车床机械手本科论文

车床机械手本科论文（精选8篇）

篇1：车床机械手本科论文

车床机械结构数控化改造探索论文

[摘要]机床的数控化改造主要是将现代化技术应用到车床机械中，让传统形式下的机床操作转变为自动化的操作系统，实现预期的工艺目标。在我国逐步开展的机床数控化范围内，近些年，由于先进技术的出现，使得大批老式传统化机床的效率和潜在能力开始被逐渐地开发出来，在保证节约成本和降低资金的情况下，将现代传统式的机床结构，转变为数字化的结构改造是必须要实施的内容。

[关键词]车床机械结构;数字化技术;数控化改造

现阶段的车床在进行机械结构的数控化改造过程中，将一些传统的优势功能进行保留，在一些能够影响精度和进度的方面进行细致的改造，将机床机械的几何精度和运动精度方面的内容加入数字化技术，实现操作中的数控化，既能在成本上实现节约，又能够保证车床机械的改造，实现双赢的局面[1]。

1主传动系统的改造

在实际的改造过程中，需要保留原有的主传动系统以及变速操纵机构，将主运动、进给运动部分这两个系统采用分离的方式，从而使主电动机的作用变为主轴旋转。另外，将双速或者四速的电动机代替原车床中的主电动机，保证能够最大限度地提升车床的自动化程度，、批量较为集中的一些加工程序变成自动的切削速度转变。让原本传统机械中的大量无法精准操作的内容通过数控化的技术实现。在进行螺纹或者丝杠的加工程序时，需要将主轴和刀具之间的配合实现精准化，保证主轴一周运转之后，刀具能随之移动一个导程。一般实现这样的操作需要在主轴之上安装一个脉冲编码器，采用同轴安装或者异轴安装的方式，将脉冲编码器安装到主轴后方，或者箱内和箱后上方。一般异轴安装的方式需要设置成1：1的传动比[2]，将齿轮和同步齿轮与主轴相联系，保证同步的运转。而在连接的选材上一般是选用尼龙齿轮、波纹管、橡胶管等几种材料，这样既能够满足连接中的刚性条件，又能够保证柔性条件的辅助作用，使得角位移信号在传递的过程中，能够有效的将车床机械主轴部分的震荡吸收，使机械整体的运转能够保持平稳的状态，实现信号的准确传递。另外，在进行主轴脉冲编码器的安装时，需要注意不能够产生较大的冲击或震动，要保证光栅盘的完整性，且在主轴转速的设置中，要小于脉冲编码器所在主轴的最高允许转速以内，这样，才能够最大限度地保证脉冲编码器的使用寿命。

2纵横向进给系统的安装内容

纵向的进给系统中，传统机床中的走刀箱上方的丝杠轴承以及轴承座，还有双螺母的.位置都能够成为滚珠丝杠中的支承部分，将滚珠丝杠中的两端部分与床身尾部的进电动机相连，使支承、接杆、接套部分协调完善，同时采用减速箱的辅助实现速度的控制[3]。而在进行横向的进给系统安装时，需要将横向的进电动机步距设置在0.45°，并且保留传统机械中的手动装置，在支承的部分将滚珠丝杠螺母安装之后，再进行步进电动机的安装。另外，根据操作范围的距离还需要采取不同的方式进行布置，在靠近操作范围的地方，将一端设置一个支承短轴，与滚珠丝杠之间仅需要一个联轴套连接即可，而在远离操作范围之外的区域，则需要将滚珠丝杠和减速箱输出轴连接起来，选用的连接内容会在一个联轴套之上，添加一根连接短轴，这样，会将丝母座固定在中滑板中，实现横向的进给运动[4]。

3改造自动回转刀架

原有的刀架在进行改造之后，一般会出现多种自动刀架类型，现代在经济型的数控车床机械中一般会出现四方、五方、六方这三种自动转位刀架，在实际运行的过程中，通常采用的运转方式是根据不同的工作内容进行统一的分类设计。但目前使用的最广泛的一种方式是螺旋转位刀架，这种刀架在进行改造时会将原本的刀架拆下，重新设计一种自动电动的刀架作为主要的运转工具，通常情况下，刀架的运转需要依靠电动机的带动，而经济型车床机械的电动机一般会选用三相异步电动机。原本的卧式车床刀架被拆除之后，会直接安装微控的四工位电动刀架，根据不同车床中的主轴中心高度，以及车床的型号内容，将电动刀架的安装进行详细的分析之后，才能够选用，同时，安装时需要将原有的小溜板撤除，将电动机的风罩去除，逆时针转动电动机，将刀架的角度位置固定在45°之后[5]，即可进行运转。

4滚珠丝杠副的防护内容

在进行滚珠丝杠副的防护时，可以采用毛毡圈将螺母部分进行密封设置，在内孔位置做成螺纹的形状，实现两者之间的紧密包裹，一般毛毡圈的厚度会控制在螺距的2-3倍之间，并且会将其安装在内部的槽孔中，而外部的丝杠则直接可以用折叠式的塑料防护罩进行防护即可，有效地防止了磨粒和尘埃的粘附。

5结语

根据以上内容，对车床机械结构方面的数控化改造内容进行了系统性的分析，在现代车床机械的实际应用中，一般会根据不同生产内容进行特殊化改造，这样的改造方式不仅能够促进经济发展的有效进行，更能够让相关的技术人员进一步实现经济型的改造创新，在不断的技术发展和创新中，实现现代车床机械的进步发展。从而为我国整体经济的发挥在那做出宝贵的贡献。

参考文献

[1]钱桃林,高宏力,张洁,等.PC+EtherCAT在机床改造中的应用[J].机械设计与制造,,45(9):167-169.

[2]张金龙,周楷京.普通车床数控化机械部分的改造设计[J].环球市场,2017,54(18):90.

[3]刘辉.C6140C1普通车床的数控化改造设计[D].青岛：青岛理工大学,.

[4]徐春梅,赖思琦.法兰盘钻孔专机的设计及应用[J].制造技术与机床,2016,35(1):61-63.

[5]胡会娟,张华.普通车床机械结构的数控化改造[J].科技与创新,2016,14(8):70,72.

篇2：车床机械手本科论文

学生姓名：曹秀伟 指导教师：陈勇

大连交通大学机械工程学院，软件+机械工程及自动化专业 2010级1班

【摘要】在本次设计的课题是工件加持机械手的结构设计，本论文确定了机械手的座标型式和自由度，以及机械手的技术参数.机械手能代替人工操作，起到减轻工人劳动强度，节约加工时间，提高生产效率，降低生产成本的特点。在实用基础上，对机械手直臂与夹持部件进行三维设计，其中分为三个部分：手爪、手腕、手臂。整体机械手为圆柱坐标型，驱动方式为电机驱动，结构简单可靠，精度高。设计了两支点回转-平移型夹持手爪，传动结构为滑动丝杆；手腕为回转型，转动角度为0°-360°，传动结构为同步带传动；设计了机械手的手臂结构，计算出了手臂升降时所需的驱动力矩；对工作机构和传动系统进行设计计算，包括主要部件的设计计算、强度校核和运动分析；利用三维solidworks软件对主要零件进行实体设计和造型，并绘制了机械手的装配图和主要零件图。

【关键词】直臂与夹持部件 机械手 CAD二维设计 solid works三维设计

【ABSTRACT】This topic is designed to build a blessing robot design, this paper identifies the type robot coordinates and freedom, and the technical parameters of the robot.Robot can replace manual operations, reduce labor intensity of play, save processing time, increase productivity, reduce production cost.In practical basis, the robot arm and the clamping member for three-dimensional design, which is divided into three parts: the gripper, wrist, arm.Overall cylindrical coordinates robot type, drive motor driven, simple and reliable structure, high precision.Designed a two-point swing-translation type clamping gripper, transmission structure for a sliding screw;wrist for transition back to the rotation angle of 0 °-360 °, transmission structure for belt drive;designed robot arm structure, calculated the driving torque required when lifting the arm;the work organization and transmission design calculations, including the calculation of the main components of the design, strength check and motion analysis;solidworks software using three-dimensional solid parts of the main design and modeling, and draw manipulator assembly drawings and the main parts diagram.【KEY WORDS】Straight arm and clamping parts Manipulator CAD 2d design solid works 3d dsign 1 绪论

1.1 在当今社会中，随着工业自动化的全面发展和科学技术的不断革新，对工作效率提高的呼吁越来越高。纯粹的手工劳作已经满足不了工业自动化的需求，因此，利用先进设备自动化生产机械以取代人的劳动力，满足工业自动化的需求势在必行。这之中机械手是其发展过程当中的重要产物，它不仅提高了劳动生产率，还能代替人类完成高强度、危险性高、重复枯燥的工作，同时减轻了人类的劳动强度，可以说是双向受益。在机械行业中，机械手的应用越来越广泛。

1.2 在上世纪五十年代，美国的联控公司第一次研究开发出了工业机械手，该机械手结构简单，运动精度低，但是确是人类工业史上最重要的一步，由此打开了全世界工业机械手研究，学习，开发的先河。

图1.1 点焊机械手

图1.2 多关节机械手

虽然我国的机器人技术起步较晚，但是，我国在多年以前，就把机械手的研发列入国家重点科研规划内容，并且得到了飞速的发展，在以后的机器人设计制造技术中，我国逐步缩小了与世界先进水平的差距。工件夹持机械手的设计方案

由于我所设计的是工件夹持机械手，所以我决定模仿并学习码垛机械手的相关结构，我选用圆柱坐标，并且拥有4个主要自由度，手腕的回转；直臂的升降；横臂的平移；以及基座的旋转。并且我还对机械手的安全性进行了设计，比如加装限位开关，人体感应传感器，蜂鸣器等。3 机械手的运动学分析

实验室材料抓取机械手可以看成是一个开运动链，可以将它看成是由三个旋转结构和一个平移结构串联而成。这个机械手的开链的一端位于机械手的底座，固连在桌子上，另一端是自由的，用来夹持物料。所以我采用D-H方法，来对机械手进行运动学正解分析，公式（3-1）为机械手的D-H矩阵公式。

i1iii1RT0si0ai1cisci1ccsdsPii1ii1i1ii1i

(3-1)dici11sisi1cisi1ci10001将我设计的机械手的D-H参数，经过4个矩阵的右乘，最终可以得到机械手腕相对于机械手底座的矩阵公式，如公式（3-2）.此公式可对机械手腕位置进行求解。RTHRT11T22T33T4A1A2A3A4=

a4S1S3C3S1C1C2S3C1S2C1a2C（C1C2C3S1S32a4C3a3）SCCCS(SCSCC)SSSaCaCaCaS***2433143123S2C3S2S3C2S（L2a4C3a3）0001

(3-2)现假设机械手基座与底板之间的的夹角1为90°，2为60°，3为0°，L为100mm，通过公式计算可得结果(3-3),这个矩阵代表机械手腕位置数据为Px0，Py526.765mm，Pz354.2mm。

0010130526.76522R

（3-3）TH 310-354.22210004 机械手的参数设计及应力分析

针对机械手的设计，我分为了以下3个方面，分别为机械爪的设计，机械手腕的设计以及机械臂的设计，其中还对机械爪的夹头进行了尺寸设计，并且对相关电机的选用进行了分析。在确定了机械爪的各杆件相关尺寸后，我对所用到的丝杆进行了强度校核，耐磨性校核，自锁性校核等。

图4.1 机械爪活动空间及受力分解

我对机械手重要零部件进行了应力学分析，并得到了结构受力良好，零件形变量小的相关结论.之后 我对受力最大的机械手直臂部分进行了装配体进行了应力分析，分析选取手臂与地面平行时，最大受力的情况以下是机械手直臂结构体的受力分析报告。

图4.2机械手直臂应力分析

图4.3 机械手直臂形变分析 机械手的三维设计

5.1 手部设计。常见机械手分为回转型与平移型，各自利弊，所以我在设计机械手时，决定在回转型机械手上增加了一个平行四边形机构，这样，回转型机械手的夹头部分就能优化成平移型机械手，这样，回转型机械手的爪体能够通过铰接杆来进行增力，平移型机械手的爪头能够实现理论0误差来抓取不同直径的实验材料，但是这样的话，夹头的始末两位置之间会产生一个长度为10mm的位置偏差，这样就会造成抓取误差较大，为了解决该问题，我在机械手的一个旋转轴处添加了一个角度传感器如图，通过这个角度传感器，就能将夹头的开合范围进行实时反馈，通过对横臂与直臂进行位移控制，来对偏差进行补偿。

图5.1 机械爪夹头结构图

图5.2 三维手爪结构图

5.2 机械手腕设计。由于此次设计要求手腕的回转角度为360°自由旋转，因此手腕结构我使用步进电机驱动，同步轮带动同步带运动的结构来控制手抓准确的转过固定角度与方向，从而使其能准确的抓取零件和放置零件。为了保证机械手腕的刚度，防止运动形变，所以连接底板我决定采用2mm的304不锈钢板，并且两边增设不锈钢L角铁，这样就能拥有较强刚度，防止腕部受力变形。手腕旋转部分与连接底板通过两个轴承连接，减少零件摩擦，增强零件运动稳定性，由于手腕只受到轴向拉力，没有横向力矩，所以无需进行校核。

图5.3 手腕回转结构图

5.4 机械手直臂图

5.5 机械手基座

5.3 机械手臂设计。臂部运动的目的能使手部运动到空间任意一点。如果想改变手部位姿，需利用腕部的自由度加以实现。因此，一般来说臂部应该具备3个自由度，既手臂的左右回转、升降和伸缩运动。手臂的各种运动往往利用驱动机构（设计所选为直流减速电机）和各种传动机构来实现。其中回转设计我才用了回转支承进行连接，这样不仅能够减小电机旋转力矩，同时还能保证机械手的稳定性。机械手的平移运动我采用滑动丝杆和SBR直线导轨，这种结构成本低，载重高，控制方便，运动平稳。机械化搜的升降我采用了动滑轮结构，该结构能够降低机械手对升降电机的要求。设计完成后，我绘制了机械手的部分零件图和机械手的装配图，并且我还制作了机械手实物，来进行抓取实验。

图5.6 螺母夹块

图5.7 机械手3D模型

图5.8 机械手实物

谢辞

感谢我的指导教师陈勇对我的耐心指导和帮助，在老师的指导下解决了设计过程中遇到的许多问题，感谢设计中给我帮助和建议的各位同学，感谢论文的评阅老师和答辩委员会的各位老师。由于自身水平有限，设计中存在很多不足之处，请各位老师批评指正。参考文献

[1] 李超.气动通用上下料机械手的研究与开发[D].西安：陕西科技大学，2003.[2] 齐进凯.气动机械手的结构设计、分析及控制的研究[D].上海：东华大学，2006..[3] 李文明.曲轴搬运机械手的研究与设计[D].武汉：华中科技大学，2007.[4] 钱济国.机械手的结构尺寸与夹持误差计算.现代制造工程，2006,（1）

[5] 潘秀石.基于串联增力机构的机械手夹持装置设计.机械工程与自动化，2013,180（5）

篇3：数控车床的机械间隙测定方法

关键词：数控车床,机械间隙测定,正反向表测法,试切测定法

一.前言

数控车削加工中, 刀架进给是由步进 (伺服) 电机通过控制丝杠的转动带动床鞍或滑板运行实现的。由于在传动中存在着丝杠间隙, 必须予以补偿或消除, 方可保证运行的准确位移。利用数控系统对机械间隙进行自动补偿的功能, 可方便地实现对稳定机械间隙进行自动补偿。自动补偿方法因简单、方便, 且不受加工轮廓的限制, 应用十分普遍。但自动补偿的稳定间隙值需通过人工测定才能得到。常用的测定方法可归纳为以下两种:

二.正反向表测法

机械间隙只在运动反向时对运动的距离产生影响。根据这一原理, 我们可先让刀架往某一方向运动, 再使其做反向运动。由于存在机械间隙的影响, 反向运动的距离会产生误差, 使用百分表测量出该误差值即为该方向的机械间隙值。

1、测定方法及步骤

1.1测定Z方向间隙值:

(1) 将数控车床的工作方式选择为“手动 (J O G) ”, 按动方向键“Z|+”, 使刀架向正Z方向移动一段距离。

(2) 装固好量表 (0~10mm规格的百分表) , 并使测头靠紧在自动刀架靠近卡盘的一个侧面上, 测头宜压缩0.3~1.0mm, 以保持测量的初始测力, 然后转动百分表刻度盘对准零位。

(3) 在“录入”或“M D I”方式下, 运行:G91 G01 Z-3.0 F80;或G01W-3.0 F80;程序段, 使刀架往负Z方向移动3 m m。

(4) 在百分表上读出实际移动值, 由于反向移动时受到机械间隙的影响, 实际移动值则会不足3 m m。将理论移动值 (3mm) 减去实际移动值, 其差值即为初步测定的Z向机械间隙。

(5) 按照前述步骤反复测量2~3次, 得到最终测定的Z向机械间隙值。

1.2测定X方向间隙值:

(1) 将数控车床的工作方式选择为“手动 (JOG) ”, 按动方向键“X|+”, 使刀架向正X方向移动一段距离。

(2) 装固好量表 (0~10mm规格的百分表) , 并使测头靠紧在自动刀架靠近主轴轴线的一个侧面上, 测头宜压缩0.3~1.0mm, 以保持测量的初始测力, 然后转动百分表刻度盘对准零位。

(3) 在“录入”或“MDI”方式下, 运行:G91 G01 X-4.0 F80;或G01 U-4.0F80;程序段, 使刀架往负X方向移动4mm (直径量) 。

(4) 在百分表上读出实际移动值, 由于反向移动时受到机械间隙的影响, 实际移动值则会不足2mm (半径值) 。将理论移动值 (2mm) 减去实际移动值, 其差值即为初步测定的X向机械间隙。

(5) 按照前述步骤反复测量2~3次, 得到最终测定的X向机械间隙值。

2、容易产生的问题及注意事项

2.1测定过程中如出现几次测得的间隙值明显不一致时, 应检查百分表是否牢靠得接触或吸紧, 表座上各连杆及量表是否锁紧, 百分表上测杆的滑动是否灵活, 同时还应检查量表的安装位置是否正确等。

2.2如果出现多次测定的间隙值呈递增或递减状态, 则应配合专职维修人员检查系统驱动部分是否有故障, 然后加以排除。

2.3在反向移动自动刀架时, 不要使用快速的移动方式, 以免因操作失误而损坏量表。

2.4采用正反向表测法所测得的结果一般比较稳定, 但是, 当改变刀架所在位置后, 因其螺旋副所处位置相应变化, 所以应注意所测得的结果亦有可能变化。

三.试切测定法

正反向表测法虽然有测量准确的优点, 但只能测定出空载情况下数控机床的机械间隙值。数控机床在加工情况下的机械间隙与空载时会存在一定差异, 我们可以通过试切法来测定。

1、测定方法和步骤

1.1、测定X方向间隙值

(1) 将外圆车刀的刀尖调整到图一所示刀具位置。

(2) 自动运行下列程序:

N10 M03 S600

N20 G01 U-4 F150

N30 W-5 F100

N40 U2

N50 W-5

N60 G00 U30 W200

N70 M05

N80 M30

(3) 运行结束后, 测量Φ1与Φ2两个圆柱体的直径差。并与理论直径差 (2 m m) 进行比较, 其所得差值绝对值即为X向的机械间隙值。

1.2、测定Z方向间隙值

(1) 安装一把宽刃 (≥3mm) 切断刀, 并将刀具调整到图二所示刀具位置。

(2) 自动运行下列程序:

N10 M03 S600

N20 G01 W-3 F150

N30 U-8 F100

N40 W2

N50 U-4

N60 G00 U30 W200

N70 M05

N80 M30

(3) 程序运行结束后, 测量尺寸L并与给定的理论长度值 (2mm) 进行比较, 其差值即为Z向的机械间隙值。

2、注意事项

2.1采用试切测定法时, 为避免刀架在变向进给时受切削阻力的影响而可能产生间隙游动, 导致所测结果不准确, 应采取一些减少阻力的措施。如保持车刀锋利和选择硬铝等材料作试件。

2.2试切结果有一定偶然性, 当切削条件变化较大时, 测得的间隙值也可能产生相应变化。所以, 某一次的测定结果不宜作为恒定的参数长期采用。

2.3如果测定过程中出现多次测得的间隙值总不能趋于一致时, 可改用正反向表测法进行对比测定。当车床使用旧的丝杠, 还可能因丝杠螺纹严重磨损导致螺距误差或累积误差过大引起间隙值不一致。

四.结论

以上两种方法都可以较准确地测量出数控车床的机械传动间隙, 测得的间隙值既可作为机床参数方式自动补偿的依据, 也可通过程序方式对该间隙值进行补偿。

参考文献

[1]唐应谦主编.数控车工生产实践.中国劳动出版社.1994.12

篇4：车床机械手本科论文

对于高速车床机械安全设计进行风险评价，是目前机械设备评价方法的重要步骤，结合通用机械系统的安全模型，并根据实际实例进行评价，对于高速车床机械安全设计进行风险评价展开探讨，是本文的出发点和落脚点。

【关键词】风险评价 高速车床 机械安全 探究

对于机械安全进行风险评价，不仅能够在一定程度上保证操作人员的人身安全，还能够保证机械产品在国际竞争中占据重要的地位，高速车床的机械安全进行风险评价是保证车床在后期使用过程中不出现任何意外的重要手段，本文就结合实际的案例，进行风险评价工作的探讨，为高速车床机械在后期的生产和操作过程中提供重要的方法，保证车床的顺利运行。

1.风险评价

机械在运行或者操作过程中，可能会出现两大种类的危险，其一是机械危险，其二就是非机械危险。其中非机械危险中包括热、振动、材料以及物质、电气、噪音、辐射等方面的危险。所以在进行风险评价时，一定要综合考虑各方面的因素。所谓的风险评价也是就指对于机器在使用过程中可能会造成的各种危险以及这些危险对于人类健康造成危害的程度和概率进行分析，以达到帮助产品设计者根据现阶段的种种因素确定较为合适的安全措施的目的，帮助机器实现最高的安全运行水平，也就是实现一定的安全目标，目前的工艺水平对机器的使用和结构形成了种种类似制造成本、安全防护装置以及自动化程度等一系列的约束。进行风险评价的方法并不是单一的，主要有失效模式和效应分析、故障树分析、基于任务和基于危险的方法以及初步危险分析等一系列方法。在进行风险评价时，一定要考虑以下两个方面的因素，首先是对于可能造成危害或者损害健康可预见的最严重的程度，因为该种严重程度会随着各种因素的变化而发生变化，而这些因素中还含有大部分不可预见的偶然性因素。还有就是在某种危险的状态之下发生危害健康或者损伤的概率，这种概率与人体进入危险区的时间长短和进入危险区的频率有着密切的联系。所以，在进行风险评估时，一定要综合考虑这两种因素。

2.高速车床的风险评价

英国哈斯顿大学的教授在2000年研究开发出了一个较为通用的机械系统的安全模型，这个模型就是在进行风险评估时，让设计工程师把人的安全和健康融进到整个设计过程中，这样的系统方法能够提高风险预测的准确性，在一定程度上提高整个机械设计的质量。该模型主要由子部件、危险和危险区域、危险评估、干预方式、可预测任务和伤害事件等部分统一组成，在进行系统功能的分析时，还考虑到操作人员对整个系统的干预、系统安全进行工作的材料和工具以及系统需要完成的任务和具体的操作者等相关因素。

高速车床进行风险评价模型在实际运用中，要保证考虑到种种因素，例如机器在进行切削工作时，产生的切屑可能会在一定程度上伤害到操作者，操作者所处的危险区域被称为工业部件的危险区，所执行的工作是正常进行生产，若在正常生产中产生的危险是冲击危险，危险事件可以被认为是切屑危险。将这些因素都加以确定之后，对于该危险项目进行风险评定，把危险分子输入到Fred Manuele模式中进行判定，然后确定危险级别，若确定的危险级别越高，则越需要进行风险减少的相关措施。

3.对于高速车床进行机械安全设计

对于机械安全设计的主要内容可以根据风险评价的实际情况分为安全装置、对于遗留风险通过合适的方式告诉操作者以及结构的安全设计三个方面。

采用一定的安全装置和补充保护措施都属于较为间接的安全措施，对于齿轮、皮带以及其他可能造成卷入、吸出和缠绕等危险的部件和装置进行封闭，也可以设置一定的安全防护装置。在车床的限位装置进行安装时，要保证不出现振动，并且安装的位置也要合适。保护式的防护装置要使用卡子、重力或者导轨等装置来进行固定，打开时要保证与机床的相对固定，机床在防护装置关闭之前不能启动，或者说防护装置和机床不能同时进行工作。

对于车床外形进行的安全结构设计时，保证外露的部分平整光滑，不可出现尖角或者其他锐边，防止出现工作人员刺伤或者磕伤的危险。车床的外露管线也要进行合理的位置安排，以防在后期的使用过程中，因为操作不当而出现管线被拌断，产生较大的危险。对于润滑系统装置中的油位显示器的设计，要便于后期的观察，并且要保证设置在安全的位置，对于机床装置上的手动润滑点要进行标记，便于后期的操作。车床装置上还需要设置能够回收或者容纳冷却液的部位，对于冷却液的流量控制器或者开关要设置在操作人员方便操作的部位。对于一些刀具或者紧固工件的装置设计时，要本着快捷、方便、可靠和安全的原则，便于在车床运行过程中出现断电或者装置压力下降时，方便夹紧工作的进行。

对于高速车床的使用时，要保证按照所有操作工序都是在相关的使用说明书指导下所进行的，对于遗留风险要及时通知给操作者，提供一定的安全说明，包括机床的安全性能、安全警告、仅用信息图、培训要求、注意事项和预定用途等信息。在机床本体的明显位置做好各种不当操作的或者危险操作的标志，从而让使用者在后期的操作过程中加强对各种不正确操作危险的认识。

4.结语

利用风险评价为基础，并结合先进的机械安全设计研究成果，建立风险评价的高速车床机械安全设计理论体系，能够给机床的设计和使用过程提供一定的指导方案和使用方法，保证车床的安全生产，从而为日常的生产生活提供源源不断的动力原料，为了能够让风险评价过程顺利进行，要结合车床自身的特点，对于操作环节严格按照相关规章制度进行，从而给车床的风险评价工作提供更多科学合理的数据和资料，保证机械车床在后期的安全顺利使用。

参考文献：

[1]王会永，毛成涛，满忠雷等.基于风险评价的高速车床机械安全设计研究[J].机床与液压，2010（19）

[2]王勇，赖思琦，郭磊.车床主轴启停与工件装夹联锁控制装置的设计与应用[J].机械，2008（12）

[3]袁功宙.车床上安装车床安全互锁装置的探讨[J].机械工程师，2009（6）

[4]王玉正，刘世德，韩新强.大型卧式车床的低速制动控制方案研究[J].机械制造与自动化，2010（2）

篇5：机械制造本科毕业论文

电厂机械小径管座角焊缝超声波检测方法

摘要：通过在发电厂的在役超声波检测的经验积累，并根据对比试验，总结出一些非全焊透小口径管座角焊缝超声波检测的方法。

关键词：小口径;焊缝;超声波检测;试块;集箱

1.小径管座角焊缝超声波检测的技术要求

在焊缝产生的各种缺陷中，面积型缺陷的应力集中程度要远大于体积型缺陷。因此要首先将裂纹、未焊透、未熔合等危险性的面积型缺陷检出并及时消除。这些面积型缺陷利用超声波探伤时灵敏度比较高。角焊缝超声波探伤技术的要求是所采用的.工艺能使超声波主声束扫查到整个管座角焊缝截面，并能明显区分缺陷波与结构波，同时要求操作简便，易于现场使用。

2.小径接管座角焊缝超声波检测探头的选用分析

单纯采用小径管斜探头从接管座一侧对角焊缝进行检测， 存在部分漏检区;单纯采用普通斜探头从集箱一侧对角焊缝进行检测也无法实现。在本次试验中，选用小角度纵波探头和小径管横波斜探头对小径接管座角焊缝进行综合检测。

由于受到集箱结构影响，超声波检测只能在管座侧以接管为检验面进行单侧扫查，依据DL/T 820— 《管道焊接接头超声波检验技术规程》规定，管壁厚度为 8～14 mm， 推荐折 射 角 为 63°～70°(对应的K值分别为2和2.7)， 选取实测 K 值为 2.7， 晶片尺寸准 6 mm，频率5 MHz， 探头前沿为 5 mm 的斜探头进行检测。 仪器选择以色列生产的 ISONIC ，由于该仪器具有 B 扫描功能，对于显示缺陷能够进行 B 扫描成像分析，便于缺陷记录和分析，选用甘油为耦合剂，在小直径管焊接接头超声波检验专用试块DL-1上制作准1 mm孔 的DAC 曲线。

3.对比试块的设计制作

3.1小角度纵波对比试块的制作要求和设计指标

分别选取一定曲面、壁厚的材料模拟集箱管材，并在轴向及周向管座开孔部位制作 1 mm 和 2 mm深的切割槽模拟缺陷， 在对比试块中间不同深度做!1 mm×6 mm 横孔进行灵敏度比较试验。

3.2小径管与横波斜探头对比试块制作要求和设计指标

用对比试块的切割槽模拟不同深度的未焊透缺陷。该试块分别切有 1 mm、1.6 mm、2 mm、3 mm、4mm、6 mm、8mm 深的水平线切割槽， 用以模拟管座。

侧未焊透缺陷; 在 1.6 mm 线切割槽后集箱侧焊缝熔合线位置分别切有 1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、6 mm深的切割槽， 模拟不同深度集箱侧坡口未熔合缺陷。

4.检测验证

某电厂燃煤锅炉，机组累计运行时间 10 万小时以上。为了解锅炉集箱管座角焊缝运行情况，检修期间，对水冷壁、低温再热器、省煤器、末级再热器的集箱管座角焊缝进行超声波检测，以Φ51×7 的小径管座角焊缝检测为例：小口径管座角焊缝规格：小口径管规格为Φ51×7mm，管座角焊缝宽度为 11mm，焊缝高度为8mm，集箱坡口深度为7mm。

4.1仪器、探头

选用数字式 A 型脉冲反射式超声探伤仪，探头频率为5MHz，探头前沿长度为5mm，晶片尺寸为6mm×6mm，折射角度选为56.3°的K1.5的横波斜探头。根据公式：

计算出最小折射角度为55°，所选探头折射角度满足检测条件。

4.2 DAC曲线的制作

利用DL-1小口径管专用超声波检测试块上深度为8mm、15mm、20mm、25mm的Φ1mm的长横孔来制作DAC曲线。由于非全焊透小口径管座角焊缝的结构特殊，小口径管有一部分插入集箱本体，定量和判废灵敏度的要求可适当降低。

4.3反射信号的分析

检测工作中，必须区分出焊缝的根部反射信号和缺陷反射信号。根据焊缝的结构尺寸、探头的位置、示波屏上探头入射点到反射信号的水平距离、反射信号的深度，综合判定该信号是否为焊缝根部反射信号或缺陷反射信号。根部反射信号的判定：先使探头靠近焊缝，再向后拖动探头，示波屏上如果出现反射信号显示，先根据反射信号的水平距离显示，依据焊缝的尺寸，在工件上通过实际测量，判断是否在根部位置;然后根据反射信号的深度，依据工件的厚度，判断是否在根部位置，如果反射信号的水平距离、深度显示都在焊缝根部位置，则可判定该信号为根部反射信号显示。

缺陷反射信号的判定：继续向后拖动探头，示波屏上根部反射信号的幅值降低。在根部反射信号以外如果出现反射信号显示，则可初步判定为缺陷信号显示。如果该反射信号的深度显示大于或等于两倍工件壁厚，且在焊缝范围内，水平距离显示经实际测量也在焊缝范围内，则可判定该反射信号为缺陷信号显示。

4.4检测结果

对缺陷管座经过解剖检查内部均发现未熔合、夹渣、裂纹等缺陷，解剖结果与超声检验结果全符合，有效保证了锅炉的焊接质量及机组的安全运行。

4.5结论

4.5.1角焊缝根部无余高只可见集箱壳体端角反射波，反射能量高，波形尖锐，根部有余高可见余高反射波与集箱壳体端角反射波，能量低于端角反射波。

4.5.2根部未完全焊透的反射波形明显低于余高反射波形，集箱壳体端角反射波能量基本不变。

4.5.3对于根部完全未焊透结构，集箱壳体端角反射波能量明显降低，完全未焊透反射能量高于集箱壳体端角反射波能量。

5.结语

篇6：车床机械手本科论文

一、课程的教学现状

我校的机械设计课程包含机械原理和机械零件两部分内容，96个学时。从近几年的教学实践和毕业设计的反馈信息来看，由于传统的授课方式是以教师讲授为主，学生只能被动地接受，在教学设计上通常只孤立地介绍各种机械零件和机构的知识及设计方法。因此给学生的印象是该课程理论性强、内容多且各章节之间没有联系，设计校核内容复杂，且由于学生的工程意识差，没有实践经验，没有良好的自主学习习惯和学习方法，无法综合应用各先修课程的基础理论知识来解决问题。而在该课程的实验教学中主要以验证性实验为主，缺乏综合性和设计性实验。考核方式上，往往是通过笔试的方式进行，学生复习时只能死记硬背，并不能真正检验综合能力。

二、课程项目化教学的具体内容

1.教学项目选取的基本思路

以项目为载体对“机械设计”课程内容进行重新构建，其关键在于选择合适的项目，用来教学的项目必须既能达到锻炼学生工程项目的能力，又能覆盖机械设计课程所授的内容。选择一个好的项目需要认真理解本课程的培养目标和教学大纲，清楚每一章节要求学生掌握的知识和能力，分析各章节之间的联系，将项目的内容分布到各相关章节中去，让学生掌握课程中所涉及的有关知识要点、方法和设计技能，以此提高学生专业技术应用能力和实践动手能力。

2.教学项目的设计

根据上述基本思路，结合本校现有的设备条件，设计了8个教学项目，项目由简到难，层层深入，逐步增加各知识点的`覆盖。

3.项目的教学过程举例

以项目4为例，该项目所涉及到的知识点多且琐碎，要完成此项目必须掌握标准直齿圆柱齿轮传动的设计计算、轴的结构设计和校核、平键的选择与校核及轴承的选择与寿命计算等相关知识。因此，在开始项目前，将原教学班分成一个个的教学小组，每个小组在接到项目后必须充分讨论项目，明确项目要解决哪些问题，需要哪些方面的知识，查阅哪些资料并收集信息。教师在教学过程中，可让学生先拆装、测绘单级齿轮减速器，初步建立感性认识，然后讲解减速器中所涉及到的知识点，如齿轮、轴、轴承、键等，每介绍完一个内容，可将齿轮、轴、轴承、键的设计作为教学项目的子项目，这样学生在学习的过程中是带着任务在学习，可激发学生的学习积极性。在学生做项目过程中，教师巡回指导，对学生不完善的思路进行修正，以加强学生的能力训练，提高任务完成的质量，最后要求学生课外进行讨论总结，每组写出设计报告。每一任务完成后，进行课堂交流，对项目中如何解决问题做相关介绍。在该阶段，学生不仅回顾了自己设计过程中存在的问题，知道了如何改进的方法，还锻炼了学生的语言表达能力。

4.课程考核方式

在课程的成绩评定过程中，着重考查学生灵活运用所学知识分析问题和解决问题的能力，采用多元化的成绩评定方式。做项目的学生平时占20%，可以不做常规作业，在每一个项目学习结束后，以小组为单位用PPT展示其学习成果，各个小组再根据每位学生在小组中的综合表现给予评分，项目成绩占50%，期末考试成绩占30%。项目成绩分为过程成绩和最终成绩，在项目进行过程中，教师根据学生的设计方案、创造性、合理性等方面来评分，项目完成后，根据完成的实际情况给予评分，两部分的评分总和即为项目成绩。此外，鼓励学生自己立项，自主设计，参加大学生创新设计，提升学生工程创新意识、实践能力和团队合作精神，促进应用型人才的培养。

三、结束语

篇7：车床机械手本科论文

各位论文导师：

08机械设计、机电工程本科学生的毕业论文即将在下个学期开学的8周内完成，为了保证此项工作的顺利进行，现将此次论文指导工作的相关资料和论文指导工作的相关文件转给位导师，请大家抓紧时间和学生联系，确定论文题目，毕业设计同一题目的学生人数原则上不超过2人，下学期一开学就能开题。各位导师指导学生的名单我会通知各相关班级的班主任，以便学生及时和导师联系。

附 相关资料清单：（要求所有表格均用碳素笔手写）

1.毕业论文封面（有统一的封面）

2.毕业设计（论文）任务书

3.烟台南山学院毕业设计（论文）开题报告（学生根据电子版自己填写打印）

4.烟台南山学院毕业设计（论文）中期检查表

5.烟台南山学院申请答辩表

6.毕业设计（论文）评审表（答辩小组用）

7.毕业设计（论文）评审表（指导教师用）

8.毕业设计（论文）评审表（评阅人用1）

9.毕业设计（论文）答辩成绩初评表

10.毕业设计（论文）成绩评分表

附 指导教师及学生名单

附 毕业设计管理条例文件及附件1：毕业设计（论文）的规范化要求、附件2：《优秀毕业设计（论文）摘要选编》撰写规范

篇8：普通车床机械结构的数控化改造

1 机械部分的改造设计要求

普通车床的机械部分主要包括主轴传动部分、进给系统、刀架回转系统和滚珠丝杠等。在对机械结构进行数控化改造时, 需要研究数控化结构是否满足普通车床的工作要求, 数控化改造之后是否会对车床原有的坐标结构产生影响, 传动系统能否满足精度要求, 等等。在数控化改造设计的过程中, 需要计算主轴的横纵进向, 并测量滚珠丝杠的移动性能, 确保数控化改造设计完成后普通车床有比较完整的数控功能和机械加工能力, 能够自动加工某些机械部件的端面、内外圆、球面、锥面和螺纹等。

2 数控化改造的必要性

普通车床机械结构实现数控化改造后, 可以提高车床的加工精度, 利用它可以加工精度要求更高的产品。数控化改造后, 普通车床具有单独的运行电机, 能够实现多个坐标的联动加工, 可以加工结构更加复杂的工业元件, 而且它还具备了自动换刀的功能, 可以缩短复杂工件的加工时间。普通车床的数控化改造降低了车床操作人员的工作强度, 使操作人员可以同时操作多台车床, 提高了其生产效率。数控化改造后, 普通车床具备了数控操作能力, 而且改造后价格比较低, 能够有效降低企业的投资成本, 为机械加工企业创造更大的经济效益, 促进我国经济的发展。

3 数控化改造

3.1 普通车床床身导轨的改造

我国大部分普通车床的床身材料为铸铁, 在进行数控化改造时, 为了提高床身导轨的精度, 可以在铸铁导轨上粘贴塑料软带。塑料软带能够提高车床导轨的润滑性, 使导轨上的主刀行进得更加流畅, 从而保证车床的加工精度。在改造过程中, 也可以将传统的铸铁导轨改造为滚动导轨, 滚动导轨的摩擦系数比较小, 不会影响机械加工的几何精度。

3.2 滚珠丝杠的改造

滚珠丝杠主要是由滚珠、丝杠、回珠管等构成的, 它可以将车床机械部件的回转运动转化为直线运动。普通车床中的滚珠丝杠可以提高车床的传动效率, 使车床刀轴的行进过程更加平稳。因为滚珠丝杠在运行过程中不会产生较大的振动, 所以, 不会产生过大的摩擦阻力。对滚珠丝杠进行数控化改造时, 需要测量滚珠丝杠的齿差缝隙、丝杠转速和滚珠直径等, 以保证改造完成后车床不会出现直线行进失稳的情况。

3.3 主轴传动系统的数控化改造

普通车床的主轴是由电动机带动皮带使主轴旋转。在数控化改造时, 尽量不要破坏原本的主轴箱, 主要改造电机的变速系统。因此, 可以用双速或者四速电动机代替原本的电动机, 以增强主轴传动系统的传动能力。在改造过程中, 可以在主轴传动系统中增加脉冲编码器, 标记主轴运行的初始位置, 为主轴传动编码, 让主轴每转动一圈编码器自动调整一次主轴刀具的位置。一般情况下, 脉冲编码器安装在主轴箱中, 并与电动机的传动齿轮1∶1 连接, 从而实现主轴与编码器的同步运行。

3.4 车床进给系统的数控化改造

在改造进给系统时, 需要加装步进电机, 并在进给系统的步进电机上安装减速器。减速器通过连接装置与丝杠连接在一起, 可以实现对车床横纵向进给系统的单独控制。在数控化改造车床进给系统时, 需要将车床原本的走刀箱和溜板箱全部拆除, 利用新的步进电机传动链传动进给系统。在改造时, 不需要更改滚珠丝杠的原有位置, 而要让滚珠丝杠成为主要的传动结构。当车床纵轴需要行进时, 计算机会向步进电机发出指令, 使纵轴的滚珠丝杠移动, 从而获得要求的走刀量。当横轴移动时, 数控指令会操纵横向步进电机, 使滚珠丝杠获得横向走刀量。在普通车床进给系统数控化改造的过程中, 要在原本齿轮箱和丝杠的位置增加防护罩, 以保证车床的运行安全。

3.5 刀架结构的数控化改造

在改造普通车床的刀架结构时, 要根据普通车床的刀架位置设置专门的电动刀架。为了满足车床的机械加工要求, 电动刀架最少要有4 个刀位。一般情况下, 自动刀架采用三相异步交流电动机操控刀架, 然后利用蜗杆来传动刀架。当计算机向车床发出传动信号后, 步进电动机就会带动蜗杆运动, 实现对刀架结构的控制, 同时, 步进电机的正反转运行还能够实现刀架的自动切换。

3.6 溜板箱的改造

在对普通车床的机械结构进行数控化改造时, 要拆除原有的溜板箱, 然后将新的溜板箱固定在改造之后的滚珠丝杠上。在改造溜板箱时, 要改进相应的润滑结构, 保证车床在不同的驱动条件下溜板箱都能够稳定运行。

使用数控化技术改造了普通车床的机械结构后, 要检验改造后车床的运行性能, 即检验其传动性能、主轴进给性能和车床噪声等。改造车床的运行监测需要进行空转状态和负载状态检测, 以保证改造后的车床具备切削循环、直线插补、螺距补偿、圆弧切削、间隙补差等多种数控化操作功能。

4 结论

本文简要阐述了普通车床机械结构的数控化改造要求, 研究了普通车床数控化改造的必要性, 并分析了车床数控化的改造内容, 希望可以提高普通车床的加工精度, 降低车床操作人员的工作强度, 提高机械加工行业的经济效益。

参考文献

[1]孙建华.CDL6136普通车床的经济型数控化改造[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学, 2012.

[2]丁世均, 刘国群, 井建康, 等.普通车床数控化机械部分的改造设计[J].机电产品开发与创新, 2014 (04) :149-151.