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CA10B前刹车调整臂外壳加工工艺及钻φ13.8和φ16沉孔夹具设计【CAD图纸工序卡工艺过程卡说明书】【课设资料】

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CA10B前刹车调整臂外壳加工工艺设计及专用夹具设计【全套CAD图纸+说明书】【课设资料】.rar

全套设计-CA10B前刹车调整臂外壳加工工艺设计及专用夹具设计

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A1-夹具体.dwg

A1-气缸.dwg

A1-钻夹具装配图.dwg

A2-气缸拉杆.dwg

A2-调整臂零件图.dwg

A3-钻模板.dwg

前刹车调整臂外壳毛坯.dwg

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关键词：: ca10b 刹车调整调剂外壳加工工艺设计专用夹具全套 cad 图纸说明书仿单资料

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摘要

本设计是调整臂外壳的加工工艺及专用夹具设计。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。它的主要加工面是孔、调整臂的几个端面和槽，在加工中由于面的加工精度要比孔的加工精度容易保证。因此，在设计中采用先面后孔的原则，并将孔与平面的加工划分为粗加工和精加工阶段，以保证加工精度。在本设计中，先以R41外圆加工出两端面，再以该基准面加工相应的孔。在后面的工序中，均以该孔与端面为定位基准，加工调整臂的孔、槽和一些端面，在整个加工过程中，分别采用了铣床、钻床和车床。并设计了铣侧面、镗孔和铣槽等的专用夹具，并对它们的定位都采用了一面两销定位。由于该零件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。因此，夹紧方式都采用手动夹紧，它的夹紧简单，机构的设计更为方便，满足夹紧要求。

关键词：调整臂外壳零件，毛坯、加工工艺，专用夹具，定位，夹紧

bstract

The shell design is the adjustment of the processing technology boom and exclusive fixture design. Consider the parts in the machine is running is not the hardest hit, spare parts and relatively simple structure, the choice of rough castings. Its main processing is the hole surface, adjusting the number of face and arm slot, in the process of machining accuracy due to face processing than the hole to ensure the accuracy of easily. Therefore, the use in the design after the first hole of the principle of surface and hole and two-dimensional processing is divided into roughing and finishing stages to ensure the machining accuracy. In this design, the first R41 at both ends of the cylindrical surface processing, and then base-level processing of the corresponding hole. The processes behind both holes with the end of the baseline for positioning, processing to adjust the arm holes, slots, and some face in the whole process, namely the use of a milling machine, drilling machine and lathe. And the design of the side milling, boring and milling fixture dedicated ducts and their location use the side of the two targeted marketing. Due to the size of the parts do not, the clamping force is not required. Therefore, the clamping means are manually clamping, clamping it simple, more convenient for the design of institutions to meet the requirements clamping.

Key words: Adjustment arm shell parts, rough, processing technology, a dedicated fixture, positioning, clamping

摘要I

bstractII

目录III

第一章绪论1

第二章:概述2

2.1夹具的现状几生产对其提出新的要求2

2.2现代夹具的发展发向3

2.3机床夹具及其功用4

2.4机床夹具在机械加工中的作用5

2.5机床夹具组成和分类6

2.6机床夹具的分类7

2.7机床夹具设计特点9

2.8机床夹具的设计要求10

第三章零件的分析11

3.1零件的工艺分析11

第四章工艺规程设计14

4.1确定毛坯的制造形式14

4.2基面的选择14

4.3制定工艺路线14

4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定16

4.5确立切削用量及基本工时18

第五章夹具设计34

5.1钻夹具设计34

5.2 定位基准的选择34

5.3切削力和夹紧力计算35

5.4定位误差分析36

5.5 夹具设计及操作的简要说明37

参考文献38

致谢39

附件140

附件250

第一章绪论

毕业设计在我们大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们在进行毕业设计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次毕业设计之后，我得到一次在毕业工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼：

（1）运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

（2）提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。

（3）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。

就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打一个良好的基础。

由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！

第二章:概述

夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。

2.1夹具的现状几生产对其提出新的要求

现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有只能感等生产的能力工厂中约拥有13000~15000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。

综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求；

（1）、能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期；

（2）、能装夹一组相似性特征的工件；

（3）、适用于精密加工的高精度的机床；

（4）、适用于各种现代化制造技术的新型技术；

（5）、采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。

全部文件.JPG

零件图.JPG

毛坯图.png

钻夹具装配图.JPG

夹具体.JPG

气缸拉杆.JPG

气缸.JPG

内容简介：: nts I 毕业设计（论文）任务书专业机械设计制造及其自动化班级机械 053 姓名孔琳琳下发日期 2009-6-15 题目 CA10B 前刹车调整臂外壳加工工艺设计及专用夹具设计专题 1. 计 CA10B 前刹车调整臂外壳加工工艺设计 2. 13.8 和 16 沉孔加工钻床夹具设计主要内容及要求要求：在教师的指导下，独立完成设计任务，培养较强的创新意识和学习能力，获得机械工程师的基本训练。使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产上是可行的。工艺规程设计应该满足加工质量，生产率，经济性要求，机床夹具设计方案应该合理，有一定的特色和见解。计算步骤清晰，计算结果正确；设计制图符合国家标准；使用计算机设计，计算和绘图；说明书要求文字通顺，语言简练，图示清晰。必须以负责的态度对待自己所做的技术决定，数据和计算结果。主要内容：（ 1）确定生产类型，对零件进行工艺分析。（ 2）选择毛胚种类及其制造方法（ 3）拟定零件的加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺装备，确定各工序切削用量和工学尺寸，计算某一代表工序的工时定额。（ 4）填写工艺文件：工艺过程卡片（或工艺卡片），工序卡片（可视工作量大小只填部分主要工序的工序卡片）。（ 5）设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。（ 6）撰写毕业设计说明书。成果形式：设计说明书不少于 2 万字，查阅文献 15 篇以上，翻译与课题有关的英文资料 2 篇，译文字数不少于 5000 字，绘制图纸折合总量不少于 5 张 A1 主要技术参数该零件图一张，年生产纲领 5000 件，每日一班。进度及完成日期 3 月 23 日 4.月 3 日：实习二周 4 月 6 日 4 月 10 日：绘制被加工零件图和毛胚图并绘制三维图一周 4 月 13 日 4 月 24 日制定加工路线，编制工艺卡二周 4 月 27 日 5 月 8 日：进行设计和计算二周 5.月 11 日 5 月 22 日：设计第一套夹具装配图二周 5 月 25 日 5 月 29 日：设计夹具的零件图一周 6 月 1 日 6 月 56 日：外文资料翻译一周 6 月 .8 日 6 月 12 日：编制和整理设计计算说明书一周 6 月 15 日 6 月 19 日：机动一周 6 月 22 日 6 月 26 日：准备答辩和答辩教学院长签字日期教研主任签字日期指导教师签字日期 nts 摘要本设计是调整臂外壳的加工工艺及专用夹具设计。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。它的主要加工面是孔、调整臂的几个端面和槽，在加工中由于面的加工精度要比孔的加工精度容易保证。因此，在设计中采用先面后孔的原则，并将孔与平面的加工划分为粗加工和精加工阶段，以保证加工精度。在本设计中，先以 R41 外圆加工出两端面，再以该基准面加工相应的孔。在后面的工序中，均以该孔与端面为定位基准，加工调整臂的孔、槽和一些端面，在整个加工过程中，分别采用了铣床、钻床和车床。并设计了铣侧面、镗孔和铣槽等的专用夹具，并对它们的定位都采用了一面两销定位。由于该零件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。因此，夹紧方式都采用手动夹紧，它的夹紧简单，机构的设计更为方便，满足夹紧要求。关键词：调整臂外壳零件，毛坯、加工工艺，专用夹具，定位，夹紧 nts bstract The shell design is the adjustment of the processing technology boom and exclusive fixture design. Consider the parts in the machine is running is not the hardest hit, spare parts and relatively simple structure, the choice of rough castings. Its main processing is the hole surface, adjusting the number of face and arm slot, in the process of machining accuracy due to face processing than the hole to ensure the accuracy of easily. Therefore, the use in the design after the first hole of the principle of surface and hole and two-dimensional processing is divided into roughing and finishing stages to ensure the machining accuracy. In this design, the first R41 at both ends of the cylindrical surface processing, and then base-level processing of the corresponding hole. The processes behind both holes with the end of the baseline for positioning, processing to adjust the arm holes, slots, and some face in the whole process, namely the use of a milling machine, drilling machine and lathe. And the design of the side milling, boring and milling fixture dedicated ducts and their location use the side of the two targeted marketing. Due to the size of the parts do not, the clamping force is not required. Therefore, the clamping means are manually clamping, clamping it simple, more convenient for the design of institutions to meet the requirements clamping. Key words: Adjustment arm shell parts, rough, processing technology, a dedicated fixture, positioning, clamping nts 目录摘要 . 2 BSTRACT . 3 目录 . 4 第一章绪论 .错误 !未定义书签。第二章 :概述 .错误 !未定义书签。 2.1 夹具的现状几生产对其提出新的要求 .错误 !未定义书签。 2.2 现代夹具的发展发向 .错误 !未定义书签。 2.3 机床夹具及其功用 .错误 !未定义书签。 2.4 机床夹具在机械加工中的作用 .错误 !未定义书签。 2.5 机床夹具组成和分类 .错误 !未定义书签。 2.6 机床夹具的分类 .错误 !未定义书签。 2.7 机床夹具设计特点 .错误 !未定义书签。 2.8 机床夹具的设计要求 .错误 !未定义书签。第三章零件的分析 .错误 !未定义书签。 3.1 零件的工艺分析 .错误 !未定义书签。第四章工艺规程设计 .错误 !未定义书签。 4.1 确定毛坯的制造形式 .错误 !未定义书签。 4.2 基面的选择 .错误 !未定义书签。 4.3 制定工艺路线 .错误 !未定义书签。 4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .错误 !未定义书签。 4.5 确立切削用量及基本工时 .错误 !未定义书签。第五章夹具设计 .错误 !未定义书签。 5.1 钻夹具设计 .错误 !未定义书签。 5.2 定位基准的选择 .错误 !未定义书签。 5.3 切削力和夹紧力计算 .错误 !未定义书签。 nts 5.4 定位误差分析 .错误 !未定义书签。 5.5 夹具设计及操作的简要说明 .错误 !未定义书签。参考文献 .错误 !未定义书签。致谢 .错误 !未定义书签。附件 1 .错误 !未定义书签。附件 2 .错误 !未定义书签。 nts工序卡片工序一 : 以 R41 外圆为粗基准，粗车 60 孔前后端面安徽农业大学机械加工工序卡工序名称车端面零件名称前刹车调整臂外壳零件重量 2.5kg 材料毛坯牌号硬度形式重量 KT350 150HBW 铸造设备夹具辅助工具名称型号 60 孔及端面加工车床夹具卧式车床 CW6163A 工步安装及工步说明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 以 R41 外圆为粗基准，粗车 60孔前后端面硬质合金钢端面车刀 1 1.3mm 0.15mm/r 35m/min 1.14min 设计者孔琳琳指导教师郑培文共 11 页第 1 页 nts 工序二 : 以 R41外圆为粗基准，粗车 60 孔左右两端面。安徽农业大学机械加工工序卡工序名称车端面零件名称前刹车调整臂外壳零件重量 2.5kg 材料毛坯牌号硬度形式重量 KT350 150HBW 铸造设备夹具辅助工具名称型号 60 孔及端面加工车床夹具卧式车床 CW6163A 工步安装及工步说明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 以 R41外圆为粗基准，粗车 60孔左右两端面。硬质合金钢端面车刀 1 1.3mm 0.15r/min 35m/min 1.6min 设计者孔琳琳指导教师郑培文共 11 页第 2 页 nts工序三 : 精车 12 孔前后端面。安徽农业大学机械加工工序卡工序名称车端面零件名称前刹车调整臂外壳零件重量 2.5kg 材料毛坯牌号硬度形式重量 KT350 150HBW 铸造设备夹具辅助工具名称型号 60 孔及端面加工车床夹具卧式车床 CW6163A 工步安装及工步说明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 精车 12 孔前后端面硬质合金钢端面车刀 1 1.3mm 0.15mm/r 35m/min 0.68min 设计者孔琳琳指导教师郑培文共 11 页第 3 页 nts工序四 : 以 12孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 12 孔，孔的精度达 IT7。安徽农业大学机械加工工序卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量 2.5kg 材料毛坯牌号硬度形式重量 KT350 150HBW 铸件设备夹具辅助工具名称型号 13.8 和 16 沉孔加工钻床夹具钻床 Z5125A 工步安装及工步说明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 2 3 4 粗钻孔至 do=10mm 扩孔至 do=11.8mm 铰孔至 do=11.94mm 精铰孔至 12H7 高速钢麻花钻钻头高速钢扩孔钻高速钢铰刀高速钢铰刀 1 1 1 1 0.5mm/r 0.75mm/r 1.5mm/r 1.5mm/r 11m/min 25m/min 11m/min 11m/min 0.17 min 0.09min 0.1min 0.1min 设计者孔琳琳指导教师郑培文共 11 页第 4 页 nts工序五 : 以 12孔上端面为精基准，钻 5个 4.3 孔安徽农业大学机械加工工序卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量 2.5kg 材料毛坯牌号硬度形式重量 KT350 150HBW 设备夹具辅助工具名称型号 60 孔及端面加工车床夹具钻床 Z5125A 工步安装及工步说明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 钻孔至 d=4.3mm 高速钢麻花钻钻头 1 0.13mm/r 30m/min 1.3 min 设计者孔琳琳指导教师郑培文共 11 页第 5 页 nts工序六 : 以 12 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 60 孔，孔的精度达 IT7。安徽农业大学机械加工工序卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量 2.5kg 材料毛坯牌号硬度形式重量 KT350 150HBW 铸件设备夹具辅助工具名称型号 60 孔及端面加工车床夹具钻床 Z535 工步安装及工步说明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 2 3 4 粗钻孔至 do=50mm 扩孔至 do=58mm 铰孔至 do=59.94mm 精铰孔至 60H7 高速钢麻花钻钻头高速钢扩孔钻高速钢铰刀高速钢铰刀 1 1 1 1 0.7mm/r 0.95mm/r 1.6mm/r 1.6mm/r 10m/min 18m/min 7m/min 7m/min 0.8 min 0.3min 0.35min 0.35min 设计者孔琳琳指导教师郑培文共 11 页第 6 页 nts工序七 : 粗车、半精车槽 26H11 的端面安徽农业大学机械加工工序卡工序名称切槽零件名称前刹车调整臂外壳零件重量 2.5kg 材料毛坯牌号硬度形式重量 KT350 150HBW 铸造设备夹具辅助工具名称型号 60 孔及端面加工车床夹具卧式车床 CW6163A 工步安装及工步说明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 2 粗车 26H11 槽半精车 26H11 槽 QA2022L-03 QA2022L-03 1 1 1.3mm 1.3mm 0.15mm/r 0.15mm/r 34m/min 34m/min 8.38s 8.08s 设计者孔琳琳指导教师郑培文共 11 页第 7 页 nts工序八 : 车螺纹孔顶面安徽农业大学机械加工工序卡工序名称车端面零件名称前刹车调整臂外壳零件重量 2.5kg 材料毛坯牌号硬度形式重量 KT350 150HBW 铸造设备夹具辅助工具名称型号卧式车床 CW6163A 工步安装及工步说明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 车螺纹孔顶面硬质合金钢端面车刀 1 1.3mm 0.15r/min 34m/min 2.32s 设计者孔琳琳指导教师郑培文共 11 页第 8 页 nts工序九 : 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准 ,钻、扩、铰、精铰 13.8 孔，使孔的精度达到 IT7。安徽农业大学机械加工工序卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量 2.5kg 材料毛坯牌号硬度形式重量 KT350 150HBW 铸造设备夹具辅助工具名称型号 13.8 和 16 沉孔加工钻床夹具钻床 Z535 工步安装及工步说明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 2 3 4 粗钻孔至 do=12mm 扩孔至 do=13.6mm 铰孔至 do=13.74mm 精铰孔至 13.8H7 高速钢麻花钻钻头高速钢扩孔钻高速钢铰刀高速钢铰刀 1 1 1 1 0.5mm/r 0.75mm/r 2mm/r 2mm/r 10m/min 11m/min 9m/min 9m/min 1.2 min 0.4min 0.3min 0.3min 设计者孔琳琳指导教师郑培文共 11 页第 9 页 nts工序十 : 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准 ,钻、扩、铰、精铰 16 孔，使孔的精度达到 IT7。安徽农业大学机械加工工序卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量 2.5kg 材料毛坯牌号硬度形式重量 KT350 150HBW 铸造设备夹具辅助工具名称型号 13.8 和 16 沉孔加工钻床夹具钻床 Z535 工步安装及工步说明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 2 3 4 粗钻孔至 do=14mm 扩孔至 do=15.6mm 铰孔至 do=15.94mm 精铰孔至 16H7 高速钢麻花钻钻头高速钢扩孔钻高速钢铰刀高速钢铰刀 1 1 1 1 0.5mm/r 0.75mm/r 2mm/r 2mm/r 10m/min 22m/min 8m/min 8m/min 0.9 min 0.3min 0.2min 0.2min 设计者孔琳琳指导教师郑培文共 11 页第 10 页 nts工序十一 : 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准 ,钻、扩、铰、精铰 13 孔，使孔的精度达到 IT7。安徽农业大学机械加工工序卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量 2.5kg 材料毛坯牌号硬度形式重量 KT350 150HBW 铸造设备夹具辅助工具名称型号 13.8 和 16 沉孔加工钻床夹具钻床 Z535 工步安装及工步说明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 2 3 4 粗钻孔至 do=12mm 扩孔至 do=12.6mm 铰孔至 do=12.94mm 精铰孔至 13H7 高速钢麻花钻钻头高速钢扩孔钻高速钢铰刀高速钢铰刀 1 1 1 1 0.5mm/r 0.75mm/r 2mm/r 2mm/r 10m/min 22m/min 8m/min 8m/min 0.9 min 0.3min 0.2min 0.2min 设计者孔琳琳指导教师郑培文共 11 页第 11 页 nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 1 附件 1 机电一体化技术机电一体化又称机械电子学，英语称为 Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学 Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在 1971年日本杂志机械设计的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用 ,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。机电一体化技术具体包括以下内容：（ 1）机械技术机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。（ 2）计算机与信息技术其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。（ 3）系统技术系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。（ 4）自动控制技术其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。（ 5）传感检测技术 nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 2 传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。（ 6）伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。机电一体化系统组成 1.机械本体机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比，机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强，这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应，具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。 2.检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。 3.电子控制单元电子控制单元又称 ECU（ Electrical Control Unit ），是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。 4.执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。 5.动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分，其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电能为主。机电一体化主要课程机械方面：机械制图，机械设计，工程材料，工程力学，数控编程技术，autoCAD， Mastercam软件， C# 电工方面：可编程控制器 PLC，单片机，自动控制原理，数字电路，电工电子实习课程：电力拖动， PLC，单片机，钳工，普通车、铣、刨床，数控车、铣，加工中心 nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 3 本专业的培养目标本专业培养德、智、体、美全面发展，具有创业、创新精神和良好职业道德的高等专门人才，掌握机械技术和电气技术的基础理论和专业知识；具备相应实践技能以及较强的实际工作能力，熟练进行机电一体化产品和设备的应用、维护、安装、调试、销售及管理的第一线高等技术应用型人才。本专业职业面向机电一体化专业是一个宽口径专业，适应范围很广，学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外，还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试，充分体现重视技能培养的特点。学生毕业后主要面向珠江三角洲各企业、公司，从事加工制造业，家电生产和售后服务，数控加工机床设备使用维护，物业自动化管理系统，机电产品设计、生产、改造、技术支持，以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等等。 1、主要就业岗位：机电一体化设备的安装、调试、维修、销售及管理；普通机床的数控化改装等。 2、次要就业岗位：机电一体化产品的设计、生产、改造、技术服务等倾斜表面移动热源模型在磨削加工中，大部分产生的能量会转换成热量。磨削加工区的高温对工件表面质量、磨削精确度、磨削效率和砂轮的磨削磨削表现都有很重要的影响。因此对磨削热方面的就显得相当重要并且在多年来一直作为磨削加工中的重要研究课题。 1 引言对于磨削温度的计算，目前大多数热源模型都将热源平面假设为以速度 v沿半无限体移动，即忽略磨削深度 pa 并将磨削上下表面当作同一表面。热源平面与移动方向平行（图 1， =0）。对于普通的浅磨来说，这种假设很好地接近实际情况的，但是对于深磨的情况，例如缓进给磨削和高效深切磨削，磨削深度大约能达到 10毫米。这种图1(b)所示的简化的热量转移情况表明热源平面与它的移动方向之间存在一个倾斜角，倾斜平面热以速度 v转换和预热材料直接在前面的这个平面在不断消除。很明显对于深磨情况上述的假设需要被修改且磨削深度 pa 、倾斜角应该被考虑。 nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 4 图 1 热源平面和它在深磨中的运动对于垂直磨削的磨削区温度的研究也需要考虑热源平面的倾斜移动。有一个比较好的的方法是通过假设一个统一的温度带来表现磨削区热源平面以磨削速度 shv 在加工表面移动，该平面与 shv 有一个倾斜角，表面被当作半无限体。 Jaeger的解决方案是直接用在剪切面和是与温度有关的解决方案，在切屑方面。虽然一个比较明确和直接的解决办法是源自与假设， Dawson和 Malkin的求解方法仍然存在一些值得商榷方面，由于相对过度简化指出的那样。在现实中热源对剪切机不会移动，沿剪切面，但动作与切削速度对材料在前面的剪切机，一部分热量进入到工件是不断带走的物质拆除之前，它可以转移到该地区下方的前沿。简化的解决方案，与直接利用 Jaeger理论对剪切面，缺乏理论的合理性，虽然也是必要的精度，特别是在较大的剪切角度和更高的切削速度时。 Rapier的方法则解决了这个问题与数值计算方法，这是一种基于一维稳定传热移动无限热平面均匀的温度分布在一个无限固体的方法 ;问题是处理在这方面，不仅速度垂直切变，平面不可或缺的作用，对热转移在剪切带。为案件高切削速度，剑杆织机的解决方案是一个较好的逼近，但未能得到有效的，当磨削情况有较低的切削速度和较小的剪切角时不适合的分析磨削区温度。在此基础上的基本微分方程稳定的传热和统一热流的假设， Dawson和 Malkin解决了传热问题的斜平面移动源的有限元方法，并取得了一系列的数值解，根据不同的热条nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 5 件。热两方面正交切削和缓进给磨削进行了分析与这些解决方案。与统一的热流所承担的热源平面，最高量纲温升在于大约在磨削尾区，这是并非如此，在普通和缓进给磨削中。虽然整体的有限元分析应提供最准确的分析估计的温度所产生的（即前面所提到的 Dawson和 Malkin的方法），这种方法是相当复杂的，必须反复为每一个情况都考虑。他们的结果还出现一些分歧，与其他研究者的分析方法仍然是一个直接的方法由于其方便的利用和明确的理论意义，如果一个理性的解析解可以得到。上面所提到的热传递的热分析中存在的问题在本论文中得到了比较好的解决。本论文中建立了三中相关联的热传递热源模型，其中平均热源模型和三角形热源模型都分别进行了一维或二维热传递分析。这三种热源模型都将热原平面的倾斜移动考虑在内，这对于研究高效深切磨削和大倾斜角热源平面都有很重要的意义。从这些热源模型中得到的温升求解方案，在高效深切磨削中也做了研究。该论文中提出的热源模型可以用作对深切磨削和垂直磨削的问题进行分析，其中对垂直磨削的分析只是简短的讨论了一下。 2 一维倾斜移动热源模型 2.1统一热流量模型直角坐标系如图 2所示，引起 AB面温度升高的热量在工作平面中，来自同一个热源 q ，热源 q 在临近的以速度 v移动的平面 BA 上，热源 q 沿 z轴一维传递。坐标值 z当平面 BA 靠近平面 AB时减小，热量逐渐由 B 传递到 A，直到平面 BA 与平面AB重合。平面 BA 与平面 AB近似取作相等， AB= BA =L， L是磨削弧的长度。热源平面 BA 在平面 AB上的作用时间 cos/ vlt o 。在热量传递的一瞬间 i ，平面 BA 传递的热量为 idq ， q 是热源平面 BA 的平均热流量， BA 被当作半无限体的平面，平面 AB上点 E(x,0)的温升即由 idq 和点E 的座标共同决定，根据半无限体表面瞬态热源的镜像原理，即可计算出该热量值14,15： nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 6 azi eacdqd 4/2/1242 (1) 其中： izvzz 0 ， 00 tvBAz z ， sinvvz （见图 2）， kac , 分别是比热容，密度，热分散率和热传导率。点 E 从热源面 BA 开始受热的时间是： 00 ttlxt e ， 10 。从 ei t 到 0ti 时间内， E 点的温升为： 0 20 4/2/12/1142 tt iavzeiz deacq (2) 求解得：图 2 一维统一热流量热源模型 2/104s i ns i n2attve r fvcq e (3) 方程（ 3）的无量纲形式为： 2/1c o ss i ns i n2 XLe r fqakv(4) 其中： nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 7 avxX4 ， avlL4 ， p u duepe rf022)( 2.2 三角形热源模型沿磨削加工区，切屑的厚度并不一致，在磨削加工区的前沿厚度最大而在磨削加工区的尾部磨屑厚度接近零，所以三角形热源模型更合理。在热源平面 BA 上假设一个三角形热源模型，如图 3所示。那么在时刻 id 内（ 0tt ie ），在点 E(x,0)上来自热源平面 BA 的热量是 iei dtq 0/12 ，这一时刻至 0t 的时间间隔等于it 0 。点 E 靠近半无限体上的热源平面 BA 的温升受到 BA 热发散率的影响，也可以用和方程 (1)类似的方法计算这个温升，即： azieieacdtqd 4/2/10 2414 (5) 在 0ttei 时间内 E 点的温升为： 0 20 4/2/1 02/1144 tt iavzeieiz detacq (6) 该方程可以通过以下几步进行积分求解： attve r fvtavtcq ezzez 424 0230(7) attvttvc ptaq ezez 4e x p8 022/1020 方程 (6)的无量纲形式为： nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 8 qakv2 (8) 2/1c o ss in2s ins in XLe r fXc t gL XLLXLc oss ine x pc oss in2 22/12 图 3 一维三角形热源模型 3 二维倾斜移动热源模型处理二维热传递问题需要通过几个步骤来求解。首先要认为在 y方向上有一条无限长的热源线，且其在无限体内沿 x轴方向上的热流率 q和速度为 xv ，有一点M(x,y,z)在固体内以速度 zv 沿 z轴移动 (见图 4)。图 4 在无限体中的无数条无限热源线 nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 9 在时刻 i ，由热源平面的热流量 iqd 引起单位点 M(x,y,z)的温升（这与 y坐标轴无关）可以根据在无限体内的无限热源线方程式求解： avzvxi izixeacqdd 4/224(9) 变量间的关系如图 4所示， it 。移动坐标系采用： tvxx x ， xtvzz 。从时刻 0i 到 ti 时间内， M点的温升可以根据方程 (10)来计算，即： t zxiavzvxdkq0224e x p4 (10) 求解得： a zxvKekq avzvx zx 222202/ (11) 其中： 4/00 22 ueduK 当 5.14/2 atvp 时，可近似认为 4/04/022 uup eded 倾斜平面 AB的热源 q 可视作无数条沿 y方向的热源线，且移动坐标系 zx 以速度 v 移动，如图 5所示：图 5 二维统一热流量热源模型 nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 10 每条热源线的移动速度为 v ，即 cosvvx ， sinvvz 。在单独一条热源线 ixd 的作用下，点 zxM , 的温升可以用等式 (11)附加镜像热源法则来计算，即等式 (12)： azxxvKekxdqd iavzvxxizxi22202/(12) 在全部热源平面作用下点 zxM , 的温升如下用等式 (13)来计算： il iavxxavz xdazxxvKeekq ziz 02202/2/2(13) 在热源平面上： iiavxx xdaxxvKekq xi 2202/(14) 求解得： c o s,2c o s,22alxiaxvicq(15) 其中： p u duuKepi 0 0, 表面温升的无量纲形式为： c os,22c os,22 LXiXiqakv (16) 当 0 ， 1cos 时： nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 11 X LX u duuKe2 22 0 (17) 这与 Jaeger的求解方法一致，即 Jaeger的方法是倾斜移动热源模型的一种特殊形式，这就进一步证明了上面的假设与得出的结论的正确性。附件 2 Mechatronics Electrical machinery and electronics, also known as the integration of science, English as Mechatronics, it is by English mechanics of the first half of Mechanics and Electronics of the latter part of a combination of Electronics. Mechatronics 1971, first appeared in Japanese magazine, Machine Design on the supplement, with the mechanical-electrical integration of the rapid development of technology, electromechanical integration, the concept was widely accepted and we have universal application. With the rapid development of computer technology and extensive application of mechatronics technology unprecedented development. Mechatronics present technology, mechanical and micro-electronics technology is closely a set of technologies, the development of his machine has been cold humane, intelligent. Specific mechanical and electrical integration technologies, including the following: (1) mechanical engineering machinery and technology is the basis of mechatronics, mechanical technology, focused on how to adapt to mechanical and electrical integration technologies, the use of other high and new technology to update the nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 12 concept, the realization of the structure, materials, the performance changes to meet the needs to reduce weight, reduce the size and improve accuracy, increase the stiffness and improving the performance requirements. Mechatronic systems in the manufacturing process, the classical theory and technology of mechanical computer-aided technology should help, while the use of artificial intelligence and expert systems, the formation of a new generation of mechanical manufacturing technology. (2) Computer and Information Technology Which information exchange, access, computing, judge and decision-making, artificial intelligence techniques, expert system technology, neural networks are computer information processing technology. (3) System Technology System technology that is the concept of the overall application of related technology organizations, from the perspective of the overall objectives and systems will be interconnected into the overall number of functional units, system interface technology is an important aspect of technology, it is an organic part of the realization of system guarantee connectivity. (4) Automatic Control Technology Its scope is broad, under the guidance of the control theory for system design, design of system simulation, live debugging, control technology include, for example, high-precision positioning control, speed control, adaptive control, self-diagnosis calibration, compensation, reproduction, retrieval, etc. . (5) Sensor detection technology Sensor detection technology is the feeling of organ systems, is to achieve automatic control, the key to automatic adjustment. The stronger its functions, the system the higher the automation process. Engineering requirements of modern sensors can be fast and accurate access to information and are able to withstand the harsh environment of the test, it is the mechanical-electrical integration systems to achieve a high level of assurance. (6) Servo-drive technology, including electric, pneumatic, hydraulic and other types of actuators, servo system is a signal to the mechanical action to achieve the conversion devices and components, the dynamic performance of the system, control the quality and features have a decisive impact. Mechatronics system 1. Machinery ontology ontology including mechanical rack, mechanical connections, such as mechanical transmission, which is the basis of mechanical-electrical integration, play a support system of other functional units, transmission of the role of movement and power. And compared to purely mechanical products, electrical and mechanical systems integration technology to improve performance, enhanced functionality, which requires mechanical ontology in the mechanical structure, materials, processing technology, as well as the areas of geometry to adapt, with high efficiency, multi-functional, reliable and energy-saving, small, lightweight, aesthetically pleasing characteristics. nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 13 2. Detection sensor detecting sensor part includes a variety of sensors and signal detection circuit, and its function is to detect the process of mechatronic systems in the work itself and the external environment changes in the relevant parameters and information to the electronic control unit, electronic control unit checks the information in accordance with the actuator to the corresponding control issue. 3. Electronic Control Unit, also known as electronic control unit ECU (Electrical Control Unit), is the core of Mechatronic Systems, responsible for testing the sensor from the external input signal and centralized command, storage, computing, analysis, information processing based on the results of according to a certain extent and pace of the instructions issued to control the destination for the entire system. 4. Executors role in the implementation of electronic control unit in accordance with the order-driven movement of mechanical components. Implementation is moving parts, usually electric, pneumatic and hydraulic drive, such as driving a number of ways. 5. The power source power source is a mechanical-electrical integration products part of the energy supply, the role of system control in accordance with the requirements of mechanical systems to provide energy and power system normal operation. Way to provide energy, including electricity, gas, energy and hydraulic energy, mainly electricity. Main Courses Mechatronics Mechanical aspects: mechanical drawing, mechanical design, engineering materials, engineering mechanics, numerical control programming techniques, autoCAD, Mastercam software, C # Electrical connection: Programmable Logic Controller PLC, MCU, Automatic Control Theory, Digital Circuits, Electrical and Electronic Internship Program: Power Drive, PLC, MCU, fitter, ordinary cars, milling, planer, NC cars, milling, machining center The professional training objectives Professional training of the moral, intellectual, physical, and aesthetic development, entrepreneurial, innovative spirit and the high professional ethics expertise, master mechanical technology and electrical technology, basic theory and professional knowledge; have the appropriate practical skills, as well as strong practical work the ability to carry out skilled mechanical and electrical integration products and equipment, maintenance, installation, commissioning, sales and management of front-line personnel in high technology applications. The professional career-oriented Mechatronics is a professional, to adapt to a wide range of students in school during the study in addition to a variety of mechanical, electrical electronics, computer technology, control technology, sensor detection, such as theory of knowledge, will also participate in a variety of skills training and National Vocational Qualification Certificate Examination, fully embodies the characteristics of attention to skills development. Students graduated from the Pearl River Delta will be mainly oriented nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 14 company engaged in processing and manufacturing, household appliances production and after-sales service, the use of CNC machine tool equipment maintenance, property management system for automation, electrical and mechanical product design, production, transformation, technical support, as well as electrical and mechanical equipment installation, commissioning, maintenance, sales, management and so on. 1, the main jobs: electromechanical integration equipment, installation, commissioning, maintenance, sales and management; general machine tools, such as modification of the NC. 2, secondary jobs: mechatronics product design, production, transformation, and other technical services Analytical Thermal Models of Oblique Moving Heat Source for Deep Grindingand Cutting Author:Professor G. Q. Cai, School of Mechanical Engineering and Automation, Northeastern University Three related analytical thermal models of plane heat source moving obliquely along the surface of a semi-infinite solid are presented. The temperature distribution of grinding zone under deep-cut conditions is investigated with these models. It is proposed that the oblique angle of the heat source plane to its moving direction has an essential influence on the grinding zone temperature rise and its distribution of high efficiency deep grinding(HEDG). Compared with that in creep-feed grinding, HEDG has a different form of heat flux distribution in grinding zone and should be treated with different thermal models. The temperature distribution at the shear zone of orthogonal cutting is also briefly discussed with the thermal models. The models developed in the paper provide a more rational and integrated analytical basis for dealing with the heat transfer problems of inclined moving heat sources. 1 Introduction In grinding, most of the energy dissipated in the process is converted to heat. Elevated temperatures generated at the grinding zone have essential influences on the surface quality, grinding precision and efficiency, and also on the performance of the grinding wheel. Investigation into the thermal aspects of grinding is thus of considerable importance and has been a subject of much research for many years. For the calculation of grinding temperatures, most thermal models developed up to now handle the conditions in which the heat source plane is assumed to move with feed velocity v along the surface of a semi-infinite solid, i.e., ignore the existence of nts青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 15 grinding depth pa and take the ground and unground surfaces as the same one; the source plane is thus parallel to its moving direction(Fig.1: =0) For ordinary shallow-cut grinding conditions, the assumption above is a good approximation to reality,but for those with quite deep cuts, e.g., in creep-feed grinding and high efficiency deep grindingHEDG, the depth of cut can reach the level of some 10 mm. The simplified heat transfer condition in Fig.(1)b shows that the heat source plane has an oblique angle to its moving direction, the oblique heat plane tran

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