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編號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯 譯文 學(xué) 院 國(guó)防生學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 李卓霖 學(xué) 號(hào) 1000110106 指導(dǎo)教師單位 桂林電子科技大學(xué) 姓 名 曹泰山 職 稱 講師 2014 年 3 月 09 日 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 1 頁(yè) 共 18 頁(yè) 高架起重機(jī)橋架的建模與有限元分析 C Alkin C E Imrak H Kocabas 摘 要 該論文以 35 噸級(jí) 13 米跨度橋式起重機(jī)的兩個(gè)箱式梁為研究對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)研究 在該論文中 提出了常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算 f E M 規(guī)則和 DIN 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了驗(yàn)證應(yīng)力和撓度水平 起重機(jī)設(shè)計(jì)同時(shí)使用立方體和平面 有限元網(wǎng)格劃分使用四個(gè)節(jié)點(diǎn) 用正四面體與四邊 形單元組成實(shí)體殼模型 再分別通過(guò)有限元分析進(jìn)行比較 在正常計(jì)算下 結(jié)合已有的 起重機(jī)性能 二次殼單元有限元分析是最接近實(shí)際結(jié)果的 研究結(jié)果表明 該高架起 重機(jī)的設(shè)計(jì)是可行的 關(guān)鍵詞 高架起重機(jī) 有限元分析法 建模 箱式梁 注釋 兩個(gè)側(cè)板間的距離b 下模版的寬度k 導(dǎo)軌的靜負(fù)載AF 裝載后負(fù)載y 主梁末端高度0h 側(cè)板高度2 滾輪間距AL 起重梁跨度k 相鄰支撐結(jié)構(gòu)間距p 平臺(tái)重量q 維護(hù)平臺(tái)重量k 均勻分布的橋架單元質(zhì)量p 上下夾板的厚度1t 側(cè)板厚度2 左側(cè)板中心到起重機(jī)重心距離x 導(dǎo)軌中心到起重機(jī)重心距離4 導(dǎo)軌中心到中軸距離1y 上板到起重機(jī)重心距離3 上板到中軸距離5 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 2 頁(yè) 共 18 頁(yè) X 軸上的主要阻力1xW Y 軸上的主要阻力y 放大系數(shù)c 動(dòng)態(tài)系數(shù) 1 引言 起重機(jī)是讓超重貨物在建筑里輕松移動(dòng)的最好方式之一 高架起重機(jī)是物料運(yùn)輸 系統(tǒng)中運(yùn)送重物最重要的部分 起重機(jī)的主要任務(wù)就是載重后從一個(gè)位置移動(dòng)到另一 個(gè)位置 因此經(jīng)常被用與汽車工廠和船塢 1 2 根據(jù)它們的主要用途有許多設(shè)計(jì)特 征上的變化 例如 起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件結(jié)構(gòu) 工作載荷 起重機(jī)的位置 幾何特征和 環(huán)境條件 這些部分使起重機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)程高度標(biāo)準(zhǔn)化 大部分的時(shí)間花費(fèi)在對(duì)現(xiàn)有的 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行和說(shuō)明 3 有很多關(guān)于結(jié)構(gòu)和受力組成的研究 在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)載的起重機(jī)上安全進(jìn)行 5 16 Demirsoy 已經(jīng)進(jìn)行了的關(guān)于橋的結(jié)構(gòu)建模和有限元分析 研究其位移和應(yīng)力測(cè)試值 17 建模技術(shù)來(lái)源于公路橋結(jié)構(gòu) 同時(shí)提供研究分析的有限元模型 18 在該研究中 力 和位移用 F E M90 軟件分析 橋式起重機(jī)模型不同點(diǎn)的加載和有限元分析方法的應(yīng)用 由 Celiktas 完成 19 她為高架起重機(jī)提供了有限元分析的結(jié)果 DIN 標(biāo)準(zhǔn)和 F E M 歐洲聯(lián)合會(huì) 算法提供了被廣泛接受的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證方法和公式 DIN 標(biāo)準(zhǔn)第 44 和 185 條收集了關(guān)于起重機(jī)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn) DIN 標(biāo)準(zhǔn)廣泛規(guī)定了設(shè)計(jì)參數(shù) 的標(biāo)準(zhǔn)值 F E M 算法主要收集了起重機(jī)設(shè)計(jì)的規(guī)則指引 它包含了關(guān)于如何選擇不同 載荷方式下的起重機(jī)元件 在這項(xiàng)研究中 計(jì)算部分套用 F E M 算法和 DIN 標(biāo)準(zhǔn) 用于橋式起重機(jī)的箱梁 箱梁的計(jì)算使用 CESAN 有限公司的標(biāo)準(zhǔn)橋接器 橋式起重機(jī)的模型產(chǎn)生了同等規(guī)模的 計(jì)算結(jié)果 使用有限元分析法執(zhí)行靜態(tài)分析 在開(kāi)始解決方案之前 臨界情況已經(jīng)應(yīng) 用到實(shí)踐 2 雙箱式梁高架起重機(jī) 雙箱式梁高架起重機(jī)不僅僅只是提升重物 還要攜帶重物在其范圍內(nèi)移動(dòng) 在雙 重梁高架起重機(jī)橋架上建造有可移動(dòng)吊運(yùn)車 橋架在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng) 吊運(yùn)車在橋架上升 高或降低貨物 橋架在導(dǎo)軌上運(yùn)送貨物 因此 執(zhí)行了三個(gè)垂直正交的運(yùn)動(dòng) 如圖一 貨物用鋼索固定在橋架上 21 22 雙箱梁同時(shí)受到水平和垂直方向的吊車重量 工作負(fù)載 吊鉤 和動(dòng)力載荷 關(guān) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 3 頁(yè) 共 18 頁(yè) 于雙箱梁的制造 吊運(yùn)車需要在梁之間或上面運(yùn)行 圖 2 說(shuō)明了合適的建造要求和梁 的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn) 圖 1 高架起重機(jī)的總視圖 圖 2 箱形主梁的制造要求 3 高架起重機(jī)的有限元分析及應(yīng)用 在數(shù)字技術(shù)之中 有限元分析法被廣泛使用得益與有很多實(shí)用和易于操作的商業(yè) 軟件 有限元分析法可以分析任何幾何學(xué) 解決力學(xué)和位移問(wèn)題 23 有限元分析法 幾乎解決了研究中的全部或部分的有限元節(jié)點(diǎn)問(wèn)題 該近似解明確表達(dá)了每個(gè)基礎(chǔ)元 素和之后整體裝配獲得的剛性矩陣 位移量和力矢量問(wèn)題 在該論文中的有限元模型 是用 Cosmos Works 和 MSC 商業(yè)版完成的 用 Patran 有限元分析軟件 和四面體單元 與四邊形殼單元為該高架起重機(jī)橋架建模 四面體單元是最簡(jiǎn)單的三維空間單元 應(yīng)用于固體應(yīng)力問(wèn)題分析如支架的應(yīng)力分 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 4 頁(yè) 共 18 頁(yè) 析 該單元有四個(gè)節(jié)點(diǎn) 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有三個(gè)移動(dòng)副和能在 x y z 軸上旋轉(zhuǎn)的自由度 關(guān)于殼單元的定義 是指允許在平面和曲面上都能擁有長(zhǎng)度的單元 它的寬度只能用 于 3D 仿真 四面體殼單元因?yàn)檠b配彎曲元件而獲得了一定的自由度 這充分表明殼單 元的偏差必須在預(yù)先定義的殼厚度內(nèi) 否則整個(gè)系統(tǒng)會(huì)在一個(gè)過(guò)大的偏差內(nèi)運(yùn)行 典型的四面體單元和四邊形殼單元與它們的坐標(biāo)系在圖 3 中說(shuō)明 24 選擇的四 面體單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有六個(gè)自由度 x y z 方向上的平移和繞 x y z 軸自由旋轉(zhuǎn) 用 正四面體殼單元為高架起重機(jī)梁建模 r 和 s 表示固有坐標(biāo)系 是單元體的厚度 該體系沒(méi)有任何水平力 軸向位移和總體的旋轉(zhuǎn)整體來(lái)看都近似為零 此外節(jié)點(diǎn) 的橫向唯一整體來(lái)看也為零 對(duì)系統(tǒng)起作用的外力大部分來(lái)自于起重機(jī)的主梁質(zhì)量 分布載荷 和作用在吊車 滑輪沿起重機(jī)的力 有效載荷 吊車滑輪上的力是因?yàn)榈踯嚨馁|(zhì)量 來(lái)自提升負(fù)載 物和在起重機(jī)上移動(dòng) 四節(jié)點(diǎn)四面體單元 四節(jié)點(diǎn)二次殼單元 圖 3 為高架起重機(jī)梁建模的單元體 4 高架橋起重機(jī)立體有限元模型 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 5 頁(yè) 共 18 頁(yè) 有限元分析法是一種可以用于為工程學(xué)內(nèi)各種問(wèn)題提供解決辦法的計(jì)算方案 穩(wěn) 定的 瞬時(shí)的 線性的 非線性的應(yīng)力分析問(wèn)題 熱傳遞 流量問(wèn)題也可以用有限元方 法解決 有限元分析法的基本步驟如下 預(yù)處理 解決方案 后處理 真實(shí)的起重機(jī)數(shù)據(jù)從 CESAN 有限公司收集來(lái) 一個(gè)土耳其公司引進(jìn)了該高架起重 機(jī)的大量生產(chǎn) 首先 起重機(jī)橋架是模擬成面 橋架幾何體是適合于此方法的 長(zhǎng)和 薄的部分也同樣被模擬成面 隨后 一個(gè)網(wǎng)格建立成功 在研究中 使用二次單元模 式 立體建模是為了計(jì)算起重機(jī)橋架 該立體模型展示在圖 4 中 20 起重機(jī)橋架立體模型 起重機(jī)橋架的框架視圖 圖 4 起重機(jī)橋架模型 5 高架起重機(jī)的數(shù)值算例 研究對(duì)象為 13T 級(jí)高架起重機(jī)其總長(zhǎng) 13 米總重 22 5 噸 該起重機(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 1 該 高架起重機(jī)組成部分包括兩個(gè)大梁和兩個(gè)連接它們的底座 一個(gè)可在軸向移動(dòng)的起重 機(jī)空中吊運(yùn)車和滑輪驅(qū)動(dòng)裝置安裝在其中一個(gè)大梁上 起重機(jī)支撐在兩條軌道上 軌 道梁安裝在建筑中 為了計(jì)算結(jié)構(gòu)的受力 使用有限元分析法 1 001 橋架分析的設(shè)計(jì)理念來(lái)自 F E M 和 DIN 標(biāo)準(zhǔn)被列在表 1 中 表 1 橋架屬性值 裝卸量 35 ton 吊車重量 3 ton 橋長(zhǎng)度 13 m 吊車兩輪間距 2m 吊車速率 20 m min 起重機(jī)速率 15 m min 起吊速率 2 7 m min 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 6 頁(yè) 共 18 頁(yè) 用有限元分析法先計(jì)算最大和最小應(yīng)力然后計(jì)算剪切應(yīng)力 使用有限元分析法考 慮主梁 我們得到了壓力值 我們由于固有重量而得到了靜態(tài)負(fù)載 負(fù)載來(lái)自于工作 載荷乘以動(dòng)態(tài)系數(shù) 是水平方向上最不利的兩個(gè)因素 不包括緩沖力 最大的應(yīng)力來(lái)自于橋身固有重量的壓力和吊車的固有重量 提升載荷的力 慣力 和吊車收縮力 最小應(yīng)力包括橋身固有重量和吊車固有重量的力 最大和最小應(yīng)力的 標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自 F E M 規(guī)則 20 如下 和 動(dòng)態(tài)系數(shù) 的意義是來(lái)自于工作負(fù)載的載荷 放大系數(shù)的意義依賴應(yīng)用級(jí)別組 其中維護(hù)臺(tái)的重量為零 25 假設(shè)主負(fù)載 372780 N 作用于導(dǎo)軌的中點(diǎn) 而且每個(gè)主梁平均分擔(dān)總負(fù)載 這 個(gè)負(fù)載通過(guò)系統(tǒng)中兩個(gè)吊車輪的接觸點(diǎn)求得 因此每個(gè)點(diǎn)的作用力是 93195 N 系統(tǒng)總 負(fù)載的求解 最大應(yīng)力值等于 1 143 90 N mm2 精確到兩位小數(shù)點(diǎn) 最小應(yīng)力值等 于 2 47 33 N mm2 精確到兩位小數(shù)點(diǎn) 根據(jù)圖 5 切變的許用應(yīng)力包括剪應(yīng)力和車輪力 定義如下 20 最大剪應(yīng)力值等于 24 82 N mm2 精確到兩位小數(shù)點(diǎn) 5 帶入等式 1 3 總使用壽命 U4 工作級(jí)別 Q3 設(shè)備組 A5 裝載型號(hào) H main load 動(dòng)態(tài)系數(shù) 1 15 放大系數(shù) 1 11 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 7 頁(yè) 共 18 頁(yè) 可得到等效應(yīng)力 等效應(yīng)力值為 150 18 N mm2 精確到兩位小數(shù)點(diǎn) 圖 5 箱形梁中的慣力和阻力 6 四面體單元的梁模型結(jié)果 為高架橋起重機(jī)梁用四面體單元建模 用 Cosmoswork 軟件進(jìn)行有限元分析 用 SolidWork 2003 為梁生成立體模型 彈性模量 E 為 2 1x105 N mm2 泊松比 為 0 3 進(jìn)行有限元分析 側(cè)板的最大應(yīng)力值為 12 07 N mm2 精確到兩位小數(shù)點(diǎn) 底板 的最大應(yīng)力值為 15 08 N mm2 精確到兩位小數(shù)點(diǎn) 如圖 6 20 高架橋起重機(jī)模型的位移量來(lái)自于 CosmosWorks 在圖 7 中說(shuō)明 梁的最大位移值 大概為 2 2 mm 圖 6 高架起重機(jī)梁的四面體單元受力情況 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 8 頁(yè) 共 18 頁(yè) 圖 7 高架起重機(jī)梁的四面體單元位移量 7 四節(jié)點(diǎn)二次殼單元的梁模型結(jié)果 為高架橋起重機(jī)梁用四節(jié)點(diǎn)二次殼單元建模 用 MSC Patran 軟件進(jìn)行有限元分析 早期系數(shù) E 為 2 1x10 N mm2 泊松比 為 0 3 進(jìn)行有限元分析 側(cè)板的最大應(yīng) 力值為 35 40 N mm2 精確到兩位小數(shù)點(diǎn) 底板的最大應(yīng)力值為 49 30 N mm2 精確到兩 位小數(shù)點(diǎn)如圖 8 20 高架橋起重機(jī)梁模型的位移量獲得自 MSC Patran 如圖 9 梁的最大位移量約為 3 89mm 根據(jù)式 1 最大應(yīng)力值計(jì)算得 143 90 N mm2 精確到兩位小數(shù)點(diǎn) 起重機(jī)的安全 系數(shù)設(shè)計(jì)為 2 到 3 考慮到四面體單元的安全系數(shù) 側(cè)板的最大應(yīng)力在 24 14 到 36 21 N mm2 之間精確到兩位小數(shù)點(diǎn) 底板的最大應(yīng)力值在 30 16 到 45 24 N mm2 之間精確 到兩位小數(shù)點(diǎn) 考慮到四節(jié)點(diǎn)二次殼單元的安全系數(shù) 其側(cè)板的最大應(yīng)力在 70 8 到 106 2 N mm2 之間精確到兩位小數(shù)點(diǎn) 底板的最大應(yīng)力值在 98 60 到 147 90 N mm2 之間精確到兩位 小數(shù)點(diǎn) 根據(jù) F E M 規(guī)則梁的允許位移為 13mm 通過(guò)四面體單元有限元模型獲得的值在 4 40 到 6 60 之間 安全系數(shù)已考慮 通過(guò)四節(jié)點(diǎn)二次殼單元有限元模型獲得的值在 7 78 到 11 67mm 之間 安全系數(shù)已考慮 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 9 頁(yè) 共 18 頁(yè) 圖 8 高架起重機(jī)梁二次殼單元的受力值 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 10 頁(yè) 共 18 頁(yè) 圖 9 高架起重機(jī)四節(jié)點(diǎn)二次殼單元的位移量 8 結(jié)論 在該研究中 不像其他論文照搬原有理論 高架箱型梁的殼單元有限元模型已被 驗(yàn)證 為了展示出殼單元的用處 給出了一個(gè)高架起重機(jī)橋架的實(shí)例 根據(jù) F E M 算 法和有限元分析法計(jì)算得 四面體單元的最大應(yīng)力值是 143 90 N mm2 和 45 24 N mm2 四節(jié)點(diǎn)二次殼單元的最大應(yīng)力值為 147 9 N mm2 等效應(yīng)力為 150 18 N mm2 精確到兩位小數(shù)點(diǎn) 通過(guò) MSC Patran 考慮到安全系數(shù) 應(yīng)力值應(yīng)該在 97 145 5N mm2 之間變化 高架起重機(jī)箱式梁的長(zhǎng)厚比高于 20 因此 為了展示高架起重機(jī)橋架分析的精確度 用四節(jié)點(diǎn)二次殼單元代替四面體單元進(jìn)行有限元分析 數(shù)控機(jī)床的改造 1 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì) 1946 年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī) 這表明人類創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦 力勞動(dòng)的工具 它與人類在農(nóng)業(yè) 工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相 比 起了質(zhì)的飛躍 為人類進(jìn)入信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ) 6 年后 即在 1952 年 計(jì)算機(jī) 技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上 在美國(guó)誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床 從此 傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變 化 近半個(gè)世紀(jì)以來(lái) 數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 11 頁(yè) 共 18 頁(yè) 1 1 數(shù)控 NC 階段 1952 1970 年 早期計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低 對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理影響還不大 但不能適 應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求 人們不得不采用數(shù)字邏輯電路 搭 成一臺(tái)機(jī)床專用計(jì)算機(jī)作 為數(shù)控系統(tǒng) 被稱為硬件連接數(shù)控 HARD WIRED NC 簡(jiǎn)稱為數(shù)控 NC 隨著元器件 的發(fā)展 這個(gè)階段歷經(jīng)了三代 即 1952 年的第一代 電子管 1959 年的第二代 晶體 管 1965 年的第三代 小規(guī)模集成電路 1 2 計(jì)算機(jī)數(shù)控 CNC 階段 1970 年 現(xiàn)在 到 1970 年 通用小型計(jì)算機(jī)業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn) 于是將它移植過(guò)來(lái)作為數(shù)控系 統(tǒng)的核心部件 從此進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控 CNC 階段 把計(jì)算機(jī)前面應(yīng)有的 通用 兩個(gè) 字省略了 到 1971 年 美國(guó) INTEL 公司在世界上第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最核心的部 件 運(yùn)算器和控制器 采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上 稱之為微處理器 MICROPROCESSOR 又可稱為中央處理單元 簡(jiǎn)稱 CPU 到 1974 年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng) 這是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)功能太強(qiáng) 控制一臺(tái) 機(jī)床能力有富裕 故當(dāng)時(shí)曾用于控制多臺(tái)機(jī)床 稱之為群控 不如采用微處理器經(jīng)濟(jì) 合理 而且當(dāng)時(shí)的小型機(jī)可靠性也不理想 早期的微處理器速度和功能雖還不夠高 但可以通過(guò)多處理器結(jié)構(gòu)來(lái)解決 由于微處理器是通用計(jì)算機(jī)的核心部件 故仍稱為 計(jì)算機(jī)數(shù)控 到了 1990 年 PC 機(jī) 個(gè)人計(jì)算機(jī) 國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱微機(jī) 的性能已發(fā)展到很高的階段 可以滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求 數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入了基于 PC 的階段 總之 計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代 即 1970 年的第四代 小型計(jì)算機(jī) 1974 年 的第五代 微處理器和 1990 年的第六代 基于 PC 國(guó)外稱為 PC BASED 還要指出的是 雖然國(guó)外早已改稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控 即 CNC 了 而我國(guó)仍習(xí)慣稱數(shù) 控 NC 所以我們?nèi)粘Ｖv的 數(shù)控 實(shí)質(zhì)上已是指 計(jì)算機(jī)數(shù)控 了 1 3 數(shù)控未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì) 1 3 1繼續(xù)向開(kāi)放式 基于 PC的第六代方向發(fā)展 基于 PC 所具有的開(kāi)放性 低成本 高可靠性 軟硬件資源豐富等特點(diǎn) 更多的數(shù) 控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會(huì)走上這條道路 至少采用 PC 機(jī)作為它的前端機(jī) 來(lái)處理人機(jī)界面 編程 聯(lián)網(wǎng)通信等問(wèn)題 由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù) PC 機(jī)所具有的友好的人機(jī)界 面 將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng) 遠(yuǎn)程通訊 遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍 1 3 2向高速化和高精度化發(fā)展 這是適應(yīng)機(jī)床向高速和高精度方向發(fā)展的需要 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 12 頁(yè) 共 18 頁(yè) 1 3 3向智能化方向發(fā)展 隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展 數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提 高 1 應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù) 數(shù)控系統(tǒng)能檢測(cè)過(guò)程中一些重要信息 并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù) 達(dá)到改進(jìn)系 統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的 2 引入專家系統(tǒng)指導(dǎo)加工 將熟練工人和專家的經(jīng)驗(yàn) 加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中 以工藝參數(shù) 數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐 建立具有人工智能的專家系統(tǒng) 3 引入故障診斷專家系統(tǒng) 4 智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置 可以通過(guò)自動(dòng)識(shí)別負(fù)載 而自動(dòng)調(diào)整參數(shù) 使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行 2 機(jī)床數(shù)控化改造的必要性 2 1 微觀看改造的必要性 從微觀上看 數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性 而且這些優(yōu)越性均來(lái)自 數(shù)控系統(tǒng)所包含的計(jì)算機(jī)的威力 2 1 1 可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線 曲面等復(fù)雜的零件 由于計(jì)算機(jī)有高超的運(yùn)算能力 可以瞬時(shí)準(zhǔn)確地計(jì)算出每個(gè)坐標(biāo)軸瞬時(shí)應(yīng)該運(yùn)動(dòng) 的運(yùn)動(dòng)量 因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面 2 1 2可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化 而且是柔性自動(dòng)化 從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3 7 倍 由于計(jì)算機(jī)有記憶和存儲(chǔ)能力 可以將輸入的程序記住和存儲(chǔ)下來(lái) 然后按程序 規(guī)定的順序自動(dòng)去執(zhí)行 從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 數(shù)控機(jī)床只要更換一個(gè)程序 就可實(shí)現(xiàn)另 一工件加工的自動(dòng)化 從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動(dòng)化 故被稱為實(shí)現(xiàn)了 柔性自動(dòng) 化 2 1 3加工零件的精度高 尺寸分散度小 使裝配容易 不再需要 修配 2 1 4可實(shí)現(xiàn)多工序的集中 減少零件 在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn) 2 1 5擁有自動(dòng)報(bào)警 自動(dòng)監(jiān)控 自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能 因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看 管加工 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 13 頁(yè) 共 18 頁(yè) 2 1 6由以上五條派生的好處 如 降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 節(jié)省了勞動(dòng)力 一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床 減 少了工裝 縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期 可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等 以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的 是一個(gè)極為重大的突破 此外 機(jī)床數(shù)控化 還是推行 FMC 柔性制造單元 FMS 柔性制造系統(tǒng) 以及 CIMS 計(jì)算機(jī)集成制造系 統(tǒng) 等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ) 數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技 術(shù) 2 2 宏觀看改造的必要性 從宏觀上看 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的軍 民機(jī)械工業(yè) 在 70 年代末 80 年代初已開(kāi)始大 規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床 其本質(zhì)是 采用信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) 包括軍 民機(jī)械工業(yè) 進(jìn) 行技術(shù)改造 除在制造過(guò)程中采用數(shù)控機(jī)床 FMC FMS 外 還包括在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中推行 CAD CAE CAM 虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行 MIS 管理信息系統(tǒng) CIMS 等等 以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù) 包括人工智能等的含量 由于采用信息技術(shù)對(duì) 國(guó)外軍 民機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造 稱之為信息化 最終使得他們的產(chǎn)品在國(guó)際軍品 和民品的市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力大為增強(qiáng) 而我們?cè)谛畔⒓夹g(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國(guó)家約 落后 20 年 如我國(guó)機(jī)床擁有量中 數(shù)控機(jī)床的比重 數(shù)控化率 到 1995 年只有 1 9 而日本在 1994 年已達(dá) 20 8 因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口 這也就從宏 觀上說(shuō)明了機(jī)床數(shù)控化改造的必要性 3 機(jī)床與生產(chǎn)線數(shù)控化改造的市場(chǎng) 3 1 機(jī)床數(shù)控化改造的市場(chǎng) 我國(guó)目前機(jī)床總量 380 余萬(wàn)臺(tái) 而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有 11 34 萬(wàn)臺(tái) 即我國(guó)機(jī) 床數(shù)控化率不到 3 近 10 年來(lái) 我國(guó)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為 0 6 0 8 萬(wàn)臺(tái) 年產(chǎn)值約 為 18 億元 機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為 6 我國(guó)機(jī)床役齡 10 年以上的占 60 以上 10 年以下的機(jī)床中 自動(dòng) 半自動(dòng)機(jī)床不到 20 FMC FMS 等自動(dòng)化生產(chǎn)線更屈指可數(shù) 美國(guó)和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床占 60 以上 可見(jiàn)我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生 產(chǎn) 加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床 而且半數(shù)以上是役齡在 10 年以上的舊機(jī)床 用這 種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差 品種少 檔次低 成本高 供貨期長(zhǎng) 從而 在國(guó)際 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力 直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品 市場(chǎng) 效益 影響企業(yè) 的生存和發(fā)展 所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率 3 2 進(jìn)口設(shè)備和生產(chǎn)線的數(shù)控化改造市場(chǎng) 我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái) 很多企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)技術(shù) 設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 14 頁(yè) 共 18 頁(yè) 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) 從 1979 1988 年 10 年間 全國(guó)引進(jìn)技術(shù)改造項(xiàng)目就有 18446 項(xiàng) 大 約 165 8 億美元 這些項(xiàng)目中 大部分項(xiàng)目為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用 但是有的引進(jìn)項(xiàng) 目由于種種原因 設(shè)備或生產(chǎn)線不能正常運(yùn)轉(zhuǎn) 甚至癱瘓 使企業(yè)的效益受到影響 嚴(yán)重的使企業(yè)陷入困境 一些設(shè)備 生產(chǎn)線從國(guó)外引進(jìn)以后 有的消化吸收不好 備 件不全 維護(hù)不當(dāng) 結(jié)果運(yùn)轉(zhuǎn)不良 有的引進(jìn)時(shí)只注意引進(jìn)設(shè)備 儀器 生產(chǎn)線 忽 視軟件 工藝 管理等 造成項(xiàng)目不完整 設(shè)備潛力不能發(fā)揮 有的甚至不能啟動(dòng)運(yùn) 行 沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的作用 有的生產(chǎn)線的產(chǎn)品銷路很好 但是因?yàn)樵O(shè)備故障不能達(dá)產(chǎn) 達(dá)標(biāo) 有的因?yàn)槟芎母?產(chǎn)品合格率低而造成虧損 有的已引進(jìn)較長(zhǎng)時(shí)間 需要進(jìn)行 技術(shù)更新 種種原因使有的設(shè)備不僅沒(méi)有創(chuàng)造財(cái)富 反而消耗著財(cái)富 這些不能使用的設(shè)備 生產(chǎn)線是個(gè)包袱 也是一批很大的存量資產(chǎn) 修好了就是 財(cái)富 只要找出主要的技術(shù)難點(diǎn) 解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 就可以最小的投資盤(pán)活最大的 存量資產(chǎn) 爭(zhēng)取到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 這也是一個(gè)極大的改造市場(chǎng) 4 數(shù)控化改造的內(nèi)容及優(yōu)缺 4 1 國(guó)外改造業(yè)的興起 在美國(guó) 日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家 它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè) 生意 盎然 正處在黃金時(shí)代 由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步 機(jī)床改造是個(gè) 永恒 的課題 我國(guó)的機(jī)床改造業(yè) 也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè) 在美國(guó) 日本 德國(guó) 用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng) 已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改 造的新的行業(yè) 在美國(guó) 機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生 Remanufacturing 業(yè) 從事再生 業(yè)的著名公司有 Bertsche 工程公司 ayton 機(jī)床公司 Devlieg Bullavd 得寶 服 務(wù)集團(tuán) US 設(shè)備公司等 美國(guó)得寶公司已在中國(guó)開(kāi)辦公司 在日本 機(jī)床改造業(yè)稱為 機(jī)床改裝 Retrofitting 業(yè) 從事改裝業(yè)的著名公司有 大隈工程集團(tuán) 崗三機(jī)械 公司 千代田工機(jī)公司 野崎工程公司 濱田工程公司 山本工程公司等 4 2 數(shù)控化改造的內(nèi)容 機(jī)床與生產(chǎn)線的數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn) 其一是恢復(fù)原功能 對(duì)機(jī)床 生產(chǎn)線存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù) 其二是 NC 化 在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置 或加數(shù)控系統(tǒng) 改造成 NC 機(jī)床 CNC 機(jī)床 其三是翻 新 為提高精度 效率和自動(dòng)化程度 對(duì)機(jī)械 電氣部分進(jìn)行翻新 對(duì)機(jī)械部分重新 裝配加工 恢復(fù)原精度 對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的 CNC 系統(tǒng)以最新 CNC 進(jìn)行更新 其四 是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新 為提高性能或檔次 或?yàn)榱耸褂眯鹿に?新技術(shù) 在原有基 礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新 較大幅度地提高水平和檔次的更新改造 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 15 頁(yè) 共 18 頁(yè) 4 3 數(shù)控化改造的優(yōu)缺 4 3 1 減少投資額 交貨期短 同購(gòu)置新機(jī)床相比 一般可以節(jié)省 60 80 的費(fèi)用 改造費(fèi)用低 特別是大型 特殊機(jī)床尤其明顯 一般大型機(jī)床改造 只花新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)用的 1 3 交貨期短 但有 些特殊情況 如高速主軸 托盤(pán)自動(dòng)交換裝置的制作與安裝過(guò)于費(fèi)工 費(fèi)錢(qián) 往往改 造成本提高 2 3 倍 與購(gòu)置新機(jī)床相比 只能節(jié)省投資 50 左右 4 3 2 機(jī)械性能穩(wěn)定可靠 結(jié)構(gòu)受限 所利用的床身 立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅(jiān)固的鑄造構(gòu)件 而不是那種焊接構(gòu)件 改造后的機(jī)床性能高 質(zhì)量好 可以作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年 但是受到原來(lái)機(jī)械結(jié) 構(gòu)的限制 不宜做突破性的改造 4 3 3 熟悉了解設(shè)備 便于操作維修 購(gòu)買(mǎi)新設(shè)備時(shí) 不了解新設(shè)備是否能滿足其加工要求 改造則不然 可以精確地 計(jì)算出機(jī)床的加工能力 另外 由于多年使用 操作者對(duì)機(jī)床的特性早已了解 在操 作使用和維修方面培訓(xùn)時(shí)間短 見(jiàn)效快 改造的機(jī)床一安裝好 就可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn) 轉(zhuǎn) 4 3 4 可充分利用現(xiàn)有的條件 可以充分利用現(xiàn)有地基 不必像購(gòu)入新設(shè)備時(shí)那樣需重新構(gòu)筑地基 4 3 5 可以采用最新的控制技術(shù) 可根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度 及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率 提高設(shè) 備質(zhì)量和檔次 將舊機(jī)床改成當(dāng)今水平的機(jī)床 5 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型 改造時(shí) 應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇 5 1 步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)的開(kāi)環(huán)系統(tǒng) 該系統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)裝置主要是步進(jìn)電機(jī) 功率步進(jìn)電機(jī) 電液脈沖馬達(dá)等 由數(shù) 控系統(tǒng)送出的進(jìn)給指令脈沖 經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制和功率放大后 使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 通過(guò) 齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件 只要控制指令脈沖的數(shù)量 頻率以及通電順序 便可控制執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)的位移量 速度和運(yùn)動(dòng)方向 這種系統(tǒng)不需要將所測(cè)得的實(shí)際 位置和速度反饋到輸入端 故稱之為開(kāi)環(huán)系統(tǒng) 該系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進(jìn)電 機(jī)的角位移精度 齒輪絲杠等傳動(dòng)元件的節(jié)距精度 所以系統(tǒng)的位移精度較低 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 16 頁(yè) 共 18 頁(yè) 該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 調(diào)試維修方便 工作可靠 成本低 易改裝成功 5 2 異步電動(dòng)機(jī)或直流電機(jī)拖動(dòng) 光柵測(cè)量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 該系統(tǒng)與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是 由光柵 感應(yīng)同步器等位置檢測(cè)裝置測(cè)得的實(shí)際位 置反饋信號(hào) 隨時(shí)與給定值進(jìn)行比較 將兩者的差值放大和變換 驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 以 給定的速度向著消除偏差的方向運(yùn)動(dòng) 直到給定位置與反饋的實(shí)際位置的差值等于零 為止 閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)復(fù)雜 成本也高 對(duì)環(huán)境室溫要求嚴(yán) 設(shè)計(jì)和調(diào)試都比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)難 但是可以獲得比開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)更高的精度 更快的速度 驅(qū)動(dòng)功率更大的特性指標(biāo) 可根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求 決定是否采用這種系統(tǒng) 5 3 交 直流伺服電機(jī)拖動(dòng) 編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 半閉環(huán)系統(tǒng)檢測(cè)元件安裝在中間傳動(dòng)件上 間接測(cè)量執(zhí)行部件的位置 它只能補(bǔ) 償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部部分元件的誤差 因此 它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低 但是它的結(jié) 構(gòu)與調(diào)試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)單 在將角位移檢測(cè)元件與速度檢測(cè)元件和伺服電機(jī)作成一 個(gè)整體時(shí)則無(wú)需考慮位置檢測(cè)裝置的安裝問(wèn)題 當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多 國(guó)外著名公司的如德國(guó) SIEMENS 公司 日 本 FANUC 公司 國(guó)內(nèi)公司如中國(guó)珠峰公司 北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司 華中數(shù) 控公司和沈陽(yáng)高檔數(shù)控國(guó)家工程研究中心 選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)主要是根據(jù)數(shù)控改造后機(jī)床要達(dá)到的各種精度 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率 和用戶的要求 6 數(shù)控改造中主要機(jī)械部件改裝探討 一臺(tái)新的數(shù)控機(jī)床 在設(shè)計(jì)上要達(dá)到 有高的靜動(dòng)態(tài)剛度 運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦系 數(shù)小 傳動(dòng)無(wú)間隙 功率大 便于操作和維修 機(jī)床數(shù)控改造時(shí)應(yīng)盡量達(dá)到上述要求 不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機(jī)床連接在一起就達(dá)到了數(shù)控機(jī)床的要求 還應(yīng)對(duì)主要部 件進(jìn)行相應(yīng)的改造使其達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求 才能獲得預(yù)期的改造目的 6 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌副 對(duì)數(shù)控車床來(lái)說(shuō) 導(dǎo)軌除應(yīng)具有普通車床導(dǎo)向精度和工藝性外 還要有良好的耐 摩擦 磨損特性 并減少因摩擦阻力而致死區(qū) 同時(shí)要有足夠的剛度 以減少導(dǎo)軌變 形對(duì)加工精度的影響 要有合理的導(dǎo)軌防護(hù)和潤(rùn)滑 6 2 齒輪副 一般機(jī)床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中 為了保證傳動(dòng)精度 數(shù)控機(jī)床上 使用的齒輪精度等級(jí)都比普通機(jī)床高 在結(jié)構(gòu)上要能達(dá)到無(wú)間隙傳動(dòng) 因而改造時(shí) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 17 頁(yè) 共 18 頁(yè) 機(jī)床主要齒輪必須滿足數(shù)控機(jī)床的要求 以保證機(jī)床加工精度 6 3 滑動(dòng)絲杠與滾珠絲杠 絲杠傳動(dòng)直接關(guān)系到傳動(dòng)鏈精度 絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖 動(dòng)扭矩要求 被加工件精度要求不高時(shí)可采用滑動(dòng)絲杠 但應(yīng)檢查原絲杠磨損情況 如螺距誤差及螺距累計(jì)誤差以及相配螺母間隙 一般情況滑動(dòng)絲杠應(yīng)不低于 6 級(jí) 螺 母間隙過(guò)大則更換螺母 采用滑動(dòng)絲杠相對(duì)滾珠絲杠價(jià)格較低 但難以滿足精度較高 的零件加工 滾珠絲杠摩擦損失小 效率高 其傳動(dòng)效率可在 90 以上 精度高 壽命長(zhǎng) 啟動(dòng) 力矩和運(yùn)動(dòng)時(shí)力矩相接近 可以降低電機(jī)啟動(dòng)力矩 因此可滿足較高精度零件加工要 求 6 4 安全防護(hù) 效率必須以安全為前提 在機(jī)床改造中要根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施 切不可 忽視 滾珠絲杠副是精密元件 工作時(shí)要嚴(yán)防灰塵特別是切屑及硬砂粒進(jìn)入滾道 在 縱向絲杠上也可加整體鐵板防護(hù)罩 大拖板與滑動(dòng)導(dǎo)軌接觸的兩端面要密封好 絕對(duì) 防止硬質(zhì)顆粒狀的異物進(jìn)入滑動(dòng)面損傷導(dǎo)軌 7 機(jī)床數(shù)控改造主要步驟 7 1 改造方案的確定 改造的可行性分析通過(guò)以后 就可以針對(duì)某臺(tái)或某幾臺(tái)機(jī)床的現(xiàn)況確定改造方案 一般包括 7 1 1機(jī)械修理與電氣改造相結(jié)合 一般來(lái)說(shuō) 需進(jìn)行電氣改造的機(jī)床 都需進(jìn)行機(jī)械修理 要確定修理的要求 范 圍 內(nèi)容 也要確定因電氣改造而需進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)改造的要求 內(nèi)容 還要確定電氣 改造與機(jī)械修理 改造之間的交錯(cuò)時(shí)間要求 機(jī)械性能的完好是電氣改造成功的基礎(chǔ) 7 1 2先易后難 先局部后全局 原系統(tǒng)的拆除必須對(duì)照原圖紙 仔細(xì)進(jìn)行 及時(shí)在圖紙上作出標(biāo)記 防止遺漏或 過(guò)拆 局部改造情況下 在拆的過(guò)程中也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的欠缺之處 應(yīng)及 時(shí)補(bǔ)充與修正 拆下的系統(tǒng)及零件應(yīng)分門(mén)別類 妥善保管 以備萬(wàn)一改造不成功或局 部失敗時(shí)恢復(fù)使用 還有一定使用價(jià)值的 可作其他機(jī)床備件用 切忌大手大腳 亂 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 18 頁(yè) 共 18 頁(yè) 扔亂放 7 2 合理安排新系統(tǒng)位置及布線 根據(jù)新系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙 合理進(jìn)行新系統(tǒng)配置 包括箱體固定 面板安放 線路走 向和固定 調(diào)整元器件位置 密封及必要裝飾等 連線工作必須分工明確 有人復(fù)查 檢驗(yàn) 以確保連線工藝規(guī)范 線徑合適 正確無(wú)誤 可靠美觀 7 3 調(diào)試 調(diào)試必須按事先確定的步驟和要求進(jìn)行 調(diào)試人員應(yīng)頭腦冷靜 隨時(shí)記錄 以便發(fā)現(xiàn) 和解決問(wèn)題 調(diào)試中首先試安全保護(hù)系統(tǒng)靈敏度 防止人身 設(shè)備事故發(fā)生 調(diào)試現(xiàn) 場(chǎng)必須清理干凈 無(wú)多余物品 各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)拖板處于全行程中心位置 能空載試驗(yàn)的 先空載后加載 能模擬試驗(yàn)的 先模擬后實(shí)動(dòng) 能手動(dòng)的 先手動(dòng)后自動(dòng) 7 4 驗(yàn)收及后期工作 驗(yàn)收工作應(yīng)聘請(qǐng)有關(guān)的人員共同參加 并按已制定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 改造的后期 工作也很重要 它有利于項(xiàng)目技術(shù)水平的提高和使設(shè)備盡早投產(chǎn) 驗(yàn)收及后期工作包 括 7 4 1機(jī)床機(jī)械性能驗(yàn)收 經(jīng)過(guò)機(jī)械修理和改造以及全面保養(yǎng) 機(jī)床的各項(xiàng)機(jī)械性能應(yīng)達(dá)到要求 幾何精度 應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi) 7 4 2電氣控制功能和控制精度驗(yàn)收 電氣控制的各項(xiàng)功能必須達(dá)到動(dòng)作正常 靈敏可靠 控制精度應(yīng)用系統(tǒng)本身的功 能 如步進(jìn)尺寸等 與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具 如激光干涉儀 坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等 對(duì)照檢查 達(dá)到精 度范圍之內(nèi) 同時(shí)還應(yīng)與改造前機(jī)床的各項(xiàng)功能和精度作出對(duì)比 獲得量化的指標(biāo)差 7 4 3試件切削驗(yàn)收 可以參照國(guó)內(nèi)外有關(guān)數(shù)控機(jī)床切削試件標(biāo)準(zhǔn) 在有資格的操作工 編程人員配合 下進(jìn)行試切削 試件切削可驗(yàn)收機(jī)床剛度 切削力 噪聲 運(yùn)動(dòng)軌跡 關(guān)聯(lián)動(dòng)作等 一般不宜采用產(chǎn)品零件作試件使用 7 4 4圖紙 資料驗(yàn)收 機(jī)床改造完后 應(yīng)及時(shí)將圖紙 包括原理圖 配置圖 接線圖 梯形圖等 資料 包括各類說(shuō)明書(shū) 改造檔案 包括改造前 后的各種記錄 匯總 整理 移交入檔 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯譯文 第 19 頁(yè) 共 18 頁(yè) 保持資料的完整 有效 連續(xù) 這對(duì)該設(shè)備的今后穩(wěn)定運(yùn)行是十分重要的 7 4 5總結(jié) 提高 每次改造結(jié)束后應(yīng)及時(shí)總結(jié) 既有利于提高技術(shù)人員的業(yè)務(wù)水平 也有利于整個(gè) 企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步 編號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 開(kāi)題報(bào)告 題 目 柜門(mén)緩沖支架沖孔 彎曲級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 院 系 國(guó)防生學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 李卓霖 學(xué) 號(hào) 1000110106 指導(dǎo)教師單位 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名 曹 泰 山 職 稱 講 師 題 目 類 型 理 論 研 究 實(shí) 驗(yàn) 研 究 工 程 設(shè) 計(jì) 工 程 技 術(shù) 研 究 軟 件 開(kāi) 發(fā) 2013 年 12 月 27 日 1 本課題的研究?jī)?nèi)容 重點(diǎn)及難點(diǎn) 研究?jī)?nèi)容 模具工業(yè)是工業(yè)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ) 模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低 是衡量一個(gè)國(guó)家 產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一 此次設(shè)計(jì)主要是圍繞柜門(mén)緩沖支架沖孔彎曲級(jí)進(jìn) 模設(shè)計(jì) 其主要內(nèi)容如下 1 對(duì)工件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析 運(yùn)用多工位級(jí)進(jìn)模工作原理 經(jīng)過(guò)分析零件 參數(shù)確定合理的沖壓工藝方案及模具類型 2 進(jìn)行必要的沖壓工藝計(jì)算及設(shè)計(jì) 計(jì)算沖孔排料 凸凹模尺寸及公差的計(jì)算 沖裁力的計(jì)算校核 沖壓機(jī)的計(jì)算選擇 工步排樣 材料利用率計(jì)算 刃口尺寸計(jì)算 沖壓力 壓力中心等 同時(shí)做出理論依據(jù)及較詳細(xì)的推導(dǎo)計(jì)算 3 確定模具設(shè)計(jì)的基本參數(shù) 設(shè)計(jì)模具的主體結(jié)構(gòu) 工作零件 送料及卸料裝 置 導(dǎo)料及多工位定距機(jī)構(gòu)等 4 根據(jù)國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制模具總裝配圖 零件圖 完成工件的沖壓級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 5 根據(jù)零件結(jié)構(gòu) 相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)要求 擬定工藝加工路線 編制主要零件制 造加工工藝規(guī)程 合理選用零件的材料 繪制零件圖 標(biāo)注技術(shù)要求 研究重點(diǎn)及難點(diǎn) 1 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 擬定沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 2 對(duì)沖孔落料級(jí)進(jìn)模模具及零部件有關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算 3 根據(jù)沖裁 彎曲整形特點(diǎn)的模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4 柜門(mén)緩沖支架沖孔彎曲級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 5 主要的沖壓工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 6 模具結(jié)構(gòu)及主要零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7 模具的沖孔定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其工作原理 8 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 排樣設(shè)計(jì) 2 準(zhǔn)備情況 已查閱的參考文獻(xiàn)或進(jìn)行的調(diào)研 研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 1 調(diào)研情況 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè) 是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè) 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家稱 之為 工業(yè)之母 模具成型具有效率高 質(zhì)量好 節(jié)省原材料 降低產(chǎn)品成本等 優(yōu)點(diǎn) 采用模具制造產(chǎn)品零件已成為當(dāng)今工業(yè)的重要工藝手段 模具在機(jī)械 電子 輕工 紡織 航空 航天等工業(yè)領(lǐng)域里 已成為使用最廣泛的工業(yè)化生產(chǎn)的主要工藝 裝備 它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60 80 產(chǎn)品零件 組件和部件的加工生產(chǎn) 模具 就是產(chǎn)品質(zhì)量 模具就是經(jīng)濟(jì)效益 的觀念已被越來(lái)越多的人所認(rèn)識(shí)和接受 在 中國(guó) 人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到模具在制造業(yè)中的重要基礎(chǔ)地位 認(rèn)識(shí)更新?lián)Q代的速度 新產(chǎn) 品的開(kāi)發(fā)能力 進(jìn)而決定企業(yè)的應(yīng)變能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力 目前 模具設(shè)計(jì)與制造水 平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平的重要標(biāo)志之一 沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展要求應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品 交貨期短 精度高 質(zhì)量好 價(jià)格低 的要求服務(wù) 達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng) 1 全面推廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā) 展方向 隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步 普及 CAD CAM CAE 技術(shù)的條件已基本成熟 各 企業(yè)將加大 CAD CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度 進(jìn)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍 2 高速銑削加工 國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工 大幅度提高了加工效率 并可獲得極高的表面光潔度 另外 還可加工高硬度模塊 還具有溫升低 熱變形小 等優(yōu)點(diǎn) 高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展 對(duì)汽車 家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新 的活力 目前它已向更高的敏捷化 智能化 集成化方向發(fā)展 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨?掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能 大大縮短了模具的在研制制造周期 模具 掃描系統(tǒng)已在汽車 摩托車 家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用 相信在 十二五 期間將發(fā) 揮更大的作用 4 電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù) 這是 一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù) 它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作 三維或二維輪廓加工 像數(shù)控銑一樣 因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極 這顯然是 電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展 國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用 預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展 5 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高 估計(jì)目前我國(guó) 模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到 30 左右 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為 80 左右 6 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù) 來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要 模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材 料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理 模具表面處理除完善 應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積 TiN TiC 等 等離子噴涂等技術(shù) 7 模具研磨拋光將自動(dòng)化 智能化 模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命 制件 外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響 研究自動(dòng)化 智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手 工操作 以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì) 8 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo) 模具自動(dòng)加工系統(tǒng) 應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合 配有隨行定位夾具或定位盤(pán) 有完整的機(jī)具 刀具數(shù)控庫(kù) 有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng) 有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng) 2 柜門(mén)鉸鏈加強(qiáng)板沖孔彎曲級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 1 表面沒(méi)有明顯的缺陷 能滿足使用要求 2 表沒(méi)有明顯的毛刺 3 用軟件做出其三維圖 4 畫(huà)出所需的工程圖 3 沖壓模具的設(shè)計(jì)過(guò)程 1 根據(jù)零件的性能選擇合適的材料 2 選擇合適的沖壓板料 并將其合理分割成沖壓的條料 同時(shí)確定排樣方式 送料方式 將板料剪裁成合適的條料 合理的排樣方式 能夠在保證沖壓件性能的同時(shí)充分 使用材料 以達(dá)到節(jié)約原材料的成本的目的 合理的排樣和送料方式能夠提高沖壓效 率 降低勞動(dòng)量 3 確定加工方案 在眾多方案中選用最優(yōu)方案 旨在提高生產(chǎn)效率 節(jié)約成本 盡量不影響模具壽 命 4 根據(jù)方案設(shè)計(jì)合適模具 在確定零件落料 沖孔后 廢料 零件的取出方式時(shí) 盡量采用自動(dòng)取出 自動(dòng) 掉落 或者機(jī)械頂出后自動(dòng)下落等方式 以提高效率 如果由人工取出 會(huì)對(duì)工人的 操作有一點(diǎn)的危險(xiǎn) 5 設(shè)計(jì)凹凸模 計(jì)算凹凸模的具體尺寸 公差 并校核其強(qiáng)度和剛度 6 設(shè)計(jì)模具的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)出模具個(gè)部分的結(jié)構(gòu) 并計(jì)算其具體尺寸和公差 并校核其強(qiáng)度和剛度 7 選用標(biāo)準(zhǔn)件 在模具能夠使用標(biāo)準(zhǔn)件的地方 盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件 以減少模具的設(shè)計(jì)工作量 同時(shí)也 增加模具的適用性 8 選用合適的壓力機(jī) 根據(jù)壓力 沖裁力來(lái)選用合適的壓力機(jī) 校核壓力機(jī)的公稱壓力 計(jì)算壓力機(jī)的壓力 死點(diǎn) 使其在沖壓零件的時(shí)候 有足夠的壓力 如果壓力機(jī)的公稱壓力比計(jì)算值小 則不能達(dá)到使用要求 如果選用壓力機(jī)的公稱壓力太大 會(huì)造成成本浪費(fèi) 9 選用標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)所設(shè)計(jì)的模具和選用的壓力機(jī)選用合適的模架 10 繪制模具的草圖 在以上工作的基礎(chǔ)上 繪制模具完整的結(jié)構(gòu)草圖 繪制模具結(jié)構(gòu)圖是模具設(shè)計(jì)十 分重要的工作 為先畫(huà)俯視圖 再畫(huà)出主視圖 11 繪制模具的裝配圖 裝配圖是模具裝配的主要依據(jù) 因此應(yīng)清楚地表明注視模的各個(gè)零件的裝配關(guān)系 必要的尺寸 如外形尺寸 定位圈直徑 安裝尺寸 活動(dòng)零件的極限尺寸等 序號(hào) 明細(xì)表 標(biāo)題欄及技術(shù)要求 12 繪制模具的零件圖 由模具裝配圖拆繪零件圖的順序?yàn)?先內(nèi)后外 先復(fù)雜后簡(jiǎn)單 成型零件后結(jié)構(gòu) 零件 13 復(fù)核設(shè)計(jì)圖樣 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)需要運(yùn)用機(jī)械 材料成形 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) CDA 和 CAXA 繪圖軟件和 Pro Engineer 三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件和模具制造工藝等多學(xué)科的知識(shí) 需要相 當(dāng)廣闊的知識(shí)面和較高的專業(yè)水平 以課本為基礎(chǔ) 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際 在滿足零件要求 的前提下盡量使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化 4 現(xiàn)有設(shè)備及試驗(yàn)情況 計(jì)算機(jī)一臺(tái) CAXA 繪圖軟件和參考資料及文獻(xiàn)等 研究意義和創(chuàng)新點(diǎn) 1 沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法 它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上 利 用 模具和沖壓設(shè)備對(duì)板料金屬進(jìn)行加工 以獲得所需要的零件形狀和尺寸 2 沖壓件與鑄件 鍛件相比 具有薄 勻 輕 強(qiáng)的特點(diǎn) 沖壓可制出其他難 以制造的帶有加強(qiáng)筋 肋 起伏或翻邊的工件 以提高其剛性 由于采用精密模具 工件精度可達(dá)微米級(jí) 且重復(fù)精度高 規(guī)格一致 可以沖壓出孔窩 凸臺(tái)等 3 沖壓是高效的生產(chǎn)方法 尤其是多工位級(jí)進(jìn)模 可在一臺(tái)壓力機(jī)上完成多道 沖壓工序 實(shí)現(xiàn)由帶料開(kāi)卷 矯平 沖裁到成形 精整的全自動(dòng)生產(chǎn) 參考文獻(xiàn) 1 中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編 沖壓模具卷 上 下 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版 2000 2 王芳 冷沖壓模設(shè)計(jì)指導(dǎo) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 3 張榮清 模具設(shè)計(jì)與制造 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2008 4 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) M 上海 上?？茖W(xué)技 術(shù)出版社 2005 5 劉建超 張寶忠 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 M 北京 高等教育出版社 2004 6 牟林 胡建華 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) M 北京 北京大學(xué)出版社 2002 7 薛啟翔 沖壓模具與制造 M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 8 傅建軍 模具總之工藝 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2010 9 李曉輝 薛欣 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與繪圖 M 北京 清華大學(xué)出版社 2006 10 Machine elements in mechanical design J Beijing Publishing House of Electronics Industry 2007 3 實(shí)施方案 進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 一 2013 年 12 月 25 日至 2014 年 1 月 6 日 理解消化課題 收集資料文獻(xiàn) 根 據(jù)課題內(nèi)容完成開(kāi)題報(bào)告 二 2 月 20 日至 2 月 27 日 開(kāi)展調(diào)研 了解零件結(jié)構(gòu) 對(duì)原材料進(jìn)行分析 考 慮沖壓件的工藝方法 模具結(jié)構(gòu)的形式 初步完成譯文翻譯 三 2 月 28 日至 3 月 21 日 查閱資料 熟悉拉伸膜 落料模的結(jié)構(gòu)及有關(guān)計(jì)算 擬定模具的方案設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)及主要零件設(shè)計(jì) 查閱有關(guān)手冊(cè)確定適宜的工藝參數(shù) 選擇沖壓設(shè)備 四 3 月 22 日至 4 月 1 日 完成設(shè)計(jì)計(jì)算任務(wù) 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及總裝配圖草圖設(shè) 計(jì)任務(wù) 五 4 月 1 日至 4 月 24 日 完成設(shè)計(jì) 圖紙繪制任務(wù) 工藝規(guī)程說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě) 六 4 月 25 日至 5 月 19 日 完善設(shè)計(jì) 完成論文撰寫(xiě) 七 5 月 20 日至 5 月 23 日 修改并打印論文 八 5 月 24 日至 5 月 26 日 整理打印畢業(yè)論文及相關(guān)資料 交指導(dǎo)老師評(píng)閱 準(zhǔn)備論文答辯 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師 簽字 2013 年 12 月 日 開(kāi)題小組意見(jiàn) 開(kāi)題小組組長(zhǎng) 簽字 2014 年 1 月 日 院系審核意見(jiàn) 主管院長(zhǎng) 系 部主任 簽字 2014 年 1 月 日