毕业设计（论文）发动机缸体上线装置设计

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1、湖 北 汽 车 工 业 学 院 毕 业（设 计） 论 文摘 要随着我国经济的发展，国内对汽车的需求迅速增长，如何提高汽车产品零部件的生产效率和加工质量，对汽车行业的发展至关重要。发动机缸体是汽车五大部件之一，其生产效率和加工质量直接关系到汽车的生产效率和性能。发动机缸体传统的提高生产效率和加工质量的途径是尽量缩短辅助时间和采用刚性生产线，这种途径在今天已经越来越不适应生产的发展。因此，在汽车行业中，如何提高发动机缸体生产效率和加工质量是一项重要的研究课题。在调研了国内多家发动机生产厂家的生产方式，搜集、查阅了大量有关资料的基础上，作者对发动机缸体的机械加工工艺过程进行了深入的分析和研究，研究了

2、缸体工艺流程在发动机缸体加工中的应用，并提出了发动机缸体上线装置设计方案。论文对发动机缸体装备线进行了分析和研究。其中，缸体上线装置是发动机装配线的第一工位，将发动机缸体运送到发动机装配线上，使之方便与发动机装配线的工件载体（托盘）把接固定的一个装置。围绕缸体上线装置设计，针对缸体上线的特点，研究了缸体上线装置设计方案，从理论上分析和研究了缸体上线装置的影响因素。设计了缸体上线的工艺。本文所设计的缸体上线装置设计方案既具有较高的稳定性，又提高了生产效率。实践表明，该工艺方案的设备利用率较高，生产能力稳定，可靠性较好，对同类产品的加工及工艺设计具有一定的参考价值。关键词：发动机装配线；上线装置；

3、输送；缸体；AbstractAs Chinas economic development, rapid growth in domestic demand for cars, how to improve the efficiency of production and processing of auto parts quality, critical to the development of the automobile industry. Is one of the five parts of car engine cylinder, production efficiency and

4、 quality of its direct impact on the productivity and performance of the car. Engine cylinder body of traditional ways of improving productivity and quality is to try to reduce auxiliary time and in the rigid lines, this approach has become increasingly unsuited to the production of development toda

5、y. Therefore, in the automotive industry, production efficiency and quality improvement of engine cylinder body is an important research topic.In the survey a number of domestic production of the engine manufacturer, collection, access to a large amount of information on the basis of author on engin

6、e cylinder block machining process of an in-depth study and analysis of the process, examined the process of cylinder in the engine cylinder in the processing of applications, and engine block on the line device design.Papers on engine cylinder body line analysis and study of equipment. Which cylind

7、er on the line device is the first station of engine assembly line, on the engine block to the engine assembly line, making it convenient and engine assembly line work-piece carrier (pallets) of a fixed installation. Around the cylinder of the line design, characteristics of the cylinder on the line

8、, program of study design of cylinder block on the line device, theory, analysis and study on the influence factors of the cylinder on the line device. Design technology of cylinder block on the line.Design of cylinder block on the line device design in this article has a high stability, and increas

9、e productivity. Practice shows that the higher equipment utilization of technology, productivity and stability, better reliability, the similar product processing and process design with a certain reference value.Keywords：Engine assembly line；On-line device；Transportation；Cylinder body 目 录摘 要IAbstra

10、ct1 绪 论1.1 本课题的来源、目的及意义(1)1.2 课题背景及国内外研究现状(1)1.3 本课题研究的主要内容(1)2 系统功能及总体结构2.1 概述(00)2.2 系统功能(00)2.3 系统结构(00)2.4 小结(00)3 系统机构设计3.1 机架设计(00)3.2 输送非机动滚道设计(00)3.3 直线导轨选型(00)3.4 平移气缸选型(00)3.5 止动气缸选型(00)3.6 小结(00)4 输送非机动滚道设计4.1 输送非机动滚道概述(00)4.2 输送非机动滚道设计(00)4.3 缸体在滚道上行程(00)4.4 滚筒的支持力计算(00)4.5 小结(00)5 直线导轨设

11、计5.1直线导轨设计概述(00)5.2直线导轨在缸体上线装置中的应用(00)5.3 小结(00)6 平移气缸在缸体上线装置中的应用6.1 平移气缸简介(00)6.2 平移气缸在缸体上线装置中的应用(00)6.3 平移气缸对缸体作用力计算(00)6.4 小结(00)4 结论与展望4.1 本文总结(00)4.2 将来展望(00)致 谢(00)参考文献(00)附 录1 (00)附 录2 (00)IV1 绪 论1.1 本课题的来源、目的及意义本课题将针对东风汽车公司专用设备厂制造车间实际的生产情况，东风汽车公司专用设备厂是一家集汽车零部件生产、专用设备设计、制造、安装、修理为一体的技术密集型企业，是东

12、风汽车公司最早建成投产的专业厂之一。建筑面积10万平方米，固定资产1.69亿元。经过30多年的建设和发展，我厂拥有国内汽车装备行业领先的精、大、稀各类一流加工设备和先进的检测手段。下设专门从事研究、开发、设计的东风汽车工程研究院专用设备研究所、液压技术研究所，形成了物流输送设备、汽车零部件两大主营业务。2001年，通过了ISO9001：2000版质量管理体系认证、QS9000质量保证体系认证和ISO14000环境体系认证。对缸体上线进行科学整理、归纳和完善，以期最终形成简洁、完善的生产工艺。汽车工业是我国国民经济的主要产业，其中发动机作为关键零部件，其自主制造水平的相对其他国家落后，其已经成为

13、制约我国轿车工业发展的瓶颈。随着发动机缸体多品种中小批量需求的增加，越来越多的汽车厂家选择能够进行高效率的装配生产线以满足市场的多样化需求。汽车发动机的缸体生产在汽车行业中有举足轻重的地位。为了提高缸体质量在市场上的竞争能力，企业将“以质量求生存，以品种求发展”作为其发展主题。随着我国发动机缸体行业的发展，对汽车产品及其零部件质量要求的提高及更生换代的加速和品种多样化，对车用发动机制造业中汽车装配线也提出了新的要求，专业化、大批量生产方式已势在必行，即必须采用新的发动机装配线以适应生产的发展，并要求以较低的成本、先进的工艺获得较高的经济效益。通过参观就东风汽车公司专用设备厂，通过现场调研发现存

14、在如下主要问题：1、用电葫芦吊起缸体时，在移动缸体过程中若出现电葫芦等意外事故，有可能造成吊驾驶室总成下滑而伤害其下部人员。 2、将缸体放在夹具上之前，不可避免要在定位时缸体可能与定位销多次产生摩擦，使缸体底座受到一定磨损，造成缸体出现轻微不平衡，导致一些不可避免经济损失和意外事故。 3、因为缸体型号不同，所采取的夹具也不同。考虑的夹具的问题也很多，其中夹具中压板可能造成缸体局部磨损，同时从经济效益来看并不划算。 基于上述原因，对缸体上线研究已势在必行。通过对缸体上线装置研究，不但能够缩短生产周期，降低制造成本，提高加工精度，而且依据国内外工艺生产线，可以建立或完善本厂工艺生产线，从而更大程度

15、上提高缸体上线水平，获取更大的经济利益。本课题的主要研究目的，一方面是为了减少缸体不必要的磨损和提高工作效率，将缸体上线这一工艺环节进行改进，采用目前较先进的缸体上线装置；另一方面是满足市场需求，从第一工序开始着手减小工作周期，实现10秒/件(纯机器节拍)缸体上线。1.2 课题背景及国内外研究现状1.2.1缸体上线装置概述及其研究现状缸体上线装置是发动机装配线的第一工位，将发动机缸体运送到发动机装配线上，使之方便与发动机装配线的工件载体（托盘）把接固定的一个装置伴随着近四年来全球金融危机的形势，汽车工业作为全球工业的龙头行业之一，遭受巨大冲击。在汽车发机动装配生产线中，提高生产效率、降低生产成

16、本、提高零件质量是企业永恒的主题。我国汽车发动机的生产率仅为先进国家的11013012。提高我国汽车发机动装配生产线的技术水平、提高生产率、降低生产成本、发展先进装配线技术是我国汽车行业面临的迫切需要解决的重大任务。汽车工业进入新的一轮竞争，掀起了质量和价格之战。中国汽车市场遭受到金融危机的影响，整个车市持续低迷，对于自主品牌的厂家来说，竞争更是残酷。中国汽车工业如何抓住新的机遇，迎接新的挑战，增强市场竞争能力，在世界上立于不败之地，已经成为我国汽车行业的首要问题。而作为汽车的核心机构发动机更应该进一步改良，其中作为发动机重要部位缸体，在国外缸体生产量一直很大，其缸体在从上线到包装整个过程受损

17、轻微，大大提高缸体质量，使得缸体的寿命增长，减少经济损失。但在国内缸体生产量很大，可每次在包装前检查到的次品也是很多。造成这一现象原因就是发动机装配线的第一工位缸体上线装置，将发动机缸体运送到发动机装配线上，使之方便与发动机装配线的工件载体（托盘）把接固定的一个装置。在国内经常用的是电葫芦将缸体运输到工件载体上，这其中电葫芦容易发生失效出现意外事故，造成缸体受损；同时在运输过程中缸体是悬空的，其本身可能在工人不注意情况造成碰撞，使缸体出现损伤等等一些问题，造成了缸体在后续工序中出现其他问题而成为次品。而在国外已经大量使用新的缸体上线装置，其利用气缸原理和非机动轨道等一些装置使得缸体在运输时平稳

18、且受损程度轻微。1.3 本课题研究的主要内容本文以东风汽车公司专用设备厂制造车间为背景做了大量的调查与分析，主要对缸体上线展开了研究，并就关键工位的操作技术应用进行了探讨，设计了一种用于汽车装配线第一工序的缸体上线装置。本论文的主要研究内容如下：（1）综述了缸体上线装置的概念和研究现状，对缸体上线过程中实时监控的必要性和意义进行了分析。（2）对东风汽车公司专用设备厂汽车装配线第一工序流程进行了概述，然后就缸体上线装置现状做了相应分析，在此基础上提出了缸体上线装置系统的总体设计方案和网络结构，最后对缸体上线进行了具体的流程分析和模块功能划分。（3）对缸体上线监控技术中的数据采集技术和应用进行了研

19、究。首先就数据采集的概念和发展历程进行了概述，然后对目前比较流行的缸体上线技术进行了论述。最后根据东风汽车公司专用设备厂发动机装配线具体现状做了数据采集的需求分析，并重点论述了缸体上线装置应用。（4）对缸体上线装置的组成进行了研究。首先对机架该设备含机架、输送非机动滚道、直线导轨、平移气缸等部件做了简要介绍，然后针对缸体在移动过程中，其中输送非机动滚道和平移气缸对缸体施加的应用力进行了计算，然后重点介绍了缸体上线装置的各部件方案设计和缸体上线流程的实现。2 系统功能及总体结构2.1 系统总体设计思路和方案 缸体上线装置是发动机装配线的第一工位，将发动机缸体运送到发动机装配线上，使之方便与发动机

20、装配线的工件载体（托盘）把接固定的一个装置。缸体上线装置系统包括机架、输送非机动滚道、直线导轨、平移气缸等部件。机架方案：在设计机架机构时，要确保缸体能在系统中稳定的移动，因具备足够的刚度，使输送非机动滚道，直线导轨、平移气缸等部件都能放于机架上。而且机架的结构应该简单，方便机架的维护与修理。那么其机架图样如图1.1所示：图1.1 机架的示意图输送非机动滚道方案：输送非机动滚道属于缸体上线装置的重要部件，又因缸体上线装置属于输送机构，而输送机构有以下7种3：(1) 滚筒输送机构: 滚筒输送机构适用于底部是平面的物品输送，主要由传动滚筒、轨道等部分组成。具有输送量大，速度快，运转轻快，能够实现多

21、品种共线分流输送的特点；在单件物品重量大(达数吨),输送速度快(百米/分钟),以及要求输送距离远,有各种复杂工艺流程的,首选这种机型。 (2) 链板输送机构:输送面平坦光滑，摩擦力小，物件在输送线之间的过渡平稳，可输送各类PET瓶、玻璃瓶、易拉罐等物料,也可输送各类箱体。链板有不锈钢和工程塑料等材质,也可采用联接于牵引链上的各种结构和形式的平板或鳞板等承载构件来承托和输送物料。规格品种繁多,可根据输送物料和工艺要求选用,能满足各行各业不同的需求。(3) 链条输送机构: 该机构是利用链条牵引、承载，或由链条上安装的板条、金属网带、辊道等承载物料的输送滚道。根据链条上安装的承载面的不同，可分为链条

22、式/链板式/链网式/板条式/链斗式/托盘式/台车式，此外，也常与其他输送机、升降装置等组成各种功能的生产线。链条可以采用普通的套筒滚子输送链,也可采用其它各种特种链条（如积放链,倍速链）。链条输送机构的输送能力大,主要输送托盘、大型周转箱等。(4) 网带输送机构:网带输送机是带式输送机的一种，是采用金属网带作为输送带的设备。除具有皮带机的一些特点外，还具有耐高温、便于清洗等特点。主要应用于各种食品行业、高温处理行业。(5) 皮带输送机构:输送的物料种类繁多，结构形式多样.除用于普通物料的输送外，还可满足耐油、耐热、耐腐蚀、防静电等有特殊要求的物料输送。皮带输送机构常用于输送零散的小零件及重量在

23、100kg以下的物品。在组装、包装生产线，以及象食品、医药等需要无污染的行业得到广泛应用。(6) 伸缩输送机构:是利用可伸缩的组件做机架的输送机构。主要特点有：占地面积小，伸缩自如，单元伸缩量为 1:3；可方便地改变输送路径，输送方向；轻巧方便，如将滚筒改为滚轮，重量更轻；配驱动装置,可实现动力输送；单元承载能力小，最大仅 55kg。(7) 福来轮输送机构：是利用滚轮进行输送的一种输送机。具有结构轻巧的特点,被广泛应用于需要经常搬动、要求输送机重量轻的场合，比如后勤装备、伸缩机、以及经常野外临时输送的设备等。该输送机要求输送的物品底面平整，如托盘等。不适合输送底面凹凸不平（如普通周转箱），以及

24、软底（如布包裹等）的输送。通过以上7种输送机构介绍，且经调研缸体的质量一般为50kg100kg（本文选着50kg），而满足这一要求的机构有轨道输送机构、链条输送机构、福来轮输送机构，又因本课题目的是为了提高缸体上线效率，减小工作周期和有效节约能源，大批量运输多种缸体，则再设计输送非机动滚道时要优先考虑其稳定性和结构简单，同时方便运输缸体，使缸体在移动时保持平稳，那么在选取输送机构时应该通过以上三种轨道输送机构对比来选择。方案A将缸体放在非机动滚道上，滚道输送机构会对缸体的位置产生识别，使其有关的信号灯亮起来，同时平移气缸带动缸体在滚筒上平稳的匀速移动，又因滚筒的摩擦系数为0.02，则缸体受磨损

25、的程度比较小，在缸体移动一段行程时，止动气缸使缸体停下来，接着缸体在这个位置进行安装零件，然后平移气缸再将缸体带回原来初始地方，缸体进行下一个工序。其输送非机动滚道的示意图如图1.2所示：图1.2 滚筒输送滚道示意图的俯视图 方案B先将缸体通过电葫芦悬吊放于托盘上，将缸体固定在托盘上，然后电葫芦将缸体与托盘整个都放在链条上，通过链条来牵引托盘，并承受托盘和缸体的总量，将托盘和缸体输送到指定的位置，其中链条采用的是普通的套筒滚子输送链，如果条件允许也可采用其它各种特种链条（如积放链，倍速链）。缸体在指定位置安装零部件，然后通过链条将缸体和托盘运输回来，电葫芦将缸体与托盘移动到下一个工序。其链条输

26、送滚道的示意图如图1.3所示：图1.3 普通链条输送滚道 方案C先将缸体通过电葫芦悬吊放于托盘上，将缸体固定在托盘上，然后电葫芦将缸体与托盘整个都放在滚轮上，因为滚轮用于输送机构时，可在滚轮轴承中串一根钢轴，而一根轴上可放置2-4个滚轮，轴端上通过链轮做链条驱动，同时根据输送缸体与托盘重量与大小来定制福来轮的数量与驱动的瓦数，使缸体移动一段距离，并通过止动气缸使托盘停下来，缸体在这个位置上进行安装零部件，然后链条驱动链轮使滚轮旋转，使托盘载着缸体移动到下一个工序。其滚轮输送滚道如图1.4所示：图1.4 滚轮输送滚道 通过以上三个方案介绍，其中B方案和C方案都需要托盘这个部件，而且为了能够将缸体

27、固定在托盘上，将会采用夹具来固定缸体，这会对缸体造成一定的损伤。其损伤的原因有以下三条：1、 在吊起缸体时，在移动缸体过程中若出现电葫芦等意外事故，有可能造成吊驾驶室总成下滑而伤害其下部人员。为了避免这一现象发生，需要增加保护钢梁。此钢梁的作用是驾驶室装配时，吊具横到钢梁上，保证驾驶室装配使得稳定，避免发生人生事故。但是电葫芦下降高度不同，需要钢梁的高度随之变化。这个问题不好解决。2、 将缸体放在夹具上之前，不可避免要在定位时缸体可能与定位销多次产生摩擦，使缸体底座受到一定磨损，造成缸体出现轻微不平衡，导致一些不可避免经济损失。3、因为缸体型号不同，所采取的夹具也不同。考虑的夹具的问题也很多，

28、其中夹具中压板可能造成缸体局部磨损，而且缸体要从夹具取下来也很麻烦，再取下过程中可能会对缸体造成进一步损伤，同时从经济效益来看并不划算。方案B中采用的是托盘式链条输送滚道，虽然链条有以下主要特点：1. 输送能力大，高效的输送滚道允许在较小空间内输送大量物料，输送能力达6m/h600m/h。2. 输送能耗低，借助物料的内摩擦力，变推动物料为拉动，使其与螺旋输送滚道相比节电50%。3. 密封和安全，全密封的机壳使粉尘无缝可钻，操作安全，运行可靠。4. 使用寿命长，用合金钢材经先进的热处理手段加工而成的输送链，其正常寿命5年，链上的滚子寿命（根据不同物料）23年。5. 工艺布置灵活，可高架、地面或地

29、坑布置，可水平或爬坡（15）安装，也可同机水平加爬坡安装，可多点进出料。6. 使用费用低，节电且耐用，维修少，费用低（约为螺旋机的1/10），能确保主机的正常运转，以增加产出、降低消耗、提高效益。但是缸体上线要每10秒一件，其链条运动时间长，会使其链上的滚子可能因缸 体挤压，从链上脱落下来，就有可能造成缸体与托盘从滚道上滑落下来，对缸体造成损伤。又因其输送能耗低，借助物料的内摩擦力，这使得缸体在移动中，会与托盘产生内摩擦，对缸体造成损害。则方案B不适合。方案C中采用的是福来轮输送滚道，其有以下主要特点：1.滚轮输送滚道适用于各类箱、包、托盘等件货的输送，散料、小件物品或不规则的物品需放在托盘上

30、或周转箱内输送。2.输送滚道结构简单，可靠性高，使用维护方便。3.输送滚道的输送方式可变频调节，能配合各种机器的输送速度。虽然滚筒输送滚道有以上几个特点，但是因滚轮在不停的旋转，需要耗费大量的电力，同时滚轮更适用于输送20kg左右的物品，而缸体的质量在50kg左右，会对滚轮造成一定的压力，使得滚轮轴承中串的钢轴受到压力产生变形，导致缸体不能稳定的在滚轮上移动。故方案C被淘汰。本文选用的是方案A滚筒输送滚道，因为其不需要托盘就可直接运输缸体，同时滚筒输送滚道之间易于衔接过滤，可用多条滚筒线及其它输送设备或专机组成复杂的物流输送系统，完成多方面的工艺需要。可采用积放滚筒实现物料的堆积输送。滚筒输送

31、滚道结构简单，可靠性高，使用维护方便。而且滚筒一般保持静止，只有当缸体放在滚筒上时，滚道输送机构会对缸体的位置产生识别，使平移气缸牵引缸体移动，缸体与滚筒产生摩擦使滚筒旋转，所以不用考虑滚筒旋转时耗费多少电力，同时滚筒的摩擦系数很小为0.02，则缸体移动时气缸产生的牵引力很小，使用费用低，节约电力且耐用。以及当缸体放在滚筒上，至少有三个滚筒支持缸体，使缸体不会对滚筒产生过大压力，造成滚筒弯曲。另外, 不管输送物品重50kg还是100kg,滚道输送机构都具备对物品位置的识别能力, 这一点对于配送工作来说是重要的。2.2 系统功能图2.1缸体输送线 为了满足公司的实际需要，缸体上线装置系统功能框图

32、如图2.1所示。在设计过程中，为了能够确保缸体能够在水平方向移动，缩短滚筒输送滚道的长度，当缸体放在滚道的右上方时，信号灯闪烁，使平移气缸牵引缸体在滚筒上滑动，快到达左侧时有止动气缸使缸体停止移动，然后有挡板将缸体固定住，将曲轴放入缸体中，然后挡板将缸体松开，平移气缸将缸体牵引到右侧。其系统的功能就是将缸体来回移动（如图2.1所示），使缸体不需要托盘也能在装配线上来回移动，同时在移动过程中保持平稳，与滚筒之间产生的摩擦较小，减少了缸体损伤，降低工人的劳动强度，减小工作周期，节约材料的使用，大大提高了生产效率。一般的缸体上线都要使用托盘，将缸体放置在托盘上，通过夹具将缸体固定在托盘上，然后用电葫

33、芦将缸体放在链条或滚子上，使缸体进行移动，而且缸体移动是单方向的，这样会占据较大空间，同时滚道太长不能保证缸体是否在水平方向上移动，会使缸体在移动过程中出现速度变快或变慢，使缸体与夹具产生摩擦，造成缸体受损，导致缸体最终不能合格。2.3 系统结构根据前面对缸体上线装置功能的分析，结合国内外汽车装配线的发展，建立的缸体上线装置的总体构成如图2.2所示。为了使缸体在水平方向上平稳的移动，首先调整机架下方的调整支腿，通过红外线检测机架是否水平，将调整支腿上的螺栓拧紧。然后将选好的平移气缸装在机架中，再将选好的直线导轨装在机架上，最后将输送非机动轨道与直线导轨、平移气缸组装起来，在输送非机动轨道左端安

34、装止动气缸，这就是缸体上线装置整体结构。其结构简单，可以高架、地面或地坑上布置，维护起来方便，可靠性高，同时输送轨道长度短，使缸体移动平稳，方便缸体上线安装。2.4 小结本章分析了缸体上线装置的特点及功能要求，提出了缸体上线的系统结构，并介绍了它的各机构的功能。3 系统机构设计3.1 机架设计3.1.1机架设计概述 机架设计的基本任务就是使缸体在水平方向上移动，能够在缸体、输送非机动滚道、直线导轨等部件重力作用下保持足够的刚度。3.1.2 机架的材料和时效处理1. 机架的材料：机架材料应根据缸体上线装置的功能、结构、工艺、成本等要求正确选择，常用的有： (1)铸铁：容易铸成形状复杂的零件，其价

35、格较便宜，有较高强度、高耐磨性、高气密性、良好的抗振性。其缺点是生产周期长，铸件易产生次品，质量不好控制；铸件的加工余量大，机械加工费用高。铸铁适合用于机架上的机座，能够使直线导轨更好的安装在机架上。 常用的灰口铸铁有两种：HT200适用于外形较简单，单位压力较大（p5MPa）的导轨，或弯曲应力较大的（300MPa）床身等；HT150的流动性较好，但机械性能稍差，适用于中等载荷的铸件，如机座、机床支架。若灰口铸铁不能满足耐磨性要求，应采用耐磨铸铁。因此一般选用HT150作为机座的材料。(2)钢：因为机架结构简单，可以通过焊接将钢材焊接成机架，又因为钢比铸铁强度高，有优良的塑性和韧性，弹性模量比

36、铸铁大，使得机架为空心结构，其重量比同形状的铸铁轻20%左右；焊接机架的缺点是钢的抗振性比铸铁差，在结构上需采取防振措施；钳工工作量较大。2. 机座的时效处理 在制造机架时，铸造（或焊接）、热处理及机加工等都会产生高温，因各部分冷却速度不同而收缩不均匀，使金属内部产生内应力。如果不进行时效处理，将因内应力的逐渐重新分布而变形，使机座丧失原有的精度。 时效处理就是在精加工之前，使机座充分变形，消除内应力，提高其尺寸的稳定性。常见的方法有自然时效、人工时效和振动时效等几种，其中以人工时效应用最广。 3.1.3机座的结构设计1. 机座的典型结构 (1)方形截面机座 结构简单，制造方便，箱体内有较大的

37、空间来安放其它部件；但刚度稍差，宜用于载荷较小的场合。所以机座应选择合适的壁厚、筋板和形状，以保证在重力、惯性力和外力的作用下，有足够的刚度。见图3.1。 (2)圆形截面机座 结构简单、紧凑，易于制造和造型设计，有较好的承载能力。 (3)铸铁板装配式机座 铸铁板装配结构，适用于局部形状复杂的场合。它具有生产周期短、成本低以及简化木模形状和铸造工艺等优点。但刚度较整体箱体机座的差，且加工和装配工作量较大。 图3.1方形截面机座 2.截面形状的选择 为保证机座的刚度和强度，减轻重量和节约材料，必须根据设备的受力情况，选择经济合理的截面形状。机座虽受力较复杂，但不外是拉、压、弯、扭的作用。当受简单拉

38、、压作用时，变形只和截面积有关，而与截面形状无关，设计时主要是选择合理的尺寸。如果受弯、扭作用时，变形与截面形状有关。 在其它条件相同情况下，抗扭惯性矩越大，扭转变形越小，抗扭刚度越大。表3.1是面积相同的，各种截面形状与惯性矩的比较。 表3.1 机座截面形状 从表中可以看出： 1）空心结构的刚度比实心结构的刚度大； 2）封闭圆形截面的抗扭刚度好，而封闭方形截面的抗弯和抗扭都较好； 3）加大横截面轮廓尺寸和减小壁厚时，可提高刚度。3.2 输送非机动滚道设计 3.3 直线导轨选用3.3.1直线导轨定义直线导轨称线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载，

39、同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。3.3.2直线导轨的分类 直线导轨分为方形滚珠直线导轨，双轴芯滚轮直线导轨，单轴芯直线导轨。3.3.3直线导轨的结构直线导轨有两个基本组件，一个作为导向的为固定组件（导轨），另一个是移动组件（滑块） 作为导向的导轨为淬硬钢，经精磨后置于安装平面上，其横截面的几何形状比较复杂，因为导轨上需要加工出沟槽，以利于滑动组件的移动 滑块包裹着导轨的顶部和两侧面 直线导轨以滚动钢球作为导轨和滑块之间的动力传输界面，因为滚动钢球适应于高速运动 摩擦系数小 灵敏度高，满足运动部件的工作要求，可进行无限滚动循环的运动，并将滑块限制在导轨上，使负载平

40、台能沿导轨以高速度 高精度做直线运动 负载平台移动时，钢球就在滑块支架沟槽中循环流动，把滑块支架的磨损量分摊到各个钢球上，从而延长直线导轨的使用寿命为了消除滑块支架与导轨之间的间隙，可预加载荷能提高导轨系统的稳定性直线导轨结构组成见图3.2。图3.2 直线滑轨的结构组成3.3.4直线导轨工作原理直线导轨可以理解为是一种滚动导引，是由钢珠在滑块跟导轨之间无限滚动循环， 从而使负载平台沿着导轨轻易的高精度线性运动，并将摩擦系数降至平常传统滑动导引的五十分之一，能轻易地达到很高的定位精度。滑块跟导轨间末制单元设计，使线形导轨同时承受上下左右等各方向的负荷，专利的回流系统及精简化的结构设计让HIWIN

41、的线性导轨有更平顺且低噪音的运动。3.3.5直线导轨特点（1) 自动调心能力来自圆弧沟槽的DF(45-45)组合，在安装的时候，藉由钢珠的弹性变形及接触点的转移，即使安装面多少有些偏差，也能被线轨滑块内部吸收，产生自动调心能力之效果而而得到高精度稳定的平滑运动。(2) 具有互换性由于对生产制造精度严格管控，直线导轨尺寸能维持在一定的水准内，且滑块有保持器的设计以防止钢珠脱落，因此部份系列精度具可互换性，客户可依需要订购导轨或滑块，亦可分开储存导轨及滑块，以减少储存空间。(3) 所有方向皆具有高刚性运用四列式圆弧沟槽，配合四列钢珠等45度之接触角度，让钢珠达到理想的两点接触构造，能承受来自上下和

42、左右方向的负荷；在必要时更可施加预压以提高刚性。直线导轨的示意图所谓簇集就是按一个表(关系)的某个列(或某几个列)，或多个表的公共列，将取值相同的元组集中存储在一个物理块内或物理上相临的区域内。对于那些返回结果不是单一值的查询，使用簇集可以明显提高访问速度，而且可以节省数据存储空间。但对于与簇集无关或按其它条件进行的查询，建立簇集则没有任何益处，而且增大了系统的开销。索引实际上相当于一种映射机构，它把索引键的值转换为记录的存储地址。在MS SQL Server2000中，簇集和索引的设计是结合在一起考虑的，由于篇幅原因，仅以有关的数据表为例，其它表的索引及簇集将不再一一枚举。索引的建立并不是一

43、成不变的，在数据库系统的应用程序开发阶段，还应根据需要，对所建立的索引进行增删，以及为相应的视图建立各自的索引。3.6 数据库实施数据库的实施一般包括数据的加载和数据库的运行与维护两个方面。本系统中的数据的加载使用了具体MS SQL Server2000提供的数据定义语言和方法将逻辑设计和物理设计的结果严格地描述出来，建立了实际的数据库。数据库在服务器端运行，管理员通过应用程序来进行数据库的维护。3.7 小结本章主要讨论了的数据库部分的设计与实现，在需求分析的基础上，提出了数据库的概念数据模型，并在关系型数据库管理系统Microsoft SQL Server 2000上进行了逻辑设计和物理设计

44、，得出了数据库的各个关系模式，为后续的应用程序提供数据平台。4 系统应用程序设计4.1 概述本系统用Visual C+编写的MFC应用程序是用户和数据库交互的接口，。4.2 应用程序设计数据库应用程序开发流程大致经历如下过程：功能分析总体设计模块设计编码调试。 4.2.1功能分析 功能分析即是确定用户对目标系统数据处理功能的需求，要实现那些操作和目的。4.2.2 总体设计 总体设计就是根据功能分析所得到的系统需求，自顶向下的对整个系统进行功能分解，以便分层确定应用程序的结构，得到应用程序的层次结构图。4.2.3 模块设计 对前面确定的各个模块逐个确定其基本功能，将基本功能用简洁的语言表达出来，

45、用数据流图（DFD）画出各个功能模块从接受输入数据起，通过加工和处理，生成所需要的输出数据的全部流程。4.2.4编码调试用所选择的数据库开发语言对各个功能模块按照数据流图编写程序代码。在本系统中，应用程序主要为用户提供等功能。由于应用程序较多本文仅以为例说明其工作流程图如图4.1所示。其中以应用程序为例，其部分关键代码如下：数据库和应用程序设计完毕后，应将两者联合起来进行运行调试。通过程序的实际运行找出与纠正其中的错误，来考核能否达到设计的功能和目标，必要时还需要调整逻辑设计与物理设计。4.3 小结本章主要论述了数据库应用程序以及接口程序的编制方法及过程，。5 在系统中的应用5.1 概述 可用

46、图5.1所示的流程图来描述：5.2 在的应用 在研究应用5.3 表示知识表示是人工智能研究中的基本问题之一，5.4 算法 在实际的问题求解过程中，其计算公式为52： （5.1）其中。 5.5 实际应用当中，根据以上规则，具体算法描述如下：算法流程图5.2所示：其中，条件1： 条件2： 条件3： 公式1： （5.2）公式2： （5.3）5.6 小结本章主要论述了在中的应用、等内容。其中重点讨论、等技术。6 在系统中的应用6.1 简介 广义的讲，6.2 在本系统中，6.3 的设计与应用本系统是一个关于。表6.1总结了部分工件材料可选用的高速切削刀具材料以及高速切削刀具材料所适用于加工的工件材料56

47、。表6.1 不同工件材料可选用的高速切削刀具材料工件材料选用刀具铝合金对结构铝合金和铸造硅铝合金，金刚石刀具最适于高速切削。但复杂刀具可用整体超细晶粒硬质合金和粉末高速钢及其涂层高速加工结构铝合金。钢、铸铁及其合金基陶瓷刀具适于软、硬高速切削加工；立方氮化硼适于HRC4565的高速硬切削加工；氮化硅基陶瓷和立方氮化硼更适于铸铁及其合金的高速切削加工，但不宜于切削以及铁素体为主的钢铁；涂层刀具（包括复杂刀具）有广泛的应用，特别是整体复杂刀具。高温合金可选用涂层、增韧补强的基和基陶瓷刀具。使用PCBN刀具可以100200m/min的切削速度加工。复杂刀具可用超细晶粒硬质合金及其涂层刀具。6.4 小

48、结简单研究系统中的结构与实现。7 系统的应用及性能分析7.1 应用概述前面几章介绍了系统的系统结构与功能，从理论上分析了各主要组成部分，包括等部分的建立与实现。本系统是以Microsoft SQL Server 2000为DBMS，使用Visual C+开发的数据库应用系统。下面简要介绍本系统的几个主要应用功能。7.2 系统应用图7.1为系统应用的流程图，。7.2.1 系统启动与登陆系统通过菜单启动，如图7.2所示。7.2.2 管理数控。7.2.3 信息在编程7.2.4 管理7.2.5管理如图7.11。7.2.6管理数据。7.3 性能分析与评价在介绍了系统的几个主要应用功能之后，我们再结合系统

49、的结构与实现，对其性能进行分析与评价。首先，。第二，。第三，。第四，。第五，。第六，。7.4 小结本章简要介绍了系统的主要应用功能：、管理等等；并对系统的性能做了分析与评价。8 结论与展望8.1 本文总结与传统。本课题主要在以下几个方面取得了研究成果:1）系统的建立 在综合分析。2）的应用 将的思想方法应用于中，。3）特点 系统靠积累的。4）程序的开发 通过。8.2 将来展望由于时间的限制，作者的工作只能放在建立系统课题的大部分重点内容方面，还存在一些需要提高完善及进一步研究的地方，主要表现在以下几个方面：1）的深入研究 实作用。2）的优化 提供优化。3）系统功能的完善 本课题提出的，使其功能

50、进一步增强、完善。致 谢本文是在尊敬的导师的精心指导下完成的，作者于2007年6月参考文献1 TLUSTY J. High-speed machining J.Annals of CIRP, 1993, 41 (2 ): 733-738.3 刘战强，艾兴，宋世学.高速切削技术的发展与展望.制造技术与机床J,2001/7: 5-712 S. Ashley. High-speed machining goes mainstream. Mechanical EngineeringJ Vol.117 (5)May,1995: 56-6720 艾兴等编.高速切削加工技术M. 北京：国防工业出版社, 2003.1039 徐哲.高速切削加工在模具制造中的应用.59 冯玉才.数据库系统基础M.武汉：华中科技大学出版社, 1984附 录1 附 录2 29