3854 支座體加工工藝及關鍵工序工裝設計,支座,加工,工藝,關鍵,癥結,樞紐,工序,工裝,設計 南京理工大學泰州科技學院畢業(yè)設計（論文）任務書系 　 　 　 部 ： 機械工程系專 業(yè) ： 機械工程及自動化學 生 姓 名： 鄭銘學 號：05010152設 計 (論 文 )題 目 ： 支座體加工工藝及關鍵工序工裝設計起 迄 日 期 : 2008 年 3月 09 日 ~ 6 月 14 日設計 (論文 )地點 : 南京理工大學泰州科技學院指 導 教 師 : 王栓虎專 業(yè) 負 責 人 : 龔光容發(fā)任務書日期: 2009 年 2 月 26 日任務書填寫要求1．畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據各課題的具體情況填寫，經學生所在專業(yè)的負責人審查、系部領導簽字后生效。此任務書應在第七學期結束前填好并發(fā)給學生；2．任務書內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；3．任務書內填寫的內容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經過所在專業(yè)及系部主管領導審批后方可重新填寫；4．任務書內有關“系部” 、 “專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學生的“學號”要寫全號；5．任務書內“主要參考文獻”的填寫，應按照國標 GB 7714—2005《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；6．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標 GB/T 7408—2005《數(shù)據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2008 年 3 月 15 日”或“2008-03-15”。畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書1．本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的：支座體是某企業(yè)產品中的關鍵零件之一，生產量比較大。為了保證產品質量，提高加工效率，需要對其加工工藝進行優(yōu)化設計，并在關鍵工序使用組合機床或專用機床進行加工。本課題即以此為背景，要求學生根據企業(yè)生產需要和支座體零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設計，在此基礎之上，選擇其關鍵工序之一進行專用夾具及加工用組合機床設計，并完成必要的設計計算。通過這樣一個典型環(huán)節(jié)綜合訓練，達到綜合訓練學生運用所學知識，解決工程實際問題的能力。2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據、技術要求、工作要求等）：本課題要求學生在對支座體的加工要求、零件的結構工藝性進行認真分析的基礎上，首先對零件的加工工藝規(guī)程做出優(yōu)化設計，并對其關鍵工序之一進行專用夾具及加工用組合機床設計。具體任務及要求如下：（1）調查研究、查閱及翻譯文獻資料，撰寫開題報告；（2）支座體加工要求、零件的結構工藝性分析；（3）支座體加工工藝規(guī)程設計；（4）支座體關鍵工序的專用夾具設計；（5）支座體關鍵工序的組合機床設計；（6）必要的設計計算與分析；（7）文檔整理、撰寫畢業(yè)設計說明書及使用說明書。設計技術要求包括：（1）生產綱領 50000 件/年（2）夾具采用液壓驅動（3）組合機床采用液壓滑臺（4）每次加工一個零件畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書3．對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設計論文、圖表、實物樣品等〕：（1）開題報告、文獻綜述、資料翻譯；（2）支座體加工工藝過程綜合卡及各工序工序卡；（3）支座體零件圖及夾具裝配圖；（4）組合機床設計資料（三圖一卡） ；（5）畢業(yè)設計說明書。 4．主要參考文獻：[1] 裘愉弢主編. 組合機床［M］. 第 1 版.北京：機械工業(yè)出版社，1995.[2] 金振華主編.組合機床及其調整與使用［M］. 第 1 版.北京：機械工業(yè)出版社，1990.[3] 沈延山.生產實習與組合機床設計［D］.第 1 版.大連：大連理工大學出版社，1989.[4] 上海市大專院校機械制造工藝學協(xié)作組編著.機械制造工藝學［M］ （修訂版）.福建科學技術出版社，1996.[5] 王華坤，范元勛編.機械設計基礎［M］.北京：兵器工業(yè)出版社，2000.[6] 馮辛安等編.機械制造裝備設計［M］. 北京：機械工業(yè)出版社,1998.[7] 陳日曜主編.金屬切削原理［M］. 第 2 版.北京：機械工業(yè)出版社,1992.[8] 方子良等編.機械制造技術基礎［M］.上海：上海交通大學出版社，2004.[9] 劉秋生，李忠文主編.液壓傳動與控制［M］.北京：宇航出版社，1994.[10] 陳于萍，周兆元等.互換性與測量技術基礎［M］. 第 2 版.北京：機械工業(yè)出版社,2005.[11] 東北重型機械學院等合編.機床夾具設計手冊［M］.上海：上?？茖W技術出版社，1979.[12]《機械設計手冊》聯(lián)合編寫組. 機械設計手冊［M］. 第 2 版.北京：機械工業(yè)出版社,1987.畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書5．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：起 迄 日 期 工 作 內 容2009 年3 月 09 日 ～ 3 月 15 日3 月 16 日 ～ 3 月 29 日3 月 30 日 ～ 4 月 19 日4 月 20 日 ～ 5 月 03 日5 月 04 日 ～ 5 月 31 日6 月 01 日 ～ 6 月 07 日6 月 08 日 ～ 6 月 14 日熟悉畢業(yè)設計要求。查閱資料，完成外文資料翻譯工作撰寫開題報告及文獻綜述支座體加工工藝規(guī)程設計（至少提出 2 個方案，進行分析比較，最后決定一個較優(yōu)的方案）夾具設計（至少提出 2 個方案，進行分析比較，最后決定一個較優(yōu)的方案）組合機床設計（完成三圖一卡）文檔整理、撰寫畢業(yè)設計說明書。論文答辯所在專業(yè)審查意見：負責人： 2009 年 月 日系部意見：系部主任： 2009 年 月 日南京理工大學泰州科技學院畢業(yè)設計(論文)前期工作材料學 生 姓 名 : 鄭銘 學 號： 05010152系 　 部 : 機械工程系專 業(yè) : 機械工程及自動化設計 (論 文 )題 目 : 支座體加工工藝及關鍵工序工裝設計指 導 教 師 : 王栓虎 副教授材 料 目 錄序號 名 稱 數(shù)量 備 注1 畢業(yè)設計(論文)選題、審題表 12 畢業(yè)設計(論文)任務書 13 畢業(yè)設計(論文)開題報告〔含文獻綜述〕 14 畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯〔含原文〕 15 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 12009 年 5 月南京理工大學泰州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）選題、審題表姓 名 王栓虎系　　部 機械工程系指導教師專業(yè)技術職 務 副教授課題名稱 支座體加工工藝及關鍵工序工裝設計適用專業(yè) 機械工程及自動化A B C D E A B C D課題性質√ 課題來源 √大 適中 小 難 適中 易課題預計工作量大小 √課題預計難易程度 √課題簡介支座體是某企業(yè)產品的主要零件之一。本課題要求根據企業(yè)生產需要和支座體零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設計，在此基礎之上，選擇其關鍵工序之一進行專用夾具及加工用組合機床設計，并完成必要的設計計算。生產綱領 50000 件/年課題應完成的任務和對學生的要求論文工作要求：1．支座體加工工藝路線的設計與分析（至少有兩種工藝方案的比較）2．關鍵工序的專用夾具設計，包括裝配圖及主要零件圖3．關鍵工序加工用組合機床設計，包括“三圖一卡”4．詳細的設計計算與分析條件要求：具有較好的結構設計能力，熟悉 CAD 設計軟件，最好自己有計算機。所在專業(yè)審定意見：專業(yè)負責人(簽名)： 年 月 日本課題由 鄭 銘 同學選定，學號： 05010152 注：1．該表由指導教師填寫，經所在專業(yè)負責人簽名后生效，作為該專業(yè)學生畢業(yè)設計（論文）選題使用；2．有關內容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應欄內打“√” ；3．課題一旦被學生選定，此表須放在學生“畢業(yè)設計（論文）資料袋”中存檔。填 表 說 明1．該表的填寫只針對 1 名學生做畢業(yè)設計（論文）時選擇使用，如同一課題由2 名及 2 名以上同學選擇，應在申報課題的名稱上加以區(qū)別（加副標題） ，并且在“設計（論文）要求”一欄中說明。2． “課題性質”一欄：A．產品設計；B．工程技術研究；C．軟件開發(fā)；D．研究論文或調研報告；E．其它。3． “課題來源”一欄：A．自然（社會）科學基金與?。ú浚?、市級以上科研課題；B．企、事業(yè)單位委托課題；C．校、院（系）級基金課題；D．自擬課題。4． “課題簡介”一欄：主要指該課題的背景介紹、理論意義或實用價值。南京理工大學泰州科技學院學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表學生姓名 鄭銘 學 號 05010152 指導教師 王栓虎課題名稱 支座體加工工藝及關鍵工藝設計難易程度 偏難 適中 √ 偏易選題情況工作量 較大 合理 √ 較小任務書 有 √ 無開題報告 有 √ 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質量 優(yōu) 良 √ 中 差學習態(tài)度、出勤情況 好 √ 一般 差工作進度 快 按計劃進行 √ 慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu) 良 √ 中 差中期成績評定：良所在專業(yè)意見：學習較主動、積極，態(tài)度認真，階段成果較明顯。負責人： 年 月 日 南京理工大學泰州科技學院畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯系　　部： 機械工程系 專 業(yè)： 機械工程及自動化 姓 名： 鄭銘 學 號： 05010152 外文出處： Semi-automatic control system for hydraulic shovel 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導教師評語：簽名： 年 月 日注：請將該封面與附件裝訂成冊。附件 1：外文資料翻譯譯文液壓挖掘機的半自動控制系統(tǒng)1．引言液壓挖掘機，被看作一個大型鉸接式機器人，是一種工程機械。使用這臺機器挖掘和裝載作業(yè)需要一個高水平的技能，即便是熟練的司機也會產生相當大的疲勞。另一方面，隨著操作者年齡增大，熟練司機的數(shù)量因而也將會減少。這種局勢要求必須開發(fā)出一種讓任何人都能容易操控的液壓挖掘機[1-5]。液壓挖掘機之所以要求較高的操作技能，其理由如下。1.液壓挖掘機的操作，至少有兩個操作手柄必須同時操作和調整。2.操作手柄的運動方向與臂桿組件的運動方向不同。例如，在液壓挖掘機的水平動作，我們必須同時操控三個操作手柄（動臂，斗柄，鏟斗）使鏟斗的頂部沿著水平面（圖 1）運動。在這種情況下，操作手柄的操作表明了執(zhí)行元件的運動方向，但是這種方向與運動方向不同。如果司機只要操控一個操作桿，而其它自由桿臂自由自動操作，操作變得很容易。這就是所謂的半自動控制系統(tǒng)。當我們開發(fā)這個半自動化控制系統(tǒng)，這兩個技術問題必須得到解決。 1. 我們必須使用普通控制閥自動控制。 2. 我們必須補償液壓挖掘機動態(tài)特性提高精度控制。我們已經制定了一個控制算法來解決這些技術問題，通過在液壓挖掘機上試驗證實了該控制算法的作用。而且我們已采用這種控制算法，設計出了液壓挖掘機的半自動控制系統(tǒng)。具體闡述如下。2．液壓挖掘機的模型為了研究控制算法,我們必須分析液壓挖掘機的數(shù)學模型。液壓挖掘機的動臂、斗柄、鏟斗都是由液壓力驅動，其模型如圖 2 所示。模型的具體描述如下。2.1 動態(tài)模型[6] 假定每一臂桿組件都是剛體，由拉格朗日運動方程可得以下表達式： 其中 g 是重力加速度；θi 鉸接點角度；τi 是提供的扭矩；li 組件的長度；lgi 轉軸中心到重心之距；mi 組件的質量；Ii 是重心處的轉動慣量(下標 i=1-3;依次表示動臂，斗柄，鏟斗)。2.2 挖掘機模型每一臂桿組件都是由液壓缸驅動，液壓缸的流量是滑閥控制的，如圖 3 所示。我們可以假設如下：1.液壓閥的開度與閥芯的位移成比例。2.是否漏油。 3.液壓油流經液壓管道時無壓力損失。4.液壓缸的頂部與桿的兩側同樣都是有效區(qū)域。在這個問題上，對于每一臂桿組件，從液壓缸的壓力流量特性可得出以下方程：當時；其中，Ai 是液壓缸的有效橫截面積;hi 是液壓缸的長度;Xi 是滑芯的位置；Psi 是供給壓力;P1i 是液壓缸的頂邊壓力；P2i 是液壓缸的桿邊壓力；Vi 是在液壓缸和管道的油量；Bi 是滑閥的寬度；γ 是油的密度；K 是油分子的黏度；c 是流量系數(shù)。2.3 連桿關系在圖 1 所示模型中，液壓缸長度改變率與桿臂的旋轉角速度的關系如下：(1)動臂(2)斗柄(3)鏟斗 當 時，2.4 扭矩關系從 2.3 節(jié)的連桿關系可知，考慮到液壓缸的摩擦力，提供的扭矩 τi 如下其中，Cci 是粘滯摩擦系數(shù);Fi 是液壓缸的動摩擦力。2.5 滑閥的反應特性 滑閥動作對液壓挖掘機的控制特性產生會很大的影響。因而，假定滑閥相對參考輸入有以下的一階延遲。其中， 是滑芯位移的參考輸入； 是時間常數(shù)。3 角度控制系統(tǒng)如圖 4 所示，θ 角基本上由隨動參考輸入角 θγ 通過位置反饋來控制。為了獲得更精確的控制，非線性補償和狀態(tài)反饋均加入位置反饋中。以下我們將討論這些細節(jié)的算法如下。3.1 非線性補償在普通的自動控制系統(tǒng)中，常使用如伺服閥這一類新的控制裝置。在半自動控制系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)自控與手控的協(xié)調，我們必須使用手動的主控閥。這一類閥中，閥芯的位移與閥的開度是非線性的關系。因此，自動控制操作中，利用這種關系，閥芯位移可由所要求的閥的開度反推出來。同時，非線性是可以補償?shù)模▓D 5） 。3.2 狀態(tài)反饋建立在第 2 節(jié)所討論的模型的基礎上，若動臂角度控制動態(tài)特性以一定的標準位置逼近而線性化（滑芯位移 X 10，液壓缸壓力差 P 110，動臂夾角 θ10） ，則該閉環(huán)傳遞函數(shù)為其中，Kp 是位置反饋增益系數(shù)；由于系統(tǒng)有較小的系數(shù) a1,所以反應是不穩(wěn)定的。例如，大型液壓挖掘機 SK-16 中。X10 是 0，給出的系數(shù) a0=2.7 10 ,a1=6.0 10 ,a2=1.2 10 .加上加速度?2??6??3?反饋放大系數(shù) Ka，因而閉環(huán)（圖 4 的上環(huán)）的傳遞函數(shù)就是加入這個因素,系數(shù) S 就變大，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定?？梢?，利用加速度反饋來提2高反應特性效果明顯。但是，一般很難精確的測出加速度。為了避免這個問題，改用液壓缸力反饋取代加速度反饋（圖 4 的下環(huán)） 。于是，液壓缸力由測出的缸內的壓力計算而濾掉其低頻部分[7，8]。這就是所謂的壓力反饋。4 伺服控制系統(tǒng)當一聯(lián)軸器是手動操控，而其它的聯(lián)軸器是因此而被隨動作控制時，這必須使用伺服控制系統(tǒng)。例如，如圖 6 所示，在反鏟水平動作控制中，動臂的控制是通過保持斗柄底部 Z（由 θ1 與 θ2 計算所得）與 Zr 的高度。為了獲得更精確的控制引入以下控制系統(tǒng)。4.1 前饋控制由圖 1 計算 Z，可以得到將方程（8）兩邊對時間求導，得到以下關系式，右邊第一個式子看作是表達式（反饋部分）將 替換成 1，右邊第二個式子.Z.?是表達式（前饋部分）計算當 θ2 手動地改變時，θ1 的改變量。實際上，用不同的△θ2 值可確定 1。通過調整改變前饋增益 Kff，可實現(xiàn)最佳的前饋率。采用測量斗柄操作手柄的位置（如角度）取代測斗柄的角速度，因為驅動斗柄的角速度與操作手柄的位置近似成比例。4.2 根據位置自適應增益調度類似液壓挖掘機的鉸接式機器人，其動態(tài)特性對位置非常敏感。因此，要在所有位置以恒定的增益穩(wěn)定的控制機器是困難的。為了解決這個難題，根據位置的自適應增益調度并入反饋環(huán)中（圖 6） 。如圖 7 所示，自適應放大系數(shù)（KZ 或Kθ）作為函數(shù)的兩個變量， 2 和 Z 、 2 表示斗柄的伸長量，Z 是表示鏟斗的高度。5 模擬實驗結論反鏟水平動作控制的模擬實驗是將本文第 4 節(jié)所描述的控制算法用在本文第2 節(jié)所討論的液壓挖掘機的模型上。 （在 SK-16 大型液壓挖掘機進行模擬實驗。 ）圖8 表示其中一組結果?？刂葡到y(tǒng)啟動 5 秒以后，逐步加載擾動。圖 9 表示使用前饋控制能減少控制錯誤的產生。 6 半自動控制系統(tǒng)建立在模擬實驗的基礎上，半自動控制系統(tǒng)已制造出來，應用在 SK-16 型挖掘機上試驗。通過現(xiàn)場試驗可驗證其操作性。這一節(jié)將討論該控制系統(tǒng)的結構與功能。6.1 結構圖 10 的例子中，控制系統(tǒng)由控制器、傳感器、人機接口和液壓系統(tǒng)組成?？刂破魇遣捎?16 位的微處理器，能接收來自動臂、斗柄、鏟斗傳感器的角度輸入信號，控制每一操作手柄的位置，選擇相應的控制模式和計算其實際改變量，將來自放大器的信號以電信號形式輸出結果。液壓控制系統(tǒng)控制產生的液壓力與電磁比例閥的電信號成比例，主控閥的滑芯的位置控制流入液壓缸液壓油的流量。為獲得高速度、高精度控制，在控制器上采用數(shù)字處理芯片，傳感器上使用高分辨率的磁編碼器。除此之外，在每一液壓缸上安裝壓力傳感器以便獲得壓力反饋信號。以上處理后的數(shù)據都存在存儲器上，可以從通信端口中讀出。6.2 控制功能控制系統(tǒng)有三種控制模式，能根據操作桿和選擇開關自動切換。其具體功能如下。反鏟水平動作模式：用水平反鏟切換開關，在手控斗柄推動操作中，系統(tǒng)自動的控制斗柄以及保持斗柄底部的水平運動。在這種情況下，當斗柄操作桿開始操控時，其參考位置是從地面到斗柄底部的高度。對動臂操作桿的手控操作能暫時中斷自動控制，因為手控操作的優(yōu)先級高于自動控制。鏟斗水平舉升模式：用鏟斗水平舉升切換開關，在手控動臂舉升操作中，系統(tǒng)自動控制鏟斗。保持鏟斗角度等于其剛開始舉升時角度以阻止原材料從鏟斗中泄漏。手控操作模式：當既沒有選擇反鏟水平動作模式，也沒有選擇鏟斗水平舉升模式時，動臂，斗柄，鏟斗都只能通過手動操作。系統(tǒng)主要采用 C 語言編程來實現(xiàn)這些功能，以構建穩(wěn)定模組提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。7 現(xiàn)場試驗結果與分析通過對系統(tǒng)進行現(xiàn)場試驗，證實該系統(tǒng)能準確工作。核實本文第 3、4 節(jié)所闡述的控制算法的作用，如下所述。7.1 單個組件的自動控制測試對于動臂、斗柄、鏟斗每一組件，以±5o 的梯度從最初始值開始改變其參考角度值，測量其反應，從而確定第 3 節(jié)所描述的控制算法的作用。7.1.1 非線性補償?shù)淖饔脠D 11 表明動臂下降時的測試結果。因為電液系統(tǒng)存在不靈敏區(qū)，當只有簡單的位置反饋而無補償時（圖 11 中的關）穩(wěn)態(tài)錯誤仍然存在。加入非線性補償后（圖 11 中的開）能減少這種錯誤的產生。7.1.2 狀態(tài)反饋控制的作用對于斗柄和鏟斗，只需位置反饋就可獲得穩(wěn)定響應，但是增加加速度或壓力反饋能提高響應速度。以動臂為例，僅只有位置反饋時，響應趨向不穩(wěn)定。加入加速度或壓力反饋后，響應的穩(wěn)定性得到改進。例如，圖 12 表示動臂下降時，采用壓力反饋補償時的測試結果。7.2 反鏟水平控制測試在不同的控制和操作位置下進行控制測驗，觀察其控制特性，同時確定最優(yōu)控制參數(shù)（如圖 6 所示的控制放大系數(shù)） 。7.2.1 前饋控制作用在只有位置反饋的情況下，增大放大系數(shù) Kp，減少△Z 錯誤，引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，導致系統(tǒng)延時，例如圖 13 所示的“關” ，也就是 Kp 不能減小。采用第 4.1 節(jié)所描述的斗柄臂桿前饋控制能減少錯誤而不致于增大 Kp。如圖示的“開” 。7.2.2 位置的補償作用當反鏟處在上升位置或者反鏟動作完成時，反鏟水平動作趨于不穩(wěn)定。不穩(wěn)定振蕩可根據其位置改變放大系數(shù) Kp 來消除，如第 4.2 節(jié)所討論的。圖 14 表示其作用，表明反鏟在離地大約 2 米時水平動作結果。與不裝補償裝置的情況相比較，圖中的關表示不裝時，開的情況具有補償提供穩(wěn)定響應。7.2.3 控制間隔的作用關于控制操作的控制間隔的作用，研究結果如下： 1.當控制間隔設置在超過 100ms 時，不穩(wěn)定振蕩因運動的慣性隨位置而加劇。2.當控制間隔低于 50ms 時，其控制操作不能作如此大提高。因此，考慮到計算精度，控制系統(tǒng)選定控制間隔為 50ms。7.2.4 受載作用利用控制系統(tǒng)，使液壓挖掘機執(zhí)行實際挖掘動作，以研究其受載時的影響。在控制精度方面沒有發(fā)現(xiàn)與不加載荷時有很大的不同。8 結論本文表明狀態(tài)反饋與前饋控制組合可以精確控制液壓挖掘機。同時也表明非線性補償能使普通控制閥應用在自動控制系統(tǒng)中。使用這些控制技術，允許即使是不熟練的司機也能容易和準確地操控液壓挖掘機。我們將這些控制技術應用在其它結構的機器上，如履帶式起重機，能使傳統(tǒng)結構的機器改進成為可讓任何人容易操控的機器。參 考 文 獻[1] J. Chiba, T. Takeda, Automatic control in construction machines, Journal of SICE 21 8 1982 40–46.[2] H. Nakamura, A. Matsuzaki, Automation in construction machinery, Hitachi Review 57 3 1975 55–62.[3] T. Nakano et al., Development of large hydraulic excavator,. Mitsubishi Heavy Industries Technical Review 22 2 1985 42–51.[4] T. Morita, Y. Sakawa, Modeling and control of power shovel, Transactions of SICE 22 1 1986 69–75.[5] H. Araya et al., Automatic control system for hydraulic excavator, R&D Kobe Steel Engineering Reports 37 2 1987 74–78.[6] P.K. Vaha, M.J. Skibniewski, Dynamic model of excavator, Journal of Aerospace Engineering 6 2 1990 April.[7] H. Hanafusa, Design of electro-hydraulic servo system for articulated robot, Journal of the Japan Hydraulics and Pneumatics Society 13 7 1982 1–8.[8] H.B. Kuntze et al., On the model-based control of a hydraulic large range robot, IFAC Robot Control 1991 207–212.附件 2：外文原文（復印件） 南京理工大學泰州科技學院畢業(yè)設計(論文)開題報告學 生 姓 名： 鄭銘學 號：05010152專 業(yè) ： 機械工程及自動化設計 (論文 )題目 ： 支座體加工工藝及關鍵工藝設計指 導 教 師 : 王栓虎2009 年 3 月 22 日開題報告填寫要求1．開題報告（含“文獻綜述” ）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；3． “文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15 篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊） ；4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標 GB/T 7408—94《數(shù)據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2009 年 3 月 15 日”或“2009-03-15”。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫2000 字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述摘要 支座體是機械產品的常用零件之一，它在機床上起到了關鍵作用。本文介紹了機械制造業(yè)及其現(xiàn)在與發(fā)展、國內外差距、支座體加工工藝及關鍵工序工裝設計的目的、加工工藝規(guī)程、工藝裝備等。關鍵詞 支座體 加工工藝 工藝裝備1 機械制造業(yè)及其現(xiàn)狀與發(fā)展在國民經濟的各條戰(zhàn)線上廣泛使用著大量的機械、機床、工具、儀器、儀表等工藝裝備。這些工藝裝備的制造過程總稱為機械制造，生產這些工藝裝備的工業(yè)即是機械制造業(yè) [1]。機械制造業(yè)的主要任務就是圍繞各種工程材料的加工技術，研究其工藝，并設計和制造各種工藝裝備。1.1 機械制造業(yè)的地位及作用機械制造業(yè)是國民經濟的基礎和支柱，是向其他各部門提供工具、儀器和各種機械設備的技術裝備部。據西方工業(yè)國家統(tǒng)計，機械制造業(yè)創(chuàng)造了60%的社會財富，完成樂45%的國民經濟收入 [2]。如果沒有機械制造業(yè)提供質量優(yōu)良、技術先進的技術裝備，那么信息技術、新材料技術、海洋工程技術、生物工程技術、以及空間技術等新技術群的發(fā)展將會受到嚴重的制約。因此，一個國家的經濟競爭歸根結底是機械制造業(yè)的競爭，機械制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個國家經濟實力和科學技術水平的重要標志之一 [3]。1.2 國內外差距機械制造業(yè)是一個歷史悠久的產業(yè)，經歷了一個漫長發(fā)展過程。蒸汽機和電力的兩次工業(yè)革命使機械制造業(yè)發(fā)生了巨大變革，世界各國都逐漸充分重視、發(fā)展和應用機械制造技術。經過建國五十多年的發(fā)展，機械工業(yè)已經成為我國工業(yè)中產品門類比較齊全，具有相當規(guī)模和一定技術基礎的支柱產業(yè)之一 [4]。改革開放以來，機械工業(yè)引進了大量的國外先進技術，加上國內自行研究開發(fā)的成果，使機械產品的結構正向合理化方向發(fā)展，對市場的適應能力日益明顯增強 [5]。但是，與工業(yè)發(fā)達國家相比，我國的機械制造仍存在階段性的差距。集中表現(xiàn)為制造技術的落后——在設計方法和手段、制造工藝、制造過程自動化及管理技術諸方面都明顯落后于工業(yè)發(fā)達國家。制造技術的落后嚴重制約了機械工業(yè)的進一步發(fā)展，使我國機械傳動工業(yè)的技術來源大部分依賴引進國外技術，全員勞動生產率低，機械產品質量差，可靠性低，缺乏競爭力 [6]。2 支座體體加工工藝及關鍵工序工裝設計的目的支座是用以支承容器或設備的重量，并使其固定于一定位置的支承部件。還要承受操作時的振動與地震載荷。如室外的塔器還要承受風載荷。其結構型式主要由容器自身的型式和支座的形狀來決定，通常分為立式支座、臥式支座和球形容器支座三類 [7]。支座體是一個常用零件，生產量比較大。機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件制造工藝規(guī)程操作方法等的技術性文件，它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效益，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的質量的重要保證的重要依據。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性 [8]。而夾具在工藝設備中占有十分重要的地位,它對保證工件的加工精度、提高生產效率、降低生產成本、擴大機床使用范圍等方面具有重要的作用。因此，夾具設計是機械加工中一項重要的工藝設備設計工作 [9]。3 加工工藝規(guī)程概述機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件制造工藝規(guī)程操作方法等的技術性文件，它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效益，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的質量的重要保證的重要依據。3.1 機械加工工藝規(guī)程的概念在生產過程中，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使之成為成品或半成品的過程，稱為工藝過程。它包括：毛坯制造、零件加工、部件或產品裝配、檢驗和涂裝包裝等。其中，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸、表面質量和性能等，使其成為零件的過程，稱為機械加工工藝過程 [10]。3.2 工藝規(guī)程在機械加工中的作用 工藝規(guī)程是指生產的主要技術文件。在制訂工藝規(guī)程時，首先要確?？茖W性與合理性，并在生產實踐中不斷改進和完善，而在生產中，則必須嚴格地執(zhí)行既定的工藝規(guī)程，這是產品質量、生產效率和經濟效益的保證 [11]。工藝規(guī)程是生產組織和管理工作的基本依據。由工藝規(guī)程所涉及的內容可見，產品投產前原材料及毛坯的供應，通用工藝裝備的準備。機床負荷的調整，專用工藝裝備的設計和制造，作業(yè)計劃的編排，勞動力的組織以及生產成本的核算等，都是以工藝規(guī)程作為基本依據的。在新建或擴建工廠或車間時，只有根據生產綱領和工藝規(guī)程才能正確地確定生產所需的機床和其他設備的種類、規(guī)格和數(shù)量，車間的面積，機床的布置，生產工人的工種、等級和數(shù)量以及輔助部門的安排等。因此，工藝規(guī)程也是工廠基礎建設的基本資料 [12]。4 工藝裝備概述工藝裝備簡稱“工裝”，是指為實現(xiàn)工藝規(guī)程所需的各種刃具、夾具、量具、模具、輔具、工位器具等的總稱。使用工藝裝備的目的；有的是為了制造產品所必不可少的，有的是為了保證加工的質量，有的是為了提高勞動生產率，有的則是為了改善勞動條件 [13]。4.1 刀具刀具是切削加工的主要工具之一。刀具種類繁多，形狀各種各樣。但就刀具的切削部分而言，均可看作車刀的演變，因此車刀是最基本的切削刀具。由于切削加工是在高溫、劇烈摩擦和很大的切削力、沖擊力的條件下進行，因此作為刀具材料，必須具備高的硬度、高的耐磨性、高的耐熱性、足夠的強度和韌性以及一定的工藝性能等。4.2 機床夾具 夾具是卡緊工件用的。比如機床加工時，主軸有幾千轉的轉速，工件必須要固定好，否則工件飛出傷人后果嚴重。卡具設計要合理，即卡緊可靠，又要定位準確，較少誤差，并保護好已加工好的表面。才能保證工件質量。夾具是機械加工不可缺少的部件,在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發(fā)展。為保證工件的加工要求，必須使工件在機床上處于準確的位置，夾具就是用來實現(xiàn)這一要求的。夾具的作用有四點：(1) 保證加工精度 、(2) 提高生產率、降低成本、(3) 擴大機床的工藝范圍 、(4) 減輕工人的勞動強度 [14]。4.3 量具量具的選擇，主要應根據零件的生產類型和所要求的檢驗精度來選擇。在沖模生產中，一般都應用通用量具，如游標卡尺、千分尺、百分表、深度尺、量規(guī)等。但對于一些要求精度較高的沖模零件，則需要采用投影儀、萬能工具顯微鏡及三坐標測量儀等測量。有時，較精密的坐標磨床，也可以作為測量孔距和孔徑之用 [15]。5 總結 我國機械制造還有很長一段路要走，需要現(xiàn)代制造先進設備，及 CAD/CAE/CAM 計算機輔助設計、模擬、制造一體化，機械制造技術未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化、高速化生產與高精度化發(fā)展。通過查閱相關資料，對支座體加工工藝的編制和夾具設計的理解，明白了機械制造加工工藝的編制對機械產品的制造是相當重要的，直接影響著機械產品的加工質量和生產效益。參 考 文 獻[1] 濮良貴，紀名剛. 機械設計[M]. 第八版，北京：高等教育出版社，2006.[2] 楊可楨. 機械設計基礎[M]. 第四版，北京：高等教育出版社，2004. [3] 徐發(fā)仁. 機床夾具設計[M]. 重慶大學出版社，1996.[4] 肖斌，焦?jié)M囤. 高速加工的優(yōu)越性及其核心技術[J]. 機械工程師，1999.[5] 徐璉，邱宣懷.機械設計手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社，1991.[6] 吳恒文.機械制造概論［M］.重慶:重慶大學出版社，1993.[7] 江南學院等主編. 機床夾具設計[M]. 南京：機械工業(yè)出版社，1995.[8] 趙月望.機械制造技術實踐［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1993.[9] 鞏秀長.機床夾具設計原理［M］.濟南：山東大學出版社，1993.[10] 王紹俊主編. 機械制造工藝設計手冊[M]. 黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1987.[11] 張福潤. 機械制造工藝學 [M]. 武漢：華中立理工大學出版社，1998. [12] 王先逵. 機械制造工藝學[M]. 上海：上海科技出版社，1998.[13] 馮辛安，黃玉美等編著. 機械制造裝備設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1998.[14] 王黎明.適應現(xiàn)代機床要求的新型夾具[J].產品與技術，1999，11（4）：92～93.[15] 溫汝賢. 數(shù)控銑床系統(tǒng)改裝的接口技術 [J].新技術新工藝，1996. 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：本課題是支座體加工工藝及關鍵工序工裝設計，并在此基礎上，選擇關鍵工序之一進行專用夾具及加工用組合機床設計。因此需要研究和解決的問題如下：1. 支座體加工工藝及關鍵工序工裝設計；2. 關鍵工序之一的專用夾具設計；3. 關鍵工序之一的加工用組合機床設計。針對第一個問題擬采用的研究手段如下：熟悉工件的零件圖，依據“先加工基準面，后加工其他表面” ， “先加工平面，后加工孔” ， “先加工主要平面，后加工次要平面” ， “先安排粗加工，后精加工” ，再結合工件的實際情況，來安排工序。工藝裝備包含：刀具、量具、夾具、輔具。工藝裝備的設計得依據工序來設計。針對第二個問題擬采用的研究手段如下：熟悉本工序的內容及要求及零件尺寸、表面粗糙度的要求和形位公差的要求，了解夾具設計的原則、夾具的構成，依據工件的實際情況設計本工序的夾具。針對第三個問題擬采用的研究手段如下：了解機床的構成，依據機床設計的原則，工件、夾具的具體情況，本工序的加工要求，查閱相關資料來設計機床，并完成“三圖一卡的制作” 。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告指導教師意見：1．對“文獻綜述”的評語：2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：指導教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日 南京理工大學泰州科技學院畢業(yè)設計說明書(論文)作 者 : 鄭銘學 號：05010152系 　 部 : 機械工程系專 業(yè) : 機械工程及自動化題 目 : 支座體加工工藝及關鍵工序工裝設計指導者： 評閱者： 2009 年 6 月副教授王栓虎畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 中 文 摘 要支座體是某企業(yè)產品中的關鍵零件之一，本課題要求根據企業(yè)生產需要和支座體零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設計，在此基礎之上，選擇其關鍵工序之一進行專用夾具及加工用組合機床設計，并完成必要的設計計算。本機床所用夾具的通用性強，工件采用液壓定位夾緊，快速方便。定位采用一面一心軸的定位方式，夾緊采用液壓加緊，采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。由于支座體的生產量比較大，為了保證產品質量，提高加工效率，需要對其加工工藝進行優(yōu)化設計，并在關鍵工序使用組合機床或專用機床進行加工。關鍵詞 支座體 零件分析 工藝路線 夾具設計 組合機床畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 外 文 摘 要Title Support Body Processing Craft and Critical Process Workclothes Design AbstractThe support body is one in some enterprise product crucial elements, this topic request produces according to the enterprise needs with the support body components processing request, first completes the components the processing technological process design, above this foundation, chooses one of its critical processes to carry on the unit clamp and the processing with the aggregate machine-tool design, and completes the essential design calculation. This engine bed uses jig's versatile, the work piece to use the hydraulic pressure localization clamp, fast convenient. The localization uses a spindle's locate mode, the clamp uses the hydraulic pressure to step up at the same time, to select this method definitely to be able to satisfy the accuracy requirement. Moreover simple convenient, the production cost is low, the versatility is good. Because the support body's productivity is quite big, for the quality assurance, raises the processing efficiency, needs to carry on the optimization design to its processing craft, and carries on the processing in the critical process use aggregate machine-tool or the special purpose machine.Keywords Support body Components analysis Craft route Jig design Aggregate machine-tool