上海交通大学
硕士学位论文
大型零件加工变形分析与控制
姓名：王振兴
申请学位级别：硕士
专业：机械制造及其自动化
指导教师：邵华
20070201
上海交通大学硕士学位论文摘要
摘要
大型零件通常是指那些在各个维度的尺寸超过一米的零件，比如蒸汽轮机的低压缸体，飞机的机翼壁板以及一些专用零件。这些零件由于其尺寸较大，往往会造成一些加工困难，如重量超出了机床承载能力或者自身重力造成变形，影响加工精度等。
超临界600MW机组低压外缸在机加工结束后，将加工完毕的各部分吊运装配。在装配完各部分的下半后发现水平中分面的平面度超差。本文针对平面度超差问题进行分析，着重研究外缸在机加工过程中重力、装夹方式及铣削力引起的弹性恢复误差。
本文首先运用三维建模软件创建外缸实体模型，然后应用有限元分析软件，对其施加位移边界条件及载荷后进行变形仿真。仿真表明，在加工水平中分面时，导流端会产生过大的平面度误差。通过在导流端增加一个支承点，可以有效控制变形；在加工垂直中分面时，缸体的加强肋会产生过大的垂直度误差，通过在导流端增加两根支承管，可以有效控制变形。
对于铣削力引起的加工变形，在加工水平中分面时，将铣削力分别施加到轴承端和导流端，仿真结果显示，铣削力不会引起过大变形；在加工垂直中分面时，铣削力引起变形的最坏位置为加强肋，仿真结果显示，将铣削力施加在加强肋仍不会引起过大变形。因此，铣削力对缸体加工变形的影响可以忽略。
关键词：汽轮机缸体，变形，重力，装夹，铣削力
上海交通大学硕士学位ABSTRACT
ABSTRACT
Large size parts generally refer to those parts with more than one meter long in each dimension, such as low-pressure cylinder of steam turbine, wing panel of plane and so on. Large size of these parts always causes difficult processing such that gravity of parts is overweight for machine tool and gravity causes deformation in processing.
This thesis analyzed elastic restitution of 600MW steam turbine unit which connects with oversize flatness error , and mainly studied that gravity, clamping and milling force contributed to elastic restitution.
When analyzed deformation caused by gravity and clamping, bottom half of generator end was taken as instance. First, created its 3D model, then exerted boundary conditions and load to simulate. The results showed that when milling horizontally middle plane, stream guidance end deformed excessively in flatness, and by adding a supporting point, the deformation was controlled effectively. When milling vertically middle plane, reinforcing rib deformed excessively in perpendicularity, and by adding two support tubes on steam guidance end, the deformation was controlled effectively.
When milling horizontally middle plane, by applying milling force to bearing end and steam guidance end, simulation results showed no excessive deformation arose. When milling vertically middle plane, the worst location was reinforcing rib, but simulation showed no excessive deformation arose. So the conclusion that milling force could not lead to excessive deformation was come to finally.
KEY WORDS: cylinder of steam turbine, deformation, gravity, clamping, milling force
上海交通大学
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学位论文作者签名：王振兴
日期： 2007年2月12日
上海交通大学
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学位论文作者签名：王振兴指导教师签名：邵华日期： 2007年2月12日日期：2007年2月12日
第1章绪论
1.1 研究背景[1-7]
大型零件通常是指那些在各个维度的尺寸超过一米的零件，比如蒸汽轮机的低压外缸，大型球磨机，飞机的机翼壁板等。这些零件通常形状复杂，制造精度要求高，然而，由于其尺寸大，结构复杂，通常给加工带来困难。比如，在加工飞机和航天器上的整体结构件——机翼壁板、翼梁等零件时，由于其尺寸大，形状复杂，制造精度要求高，因此，通常很难将这些零件的变形限制在精度范围内；在加工某些重量超过机床承载能力的零件时，机床承载能力不足成为了工艺制定中的瓶颈。可见，大型零件的加工与小零件的加工有很多不同的地方，对大型零件加工变形的研究有其必要性，本文即以蒸汽轮机低压外缸为例进行一些这方面的研究。
汽轮机是一种以蒸汽为工质，并将蒸汽的热能转换为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广的原动机。它具有单机功率大、效率高、运转平稳和使用寿命长等优点。无论是常规的火电厂还是在核电站中，都采用以汽轮机为原动机的汽轮发电机组。由于汽轮机也能变速运行，所以还可用它直接驱动各种泵、风机、高炉鼓风机、压气机和船舶的螺旋桨等。汽轮机的排汽和中间抽汽可用以满足生产和生活上供热的需要，这种既供电又供热的供热式汽轮机，具有较高的热经济性。在工业生产过程中有余能和余热的地方，还广泛的应用着不同类型的各种工业汽轮机，以充分发挥热能多次梯级利用的优点，提高了生产的综合效益。所以，到目前为止，汽轮机无论在生产电能还是供应热能方面，都发挥着极其重要的作用。
但是，体现着一个国家机械制造水平并且作为电力工业基础的汽轮机行业在我国起步较晚，自1953年中国第一家汽轮机制造厂成立，1955年研制我国首台单机容量6MW的中压机组以来，汽轮机制造业经历了自力更生，改革开放，引进技术，国际合作的不同发展阶段，先后开发了较为完整的各种参数，各种功率等级的火电、核电、工业汽轮机产品系列。我国汽轮机产品的技术性能，成套能力，整体质量已达到和近接国际同类产品的先进水平。目前，汽轮机产量占世界的1/4，年生产能力超过1500万千瓦，基本能满足国民经济和电力工业的需求。
国民经济的进一步高速增长及西部大开发、西电东送政策的实施给我国汽轮机制造业带来了巨大的市场和发展机遇，与此同时，中国入世，关税壁垒的解除，将使中国汽轮机制造业直接面临国际市场的挑战。
从我国汽轮机企业的产品来看，电站汽轮机的比重最大，处于核心地位；燃气轮机产品只有南京汽轮电机（集团）公司和上海汽轮机有限公司制造，且技术和产品种类都和国外产品有很大差距；船舶汽轮机基本是由哈尔滨汽轮机有限责任公司一家制造，基本能满足需要，甚至可以出口；在汽轮机配件中的重点产品——叶片及汽缸方面，我国的生产技术水平还很低，需大量进口。
另外，现阶段我国汽轮机的产品结构比较落后，技术含量高的产品比重过小。与国外企业相比，国内企业在产品结构调整方面还有很多工作要做。比如GE 公司，其航空发动机占有世界航空市场的很大份额，但民用燃气轮机也是世界上领先的，尽管在电站汽轮机的制造技术上不如SIEMENS和阿尔斯通公司，但随着燃气轮机需求的逐渐增多，其总产值仍占据世界总产值的26%之多，这与GE 一直不断的进行产业结构与产品结构调整是分不开的。
目前，我国的汽轮机行业在生产规模、品种发展和产品等级上已发生较大变化，但综合看来，在发展中还存在三个主要问题。
1) 企业研发能力有待提高，企业间重竞争而不重合作。例如，当前燃气轮机的需求大幅增加，而国内能够生产燃气轮机的企业仅两家，大多数依赖进口。面对这种情况，国内企业应积极合作，共同开展研发工作，提高燃气轮机制造技术。
2) 生产能力，制造水平较低。
3) 经济效益不是很好，盈利能力差。尽管汽轮机企业增多，产值也出现大幅增长，但亏损率仍在23.1%。
因此，面对国际汽轮机制造业90年代末期成功大规模重组后几大跨国公司的挑战，我国的汽轮机制造业要继续发扬科学创新精神，加强技术投入，建立自主的研发系统；不断提高产品的科技含量，提高产品的市场竞争力，发展市场要求的高参数、高效率、高可靠性、高度灵活性、高自动化、低维护性的各种产品。本文的研究旨在为汽轮机低压缸在机加工过程中出现的变形提供一些改进意见，以提高汽轮机低压缸体的机加工成功率。
1.2 汽轮机缸体变形及切削变形仿真的研究
计算机仿真就是要建立系统模型，并在计算机上进行模型实验的一种技术。因此是一种既安全又经济的试验方法，广泛应用于机械、能源、航空、钢铁、土木建筑、电力通讯、石油勘探及工业过程控制等各个工业领域。在工程系统中应用仿真技术收效显著，如模型试验时，模型只能在模型所含的这一特定条件下进行试验并预测设计的正确程度，出现问题时再做模型，再进行试验，这样既耗费资金又增长设计周期。若能用计算机仿真，先建立数学模型，输入有关参数，通过仿真找到优化值，而让物理仿真做校核作用，这样既节省了资金和人力，又加
快了试验速度。计算机模型具有低成本，周期短，可多次使用等优点，尤其适用于方案设计和优化设计。
1.2.1 对汽轮机缸体变形的研究
文献[4]采用有限元分析软件MSC./Nastran对空冷600MW汽轮机两个低压缸计算模型进行有限元分析，研究了低压缸的刚度问题。文献[8]采用有限元软件MSC./Nastran计算分析了汽轮机汽缸结构上下缸接触状态的应力分布和变形，分析了汽缸在温度场作用下的应力分布情况，重点分析了上下半缸的螺栓连接面——中分面上的应力和变形情况。建立了汽缸三维实体有限元模型，并对每根螺栓建立了模拟模型。分析结果表明，同内压引起的应力相比，热应力是缸体中应力的主要成分。文献[5]分析了大型火电机组汽轮机低压排汽缸刚度问题，指出其对汽轮机转子——轴承——基础这一系统的振动特性的影响，并给出了研究低压排汽缸刚度的几种方法。文献[9]对三菱350MW汽轮机低压外缸的结构特点、加工难点、采用的工艺方案及工艺规程进行了论述。文献[10]简述了汽轮机缸体铸件的各种要求，重点介绍了精整工序，尤其详细阐述了机加工方面的改进措施。文献[11]针对西门子N-30-2×10型350MW汽轮机低压缸结构特点，分析了参照西门子公司提供的组合工艺进行施工时产生变形的原因，并制定出合理的组合工艺和控制变形的有效措施。文献[12]为解决哈尔滨第三发电厂4号机组低压缸组合安装中平面度超差问题，将低压缸前、中、后段分别就位于对应的台板上后，利用台板下的调整垫铁，进行反复调整和测量，使汽缸平面度达到最佳状态。文献[13]研究汽轮机缸体建模的一般方法，基于AutoCAD和有限元建模工具ViziCad，提出了汽轮机缸体建模的一种新思路。根据缸体结构的特点，将缸体分成若干子模块，实施有限元网格自动剖分，得到子模块的有限元模型，再进行子模块粘接，建立整个缸体结构的有限元模型。文献[14]针对汽轮机结合面泄露的问题，对造成泄露的各种原因进行了分析，可能有螺栓紧固的问题，涂料质量的问题和汽缸法兰变形的问题，并结合实际的例子，最终解决了泄露问题。文献[15]概述了在制造秦山核电站60万kW高压外缸上、下半过程中，所采取的一系列保证质量控制的措施。包括缸体铸造生产过程的质量控制，机械性能控制，机加几何尺寸控制和铸后表面质量与内部质量控制。
1.2.2 对切削变形仿真的研究
文献[16]对切削颤振以及典型薄壁工件的加工变形进行了深入的理论分析和仿真模拟研究。建立了铣削力模型，主要包括三个方面的内容：单元铣削力模型、整体铣削力模型和动态铣削力模型；利用MATLAB/SIMULINK仿真分析切
削参数对切削稳定性的影响；对薄壁工件的加工变形进行了分析，包括切削工程中工件的加工变形分析，即切削力对切削变形的影响分析；工件内初始残余应力分布对工件加工变形影响的分析。
文献[17]根据有限元的离散思想，针对切削试验，建立了切削过程的几何模型和有限元模型；根据建立的有限元模型，完成了直角正交切削过程的仿真，分析了切削力随各个切削因素的变化情况，切削温度的分布和刀具应力的分布情况；在直角正交切削过程的二维仿真的基础上，对斜角切削过程的三维仿真做了探讨。
文献[18]分析了硬态切削过程的特点，结合弹塑性理论建立了适合有限元计算分析的模型；并且编制用户子程序来实现有限元模型网格的局部细分，既保证了计算的精度，又节省了计算的资源；模拟得到了硬态切削过程的应力分布、温度分布以及切屑的形成过程，并可通过对剪切区的测量得到剪切角的大小；对不同速度、不同切削厚度的硬态切削过程进行了模拟分析。
文献[19]基于金属切削理论和高速切削的特点，建立正交切削模型，并分析了金属切削层变形机理、切屑受力情况、刀具/工件切削区的摩擦特点；应用弹塑性力学理论分析切削变形区的应力、应变状态，在此基础上建立正交切削力有限元模型，并按照有限元基本步骤对弹、塑性阶段的有限元模型加以分析；确定有限元分析所需要的参数和条件后，对模拟结果进行了分析；进行切削实验，采用单因素实验方法检验有限元方法的正确性，以及应用正交实验方法验证切削参数对切削力的影响。
文献[20]首先阐述了国内外高速加工中心静动态特性分析的研究现状；对加工中心进行了静力分析，计算得到加工中心X、Y、Z方向的静刚度，并将有限元静力分析结果与实验结果进行了比较；对加工中心进行了模态分析，计算得到加工中心前十阶固有频率及相应的振型；对加工中心进行了动态分析，计算得到加工中心X、Y、Z方向的动态相应位移。
文献[21]针对铝合金材料7050T7451的铣削加工，将刀具视为刚体，前刀面和切屑间的摩擦定义为材料流应力的函数，采用商业有限元软件DEFORM3D，建立了能够反应实际铣削状态的三维铣削模型。利用该模型模拟了切屑的形成过程，获得了与实际切屑相似的屑形，通过分析铣削工程中的三维铣削力的变化，揭示了刀-屑的接触长度。对应力、应变和切削温度分布的分析表明，应力主要集中在第一剪切区，而应变和温度的最大值在刀-屑接触面上。
1.3 本课题研究的主要内容
针对超临界600MW机组低压外缸在装配过程中出现的水平中分面平面度超差问题，本论文从水平中分面和垂直中分面在机加工过程中出现的误差超出公差
范围的角度进行分析，分别研究重力、装夹和切削力对加工变形的影响，通过三维建模软件建立实体模型，然后通过有限元软件进行仿真分析，针对变形问题提出了改进措施。
第2章加工变形理论与相关工具软件
2.1 机械加工误差简介
2.1.3 加工精度[22]
机械加工精度是评定机械零件质量的主要指标之一，它将直接影响机械产品的工作性能和使用寿命。不断提高产品质量，最大限度提高产品的合格率，经济可靠的保证机械零件的加工精度，是机械制造企业必须遵循的原则。
所谓加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度也越高。所谓理想几何参数，对表面形状而言，就是几何意义上的形状，即绝对正确的圆柱面、平面和圆锥面等；对表面位置而言，就是指几何意义上的位置，即绝对的平行、垂直、同轴和倾斜等；对于尺寸而言，是指零件图样上所注尺寸的公差带中心。
由于加工中的各种因素的影响，实际上制造绝对精确并同理想参数完全相符是不可能的，不管用什么方法加工总会产生一些偏离。这种偏离，就是所谓的加工误差。零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）对理想几何参数的偏离程度称为误差。加工误差越小，加工精度也就越高。在实际生产中，加工精度的高低使用加工误差的大小来评定的。由此可见，加工精度和加工误差这两个概念是从正反两种观点来评定零件几何参数这一事物的。所谓保证和提高加工精度的问题，实际上也就是限制和降低加工误差的问题。从实际出发，对于机械产品的功能和工作条件来说，也没有必要把每个零件都加工的绝对精确。因此，只要能保证零件在产品中的功能要求，把零件的加工精度保持在一定的变化范围之内是完全允许的。
在一般的情况下，零件的加工精度要求越高，则所需的加工成本也越高。设计机械零件时，应根据零件在产品中的功用和技术要求，合理选定公差等级和确定加工公差。研究加工精度，其目的在于探索产生加工误差的规律，研究和分析各种因素对加工误差的影响，制定控制加工误差的有效措施，从而经济可靠的保证零件的加工精度。
研究加工精度的方法有以下两种。
单因素分析法
研究某一确定因素对加工精度的影响，研究时一般不考虑其他因素的同时作用，通过分析计算或实验测试，得出加工误差与该因素的相互关系。
统计分析法
在生产现场中，对一批工件进行测试，将其结果运用数理统计的方法进行处理，从中找出规律，用以指导我们解决有关的加工精度问题。
在实际生产中，这两种方法经常结合起来应用。一般先用统计分析法找出误差主要形式，初步推断产生误差的原因，然后运用单因素法进行分析，试验，找出影响加工精度的原因。
2.1.1 引起加工误差的因素
由机床、夹具、刀具、工件组成的工艺系统，在完成任何一个加工过程中，由于工艺系统各种原始误差的存在，使工件和刀具之间的正确几何关系遭到破坏而产生加工误差。这些原始误差包括机床、夹具、刀具的制造及磨损误差、工件的装夹误差、测量误差、工艺系统调整误差、加工中各种力和切削热引起的误差等。以上误差一部分与工艺系统本身结构状态有关，另一部分与切削过程有关。按照这些误差的性质可归纳为以下三个方面。
1) 理论误差和工艺系统制造误差
由机床、夹具、刀具、工件组成的工艺系统的制造误差和磨损，以及定位和调整误差。
2) 工艺系统力、热效应引起的变形
3) 工件内应力引起的变形与测量误差
综上所述，加工过程中可能出现的各种原始误差如框图2-1所示。
Fig. 2-1 primary error
2.1.2 原始误差与加工误差的关系
切削加工过程中，由于各种原始误差的影响，使机床、刀具和工件的正确几何关系遭到破坏，就会产生加工误差。各种原始误差的大小和方向不同，而加工误差则必须在工序尺寸方向度量。下面以外圆车削为例，说明原始误差与加工误差的关系，如图2-2所示。车削时工件的回转轴线在O 点，刀尖的正确位置在A 点，设某一瞬时由于各种原始误差的影响，使刀尖位移到A ′点， A A ′即为原始误差δ,它与OA 间夹角为?，由此引起工件加工后的半径由OA R 0=变为A O R ′=，故半径上的加工误差R ?为：
00220R cos 2R R OA A O R ?++=?′=??δδ
当原始误差的方向恰为加工表面法线方向时（0=?），则δ?=?=o 0R ，引起
的加工误差最大；当原始误差的方向恰为加工表面的切线方向时（o 90=?），则
02200R -R R -R R δ+==?，移项再两边平方得220Q 0R R R i δ+=+?，化简得
：2202002002R R R 2R R R 2R R δ+=+?≈+?+?，即02902R R δ?=?=o ，一般可以忽略
不计。为了便于分析原始误差对于加工精度的影响程度，把对加工精度影响最大的那个方向，即通过刀刃的加工表面的法向，称为误差的敏感方向。而对加工精度影响最小的那个方向，即通过刀刃的加工表面的切向，则称为误差的不敏感方向。
图 2-2 原始误差与加工误差的关系
Fig. 2-2 relationship between primary error and machining error
2.2 工艺系统受力变形产生的误差
2.2.1 基本原理
在机械加工中，由机床—夹具—刀具—工件组成的工艺系统在切削力、夹紧力、传动力、惯性力和重力等作用下，会产生相应变形，变形的大小和方向常因作用力的大小和作用点的变化而变动，结果使工件和刀具静态调整好的相对位置发生变化，会引起工件加工误差，并破坏了切削过程的稳定性，还可能加大表面波度和表面粗糙度。
工艺系统的受力变形是机械加工精度中一项很重要的原始误差。它不但严重影响加工精度，而且还影响表面质量，限制了生产率的提高。
2.2.2 工艺系统受力变形引起的加工误差分析[23-27]
1) 因切削力作用点的变化而产生的工件形状误差
工艺系统的刚度除了受到各组成部分的刚度影响外，还随受力点的位置变化而变化。
2) 因切削力的大小变化引起工件形状误差—误差复映规律
在切削加工中，实际上切削力是变化的。由于毛坯加工余量或材料硬度不均匀，会引起切削力发生变化，使工艺系统受力变形发生变化，因而工件产生尺寸误差和形状误差。
3) 惯性力、传动力、夹紧力引起的加工误差
切削加工中高速旋转的零部件（包括夹具、工件、刀具等）的不平衡将产生离心力，离心力在每一转中不断改变方向。因此，它的分力有时和切削分力同向，有时则反向，从而引起了工艺系统的受力变形也随之变化，产生加工误差。
对于刚性较差的工件，若夹紧时夹紧力作用点选择不当，也常会引起变形而造成工件的形状误差。
2.3 减小工艺系统受力变形的主要措施
减小工艺系统受力变形是机械加工中保证加工质量和提高生产率的有效途径，根据生产实际的经验，可以归纳为以下几个方面：
1) 合理设计结构
在设计夹具时应提高基础件、支撑件的刚度。一般来说截面积相等的空心截面的刚度高于实心截面，零件设计时在适当部位布置加强筋也能提高精度。故合理设计截面形状，既可减小材料消耗，又能提高刚度。此外，应尽量减少零件数
目、提高薄弱环节的刚度。
2) 提高接触刚度
增加连接表面间的接触刚度对减少部件变形有很大意义。接触刚度除了与材料性能有关外，还与表面粗糙度、几何形状精度及接触面上的预紧力大小有很大关系。因此，要提高接触刚度，首先应提高连接面的几何形状精度、减小表面粗糙度和在接触面间施加一定预载荷，这样可消除配合面的间隙，增加实际接触面积，减少受力后的变形。
3) 设置辅助支承，提高部件刚度
4) 合理选择装夹和支承，提高工艺系统刚度
2.4 建模软件
2.4.1 Unigraphics软件组成
Unigraphics软件是目前国际、国内应用最为广泛的大型CAD/CAE/CAM集成化软件之一，功能强大，内容丰富，涵盖了设计、分析、加工、管理等各个领域，它为工程设计人员提供了非常强大的应用工具，这些工具可以对产品进行设计（包括零件设计和装配设计）、工程分析（有限元分析和运动机构分析）、工程图绘制、数控加工程序编制等，除了通用模块之外，还提供了各种高级专用模块，如计算机辅助工业设计模块、钣金设计加工模块、模具设计加工模块、管路设计布局模块等。在核心技术上，包含了基于知识工程的自动化开发、系统化的建模、集成化的协同环境和开放式的设计和应用。它的技术始终位于先进制造技术领域的前沿。
2.4.2 Unigraphics的工作流程
UG软件在产品的设计制造过程中，体现了并行工作的思想，在产品设计的早期，它的下游应用部门（如工艺部门、加工部门、分析部门等）就已经介入设计阶段，所以设计过程是一个可反馈、修改的过程，UG强大的参数化功能能够支持模型的实时修改，系统能自动刷新模型，以满足设计要求。由此，这种设计过程不必等产品全部设计完成才进行下游工作，而是在产品初步设计后，就可进行方案评审，并不断修改设计，直到达到设计要求。UG的工作流程如图2-3所示[28, 29]。
Fig. 2-3 flowchart of UG
2.5 有限元仿真软件
2.5.1 ANSYS软件组成
有限元法是20世纪50年代兴起的在连续体力学领域——例如飞机结构的静力和动力特性分析中——应用的一种有效的数值分析法。与此同时，有限元法的通用计算程序作为有限元研究的一个重要组成部分，也随着电子计算机的飞速发展而发展起来。最近20多年来，各国相继开发了很多通用有限元程序系统，应用领域也从结构分析扩展到各种物理场的分析，从线性分析扩展到非线性分析，美国ANSYS公司研制开发的大型通用有限元分析程序功能强大，被广泛应用于航空、航天、电子、汽车、土木工程等各种领域。
ANSYS软件主要包括3个模块：预处理模块、分析计算模块和后处理模块。预处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便的构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、矢量显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料[30]。
ANSYS的多场耦合分析产品和可独立运行模块非常强大。
ANSYS/Multiphysics：是一款多物理场耦合的分析程序包，可以进行结构、热、流体流动、电磁等独立分析，也可以进行这4大物理场耦合分析，模拟它们工作时的相互作用，以逼近真实世界的行为。
ANSYS/Mechanical：提供完整的结构、热、压电及声学分析功能。
ANSYS/Structural：提供完整的结构分析功能，包括几何非线性、材料非线性、各种动力学分析等计算能力。
ANSYS/Emag：提供电磁分析功能，可模拟电磁场、静电学、电路及
电流传导分析。
ANSYS/LS-DYNA：提供显式计算功能，用于解决高度非线性结构动力问题，主要提供板料成形、碰撞、爆炸、大变形冲击、材料非线性等计算能力。
ANSYS/Therm：从ANSYS/Mechanical中派生出来，提供独立的热分析功能。
ANSYS/Ed：提供ANSYS/Multiphysics全部功能，但规模限制在很小的级别，为教学所用。
2.5.2 网格类型与单元划分
已经建立的几何模型，需要对其划分网格，生成包含节点和单元的有限元模型。网格类型分为自由网格和映射网格两种，其中，应用映射网格的几何模型必须满足特定的规则，而自由网格划分操作，对实体模型无任何特殊要求，即使是不规则的，也可以进行网格化分。
对面进行网格划分，自由网格可以由三角形单元或者四边形单元组成，也可由两者混合组成，当面边界上总的单元划分数目为偶数时，面的自由网格划分将全部生成四边形网格，当单元划分数目为奇数时将可能生成三角形单元。而体的自由网格通常只能包含四面体单元。与自由网格相比，映射网格对其包含的单元形状有限制，映射网格只能包含四边形或三角形单元；映射体网格只能包含六面体单元，各种形状的单元支持的网格类型见表2-1。
表 2-1 ANSYS支持的单元形状及网格类型
单元形状是否支持自由网格划分是否支持映射网格划分
四边形三角形六面体四面体是
是
否
是
是
是
是
否
由表2-1可以看到，体的自由网格通常只能包含四面体单元。当指定六面体单元对体自由分网时，由于对体自由分网只能是四面体单元，当模型中只定义了六面体单元类型时，ANSYS软件将会采用该六面体单元的退化形式（四面体单元）对体进行网格划分，这样会浪费大量的计算时间和内存空间，因此，这里选用的单元类型为四面体单元SOLID92。
SOLID92单元具有二次位移行为，非常适合于对那些由各种CAD/CAM系统生成的不规则的模型进行网格划分。它由十个节点来定义，每个节点有X、Y 、Z三个方向的位移自由度，并且具有塑性、蠕动性、膨胀性和大应变能力等，其几何模型如图2-4所示。SOLID92单元的输出数据包括基本解节点位移及一些
派生解，如节点应力，应变等。
图 2-4 SOLID92几何模型
Fig. 2-4 geometry of SOLID92
2.6 本章小结
本章针对在分析问题时将要用到的相关理论知识以及要用到的相关软件进行了介绍。其中，针对工艺系统受力变形产生的加工误差进行了较为详细的介绍；对于三维建模软件Unigraphics，介绍了其工作流程；针对有限元仿真软件ANSYS，重点介绍了其网格类型的选择和单元的划分。
第3章大型零件自重与装夹变形分析
3.1 汽轮机低压外缸的加工工艺
600MW机组低压外缸为钢板焊接件。分成三个部套：调阀端，电机端和中部。每个部套都由上下半汽缸组成。低压外缸共有汽缸六爿。低压外缸中部，低压外缸调阀端，电机端上、下半汽缸的分开加工和合缸加工可在卧钻和数控镗铣床上加工。以调阀端为例，介绍其在数控镗铣床上的加工。
主要加工道序：
1) 上半主要工步如下：
划线——划出水平中分面线，吊出中心，划上、下半拼缸线、垂直中分面线、各开挡线和平线等。
粗铣——垂直中分面，水平中分面。
精铣——水平中分面。
钻——钻、扩、攻各螺孔及钻、扩水平中分面上孔。
精铣——垂直中分面。
钻——钻、扩垂直中分面上各孔，钻、扩、攻各螺孔。
铣——粗、精铣法兰、汽封挡等面。
2) 下半主要工步如下：
粗铣——垂直中分面、水平中分面
精铣——水平中分面。
钻——钻、扩水平中分面上各孔。钻、扩、攻水平中分面上各螺孔。钻、扩、攻轴承座水平中分面上各孔、各螺孔。
铣——粗、精铣轴承处缺口，粗、精铣座架平面等。
3) 上、下半组合加工主要工步如下：
铣——以上半垂直中分面为基准，粗、精铣准垂直中分面。
钻——钻、扩下半垂直中分面上各孔，各螺孔。
铣——粗、精铣导流环，镗、铣汽封挡各加工尺寸，钻各孔。
钳——拆去上半汽缸，装轴承盖。
镗——粗、精镗轴承座上油封挡内圆，球面内圆。
镗球面——粗、精镗准球面。
镗——粗、精镗其他平面，内圆等加工尺寸。
铣——粗、精铣轴承座端面。
钻——钻、扩各孔，钻、扩、攻各螺孔。
3.2 自重与装夹变形分析的意义[12, 31-38]
600MW机组低压外缸的三个部套——调阀端，电机端和中部，机加工完成后在车间内进行装配。员工在装配时发现，电机端下半与中部下半，中部下半与调阀端下半的垂直中分面在装配完成以后，在装配电机端上半时，自由状态下水平中分面上的间隙较大，如图3-1所示，这对于要求汽密性的汽轮机缸体来说是不允许的，产生这样问题的原因是汽轮机外缸在机加工过程中产生的加工误差。对于水平中分面和垂直中分面，在机加工中主要有两个指标，即平面度和垂直度。对于水平中分面与垂直中分面的平面度误差和垂直度误差，经过统计分析，认为机加工过程中的重力对其有重要影响。因此，研究自重与装夹变形分析对于消除过大的平面度误差或者垂直度误差有重要意义[39]。
图 3-1 水平中分面与垂直中分面
Fig. 3-1 horizontally middle plane and vertically middle palne
3.3 自重与装夹变形分析[40-46]
由于汽轮机低压缸体各爿在机加工工艺过程中的相似性，因此，以电机端下半为代表对重力及装夹在机加工中的影响进行分析。
焊接变形的分析与控制 随着我国钢结构产业的高速发展，焊接技术在钢结构工程中得到大量的应用，焊接工件尤其是厚板件的变形现象也成为人们密切关注的焦点。 在焊接过程中，焊接残余应力和焊接变形会严重影响制造过程、焊接结构的使用性能、焊接接头的抗脆断能力、疲惫强度、抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂能力。焊接变形在制造过程中也会危及外形与公差尺寸、接头安装偏差且增加坡口间隙，使制造过程更加困难，当出现题目时还需采取一些费时耗资的附加工序来进行弥补，不仅增加本钱，还可能出现由此工序带来的其他不利因素。因此，要得到高质量的焊接结构必须对这些现象严格控制。焊接应力分析 熔化焊接时，被焊金属在热源作用下发生局部加热和熔化，材料的力学性能也会发生明显的变化，而焊接热过程也直接决定了焊缝和热影响区焊后的显微组织、残余应力与变形大小，所以焊接热过程的正确计算和测定是焊接应力和变形分析的条件。因此在焊接过程的模拟研究中，只考虑温度场对应力场的影响，而忽略应力场对温度场的作用。同时，非线性、瞬时作用以及温度相关性效应等也会妨碍正确描述在各种情况下产生的残余应力，并使同一系统化的工作很难完成。为使其简单化，实际中常用焊接性的概念作为一种分类系统，将焊接分解为热力学、力学和显微结构等过程，从而降低了焊接性各种现象的复杂性。图1所示的工艺基础将焊接性分解为温度场、应力和变形场以及显微组织状态场。这种分解针对焊接残余应力和焊接变形的数值分析处理很有价值。 在狭义上，焊接性又可理解成所要求的强度性能。影响强度性能的主要因素又包括化学成分、相变显微组织、焊接温度循环、焊后热处理、构件外形、负载条件以及氢含量等。因此可将图1扩展成图2以夸大相变行为的影响。其中，图1和图2中的箭头表示相互影响，实箭头表示强烈的影响，虚箭头表示较弱的影响。显微组织的转变不仅决定于材料的化学成分，也决定于其受热过程（特别是与焊接有关的过程），特别是它在焊接接头的热影响区和熔化区的影响更加引人留意。
典型轴类零件的数控加工工艺设计(doc 29页)
摘要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。 本次设计就是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，主要侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，主要工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词：数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计
1.引言 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和发展及市场日益繁荣，其竞争也越来越激烈，人们对数控车床选择也有了更加广阔的范围，对数控机床技术的掌握也越来越高。随着社会经济的快速发展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的出现实现了广大人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了广大消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速发展，提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造工艺过程和操作方 法的工艺文件，它将直接影响企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了对于典型零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限。在设计中会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批评和指正。
绿园污水处理厂 顶管施工基坑监测方案 编制: 审核: 审定: 二0一五年七月
目录 1.项目概述 (2) 1.1概况 (2) 1.2监测项目 (2) 2.第三方监测原则及技术规程 (2) 2.1监测原则及目的 (2) 2.2技术规程 (2) 3.监测实施程序 (3) 4.监测实施 (3) 4.1基坑围护结构顶部沉降监测 (3) 4.1.1水准控制网的设置 (3) 4.1.2监测点的埋设原则 (5) 4.1.3监测点的安设方法 (5) 4.1.4监测方法及精度控制 (6) 4.1.5沉降观测数据分析及成果表述 (7) 4.2基坑围护结构顶部水平位移监测 (7) 4.2.1水位位移监测控制网的布设形式 (7) 4.2.2水平位移监测控制网布设原则 (8) 4.2.3水平位移测点布置原则 (8) 4.2.4水平位移测点的埋设技术要求 (8) 4.2.5观测技术方法及精度控制 (9) 4.2.6观测数据分析及成果概述 (12) 4.3基坑自身监测频率 (13) 5报警的处理方法 (14) 5.1报警值的设定 (15) 5.2报警的处理办法 (15) 6实施组织计划 (14) 7本工程拟投入的主要仪器设备表 (15) 8人员组织实施 (16)
.项目概述 1.1概况 受0000000厂委托，00000000承担绿园污水处理厂配套管网基坑沉降变形观测工程，管道位于：东湖大街、滏阳路、朝阳大街、长安路、和平路、等路段，管线总长度约12263米，共计92个深基坑，我公司在基坑开挖至回填土完成期间，对基坑坡顶进行水平位移和沉降变形监测。 1.2监测项目 本方案监测项目有：基坑围护结构顶部沉降、水平位移监测。 2.第三方监测原则及技术规程 2.1监测原则及目的 在施工方对基坑支护结构进行实时监测前提下，我方监测在对施工方监测进行校核的基础上，独立地进行监测。 我方遵照委托方提出的要求，在基坑施工期间对基坑支护进行高精度监测，并从岩土工程专业的角度对监测数据、信息进行及时分析，向业主提供监测变形的情况，对异常情况及时提供建议，为施工安全和施工方案优化提供科学依据。 2.2技术规程 《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009） 《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007） 《国家一二等水准测量规范》（GB/T12897-2006） 《工程测量规范》（GB50026-2007） 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011） 《岩土工程勘察规范》（GB 20021-2001,2009版） 《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）
第4章典型零件的机械加工工艺分析 本章要点 本章介绍典型零件的机械加工工艺规程制订过程及分析，主要内容如下：1．介绍机械加工工艺规程制订的原则与步骤。 2．以轴类、箱体类、拨动杆零件为例，分析零件机械加工工艺规程制订的全过程。 本章要求：通过典型零件机械加工工艺规程制订的分析，能够掌握机械加工工艺规程制订的原则和方法，能制订给定零件的机械加工工艺规程。 §机械加工工艺规程的制订原则与步骤 §机械加工工艺规程的制订原则 机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量前提下，能尽量提高劳动生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题： 1．技术上的先进性 在制订机械加工工艺规程时，应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。 2．经济上的合理性 在规定的生产纲领和生产批量下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件，少花钱、多办事。 3．有良好的劳动条件 在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施，尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。 由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时，如果发现零件图某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 §制订机械加工工艺规程的内容和步骤 1．计算零件年生产纲领，确定生产类型。 2．对零件进行工艺分析 在对零件的加工工艺规程进行制订之前，应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括： （1)分析零件的作用及零件图上的技术要求。
（一）核心筒整体变形控制 在高层钢框架—钢筋混凝土核心筒混合结构中,由于框—筒竖向构件的材料不同、应力不同以及混凝土的收缩和徐变、施工安装的时间差、结构不同部位的温度差等影响, 将导致竖向构件之间的竖向变形差异, 其中钢构件的压缩大于混凝土构件的压缩。由于同一结构中不同竖向构件的材料特性及应力水平的差异，将导致这种混合体系产生显著的竖向变形差。根据国内外多个工程实测表明：若不包括温度变形，钢筋混凝土柱的弹性变形和徐变、收缩变形之和大约每400m高度可达100mm，徐变和收缩变形之和约为弹性变形的两倍。这些与时间和环境相关的变形将使结构随时间发生显著的内力重分布，也会给非结构构件带来不利影响，还可能影响设备的安装和使用。 为了能尽可能的控制核心筒的整体变形，我们应对各种变形的原因进行分析，找出对应的解决措施。 1、混凝土结构徐变 混凝土在持续荷载作用下会发生徐变变形，徐变的存在会使混凝土结构的强度降低，缩短其使用寿命。混凝土是一种主要用于承受压力的脆性材料，其抗压强度远远高于抗拉强度。混凝土生产徐变的原因，一般认为是由于在长期荷载作用下，水泥石中的凝胶体产生粘性流动，向毛细管内迁移，或者凝胶体中的吸附水或结晶水向内部毛细孔迁移渗透所致。从水泥凝结硬化过程可知，随着水泥的逐渐水化，新的凝胶体逐渐填充毛细孔，使毛细孔的相对体积逐渐减小。在荷载初期或硬化初期，由于未填满的毛细孔较多，凝胶体的迁移较容易，故徐变增长较快。以后由于内部移动和水化的进展，毛细孔逐渐减小，徐变速度愈来愈慢。 徐变是混凝土这种粘弹性材料的重要性质之一。通常对于混凝土结构会因为徐变而使得变形不断增大 ,或者带来预应力损失 ,人们十分熟悉。但是另一方面,徐变会使混凝土的温度或其他收缩变形受约束时产生的应力得到松弛。事实上 ,长期以来结构混凝土因为各种收缩变形受约束而并未引起广泛开裂的重要原因,是早期强度增长较缓慢的混凝土徐变松弛作用显著的结果。以一组数据来说明徐变的作用[1 ]:设混凝土达到温峰后下降幅度为 3 0℃ ,其弹性模为 3 0ＧＰａ,线胀系数 1 0× 1 0 -6,如果不存在徐变 ,则引起的拉应力可高达 9ＭＰａ ,显然任何普通混凝土都无法承受这样大的应力而产生开裂,由此可见徐变的影响之大。徐变与混凝土强度通常是反向发展的，使普通混凝土原来具备开裂后的自愈能力完全丧失 ,因此一旦混凝土开裂就无法再愈合 ,而且在外界荷载与环境条件 (包括干湿、冷热循环 )作用下继续收缩,使裂缝会进一步连通和扩展。 1.1、徐变产生的机理分析 徐变是指在固定应力或荷载作用下，应变随时间的增长而继续不断发展的一种现象。它是一个复杂的物理和化学过程，将其主要机理分为: 1）在应力作用下、在吸附水层的润滑作用下，水泥胶凝体的滑动或剪切所产生的水泥石的粘稠变形。 2）在应力作用下，山于吸附水层的渗流或层间水转移而导致的紧缩。 3）由于水泥胶凝体对骨架(由骨料和胶体结晶组成)弹性变形的约束作用所引起的滞后弹性变形。 4）由于局部破裂(在应力作用下发生微裂及结晶破坏)以及重新结晶与新的联结而产生的永久变形
山东华宇职业技术学 院 毕业论文 题目：数控轴类零件加工工艺设计 姓名：高攀 所在学院：山东华宇职业技术学院 专业班级：机械制造及自动化 学号： 20082410127 指导教师：马合 日期：2010.10.25
摘要 随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
目录 第1章前言 (4) 第2章工艺方案分析 (5) 2.1 零件图 (5) 2.2 零件图分析 (5) 2.3 确定加工方法 (5) 2.4 确定加工方案 (6) 第3章工件的装夹 (7) 3.1 定位基准的选择 (7) 3.2 定位基准选择的原则 (7) 3.3 确定零件的定位基准 (7) 3.4 装夹方式的选择 (7) 3.5 数控车床常用的装夹方式 (7) 3.6 确定合理的装夹方式 (7) 第4章刀具及切削用量 (8) 4.1 选择数控刀具的原则 (8) 4.2 选择数控车削用刀具 (8) 4.3 设置刀点和换刀点 (8) 4.4 确定切削用量 (9) 第5章典型轴类零件的加工 (10) 5.1 轴类零件加工工艺分析 (10) 5.2 典型轴类零件加工工艺 (12) 5.3 加工坐标系设置 (15) 5.4 手工编程 (16)
阶梯轴加工工艺过程分析? 图6—3４为减速箱传动轴工作图样。表6—1３为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为４5热轧圆钢。零件需调质。
（一)结构及技术条件分析??该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P，Q及轴肩Ｇ、Ｈ、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。?
(二)加工工艺过程分析? １．确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面,主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面Ｍ，N,Ｐ，Ｑ的公差等级较高（IＴ6），表面粗糙度值较小(Ra0.8μm)，最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表３-1４。 ２．划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等)，粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3.选择定位基准 轴类零件的定位基面,最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面,这也符合基准统一原则。 但下列情况不能用两中心孔作为定位基面: ?(１)粗加工外圆时,为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。? (２)当轴为通孔零件时,在加工过程中,作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面,工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于２ｍm的60o内锥面来代替中心孔;
浅谈变形监测平面控制网的建立与精度分析 发表时间：2019-09-12T11:49:43.813Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：岳小勇[导读] 摘要：如今在人类生活和生产建设中，出现了越来越多的山体、基坑塌陷等的灾害。 青海地理信息产业发展有限公司青海西宁摘要：如今在人类生活和生产建设中，出现了越来越多的山体、基坑塌陷等的灾害。由于多种因素的影响，在一定的时间内发生某种程度的变形，这种变形在一定范围内往往是允许的，但当其超出一定值时，就很可能会变成灾害，而要预防这些灾害的发生，就必须进行变形监测，分析变形产生的原因，总结变形发展的规律。本文主要就变形监测平面控制网的建立与精度进行分析，以供参考和借鉴。 关键字：变形监测；平面控制网；精度；分析引言 变形是自然界历来普遍存在的现象，它是指变形体在各种外力作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域中发生变化。所谓变形监测，就是利用测量仪器与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作，其任务是在确定各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。 1变形监测概述 1.1变形监测的概念 变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作，其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。在精密工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道以及地铁等。变形监测的内容应根据变形体的性质和地基情况决定，对水利工程建筑物主要观测水平位移、垂直位移、渗透及裂缝观测，这些内容称为外部观测。为了了解建筑物内部结构的情况，还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测，这些内容常称为内部观测，在进行变形监测数据处理时，特别是对变形原因做物理解释时，必须将内、外观测资料结合起来进行分析。 1.2变形网的特点 第一，工程测量控制网建立时，保证网点之间的相对精度至关重要，而变形监测网的布网目的是为了测定网点的变形，网点之间的相对精度不是最重要的。由于布网目的不同，影响网质量的因素也就不同，比如大气折光和系统误差对工程测量控制网的影响很大，而对变形网的影响不是最重要的。在变形观测中只要保证监测仪器和人员相对不变，计算过程中上述影响可以相互抵消，使变形不会受这些误差的影响；第二，首级网的精度相对较高，基准点一般应建立在变形体以外的稳定区域，特别是网址的起算点一点要建立在基岩基础上，以便于发现其他点位移，工作基点可以布设在变形区；第三，变形网的网址应在现有的人力、物力和财力的基础上尽可能的具有发现监测点位移的精度、灵敏度和可靠性，看其指标能否满足变形监测要求；第四，变形网的边长一般较短，但精度高，一般情况下需要强制归心；变形网要求通视条件好，而不过于要求网形的构成；对变形网来说，多余观测冗余多。 2变形监测系统的组成 2.1自动监测系统 通常情况下，为实现项目监测的自动化，工作基点站应设在隧道侧壁，同时设置四个校核点以校核工作基点。安装于基点站的TCA2003全站仪与监测系统机房建立通讯联系，由机房控制全站仪对校核点和变形点按一定的顺序进行逐点扫描、记录、计算及自校，并将测量结果发送至机房入库存储或并进行整编分析，实现了自动观测、记录、处理、储存、变形量报表编制和监测结果自动远程发送等功能。 2.2徕卡自动全站仪 徕卡TCA系列自动化全站仪，又称“测量机器人”，该仪器精度高，且性能稳定，其内置自动目标识别系统，可以自动搜索目标、精确照准目标、跟踪目标、自动测量、自动记录数据，在几秒内完成一目标点的观测，像机器人一样对多个目标作持续和重复观测，具有计算机远程控制等优异的性能。采用结构变形自动化监测系统进行变形监测，可以实现无人值守及自动进行监测预报，即实现变形监测全自动化，它不仅便捷准确，而且可以减少传统意义上形变观测中的人为观测误差及资料整编分析中可能造成的数据差错。 2.3工作基站及校核点设置 为使各点误差均匀，并使全站仪容易自动寻找目标，工作基站布设于监测点中部，校核点布设在远离变形区以外，最外观测断面以外40m左右的隧道中，先制作全站仪托架，托架安装在隧道侧壁，离道床距离1.2m左右，以便全站仪容易自动寻找目标，监测基准点使用位于东山口站台内的平面、高程控制点。 2.4隧道监测断面布置及监测断面内监测点布置 变形监测点按照设计要求的断面布设，上下行隧道各布置5个监测断面，每个断面在轨道附近的道床上布设两个沉降监测点，中腰位置两侧各布设两个水平位移监测点，即每个监测断面布设6个监测点。各观测点用连接件（人字形钢架）配小规格反射棱镜，用膨胀螺丝及云石胶锚固于监测位置的侧壁及道床的混凝土中，棱镜反射面指向工作基点。布设监测点应严格注意避免设备侵入限界，可以将监测点布设在图中位置。 3变形监测平面控制网的建立与精度分析 3.1监测网的建立 3.1.1平面控制网的建立 首先应根据设计单位和用户对实施监测物的精度要求，结合施工单位的仪器设备，制定平面测量的等级，然后充分考虑工程各部施工放样需要，点位不与工程建筑物发生冲突，使用方便，点位便于长期保存等方面情况下交替进行图上和实地选点，构造网形，确定点位测量的实方案。在点位确定后，可以根据点与点之间的通视情况构成网形，拟定图中的角度和边长观测量，可以用专有的软件进行精度的估算和观测量优化，通常是边角全测网开始优化计算，若计算结果的冗余过大，删掉一些通视条件不好的，边长过长，竖直角过大的边和相应的角度，再进行估算，直至点位精度满足要求，工作量又相对较小。 3.1.2高程控制网
典型零件选材及工艺分析 一，齿轮类 机床、汽车、拖拉机中，速度的调节和功率的传递主要靠齿轮机床、汽车和拖拉机中是一种十分重要、使用量很大的零件。 齿轮工作时的一般受力情况如下： （1）齿部承受很大的交变弯曲应力； （2）换当、启动或啮合不均匀时承受击力； （3）齿面相互滚动、滑动、并承受接触压应力。 所以，齿轮的损坏形式主要是齿的折断和齿面的剥落及过度磨损。据此，要求齿材料具有以下主要性能： （1）高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度； （2）齿面有高的硬度和耐磨性； （3）齿轮心部有足够高的强度和韧性。 此外，还要求有较好的热处理工艺性，如变形小，并要求变形有一定的规律等。下面以机床和汽车、拖拉机两类齿轮为例进行分析。 （一）机床齿轮 机床中的齿轮担负着传递动力、改变运动速度和运动方向的任务。一般机床中的齿轮精度大部分是7级精度（GB179-83规定，精度分12级，用1、2、3、……12表示，数字愈大者，精度愈低）。只是在他度传动机构中要求较高的精度。
机床齿轮的工作条件比起矿山机械、动力机械中的齿轮来说还属于运转平稳、负荷不大、条件较好的一类。实践证明，一般机床齿轮选用中碳钢制造，并经高频感应热处理，所得到的硬度、耐磨性、强度及韧性能满足要求，而县市频淬火具有变形小、生产率高等优点。 下面以C616机床中齿轮为例加以分析。 1、高频淬火齿轮的工工艺线 2、热处理工序的作用正火处理对锻造齿轮毛坯是必需的热处理工序，它可以使同批坯料具有相同的硬度，便于切削加工，并使组织均匀，消除锻造应力。对于一般齿轮，正火处理也可作为高频淬火前的最后热处理工序。 调质处理可以使齿轮具有较高的综合机械性能，提高齿轮心部的强度和韧性，使齿轮能承受较大的弯曲应力和冲击力。调质后的齿轮由于组织为回火索氏体，在淬火时变形更小。 高频淬火及低温回火是赋予齿轮表面性能的关键工序，通过高频淬火提高了齿轮表 面硬度和耐磨性，并使齿轮表面有压应力存在而增强了抗疲劳破坏的能力。为了消除淬火应力，高频淬火后应进行低温回火（或自行回火），这对防止研磨裂纹的产生和提高抗冲击能力极为有利。 3、齿轮高频淬火后的变形情况齿轮高频淬火后，其变形一般表现为内孔缩小，外径不变或减小。齿轮外径与内径之比小于1.5时，内径略胀大；当齿轮有键槽时，内径向键槽方向胀大，形成椭圆形，齿间椭圆形，齿间亦稍有变形，齿形变化较小，一般表现为中间凹0.002~0.0005㎜。这些微小的变形对生产影响不大，因为一般机床用的7级精度齿轮，淬火回火后，均要经过滚光和推孔才成为成品。
轴类零件机械加工工艺规程设计 零件图七
摘要 本设计所选的题目是有关轴类零件的设计与加工，通过设计编程，最终用数控机床加工出零件，数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，它是运用数控原理，数控工艺，数控编程，制图软件和数控机床实际操作等专业知识对零件进行设计，是对所学专业知识的一次全面训练。熟悉设计的过程有利于对加工与编程的具体掌握，通过设计会使我们学会相关学科的基本理论，基本知识，进行综合的运用，同时还会对本专业有较完善的系统的认识，从而达到巩固，扩大，深化知识的目的。 此次设计也是我们走出校园之前学校对我们的最后一次全面的检验以及提高我们的素质和能力。毕业设计和完成毕业论文也是我们获得毕业资格的必要条件。 设计是以实践为主，理论与实践相结合的，通过对零件的分析与加工工艺的设计，提高我们对零件图的分析能力和设计能力。达到一个毕业生应有的能力，使我们在学校所学的各项知识得以巩固，以更好的面对今后的各种挑战。 此次设计主要是围绕设计零件图七的加工工艺及操作加工零件来展开的，我们在现有的条件下保证质量，加工精度及以及生产的经济成本来完成，对我们来说具有一定的挑战性。其主要内容有：分析零件图，确定生产类型和毛坯，确定加工设备和工艺设备，确定加工方案及装夹方案，刀具选择，切削用量的选择与计算，数据处理，对刀点和换刀点的确定，加工程序的编辑，加工时的实际操作，加工后的检验工作。撰写参考文献，组织附录等等。 关键词 加工工艺、工序、工步、切削用量：切削速度（m/min）、切削深度（mm）、进给量（mm/n、mm/r）。
典型零件的加工工艺分析案例 实例. 以图A-54所示的平面槽形凸轮为例分析其数控铣削加工工艺。 图A-54 平面槽型凸轮简图 案例分析： 平面凸轮零件是数控铣削加工中常用的零件之一，基轮廓曲线组成不外乎直线—曲线、圆弧—圆弧、圆弧—非圆曲线及非圆曲线等几种。所用数控机床多为两轴以上联动的数控铣床，加工工艺过程也大同小异。 1. 零件图纸工艺分析 图样分析要紧分析凸轮轮廓形状、尺寸和技术要求、定位基准及毛坯等。 本例零件是一种平面槽行凸轮，其轮廓由圆弧HA、BC、DE、FG和直线AB、HG以及过渡圆弧CD、EF所组成，需要两轴联动的数控机床。材料为铸铁、切削加工性较好。 该零件在数控铣削加工前，工件是一个通过加工、含有两个基准孔直径为φ280mm、厚度为18mm的圆盘。圆盘底面A及φ35G7和φ12H7两孔可用作定位基准，无需另作工艺孔定位。 凸轮槽组成几何元素之前关系清晰，条件充分，编辑时所需基点坐标专门容易求得。 凸轮槽内外轮廓面对A面有垂直度要求，只要提升装夹度，使A面与铣刀轴线垂直，即可保证：φ35G7对A面的垂直度要求由前面的工序保证。 2. 确定装夹方案
一样大型凸轮可用等高垫块垫在工作台上，然后用压板螺栓在凸轮的孔上压紧。外轮廓平面盘形凸轮的垫板要小于凸轮的轮廓尺寸，不与铣刀发生干涉。对小型凸轮，一样用心轴定位，压紧即可。 按照图A-54所示凸轮的结构特点，采纳“一面两孔”定位，设计一“一面两销”专用夹具。用一块320mm×320mm×40mm的垫块，在垫块上分别精镗φ35mm及φ12mm两个定位销孔的中心连接线与机床的x轴平行，垫块的平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查。 图A-55为本例凸轮零件的装夹方案示意图。采纳双螺母夹紧，提升装夹刚性，防止铣削时因螺母松动引起的振动。 图A-55凸轮装夹示意图 3. 确定进给路线 进给路线包括平面内进给和深度进给两部分路线。对平面内进给，对外凸轮廓从切线方向切入，对内凹轮廓从过渡圆弧切入。在两轴联动的数控铣床上，对铣削平面槽形凸轮，深度进给有两种方法：一种是xz（或yz）平面来回铣削逐步进刀到即定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到即定深度。 本例进刀点选在（150，0），刀具在y+15之间来回运动，逐步加深铣削深度，当达到即定深度后，刀具在xy平面内运动，铣削凸轮轮廓。为保证凸轮的工件表面有较好的表面质量，采纳顺铣方式，即从（150，0）开始，对外凸轮廓，按顺时针方向铣削，对内凸轮廓按逆时针方向铣削，图A -56所示为铣刀在水平面的切入进给路线。 图A-56 平面槽形凸轮的切入进给路线 4. 选择刀具及切削用量 铣刀材料和几何参数要紧按照零件材料切削加工性、工件表面几何形状和尺寸大小不一选择；切削用量则依据零件材料特点、刀具性能及加工
地铁隧道结构变形监测控制网及其数据处理 发表时间：2017-10-30T09:25:06.667Z 来源：《基层建设》2017年第20期作者：汪英宏王守横 [导读] 摘要：地铁隧道结构复杂，在长期使用过程中会受到各种因素的影响，因此，做好变形监测非常重要。 上海市机械施工集团有限公司大连地铁216标段项目经理部辽宁大连 116037 摘要：地铁隧道结构复杂，在长期使用过程中会受到各种因素的影响，因此，做好变形监测非常重要。本文将进行分析，以供参考。关键词：地铁隧道；变形监测；原因；措施 1.前言 对于地铁隧道结构变形的监测，不能采用传统的变形监测控制网布设方法，在施工过程中根据施工要求对工艺参数进行控制，为保证结果的准确度，必须进行基准点的稳定性检验。 2.地铁隧道变形原因 2.1轨道结构变形 地铁隧道变形包括轨道结构变形和隧道结构变形两种形式。其中轨道结构变形的主要原因是列车荷载长期对轨道产生反复作用，使轨道发生几何偏差进而影响轨道的平整性和顺畅性。除列车荷载作用外，隧道周边建设施工的卸载、负荷、加载也会引起道床的不均匀沉降。这种沉降同样会影响轨道的平整度及顺畅。对于铁路来说，地铁运行车辆重量较轻、速度低，轨道和车辆行走部分的变形一般不会引起地铁事故，但轨道变形造成的不平顺可能会导致列车发生不正常振动。这会降低列车运行的稳定性，减少用户的舒适度，更重要的是会加快轨道结构部件的损坏速度，从而间接影响列车的行车安全。 2.2隧道结构变形 地铁隧道结构变形发生在施工阶段和运营阶段，在施工阶段，地铁暗挖隧道工程是在岩土体内部进行的。在开挖过程中对地下岩土的扰动是不可避免的，这就破坏了地下岩土体原有的平衡条件。隧道开挖时地层初期受到的影响较小，发生的也是微型形变，随着开挖的不断深入，变形会极剧增大然后又趋于缓慢。因此，在隧道开挖过程中应对隧道的拱顶下沉量和地表的下沉量进行监测，以便于对隧道结构的稳定性和开挖工程的安全性提供分析依据。地铁隧道开挖引起的地层变形是一个漫长而缓慢的过程，无论是浅埋暗挖法还是盾构法在工程完工投入使用后都会不同程度的发生整体下沉的现象，尤其是工程处于软土层中时下沉现象更加明显。 3.地铁隧道变形监测技术 3.1传统监测技术 传统监测技术是利用水准测量仪的检测功能对隧道结构的变形情况进行监测，主要对隧道变形区域的断面进行监测。该法在实际使用过程中存在一系列不足： 首先，该法无法使用先进的远程测量技术。在监测过程中不得不打断监测区内的列车运行。 其次，地铁隧道内可视性差，空间受到限制，运行环境复杂，给监测的安全性和监测质量造成了不利影响。 最后，监测点数量受限，若设置监测点过多，不仅会增大工作量还会延长监测周期的长度，无法准确的反映出变形的真实情况；若设置监测点过少，无法根据有限的数据得到较为精准的变形趋势，这对后期的隧道结构的变形负荷分析是极为不利的。传统的监测技术已经无法适应现代社会的需求新型的监测技术急需被研发使用。 3.2高程监测控制网 在地铁进行跨河水准测量、测量机器人三角高程法测量、GPS 测高三种方法进行施测。 3.2.1跨河水准测量跨河水准观测采用威特 N3 及配套的铟瓦水准尺，施测前仪器 i 角检校为+1.2s。跨河水准测量严格按《国家一、二等水准测量规范》要求选定与布设场地，使仪器及标尺点构成平行四边形。作业方法、视线距水面的高度、时间段数、测回数、组数及仪器检查等按规范要求执行。按二等跨河水准观测精度施测 8个测回，高差中数中误差为±1.48mm。 3.2.2 测量机器人三角高程法测量采用徕卡 TCA2003 机器人完成，在 b1、b2 设置仪器，对向观测 12 个测回，测回间隔 5min。每测回量取 2 次仪高和棱镜高，量取至毫米。高差中数中误差为±1.00mm。 3.2.3 GPS 高程测量b1、b2大地四边形进行 GPS 联测，GPS 网解算的 b1、b2大地高的高差为-0.3403。 3.2.4 三种方法的成果比较高程监测控制网采用跨河水准测量、测量机器人三角高程法测量、GPS 测高三种方法进行施测结果进行对比。 4.基于组合后验方差检验法的灵敏度 4.1灵敏度的概念及其目的 通常情况下对基准点的稳定性进行判断是在测量结束后的内业处理过程中，删除一些不稳定的点带来人力物力和时间的浪费，在当今世界寻求的应是高效节能的方法，若是在观测现场测量人员或者测量机器人根据观测数据能感知到基准点的不稳定性，就可以给外业监测提供指导，提前对基准点进行筛选，甚至给基准网的布设提供意见，使得地铁隧道结构变形监测网和后期数据处理得到优化。 然而对同一个点的多次观测结果存在差异可能是误差影响也可能是基准点不稳定引起，要是知道到底出现多大的变动时可以认为是基准点发生了移动，那进行现场监测时就能对基准点的稳定性进行判断，不需要等到进行完内业处理才能得到答案。当观测值出现一定程度变化的时候，这种方法就能够有效的检测出结果。 4.2组合后验方差检验法灵敏度的探测 为模拟基准点的变动，对观测数据进行人为的改动。从众多基准点中任意选取3个，分别对方位角、天顶距和距离三个观测量进行测试，当角度偏差大于3秒小于6秒时对该点的稳定性应持怀疑态度，而大于6秒时该点稳定性就一定不可靠，当距离的测量偏差大于5ｍｍ时该点的稳定性同样不可靠。计算所得的组合后验方差检验法的灵敏度在实际工程实例中可以作为重要的比较参考值，通过比较监测数值间的差值，实现监测现场简单、快速判定基准点的稳定性。 5.隧道变形监控的系统建立 5.1系统数据库结构 变形监测数据库用于存储监测点属性、监测成果等数据信息，是数据管理系统的基础。因此，合理的数据库结构不仅是数据库设计的
典型零件机械加工工艺设计与实施 期末测试参考答案 一、填空题（每空1分，共30分）： 1、铸件、锻件、焊接件、冲压件 2、粗基准、精基准 3、基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔 4、通规、止规 5、成形法、展成法 6、直齿、斜齿圆柱齿轮、蜗轮 7、弟y齿、珩齿、磨齿 8 500 9、盘形插齿刀、碗形直齿插齿刀、锥柄插齿刀 10、平行孔系、同轴孔系、交叉孔系。
11 找正法、镗模法、坐标法、
、选择题（每小题5分，共10 分）
工床身时，导轨面的实际切除量要尽可能地小而均匀，故应选导轨面作粗基准加工床身底面，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面，此时从导轨面上去除的加工余量可较小而均匀。 3、试述单刃镗刀镗削具有以下特点。 答：单刃镗刀镗削具有以下特点 镗削的适应性强。 镗削可有效地校正原孔的位置误差。 镗削的生产率低。因为镗削需用较小的切深和进给量进行多次走刀以减小刀杆的弯曲变形，且在镗床和铣床上镗孔需调整镗刀在刀杆上的径向位置，故操作复杂、费时。 镗削广泛应用于单件小批生产中各类零件的孔加工。 4、铣削加工可完成哪些工作？铣削加工有何特点？ 答：1）铣削应用范围：铣床是机械加工主要设备之一，在铣床上用铣刀对工件进行加工的方法称为铣削。它可用来加工平面、台阶、斜面、沟槽、成形表面、齿轮和切断等。如图5—11所示为铣床加工应用示例。 2）铣削特点: （1）生产率高铣削时铣刀连续转动，并且允许较高的铣削速度，因此具有较高的生产率（2）断续切削铣削时每个刀齿都在断续切削，尤其是端铣，铣削力波动大，故振动是不可
高速铣削时刀齿还要经受周期性的冷、热冲击，容易出现裂纹和崩刃，使刀具耐用度下 降。 （3）多刀多刃切削 铣刀的刀齿多，切削刃的总长度大，有利于提高刀具耐用度和生产 率，优点不少。但也存在下述两个方面的问题：一是刀齿容易出现径向跳动，这将造成 刀齿负荷不等，磨损不均匀，影响已加工表面质量；二是刀齿的容屑空间必须足够，否 则会损坏刀齿 五、分析与计算题（每小题9分，共18分） 1、解：(1)电动机(1450r/min — 40， 26， 33 - 325 58 72 65 -—［聖—M3-主轴］，［M2 61 —17-主轴］ 81 (2) 3X 2 = 6 (3) n min = 1450X 100 X 26 X 17 =33.81344mm 325 72 81 2、 解：先画出尺寸链。 确定圭寸闭环：A0=0.1?0.4mm 命⑴ 90 °严 增环：A2= 0 mm 0.03 ES 减环：A1=A3=6 0.01mm 、 A 4EI m n 1 然后用极值法公式：A 0 A , A j i 1 j m 1
!国家部委)十一五*预研项目’1-W0.0Z0.0W(
!..0/! 其次%由于弱刚度构件的加工一般都需要大量的材料除去%这样改变了工件毛坯在成型过程中产生的材料残余应力的分布%为了达到新的应力平衡状态%工件在材料残余应力的作用下必然发生变形%这就是将加工完成的工件取出后一段时间发生变形的主要原因"这类变形对于复杂构件来说一般很不规则%一旦产生将很难校正" 另外%弱刚度构件在加工过程中产生的振动也是影响加工质量的重要因素"在实际生产中加工表面产生振纹%影响表面质量" 9典型弱刚度件加工变形规律分析 目前对于弱刚度件加工变形规律的分析主要采用数值模拟并结合加工实验验证的方法"对于弱刚度复杂构件加工变形%由于结构的复杂性%不同结构的工件其变形的规律也不一样%这给变形规律的分析带来了困难"因此通过对特征弱刚度构件的加工变形分析来说明弱刚度复杂构件的一般变形规律"9R 3 薄壁件的加工变形分析 薄壁类工件在弱刚度构 件中具有较强的代表性%其典型结构特点如图-所示"薄壁的加工主要采用铣削加工方法%在加工过程中由于薄壁的刚度小%在切削力的作用下极易发生沿壁面法向的变形%故而薄壁加工的形 状精度极难保证"文献#-b a $通过建立相应的切削力模型%采用有限元数值模拟方法分析了薄壁加工过程中的变形规律%认为薄壁的最底端变形较小%工件的形状误差主要来自刀具的变 形%由底端向上%工件的倾斜变形成为影响形状误差的 主要因素" 为了深入了解薄壁加工过程中的变形规律%本文采用刚性建模法’忽略由刀具变形引起的加工误差%只考虑薄壁的变形(%利用通用有限元分析软件> ?L (8(.0c 0对薄壁腹板的加工变形进行数值模拟"在实际加工过程中薄壁采用侧吃 刀量’$H (小的加工工艺%从而在数值计算时忽略模型加 工前后厚度的变化"在铣削过程中切削力的作用比较复杂%由于其大小方向都在不 断的变化%给数值模拟带来 很大的困难"本文将切削力的作用方式做了一定的简化%将其分解为进给方向’I 2 (和垂直于加工表面方向’I ^(的两个力%如图W 所示"按照上述方法建立的有限元模型如图]所示%薄 壁为高.0& &&厚.&&和长]0&&的铝合金’5 8.-(%采用(P 56f ]^单元%设置单元尺寸为0c ^&&j 0c ^&&j 0c ^&&"切削参数采用转速2000D e &*#%每齿进给量为0c .&&"进行计算时将薄壁的两端和底部固定’假设同薄壁两端连接处刚度足够强(%计算时在进给方向’,方向(上施加如图-所示的移动载荷%每次移动后计算腹板的变形规律%整个过程计算结束后保存计算结果" 图^"为薄壁距离底端腹板不同高度时沿,向的 相应变形曲线"由图可知在薄壁的底部’即靠近腹板的位置(%在加工过程中其’向的变形量较小%随着越靠近顶部其变形量越大"不同位置的变形曲线反映在,\-0&&’即,方向薄壁的中间位置(处变形最大%由中间到两边变形逐渐减小"因此薄壁加工时在中间部位会产生让刀%加工完成后薄壁的实际形状为两端薄中间厚"图^J 为加工到距离J 端在,向的不同位置时沿]向的变形曲线"由于在计算时薄壁两端的 约束条件一样%因此其变形关于,\ -0&&的位置对称"由图^J 可知在薄壁底部变形较小%到顶部逐渐增
数控机床轴类零件加工工 艺分析 Prepared on 22 November 2020
X X X学院 毕业 设计 任务书 论文 机械工程系数控技术专业 XX 班 毕业设计 题目 数控机床轴类零件加工工艺分析论文 专题题目 数控机床轴类零件加工工艺分析 发题日期：2010年11月15日设计、论文自2010年11月20日完成期限：至2010年月日答辩日期：2010年月日 学生姓名： 指导教师： 系主任：
毕业设计版权使用授权书 本人完全了解云南机电职业技术学院关于收集、保存、使用毕业设计的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交毕业设计的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存毕业设计；学校有权提供目录检索以及提供本
毕业设计全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交毕业设计的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制毕业设计的部分或全部内容用于学术活动。 作者签名： 年月日 作者签名： 年月日 摘要 世界制造业转移，中国正逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重化工业发展中期。 由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服系统、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高的高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量，特别是复杂型面零件的加工，应用数控加工技术是机械制造业的一次技术革命，使机械制造的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供高质量，多品种及高可靠性的机械产品。 本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与具体零件图的加工，首先对数控加工技术进行了简单的介绍，然后根据零件图进行数控加工分析。第一，根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及
轴类零件的数控加工工艺分析与编制 班级 姓名 学号 综合成绩 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 任务一、零件图纸的工艺分析 该零件由圆柱、槽、螺纹等表面形成 设计基准径向以轴线为基准，轴向以工件右端面为基准。 未注倒角C1 表面粗糙度为Ra3.2，Ra1.6 工件材料为45钢 任务二、工艺路线的拟定 1、表面加工的方法 粗车---精车 粗车1.5 精车0.5 精度等级 IT7，IT8 表面粗糙度 3.2，1.6 2、毛坯尺寸 ?15mm*145mm 3、工序划分 任务三、机床的选择 零件毛坯尺寸：?35mm*145mm 零件最高精度:IT7，IT8 刀具类型：外圆车刀、螺纹刀 机床：CK6141 机床参数 主电机功率：4000（kw）
刀具数量：4 最大加工长度：1000（mm） 最大加工直径：58（mm） 最大回转直径：224（mm） 精度级：IT6~IT8 卡盘：三爪卡盘 任务四、装夹方案及夹具的选择 通过对刀的方式找基准 径向基准为轴线 轴向基准为工件两端面 夹具为三爪卡盘 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务七、切削用量的选择 1.8切削用量选择