是超精密机床的特点。 超精密机床的特点扩大到整个超精