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组合机床 专用机床 蜗轮减速箱 毕业设计 钻孔 评优 优秀 PLC 液压 CAD 江苏大学

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组合机床（专业机床）毕业设计精品 

附：全套AutoCAD图纸，设计任务书，评优材料，论文主体，答辩记录，附件（包括读书报告、调研报告、外文翻译等）

内容简介：

江 苏 大 学 毕业设计（论文）任务书 机械工程学院 学院 班级 学生 设计（论文）题目 蜗轮减速箱左侧面 4单面钻孔专用机床设计 课题来源 生产实践 起讫日期 2015 年 3 月 14 日至 2015 年 6 月 3 日 指导教师（签名） 教研室主任（签名） 课题依据： 1、 零件图 2、 年产量 6 万件 3、 采用液压机构定位夹紧 4、机床电液控制 任务要求： 1、 调研报告（ 1000 字）一篇； 2、 读书报告（ 3000 字）一份； 3、 翻译课题相关外文资料共 5000（汉）字以上，可以是 1或 2 篇外文资料； 4、 开题报告（ 4000 字）； 5、 加工工序图、专用夹具装配图 6、 加工示意图、生产效率计算卡 7、 机床联系尺寸图、多轴箱装配图 8、 机床液压原理图 9、 制图设计 11、设计说明书 10000 字以上； （图纸要求 0 号纸共 4 张，其中计算机绘图一张） 毕业设计（论文）进度计划 起讫日期 工 作 内 容 备 注 3 月 14 3 月 20 文献检索及外文翻译、方案论证、工艺分析、并 做开题报告 3 月 21 3 月 27 调查研究与文献综述 (调研报告、读书报告 ) 3 月 28 4 月 3 加工工序图、加工示意图 撰写毕业论文 4 月 4 4 月 10 专用夹具装配图 撰写毕业论文 4 月 11 4 月 22 机床联系尺寸图 撰写毕业论文 4 月 23 5 月 22 多轴箱装配图 撰写毕业论文 5 月 23 5 月 29 生产效率计算卡 、 机床液压原理图 、 制图设计 5 月 30 6 月 3 答辩准备、毕业设计（论文）评阅及答辩 备注 毕业设计说明书从 3 月 28 日起，同步书写， 5 月 23 日完成，发给老师，修改。 J I A N G S U U N I V E R S I T Y 本 科 毕 业 论 文 （附件） 蜗轮减速箱左侧面 4单面钻孔 专用机床设计 of 2 *院名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 2016 年 06 月 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 目 录 调研报告 误 !未定义书签。 文献综述 开题报告 0 一、 基本情况 0 二、课题的背景分析 0 三、课题的研究价值 1 四、课题的实施方案 2 五、 课题的进程安排 5 外文翻译 6 一、原文 6 二、译文 5 中期汇报表 6 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 1 - 常州市高翔组合机床厂调研报告 2015 年李克强总理提出中国制造 2025 计划，制造业信息化程度大幅提高。机床向高精度、自动化、高柔性、模块化、经济化发展。传统的机床已不能完全适应新形势的要求。 传统的机床 只能对一种零件进行单刀，单工位，单轴，单面加工，生产效率低且加工精度不稳定，为了克服传统机床的弊端，工程技术人员相应地设计出了专用机床。但由于专用机床是根据某一工艺要求专门设计制造的，且它的组成部件均是专门设计制造的，因此相对于传统机床而言，专用机床的造价过于昂贵，设计制造周期长。为了解决传统机床与专用机床之间的矛盾组合机床便应运而生了， 由于其兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削、磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定，引起了越来越多工程人员的关注。 3 月 28 日，我来到了常州市高翔组合机床厂进行参观实习。常州市高翔组合机床制造有限公司于 1988 年建厂，是中国机床工具协会组合机床分会成员单位，是一家集设计，制造，销售，服务于一体的新型企业。产品以端面铣床、落地镗铣床、机械滑台、组合机床、动力部件为主，先后为汽车、柴油机、拖拉机、农用车、摩托车机动车辆等多种行业设计生产了铣削、占削、镗、攻等各种组合机床加工流水线。以下是我参观到的组合机床与生产线（图 1、图 2）。 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 2 - 图 1 图 2 通过本次调研，了解了组合机床的主要设计 步骤和生产工序。高翔组合机床厂根据客户的需求，设计建造了不同类型的组合机床，主要针对 生产批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件完成钻孔、扩孔、铰孔 ,加工各种螺纹、键孔、车端面和凸台 ,在孔内撞各种形状槽 ,以及铣削平面和成型面等。组合机床上的通用江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 3 - 部件和标准件约占全机的 70 80%，因而设计和制造的周期短、投资少、经济效果好。 组合机床采用多刀加工并且自动化程度高，不仅生产效率高，而且劳动强度低。 另外了解到组合机床的设计步骤为： （ 1）零件的工艺分析，仔细分析欲加工零件的加工特点，精度和技术要求。 (2)拟定零件工 艺方案，确定零件在组合机床上完成加工时的定位基准，夹具夹紧方案以及零件的加工工艺方案。 (3)总体方案设计，根据工艺方案确定机床的配置形式及总体结构布局。 (4)组合机床设计 三图一卡设计 根据零件图绘制零件工序图，零件加工示意图，机床尺寸联系图，制机床生产率计算卡。 (5)主轴箱设计，绘制主轴箱草图，确定主轴结构形式和动力设计并设计主传动系统总体结构。（ 6）机床液压控制图，根据加工方法和加工要求绘制机床液电控制图。（ 7） 序图设计。 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 4 - 文献综述 摘 要（ 本文简明扼要地阐述了组合机床的性质与国内外组合机床研究发展现状与发展趋势，说明了组合机床相比其他机床的优势，概括了组合机床设计相关资料对本次组合机床毕业设计的帮助。 前 言（ 目前，大量机械制造厂为提高劳动生产率已广泛地使用了专用机床。专用机床是针对一种或几种特定工件，为完成某些特定工序而设计、制造的。当工件结构改进或产品更新时，这样的专用机床就不能适应了，必须重新设计与制造，而制造专用机床采用的是单件生产方式，劳动量大，成本高。为解决上述问题，就出现了组合机 床。组合机床的出现大大提高了生产效率，减小了成本。 一、组合机床的概念 组合机床是由大量通用部件和少量专用部件所组成的工序集中的高效率专用机床。它是以系列化和标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件对一种或多种工件按预先确定的工序进行切削加工的机床。兼有万能机床和专用机床的优点。通用部件是指在各种机床上能互相通用的，能进行标准化、系列化和通用化设计和制造的部件，如切削头、动力箱、动力滑台、床身等；专用部件足按工件形状和工艺要求设计的，其零件大多是预先设计好的标准件和通用件，如多轴箱、夹具等。通 用零部件通常占整个机床零部件的 70 90，只需要根据被加工零件的形状及工艺改变极少量的专用部件就可以部分或全部进行改装，从而组成适应新的加工要求的设备。由于在组合机床上可以同时从几上方向采用多把刀具江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 5 - 对一个或数个工件进行加工，所以可减少物料的搬运和占地面积，实现工序集中，改善劳动条件，提高生产效率和降低成本。将多台组合机床联在一起，就成为自动生产线。组合机床广泛应用于需大批量生产的零部件，如汽车等行业中的箱体等。另外在中小批量生产中也可应用成组技术将结构和工艺相似的零件归并在一起，以便集中在组合机床上进行 加工。 二、组合机床的特点与优势 组合机床与一般专用机床相比具有下列特点。 (1)由于通用零件占 70% 90%，不仅缩短了设计制造周期，而且当产品更新时，组合机床有可能改装，通用零部件也能再次利用。 (2)通用部件可以专业化生产，使成本下降，并有利于提高通用部件质量和性能。 (3)通用零部件的设计是经过生产实践验证了的，工作可靠，维修和备品供应工作也可以简化。 (4)由于通用部件要有广泛的适应性，规格参数不是针对某一台机床制定的。当采用相同工艺方案、相似的总体布局时，组合机床可能比个别设计的专用机床稍为复杂 ，外形稍大些。 组合机床与通用机床相比具有下列特点。 (1)按具体工件设计，故可以采用最合理的工艺方案，加工质量稳定。 (2)适于多轴同时加工许多孔，既提高了劳动生产率，也可提高孔系的位置精度，有利于装配。 (3)便于对零件进行多面加工，实现高度工序集中，减少辅助时间。 (4)组合机床多以半自动或全自动方式工作，便于实现多机床管理，容易纳入自动线。 组合机床广泛应用于大批量的牛产行业，如汽车、拖拉机等制造业，目前，组合机床正向高效、高精度、高自动化的柔性化方向发展。 三、 组合机床的现状和发展趋势 在我国，组合机 床发展已有二十多年的历史，其科研和生产都具有相当的基江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 6 - 础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完 成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床 柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（ 数字控制（ ，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加 工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 从最近几届国际机床博览会上获悉，在来自世界 10 多个国家和地区的 500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速 10000 20000r/高进给速度可达 20 60m/合、多功能、多轴化 控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。 然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。 在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距 ，因此我国组合机床技术装江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 7 - 备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。 四、 组合机床设计的基本步骤 组合机床设计需针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中制的原则设计的一种高效率专用机。设计组合机床时，首先要根据组合机床完成工艺要求的一些限制及组合机床各种工艺方法能达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求，解决零件是否可以利用组合机床加工以及采用组合机床加工是否合理的问题。如果确定可以利用组合机床加工，为使加工过程顺利进行，并能达到要求的生产效率，必须在握大量的零件加 工工艺资料基础上，通盘考虑影响制定零件加工方案、机床配置形式、结构方案的各种因素及应注意的问题。经过分析比较，以确定零件在组合机床上合理可行的加工方法及组合机床的配置形式等等。 主要有以下几个步骤： （ 1）零件的工艺分析。仔细分析欲加工零件的加工特点，精度和技术要求。 (2)拟定零件工艺方案。确定零件在组合机床上完成加工时的定位基准，夹具夹紧方案以及零件的加工工艺方案。 (3)总体方案设计。根据工艺方案确定机床的配置形式及总体结构布局。 (4)组合机床设计 三图一卡设计。根据零件图绘制零件工序图，零件 加工示意图，机床尺寸联系图，制机床生产率计算卡。 (5)主轴箱设计。主轴箱是设计过程中的难点和重点。步骤是先绘制主轴箱原始依据图，选择主轴结构形式，并进行动力计算，设计传动系统，最后绘制主轴箱总设计图。 （ 6）机床液压控制图。根据加工方法和加工要求绘制机床液电控制图。 （ 7） 序图设计。实现自动化加工。 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 8 - 总 结（ 经过思考和讨论对组合机床的总结有以下几点： （ 1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的7080%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。 （ 2）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 （ 3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践经验的，又有专门厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。 （ 4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作人员的技术水平要求不高。 （ 5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。 （ 6）组合机 床易于联成组合机床自动线，适应大规模的生产需要。 我国要实现中国制造 2025 的目标，就要不断加大机械制造行业的研发投入，使组合机床技术向高速度、高精度、柔性化、模块化发展，不断缩小与发达国家在高端机械制造业上的差距， 参考文献（ 1从凤廷 版 M上海科学技术出版社， 1993 2大连组合机床研究所 M机械工业出版社 ,1996 3西安交通大学教研室 M西安交通大学出版社 ,1975 4谢家瀛 机床设计简明手册 M机械工业出版社 ,1994 5姚荣庆 ;陆国栋 ;黄召亮 载瓶端部机械加工柔性组合机床的开发 J;中国机械工程 ;2012 年 14 期 6 代昌武 D. 武汉理工大学 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 9 - 2013 7 沙欧 D. 浙江大学 2012 8 王军 ,李金良 J. 机床与液压 . 2002(06) 9 李美颐 J. 煤矿机械 . 2009(07) 10 邓昌奇 ,张航 组合机床控制技术 J. 机械与电子 . 2008(06) 11 榷平庆孝 ,王要黽 J. 国外组合机床 . 1965( 12 冯永刚 J. 新技术新工艺 . 2012(06) 13 村木 ,晋二 ,焦贵福 J. 组合机床通讯 . 1979(01) 14 李秀敏 . 组合机床行业现状与发展思考 J. 航空制造技术 . 2003(04) 15 韦衡冰 . 孔加工组合机床中多轴箱的设计与实践 J. 煤矿机械 . 2010(09) 16 , , , , P. of on 015;94:5764. 17 H, , . of : 995;35:162338. 18 . of on in of 12th 2012. 19, J. of on of J 998;36:1371 82. 20 , R, V. of D 2015;75:15666. 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 10 - 江 苏 大 学 学 生 毕 业 设 计 (论文 )开 题 报 告 一、基本情况 课题 情况 课题名称 蜗轮减速箱左侧面4单面钻孔专用机床设计 课题来源 开题时间 计划完成时间 课题承担人（学生）情况 学生姓名 性 别 男 在读学历 本科 入学时间 业时间 学专业 机械设计制造 及其自动化 指导教师情况 教师姓名 职称 毕业院校 所学专业 主要教学任务 研究方向 注：课题来源指自选课题，还是项目课题。项目课题课题要注明项目的名称及来源。 二、 课题的背景分析 （ 课题所涉及问题在国内外的研究现状综述 ） 随着机械加工装备技术水平的不断提高，尤其是近几年李克强总理 提出中国制造 2025 计划，制造业信息化程度大幅提高。机床向高精度、自动化、高柔性、模块化、经济化发展。传统的机床已不能完全适应新形势的要求。 传统的机床只能对一种零件进行单刀，单工位，单轴，单面加工，生产效率低且加工精度不稳定，为了克服传统机床的弊端，工程技术人员相应地设计出了专用机床。但由于专用机床是根据某一工艺要求专门设计制造的，且它的组成部件均是专门设计制造的，因此相对于传统机床而言，专用机床的造价过于昂贵，设计制造周期长。为了解决传统机床与专用机床之间的矛盾组合机床便应运而生了， 组合机床，以系列化 和标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件对一种或多种工件按预先确定的工序进行切削加工的机床。在组合机床上可以同时从几上方向采用多把刀具对一个或数个工件进行加工，可减少物料的搬运和占地面积，实现工序集中，提高了生产效率和降低成本 由于其兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，在江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 11 - 组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削、磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定，引起了越来越多工程人员的关注。本课题针对 蜗轮减速箱左侧面 4有利于提高大批量生产的生产效率， 提高加工精度稳定性，节约各方面的资源。 美国在 20 世纪初率先制成了组合机床，用于加工汽车零件之后便广泛应用于大批量生产的机械工业中，并且随着机械工业的发展而逐步完善。我国的组合机床的发展已有 28 年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也深入到很多行业，它是提高生产效率和实现高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动 线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步，一种新型的组合机床 柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（ 数字控制（ ，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。 我国组合机床技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床几乎都从国外进口。纵观世界四大博览会的概况我国组合机床装备的发展程度与先进技术还有相当大的差距，我国组合机床需要继续发展和提高组合机床自动线水平，这是我国当前机械加工行业的一项艰巨任务。在发展的同时还需进一步发展不同程度的低，中，高档机机电一体化类产品，这有助于满足不同生产规模，大中小不同技术水平的企业的要求。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及 通信技术的应用将是今后的发展方向。 三、课题的研究价值 （课题的价值及实际指导意义） 组合机床是由大量通用部件和少量专用部件所组成的工序集中的高效率专江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 12 - 用机床。研究组合机床能提升机械制造业装备的水平。 机械制造业是国民经济的装备产业，是提高国民经济整体素质，实现工业化的重要基础。加大振兴装备制造业投资是机械大国转向机械强国发展的需要。作为机械大国，我国装备制造业的总体素质与竞争实力还不强，劳动生产率与工业增加值较低，经济效益较差，市场占有率还较低，重复建设严重、产品技术含量低、结构不合理，还不属于机械强国。 因此，未来需要加大对组合机床和其他高端机床研发投入，向机械强国迈进。 本课题针对 蜗轮减速箱左侧面 4单面钻孔这道工序设计专用组合机床 ， 有以下几点实际意义： (1)按具体工件设计，故可以采用最合理的工艺方案，加工质量稳定。 (2)多轴同时加工许多孔，既提高了劳动生产率，也可提高孔系的位置精度，有利于装配。 (3)便于对零件进行多面加工，实现高度工序集中，减少辅助时间。 (4)组合机床多以半自动或全自动方式工作，便于实现多机床管理，容易纳入自动线。 四、课题的实施方案 1、课题的主要论点和拟采用 的研究方法 （ 1）零件的工艺分析 仔细分析欲加工零件的加工特点，精度和技术要求。 (2)拟定零件工艺方案 确定零件在组合机床上完成加工时的定位基准，夹具夹紧方案以及零件的加工工艺方案。 (3)总体方案设计 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 13 - 根据工艺方案确定机床的配置形式及总体结构布局。 (4)组合机床设计 三图一卡设计 根据零件图绘制零件工序图，零件加工示意图，机床尺寸联系图，制机床生产率计算卡。 (5)主轴箱设计 绘制主轴箱草图，确定主轴结构形式和动力设计并设计主传动系统总体结构。 （ 6）机床液压控制图 根据加工方法和加 工要求绘制机床液电控制图。 （ 8） 序图设计 实现自动化加工。 2、课题的研究重点、关键及解决的思路 主要重点： (1)组合机床被加工零件的夹具设计 (2)主轴箱传动系统的设计 (3)组合机床的总体联系形式 解决方法：通过已学过的基础理论和专业知识并参考各类相关专业书籍与手册，熟悉组合机床工作原理和设计原则，了解各项设计参数和技术要求进行设计计算，同时利用绘图软件进行初步结构设计，参考已有的先进设计实例，学习其计算过程和其中的创新理念并运用到自己的设计中。相对较难解决的问题可以与同学讨论解决，一些自己的创新 思想也可与同学讨论其可行性，或者向指导教师请教。 思路： 图一卡” 016 届本科生毕业论文 - 14 - 校核 6. 运用机械制图的知识和计算机绘图软件的帮助可以完成设计图纸的绘制 样，可以到图书馆查阅相关国家标准 根据自己已掌握的机 械设计和组合机床的相关专业知识和多次课程设计的经验，再结合与同学的讨论及指导老师的帮助可以完成本课题的设计。 3、课题的预期成果 调研报告 1000 字，读书报告 3000 字，外文翻译 5000 字；加工工序图，加工示意图，专用夹具装配图，生产效率计算卡，机床联系尺寸图，多轴箱装配图，液压原理图， 序图。 4、开展课题研究拟搜集的资料、主要参考文献、实验设备的支撑及解决方法 1从凤廷 版 M上海科学技术出版社， 1993 2大连组合机床研究所 M机械工业出版社 ,1996 3西安交通大学教研室 M西安交通大学出版社 ,1975 4谢家瀛 M机械工业出版社 ,1994 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 15 - 五、课题的进程安排 起讫日期 工 作 内 容 备 注 3 月 14 3 月20 文献检索及外文翻译、方案论证、工艺分析、并做开题报告 3 月 21 3 月27 调查研究与文献综述 (调研报告、读书报告 ) 3月 28 4月 3 加工工序图、加工示意图 撰写毕业论文 4月 4 4月 10 专用夹具装配 图 撰写毕业论文 4 月 11 4 月22 机床联系尺寸图 撰写毕业论文 4 月 23 5 月22 多轴箱装配图 撰写毕业论文 5 月 23 5 月29 生产效率计算卡 、 机床液压原理图 、 5月 30 6月 3 答辩准备、毕业设计（论文）评阅及答辩 备注 毕业设计说明书从 3 月 28 日起，同步书写， 5 月 23 日完成，发给老师，修改。 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 16 - 外文翻译 一、 原文 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 17 - 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 18 - 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 19 - 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 20 - 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 21 - 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 22 - 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 23 - 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 24 - 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 25 - 二、 翻译译文 工件成分和切削速度对碳纤维复合材料常规钻孔加工切削力的影响 a, *, b, b, c,c, . d a 1 3UK b B, , 60 5UK c 60 5UK d 1 3要 这项工作研究了推力切削速度和工件成分的影响，并在机织的碳纤维的干燥常规钻孔形成的扭矩增强的聚合物（ 合使用未涂覆的 具，通过施加实验技术和统计试验方法。该型热固性矩阵显示的最大推力和扭矩都影响显著，而碳纤维织物和切割速度的类型上表现的对最大推力的影响可忽略不计。切割速度对表面上不断增加的最大扭矩有 很大的影响。 以切割速度和应变率与中模量的复合材料相比，高模量碳纤维复合材料具有更高的灵敏度。在特性螺旋状加工和进料方向在钻孔中，复合材料的强度和失效行为的主要因素是机械特性，这也解释了树脂对切削力的影响显著的失效机制。另一方面，切割速度上的转矩的影响是因基质上的负载传递到加固的能力应变率，从而解释了不断增加的切削速度和最大转矩。 2016 版权归作者。由 司出版。这是 Y 许可下的可开放获取的文章。 1、简介 基于对纤维增强的聚合物（ 合材料钻孔的切削力的理解，尤其是那些具有 碳纤维（ 强的材料，是向进一步探讨有关的加工等现象复合材江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 26 - 料的一个基本任务，如切屑形成，加工动力学，热代加工引起的损伤，或刀具磨损 /刀具寿命。这个最后一个因素，刀具磨损，是在航空航天业的主要问题之一，其前提是将允许优化工具寿命模型和工具替换管理，从而降低了制造成本 1,2。通过 人进行的研究。 3研究了冲击钻头几何（ 118点角钻与鞭策钻），切割在推力转速和进给速度（或渗透率）（ ），除其他因素外，在玻璃纤维的钻孔钢筋使用硬质合金工具塑料（ 合材料。方差（ 析数据的分析表明，该特定模切压力随渗透速度下降和切割速度快，而推力与穿透力增加进给速度。骨刺几何开发的低推力比 118点角钻比较相同的切削时，参数和用于所考虑的几何形状，渗透速度正在对切削压力和推力既影响最大的因素。从他们以前的工作继， 。 4研究切削速度，进给和类型的树脂的具体的影响切削力，分层因子和表面粗糙度中的两个不同的玻璃钢钻复合材料用硬质合金钻具（骨刺的几何形状）。作者认为两种复合材料具有 65的纤维体积（ 和不同的聚合物基质：不饱和聚酯（ 731）和丙氧 基化双酚 A 富马酸酯（ 82基于该分析平均方差分析和收集到的数据，作者报告说，不饱和聚酯基复合材料表现出较低的比值基于切割压力比丙氧基化双酚 给速度是具有两种复合系统上最显著影响的参数。脱层因素既切削参数提高 ;然而基于聚酯的不饱和复合表现出最低的损坏。另一方面，表面粗糙度与既增加日益增加的进料速率和切割速度 ;然而，切割速度显示出对表面粗糙度较高要求的冲击进给速率。 曹 5评估和比较加工的影响参数（直径比，进料速度和主轴转速）上钻孔引起的推力和分层的 孔采用复合钻心和 钻头。化合物 心磨钻与结合剂金刚石加工面以减少厚度）和芯内的可变化的几何形状的传统钻头。在这些钻具中，内和外份芯 到的结果用应用方法显示核心锯钻取芯钻头的结果。进给量和主轴转速正在对推力影响最大的因素和脱层，而与直径之比的影响是可以忽略不计。 曹和邱 6扩大先前所进行的工作。曹在这方面评估的钻孔参数的影响在钻孔推力复合材料采用复合核心和特步核心的特殊实验。在加工步骤头，内钻的高度比的高外钻。 在这项研究中所进行的方差分析表明该切割速度比，进给速度和内钻型（扭转，锯和烛台型）在进给力上具有较高影江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 27 - 响的因素。高负切削速度比（内和外件在相反方向上旋转）显示的推力有显著降低。 通过 7最近的工作上进行的工作钻孔参数（材料，速度，钻头磨损之间的相关性和几何形状）及切削性输出，在加工聚合物基质复合（ 材料，诸如推力，扭矩（ 残余强度，表面粗糙度和热损伤。根据这次审查中，凿边缘到推力的 40和总量的 60之间推力。为了减小推力，并产生脱层自由空穴，这项工作宜考虑钻具的几何形状是 能推力朝着钻边缘，而不是分配在孔中心浓缩它们，以及施加预加工技术，如步骤钻头，定位孔或背衬板，在可能的情况。朝向孔出口降低进料速率，得到自由剥离孔的目的。 外表示，高钻进温度与低结合热导率和玻璃化转变温度（ 合导致基质裂解，复合损伤和增强的刀具磨损 ;同时由于基质的软化和随后的凝固的应力集中产生在剩余孔钻降低了机械性能。 费托等 8上进行的影响进行研究碳纤维复合材料的钻钻头性能，重点实验点角和刀具磨损，因为这些因素极大地影响切割力和钻孔质量。新钻具显示的影响可忽略不计上推力点角，但 显著影响是当与磨损的效果相结合观察到。进入和退出分层因素日益增加的点角增大 ;然而进入分层减少具有耐磨进展，虽然显示出材料脱层增加。方差分析结果显示那磨损，刀尖角度和进给速度是具有参数上推力最大的影响，另一方面，发现切割速度的影响是微不足道的。 一些作者还应用分析和数字模型来研究切削参数，机械力和在分层碳纤维 /环氧树脂复合材料的钻探。 9研究了在钻工件界面复杂运动，推力切削参数的影响力和力矩钻孔 合材料实验都和数字采用三维有限元（ 型会计。利用 X 射线断层摄影术进行钻探引起破坏 的试验评价。结果表明具有较好的一致性实验和数值数据。推力，扭矩和分层损伤然而增加与日益增加的进给速度，具有切割速度快的增加而逐渐降低。有限元模型表明，低进给速度和高切削速度产生最佳结果在 孔所考虑的参数。 费托等 10研究了通过比较两个数字模型钻分层预测碳纤维复合材料。在复杂的模型包括钻头中的旋转运动，渗透复合板和元素的侵蚀。简单的模型中考虑钻作为刺穿工件和冲头而高估预测分层的因素，有一个相比于复杂的模型低得多的计算成本。使用简化模型上剥离因子推力的影响进行了研究。结果表明，在最江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 28 - 大分层的水平达到在 一定的推力高原的水平，这是相匹配完全穿孔用冲头具有类似于钻头的形状 ;因此它可以用作用于常规钻孔的上限。 由 辛格 11最近的一篇评论比较工作报道了 常规和非常规加工和玻璃钢复合材料。关于切削力，传统相比于旋转超声常规加工（ （ 生的推力和扭矩更高的价值。推力的增加给料率增加，但是钻具几何显示对推力显著的影响，并允许它减少。 如上所示，工作的一个重要组成部分，进行在切削力的 的钻探研究的重点优化的若干因素，例如钻头的几何形状和切割设置，以最大限度地减少脱层和提高分析模 型来预测它。然而，相对于缺口工件成分在切割的具体影响在编织碳纤维布的钻进力（即推力和扭矩）复合材料。这项工作的目的侧重于研究工件成分，连续孔数（树脂和 固型）的冲击和切割速度上，以便给开发的切削力（推力和扭矩）进一步了解树脂对刀具磨损的钻探效果 复合材料。本次研究中捕获的切削力和周围的钻孔的损害在钻床 3 开发 合材料（结合不同的热固性树脂和使用主轴测力计的 ）在无水条件下，扫描电子显微镜（ X 射线断层摄影（ X 射线 ;并讨论了各因素对的影响力量开发了基于图形从得到的结果分析 和假设检验。 2、实验方法和材料 合板 在这种考虑的碳纤维 /环氧树脂复合材料板研究中，在该复合材料制造中心先进制造研究中心与波音公司，与谢菲尔德大学。这些板从预浸料层制成有以下提供的氰特工程材料 55 622 构 140（ 2016）621空袋成型法。 40 层被闲置到在 10近似厚度 （ 0,90） 3 /（ 45） 5秒堆叠序列。板的固化，然后发生了如下治愈根据由供应商所指示的规格周期在充分的机械性能和最高的 后，该治愈板被砍伐利 用水射流切割技术150米。本次研究考虑了三种不同的复合系统结合两种类型的机织碳纤维织物（ 两种类型的增韧热固性树脂的（ 苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 29 - 格 1 考虑热固性树脂的热机械性能 表格 2 在本次研究使用的切割条件。在所有情况下进给量（ 不变的， 米 /转。 钢化玻璃汽车级 主具有大约 100的 时树脂具有近似增韧高档航天级树脂 一种高强度（ 造的碳纤维（ 料具有 3000 细丝 /牵引和近似拉伸 230弹性模量高模量（ 6000 细丝 /牵引和近似梭织面料 两种碳纤维织物拥有 2/2 斜纹并且如果 199 克 / m 2 的密度。表1 总结了所使用的树脂的热机械性能。 附加信息关于碳纤维复合材料的热行为和散热考虑系统可由作者开展前期工作中找到 12,13。 具，力和温度采集设备 在本次研究 使用的钻具是一个未涂布 米 56 钻头，由 供，其特点是 120点角，双笛，双角的形状。这种几何形状利用，因为它提供刀具寿命，刀具磨损和孔的质量之间的中间值另外两个考虑其他几何形状（常规 120？点角和鞭策钻头）在以前的研究由 行 14,15。对刀具几何全部详情可在以前的研究由作者 16进行。数控该机采用了三轴 0 有具有平均测量静开始 最大值 硬度 状态 主轴转速 切削速度 进给量 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 30 - 电偏斜 12 流明的 奇石主轴测力计。实验是在执行干燥的条件下，提供这是在航空航天工业中常见的实践中加工的大尺寸部分，在操作不能数控机床内部进行。每个切削条件为了尽量减少从派生的任何影响所使用的新的钻具积累了刀具磨损。力测量设备包括一个奇石 9123轴测功机和一奇石 5221据获取单元（图 1），该捕获的发达的推力和扭矩以 10采样率。 图 1 查看（ a） 头安装在 123轴测功机及（ b）备。 图 2 （ a）由记录 与红外摄像机跟踪热点的辐射视频快照获得（区域 1， 1素测量区）和（ b）被处理后钻孔温度数据的例子。 薄 片 温 度 时间 江苏大学 2016 届本科生毕业论文 - 31 - 表 3 X 射线， 描参数 表 4 后刀面磨损（ 考虑连续钻 12 个孔后发展在