加工工艺设计与工厂设计研究论文

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数控车加工薄壁组合零件工艺分析与加工方案摘要：在数控车加工过程中，经常碰到一些薄壁零件的加工。本文详细分析了薄壁零件加工的特点、防止变形的工艺方法、车刀几何角度及切削参数的选择，结合在教学实践中的实例设计出加工方案。关键词：薄壁零件 工艺分析 加工方案1 薄壁工件的加工特点车薄壁工件时，由于工件的刚性差，在车削过程中，可能产生以下现象。 因工件壁薄，在夹压力的作用下容易产生变形。从而影响工件的尺寸精度和形状精度。当采用如图1所示三爪卡盘夹紧工件加工内孔时，在夹紧力的作用下，会略微变成三角形，但车孔后得到的是一个圆柱孔。当松开卡爪，取下工件后，由于弹性恢复，外圆恢复成圆柱形，而内孔则如图2所示变成弧形三角形。若用内径千分尺测量时，各个方向直径D相等，但已变形不是内圆柱面了，这种现象称之为等直径变形。 因工件较薄，切削热会引起工件热变形，从而使工件尺寸难以控制。对于线膨胀系数较大的金属薄壁工件，如在一次安装中连续完成半精车和精车，由切削热引起工件的热变形，会对其尺寸精度产生极大影响，有时甚至会使工件卡死在夹具上。 在切削力（特别是径向切削力）的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度，形状、位置精度和表面粗糙度。2 减少和防止薄壁件加工变形的方法 工件分粗，精车阶段 粗车时，由于切削余量较大，夹紧力稍大些，变形也相应大些；精车时，夹紧力可稍小些，一方面夹紧变形小，另一方面精车时还可以消除粗车时因切削力过大而产生的变形。 合理选用刀具的几何参数 精车薄壁工件时，刀柄的刚度要求高，车刀的修光刃不易过长（一般取），刃口要锋利。 增加装夹接触面 如图3所示采用开缝套筒或一些特制的软卡爪。使接触面增大，让夹紧力均布在工件上，从而使工件夹紧时不易产生变形。 应采用轴向夹紧夹具 车薄壁工件时，尽量不使用径向夹紧，而优先选用如图4所示轴向夹紧方法。工件靠轴向夹紧套（螺纹套）的端面实现轴向夹紧，由于夹紧力F沿工件轴向分布，而工件轴向刚度大，不易产生夹紧变形。 增加工艺肋 有些薄壁工件在其装夹部位特制几根工艺肋，以增强此处刚性，使夹紧力作用在工艺肋上，以减少工件的变形，加工完毕后，再去掉工艺肋。 充分浇注切削液 通过充分浇注切削液，降低切削温度，减少工件热变形。3 数控车削薄壁件参数选择数控车床进行薄壁件加工时，具有较大的优势，对于直径较小（φ160mm以内），长度短（250mm以下），壁厚为的薄壁工件，可以一次性车削成型。但应注意不要夹持在薄壁部位，同时应选择合适的刀具角度，具体的刀具角度如下。 外圆精车刀 Kr=90°～93°，Kr’=15°α0=14°～16°，α01=15°，γ0适当增大，刀具材料为YW1硬质合金。 内孔精车刀 Kr=60°，Kr1=30°，γ0=35°α0=14°～16°，α01=6°～8°，λs=5～6°，刀具材料为YW1硬质合金。 精加工车削参数Vc=160mm/min，f=，αp=～。通过以上分析，本例的薄壁工件可采用悬臂装加的方式进行加工。4 加工薄壁件难点分析本例工件除了加工薄壁件的难点外，还有加工内凹半圆?外凸半圆以及T型槽的加工难点。对于内凹半圆，采用R3的圆弧形车刀进行加工；对于外凸半圆，则采用外切槽刀进行加工；对于T形槽 ，则采用35°菱形刀片机夹式车刀进行加工，其主偏角取93°，副偏角取52°。5 薄壁组合件加工方案本例加工薄壁组合工件如图8所示，加工方案如下： 加工件3右侧内外轮廓如图5所示，注意先加工外轮廓，再加工外轮廓，保证φ58，ф52外圆尺寸，同时保证ф48，φ23内孔和内锥孔的精度要求。 掉头装夹，以φ23内孔表面作为校正面进行校正，加工件3左侧外轮廓及内锥孔，保证各项精度要求。 加工件2左侧内孔及外圆台阶如图6所示，保证φ70外圆尺寸，同时保证φ48，ф58内孔和M56×2-6H内螺纹的精度要求，用件3与之螺纹旋和，保证配合精度要求。 拆除件2，加工件1左侧内外轮廓如图7所示，先加工外轮廓再加工内轮廓，注意薄壁件的悬臂加工以及外凸半圆和内凹半圆的加工刀具及加工方式。 掉头采用一夹一顶的方式装夹件1，加工件1右侧外轮廓，保证φ58，φ48，φ23，φ16的外圆尺寸及M56×2-6g的外螺纹尺寸的精度要求。 不拆除件1，用螺纹连接方式安装件2，加工件2外轮廓，保证φ80外圆及T形槽的各项精度要求。 拆下件1，以件2的Ф80的外圆作为装夹表面，校正Ф48内轮廓后加工件2左侧内轮廓，保证Ф58内孔和M56×2-6H内螺纹的精度要求，用件3和件1与之试配，保证配合精度要求；如图8所示。 拆下工件，去毛倒棱，进行工件组合并进行自检。本例的关键是进行合理的工艺分析，选择合理的加工方案，合理的选择刀具及切削参数，而工件的编程难度不大，这里就不再做叙述。6 结语本文阐述了薄壁工件的加工特点，减少和防止加工变形的方法，加工难点分析以及数控车削薄壁件参数的选择，确定了薄壁组合件加工方案。经生产实践证明，该加工方案切实可行，能保证薄壁组合件的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度和装配质量都满足图纸要求，可为类似零件和产品的机械加工提供一定的借鉴。参考文献：[1]刘立.数控车床编程与操作.北京：北京理工大学出版社..[2]职业技能鉴定教材编审委员会.车工.北京：中国劳动出版社..[3]穆国岩.数控加工编程与操作.北京：机械工业出版社..转

21世纪是数字化的时代、信息的时代、也是设计的时代。设计是当今企业乃至国家寻求发展的重要因素。下文是我为大家搜集整理的工业设计毕业论文优秀范文的内容，欢迎大家阅读参考! 工业设计毕业论文优秀范文篇1 浅谈以人为本的工业设计认知观 一、工业设计初体验 印象中的工业设计，可以设计汽车，可以设计飞船，总是感觉这个专业非常强大，无所不能，只要你说得出来，它都可以参与进去。在学习工业设计的时候，很多男生心里都有一个梦想，希望自己在毕业之后能够成为一名汽车设计师，我也一样。于是对于工业设计的理解就是不停地画草图，努力地学软件。理想很丰富，很美满，等我们走进了工业设计这个专业，才发现它和自己想象中的设计有太多的不同，才真正体会到说设计就好比“戴着镣铐跳舞”这句名言的真谛。汽车设计师，准确说应该叫概念汽车造型设计师，这是现在的我对于当时那个梦想的定义。这个梦想破灭的同时，意味着我对工业设计的理解多了一点认识。我们在学生年代对于工业设计的认知，关注更多的是在产品的造型层面，纯粹在产品的形态和色彩上花心思，再赋予产品一些自以为是的材料和工艺，这个时期所提出的一些方案，现在想来都不敢称为设计，顶多也就是带着一丝想法的幼稚的草图，而且都只能停留在纸上。毕业之后，在企业里任职期间才接触了设计，发现自己对于这个专业有太多的不足，需要学习很多实践性的专业知识。我把更多的时间用在专业技能的提升上，以及对于产品材料构造、工艺结构知识的实践上，对于产品的制造与生产有了初步的了解。同时也学习了市场与设计的一些关系，市场需要什么，企业就会生产什么，哪个产品好卖，客户就会让我们“设计”什么样的产品。 在从学生到参加工作的这段时间，之前一些天真稚嫩的想法都不再有了，而是多了一些实际的考虑，懂得思考把作品变成产品的可能性因素，偶尔也会思考设计的过程合理性，在这个过程中才发现客户主导了设计的方向。这时候，我才懂得去思考关于工业设计的认知问题，有了想法掌握了技能懂得了生产，做出了方案满足了老板完成了任务，这就叫工业设计吗?在这个过程中，产品是主体，客户是最终目标，也就是说只要搞定了老板就意味着项目的成功。这种描述好像和标准的工业设计定义有太大的区别。产品、客户、消费者，我们的工业设计到底要搞定谁呢?谁是重点?显然，如果工业设计关注的重点是客户的话，我觉得是不可取的，这样的话我感觉自己不像个设计师，因为老板让我干什么我就干什么，那还需要我干什么呢?他需要的只是一个绘图员而已，顶多称为产品外观设计师。 二、从手机谈工业设计 工业设计的目标是不是产品呢?我们都知道工业设计有狭义和广义之分，而狭义上的工业设计把重点放在了有形的实体产品上，即产品设计。在这里，我想以自己对工业设计的理解从设计的角度去说说手机这个实体产品。第一台手机是由摩托罗拉生产的，大哥大的手机造型直到现在都深入人心。手机通信技术的发展经历了模拟手机时代、GSM时代、2G/3G时代以及现在即将普及的4G时代。随着技术的不断进步，手机的样式也是千变万化，从笨重的大哥大到今天轻薄的苹果6，工业设计在手机这个产品上扮演着极其重要的角色，特别是在2G时代，上百个品牌上千种手机造型，让你眼花缭乱。诺基亚品牌是2G时代手机市场中的大哥大，一年甚至可以推出一百多款手机造型，摩托罗拉、索尼品牌手机紧随其后，这些品牌的工业设计做得非常成功，直到现在都能让人记得那一款款经典机型。但是到了3G/4G时代，这些品牌风光不再，诺基亚被微软收购，MOTO被谷歌吞并，索尼退出手机市场，在激烈的手机市场份额竞争中，这些曾经的手机品牌王者退出了历史舞台。 在这个过程中，竞争虽然激烈，但是苹果手机却能够独树一帜，生存并发展壮大到今天王者的地位。我们可以研究一下苹果的工业设计，从第一代手机到现在的6S，每年推出的产品屈指可数，但是它的品牌生命力和产品竞争力不是其他品牌所能够比拟的。手机工业设计已从2G时代的机海战术，变成了现在3G、4G时代的机皇战术。然而，3G、4G时代各个品牌的手机造型，却都是大同小异，大屏幕、轻薄化。如果说砖头一样的大哥大是属于MOTO的经典之作，那么现在瓦片一样的大屏手机又能够代表哪个品牌呢?显然工业设计在手机的2G时代是最火热的，因为手机造型的需求量非常大。 反之，3G、4G时代手机的工业设计是难的，但绝对不是因为需求量变小，有技术成分的因素，也有设计方向的转变问题。如果手机继续发展下去，它还会需要工业设计吗?我认为手机品牌的激烈竞争，成也工业设计败也工业设计，关键在于看这些品牌怎样来理解工业设计的概念。同样，电视机产品的工业设计也面临这个问题，发展到今天，电视机已经连边框都没有了，我们还能设计什么呢?设计电视的底座和支架吗?如果我们还只是把工业设计理解成产品造型设计，那手机和电视机的发展无疑会告诉你，以这样的观念来选择工业设计那是没有前途的。特别是当前的3D打印技术的猛烈发展，也进一步地验证了这一点，想法人人都可以有，再加上万能的3D打印，可以想象，当人人都是设计师的时候，就不存在设计师的说法了。所以，如果我们把工业设计的重点定位在产品上，手机、电视机、3D打印机的发展都能够说明这个发展方向的局限性。那么，工业设计的重点只能是放在“人”身上，我们必须从狭义的工业设计概念中跳出来。广义的工业设计概念，把工业设计理解成一个以人为本的设计服务过程，要求我们不能再用传统的眼光、方法来对待工业设计，要走出传统的工业设计定义范畴。 三、工业设计中的造型与结构 之前谈过学生时代有成为汽车设计师的梦想，这个梦想也只是建立在狭义的工业设计概念认知基础上，关注的只是产品的造型色彩，甚至连产品的结构设计都忽略了。这个阶段自然不会考虑造型设计与结构设计之间的关系，也可以说是结构设计无意识地服从了造型设计。在有了一定的工作经验之后，发现在设计过程中存在这样那样条条框框的限制，特别是在结构设计这个环节，给我们造成很大的困扰和压力，更多的项目只是要求在现有产品结构的基础上进行外观的设计，这时候的造型设计必须服务结构设计，这也可以称为我们设计的初体验。在积累了比较扎实的设计经验之后，我们就得反思这个设计过程，真正产品的创新绝不是停留在造型上，绝不是被限制在结构上，相反，它对于结构设计提出更高的要求。我们开始慢慢意识到产品的创新，应该包括但不限于产品的造型创新及结构创新。在反思的过程中，我们开始学会以广义的工业设计去思考设计问题，把工业设计的重点从产品、客户身上转移到人的因素上，从消费者的角度去寻找产品创新机会的突破口。此时此刻才能体会到，成熟的工业设计师在产品创新的过程中，更多的是关注人的需求，以人的需求为导向来主导设计过程，有意识地让结构设计来配合造型设计。 四、关于工业设计的改良与创新 设计的目的是为了创新，创新的方法中包括了改良型设计和创新型设计。直到现在，我认为我所经历过的设计，百分之九十九都是属于改良型设计，还剩的百分之一，其实也只是自己一相情愿的想法而已。深圳山寨机，莆田高仿鞋，它们为什么会存在并广为人知，我认为不仅仅是因为它们具有市场。山寨、高仿也是属于产品改良型设计，因为我们的设计需要经历这样一个过程，借鉴的过程。但是在这个过程之后，很多厂商从山寨、高仿得到好处之后却不懂得创新，一味地改良，导致产品没有了竞争力，企业丧失了发展的机会而被淘汰。工业设计更多的是需要创新性设计，而不是改良型。所以山寨、高仿不是有效的可持续的创新途径，从2008年温家宝给中国工业设计协会写了要高度重视工业设计开始，就注定了山寨机、高仿鞋的灭亡。企业对于工业设计的认识不能停留在单一的改良设计来进行产品创新，应该将创新的重点从产品设计过程转移到设计的研究过程，从产品的生产制造过程转移到人与产品相互关系的研究，进行以人为本的创新性产品设计开发。 五、工业设计的广与精 随着这几年工业设计市场的不断成熟，市场竞争也越来越激烈，怎样保证工业设计的竞争力，成为我们不得不去思考的一个问题。俗话说术业有专攻，工业设计想做得好，就必须得把它做精，通过去细分市场来实现。一方面，我们可以专注于某个行业的工业设计，在这个产品领域内积累出雄厚的设计力量，形成行业内的拳头产品保持竞争力。另一方面，我们也可以专注于工业设计内的某个环节，比如战略咨询、产品规划等工业设计前期内容，也可以是产品设计、制造、生产等后期环节。工业设计是一项高度综合性的交叉学科，美学、经济学、心理学力学等学科知识都有涉及，它是一门系统性的综合学科，所以我认为每一个成功工业设计案例的背后，都站着一群人，而不是某一个人的功劳。 工业设计强调个人分工的同时更注重团队协作来完成项目。我所理解的工业设计，不再像以前那样，通过理想化的个人英雄主义形式来完成设计救赎，这种形式的设计对于当前形势下的工业设计不科学不合理，不可取，不利于工业设计未来的发展。既然是团队合作、个人分工，那么我们在选择工业设计的时候，就可以根据自己的实际情况，有针对性地选择学习和锻炼工业设计的某个环节或者方向，这样就可以实现工业设计的深耕细作，这样才能够让工业设计的生命力更加旺盛，让自己具有核心的竞争力。随着工业设计理念的不断发展和完善，设计已经从对产品、对物的关注转向了对人的关注，对人的生活和情感的关注，转向了对人类生存环境的关注，出现了很多新的设计理念：体验式设计、交互式设计、服务设计等，所以我们也应该抛弃传统的工业设计观念，走进以人为本的广义工业设计概念中，与时俱进。 工业设计毕业论文优秀范文篇2 试谈实用主义工业设计 1当前我国的消费文化以及设计道德状况探讨 实用主义为了达到效用与利益的目标可以摒弃原则与假定必需的东西，无疑这会带来很多社会问题:为了卫生与方便，我们每天都在制造一次性餐具垃圾，每个婴儿都会用尿不湿，每次购物都会有一个甚至一堆塑料袋，每次喝饮料都会制造一个塑料瓶废品等等，这直接导致了资源的大量浪费以及城市周边堆积如上的垃圾堆，我们不禁反思实用和主义、工业化到底给我们带来了什么?工业设计价值观作为社会价值观的一部分，也具有社会整体价值观的一般的特征。工业设计的目标是服务工业生产，辅助实现工业产品效益并提高产品的附加价值，由于人们无休止的私欲激发了工业的生产，从而使设计不由自主的卷入其中，成了工业化的傀儡而不能自拔。 2我国设计应具有的道德及文化 在设计方面，每个民族都有自己的特征鲜明并且积极的设计文化与道德，同样，我国有着深厚的民族底蕴与传统美德，有着丰富的关于造物的文化与道德观。关于器物道德的记载，最早见于《道德经》，老子说:“道生之，德畜之，物形之，器成之。是以万物莫不尊道而贵德。意思是说，器成，需要有事物的规律与生产方法，其次是器物的文化与德行，再加上物质条件赋予其外形。可见，先秦时期的造物道德放之今日依然有其现实意义，我们现在的工业生产何尝不是如此呢?每个行业需要具备生产工艺、行业规范、行业文化等，再加上具体产品，才能达到“器成”的要求。宋明时期，理学倡导“存天理，灭人欲”，主张抑制私人欲望，将伦理道德推向极致，这种思想也直接影响了当时的器物文化。虽然没有直接说明当时的器物思想，但是通过当时的社会价值观可以窥见当时的器物文化，毕竟器物文化来源于社会文化。 例如，宋代的瓷器，釉色朴素，形态不事雕琢;明代家具，无论造型、材料还是其中的人文思想，都是古今设计的典范。通过这种禁欲与推崇伦理道德的思想可以看出，我国古代的正统思想重视事物的自然规律，重视人的修养及德行的提高，以禁欲来维护世间道德，可以说，体现出了我国传统文化主张朴素、维护自然及社会道德的特征。在今日我国市场经济条件下，显然这种思想是行不通的，因为实用主义生活哲学占据了社会主流地位，每个人都在追求个人利益的最大化，都在实现自我的最大发展，也因此使社会出现很多重效益不计后果、重指标不计投入的社会现象，但是，这不是我们当今社会的本质要求。针对以往粗放型的经济发展模式以及生活方式，我国提出“资源节约型、环境友好型”的经济发展新方针，强调“可持续发展”目标，不再以指标作为唯一的衡量标准，经济增长由粗放型改为集约型，这些都体现出当前我国充分考量了资源、环境与人的关系，更加注重系统的和谐发展。试问，这些现象不正是“天人合一”的体现吗?可见，我们并不是没有工业设计的文化与道德，只是人们忙于实现自身的利益、贪图方便与效率，从而导致了上述问题的发生。 3设计道德回归的可能性分析 工业设计道德的回归首先需要社会生活道德、生活哲学的回归，毕竟有什么样的生活道德与哲学，就有什么样的消费哲学与设计哲学。我国传统哲学是以儒家哲学为主导，儒、道、释三教相融合而发展，形成我国传统哲学的基本特征，而当代我们面临的是西方哲学思想的冲击，能否形成中西哲学的融合与发展是当代我国当代哲学发展的新挑战。牟宗三先生的说过，“中国未来的哲学特质，在于中国传统主流哲学与当代西方哲学的融合，从而形成新时代特征的中国哲学。”[3]我国正处在传统文化与西方价值观激烈碰撞的时代，受西方哲学、价值观、生活方式影响很大。 但可喜的是，近年来我国逐渐重视传统文化与传统哲学，逐渐对当代不良的、实用主义特征的重指标、重眼前效益的价值观进行了纠正，开始回归“可持续发展”观，“环境友好型”“资源节约型”等，既重视效益又协调整体协调的全面发展观，颇有“存天理”“致良知”“天人合一”的哲学意味。同时，主流媒体加大了工艺公告的投放力度，对社会节约、环保、和谐等思想进行了大力弘扬，这些都是我国传统哲学思想与优秀传统发扬的典型例子。通过这些现象可以看出，我们在中西方道德文化激烈碰撞中并没有迷失自己，而是把握住了自己文化的前进方向，从而对弘扬具有我国传统哲学特征的价值观、器物观有着积极的建设意义，社会哲学、价值观问题的解决，工业道德、设计道德问题也会水到渠成。实用主义的社会哲学，是以个人、民主、进化的观念为基础。 4结语 工业设计道德的回归需要工业文化的回归，更需要社会大众生活态度的转变与价值观的转变，而这些又是与社会时代哲学密不可分的。通过新中国成立以来经济、社会的快速发展，我们既从实用主义哲学中收到巨大的建设成果，也在享受成果的同时忍受了种种社会苦果，现在我们终于慢慢意识到一味追求传统哲学不可取，一味崇拜实用目标也不可取，只有将二者结合，发挥各自的优势，才能均衡社会哲学文化的体系，从而产生具有符合我国当代哲学观的设计。 工业设计毕业论文优秀范文篇3 浅析混合现实技术在工业设计的作用 虚拟现实技术 虚拟现实是以可计算信息为基础的一种沉浸式交互环境，此现代高科技的核心为计算机技术，进而形成以味觉、触觉、视觉、嗅觉和听觉为主导的感官世界和虚拟环境，用户可通过各项传感设备实现与虚拟环境的交互，进而产生相互影响和身临其境的作用。虚拟现实技术具有构想性、交互性和沉浸性的基本特征，是综合人工智能技术、计算机图形学、计算机网络技术、多媒体技术和仿真技术的一种计算机高级人机界面，通过多传感技术和并行处理技术，向用户提供良好的触觉、听觉和视觉等感官功能，用户可沉浸于该虚拟境界，通过手势和语言等方式与其建立起实时交互，为用户创建起适应用户需求的多维信息空间。 混和现实技术 混合现实技术是基于虚拟现实技术发展起来的一种增强现实技术，通过可视化技术和计算机图形技术实现现实环境中没有的虚拟对象，在传感技术的帮助下在真实环境中准确“放置”虚拟对象，使虚拟对象和真实环境同时叠加至一个空间。用户可通过头盔显示器等显示设备观察现实环境与虚拟对象融合的新环境，从而产生一个全新的感官世界。混合现实技术为用户提供了不同于日常生活的感知信息，人们在接触真实世界的同时，也可接触到虚拟的信息内容，通过叠加和补充两种信息，使用户获得良好的使用体验。混合现实技术的核心是通过附加信息增强用户对现实环境的感知和观察，而非将现实世界转换为虚拟世界。 混合现实技术在工业设计中的应用 混合现实技术是基于虚拟现实而发展和普及的，故和虚拟现实系统的硬件结构有一定的一致性和继承性。计算机课可通过混合现实系统将虚拟的图像、文字和物体生成相关信息，并将这些信息叠加在用户可视范围内，使用户可感官真实物体上的虚拟信息。这些与现实相关的虚拟辅助信息可有效增加用户的使用体验，而注册和显示是混合现实中的关键技术，该系统中不可或缺的外部设备为方位跟踪器和头盔显示器。 1.产品的外形设计 混合现实技术可被运用于产品外形设计，可根据对产品的研发要求，多次评测和修改产品的外形，此类修改方式对产品方案修改效率的提高具有积极意义，在很大程度上减少了产品研发风险，有利于建模数据的构建，而冲压模具的基础设计和仿真加工等环节也可直接运用系统生成的建模数据。 2.产品的布局设计 混合现实技术也可用于研发布局较为繁杂的产品，可对产品布局进行相应的整合和设计。该技术的应用可有效显示出产品布局，使设计者直观全面的观察产品设计，避免不合理的设计问题出现，最大化的提升产品结构和布局的设计，使产品布局具有较高的准确性。(本文来自于《设计艺术》杂志。《设计艺术》杂志简介详见.) 3.产品的运动和动力学仿真 运动物件类产品设计需注重工作时产品的运动协调关系，针对产品运动时可能出现的问题进行重点核实，例如动力学性能、产品强度和运动干涉检查。现阶段的企业生产线均由各个环节组合而成，各个环节间的配合度和协调度在很大程度上决定了产品的生产质量。混合现实技术可在产品生产环节的基础上设计出仿真技术，该仿真技术可有效设计和配置生产工作流程，具有直观性的特点。 3D技术和混合现实技术是广告设计中的主力军，两者的合理组合可有效实现逼真的广告效果。混合现实技术和三维动画技术可将产品外形直观的置入广告中，且将产品内部结构通过模型向受众展现出来。此外，这两项技术的运用还可详细介绍该产品的生产过程，例如产品的维修、装配、工作和使用等过程，在网络技术发达的21世纪，产品广告和产品推广活动的核心就是直观、生动，在传播方位方面较为广泛。现阶段的网络漫游技术是扩宽广告范围的关键，对产品广告的详细程度和推广范围具有积极影响，例如工厂、城市、车间、设计图纸和机器结构，使用户可快速准确的获取广告信息。 随着科学技术的发展，混合现实技术已经被日渐运用在社会的各个领域，而混合现实技术的发展和普及对产品设计产生了较为深远的影响，直接导致产品设计和生成手段的改变。混合现实技术促进了产品设计思维的活跃，虽然混合现实技术被运用于各领域的时间较短，在一定程度上存在缺陷，但其自身所具有的优势确定了其成为人机接口的重要方式。产品通过运用混合现实技术，实现产品生产过程的数字化，而虚拟产品的设计不论从信息存储还是功能上均与现实计算机模型接近，高度相似的虚拟产品促进了虚拟现实技术的发展，也使其成为产品设计中的主要方式。 猜你喜欢： 1. 浅谈工业设计论文范文3篇 2. 工业设计论文的范文 3. 工业设计毕业设计优秀论文 4. 工业设计毕业论文范文 5. 工业设计专业毕业论文

摘要:介绍了普通车床的数控改造条件,同时介绍了对CA6140车床的主传动系统和进给传动系统进行了数控化改造 的过程。改造后的数控车床的加工能力、自动化水平和加工精度明显提高。同时介绍了该车床机电联动调试的经验。 关键词:普通车床;数控改造 中图分类号: TG659 文献标识码: B 文章编号: 1001-3881 (2006) 4-208-2 企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展,它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前,采用先进的数控机床,已成为我国制造技术发展的总趋势。购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,而改造旧机床、配备数控系统把普通机床改装成数控机床也是提高机床数控化率的一条有效途径。我校为适应现代化生产和教学,对CA6140车床进行了数控化改造。 1 机床数控化改造的条件 1·1 机床基础件有足够的刚性 数控机床属于高精度机床,工件移动或刀具移动的位置精度要求很高,必须在0·001~0·01mm之间,高的定位精度和运动精度要求原有机床基础件具有很高的静刚度和动刚度。本次用于改造的CA6140车床自购进后一直保养良好,机床基础件刚性满足要求。 1·2 机床数控改装的总费用合适,经济性好 机床数控改装分两部分进行:一是维修机械部分。更换或修理磨损零件,调试大型基础零件,增加新的功能装置,提高机床的精度和性能,另一方面是舍弃原有的一部分进给系统,用新的数控系统和相应的装置来替代。改造总费用由机械维修和增加的数控系统两部分组成。若机床的数控改造的总费用仅为同类型车床价格的50% ~60%时,该机床数控改造在经济上适宜。经过考查,若购买同样配置的车床约需10万元,而我校机床数控改造的总费用为5·1万元,仅占51%,因此该机床数控改造在经济上是合适的。 2 系统配置及主要技术规格 该系统由SIEMENS 802S系统、接口电路、驱动线路及步进电机等组成,另外还配有自动转塔刀架、主轴变频调速器及主轴编码器等,系统属开环控制系统。其主要技术性能和参数如下: (1)系统控制部分。采用SIEMENS 802S系统,键盘和显示部分装在面板上。 (2)系统软件具有若干指令。其中加工指令有 直线、斜线、螺纹、锥螺纹和圆弧等5条指令。可实现车削外圆、端面、台阶、割槽、锥度、倒角、螺纹、顺圆弧和逆圆弧等操作。控制指令有结束循环、暂停、延时、延时换刀、编码换刀、通讯等,与加工指令配合,可加工出各种较复杂的零件。 (3)系统环境工作条件。温度-10~+40℃;湿度为40% ~80%。 (4)输入电网电压。交流(220±22)V;频率为50Hz;电流为1·5A。 (5)步进电机。BYG550C-2型电机两台,驱动电压为110V;相电流为2·5A;步距角为0·36°/步;静力距为12N·m。 3 主传动的数控化改造 机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴,使工件以不同的速度运动,主传动性能的好坏,直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性,可乘用机床原有的普通三相异步交流电动机拖动。考虑到加工过程中当电网电压和切削力矩发生变化时,电机的转速也会随之波动,直接影响加工零件的表面粗糙度。因此为提高加工精度,实现主轴自动无级变速,在主轴上增加了交流异步电动机变频调速系统,从而不需进行机械换档。针对机床要求具有螺蚊切削功能,在主轴部位安装主轴脉冲发生器,如图1所示。为保证脉冲发生器与主轴等速旋转,即主轴转一周,主轴脉冲发生器也 图1 主轴脉冲发生器安装示意图转一周,主轴脉冲发生器的安装方式很重要。改装时,主轴传动必须经过原有CA6140车床主轴箱中58/58和33/33两级齿轮(实现1∶1)传递到原有CA6140车床的挂轮轴X,拆除挂轮留出空间,安装脉冲发生器,并用法兰盘固定。 4 进给传动的数控化改造 进给传动的作用是接受数控系统的指令,驱动刀具作精确定位或按规定的轨迹作相对运动,加工出符合要求的零件,对进给传动的要求是高精度、高速度。改造中我们采用步进电机驱动系统实现开环控 图2 进给传动系统制,这样结构简单,安装调试和维修都非常方便。 4·1 进给传动链 图2为普通车床改造后的进给传动链,刀具纵向(Z轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动纵向移动的丝杆而实现。刀具的径向(X轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动横向移动丝杆而实现,该传动链与原机床的传动链相比,摆脱了结构复杂的进给箱和拖板箱。 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·3 传动滚珠丝杠副 数控机床要求进给部分移动元件灵敏度高、精度高、反应快、无爬行,采用滚珠丝杠副可以满足上述要求。在结构中,用普通滚珠丝杠副实现将旋转运动变换为直线运动。滚珠丝杠螺母副安装时需预紧,通过预紧可消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙,提高传动刚度。预紧的方法是采用双螺母齿差调隙式结构(图3)。通过改变两个螺母的轴向相对位置,使每个螺母中滚珠分别接触丝杠滚道的左右两侧来实现的。 图3 双螺母齿差调隙式结构 一般需要几次调整才能保证机床在最大轴向载荷下,既消除间隙,又能灵活运转。 4·4 刀架 根据需要,拆除原方刀架,安装620型四方刀架(图4)。该刀架由120W的三相交流异步电机正转驱动,使刀架正转选刀,到预定刀位时,电机则反转,使刀架夹紧。换刀方式有手控和机控两种。机控时当零件在加工过程中需要换刀时,数控系统发出预先编制好的换刀控制指令,控制器接到换刀指令时,立即驱动刀架回转。手控时,按动面板上的按钮,刀架能转一个刀位(90°),也可连续按动按钮,直至任一刀位。 5 机电联动调试 5·1 机械调试 丝杠上,侧母线和横、纵导轨的平行度误差控制在0·01mm/全长之内;转动丝杠,丝杠轴向窜动在0·01mm之内;丝杠螺母同轴度误差控制在0·01mm之内。 5·2 机电联动调试 (1)单坐标点动,主要调试其有无动作,运动方向是否符合要求,机械传动是否正常,有无不正常响声等。 1·上刀体 2·活动销 3·反靠盘 4·定轴 5·蜗轮 6·下刀体 7·螺杆 8·离合器盘 9·霍尔元件 10·磁钢 图4 四方刀架结构图 (2)点动合格后,做连续运动。反复多次,若出现故障或异常,排除后方可继续进行。 (3)先试Z坐标方向,后试X坐标方向,这是因为Z坐标方向调试方便。 (4)测量两坐标重复定位精度。在Z向坐标做连续移动时,若发现与丝杠相联的齿 额定转速: 2000r/min 额定输出功率: 2kW 编码器:绝对位置检测方式,分辨率1000000p/r 轴端形式:锥轴伺服放大器采用与电机配套的SJV2系列20型,其驱动能力为2kW。对于2kW电机,也可采用SJV2系列的10型放大器,但此时的输出扭矩要比20型减少1/3,不利于大功率切削。I/O设备选用型号为HR341的基本I/O单元,主要用于机床操作面板及与机床间的输入输出控制。另外附加一个远程I/ODX110,主要用于教学功能的“故障模拟设置”的输入输出。伺服及I/O单元连接原理图如图2所示。 图2 电气连接原理图 2·2·2 主轴控制 主轴电机采用交流变频控制电机,由变频器进行控制,转速范围60~6000r/min。模拟量由基本I/O单元的A0端口输出0~10V的直流电压,变频器根据输入的电压变化而输出相应的转速。由于模拟主轴电机没有编码器,因此在发出转速命令后,系统无法检测到主轴的是否运行。为解决这一问题,我们利用变频器上的功能端子,将其通过参数设置成“到达指令频率闭合”状态,并通过PLC检测此信号,从而实现对电机的运转进行监控。 2·3 教学功能的附加 本机改造后除保证加工功能和精度外,还要满足一定的教学功能。所谓的教学功能主要是针对学习数 控系统调试及维修人员而设立的附加功能。该功能通过参数设置及调整PLC程序人为地设置故障,让学生通过故障现象先判断故障种类,再分析故障产生的原因,直至排除故障。通过这种实训,学生可全面学习工业现场可能出现的故障现象,掌握故障排除方法,提高学生解决现场问题的综合能力。 3 结束语 我国现有机床中,近几年急需技术改造的约占25%,这将蕴藏着无限商机。机床改造主要是采用数控和计算机控制技术,我国数控机床发展和机床数控化改造应紧跟世界潮流,发展多轴联动数控系统,开发高速、高精度、高效加工中心等关键技术,向智能化方向发展