范文一:机械系毕业论文
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机械工程科学发展总趋势 ......................................................... - 2 - 一、机械学发展展望 ........................................................... - 2 - 二、制造科技发展展望 ....................................................... - 3 - 三、结束语 ........................................................................... - 4 -
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周勇:机械工程科学发展总趋势
机械工程科学发展总趋势
在机械工程科学方面,虽然已经取得了瞩目的创新及进展,但必须清醒地认识到,我国机械工程科学总体上还处于落后状态。主要体现在:中国机械工程的理论、方法和技术对中国制造业的自主创新和发展的贡献不显著;中国学者提出的机械领域的新概念、新理论不多;有重要国际影响的机械工程理论、方法和技术不多;国际机械领域学术界有较大影响的中国学者很少。总体上中国机械工程学术领域在国际上的地位滞后于中国制造业在国际制造界的地位。 未来机械工程学科的发展将主要受到两方面的制约和推动,一个是制造业的创新发展,另一个是学科的演变进步。
鉴于未来制造业发展的总趋势是全球化、信息化、绿色化、知识化和极端化(以下简称“五化”)。机械工程科学的基本任务,就是为制造业的“五化”提供所需求的机械系统新理论、新方法和先进制造技术。
随着世界的进步、国家的需求和学科的发展,机械工程科学的发展出现了以下显著特点和趋势:一方面,高技术领域如光电子、微纳系统、航空航天、生物医学、重大工程等的发展,要求机械与制造科学向这些领域提供更多更好的新理论、新方法和新技术,因而出现和发展着微纳制造、仿生及生物制造、微电子制造等制造科学新领域;另一方面,随着机械与制造科学与信息科学、生命科学、材料科学、管理科学、纳米科学技术的交叉,除了推动着机构学、摩擦学、动力学、结构强度学、传动学和设计学的发展外,还产生和发展着仿生机械学、纳米 摩擦学、制造信息学、制造管理学等新的交叉科学。
由于我国未来将大力推进拥有自主知识产权的先进仪器及装备技术,因此,基于自主创新的高技术仪器及装备的设计制造的基础研究将得到更充分地重视和更快地发展;此外,由于21 世纪我国资源和环境面临空前的严峻挑战,要求机械与制造科学比以往任何时候更重视环境的保护、产品的安全性和绿色度、材料和能源的节省、机电装备的再制造以及新能源制造领域的研究。 一、机械学发展展望
(1) 机构学是机械工程学科中最有代表性的学科之一。机构学研究一方面应注重机构学基础理论研究,以使我国在国际机构学界保持优势地位,另一方面应注重与制造和控制的学科交叉,在设计理论和关键技术两个方面同时取得突破,以开发出性能优良新机构和新装备。航空航天器、机器人机构、纺织机械、工程机械、微纳机构、仿生机构等工程中存在大量机构问题,机构学大有用武之地。
(2) 摩擦学研究自20 世纪90 年代起有了长足发展,其基本经验是与纳米、生物、计算机以及与工程问题的交叉结合,发展了纳米摩擦学、生物摩擦学、表面减阻及亚纳米抛光技术等。今后的发展是进一步向学科面更宽的交叉方向——
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界面机械与制造科学、纳米制造摩擦学和纳米生物摩擦学方向发展。此外,中国摩擦学领域的青年学者应当进一步加强在国际学术界的影响,争取在国际学术界占有更重要的位置。
(3) 机械动力学研究中,非线性动力学、复杂机电系统动力学分析和故障监测等领域已经有了很大的进展,但复杂系统及多场耦合的非线性动力学分析建模和故障预示监控依然是个国际性难题,大型复杂机电系统动力学设计仿真、微纳系统动力学分析及设计是我国学术界面临的重要前沿课题。
(4) 机械设计学,目前我国制造业中高端技术装备中自主产权的产品少,现有机械设计理论、方法和技术落后是其重要原因,急需重点推动我国装备设计技术的发展。要重点推动复杂机电系统的概念设计、复杂系统总体设计、设计支撑系统(设计数据、知识和信息平台)、基于网络的系统性能仿真虚拟设计等领域的理论、方法和技术的发展。
二、制造科技发展展望
制造技术的发展总趋势是基于资源节约和环境保护基础上的数字网络化、智能集成化、高效精确化及极端制造化技术。采用德尔菲调查方法及研究分析,未来我国将要重点发展的制造科技主要有以下8 个领域。
(1) 空天及深海装备制造科技。未来飞机将进一步向大型、快速、轻型、舒适性、安全性方向发展;用于国防的各种飞行器,将向超快、精确、轻微及智能监控方向发展。高速、精确、智能化微型飞行器技术;微小制导技术;超低温、超真空、无重力极端条件下的装备设计与制造科学技术、智能作业机器人、超大型射电望远镜、适于高压腐蚀环境作业的深海装备的设计与制造技术等将得到大的发展。
(2) 先进电子及通信制造科技。未来20 年内,量子、纳米或商业基因计算机将问世。无线网络技术、网络光通信技术,卫星通信技术,基于网络的虚拟制造技术,非硅、量子、纳米、基因计算机芯片及其后封装科学技术将有大的发展。产品信息化和数字化;将传感、计算机及软件技术“嵌入”产品,实现产品的数字化和智能化;产品设计制造过程的数字化、虚拟化、网络化与智能化。例如数字智能轿车可以自动优化和选择路径、自动避撞和随时报告运转的状态和可能发生故障的时间和部位;数字智能柔性制造单元或系统能实现零件自主智能装卸、加工、检测和故障维护。智能数字网络多功能集成产品将会越来越多、越来越普遍,而且更新换代会越来越快。
(3) 微纳米制造科技。从将纳米尺度器件发展到纳米尺度产品的批量纳米制造将是今后20 年纳米制造领域的最大变化。纳米机械学、纳米尺度和精度器件的设计、制造、测量及装配科学技术;具有批量生产工艺的“自下而上”的生长型和“自上而下”的去除型以及前两者相结合的混合型制造技术将得到很大发展。
(4) 新能源装备制造技术。由于一次能源将逐步枯竭,核能、深海能源、再生能源及清洁能源的研发和使用将大大促进该领域制造技术的发展。核能工艺及
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装备、深海能源探测及采掘工艺及装备、新能源和再生能源的装备制造、基于新能源的经济型汽车发动机及车辆设计与制造技术研究将得到更大重视和关注。
(5) 绿色制造科技。即基于资源节约和环境友好的绿色可持续性制造,是一项战略性制造理念、制造模式和制造技术。绿色可持续性制造包含无污染无废弃物制造、绿色产品的设计与制造、废旧机电产品的再制造、节能节材制造以及新能源装备制造五个方面。耗能耗材多、污染环境的机电产品和生产过程将会受到市场和法规的制约而逐渐减少或消亡,相反,新能源、节能节材和无污染机电产品及其生产过程将得到更大发展。电动汽车和燃料电池汽车如果能突破电池材料和低成本制造两大瓶颈,将会实现车辆业改朝换代的大革命。由于废弃产品的海增,再制造业将得到迅速发展。
(6) 仿生制造科技。由于生物制造技术的发展,仿生人或动物器官开始用于临床;仿生机械、机器人更普遍地进入人们的生活。仿人器官制造技术、仿生机电系统,如仿飞禽类飞机、仿动物机器人、智能机器人制造技术将有大的发展,与此相关的仿生机械学及仿生制造科学的深入研究是此项领域得以突破的关键。
(7) 光子制造科技。研究表明,未来以激光为基础的光子学将超越电子学。激光由于所具有的准确性、高能量密度和可传输变换等其他任何能源无法比拟的突出优点,被誉为“未来制造系统的共同加工手段”,包括光子加工制造、激光加工、光化学加工、光电加工技术。其中强激光、飞秒皮秒激光加工、微纳尺度光子制造技术及科学是该领域的重点发展方向。
(8) 数字装备制造科技。数字化制造装备包括极大极小尺度、高效率、高精度的智能数字化加工装备以及各类精密仪器和复杂机械系统。机械装备是机械制造工程和产业得以实现的工具和依赖,是我国由制造大国走向制造强国的重要标志。涉及相关工程重要需求和学科交叉的关键装备及仪器设计理论与方法、创新制造工艺技术以及基于网络的智能数字化控制理论是需要重点突破的科技问题。 三、结束语
我国机械工程科学虽然已经取得了长足的进展,但与国际先进水平仍然存在很大差距。我们必须保持清醒的头脑,高瞻远瞩,尽快制定学科的长远发展规划,采取正确的学科发展战略和策略。加强对基础研究中原创性理论方法的支持力度,加强对原创性技术发明的支持力度。在继续保持和发扬摩擦学、机器人机构学等在国际学术界占有一席之地的同时,力争在2020 年前后机械与制造学科总体上进入国际先进行列。在机械工程领域学术界,涌现多个在国际上有重大影响的科技成果和著名科学家;在机械与制造相关的国际学术界占有更多席位;有一批国际一流并在国际上有重要影响的国家实验室和工程研究中心;有一大批自主创新的重大科技成果转化为生产力,促使我国制造业产生更多的高技术产品和世界名牌企业。
现代板材数控成形设备的现状
【摘要】简述了中国现代制造业的特点及数控机床的基本组成。对常用的现代板材数控成形设备——多点成形机,伺服压力机、卷板机,以及滑块上带气垫
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压力机、高速压力机等设备的应用现状进行了分析论述,最后简述了部分现代板材数控设备的发展趋势。
制造业是创造物质财富的基础,是国家安全的重要保证,是国家竞争力的重要体现。发达国家在重大装备关键技术上对我国一直实行高技术壁垒与封锁政策。20多年来,我们以市场换技术的策略基本未收到成效,如哈电、东电、上电(北重)与西屋、GE等国外公司进行了多年的合作,但现在这些跨国公司都拒绝转让最新核心技术。因此,国民经济增长与可持续发展对制造技术提出了更高的要求,特别在一些重大或战略性行业,迫切需要开发具有我国自主知识产权的设计制造技术,实现我国由制造大国向制造强国的转变。
金属板材成形设备作为国民经济的支柱产业之一——汽车工业的重要装备,都需要其制造者及使用者了解数控金属板材成形设备的现状及发展,为企业的生存和发展奠定基础。为此,本文针对部分数控板材成形技术机械的现状及发展趋势进行探讨。
1.金属板材数控渐进成形机
金属板材数控渐进成形技术是根据工件形状生成的几何信息,用三轴数控设备控制成形工具头沿其运动轨迹对板材进行局部的塑性加工,使板材逐步成形为所需工件的柔性加工技术。该技术不需要专用模具便可加工任意复杂形状的工件,省去了设计产品过程中的模具设计、制造、试验修改等复杂过程,极大地降低了新产品的开发周期和成本,对于飞机等多品种小批量的产品、家用电器等新产品开发,以及汽车新型样车试制等具有较大的经济价值。
金属板材数控渐进成形系统主要由成形工具头、支撑模型、导向装置、压边装置及机床本体组成。成形工具头在数控系统的控制下运动;支撑模型用来支撑板料,对于形状复杂的工件,可把支撑模型做成工件的形状,以利于成形;压边装置用来固定板材,并且可沿导向装置上下移动。
金属板材数控渐进成形技术引入快速原型制造“分层制造”的思想,将复杂的三维模型沿z轴方向切成一系列二维断面,并沿这些断面轮廓生成加工轨迹。成形工具头在CNC系统的控制下,以走等高线的方式从最高层轨迹沿模型轮廓线运动,并一圈一圈向下对金属板材进行逐层辗压,使板材成形为与模型相同的形状。
加工前,首先将板材放置于支撑模型之上,用压边装置将板材固定。加工时,成形工具头从指定位置开始对板材的最高层(即第一层)进行单点渐进塑性加工,形成第一层截面轮廓后,成形工具头下移到设定的高度后,按截面轮廓运动而形成第二层轮廓,如此循环直至加工成所需零件。
使用UG的CAM模块后处理工具生成了成形工具头的加工轨迹,一圈圈的加工轨迹对支撑模型形成一个包络面。如果这个包络面与支撑模型间发生错位,将严重影响成形精度,并撞坏模型和工具。因此,加工轨迹坐标(以机床坐标系为基准)与支撑模型坐标(称造型支撑模型时所采用的坐标系为支撑模型坐标系)的准确对位至关重要。为了有效地排除成形过程中坐标对位对零件上出现的拉
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裂、材料堆积、材料硬化等现象的影响,使进行更准确的工艺分析成为可能,必须完成该成形轨迹坐标的准确对位。但用人工对位的方法效率低、精度差,因此可采用基于机器视觉的非接触式加工轨迹坐标对位方法。图3所示即为基于机器视觉的坐标对位系统,由光源、CCD摄像机、数据采集卡、工业控制计算机、图像处理与机床坐标自适应软件、CNC系统和运动驱动单元组成。 2.数控激光切割机
激光切割设备的出现,是对钣金工业日常生产的改革。与其他加工设备比较,激光加工具有以下特点:
(1)激光的光速直径极小,可进行狭窄的直边割缝。
(2)对任何硬度的薄板或厚板、简单或复杂的形状均能有效加工。 (3)切边质量高,工件不会受损伤,无机械变形,加工质量稳定可靠。 (4)加工时不产生噪声。
(5)两工件可同一切边,节省加工材料和工时,与计算机结合,可整张排料,从而降低材料耗费。
(6)切割速度快,加工新产品时只需要很短的准备时间,生产效率高。 激光切割的加工成本主要是气体的消耗、电力的损耗、设备的折旧及维修费用,不需要模具,对小批量产品或形状复杂的大批量产品,以及工艺适合激光加工的产品,激光机的运转成本均低于数控冲床。在许多钣金企业中大多将二者配合使用,从而充分发挥各自的优点,以取得最佳的加工效果。
目前,还有数控冲压/激光复合机床,它不是两种功能的简单合并,是把一种功能的强项和另一种功能的优点相结合,具有许多单功能设备无法比拟的优越性。 3.数控剪板机
先进的CNC剪板机摒弃了一般剪板机的人工操作,由板料自动进给支承、卸除和堆垛系统组成,除可定位、送料和切断工件外,还可自动分选、收集剪下的碎片。对加工大量恒定尺寸的零件来说,效率甚高,且大大减轻工人的劳动强度。CNC设备的一次性投资虽然贵一些,但可通过连续、大量的加工来弥补,最终使每个零件的加工成本降低。近年来,国内不同规模的钣金企业已意识到上述先进技术设备无论在性能与经济上,还是从加工方式的发展方向上,都是明智的选择,因而相继引进,使钣材加工水平大大提高,对于产品与世界接轨,走向世界起了关键的作用,同时,也标志着我国钣金生产的加工技术和装备水平已跨入世界先进行列。
4.数控旋压设备
在近10年的时间里,我国的旋压设备完成了由液压仿行到全数字控制的转变。20纪60年代中期至90年代中期,我国设计制造的旋压机床基本上是液压仿行,控制精度较低,所采用的电器和液压控制元件性能差,机床的整体性能及可靠性低。对于一些形状复杂、加工工序道次多、走刀轨迹复杂的零件,液压仿行旋压机床就暴露出加工效率低和其他一些功能上的缺陷。但这类机床经久耐用,抗冲击震动、抗负荷过载能力强,能够适用各种恶劣的工况。经过不断地维
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修整改,这些机床现在仍有不少在承担着大量的科研生产任务,30多年来为我国的航空航天事业做出了突出贡献。
90年代末期,随着计算机技术的发展,各种进口元器件的大量采用,在综合吸收已经研制开发旋压设备的基础上,设计制造出集国际上最先进的数控系统、液压系统、机械及各种元器件于一身的完全代表了国际先进水平的旋压设备。 其特点如下:
(1)广泛采用国际上最先进、最流行数控系统如西门子840D,控制轴数多,控制精度高,性能稳定可靠。
(2)液压系统采用伺服阀或比例伺服阀,频响高,全闭环控制。尤其是比例伺服阀,集比例阀和伺服阀的优点,是数控旋压机床电-液转换最理想的控制元件。 (3)主轴系统采用交流变频或直流调速,变频器采用进口,能够做到恒线速度。 (4)采用进口主轴轴承、进口滚动导轨等旋转传动部件,提高了整个设备的精度和可靠性。
(5)光栅尺、位移传感器、旋压编码器等多种位移,及位置反馈元件也采用进口元件。
由于采用了国际上最先进的数控系统、液压系统、机械传动及控制元件,结合自身的机械加工优势,国产旋压机床的整体水平已经达到国外21世纪初的水平。国产旋压机床的这种制造模式与国外其他旋压机生产厂商是一致的,与进口旋压设备相比,具有价格优势、维修及售后服务优势、工艺服务优势。 90年代末至今,我国共设计制造各类数控旋压机床70余台,其中包括单旋轮普通旋压机床、双旋轮普通-强力旋压机床、三旋轮强力旋压机床;各类专用旋压机床如立式皮带轮旋压机床、铝合金气瓶和钢质气瓶收口专用旋压机床、封头成形旋压机床、风机零件成形和翻边专用旋压机床;还有内旋压专用机床、滚珠旋压机床。机床的加工范围从50,2000mm,可成形零件高度最大达3000mm。就旋压机床的最重要参数径向旋压力来讲,单个旋轮的最大推力已经达到600kN。 5.伺服和异步电动机联合拖动机械压力机
采用交流异步电动机和交流伺服电动机联合拖动机械压力机是目前研究的热点问题。国内某单位在现有J84—250精压机结构的基础上,开发研制了一种双曲轴并联驱动肘杆式精压机JB84—250。
主要技术参数:
公称力2500kN
滑块行程80,120mm
滑块行程次数25,45次/min
主电机功率22kW
伺服电机功率11kW
机器的驱动部分增加了一台可控伺服电动机作辅助驱动,用五杆机构完成输入运动合成。主电动机通过主曲轴L1驱动连杆a1,再驱动肘杆a2、a3,使压力机滑块运动的同时,改变伺服电动机的控制参数(如匀速转动、变速转动及在一
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定的相角内摆动等)就可实现对滑块运动速度、下死点位置及滑块保压时间(保压时间可达1/5周期)的调节。
新型JB84—250精压机的主要特点是采用双曲轴双电动机协调配合并联驱动,兼容了J84—250精压机机构的高精度、高效率、高承载力的特点,增加了伺服电动机驱动机构柔性可调节的优点,可在一定范围内灵活调节冲压滑块的位置和速度,以适应不同零件加工工艺折弯单元,缩短折弯工序辅助时间,提高工件加工效率。该机代表了国内数控液压板料折弯机的最高水平。
近年来,数控板料折弯机出现了由液压驱动向机械传动回归的动向。这种回归不是机械传动简单地替代液压驱动,而是采用伺服电动机带动滚珠丝杠直接驱动折弯滑块,形成新型数控板料折弯机。上海冲剪机床厂生产的ME50/2550型数控板料折弯机、江苏扬力集团有限公司生产的EB3512型数控板料折弯机和湖北三环锻压机床有限公司生产的PPH35/13型数控板料折弯机,折弯滑块由两台伺服电动机同步驱动,在滑块平衡快速运行的同时,滑块挠度得到有效补偿。伺服电动机直接驱动的优点在于能耗、噪声、污染和制造维修成本大为降低,机床的可靠性、工作速度和效率得以提高。该类数控板料折弯机滑块空程速度可达100mm/s,折弯速度10,15mm/s,空程速度70mm/s;滑块定位精度为0.035mm,重复定位精度为0.01mm。
至此,我国数控液压板料折弯机在技术层面上已具备了网络化的条件,并开始出现向网络化和单元化发展的趋势。
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薀袂莅莁蕿羄膈芇薈膆羁蚆薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薄螀肇芀薄袂芃薈蚃羅肆蒄蚂肇芁莀蚁袇肄莆蚀罿荿节虿肁膂薁蚈螁莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄羀膇葿螃肂肀莅螂螂芅芁螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿螈节芈袈袁肅蚇袇肃芀薃袆膅膃葿袆袅荿莅蒂羇膁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅薀袂莅莁蕿羄膈芇薈膆羁蚆薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薄螀肇芀薄袂芃薈蚃羅肆蒄蚂肇芁莀蚁袇肄莆蚀罿荿节虿肁膂薁蚈螁莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄羀膇葿螃肂肀莅螂螂芅芁螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿螈节芈袈袁肅蚇袇肃芀薃袆膅膃葿袆袅荿莅蒂羇膁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅薀袂莅莁蕿羄膈芇薈膆羁蚆薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薄螀肇芀薄袂芃薈蚃羅肆蒄蚂肇芁莀蚁袇肄莆蚀罿荿节虿肁膂薁蚈螁莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄羀膇葿螃肂肀莅螂螂芅芁螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿螈节芈袈袁肅蚇袇肃芀薃袆膅膃葿袆袅荿莅蒂羇膁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅薀袂莅莁蕿羄膈芇薈膆羁蚆薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薄螀肇芀薄袂芃薈蚃羅肆蒄蚂肇芁莀蚁袇肄莆蚀罿荿节虿肁膂薁蚈螁莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄羀膇葿螃肂肀莅螂螂芅芁螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿螈节芈袈袁肅蚇袇肃芀薃袆膅膃葿袆袅荿莅蒂羇膁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅薀袂莅莁蕿羄膈芇薈膆羁蚆薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薄螀肇芀薄袂芃薈蚃羅肆蒄蚂肇芁莀蚁袇肄莆蚀罿荿节虿肁膂薁蚈螁莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄羀膇葿螃肂肀莅螂螂芅芁螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿螈节芈袈袁肅蚇袇肃芀薃袆膅膃葿袆袅荿莅蒂羇膁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅薀袂莅莁蕿羄膈芇薈膆羁蚆薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薄螀肇芀薄袂芃薈蚃羅肆蒄蚂肇芁莀蚁袇肄莆蚀罿荿节虿肁膂薁蚈螁莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄羀膇葿螃肂肀莅螂螂芅芁螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿螈节芈袈袁肅蚇袇肃芀薃袆膅膃葿袆袅荿莅蒂羇膁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅薀袂莅莁蕿羄膈芇薈膆羁蚆薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薄螀肇芀薄袂芃薈蚃羅肆蒄蚂肇芁莀蚁袇肄莆蚀罿荿节虿肁膂薁蚈螁莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄羀膇葿螃肂肀莅螂螂芅芁螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿螈节芈袈袁肅蚇袇肃芀薃袆膅膃葿袆袅荿莅蒂羇膁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅薀袂莅莁蕿羄膈芇薈膆羁蚆薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薄螀肇芀薄袂芃薈蚃羅肆蒄蚂肇芁莀蚁袇肄莆蚀罿荿节虿肁膂薁蚈螁莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄羀膇葿螃肂肀莅螂螂芅芁螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿螈节芈袈袁肅蚇袇肃芀薃袆膅膃葿袆袅荿莅蒂羇膁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅薀袂莅莁蕿羄膈芇薈膆羁蚆薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薄螀肇芀薄袂芃薈蚃羅肆蒄蚂肇芁莀蚁袇肄莆蚀罿荿节虿肁膂薁蚈螁莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄羀膇葿螃肂肀莅螂螂芅芁螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿螈节芈袈袁肅蚇袇肃芀薃袆膅膃葿袆袅荿莅蒂羇膁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅薀袂莅莁蕿羄膈芇薈膆羁蚆薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薄螀肇芀薄袂芃薈蚃羅肆蒄蚂肇芁莀蚁袇肄莆蚀罿荿节虿肁膂薁蚈螁莈蒇蚈袃膁莃螇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄羀膇葿螃肂肀莅螂螂芅芁螂袄肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿螈节芈袈袁肅蚇袇肃芀薃袆膅薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄
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周勇:机械工程科学发展总趋势
肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇袅莀薄蚃袄蒂螀羂羃膂薂袈羂芄螈螄羁莇薁螀羀蕿莃肈羀艿虿羄罿莁蒂袀羈蒃蚇螆羇膃蒀蚂肆芅蚆羁肅莇蒈袇肄薀蚄袃肄艿蒇蝿肃莂螂蚅肂蒄薅羄肁膄螀袀肀芆薃螆腿莈蝿蚂腿蒁薂羀膈膀莄羆膇莃蚀袂膆蒅蒃螈膅膅蚈蚄膄芇蒁羃膃荿蚆衿芃蒁葿螅节膁蚅蚁芁芃蒇聿
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铜陵学院毕业论文
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周勇:机械工程科学发展总趋势
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范文二:机械系毕业论文
东南大学继续教育学院
毕 业 实 践 报 告 (论文)
年 月 日
摘 要
世界制造业转移,中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代,钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期,正处于重化工业发展中期。
未来10年将是中国机械行业发展最佳时期。美国、德国的重化工业发展期延续了18年以上,美国、德国、韩国四国重化工业发展期平均延续了12年,我们估计中国的重化工业发展期将至少延续10年,直到2015年。因此,在未来10年中,随着中国重化工业进程的推进,中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升,国产机械产品国际竞争力增强,逐步替代进口,并加速出口。目前,机械行业中部分子行业如船舶、铁路、集装箱及集装箱起重机制造等已经受益于国际间的产业转移,并将持续受益;电站设备、工程机械、床等将受益于产业转移,加快出口进程。
本文
关键字:数控 工业化发展 刀具 机床
目录
摘 要 ................................................................................................................................... 2
绪论........................................................................................................................................... 1
0.1数控机床的产生: .................................................................................................. 1
0.2数控车床基本概念 .................................................................................................. 2
0.3本文主要内容 .......................................................................................................... 3
第一章:数控车的工艺与工装削 ........................................................................................... 4
1.1. 合理选择切削用量 ................................................................................................... 4
1.2. 合理选择刀具 ........................................................................................................... 4
1.3. 合理选择夹具 ........................................................................................................... 5
1.4. 确定加工路线 ........................................................................................................... 5
1.5. 加工路线与加工余量的联系 ................................................................................... 5
1.6. 夹具安装要点 ........................................................................................................... 5
第二章:数控机床的工作流程 ............................................................................................... 6
2.1程序 ............................................................................................................................. 6
2.2数控机床的组成和分类 ............................................................................................. 6
第三章基本代码及宏程序介绍 ............................................................................................... 9
3.1基本代码 ..................................................................................................................... 9
3.2宏程序 ......................................................................................................................... 9
第四章:零件加工工艺及程序编辑 ..................................................................................... 11
4.1零件加工工艺 ........................................................................................................... 11
4.2程序编辑 ................................................................................................................... 14
第五章:零件加工中出现的问题及疑难解答 ..................................................................... 26
5.1加工中出现的问题 ................................................................................................... 26
5.2疑难解答 ................................................................................................................... 27
小结 ....................................................................................................................................... 28
致谢 ....................................................................................................................................... 30
参考文献 ................................................................................................................................. 31
绪论
0.1数控机床的产生:
在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量,单件与小批量生产的零件(批量在10~100件)约占机械加工总量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。
为了满足多品种,小批量的自动化生产,迫切需要一种灵活的,通用的,能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。
根据国家标准GB/T8129-1997,对机床数字控制的定义:用数字控制的装置(简称数控装置),在运行过程中,不断地引入数字数据,从而对某一生产过程实现自动控制,叫数字控制,简称数控。用计算机控制加工功能,称计算机数控(computerized numerical ,缩写CNC)。
数控机床即使采用了数控技术的机床,或者说装备了数控系统的机床。从应用来说,数控机床就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等)和步骤,以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示,通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机,计算机对输入的信息进行处理与运算,发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,是机床自动加工出所需要的零件。
图1.1 某数控机床整体外形图
1—操纵面板;2—主轴及卡盘;3—转塔刀架;4—防护窗;5—自动排屑装置;6—导轨
。
0.2数控车床基本概念
数字控制(Numerical Control) 简称数控(NC),是一种借助数字·字符或其他符号对某一过程(如加工.测量.装配等)进行可编程控制的自动化方法。
数控技术(Numerical Control Technology) 是指用数字量及字符发出指令并实现自动控制的技术,他已经制造业实现自动化.柔性化. 集成化生产的技术要求。
数控系统(Numerical Control System) 是指采用数字控制技术的控制系统。 计算机数控系统(Computer Numerical Control) 是以计算机为核心的数控系统。
数控机床(Numerical Control Machine Tools)是指采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。国际信息处理联盟(IFIP)第五技术委员会对数控机床定义如下:
数控机床是一个装有程序控制系统的机床,该系统能够逻辑的处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。定义中所说的程序控制系统即是数控系统。
0.3本文主要内容
在大三半个学期的实习期间,我们学习了数控车床高级类零件的程序编辑和加工方法,本篇论文主要叙述了在实习期间我们对数控车床的使用和如何使用G代码编辑需要加工的零件。
论文中还介绍了数控机床的发展过程及数控车床是如何产生的。
文中写出了对典型零件的加工工艺,程序编制,刀具选择,宏程序的运用,以及对此类零件会出现的错误及疑难解答。
第一章:数控车的工艺与工装削
数控车床加工工艺与普通车床的加工工艺类似,但由于数控车床是一次装夹,连续自动加工完成所有车削工序,因而应注意以下几个方面。
1.1. 合理选择切削用量
对于高效率的金属切削加工来说,被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。
切削条件的三要素:切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高,刀尖温度会上升,会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%,刀具寿命会减少1/2。
进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大,切削温度上升,后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大,但在微小切深切削时,被切削材料产生硬化层,同样会影响刀具的寿命。
用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。
最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。
然而,在实际作业中,刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时,需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说,可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。
1.2. 合理选择刀具
1) 粗车时,要选强度高、耐用度好的刀具,以便满足粗车时大背吃刀量、
大进给量的要求。
2) 精车时,要选精度高、耐用度好的刀具,以保证加工精度的要求。
3) 为减少换刀时间和方便对刀,应尽量采用机夹刀和机夹刀片。
1.3. 合理选择夹具
1) 尽量选用通用夹具装夹工件,避免采用专用夹具;
2) 零件定位基准重合,以减少定位误差。
1.4. 确定加工路线
加工路线是指数控机床加工过程中,刀具相对零件的运动轨迹和方向。
1) 应能保证加工精度和表面粗糙要求;
2) 应尽量缩短加工路线,减少刀具空行程时间。
1.5. 加工路线与加工余量的联系
目前,在数控车床还未达到普及使用的条件下,一般应把毛坯上过多的余量,特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时,则需注意程序的灵活安排。
1.6. 夹具安装要点
目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的,液压卡盘夹紧要点如下:首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽,卸下拉管,并从主轴后端抽出,再用搬手卸下卡盘固定螺钉,即可卸下卡盘
第二章:数控机床的工作流程
2.1程序
1.程序的编制
从零件图样到制成控制介质的全部过程。
2.输入
是把零件程序、控制参数和补偿数据输入到数控装置中去。
3.译码
将加工信息和其它辅助信息翻译成计算机能识别的数据形式并存在指定 的内存专用区域。
4.刀具补偿
包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。
5.插补
根据给定速度和轮廓线型的要求,在
轮廓之间,确定中间点的方法。
6.位置控制和机床加工
2.2数控机床的组成和分类
1. 数控机床的组成
数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈 装置和机床本体组成。
1. 输入输出设备
2. 数控装置
3. 伺服系统
4. 测量反馈装置
5. 机床本体
数控机床组成图
2. 数控机床的分类
1.按机械加工的运动轨迹分类 (1)点位控制数控机床 (2)直线控制数控机床 (3)轮廓控制数控机床
2.按伺服系统的控制原理分类 1.开环控制数控机床
2.闭环控制数控机床
闭环控制系统框图
3.半闭环控制数控机床
半闭环控制系统框图
第三章基本代码及宏程序介绍
3.1基本代码
3.2宏程序
宏程序是在数控车床上常用和比较通用的一种编程方式,它可以简化基本代码的编程步骤,也可以编辑椭圆和抛物线的轮廓,它不但可以执行粗加工的任务也可以配合其他程序去对零件加工。
如下图所示是一般宏程序的基本编辑方式:
由上图所示,可以试着去编辑一段宏程序去描述如下图1-1所示的一段轮廓
图1-1
要做长轴66,短轴46的椭圆,通过计可得出椭圆的总长,带入椭圆方程可以算出椭圆的最低点,接着根据流程图编辑程序。 (A)G01X34Z-24F1(定刀) R1=23(设参)
MM1:R1=R1-0.5(变化)
IF R1>16.485 GOTOF MM2(判断) R1=16.485
MM2:R2=33*SQRT(1-R1*R1/529)(计算) G01X=(2*R1+0.5)F1(进刀) Z=(R2-47)F0.05(切削) G00G91X1(退刀) G00G90Z1(回刀)
(B)IF R1>16.485 GOTOB MM1(判断) 如上(A)至(B)的程序编辑可以看出这是一个粗加工的程序,在精加工中必须使X&Z联动并把变量减小(即:R1=R1-0.05)可实现椭圆的外部轮廓切削。
如上所有就是宏程序的结构及基本编辑
第四章:零件加工工艺及程序编辑
4.1零件加工工艺
1 零件图分析(见附录中的零件图) 零件图样工艺分析
00图
该零件(00图)外轮廓是由圆锥、顺圆弧、逆圆弧、椭圆和螺纹,内轮廓由圆锥、顺圆弧、逆圆弧、椭圆和螺纹等组成。其中多个直径尺寸有严格的尺寸精度和表面错糙度值等要求。尺寸标注完整,轮廓描述清楚。零件材料为45钢,无热处理和硬度要求。通过分析,采取以下几点工艺措施。 1)
对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸,因其公差数值较小,故编程是时不必取平均值,而全部取其基本尺寸即可。
2)
在轮廓曲线上,有一处为过象限圆弧,因此在加工时应进行机械间隙补偿,以保证轮廓曲线的准确性。
3)
为便于装夹,应将坯件预先车出夹持部分,保证好长度尺寸并钻好中心孔。毛坯为φ60mm/2每人
2 确定加工顺序及进给路线
加工顺序按由粗到精,由外到内的原则确定,最后车削螺纹 1)
首先做01号图零件右边做到φ42mmx4的台阶。然后做φ50mm的斜角,接下来用端面槽刀做φ34mm的端面槽,要做到正差。然后做左边的螺纹及椭圆,采用一夹一顶的方式做。
01图
2)
其次车02号图零件
(1) 用一夹一顶装夹,先将左边的φ58mm台阶做好。 (2) 用割刀做φ52~46mm的斜角及φ40mm的槽。
(3) 用φ25的麻花钻打通孔,然后用端面槽刀和镗孔刀将内孔做好。 (4) 掉头用铜皮包住φ58的台阶,先做外援再做内孔。
02图
3 刀具选择
1) 选用直径为5mm中心钻钻削中心孔
2)外轮廓粗车及车端面选用硬质合金外圆刀,为防止副后刀面与工件轮廓干涉,副偏角不宜太小。
3)为减少刀具数量和换刀次数,半精车和精车都选用硬质合金尖刀。 车外螺纹选用60度外螺纹刀。刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径。 内轮廓粗车及精车选用白钢镗孔刀,内螺纹也选用白钢内螺纹刀。
4.2程序编辑
此题为直径60*2/人毛坯总长均为60mm。
1;首先截总长使其各为60mm且在使其在公差范围内。 2,;打中心孔,考虑加工工艺 3;编程(SEMENS)
(一)程序名:先做图(1)
图(1)
程序名:ZY1.MPF
M03(主轴顺时针方向) M08(切削液开) G95(主轴每转进给)
S600(转速低速)注:与进给率相配合使用
刀号;T1(外圆刀) 定刀;G01X60Z2F3
LCYC95(外径粗/精循环切削) CANE=AA001(子程序名)
R105=1(加工方式1-12)选择方式1的原因;为了保证零件的精度与粗糙度。
R06=0.5(精加工余量,无符号,半径
值)原因:因为高速钢刀在加工的时候转速比较高,从而会产生误差。为保证精度。
R108=1.5(背吃刀量,半径值,无符号) R09=0(粗加工切入角,无附号) R110=0(粗加工退出角,无符号) R111=0.35(粗加工进给速度,无符号)原因;因为机床是转进给的,让其与速度相配合,在粗拉毛坯时有利于断削
R112=0.1(精加工进给速度,无符号)(注;此参可以不设用机床系统的原始参数,因为我们所选择的加工类型是1)
G00X100(快速退刀及回刀) Z100
G01X42.35Z1F3 Z0F0.05 Z-4
X50.33Z-11.52 Z-13 G0X50 Z10
使其复位暂停测量 注:经测量 G01X41,98ZIF2 Z0F0.05 Z-4
R1=R1-0.5
IF R1>=0 GOTOB MM
G158(以上为仿型加工相当于FANUC系统中的G73指令)
G00X100 Z100 经测量 精加工
G01X27.46Z2F1 Z0F0.05 Z-5 X0 Z5
M05(主轴停止)
Z-13 G00X100 Z100
T2D2(断面槽刀,右刀尖)注:由于T2D2的材质是白钢刀,所以相对转速要打低一点。刀宽是3.27
S300
G01X27.46Z2F3(由于切削时用的是右刀尖,所以定刀及切削起始点的X值要减去2倍的刀宽)
R1=4.5
MM:G158X0Z=R1
M09(切削液关)
M02 (程序结束)
(二):掉头做另一端(图2),夹直径为42*5mm,另一头用顶尖顶。(一夹一顶)
(图2)
程序名:ZY2.MPF
M03 M08 G95 S450
(A)G01X34Z-24F1(定刀) R1=23(设参)
G01X60Z2F3 LCYC95 G00X150 Z2
MM1:R1=R1-0.5(变化)
IF R1>16.485 GOTOF MM2(判断) R1=16.485
MM2:R2=33*SQRT(1-R1*R1/529)(计算) G01X=(2*R1+0.5)F1(进刀) Z=(R2-47)F0.05(切削) G00G91X1(退刀) G00G90Z1(回刀)
(B)IF R1>16.485 GOTOB MM1(判断) 注:(A)至(B)是用宏程序进行粗加工,以图形坐标系里面的X为变量从结束点变化到起始点且为半径值。根据宏程序的流程图在粗加工中有完整的进刀,切削,退刀,回刀的完整步骤。
G00X150 Z-20 Z2 X26F0.03 T2D2 G00X150 G01X31Z-16F1 Z2 X26F0.03 M05 X33F1 M09 T2D1 M02
(以上为粗加工)
JMJ3.MPF(精加工程序)
M03 Z0F0.05 M08 X30Z-2 G95 Z-20 T3 X32.15 G01X26Z3F3 Z-24 (C)G01X34F1
R1=16.485
NN1:R1=R1+0.05 IF R1<23 gotof="" nn2="" r1="">23>
NN2:R2=33*SQRT(1-R1*R1/529) G01X=(2*R1+0.2)Z=(R2-47)F0.05 (D)IF R1<23 gotob="" nn1="" 注:(c)至(d)是宏程序精加工,因为精加工是描述轮廓,所以从起始点描到结束点)="" g00x150="" g01x29.85z1f3="" z2="">23>
G00X150 T4(螺纹刀)
S100 Z2
注:LCYC97所含的参数及选择
M05 M09 M02
(三)第二个零件如图(3)先夹右边再用顶尖顶着左边,实行一夹一顶,来使工件的跳动量减小和保持工件的同轴度。
图(3)
程序名:ZY4,MPF M03 M08 G95 S450 T1
G01X60Z2F3 LCYC95 G00X150 Z2
子程序AA004
T3(尖刀)半精加工 S1200
G01X58.2Z2F2 Z-20F0.05 G00X150 Z2 M00
注:因为SEMEN系统支持断点搜索。所以支持暂停之后在搜索 T3 S1200
G01X58Z2F2 Z-20F0.0.5 G00X150 Z2
T2D2(右刀尖) S300
G01X59Z-24F2 X52.53F0.03 X59F1
T2D1(左刀尖) Z-24
X52.53F0.03 X59F1 T2D2 Z-24
X45.9F0.03
X59F1 T2D1 Z-30
X45.9F0.03 X59F1 T2D2 Z-30
X40F0.03 X60F1 T2D1 Z-35
X40F0.03 X60F1 T2D1
Z-23,96(因为用的是左刀尖,所以要偏出一个刀宽) X52.63F0.03 X46Z-24 Z-30 X40 Z-35 X60
G00X150 Z2 M05 M09 M02
(四)做图(4)内镗孔先用直径为25的麻花钻钻孔深为60mm再用镗孔刀T4进行镗内孔
图(4)
程序名:ZY5.MPF M03 M08 G95
G01X25F1 Z2
G01X51.85F1 Z0F0.05 X41.85Z-9 Z-10 X29.85 Z-20
G01X25F1 Z2
以上是半精加工且经测量之后得并且要达
T4
LCYC95循环 子程序名:L05 到尺寸公差进行调整如下精加工所示 G01X52 Z0F0.05 X42.1Z-9 Z-10 X30.03 Z-20
G01X25F1 Z2
G00X100 Z100
T2D2(断面刀)右刀尖 注:刀宽为3.27mm
R1=4.5
MM:G158X0Z=R1 R1=R1-0.5
IF R1>=0 GOTOB MM G158
G01X25F1 Z3
注:经粗加工之后测量且做如下精加工尺寸进行调整。 G01X35.51F0.1 Z0F0.03 Z-5.1 X34.1 Z2F1 M05 M09 M02
(五)将图(4)零件调头如图(5)用铜皮包着直径为58mm夹着进行加工另一头。且先做外圆后做内孔。
图(5)
程序名:ZY6.MPF M03 M08 G95 S450
T1(外圆刀) G01X60Z2F3 LCYC95
子程序名:L07
Z100 T3
G01X56Z2F1 R1=2.65
MM:G158X=R1Z0
G01F0.1
IF R1>=0.15 GOTOB MM G158 G00X100 Z100
经粗加工之后,进行调公差。 G01X50Z2F1 Z0F0.05
G03X50Z-25.02CR=28 G00X100 Z100 M05 M09 M02
程序名:ZY7.MPF M03 M08 G95 S450
G01X27Z1F1 (A)R1=16.24 MM1:R1=R1+0.5
IF R1<23 gotof="" mm2="" r1="">23>
MM2:R2=33*SQRT(1-R1*R1/529)
G01X25F1 Z2
LCYC95 R105=3 子程序L09
G01X=(2*R1-0.5)F0.1 Z=(R2-23.37)F0.05 G00G91X-1 G90Z2
(B)IF R1<23 gotob="" mm1="" 注:(a)至(b)是用宏程序进行粗加工,以图形坐标系里面的x为变量从结束点变化到起始点且为半径值。根据宏程序的流程图在粗加工中有完整的进刀,切削,退刀,回刀的完整步骤。="" g01x25f2="" z2="" m05="" m09="">23>
程序名:ZY8.MPF M03 M08 G95 S800
T4(镗孔刀) G01X25F1 Z2
(A) R1=23
MM1:R1=R1-0.05
IF R1>16.24 GOTOF MM2 R1=16.24
MM2:R2=33*SQRT(1-R1*R1/529) G01X=(2*R1)Z=(R2-23.37)F0.05 (B)IF R1>16.24 GOTOB MM1 注:(A)至(B)是用宏程序进行粗加工,以图形坐标系里面的X为变量从结束点变化到起始点且为半径值。根据宏程序的流程图在粗加工中有完整的进刀,切削,退刀,回刀的完整步骤。
G01Z-28F0.05 G01X25F1 Z2
T3(内螺纹刀) G01X26F1 Z-24
Z5 M05 M09 M02
全程序结束
第五章:零件加工中出现的问题及疑难解答
5.1加工中出现的问题
1:对刀
在使用SEMENS对刀的时候,刀具停在定刀点输入刀具查补时,一定要按“计算”键。
2:仿真程序
SEMENS的仿真命令必须在“空运行”打开的情况下运行,但在零件加工时,必须把“空运行”关闭,否则机床默认的是最快的进给速率进行切削,会导致工件及刀具的损坏。
3:LCYC95循环指令
R105是选择LCYC95循环指令的加工类型,要正确选择合理的加工类型,否则会导致机床报警,或零件加工错误。
5.2疑难解答
1:问题:在用合金钢刀切削的时候,为什么程序中留的余量在粗加工结束后会实际相差很大?
问题解答:在用合金钢刀切削零件的时候是高速切削,会产生强大的切削力,使切削量增大,所以导致切削完的零件余量比预留量小。所以在程序编辑时要留大一点的余量,一般是0.5mm。
2:问题:为什么在2个配合零件做好,尺寸到位的情况下,依然配合出现缝隙?
问题解答:由于在零件加工时刀具的磨损情况会导致零件的边角有毛刺,及在弧形类零件配合时由于弧类零件的尺寸测量比较难,所以要将零件的锐角倒钝,将内弧轮廓做到正差,将外弧轮廓做到负差,这样在配合时会减少干涩,使配合更紧密。
小结
本次课题贯穿本专业所学到的议论知识与实践操作技
术,从分析设计到计算、操作得到成品,同时本次选题提供了自主学习,自主选择,自主完成的机会。毕业设计有实践性,综合性,探索性,应用性等特点,本次选题的目的是数控专业教学体系中构成数控技术专业知识及专业技能的重要组成部分,是运用数控机床实际操作的一次综合练习。传统的回转体工件设计是应用系统方法分析和研究产品生产的问题和需求。现代回转体类的数控加工设计理论已经不拘泥于系统论的理论基础,开始强调产品尺寸精度,工艺严格性,从而更加有得于学生装的数控编程及操作的创新精神和实践能力。随着毕业设计做完,也将意味我的大学生活即将结束,但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面,曾经为解决技术上的问题,而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真正体会了很多,也感到了很多。
在两年的大学生活里,我觉得大多数人对本专业的认
识还是不够,在大二期末学院曾为我们组织了三个星期的实习,但由于当时所学知识涉及本专业知识不多,所看到的东西与本专业很难联系起来,所以对本专业掌握并不是很理
想.。为了更深入的理解并掌握大学的专业知识,加强专业技能。我选择的毕业设计课程是:典型轴类零件加工。通过次此的分析,需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑,这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识,在对以前学的知识进行初步系统回顾之后,大脑形成一初步的印象。各专业课之间相关联的知识也能很好的理解。
这次毕业设计,给我最大的体会就是熟练操作技能来源我们对专业的熟练程度。比如,我们想加快编程程度,除了对各编程指令的熟练掌握之外,还需要你掌握零件工艺方面的知识,对于夹具的选择,切削参数的设定我们必须十分清楚。在上机操作时,我们只有练习各功能键的作用,在编程时才得心应手。因此,我总结出一个结论“理论是指导实践的基础,只有不断在实践中总结验,并对先前的理论进行消化和创新,自己的水平会很快的提高”
致谢
本毕业的选题、设计内容、及设计的形成是在***等老师的悉心指导下完成的。在毕业论文的完成过程中倾注了老师大量的心血,因此,在论文完成之际,特向我尊敬的老师表示衷心的感谢。
设计期间,我非常感谢**老师,在论文的设计过程中,他教会了我许多加工实际操作方面的知识和加工工艺方面的知识。
参考文献
[1]韩鸿鸾.基础数控技术[M].北京:机械工业出版社,2000.
[2]华茂发.数控机床加工工艺[M].北京:机械工业出版社,2000.
[3]郭培全,王红岩.数控机床编程与应用[M].北京:机械工业出版社,2001.
[4] 韩鸿鸾.数控原理与维修技术[M]. 北京:机械工业出版社,2004
范文三:机械系毕业论文
XX学校机械工程系
学生校外顶岗实习总结
姓 名:
专业班级:
学 号:
实习单位:
实习岗位:
实习单位指导教师:
校内指导教师:
实习日期: 2014 年2月18日
至 2014 年 5 月31日
题目:手机液晶屏生产工艺的探讨
摘要:液晶显示器具有驱动电压和功耗低、体积小、重量轻、无X辐射等一系列优点,受到了广泛的重视,发展非常迅速,已经成为平板显示器的主流技术。在液晶显示技术中,低温多晶硅是新一代薄膜晶体管液晶显示器的制造工艺,是多晶硅技术的一个重要分支。本文在介绍了统宝在液晶屏组装的方法及工艺的基础上,讨论了Defect对工厂带来不良影响及Defect的处理和改良方法。
关键词:液晶屏 生产工艺 探讨
Title:Discussion on the manufacturing technology of the mobile liquid crystal display screen
Abstract: Drive voltage and the power dissipation low is Merit of LCD display, weight makes light of , there is no a series of merit such as X-radiation etc., have accepted broad taking seriously , have developed very prompt, main current already becoming the flat display technology. In liquid crystal display technology, low temperature polycrystalline silicon is new generation film transistor LCD display manufacturing engineering, is an important branch of polycrystalline silicon technology. The main body of a book is listed in in the basis having introduced entirely precious method and handicraft holding assembling in liquid crystal, treatment and the method ameliorating having discussed that Defect brings about harmful effects and Defect to the factory.
Keyword: liquid crystal display screen manufacturing technology discussion
目 录
1 绪论
1.1 液晶显示屏的发展概述
1.2 液晶的基础知识及显示屏的显示原理
2 液晶显示屏的生产工艺
2.1 液晶屏制作的工艺
2.1.1 偏贴段工艺简介
2.1.2 结合段工艺简介
2.2 型号N98手机显示屏在生产段的工艺流程
3 手机液晶屏生产(生产段)问题的解决措施
3.1 焊锡中的不良解决方法
3.2 OTP中的不良解决方法
3.3 贴胶中的不良解决方法
3.4 点灯测试中的不良解决方法
3.5 外观检中的不良解决方法
3.6 液晶品生产中不良的总体预防措施
总结
致谢
参考文献
1 绪论
1.1 液晶屏的发展概述
液晶显示器件(LCD)在中国已有二十余年的发展历史。二十年来,液晶显示器件从实验室走向大规模生产,形成了独立的产业部门。现在,液晶显示几乎已经应用于生产、生活的各个领域,人们几乎时时处处都要与这一种神奇而又普通的面孔打交道。
LCD液晶屏显示产品是世界上最省电的显示产品之一。在便携式显示器中,LCD时最佳的选择。目前还没找到一个显示产品能代替LCD在计算机、计算器、BP机手机、电子词典、电子笔记本、PDA、GPS、电子照相机、电子摄像机、便携式计算机、便携式智能仪表等产品上的应用。随着世界经济科技的发展和个人生活水平的提高,个人对显示器的需求将是五花八门,日新月异。LCD在这方面的市场开拓十分宽广。
目前,显示技术和显示工业的迅速发展。它一方面是建立在现代社会信息的告诉发展上,另一方面也是建立在电子工业和材料基础上。信息社会中随着信息量的增加和信息交换越来越成为人们生活中不可缺少的一部分。而电子工业,特别是集成电路,计算机的发展使电光转化、信息处理,器件制造越来越容易。显示技术是传递视觉信息的技术,显示器件技术的基础。几十年的发展,显示器件已成为一个大家庭。利用不同的光电原理,具有不同的结构、特点,适应不同的环境和条件的各种显示器件构成了一个大家庭。其中低温多晶硅显示屏有着很大的优势。
低温多晶硅薄膜晶体管不仅能够当做一般的阵列开关,随着薄膜晶体管性能的提升,广泛应用于静态随机存储器、非挥发性存储器(Nonvolatile Memories)、影像传感器(Linear Image Sensor)、光探测放大器(Photo-Detector Amplifier)、打印机印字头(Printer Head)、人工指纹(Artificial Fingerprint)、与平面显示器等的应用。低温多晶硅显示技术的应用,小至0.33英寸的电子式取景框(EVF: Electronic View-Finders)、数码相机(DSC: Digital Still Cameras)、个人数字助理(PDA: Personal Digital Assistant )、导航系统(Navigation System)与投影机(Projector),大至14英寸的台式电脑、笔记本电脑与22英寸液晶电视等,充分满足当代资讯产品的需求。而且在元件缩小化、面板开口率、画面与清晰度上有绝对的优势。
1.2 液晶的基础知识及显示屏的显示原理
既然LCD的优点有如此之多,那么我们接下来就去了解一下作为制造LCD的主要材料—液晶的基本知识。
液晶是指在一定温度内,具有晶体所有的各向异性造成的双折射,同时也具有液体的流动性的物质。一般我们常见的物质有三态,及固态、液态、气态。这三态之间是可以随着温度变化而变化的。固态变为液态的温度点为融化点。液态与气态的温度临界点是沸点。而液晶就是介于固态与液态之间的一种形态。所以它同时具有液态和晶体的性质。液晶的相态结构可分为3种,分别为向列相(见图1)、近晶
相(见图2)、胆甾相(见图3)。它们的结构特点各有不同。
图1 向列相示意图
向列相的结构如上图所示:由棒状分子组成,分子质心没有长程有序性能,具有普通流动性,分子不排列成层,能上、下、左、右滑动,只在分子长轴方向上保持相互平行或近似平行,分子间短程作用力微弱。
图2 近晶相示意图
近晶相的结构如上图所示:由棒状分子组成,分子可排列成层,层内分子长轴
互相平行,其方向可以垂直于层平面,也可以与层平面成倾斜排列。
图3 胆甾相示意图
胆甾相饿结构如上图所示:分子排列成层,层内分子互相平行,分子长轴平行于层平面,不同层内的分子长轴方向稍微有变化,沿层的法线方向排列成螺旋状结构。
液晶的基本知识我们已经有所了解,下面我们就来了解一下液晶的应用,及液晶盒的组成(见图4)。
图4 液晶盒示意图
Spacer又称树脂粉,是为了保证液晶层间隙的均匀性,而在封框中掺加一定比
例的玻璃纤维,两者共同作用来保证盒间隙的一致性。偏光片顾名思义,就是用来使光的震动发生变化的胶片。通过偏光片的光,将会只沿一个方向振动。玻璃板是制造一个可以存放液晶的空间,它由上下两块玻璃板组成。再加上边框胶就可以支撑出一个空间来存放液晶了。液晶是液晶屏的主要材料。它可以扭曲光线的传播方向。是液晶屏显示原理的核心性能。
2 液晶显示屏的生产工艺
2. 液晶屏制作的工艺
2.1.1 偏贴段工艺简介
从灌晶处收料,然后开始M1的工艺制作。由于在灌晶结束后有一道工序为封胶。机器封胶时,容易将封口胶溢到上下玻璃板上。它会影响偏光片的贴附,更加会影响成品的显示效果。一般的处理方法是:用刀片蘸取酒精用刀刃处于玻璃板呈45°角进行刮洗。具体操作方法如下:
(1)从板面的右上角开始逐步开始刮洗。要保持刀片的倾斜,以免刮伤板边玻璃(无需担心把玻璃面压碎,个人实践,如果不是故意搞破坏)。以右下角为结束位置,中途用力方向要与刀垂直,使刀刃受力均匀。
(2)用无尘布迅速自上而下擦拭板面上残留的酒精。因为酒精的挥发性很好,所以在你查实完的时候,板面即会风干。检查是否有胶残留,若无,反面相同操作。结束后,从45°方向检查板面。这里要提醒一下,无尘布在用过一定次数后要更换,以确保其对板面有清洁作用。
(3)确认无误后由专门人员放入贴偏光机内贴偏光片。在入口处有绿光区,其作用是再次检查板面是否干净。在绿光下,残留的胶粒会散射光线,从而使其很明显。
偏贴段注意事项包括:在刮液晶盒时不要刮花液晶盒,更不要误伤到自己或他人;在每种料号或下班时,要把报废或多余的偏光片收集起来,以减少成本;清点PNL数量。
2.1.2 FPC与液晶盒结合段工艺简介
结合段的工艺相对来说比较简单。主要作用就是在液晶盒上安装一个绕性电路板(FPC)与液晶盒的端子部相连。
从偏贴段传来的PNL在经过收料员清点后,开始结合段的作业。把事先准备好
的FPC与液晶盒的端子部连接在一起,然后放入专用的压合机中压合。使其连接更加牢固。由于压合的FPC与端子部都是裸露的,容易产生一系列的问题。所以要在其上涂覆一层UV胶。UV胶可以防止漏电、氧化的目的,还可以增加两者的连接牢固性。
UV胶需要在一定的温度下才会固化,所以要放入小型烘烤箱中热红一下。UV胶涂覆制程后,是较之偏贴段复杂的点灯测试和外观检(生产段详解)。结合段已经开始出现质量检测了。质量检测的目的是再次确保PNL的质量,防止不良品流到客户手里。质量检测后就是收料了,并准备生产段的制程。
结合段的注意事项包括:压合是应该注意压力的控制,以防端子部破损;遇到薄的液晶盒是,要用吸嘴拿取,避免不必要的破碎;清点PNL的数量。
2.2 型号N98手机显示屏在生产段的工艺流程
下面是生产段N98型号手机显示屏的制作工艺流程(见图4),次流程是在一个流水线上依次完成的。每一站完成,就要把PNL放入流水线上,以方便下一站的制作。
图4 手机显示屏的制作工艺流程
(1)背光与液晶盒的卡接。前面已经介绍过液晶及液晶盒的基本构造。我们可以轻易的看出,液晶盒并不具备发光的能力。它的作用仅是改变光线的传播方向。为了让液晶盒能够起到显示的目的,我们需要给它加一个光源。这个光源就是我现在要介绍的背光盒。背光并不是一个整个的光源,也不是矩阵光源(由一个个小的光源排列在一起的光源),而是由背光盒下部几个很少的电光源再加一种可以把光线传到整个盒面的特殊材料制成的光源盒。这样既减轻了产品重量,也可以起到节能的作用。卡背光盒的时候,要先把背光盒点亮,揭去其上的保护膜。并以45°角方
向检查盒面是否有异物。若无,将液晶盒下面偏光片上的保护膜撕下,同样检查下偏光片上是否有异物。确认无误后,将液晶盒正确的卡进背光盒里,并用手将各个边缘卡紧。
(2)手工焊接背光与FPC连接处。卡完背光的液晶盒已经基本成型。但背光与液晶盒都需要电源才能工作。为了减少线路数量,节约成本,我们需要将背光与液晶盒的电源线路连接在一起。连接的方法就是焊锡。焊锡分为手动焊锡盒自动焊锡。根据焊锡的方法还可分为普通焊锡盒拉锡。普通焊锡一般是焊接一到两个焊点的电路。拉锡则是用来焊接多个焊点的焊接。N98液晶显示屏需要焊接的点一共有两个。所以可以采用手工普通焊锡。在背光盒的电源线上有一个用于保护手指端的小胶片,用镊子将小胶片去下,并涂上助焊剂,然后用烙铁将锡条融化并均匀的涂覆在焊点上。
(3)手工焊接的检测。这一站主要对前一站焊锡的检测。检测内容包括锡高度是否符合、焊点有无锡尖、焊点有无污染等。
(4)OTP。OTP就是往新组装好的PIN上烧入一个短小的程序,以方便后续点灯测试的使用。测试时只要通过即为良品。
(5)贴小黄胶。黄色半透明的小胶片,其作用是保护焊点,防止氧化等不良问题的出现。小黄胶、铜箔、小黑胶都是事先裁好形状的胶片。将流水线上的PNL取下,放入贴胶用的专用治具内。用镊子夹取胶片,正确贴附在相应的位置,最后用治具自带的工具轻压胶片。
(6)贴铜箔。是用来保护FPC与端子部连接处,其它与小黄胶相同。
(7)贴小黑胶:覆盖UV胶,保护整个端子部,其它注意事项与小黄胶相同。
(8)电灯方式测试液晶屏不良(电灯测试)。点灯测试是用来检测已组装好的PNL是否有不良的一道工序。其中的不良成为Defect。点灯使用一种类似OTP测试的治具,将一组画面依次显现出来,然后由操作员目试检查出其中的不良。点灯的不良分为很多种,它们有着自己的Defect对照表。所以对点灯人员的基本要求就是要熟记Defect对照表中经常出现的几种Defect。Defect缺陷包括面缺陷(见图5)、线缺陷(见图6)、点缺陷(见图7)等。
如上图5所示,在黑色画面上有一个小小的白点。这就是面缺陷中的一种MM07—白点。
图5 面缺陷示意图
图6 线缺陷示意图
如上图6所示,在灰色画面下有一条白色的线条。这是线缺陷中的一种ML02—横全亮线。
图7 点缺陷示意图
如上图7所示,在灰色画面上有多个白点。这是点缺陷中的一种MD11—满天
星。
在点灯的时候,要注意力集中。因为缺陷都很小,很容易遗漏。尤其是在灰色画面下。在其他画面下,缺陷是很明显的,只要盯着屏幕就可以发现。但是在灰色画的缺陷在直视的情况下不能全部查处。比如MD01—亮点,因为是灰色画面白色原本就不是很明显。它需要在倾斜45°的情况下才能被发现。对发现的缺陷用油性笔在背面记下Defect代码,以待专业人员处理。
(9)便利胶片的贴附(易撕贴)。一种长方形的白色胶条。把它贴在上偏光片上,方便手动撕去保护膜。贴的时候注意不要漏贴、贴歪即可。
(10)目检获借助放大镜检查不良(外观检)。检查外观缺陷的一道工序。它和点灯测试差不多,都有着自己的Defect对照表。但是这一工序全是靠操作人员的能力,没有治具的帮助。主要检查四边和反正面是否正常。外观检的详细项目如Defect对照表1所示。
表1 外观检验对照表
(11)质量检测。公司里自己组织的,以客户身份对产品进行检测的人员。他们负责复检,主要以抽检为主。其中包括点灯、外观检。
(12)收料。给每一个PNL贴上标签,然后扫描记录。这样可以上每片PNL都可以有指定的标签,方面查询。
3 手机液晶屏生产段问题及解决措施
在生产组装阶段,乃至整个流程都有或大或小的问题。如果每一次的缺陷全都打报废,那么产品的成本将会大大的提升。本着节约的成本,增加利润的原则,对那些有缺陷的产品要进行重工。而且有专门的重工课。但也不是多有的不良都会被送到重工课去的。对于那些常见而且容易修复的缺陷,则由每个站别的技术人员修复。
3.1 焊锡中的Defect解决方法
焊锡站的不良大都被下一站锡高测试检测出来。所以焊锡不良会被当场解决。焊锡检测站就再焊锡站的下一站。对那些检测出来的不良品,会先放在一个盘子里,等焊锡人员有空闲时就拿给他们。无需向本站技术人员请示。
3.2 OTP中的Defect解决方法
OTP测试相对比较简单,只要测试器显示PASS,测试就通过。以后也不会有什么不良。对于那些没有测过的PNL,一般的方法是换其它机子测试,知道其通过为止。只要有一次过即为良品。有时候个别PNL始终不过,那就留待下班前再次测试。总之,次数不管,只要过一次就可。OTP不良的大都是漏测,只需再次测试就可以了。
3.3 贴胶中的Defect解决方法
小黄胶、铜箔、小黑胶同属于贴附类胶片,它们的不良无非是翘起,帖偏等。
对于这些不良最简单对直接的方法就是重贴。因为三种胶是有重叠部分存在的,所以在重工一种胶片不良时容易造成其它胶片的不良。因此,重工时要特别小心以免引起不必要的麻烦。
3.4 点灯测试中的Defect解决方法
点灯中发现的不良种类很多。对于简单的技术人员可以自己修复,但是大多数是无法在产线修复的。对于这些无法修复的PNL,最后统一送到重工课重工。产线上可以重工的不良有异物亮、等。异物亮是指背光上面有粉尘的存在。处理方法是把背光盒打开,将粉尘清除就可以了。MV01是由OTP没过引起的。重工方法是送到OTP站再次测试OTP。
3.5 外观检中的Defect解决方法
常见不良一般是背光盒变形、液晶盒破碎等。对于液晶盒破碎PNL直接报废,不用送重工课。背光盒变形的PNL,要先送到焊锡站将锡解掉,再换背光盒。
3.6 液晶品生产中不良的总体预防措施
粉尘对于液晶屏生产有着很大的影响。从另一方面考虑,减少粉尘就是减少成本,曾加良率,提高利润。所以,液晶屏的生产必须在无尘室内。工作人员须穿无尘衣等无尘室必备装备。这样可以最大化的减少粉尘对液晶屏的影响。除了粉尘,还有另一大杀手对液晶屏及生产作业有着很大的威胁。它就是静电。静电会使液晶屏上的FPC产生短路,断路的不良现象。而且静电还容易引起火灾。这样的例子在世界上已经屡见不鲜了。因此,防静电是液晶屏生产的重中之重
结 论
液晶显示屏是一种高精密产品,它以轻、薄、短、小著称。对于这类产品,它的生产环境对其产品有着致命性的影响。所以,生产环境的好坏直接决定了产品等级。无尘室的等级和无尘室的环境管理是产品良率控制的关键。现在的液晶屏生产还不尽完美,完美在购买相关产品时,要具备一些基本常识。以便我们判断常见的不良,让完美在购买价格上更合理。
致 谢
在论文的完成过程中,陈和祥老师在论文的选题、修改以及论文的实验过程中给予了我悉心的指点和无私的帮助。同时,感谢统宝光电(南京)有限公司提供的相关信息和对我论文的支持。
参考文献
[1] 金鸿,陈森.印制电路技术.北京:化学工业出版社,2003.12.
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[3] 陈聪,华雷广.液晶显示屏及其驱动原理.无线电,2007(1):22-24.
范文四:机械系毕业论文
毕业设计(论文)
我国机械技术的现状与发展
学生姓名 黄鸣明
学院名称 徐州工程学院
专业名称 机械工程及自动化 指导教师
2011年 05月 20日
徐州工程学院成人教育学院毕业设计(论文)
徐州工程学院学位论文原创性声明
本人郑重声明: 所呈交的学位论文~是本人在导师的指导下~独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外~本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体~均已在文中以明确方式标注。
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论文作者签名: 导师签名:
日期: 年 月 日 日期: 年 月 日
I
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摘要
本文结合我国机械的现状,提出了我国机械行业目前所面临的主要问题,并分别从机械产品自身发展及行业出发,指出了未来工程机械行业的发展趋势,并根据我国行业自身发展特点,提出了相应的发展和改进措施,为机械的行业发展提供了一定的理论看法同时对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述,在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。
关键词 :机械;现状;发展
II
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Abstract
Based on the present situation of our country, puts forward the mechanical facing our machinery industry, and the main problems of mechanical products their own development respectively from the start and industry, and points out that the future development trend of construction machinery industry, and according to the features of the development of the industry in China itself, and puts forward the corresponding development and improvement measures for the development of the industry, mechanical provides certain theoretical view of mechanical automation while the generation and the current status in China, based on the summary of the mechanical automation in China to explore the road of development.
Keywords machinery actuality develop
III
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目 录
引言 ........................................................................................................ 错误~未定义书签。1
一、机械 ................................................................................................................................... 2
1 我国机械的现状 .............................................................................................................. 2
2 国内外工程机械的发展趋势以及相应的措施 ................................................................ 2
2.1 产品功能多样化,设计微型 ................................................................................... 3
2.2 产品的智能化 .......................................................................................................... 3
2.3 产品设计的绿色环 ................................................................................................... 3
3 机械行业发展的集中化发展 ........................................................................................... 3
4 我国机械行业应采取的措施 ........................................................................................... 4 二、机械自动化.....................................................................................................4
1 机械自动化的生产 .......................................................................................................... 4
2 我国机械自动化的现状 ................................................................................................... 4
3 我国机械自动化发展之路探索 ....................................................................................... 5
3.1 结合生产实际发展机械自动化技术 ........................................................................ 5
3.2发展投资少,见效快的低成本自动化技术 ............................................................. 5
3.3注重配套发展机械自动化技术................................................................................. 5
结论 ........................................................................................................................................... 7
致谢 ........................................................................................................................................... 7
参考文献 ................................................................................................................................... 8
I
徐州工程学院毕业设计(论文)
引言
经过多年的迅速发展,特别十五”期间,中国机械行业取得了很多可喜的成绩,在国内和国际上已取得一定地位,从业企业在市场、资金、人才和技术等方面都初具特色,为中国机械行业的进一步发展奠定了良好的基础,但我们仍要对行业形势及企业自身发展有一个清醒、客观的认识。机械未来的行业发展趋势显的至关重要,它很大程度上牵制和引领着中国机械行业的发展现状以及未来方向,因此有针对性的研究和分析国内外机械的发展趋势以及对我国机械行业的影响非常重要,机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。
1
徐州工程学院毕业设计(论文)
一、机械
1(我国机械的现状
中国是世界上机械生产大国,但离机械强国的距离较远,一方面国产机械产品的技术、质量距国际先进水平还有较大差距,行业的生产集中化程度很差,企业经营效率仍很低,自主开发能力和企业盈利能力差距仍大,还缺乏在国际市场上有竞争力的品牌。虽然经过多年的市场经济的引导,通过引进技术、与跨国公司合资和合作生产,在技术要求上力争贯彻ISO质量管理体系标准,全行业总体的产品质量水平有所提升,但我国工程机械产品质量水平依然不能令人满意,这一积极因素使得我国机械行业市场竞争力在国际市场上处于一定的地位,但是相比于欧美发达国家而言,仍然处于二流水平,现实不容乐观。作为市场核心因素的产品技术质量上看,问题依然很严峻,主要表现为可靠性差,寿命低,早期故障多;从产品的市场包装上看,外观造型呆板,设计单一不够鲜明;这些来自产品的直接的低恶因素,导致工程机械产品的市场反应差,在国际市场上而言,其占有率相比发达国家而言,差别较大。
同时,部分工程机械行业由于仅仅限制于国内市场,在量上大做文章,使得生产的机械产品存在着产能过剩的危机;尽管“十五”规划的实施,使得产能过剩得到一定的条件,逐渐降低80%以下,但20%的过剩产能仍然是一个很为严重的问题,它不仅仅暗示着国内企业的效益低下,另一方面也指示了目前国内企业所必须面临的企业生存以及优化发展的困境。而且随着我国加入WTO以后,外资企业的不断涌进,必将对行业生存状况带来更大的压力,因此着眼机械行业长远发展是非常重要的工程机械行业的长远发展依然得从产品技术质量着手,工程机械作为技术含量很高的机械产品,它的质量水平受制于国内整个经济技术水平。随着中国加入WTO以后,中国已逐步融入全球一体化的经济范畴,实施全球采购已成必然趋势,在国家“十五”优厚内部环境以及国际大熔炉的大好时机下,我们应该完全有条件在短期内把中国工程机械产品的质量提高一步,加快脚步对工程机械行业进行产业结构调整,这是提高企业竞争力的必由之路
全行业水平有待进一步提高,这是很明了的。抓紧发展的大好时机,踏实认真地改善自己的工作,增强危机意识、竞争意识和质量意识,共同努力把行业水平再提高一步,这才是现在的关键
2(国内外工程机械的发展趋势以及相应的措施
目前工程机械发展总的趋势:发展快,水平高,工程机械产品向着系列化、模块化、大型化和微型化方向发展;电子化、信息化、智能化水平不断提高,而且这几个方面高度交叉融合,彼此间的界限越来越模;环保节能新技术将得到推广;可靠性、安全性、舒适性、将得到高度重视;面向工程机械产品生命周期的系统设计将广泛采用、面向施工工艺的研究将不断加强。工程机械发展正由动力革命变成控制革命,由液压手动控制发展为机群集
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徐州工程学院毕业设计(论文)
中控制,电气设计由仪表检测、断电器控制发展到现场总线控制系统。产品的发展走过了从工程机械机电一体化发展到机器人化的过程。工程机械机器人20世纪90年代发展的重要标志,也将21世纪各类工程机械发展的总趋势。
随着社会各行业的纵深发展以及不同行业的交叉发展,对机械产品的需求以及要求也越加严格和精细,因此适应不同要求的产品设计也应该提到行业改革的日程上来,通过对近年来机工程机械产品的市场分析来看,未来工程机械产品的大致发展特色如下
2.1产品功能多样化,设计微型
功能多样化是近年来工程机械的一个新特点。多功能化作业装置改变了单一作业功能,为完成更多的作业功能,工程机械主机作业功能将尽可能扩大,单一功能将向多功能转化,扩大了工程机械的应用领域
系列化是工程机械发展的重要趋势。国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程,形成了从微型到特大型不同规格的产品。与此同时,产品更新换代的周期明显缩短同样随着行业越来越深入到更为具体更为实际的工作环境,不同层次用户的需求为求方便,逐渐向小型化及微型化方向发展。几年来,中等型号工程机械基本上没有大的发展,近几年来还有下降趋势。但小型工程机械一直呈快速发展之势,特别是在欧美发展很快。显然紧跟市场信息是万能的钥匙
2.2产品的智能化
随着控制及信息等技术的发展,必然导致多行业的交叉创新,从各方层次各个角度去应用新技术,满足不同行业不同客户的发展需要。机械产品的智能系统相应的出现了,它广泛应用于工程机械的产品设计,使工程机械向信息化、智能化方向大步前进,提高了工程机械的高科技含量,促进了工程机械的发展随着工程施工技术的不断发展完善,用户对工程建设机械也提出了更高的市场要求,实现工程机械工作过程的在线状态监测和自动故障诊断,预测并根据一定的智能体系排除可能出现的故障是日前机械行业的最新发展动向
2.3产品设计的绿色环
一方面,产品设计应该结合产品材料自身的特色,发挥在环保功能上的作用,这样不仅使得产品的功能得到更好的满足而且很大程度上可以提高产品自身的功能效益,比如在环保型材料的利用上,应尽量采用能再生利用的材料和资源,采用长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则,延长产品寿命,可减少机械的生产量和降低其报废降低产品能耗,可减少对环境的污另一方面,产品设计在满足产品所自身提供的功能的基础上,更应该通过一定的先进技术降低在它挥发自身主要功能的同时对环境和其他工作状况的影响,这一结果必然会达到一个合格而健康的产品的诞生。我们从降低整机振动与噪声这一产品设计中最关注的焦点来看,显然是必不可少的,减少对环境的振动与噪声是对减轻了对周围环境的破坏与污染
3.机械行业发展的集中化发展
一方面随着各行业分工的愈加细致化以及市场应变状况的加剧,过去传统的从产品的零部件生产到成品的拼装、市场的销售及售后服务等等一条龙的工作流程显然已经不再适应,各企业已经从不同的角度进行分工协调,各司其职的进行,集中度越来越高特别是制造商兼并联合加快,使得产品的集中化趋势显示的更为明显另一方面,企业的合作机制发生了较大的变化,过去传统的工程机械制造商大公司兼并小公司的行为已经上升到大公司
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徐州工程学院毕业设计(论文)
之间的联手合作,这样的强强连手必然导致整体资源的势力的大大增加,势必对行业的竞争带来致命的冲击,因此各行业应加强自身市场应变的能力,随时准备抗击巨大的外来压力。
4.我国机械行业应采取的措施
面对国内外机械行业这些发展趋势,必然导致市场竞争更为激烈,自身的发展是尤为重要。目前中国工程机械行业企业为数纵多,可规模较小,近几年在政策的调控下,尽管行业中兼并、重组、联合已有较大进展,但是行业的利润空间仍然带来了不少自主出击的中小型企业,它们采取一系列变化无常的运行机制,更加剧了市场恶性竞争,无法形成一股较强的国际竞争力。现在国际工程机械行业重组联合兼并之风日盛,跨国公司规模越来越大,产品品种齐全,销售网络遍布全球,在这种形势下,如果我们不抓紧行业结构调整,不把企业做强做大,不减少内耗并规避无序竞争,就不可能与这些跨国公司进行同台竞技在产品结构调整方面,应首先内市场需求进行,同时发展在国际市场上有竞争力的产品。对于原已占有市场的优势产品,要增加新品种,以满足不同地区和不同气候的多种多样的工作环;要缩短产品开发和更新周期,减少重复建设项;产品开发要着眼于国际市场水平和国内建设项目以及农村发展的需要,多做用户调研和市场分析。加快与国际市场接轨,开拓国际市场显然已成为我国工程机械行业发展的战略要策显然,我国工程机械的发展要想取得长足的发展,就必须根据自身的实际情况,增加产品的技术质量,加强各行业的融合,发展适合我国工程建设的机械,同时着眼于国内外机械行业发展的趋势,提高我国机械行业工程产品国内以及国际竞争力。
二、机械自动化
1.机械自动化的产生
机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用,上世纪60年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明,这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。
2.我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。当前,我国还处在
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徐州工程学院毕业设计(论文)
社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。
3.我国机械自动化发展之路探索
3.1结合生产实际发展机械自动化技术
先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法,全年生产任务只需1,2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50,,60,。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性。据调查,我国引进的弧焊机器人,完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3;另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态;还有1/3不能正常使用,直接影响了用户使用更多机器人的信心。
3.2发展投资少、见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式,使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOA Data机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线,它并不完全由自动化设备组成,中间穿插着借助计算机指导的人工参与,将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起,从而使这种生产线的造价较低,同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发,借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD,CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
3.3注重配套发展机械自动化技术
现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。
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结论
总之, 我国机械制造业发展应用自动化技术, 不但要起点高, 瞄准世界先进水准, 而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术, 坚持提高与普及相结合的方针, 我国的机械自动化技术发应应用才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。
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徐州工程学院毕业设计(论文)
致谢
最后感谢我的指导老师,这片论文的每个实验细节和每个数据,都离不开你的细心指导。而你开开朗的个性和宽容的态度,帮助我能够很快的融入我们这个新的社会中。
感谢我的同学们,从遥远的家来到这个陌生的城市里,是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情,维系着那份家的融洽。三年了,仿佛就在昨天。三年里,我们没有红过脸,没有吵过嘴,没有发生任何不开心的事情。各奔前程,大家珍重。
感谢我的爸爸妈妈,焉得谖草,言树之背,养育之恩,无以回报,你们永远健康快乐是我最大的心愿。
在这份毕业论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意~
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徐州工程学院毕业设计(论文)
参考文献
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范文五:机械系毕业论文
河南农业大学
本科生毕业论文(设计)
题 目 高地隙烟草喷雾机后框架设计
学 院 机电工程学院
专业班级 机制xx级3班
学生姓名
指导教师
撰写日期:2012年 5 月 7 日
摘 要
目前,国内外在烟草等农作物的植保化控机械化方面已经基本实现,但是喷药设备还缺乏一定创新,效率不高,应进一步优化液体农药喷施技术。本设计为自走式高地隙喷杆喷雾机,适用于烟草等农作物实施田间喷药、施肥等作业。本机器主要由执行部件、驱动部件及各种辅助部件组成,整个机器的运行由液压控制,保证机器运行的稳定性。本机器轮距可调,可适应不同地区多种作物的种植行距;采用起吊电机使喷杆可以完成垂直方向的往复运动以调节喷头与作物距离,适应不同农作物不同时期的病虫害防治,并结合自动恒压装置有效提高了雾滴穿透力,有效地防止雾滴的漂移,大大提高了农药的利用率。本机器操控性好,在驾驶室内通过液压手柄即可控制喷杆的展开折叠、垂直方向的往复运动、轮距调节及喷雾作业。根据烟草喷雾机各项功能要求,计算设计其框架结构。为直观显示装配及运行过程,利用三维设计软件solidworks进行其动态演示,使得对整个机器有一个完整的感性认识,能够起到理解和深入学习的重要作用。
关键词:喷杆喷雾机;液压控制;轮距可调;折叠喷杆
The Subject of Undergraduate Graduation Project of HEAU
Abstract
Presently, at home and abroad,the mechanization of Plant protection and Chemical control for tobacco has been actualized, while relating machines still lack of innovation ,and to some extent the efficiency shall be promoted and liquid pesticide application technology should be further optimized. This project, designed for pesticide spraying and fertilization crops such as tobacco, is named self-propelled highland boom sprayer. The machine consists of executing component, driver component and kinds of auxiliary components. The moving of whole machine is controlled by hydraulic system, which guarantees the moving stability. The sprayer with adjustable wheelbase has prepared for the spacing between rows of various crops in different regions. When working, lifting motor makes the spray bars complete vertical alternating motion to adjust distance between shower nozzle and plant in different periods of pest control, combined with automatic constant pressure device that effectively improves the penetration of droplets and prevents droplets drift and greatly improves the utilization rate of the pesticide. The sprayer is reliable in performance by hydraulic lever in the sprayer cab which controls the folding and the vertical reciprocating motion of the sprayer bar, adjusting the wheelbase and spraying pesticide. According to the function requirement of tobacco sprayer, we can calculate and design its frame structure. To reveal the assembly and moving process directly, the dynamic demonstration of this machine is worked by 3D designing software Solidworks, making people has a whole perceptual cognition about it, at the same time, it will play an important role on their understanding and further study.
Key Words:boom sprayer;hydraulic control;adjustable wheelbase;foldable spray boom
目 录
1 引言 ......................................................................................... 错误!未定义书签。
2烟草喷雾剂的发展与现状 ........................................................................................ 1
2.1 国外烟草喷雾机的现状..................................................................................... 1
2.2 我国烟草喷雾机的现状..................................................................................... 2
2.3研发烟草喷雾机的意义...................................................................................... 2
3 设计的主题内容 ....................................................................................................... 3
3.1课题的提出.......................................................................................................... 3
3.2烟草喷雾机的主要功能简介.............................................................................. 3
3.3烟草喷雾机的工作原理...................................................................................... 3
3.4烟草喷雾机框架结构.......................................................................................... 5
3.4.1轮距调节结构............................................................................................... 5
3.4.2折叠式喷杆结构........................................................................................... 6
3.4.3喷杆垂直滑动升降结构............................................................................... 7
3.5烟草喷雾机主要工作部件参数设计及校核......................................................8
3.5.1喷雾机后桥底部横梁参数设计...................................................................8
3.5.3后桥底部横梁紧螺栓参数设计.................................................................15
4结语 .......................................................................................................................... 17
4.1课程设计的过程................................................................................................ 17
4.2课程设计的不足................................................................................................ 18
参考文献 ..................................................................................................................... 19 致谢 .............................................................................................................................................. 20
1 引言
我国是世界上烟草种植面积最大的国家,一直以来,我国烟草种植、采收、施肥、喷药等作业的机械化普遍较低。烟草施药还是一个相对薄弱的环节,为烟草病虫草害防治的工作主要由农民手工劳动完成,不仅工作环境恶劣,劳动强度高,效率低,并且对农民的身体健康有直接的影响。因此为了改善这种状况,实现烟草施药的机械化是减轻劳动强度、改善劳动环境、提高劳动效率、保障劳动安全行之有效的办法。在日新月异、变化万千的环境中,我国需要设制造出一种高效、安全的防治烟草病虫草害的轻便型自走式高地隙喷杆喷雾机。
本课题主要对3WZG-1000型号烟草喷雾机进行框架的修改设计分析,并做出理论上的可行性证明。
2 烟草喷雾机的发展与现状
2.1 国外烟草喷雾机的现状
随着人们生活水平的提高,对于吸烟对人体健康的影响越来越受到广大消费者的关注。对人体产生危害的主要物质是烟叶在燃烧过程中产生的焦油,为了降低焦油对人的气管、肺等的致癌作用,提高吸烟的安全性已经风靡世界各地。种植和生产低焦油烟卷是今后烟草行业发展的方向。烤烟叶焦油含量高,晾晒烟叶焦油含量低。在烤烟叶中加入30%~40%的晒晾烟叶开发混合型卷烟,是生产低焦油卷烟的有效措施之一。国外混合型卷烟开发早,进度快,品牌多,质量好,焦油含量降到12毫克/支以下,已占全部卷烟市场的70%以上,超低焦油卷烟(6毫克/支以下)也在发展。中国差距较大,混合卷烟开发晚,品牌少,质量差,销路不畅,仅占市场的5%。烤烟型卷烟仍主宰市场,焦油含量在15毫克/支以上,安全性差。“入世”以后,国外低焦油混合型卷烟肯定会大量进入中国,中国卷烟市场会受到严重冲击。大力开发低焦油卷烟,提高吸烟的安全性,增强与外烟的竞争力,保住国内市场,严防财源外流,是中国烟草行业十分紧迫的任务。
在国外,特别是西方一些发达国家,由于烟草种植都是大面积农场化,烟草喷雾仅靠人力难以满足要求,因此对烟草喷雾机械的研究较早。目前国外烟草喷雾机械程度化较高,烟草机械得到广泛应用,像美国,已经开发出大、中、小等
1 引言
我国是世界上烟草种植面积最大的国家,一直以来,我国烟草种植、采收、施肥、喷药等作业的机械化普遍较低。烟草施药还是一个相对薄弱的环节,为烟草病虫草害防治的工作主要由农民手工劳动完成,不仅工作环境恶劣,劳动强度高,效率低,并且对农民的身体健康有直接的影响。因此为了改善这种状况,实现烟草施药的机械化是减轻劳动强度、改善劳动环境、提高劳动效率、保障劳动安全行之有效的办法。在日新月异、变化万千的环境中,我国需要设制造出一种高效、安全的防治烟草病虫草害的轻便型自走式高地隙喷杆喷雾机。
本课题主要对3WZG-1000型号烟草喷雾机进行框架的修改设计分析,并做出理论上的可行性证明。
2 烟草喷雾机的发展与现状
2.1 国外烟草喷雾机的现状
随着人们生活水平的提高,对于吸烟对人体健康的影响越来越受到广大消费者的关注。对人体产生危害的主要物质是烟叶在燃烧过程中产生的焦油,为了降低焦油对人的气管、肺等的致癌作用,提高吸烟的安全性已经风靡世界各地。种植和生产低焦油烟卷是今后烟草行业发展的方向。烤烟叶焦油含量高,晾晒烟叶焦油含量低。在烤烟叶中加入30%~40%的晒晾烟叶开发混合型卷烟,是生产低焦油卷烟的有效措施之一。国外混合型卷烟开发早,进度快,品牌多,质量好,焦油含量降到12毫克/支以下,已占全部卷烟市场的70%以上,超低焦油卷烟(6毫克/支以下)也在发展。中国差距较大,混合卷烟开发晚,品牌少,质量差,销路不畅,仅占市场的5%。烤烟型卷烟仍主宰市场,焦油含量在15毫克/支以上,安全性差。“入世”以后,国外低焦油混合型卷烟肯定会大量进入中国,中国卷烟市场会受到严重冲击。大力开发低焦油卷烟,提高吸烟的安全性,增强与外烟的竞争力,保住国内市场,严防财源外流,是中国烟草行业十分紧迫的任务。
在国外,特别是西方一些发达国家,由于烟草种植都是大面积农场化,烟草喷雾仅靠人力难以满足要求,因此对烟草喷雾机械的研究较早。目前国外烟草喷雾机械程度化较高,烟草机械得到广泛应用,像美国,已经开发出大、中、小等
不同型号的烟草喷雾机械以适应不同需求,在烟草喷雾机械领域处于领先地位。
2.2 我国烟草喷雾机的现状
目前,我国在烟草喷雾机械方面仅限于小型器械,没有设计制造出完善的多功能的机器。对烟草喷雾的工作还主要由人力劳动进行,主要使用背负式喷雾器和手动喷雾器以及少些小型喷雾机,手工的作业方式需要消耗大量的劳动力和时间,对烟草行业的发展形成了一个很大的阻力。这就迫切需要我国也能够研发出具有自主知识产权的烟草喷雾机。因此,对大型烟草喷雾机的需求极为迫切。
2.3研发烟草喷雾机的意义
烟草是重要的经济作物。吸烟是亿万烟民文化生活中不可缺少的一部分,更是国家和地方财税的重要经济来源,受到有关部门的高度重视。1984年中国成立国家烟草专卖局,统一领导、全面管理烟草行业的生产和销售业务。烟叶生产坚持“计划种植,优质适产,主攻质量,坚持改革,提高效益”方针,大力推行“区域化,良种化,规范化”科学种烟措施,使中国烟草生产有了长足发展。
烟草在开发食品和药物资源方面的诸多潜在用途将会不断地被发现,其前途是远大的。烟叶富含蛋白质,从烟叶中提取的蛋白可制作各种各样的食品,剩下的烟叶仍可用作卷烟的原料。从烟叶中提取烟碱制成医药可防治人们的病患,制成农药防治农作物病虫害,前景可观。烟草可当作生物反应器将其他作物的抗癌、抗艾滋病以及有益于人们健康的基因导入烟草,使其充分表达,然后利用生物技术予以提取,可加工成治病强身的“灵丹妙药”。如美国科学家已成功地培养出抗体烟草,从中提取抗癌和抗病毒干挠素,对肺癌有良好的治疗作用。瑞典科学家将人体基因注入烟草植株,从收获的烟叶中提出血液蛋白质活化剂,可医治心脏病等。烟草再生能力强,一年可多次收获,烟叶产量高,利用鲜烟叶提取蛋白,其亩产量可超过大豆,其他作物更无法相比。由此看出,烟草有益于健康的潜在用途并不比用作卷烟所起的经济作用逊色。
病虫害的防治是烟草种植的重要过程,烟草喷雾机械化是烟草产业现代化的一个重要重要表现部分,是顺应先进生产力的发展要求,是发展现代烟草种植、减少劳动时间、稳定烟草种植面积、解放劳动力、增加烟农收入的有效途径。提
升劳动工具,大力发展机械化是现阶段提高烟草生产率的现实选择。烟草喷雾机的不断完善,能够极大推进烟草产业实现机械现代化。
3 设计的主题内容
3.1课题的提出
随着农业生产的机械化的需要,当前的烟草喷药技术已不能满足日新月异的成产需求,本课题是我机电学院何宇鹏、黄伟华老师等根据以上现状,去山东临沂一家机械厂进行了实地考察,并带回来一些关于3WZG-1000型号烟草喷雾机的图片。我们结合图片,并与老师探讨提出,分析设计。对本机器进行完整的理论分析,并自此基础上提出创新性的修改意见,纠正并完善该器械的不足与不当之处,强化该型号机器的性能,优化机器的系统和结构,能够使其满足市场的要求。
本设计主要涉及后桥框架结构参数设计、折叠式喷杆结构和轮距调节结构的设计和改进,同时参与喷雾机转向系统的改进工作。主要解决的问题有:后桥框架等结构的三维建模及材料的选用;结构设计和强度校核。
3.2烟草喷雾机的主要功能简介
本课题机器为高地隙烟草喷雾机,适用于烟草等农作物中后期实施田间喷药、施肥等作业。本机器主要由执行部件、驱动部件及各种辅助部件组成,整个机器的运行由液压控制,保证机器运行的稳定性。机器由于是四轮液压驱动设计,因此行驶平稳、爬坡能力强劲、制动性能较好。工作时,喷雾机的轮距可调,可适应不同地区多种作物的种植行距;车顶安装起吊电机使喷杆随着滑动升降架完成垂直方向的往复运动以调节喷头与作物距离,适应不同农作物不同时期的病虫害防治。滑动升降架的两端安装伸缩电机控制喷杆的展开和折叠,保证喷药幅度。喷杆适配长度6米、8米、12米,喷雾系统采用了防滴快速组装扇形喷头,不仅雾粒细、雾化均匀,而且不会漏喷、复喷及出现漏喷死角,并结合自动恒压装置保证了喷头压力均衡,雾滴快速形成雾状风墙,有效提高了雾滴穿透力,有效地防止雾滴的漂移,大大提高了农药的利用率。
3.3烟草喷雾机的工作原理
本课题设计的高地隙烟草喷雾机的后桥等主要框架结构,如图3-1所示。
图3-1 高地隙烟草喷雾机
1、滑动升降架 2、滑轮组 3、起吊电机 4、伸缩电机 5、折叠式喷杆铰链
6、大喷杆架 7、中喷杆架 8、尾喷杆架 9、调距液压缸 10、粗调距横梁
11、细调距横梁 12、门架 13、滑动升降梁 14、滑动槽梁
高地隙烟草喷雾机由调距液压缸(9)带动粗调距横梁(10)和细调距横梁
(11)发生相对运动从而实现调节喷雾机的两轮之间的距离,用于适应不同地区作物的多种种植行距。安装在喷雾机车顶的起吊电机(3)连接升降钢丝的一端,升降钢丝另一端绕过固定在门架(12)上的滑轮组(2)连接在滑动升降架(1)的起吊螺栓上,使折叠喷杆随着滑动升降架沿着滑动升降梁(13)做垂直方向往复运动以调节喷头与农作物的距离,满足农作物不同生长时期的高矮要求以确定最佳喷洒高度。喷雾机的左喷杆架和右喷杆架分别设计为相同的三段式结构,所述左、右喷杆架分别由大喷杆架(6)、中喷杆架(7)和尾喷杆架(8)组成。伸缩电机(4)的一端固定在滑动升降架(1)上,另一端通过折叠式喷杆铰链(5)
与大喷杆架(6)连接。工人通过在驾驶室内操纵手柄控制伸缩电机实现喷杆的展开和折叠,保证喷药幅度。
3.4烟草喷雾机框架结构
根据烟草喷雾机的车顶主要承受各个零件的重力作用,喷雾机主要框架采用材料为Q235的冷拔无缝异型钢管焊接而成。查机械设计手册【1】得冷拔无缝异型钢管的国标号为GB/T3094-2000。喷雾机车顶和车底的四根主梁采用108mm?108mm、厚度为S?6mm、长度为2188mm的冷拔无缝异型钢管,喷雾机四立柱采用92mm?92mm、厚度为S?6mm、长度为1330mm的冷拔无缝异型钢管,而喷雾机后桥位于柴油机和药箱中间两个立柱采用60mm?60mm、厚度为S?6mm、长度为1330mm的冷拔无缝异型钢管。
3.4.1轮距调节结构
烟草喷雾机的左右两轮轮距调节结构如图3-2所示。
由于喷雾机的柴油机、油箱、药箱、起吊电机等零部件均安装在其后桥,喷雾机后桥必须有一定的长度来满足各个零部件的安装要求,因此设计时根据计算取后桥长度为2200mm。在喷雾机的后桥安装两个调距液压缸才可以满足机构的稳定性等要求。喷雾机调距时,工人通过在驾驶室内操纵调距液压手柄控制两调距液压缸,调距液压缸带动粗调距横梁和细调距横梁发生相对运动。当达到一定的要求距离时用螺栓将粗细调距横梁连接固定,从而实现调节喷雾机的两轮之间的距离。这样可以适应不同地区作物的多种种植行距。
图3-2 喷雾机轮距调节结构
3.4.2折叠式喷杆结构
烟草喷雾机的折叠式喷杆结构如图3-3所示。
喷雾机的左喷杆架和右喷杆架分别设计为相同的三段式结构,所述左、右喷杆架分别由大喷杆架、中喷杆架和尾喷杆架组成。伸缩电机的一端固定在滑动升降架上,另一端通过折叠式喷杆铰链与大喷杆架连接。分别在滑动升降架左右两端固定一个垂直于其轴线的方钢管,用来限制喷杆折叠是的位移,防止喷杆和车身发生碰撞。在方钢管和大喷杆架之间连接一个拉伸弹簧,利用拉伸弹簧的弹性恢复来辅助完成喷杆的折叠。并且在喷杆铰链处安装一个螺栓,限制喷杆展开角度。工人通过在驾驶室内操纵手柄控制伸缩电机实现喷杆的展开和折叠,保证喷药幅度。
图3-3 喷雾机折叠式喷杆结构
3.4.3喷杆垂直滑动升降结构
烟草喷雾机的喷杆垂直滑动升降结构如图3-4所示。
该喷雾机利用滑轮组和起吊电机来完成喷杆在垂直方向上的往复运动。升降钢丝的一端连接安装在喷雾机车顶的起吊电机,升降钢丝另一端绕过固定在门架上的滑轮组连接在滑动升降架的起吊螺栓上。在滑动升降架上固定一个带有垂直槽的滑块,而滑块和滑动升降梁配合,使折叠喷杆随着滑动升降架沿着滑动升降梁做垂直方向往复运动以调节喷头与农作物的距离,达到满足农作物不同生长时期的高矮要求以及确定最佳喷洒高度。
图3-4 喷雾机喷杆垂直滑动升降结构
3.5烟草喷雾机框架主要工作部件参数设计及校核
3.5.1喷雾机后桥底部横梁参数设计
根据喷雾机的工作环境和受力,初步选择后桥底部横梁的材料为冷拔无缝异型钢管,其横截面为108mm?108mm、厚度为S?6mm、圆角r?10mm、长度为2188mm。在其两端用108mm?108mm、厚为S?6mm的钢片焊接封口。
3.5.2喷雾机后桥底部横梁强度校核
(1)喷雾机后桥底部横梁的受力分析
为保证喷雾机的正常工作,喷雾机各个构件应有足够的能力负担起应当承受的载荷。因此,它应当满足强度要求、刚度要求和稳定性要求。在工程问题中,一般说,构件都应有足够的强度、刚度和稳定性,但对具体的构件又往往有所侧重。根据材料力学【7】对该喷雾机后桥框架进行分析,可知后桥底部的横梁受到的主要是其周围各零部件的重力作用,以弯曲变形为主。故喷雾机框架中后桥底
部横梁主要保证强度和刚度。
1)画受力简图
将喷雾机框架中后桥底部横梁从周围的零部件中取出,现将其两端与竖直梁焊接处处理为固定铰链支座,并用均匀分布的重力q?N/m?来代替周围药箱、柴油机、齿轮泵等各部件对底部横梁的重力作用。因A、B处均为固定铰链支座,其约束力可分别用两个大小未知的正交分力FAx、FAy和FBx、FBy表示。车轮对后桥横梁的支持力用F3表示。在后桥底部横梁的两端还受到竖直立柱的压力F1、F2的作用。后桥底座横梁受力图如图3-5所示。
图3-5 喷雾机后桥底部横梁受力分析图
2)计算均匀分布重力q
?药箱对后桥底部横梁的重力G1
药箱的体积V?500L。当药箱充满液体时,假设药水的浓度近似于水的浓度??1.0?103Kg/m3。此时药箱质量
m1?v???500?1.0?103?10?3?500Kg
取重力加速度g?10N/Kg,药箱对后桥底部横梁的重力
G1?m1?g?500?10?5000N
?柴油机、齿轮泵等对后桥底部衡量的重力G2
根据喷雾机的工作情况和牵引力的计算初步选择的柴油机的参数如表3-1所示
表3-1 柴油机参数
齿轮泵的排量为40L/min。
柴油机、齿轮泵等对横梁的总重力
G2?m2?g??224?40?40??10?3040N
?均匀分布重力
q?G1?G25000?3040??3.655N/mm L2200
3)计算立柱对横梁的压力
?
起吊电机的参数如表3-2所示
表3-2 起吊电机参数
?蓄电池选用瑞源蓄电池220V?120AH,质量为30Kg。
?由于喷雾机是液压驱动控制,设计时将液压回路的输油管、出油管等管路布置在后车顶。通过估算,油管、滑动升降架等部件对的重量共计100Kg。
?立柱对后桥底部横梁的压力由公式F1?F2?
G(30?100?77)?10??517.5N 44G计算得, 4F1?F2?
4)计算后桥底部横梁受到的各个约束反力
由静力平衡方程
?FX?0,FAx?FBx?0
?0,FAy?FBy?F3?F1?F2?q?L?0 ?Fy
1F?L?F?L?F?L??q?L2?0 ,M?031By2?A2
1F?L??q?L2?F3??L?L1??0 ,M?01?B2
其中,q?3.655N/mm,F1?F2?517.5N,L?2200mm,L1?755mm,带入静力平衡方程,得
F3?6909N
FAx?0N
FAy?0.04N
FBx?0N
FBy?2166.96N
(2)绘制喷雾机后桥底部横梁的剪力图和弯矩图
在横梁的A C、CB两段内,剪力和弯矩都不能用同一个方程式来表示,所以应分两段考虑。选取坐标系如图3-6所示。
图3-6 横梁坐标图
在AC段内,在距离远点为x的横截面的左侧,有支反力FAy、F1和集度为q的均布载荷,但在截面右侧有均布载荷q、载荷F3、F2和支反力FBy。故宜用左侧计算剪力和弯矩。
Fs?x??FAy?F1?qx ?0?x?755mm?
1M?x??FAyx?F1x?qx2 ?0?x?755mm? 2
当x?0时,Fs??517.5N,MC??1041.7N;
当x?755mm时,Fs??3277N,MC??1432N?m。
在CB段内,用截面右侧的外力计算剪力和弯矩比较简便,剪力和弯矩方程为
mm? Fs?x??q?L?x??F2?FBy ?755?x?2200
12M?x???q?L?x??F2?L?x??FBy?L?x? ?755?x?2200mm? 2
M?x?是x
dM?x??0,得 dx
3.655x?6391.54?0
由此解出x?1748.7mm,亦即在这一截面上,弯矩为极值。代入CB段内的弯矩公式得最大弯矩
M?372.2N?m
当x?2200mm时,FS??1650N,M?0.
依照剪力方程和弯矩方程,可做剪力图和弯矩图,如图3-7所示。
图3-7 横梁剪力图和弯矩图
(3)校核喷雾机后桥底部横梁的强度
查询机械设计手册【1】得,108mm?108mm的冷拔无缝异型钢管截面面积F?23.55cm2,理论重量G?18.49kg?m?1,惯性矩JX?JY?400.07cm4,截面系数WX?WY?85.13cm3。喷雾机的材料为Q235,其抗拉许用应力??b??375MPa,屈服点?s?235MPa。
由后桥底座横梁的弯矩图可知最大正弯矩在截面m?m上,Mm?372N?m。最大负弯矩在截面C上,MC??1432N?m。
矩形截面对中性轴对称,同一截面上的最大拉应力和压应力相等。计算时只需校核截面C上最大拉应力即可。在截面C上,弯矩对横梁产生的最大拉应力发生在边缘各点,如图3-8所示。
图3-8 横梁截面C 由弯曲强度条件?max?Mmax????得 W
?max?MC1432??16.82?106Pa?16.82MPa???? ?6W85.13?10
从所得结果可以得出,无论最大拉应力或最大压应力都为超过许用应力,故所选材料和框架参数的强度要求均满足。
3.5.3喷雾机后桥顶部横梁紧螺栓参数设计
选择螺栓材料为Q235、性能等级为4.6的M20螺栓,其长度为140mm,小径d1?17.294mm。查机械设计【5】得材料屈服极限?s?240MPa,安全系数S?1.5,故材料的许用应力
?????s
S?240MPa?160MPa。 1.5
采用如图3-9所示的结构,螺栓数z?3,沿调距杆对称中心线布置,两螺栓间距离L?250mm。
图3-9 调距横梁螺栓组连接
3.5.4喷雾机后桥顶部横梁紧螺栓强度校核
(1)螺栓受力分析
由于喷雾机顶部调距结构受到外力作用较少,粗细调距杆主要是靠普通螺栓连接。当普通螺栓连接装配时,螺母需要拧紧,螺栓除受到预紧力的拉伸而产生拉伸应力外,还受螺纹摩擦力矩的扭转而产生扭转切应力,使螺栓处于拉伸与扭转的复合应力状态下。因此进行仅承受预紧力的紧螺栓强度计算时,应综合考虑拉伸应力和扭转切应力的作用。
根据在单个调距液压缸的F?1500N的推力作用下,各个螺栓所受的横向载荷F1相同,其大小为
F1?F1500??500N 33
假设各螺栓所需要的预紧力均为F0,则螺栓组平衡条件为
fF0zi?KsF
式中:接合面的摩擦系数f?0.35,接合面数i?1,防滑系数KS?1.3。根据机械设计手册【1】取得。由此得各螺栓受到的预紧力
F0?KsF1.3?1500??1857N fzi0.35?3?1
(2)螺栓强度校核
根据第四强度理论得螺栓在预紧力状态下的计算应力为 ?ca??2?3?2??2?3?0.5?2?1.3? 当普通螺栓连接受横向载荷时,由于受预紧力作用,将在接合面产生摩擦来抵抗工作载荷。这时螺栓仅承受预紧力的作用,而且预紧力不受工作载荷影响。螺栓危险截面的拉伸强度条件?ca?1.3F0????得 2d14
?ca?1.3F01.3?1875??10.38MPa???? 22d1?17.29444
从所得结果得出,选择的螺栓M20X140满足强度要求。
4 结语
4.1课题设计的过程
对自走式高地隙喷杆式喷雾机的框架结构进行设计过程包括三个阶段:前期了解调查学习阶段、中期设计校核修改及查阅资料阶段、后期设计绘图阶段。由于目前国内外市场上对烟草喷药施肥的机器种类还不多,且不够完善,使得本次设计有一定的难度,可参考数据、文献较少,各方面的参数选择设计,都需要自己根据所学知识逐步分析,按照三维设计软件绘图,边画边确定框架各构件的大概尺寸。
在设计过程确实遇到了很多难解之题,比如后桥底部横梁参数设计和强度分析的计算,在这方面主要参考材料力学的相关知识,但是很大一部分计算都是以变性固体的基本假设为前提进行的。由于自身没有足够的设计经验,很多关于实际工作中应考虑进的现实条件均没有计算在内。在看了好多资料后对框架后座横梁复杂的受力情况简化后才找到相似的横梁力学模型分析。在初期设计框架调距结构的时候,需要对整体框架的调隙距离进行模拟,然后根据要求计算出粗细调距杆上螺栓孔的分布和距离。在计算调距液压缸推力的时候,需要对喷雾机整体结构进行力学建模,然后根据虚位移原理求解油缸推力。在校核和粗细调距杆配合螺栓的剪切强度时,需要对主要的杆件进行力学建模,校核完后发现之前选择的螺栓直径较小,变增大直径。在喷杆折叠结构时,起初我设计的结构采用液压结构驱动大喷杆绕滑动横梁上的铰链转动和滑动升降架的垂直往复运动,使得整车液压系统更为复杂,所以后来改为电机驱动更简便、经济的结构。由于开始的时候不知晓本机器大致轮廓尺寸,只能先画好图,中期校核的时候发现机构设计的尺寸不符合弯扭强度,便重新布置尺寸,一步步改变,一步步校核,最后才最终确定了框架的各个构件尺寸。
4.2课题设计的不足
由于时间有限,本人经验不足,掌握的力学求解方法和结构设计经验有限,在设计的过程中存在着很多不足之处:
1. 机构的受力分析采用传统的力学求解,将结构模型简化,使得计算出的结果与实际的求解数值存在一定的误差。
2. 在整体轮距调节结构设计中,没有考虑到调距液压缸推动两车轮分别向左右移动工作过程中和底面之间会产生摩擦等因素,使得喷雾机实现调距作业必须处于停止行进的状态,否则将阻碍机器的正常运行,甚至损坏关键部位。
3. 由于喷雾机的齿轮泵和油箱分别设计在框架的左右两侧,并采用具有直角的油管路径,这使得齿轮泵工作的竖直行程较大,会因为较多的能量损失(压力损失、流量损失等)影响正常传动,使喷雾机传动效率不高。
参考文献
[1] 成大先.机械设计手册(第四版).北京:化学工业出版社.2002.1
[2] 石望远.液压与气动传动.北京:国防工业出版社.2009.3
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致 谢
大学四年的学习生活即将结束,在此,我要感谢所有曾经执导过我的老师和关心过我的同学,他们在我的成长过程中给予了很大的帮助。就本次的毕业设计来说,从自己最开始的无从下手,到后来对课题有了一定的了解,最后提出方案,完成毕业论文。中间有着自己的努力,更离不开我的老师和同学的帮助,经过这一设计,我对自己的专业相关领域的理论知识实践知识在深度和广度上都有了很大提高。
本文能够成功的完成,要特别感谢我的导师黄伟华的关怀和教导,在寒假之前,黄老师就叮嘱我们复习与自走式高地隙喷杆喷雾机的结构和液压转向系统设计相关的书目,如《材料力学》、《机械设计》、《液压与气动传动》等,还要主动查找与该课题有关的国内外发展状况。洛阳实习结束后,我们的毕业设计全面开始,每周黄老师都要求我们汇报工作进展。由于结构的设计具有很大的创新点,我们需要不断地思考,将设计方案讲给老师听,在互相讨论设计方案存在的不足之处,最后确定一种最好的。当然,在我遇到问题时,黄老师也给予很认真细致的回答,引导我解决了设计上的困难。
还要感谢我大学期间的何宇鹏、刘军、李艳、徐波、袁志华、田辉等老师,他们教会我许多的专业知识,受益匪浅,使得我能完成本次的毕业设计,更加巩固了之前学过的专业课。
同样感谢我大学期间所有关心,支持和帮助过我的老师、同学和朋友们。 最后还要感谢我的父母,是他们的辛勤劳动给与了我大学学习的机会,他们的支持和鼓励是我不断前进的动力。