关 键 词：

含22张CAD图纸+文档 机构 空间 检测 量具 设计 22 CAD 图纸 文档

资源描述：

喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，dwg格式的为CAD图纸，有疑问咨询QQ：414951605 或1304139763================================================喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，dwg格式的为CAD图纸，有疑问咨询QQ：414951605 或1304139763================================================喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，dwg格式的为CAD图纸，有疑问咨询QQ：414951605 或1304139763================================================

内容简介：

CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕业设计任务书论文题目： 机构件空间孔检测的量具设计 学生姓名： 孙志伟 学院名称： 长春工程学院机电工程学院 专业名称： 机械设计制造及其自动化 班级名称： 机制1646 学 号： 1622421623 指导教师： 陈志宏 教师职称: 讲 师 学 历： 硕 士 2020年3月8日长春工程学院毕业设计任务书机电工程 学院 机械设计制造及其自动化 专业 2020 届 题 目机构件空间孔检测的量具专业班级机制1646学生姓名孙志伟指导老师陈志宏任务书下发日期2020-3-11设计截止日期2020-6-15难度系数较难毕业设计（论文）的主要内容：运用CATIA软件进行机构件空间孔检测的量具设计，完成试验台总装图和若干零件图的绘制。要求学生能够按期圆满完成毕业设计任务，设计的机构件空间孔检测的量具结构合理，设计计算方法正确，图纸完备，符合机械制图国家标准，说明书内容完整，符合技术用语要求，条理清楚，译文准确。设计完成:1. 机构件空间孔检测的量具设计分析，包括：分析机构件空间孔检测的量具的具体组成结构、关键部件的连接形式和机构件空间孔检测的量具的性能要求；2. 机构件空间孔检测的量具总体结构设计，包括：机构件空间孔检测的量具的待测件装夹部分结构设计、试验台的总体结构设计和相应检测元件或传感器的选型分析；3. 机构件空间孔检测的量具设计的有关计算，包括：组成零件的实际尺寸、板材厚度、受力分析校核等；4. 机构件空间孔检测的量具装配图和零件工作图的绘制。本毕业设计 内容 对应毕业设计课程 目标情况说明课程目标 1：在开题和说明书的完成过程中需要查找资料，弄清机构件空间孔检测的量具的工作原理和性能测试参数，搜集试验台的典型结构，为完成总体方案设计提供知识储备，通过设计方案对比分析，拟定和完成解决方案。 参考文献，方案原理、毕业设计任务、审题表、毕业设计说明书。课程目标 2：根据测试要求，提出多种可行方案，通过个方案对比分析，确定课题最终实施方案。开题报告、毕业设计说明书。课程目标 3：在机构件空间孔检测的量具设计中，学生需要依照的国家标准应用理论创新、方法创新、技术创新等来完成机构件空间孔检测的量具的总体结构设计。 毕业设计说明书 图纸 建模课程目标 4：在理解和分析机构件空间孔检测的量具设计要求的前提下，考虑设计的安全可靠，零件耐磨、耐用、制造方便等，同时，要考虑经济因素，为课题提供最优设计方案。毕业设计说明书课程目标 5：利用 CATIA软件完成机构件空间孔检测的量具的建模和装配，在装配过程中进行干涉验证，对设计中出现的结构问题进行分析和优化。 设计说明书 图纸课程目标 6：利用知网等计算机和互联网工具等现代信息技术进行设计文献检索，获取与毕业设计内容相关的资料。利用 AutoCAD、CATIA 现代技术工具完成图纸的绘制。课程目标 7：在说明书和开题报告的完成过程中，优化机构件空间孔检测的量具设计，理解机构件空间孔检测的量具设计的实际应用的意义。开题报告、说明书 课程目标 8：从企业实际项目研发的角度，理解环境和可持续发展等产业政策对设计的影响并依照发展规律对设计做出修改。毕业设计说明书课程目标 9：使用 office 组件撰写技术报告，在毕业设计过程中通过专业术语与指导教师进行交流，阐述设计内容，与指导老师交流设计不明了的地方，听取指导老师指导。撰写开题报告、毕业设计答辩 PPT、答辩发言课程目标 10：翻译与毕业设计内容切实相关的专业技术文件，文献，在设计说明书撰写过程中翻译摘要，以准确的语言进行具有使用外语进行跨学科的专业技术文件翻译、书写的能力。并能理解不同区域、国家、文化对知识和能力的影响和要求，具有跟随国际技术发展趋势、研究热点的能力。外文翻译，设计说明书中英文摘要课程目标 11：在说明书中专有一节，写有关设计题目的项目管理、质量管理、经济成本核算分析内容。毕业设计说明书课程目标 12：对于在设计过程中，项目所需要的专业知识和能力，软件使用能力，非标自动化产品的设计创新能力。毕业设计说明书课程目标 13：使用互联网、书籍、媒体学习设计相关知识或查找相关资料，自主学习，提高自身专业业务水平。毕业设计说明书，设计成果毕业设计（论文）的主要设计要求与技术参数:运用3D软件CATIA完成机构件空间孔检测的量具组成结构、工作原理、工艺参数分析和安全操作规程研究，并要求完成机构件空间孔检测的量具主要零部件及相关部件的结构设计，同时完成关键零部件的选择与校核工作，机构件空间孔检测的量具方案设计合理可行，样机结构紧凑，外形尺寸不得超过1000*1000*500mm，孔径检测精度为：0.025mm。 毕业设计（论文）的成果要求:学生应完成的毕业设计内容：开题报告一份（不少于3000字）；完成机构件空间孔检测的量具总装配图一张和零件图若干，设计总绘图量不少于折合成A0幅面图纸3张，其中手绘图A1一张，其余均计算机绘图；设计计算说明书一份（不少于1.5万字，正文页数不少于30页）；译文一份（与毕业设计题目相关，原文单词不少于3000）。主要参考文献：1何贡主.量具常用手册J.中国计量出版社,1999-012张泰昌.常用机械式量具量仪使用问答J.化学工业出版社,2002-03-013朱军编.汽车维修常用工量具使用J.人民交通出版社,2006-084全国量具量仪标准化技术委员会.量具量仪机械工业标准汇编J.机械工业出版社1997-035姚平编.量具基本知识J.上海科学技术出版社,1983-08-126张泰昌.平直量具检定技巧J.中国标准出版社,1997-127机械工业部统.量具与公差J.机械工业出版社,2008-07-088李春香.传感器与检测技术J.华南理工大学出版社,2009-079刘巽尔.量规设计手册J.机械工业出版社,1999-07-3110刘君华.现代检测技术与测试系统设计J.西安交通大学出版社,2001-0111钱浚霞,郑坚立.光电检测技术J.机械工业出版社,2001-03-0312黄云清.公差配合与测量技术J.机械工业出版社,1998-08-1513费业泰.误差理论与数据处理J.机械工业出版社,2000-0714周开勤.机械零件手册J.高等教育出版社,2007-0315赵丁选光.机电一体化设计使用手册J.化学工业出版社,2010-1216J S Chen. Thermal Error Modeling for Real-time Error CompensasionInt Manuf.Technologv, 1996 (12 ):252717Zhang Qing et al. The Compensation Techniche of Positioning Errors of Machinetools. Transac-tions of Tianjin University.1998, 8(2): 81018Bolton W. Mechatronics: Electronic Control System in Mechanical Engineering. 任务书编制教师（签章）： 2020年 3 月 7 日教研室审核意见:教研室主任(签章): 2020 年 3 月 8 日学院审核意见:学院院长(签章): 2020 年 3 月 8 日备注CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGYThe relationship between indentation induced byshock wave and tensile strength冲击波诱导压痕与拉伸强度的关系资料来源：资料来源：托比亚蒂姆拉德拉，阿纳斯塔西娅托恩杰斯设计题目：设计题目：冲击波诱导压痕与拉伸强度的关系学生姓名：学生姓名：孙志伟学院名称：学院名称：长春工程学院国际教育学院专业名称：专业名称：机械设计制造及其自动化班级名称：班级名称：机制 1646 班学学号：号：16224216231622421623指导教师：指导教师：陈志宏教师职称：教师职称：讲 师完成时间：完成时间：2020 年 6 月 4 日2020 年年 6 月月 4 日日摘要摘要为了满足人们对新型金属结构材料的不断需求， 需要具有成本效益和高通量的材料开发工艺和工艺链。材料开发不仅涉及新材料成分的加工，还涉及材料的表征。 因此， 新的高通量筛选方法是鉴定新的有益物质成分的一种有前途的方法。这些方法并不旨在了解新材料组成的机理。相反，这些方法提供了与材料特性相关的描述性值。本文提出了一种基于激光诱导冲击波的压痕方法。利用高强度脉冲横向激励大气压 CO2 激光器，在压头顶部产生冲击波。冲击波的冲击力推动压头进入试验材料。所产生的压痕与传统技术测量的材料硬度高度相关。在本研究中，对材料的拉伸强度（通过标准拉伸试验确定）提取和分析了不同的描述值。铝试样（合金 EN AW-6082）经不同方式热处理后产生压痕。拉伸强度与沉桩深度和桩高的相关性最强，而与压痕深度和直径的相关性最小。版权所有2020 作者。爱思唯尔有限公司出版。这是CCBY-NC-ND许可下的开放访问文章(/licenses/by nc nd/4.0/)第 23 届材料形成国际会议科学委员会负责的同行审查。关键词：计量发展；测量仪器；激光冲击波；高通量；铝1.1.介绍介绍新合金材料性能的精确测定仍然需要许多测试方法，尽管自 70 年代以来就存在着计算机辅助材料性能预测1。命名法cr 皮尔逊相关系数p 堆积高度QM 淬火介质Ts 溶液温度ts 解决时间Ta 老化温度2351-97892020 作者。爱思唯尔有限公司出版。因此，为了适应对新结构材料日益增长的需求，有必要采用成本效益高、速度快的材料开发过程2。减少不同熔体加工时间的一种可能性是生产较小的样品而不是大型铸件。然而，高通量材料开发不仅意味着快速生产新合金，如快速合金原型3， 还需要快速材料试验和表征4。 缺点是某些试验 （例如拉伸试验）不能在对任何样品的几何形状有特定要求的情况下进行。在这一点上， 与材料特性相关的新型高通量筛选方法可以成为识别新结构材料的一种有希望的方法5。这是CCBY-NC-ND许可下的开放访问文章(/licenses/by nc nd/4.0/)第 23 届材料形成国际会议科学委员会负责的同行审查。10.1016/mfg.2020.04.230 号我们没有在宏观样品上应用耗时的常规测量方法， 而是实现了适用于小球形样品的方法6。这些方法不能直接测量特定的材料特性，以加快测量速度并克服几何尺寸的缺点。从这些测试过程中，根据数学模型推导出与材料性能相关的描述值。方法是轧制材料（a）和轧制方向（b）的横向典型结构。样品用于产生 30 种不同的热处理状态。表 1。样品的化学分析重量百分比。化学成分（重量百分比）铝硅镁锰铁铜其它 bal.0.92 0.73 0.44 0.38 0.090.05受薄膜物理气相沉积样品启发功能材料7或扩散偶的产生结构材料。在本出版物中， 我们提出了一种基于激光诱导冲击波的方法。 压痕过程与8中描述的小深度压痕过程类似。然而，与激光系统相比，机械试验机的压痕动态性较差。该方法受到冲头和横移轴的定位速度的限制，这也会导致测量中的系统偏差9。用高强度脉冲横向激励大气压（TEA）CO2 激光器代替传统的压痕试验机，在压头球表面产生冲击波。当激光脉冲的能量密度超过阈值时，会产生等离子体，从而产生冲击波10。冲击波的脉冲将压头推到试样内 20 微秒的范围内11。从压痕轮廓测量不同的描述值来描述材料特性。迄今为止，研究表明，提取的描述值压痕深度和直径与用传统方法测量的材料硬度高度相关12。 激光诱导冲击波压痕法又称为 LiSE。到目前为止，单轴拉伸试验还不能完全应用于表面工程领域，因为在表面工程领域中，薄表面层和小体积不同材料相的特性非常重要8。因此，本文的目的是寻找小试样上诱导压痕几何形状与拉伸强度之间的关系。在本研究中，从压痕几何形状中提取不同的描述值， 并对材料的拉伸强度 （通过标准拉伸试验确定）进行分析。在小型铝样品（合金 EN AW-6082）上产生压痕。为了调节不同硬度和拉伸强度，对试样进行了不同方式的热处理。相应地，对未充分老化、峰值老化（T6）和过度老化热处理状态进行了测量。轧制材料（a）和轧制方向（b）的横向典型结构。样品用于产生 30 种不同的热处理状态。表 1。样品的化学分析重量百分比。化学成分（重量百分比）2.2.材料和方法材料和方法.金相分析和拉伸试验金相分析和拉伸试验试验是用工业沉淀硬化铝合金 EN-AW-6082-T6 进行的。 长度为 170mm 的扁平拉伸试样和直径为 4mm 的小圆试样均由厚度为 2.5mm 的轧制薄板制成。 辉光放电发射光谱（GDOES）用于验证材料的化学成分是否在标准范围内（见表 1） 。图 1显示了纵向拉伸试样的横截面，即拉伸试样表 1。热处理前轧制板材的微观截面：根据 D-最优实验设计，改变了固溶温度 Ts、固溶时间 Ts、淬火介质 QM、时效温度 Ta 和时效时间 Ta。所有热处理参数汇总在表 2 中。表 2。热处理参数。拉伸试样和小试样在同一批中进行热处理。在水中淬火期间，将样品浸入温度约为 20C 的循环水浴中。聚合物淬火以类似于水淬火的方式进行。在空气冷却过程中，用鼓风机缓慢冷却样品。维氏硬度测量和拉伸试验在伺服液压 Schenk-PC-160M 试验机上，以 1mm/min 的十字头速度，对三个不同热处理状态的平板拉伸试样进行了准静态拉伸试验，以确定拉伸强度。所有样品都准备好进行维氏硬度试验使用水冷碳化硅砂纸（粒度为 320 至 1200）进行研磨，并使用 1m 金刚石悬浮液进行抛光，使表面粗糙度 Sa=6 nm2 nm。用 LECO 公司的 LV-700AT 硬度计进行硬度试验，试验载荷为 49.03n（HV5） 。2.3 条。激光诱导冲击波压痕法用特征波长为 10.6m、脉冲宽度为 100ns 的纳秒脉冲 TEA CO2 激光器进行了 LiSE 实验。激光束的空间能量分布是一个近似均匀的顶帽。实验中脉冲能量设为 6j。因此，在焦距为200 毫米。激光在压头上方产生等离子体，产生约 5.0 兆帕的冲击波压头上11。实验装置的原理图是如图 2 所示。冲击波能量传递效率和冲击效率很大程度上取决于压头直径13。因此，压痕是由直径为 3 mm 的 Al2O3 压头球产生的。在定位装置（高度为 8 mm，内径为 3 mm）的顶部放置一个由铜焊制成的圆柱形限制装置，以增加作用冲击波压力。 用 Keyence 公司的 VK9710 显微镜在 20 倍放大率下对压痕进行评估。图 2。缩进和评估过程的示意图。描述值压痕直径、压痕深度和总深度由 8 条轮廓线测量，轮廓线穿过压痕中心并均匀分布在压痕上（见图 3） 。平均值是从每个描述性值的所有纵断面线计算。由于样本量小，只有一个压痕在每个样品上创建，以避免硬化效应对测量样品的影响。并确定了堆高和沉桩深度。压痕过程中不容易检测到堆积和下沉，因为压痕过程中球形压头的堆积/下沉几何结构发生了变化，这是因为从小深度的弹性变形过渡到较大深度的主要塑性行为14。在压痕过程中，材料被安置在压头下面，并在压头的某一点被喷射到压头的侧面，从而产生堆积。因此，对堆高/下沉高度进行了理想化计算。下沉进一步称为负堆积（p0m 堆积 （见图 5 （a） ） ， 而如果 p0m， 则可以观察到负堆积 （下沉） （见图 5 （b） ） 。除堆高外，还确定标准化堆高，即堆高除以压痕深度。通常报告拉伸强度与显微硬度15或纳米硬度16之间存在准线性关系， 考虑 Pearson 相关系数来描述各描述值与抗拉强度之间的关系强度， 并定量比较各描述值的有效性。皮尔逊相关系数 cr 是两个变量之间线性相关性的度量。系数可以有一个值介于+1 和-1 之间。总正相关系数为 1，非线性相关系数为 0，-1 表示总负相关系数。3.3.结果结果图 4 显示了宏观样品的测量硬度与在小样品上测定的硬度的比较。 仅对这些热处理状态进行了进一步的研究， 发现宏观试样和小圆形试样之间的硬度偏差小于10hv5。宏观试样与小圆试样之间的高硬度偏差可追溯到不同的试样尺寸和热处理工艺。用相同的参数对样品进行热处理，但是小样本比大样本冷却得更快可能影响最终性能的样品。所有的分析用差示扫描量热法对17中的热处理状态进行了表征。图 5 所示为（a）在拉伸强度为 263 兆帕的样品上测量的堆积和图 5（b）在拉伸强度为 370 兆帕的样品上测量的负堆积的示例性压痕。通过考虑 20 微秒的最大压痕时间（用压电冲击传感器观察，11） ，确定压痕过程的平均应变率为 860 s-1。图 4。宏观试样与小试样硬度的相关性。图 7（a）表明，堆积高度与抗拉强度高度相关（cr=-0.85） 。通过将堆积高度除以压痕深度（标准化堆积高度） ，计算出 Pearson 相关系数 cr=-0.89（见图7（b） ） 。图 5。压痕轮廓比较（抗拉强度（a）Rm=263mpa 和（b）Rm=370mpa）用 LiSE 创建。在压痕深度和拉伸强度之间（见图 6（A） ）和压痕直径和拉伸强度之间确定了 cr=-0.49 的皮尔逊相关系数，在压痕直径和拉伸强度之间确定了 cr=-0.34的皮尔逊相关系数（见图 6（b） ） 。图 6。拉伸强度与压痕深度（a）和压痕直径（b）之间的关系。此外，在宏观试样上测量的硬度显示 cr=-0.79，而在拉伸强度和在小试样探针上测量的维氏硬度之间，获得了 cr=-0.88 的皮尔逊相关系数（见图 8） 。图 7。抗张强度与堆高（a）和标准堆高（b）的关系。图 8。宏观试样和小试样的抗拉强度与硬度的关系。.讨论讨论利用 Pearson 相关系数提取不同的描述值，并进行比较，找出一个可能的描述值，与抗拉强度相关。线性关系在不同热处理铝合金的观察光谱范围内， 拉伸强度和不同描述值之间的描述值堆高和归一化堆高是有效的。 在 HV5 中测得的维氏硬度与小试样和大试样的拉伸强度之间也观察到线性关系（如图 8 所示） ，这与文献18的研究结果相当。与其他考虑的描述值（堆积高度、压痕深度和压痕直径）相比，标准化堆积高度和抗拉强度之间的相关性最强，cr=-0.89。总的来说，在调查的大部分材料中观察到正材料堆积（见图 5（a） ） 。由于压痕深度较小，较高的应变速率可能会导致较大的流动应力，相应地，会导致较大的应变硬化系数，因此，预计下沉效应更为明显。据报道，较大的应变硬化系数对材料在压痕过程中的下沉有显著影响19。然而，Taljat 和 Phar 认为，应变硬化系数不足以描述材料的堆积和下沉行为， 还需要考虑杨氏模量和屈服应力14。此外，研究表明，与低合金钢相比，铝合金受应变速率的影响较小20。考虑到 Taliat 和 Pharr 以及对应变率的低依赖性，这可能解释了主要的堆积效应。.结论结论采用激光诱导冲击波压痕法（LiSE）对不同热处理铝合金（EN-AW-6082）的拉伸强度进行了表征，得到了一个合适的表征值。用 Pearson 相关系数 cr 评估抗拉强度与各描述值之间的相关性。得出以下结论：规范化描述值堆积高度（除以通过压痕深度）可以有效地描述拉伸强度。与堆高（cr=-0.85） 、压痕深度（cr=-0.52）和压痕直径（cr=-0.48）相比，标准化堆高（cr=-0.89）与抗拉强度的相关性更强。致谢德国 Forschungsgemeninschaft（DFG，德国研究）资助的子项目 D02“激光诱导硬度测量”和 U03“热处理和热机械热处理”的财政支持基金会）项目编号 276397488SFB1232 感谢。工具书类工具书类1 考夫曼 L，伯恩斯坦 H。计算机计算相图，特别是难熔金属。密歇根大学；学术出版社；1970 年。2 Bensch M，Schulze-Wierling P，von-Lieres E，Hubbuch J.用于快速过程开发的色谱相高通量筛选。化学工程技术 2005；28:12741284。3 Springer H，Raabe D.快速合金成形：基于 30Mn-1.2C-xAl 三合金钢的结构材料的成分和热机高通量批量组合设计 。 材料学报2012；60:49504959。4 Potyrailo R，Rajan K，Stoewe K，Takeuchi，Chisholm B，Lam H.材料库的组合筛选和高通量筛选：最新技术综述。美国化学学会组合科学 2011；13:579-633。5 Ellent N， Mdler L.进化结构材料的高通量探索。 HTM期刊2018； 73:3-12。6 Steinbacher M、Alexe G、Baune M、Bobrov I、Bsing I、Clausen B、Czotscher T、Riemer O、Sonnenberg H、Thomann A、Toenjes A、Vollertsen F、Wielki N、Ellent N。结构材料开发中高通量的描述。2019 年高吞吐量；8:227。7 Otani M，Itaka K，Wong Ng W，Schenck P，Koinuma H.用于组合薄膜库的高通量热电筛选工具的开发。应用冲浪科学 2007；254:765767。8 现场 JS，斯温 MV。用亚微米球形压痕测定小体积材料的力学性能。 材料研究1995；10:101-112。9 Hintsala ED，Hangen U，Stauffer DD.用于统计和空间特性测定的高通量纳米压痕。JOM 2018；70:494-503。10 奥基夫 JD， 斯肯 CH， 约克厘米。 薄金属靶的激光诱导变形模式。 J、 申请。物理 1973；44:4622-4626。11 Fenske，H；Czotscher，T.。为机械成形和分离过程裁剪 TEA-CO 2激光诱导冲击波的压力分布。激光材料制造工艺 2019；1-14。12 捷克 T，Baguer DO，Vollertsen F，Piotrowska Kurczewski I，MaaP、用神经网络方法研究冲击波诱导压痕与硬度的关系。 AIP 确认程序 2019；2113:16。13 Czotscher T.基于激光诱导冲击波的新压痕技术的材料表征。激光制造工艺 2018；5:439457。14 Taljat B，Phar GM.弹塑性固体球形压痕过程中堆积的发展。国际固体结构杂志 2008；41:38913904。15 金属的硬度。伦敦：牛津大学出版社；1951 年。16 Rodriguez R，Gutierrez I.纳米压痕与拉伸性能的相关性压痕尺寸效应的影响。材料科学工程 A 2003；361:377384。17 Toenjes A.经验主义方法 zur schnellen Charakterisiererung vonWrmebehandlungszustnden hochfester Aluminiumlegiererungen，不来梅：不来梅大学博士论文；2019 年。18 陈 X，弗拉萨克 JJ。纳米压痕法测量薄膜力学性能的数值研究。材料研究 2001；16:2974-2982。19 Bolshakov A，Phar GM，导论 I.堆积对通过载荷和深度传感压痕技术测量机械性能的影响。材料研究 1998；13:1049-1058。20 Bauer D.Der Einfluhoher Formnderungsghwendigeeten auf dieKaltumformung von Stahl，Kupfer und aluminum 公司。维迪齐茨克里夫滕。1973 年；2:1-81。长春工程学院2020届毕业设计（论文）指导教师资格及题目审批表指导教师姓名陈志宏所在单位机电学院指导教师职称讲师所学专业机械电子工程设计（论文）题目机构件空间孔检测的量具设计题 目 类 型设计题 目来 源科 研实验室建设论文工程生产自 拟题目真实性程度真实题目新旧新题难度等级难一般模拟旧题较难设计（论文）地点校内设计（论文）时间自03月 11 日至06 月15日校外概要：题目来源：题目机构件空间孔检测的量具设计来源于长春某研究所科研项目，是应用专业知识完成的一台非标测试试验台结构设计。设计目的：机构件空间孔检测的量具结构较为复杂，设计总体难度较大，完成该毕业设计题目应具备三维软件应用能力。本次毕业设计要求学生能够熟练运用CATIA软件辅助设计一套机构件空间孔检测的量具。通过该设计，使学生在设备总体方案设计、机械结构设计、电控系统设计以及零件强度计算、编写技术文件、查阅文献和设计软件应用能力方面受到一次综合训练，达到巩固和综合运用所学知识，掌握正确设计思想与方法，培养学生的工程应用能力。可行性：此设计来源于生产实践，专业性很强，要求：（1）学生必须掌握机械制图、机械精度设计基础、机械制造技术基础、工艺与工装设计等基本知识，熟悉CATIA或其他三维设计软件；（2）学生应收集相关设计资料，包括：机构件空间孔检测的量具的有关图册、测试试验台设计标准等；（3）学生应到有关企业进行调研，使设计的机构件空间孔检测的量具结构具更具有实用性。 技术路线：（1）机构件空间孔检测的量具结构的工作原理分析；（2）机构件空间孔检测的量具的组成结构分析；（3）机构件空间孔检测的量具的工艺参数分析；（4）机构件空间孔检测的量具结构的结构设计；（5）关键零部件的选择与校核；（6）绘制总装图和零件工作图；（7）撰写毕业设计论文。复杂工程问题界定（1）必须运用深入的工程原理，经过分析才可能得到解决； （2）设计多方面的技术、工程和其它因素，并可能相互有一定冲突；（3）需要通过建立合适的抽象模型才能解决，在建模过程中需要体现出创造性；（4）不是仅靠常用方法就可以完全解决的；（5）问题中涉及的因素可能没有完全包含在专业工程实践的标准和规范中；（6）问题相关各方利益不完全一致；（7）具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题。毕业设计解决的复杂问题分析及具体实施方法：针对特征1：本设计需要针对给出的技术要求，利用非标试验台设计的理论分析，根据其结构的特点和要求，拟定总体结构方案，并在开题报告和说明书中写出方案的对比分析及结果。实施方法：开题报告、说明书方案论证部分 针对特征2：在设计过程中需要根据设计要求来给出设计方案，但是，在方案的选择上存在多种可行性，如零件的加工精度和经济性等技术和工程因素之间都存在着一定的冲突。 实施方法：参考资料、说明书针对特征3：在设计过程中需要利用非标试验台设计标准的相关要求，在将总体设计方案变成实际结构的设计过程中需要体现出创造性，在设计过程中设法优化结构。实施方法：参考资料、三维软件 、说明书和图纸针对特征7：在本设计过程中，综合应用机械制图，机械精度设计基础，机械制造技术基础、工艺与工装设计、三维计算机辅助设计，现代工具如电脑，互联网等多种工具和技术的使用。实施方法： 设计说明书和图纸系部意见：教研室主任签字：2020年3 月 5 日企业专家意见：企业专家签字： 年 月 日学院（系）审查意见：院长（系主任）签字：2020年3 月 6日本毕业设计题目内容对应毕业设计课程目标情况说明课程目标1在开题和说明书的完成过程中需要查找资料，弄清机构件空间孔检测的量具的工作原理和性能测试参数，搜集试验台的典型结构，为完成总体方案设计提供知识储备，通过设计方案对比分析，拟定和完成解决方案。 参考文献，方案原理、毕业设计任务、审题表、毕业设计说明书。课程目标2根据测试要求，提出多种可行方案，通过个方案对比分析，确定课题最终实施方案。开题报告、毕业设计说明书。课程目标3在机构件空间孔检测的量具设计中，学生需要依照的国家标准应用理论创新、方法创新、技术创新等来完成机构件空间孔检测的量具的总体结构设计。 毕业设计说明书 图纸 建模 课程目标4在理解和分析机构件空间孔检测的量具要求的前提下，考虑设计的安全可靠，零件耐磨、耐用、制造方便等，同时，要考虑经济因素，为课题提供最优设计方案。毕业设计说明书课程目标5利用 CATIA软件完成机构件空间孔检测的量具的建模和装配，在装配过程中进行干涉验证，对设计中出现的结构问题进行分析和优化。 设计说明书 图纸课程目标6利用知网等计算机和互联网工具等现代信息技术进行设计文献检索，获取与毕业设计内容相关的资料。利用 AutoCAD、CATIA 现代技术工具完成图纸的绘制。课程目标7在说明书和开题报告的完成过程中，优化机构件空间孔检测的量具结构，理解机构件空间孔检测的量具设计的实际应用的意义。开题报告、说明书课程目标8从企业实际项目研发的角度，理解环境和可持续发展等产业政策对设计的影响并依照发展规律对设计做出修改。毕业设计说明书课程目标9使用 office 组件撰写技术报告，在毕业设计过程中通过专业术语与指导教师进行交流，阐述设计内容，与指导老师交流设计不明了的地方，听取指导老师指导。撰写开题报告、毕业设计答辩 PPT、答辩发言课程目标10翻译与毕业设计内容切实相关的专业技术文件，文献，在设计说明书撰写过程中翻译摘要，以准确的语言进行具有使用外语进行跨学科的专业技术文件翻译、书写的能力。并能理解不同区域、国家、文化对知识和能力的影响和要求，具有跟随国际技术发展趋势、研究热点的能力。外文翻译，设计说明书中英文摘要课程目标11在说明书中专有一节，写有关设计题目的项目管理、质量管理、经济成本核算分析内容。毕业设计说明书课程目标12对于在设计过程中，项目所需要的专业知识和能力，软件使用能力，非标自动化产品的设计创新能力。毕业设计说明书课程目标13使用互联网、书籍、媒体学习设计相关知识或查找相关资料，自主学习，提高自身专业业务水平。毕业设计说明书，设计成果备注：1.此表由拟担任毕业设计（论文）指导工作的教师填写，每个题目填报一张表，一式两份；2.部分分项填写时，只在对应项内打“”即可； 3.表中真实题目是指在学校、生产、科研及其它单位实际立项的课题； 4.指导教师如果是外聘，应在所在单位栏中加注（外聘）字样； 5.在毕业设计（论文）工作开始前，各院（系）将此表汇总，报教务处备案。 CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 开题报告 设计题目： 机构件空间孔检测量具设计 学生姓名： 孙志伟 学院名称： 长春工程学院国际教育学院 专业名称： 机械设计制造及其自动化 班级名称： 机制1646 学 号： 1622421623 指导教师： 陈志宏 教师职称 : 讲师 学 历： 硕士 2020年3月11日.课题论证1.1机构件空间孔检测量具结构设计研究的目的与意义许多机构件的空间孔位置是不确定的，例如连杆机构：连杆机构为低副机构，运动副为面接触，压强下，承载能力大，耐冲击。运动副元素的几何形状多为平面货圆柱面，便于加工制造；在源动件运动规律不变情况下通过改变各构建的相对长度可以使从动件得到不同的运动规律；可以两岸连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求。在这个连杆上有一对位置不确定的空间孔，且不在同一个平面内。此空间孔的相对位置不能用普通的量具去测得，只能用专用的量具。研究次专用量具的意义在于可一更好的和汽车配套去检测孔的相对位置，使检测时间大大减短，精度越来越高，越来越精确，误差逐步减小1.2文献综述（相关课题国内外研究的现状）1.2.1国外发展现状2003年，全球数显量具的生产能力为300万套，仅占量具产量的10左右，远远不能满足市场的需求。 从量具的生产情况分析，目前世界上电子数显量具量仪的主要生产国家和地区分别是：德国、英国、瑞士、法国、美国、日本和中国等，这些国家的电子数显量具量仪产量占世界市场的95以上， 全球量具的产量将以每年25以上的速度增长，即便这样，到2010年全球数显量具的产量也只有 1150万套左右，全球市场的缺口仍然很大。由此可见，电子数显量具行业发展前景较好 1.2.2国内发展现状有关统计资料显示，中国量具行业经过几十年的建设与发展，已经初步形成产品门类比较齐全、具有一定生产规模和开发能力的产业体系，成为除日本外全球第二大量具生产国。随着测量技术信息化的不断普及和国内外市场对数字化量具需求量的日益增高，我国数显量具和数字测量仪器仪表质量和技术含量有了较快的提升。在经济全球化的今天，世界制造业的中心正逐步向亚洲和中国转移。改革开放后尤其是我国加入WTO，促进了中国制造业的蓬勃发展，大大推动了我国精密数字测量控制仪器和数字数显测量与控制量具的发展。我国当初从模仿国外的一些专用量具到自主生产配套的专用量具，为降低生产成本增强产品在市场上的竞争力许多公司进行了专用量具国产化的工作而不再依赖进口。专用量规 检验夹具 气电量仪在数量上占大多数，他们是生产过程中控制产品质量的主要手段，故在实施国产化是，这三类检验工具视为重点。尽管专用量规是一种传统的检验工具，但在现代化轿车生产中仍被广泛采用。而现在许多汽车生产厂家要求配套的专用量具精确度越来越高，尤其是很难确定相对位置的机构件需要更高精度，更细致，更高准确度的检量具，如提到的连杆上空间孔的相对位置，就很难用普通的量具去确定，只能用专用的配套检量具去确定。1.3课题研究的内容、总体方案及技术路线、进度安排等1.3.1 设计内容：卷烟或滤棒的直径是卷烟生产企业开发新产品及质量控制过程中重点关注的指标之一，卷烟工艺规范规定卷烟和滤棒圆周的允差为士0. 2 mm。目前，检测卷烟或滤棒直径的现有装置有拉带法测量装置、气动法测量装置和激光法测量装置。拉带法的缺点在于所要求的砝码重量不能反映出对低密度产品的压缩影响，且不能测定产品直径的最大值和最小值。气动法检测卷烟和滤棒直径的精密度范围一般为士0. 25 mm(圆周士0. 7 mm),不能满足卷烟工艺规范对卷烟或滤棒圆周测量的精度要求，且检测结果受卷烟纸透气度和样品填充值的影响。激光法是目前使用较广泛的测量卷烟和滤棒的直径的方法，该方法测量精度较高，但存在结构复杂，对加工工艺、安装要求高等问题。1.3.2 设计要求：确定两孔的相对位置。1.3.3 总体方案设计：此专用量具用到直线导轨，编码器与光栅尺等。将机构件放在工作台上，夹紧机构件，固定一个孔，移动工作台并转动机构件，依次测每一个孔，用编码器测两孔之间的角度位移，光栅尺测平面位移，读数即可确定两孔的相对位置由于两个孔的中心线不一定在一条直线上，即两个孔的中心线不一定同轴。所以，在测量的过程中，我们要测角度位移，故我们选用编码器来记录角角位移。编码器是一种将机械量、几何位移量等转换成相应的数字脉冲信号输出，从而获得机械运动状态、位置坐标及其变化量等信息的智能仪器。其特点是精度高、耗能小、无机械磨损、稳定可靠16。将直线运动和轴的转角变换成数字信号的方法有光电式、电磁式和接点式等各种类型。从器件的外型尺寸、分辨率、动态响应、可靠性、多种规格和成本等各种指标的综合评价，光电编码器具有最广泛的应用。光电编码器是用光电方法将转角和位移转换为各种代码形式的数字脉冲的传感器，图5-9所示的是按其结构和数字脉冲的性质对编码器进行的分类。图1 光电编码器的分类增量式光电编码器图案均匀，其光信号脉冲一样，因而可把任意位置作为基准点。从该点开始将位移或转角按一定的量化单位检测，计量脉冲数即可折算为位移或转角。用带狭缝的像分析器测量刻线尺或度盘是最简单的增量式编码器（不可辨向的脉冲发生器）。常用的增量式传感器多采用光栅技术的测长测角装置，这种方法由于没有确定的测量点，一旦停电则失掉当前的位置17。此外在高速移动时，高频脉冲使记数装置不能实时地跟踪，以及由于噪声的影响造成的记数误差会逐渐积累等是该方法的缺点，但是另一方面它的零点可以任意预置，并且测量范围仅受计数器容量限制而与光学器件无关。增量式光电编码器实质是一种光栅变换装置。所谓光栅，实际上就是刻线间距很小的标尺或度盘。它的主要特点是间距小，线条长，并且线条和缝隙是等宽的，光栅的种类很多，若按工作原理分，有用与光谱仪器作色散元件的物理光栅和用于密测量和自动控制的计量光栅；从制造方法上，可以分成直接刻制的刻划光栅和照相复制光栅；从光栅载体的表面结构上，可分为用照相复制法加工的栅线与缝隙黑白相间的幅值光栅（即黑白光栅）和用刻线方法加工的横断面呈锯齿状的相位光栅（即闪耀光栅）：从光栅载体的形状分有长光栅和圆光栅。此外，还发展了偏振光栅和全息光栅等新型光栅。本课题中，采用SZA-C系列实心轴光电编码器。该编码器主要用于自动控制和测量，具有体积小，精度高等特点。其型号为：SZA6C-1024EF-12G，即增量式实心轴，轴径为6，1024脉冲，有零位信号，互补输出，12V电压，电缆侧出。相关电气参数：消耗电流70mA，输出电压，1，上升、下降时间1.0，响应频率100kHz。机械参数：最大转速3000r/min，启动力矩N m，径向最大负载30N，轴向最大负载20N。环境参数：使用温度：1070，存储温度2080。接线表：表1功 能电源OVAB屏蔽颜 色红蓝白黄CS其外形图及安装尺寸如图2所示。图2 编码器1图3 编码器2图4 光电编码器外形及安装尺寸 在测试技术中，传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，它担负着感受和传输信号的首要任务。传感器质量的好坏直接影响被测信号的精度。因此，通常要求传感器工作可靠、精度高、稳定性好。传感器的类型是多种多样的，其优缺点也各有侧重。例如，电感式传感器结构简单、灵敏度高、分辨率大、精度高、线性度优良、重复性好，但存在着交流零位信号，不宜于高频动态信号测量等；电容式传感器具有测量范围大、灵敏度高、动态响应时间短、机械损失小、结构简单、适应性强等优点，但寄生电容影响大，非线性输出带载能力差。由于本课题需要较高的系统定位精度，故我们选择了光栅位移检测系统。 光栅检测具有高速、高精度、非接触测量等优点，而光栅位移检测有较大的放大率以及误差平均效应，位移精度高18。本课题中，光栅位移传感器主要是测量两补偿孔相对于基准面的距离，故选用了莱格光电仪器有限公司（China L & G Co. Ltd）的JGX-J02中型密封式光栅线位移传感器，其外形图如图3-5所示。图5 JGX密封式光栅线位移传感器外形图密封式光栅线位移传感器的主要用途 密封式光栅线位移传感器是采用光栅莫尔条纹和光电转换技术原理将被测的位移量转换成数字电信息量输出的一种现代传感器。传感器与光栅数显表(或与装在微机插板上的细分卡)一起组成测量或控制系统，广泛地用于各类机床、工业自动化、航空、航天、军工装备和科学研究的检测设备、装备、仪器的数显、数控领域中，被作为长度或直线位移量生产的检测与控制的核心系统，还适用于对上述旧机床、设备、装备仪器的技术更新与改造。密封式光栅线位移传感器与计算机联机使用，具有更广泛的应用前景。目前该产品在量程（单光栅）、精度、分辨率等主要技术指标在国内处于领先水平,整机达到国外同类产品水平。密封式光栅线位移传感器的主要特点 密封式光栅线位移传感器具有稳定、可靠、耐用、测量准确、互换性强、外观好等特点。具有优良的性能价格比，安装简便，功能齐全，运动副采用五轴承结构，光栅尺导向面粗糙度为0.05m。其外形与安装尺寸如图所示： 有效量程 安装长度 总长度 读数头安装尺寸 图6密封式光栅线位移传感器外形与安装尺寸密封式光栅线位移传感器的主要技术指标、性能 光栅栅距：:0.02mm； 最大量程：6400mm；测量精度: 3=3L/1000m(1米之内)； 系统分辨率: 1m; 0.5m; 0.1m;0.02m; 测量重复性：12分辨率。 最高工作速度： 100M/min。