机械设计毕业设计论文.doc
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1、第1章 课题来源1.1 企业基本状况张家港冠联科技有限公司成立于2007年6月18日,是一家专业冶金设备工程、生产购销公司,目前是鞍钢重型机械有限责任公司西部机械厂的特约代理商,主要经营范围有: 冶金机械备件的加工制造、机械备件的再生修复、表面强化和热处理.鞍钢重型机械有限责任公司西部机械厂设备先进,质量、工艺上乘,在同行业中率先通过ISO9002质量体系认证.主要产品有:从带宽500到4300各类轧机用轴承箱, 各类走行轮、抱闸轮、连铸辊、炉底辊等各类轮类、辊类产品,修复产品包括不同规格的连铸辊、辊道辊和大型轧辊的修复、超音速喷涂、碳化钨浸润高炉钟、斗和各种阀体、伞锥、布料溜槽的修复.产品已
2、经销往鞍钢、宝钢、唐钢、凌钢、抚钢、本钢、太钢、济钢、日本前川株式会社等国内外市场.张家港冠联科技有限公司凭籍鞍钢重型机械有限责任公司西部机械厂的技术、生产和售后服务支撑,以“最大限度满足客户”为己任,秉着“信誉至上,诚信为本,服务为源,追求卓越”的立业理念,坚持公开平等,互惠互利,双赢发展的原则,竭诚为本地区各大冶金企业共筑成功合作平台,并真诚希望与各界人士携手合作,共创美好未来。图1-1 公司外景1.2 企业主导产品我公司现主要承接国内外大型轧钢厂零备件的生产加工,目前为西门子奥钢联,意大利达涅利,沙钢集团,鞍钢集团等大型企业大量提供轧钢机的零备件。以下是部分产品图片:图1-3 轴图1-2
3、 VAI轴承座图1-5 DCS轴承座图1-4 垫圈图1-7 小轴承图1-6 轴承座联接螺杆1.3 公司加工设备及检验设备1、加工设备表1-1 加工设备清单设备名称数 量型 号规 格卧式加工中心1KIA KH50G/63G500*500龙门加工中心1HTM-3225G2M*3.35M立式车床1STV125*10/5-NC1.2M数控坐标镗床1TK4163H立式铣床2X53K平面磨床1M7130H1M万能外圆磨床1ME1432B普通车床15C6132A/1750电焊机2BX1-300数控车床5CAK6150DJ/890FRANC-Oi-mate系统数控车床5FTC-20移动式万向摇钻2ZW3725
4、砂轮机4平面磨床1M7120A万能铣床1X6132A牛头刨床3B66524锯床12、检验设备表1-2 检测设备清单设备名称数 量型 号规 格三坐标测量机1Global status500*600步洛维硬度机1HD-187.5方箱1200*200光洁度样板1D3-D12 7组平板1P1210750*1000深度千分尺10-100内径量表各3套10-18/18-35/35-50/50-160/160-250三点式内径千分尺1套20-50外径千分尺各4套0-300(每25mm分段)外径千分尺各2套300-800(每1000mm分段)游标卡尺200-200游标卡尺100-300游标卡尺10-600游标
5、卡尺10-1000游标卡尺10-1500公法线千分尺175-100深度尺100-200高度尺(带表头)30-300两点式内测千分尺30-25两点式内测千分尺325-50两点式内测千分尺375-1001.4 本课题研究的意义1、压力释放盘压力释放盘用于压力释放阀设备(部件)中,该零件用于压力释放阀与变压器的联结,是将压力从变压器传至压力释放阀的重要零件。压力释放阀是用来保护油箱和容器变型或爆裂的装置。安装压力释放阀,就是在油箱压力升高到释放阀开启压力时,释放阀在2mS内迅速开启,使油箱的压力很快降低,比之安全气道又动作可靠、精确等优点。2、压力释放盘结构特点压力释放盘为一轴向切去部分壁面且其内周
6、面与限位环外周面相适配的弧拱式罩子,设置在该罩子上端的顶盖和具有开口的环式卡座,所述卡座固定安装在罩子下部的内壁上,并且在防水罩安装到压力释放阀上时,所述卡座卡合在压力释放阀的六角螺母与限位环之间的圆周壁上。3、压力释放盘的逆向反求的意义通过对本课题的研究,能够掌握三坐标测量机进行点陈的测量,关应用机关软件进行处理,反求出实物的三维模型;通过CAM软件进行处理生成后处理程序,并进行数控加工出实物,然后进行测量,得出反求结论,为以后的工作打下一个良好的基础。第2章 逆向工程的介绍2.1 逆向工程人类社会发展至今,已经历了几千年研究和探索,在各方面都积累丰厚的知识财富和科技成果,它是产品开发的基础
7、,是人类的宝贵财富。但由于历史的局限,在没有计算机的时代,大多数遗产都是用模拟的方式记录的,在当今数字化时代,要快捷地利用这些知识和成果,实属不便。这就要求把大量的模拟信息转化为数字化的原型,以供以后产品开发所用。在机械产品方面,我们可以利用逆向工程的思想,用三坐标测量机来快速地完成转换。逆向工程主要是研究他人的系统或产品,发现其规律,以复制并超越现有产品或系统的过程。逆向工程不仅仅是对现实世界的模仿,更是对现实世界的改造,是一种超越。它所涉及的关键技术包括:三维实体几何形状数据采集、规则或大量离散数据处理、三维实体模型重建、产品加工等。例如:鼠标的逆向反求(如图十一)三维造型软件图2-1 鼠
8、标的逆向反求由点云数据转换为曲面,进行修饰,再转换为2维图纸进行实际加工,通过CNC编程,自动形成加工路径,选择好刀具及切削用量即可。2.2 逆向工程所需设备逆向工程即仿制样品,那就要有相应的数据。数据采集是逆向工程的起点,是逆向工程的基本活动。众所周知,三坐标测量机是一种随着计算机、机床业的飞速发展而产生的高效高精度的测量仪器。它利用坐标测量的原理在计算机软件的控制和驱动下,完成对工件特征的采集。它还采用了先进传感技术、数字控制技术、计算机软件控制和处理技术,这使得三坐标测量机具有很高的数据采集和处理效率;它以精密的机械主体为基础,采用软件控制和补偿技术,再配以高精度的位置传感器,可实现很高
9、的精度。基于上述三坐标的特性,它是逆向工程理想的数据采集器。GLOBAL STATUS 活动桥式三坐标测量机GLOBAL STATUS 活动桥式三坐标测量机由PCDMIS接触式测量系统控制箱、操纵盒、气源等部分组成。接触式测量的行程为700700660mm;测量精度: TP20测头的测量精度可达2.5+4L/1000um(L为测量长度,单位为米);被测工件最大重量可达250kg;HAWK非接触测量最大扫描速度为100mm/s,采点速度为40点/s,扫描景深5mm,测头焦距50mm,重复性2um。PC-DMIS通用测量软件PC-DMIS是功能强大的CAD功能的通用测量软件,为几何量测量的需要提供
10、了完美的解决方案。从简单的箱体类工件一直到复杂的轮廓和曲面,PC-DMIS软件使测量过程始终以高速、高效率和高精度进行。PC-DMIS功能介绍:几何量及形位误差测量与评价;智能测量,该软件能自动识别测量特征,减少人机交互操作;通过标准协议(如IGES、DXF、DES、VDA-FS、ASCII等),与CAD系统实现双向连接;可对轮廓类,薄壁类等特殊工件进行测量与分析;可直接读入理论数模,不需中间转换,不损失精度;可输出强大文字,图形分析报告;多视图显示功能;用不同的颜色显示误差曲线的分布;脱机编程,节省测量时间;仿真运行,保证编制程序的正确性,避免碰撞,减少损失。12.3 逆向工程过程中需要注意
11、的事项1、 温度对测量的影响测量机是计量检测仪器,它的正常工作温度应该是 202。测量机的长度基准-光栅是按照20修正的,测量机也是在这个温度情况下装配调试的,当温度偏离太大时会对测量精度造成很大影响。2、压力对测量机的影响在正常工作压力的前提下,气浮块的浮起间隙约610m,空气压力的波动会使气浮块的气浮间隙变化,影响测量重复性。气压严重不足时,会使气浮块不能充分浮起造成与导轨摩擦,轻者影响测量机运动状态和测量精度,重者会磨损导轨和气浮块,严重损坏测量机。Z 轴采用气动平衡的测量机在气压严重不足的情况下会造成Z 轴失衡下落的情况,非常危险。所以要尽量保证测量机工作压力的稳定。1.要选择合适的空
12、压机,最好另有储气罐,使空压机工作寿命长,压力稳定。2.空压机的启动压力一定要大于工作压力。3.开机时,要先打开空压机,然后接通电源。3、 油和水对测量机的影响由于空压机对空气压缩的同时会把空气中的水分子和油分子压缩成水和油,而且空压机本身工作时也需要有润滑油对其机构进行润滑,也使得有一部分润滑油进入压缩空气。进入压缩空气的水和油会随着压缩空气进入到平衡气缸和气浮块。在测量机工作时水和油附着在导轨上,使导轨的直线度改变。当测量机不工作时管道中的油滴可能堵塞气浮块的气孔,使气浮块不能正常浮起,造成气浮块与导轨的摩擦,损坏测量机并使气管老化。管道中的水还会腐蚀气浮块和平衡气缸。虽然测量机配置有油水
13、分离器或前置过滤器,但是如果进入管道的水和油太多,过滤器就会因饱和而无法过滤,使水和油能够进入测量机。为此必须采取前置过滤的方法,尽量争取在水和油进入测量机之前过滤掉。4、 影响旋转测座精度的因素旋转测座在校正多测头位置后,应该对多测头位置校正的准确性进行复核。方法是用校正后的测头位置测量标准球,观察这些测头位置所测量的球心坐标的偏差。如果偏差在重复性指标内,其测头校验的结果是正确的,否则需要重新校验。一般情况下,如果出现不同测头位置测出的标准球球心坐标偏差大的情况,要仔细检查测座、测头、测杆(测尖)、标准球的固定情况。5、 补偿文件的正确性补偿文件是使用双频激光干涉仪检测测量机位置度、直线度
14、和角度误差后生成的补偿文件。测量软件是根据它来进行误差补偿的。往往有些操作员在安装测量机软件时忘记安装补偿文件或将备份文件丢失而造成测量机精度差和重新校验机器精度。所以操作员要保管好备份文件并且知道如何安装补偿文件。6、测头校正的正确性、准确性测头校正的目的是要校正出测杆(测尖)的红宝石球的直径,进行测量点测头修正,并得出不同测头位置的位置关系。在测头校正时产生的误差将全部加入到测量中去。所以在这个环节中要保证正确和准确。要注意以下几点:1) 保持标准球和测杆的清洁。2) 保证测座、测头、测杆、标准球固定牢靠。3) 输入正确的测杆长度和标准球直径。4) 根据形状误差和校正出的宝石球直径及重复性
15、判断校正的准确性(加长杆长度不同校正后的宝石球直径会不同)。5) 要使用不同测头位置时,在校正完所有测头位置后,要通过测量标准球球心点坐标的方法检查校验精度。测头校验后保存的测头文件,在测头、测杆没有动的前提下可以调出使用。但测量精度比较高的情况下,建议重新校正测头。17、手动测量存在的问题1)、测量机在测量点的时候,通过测量机光栅记录的点坐标是测针宝石球中心的坐标,而我们需要测量的点坐标是宝石球与工件接触点的坐标,这两者相差一个宝石球的半径,由前者经计算得到后者的过程,我们称之为测头半径修正(或测头补偿),是由测量机软件来实现的。2)、测量机软件进行测头半径修正的一个必要条件是要知道被测点的
16、法向方向,在CNC 测量(即自动测量)时,其法向方向是由程序给出的;而手动测量时只能根据测量的触测方向或后退方向,来判断其法向方向来进行测头半径修正。3)、在沿轴向方向测量点时,操纵杆比较容易掌握,法向方向比较容易判断而且比较准确;但是与轴向有一定角度尤其是空间点的测量时,由于操纵杆操作的协调性问题使测量和后退的方向不能完全是法向方向。因此当方向差的比较多时就会出现测头半径补偿方向错误的情况,即出现极大误差。所以手动测量时,尽量沿被测点的法向方向触测和后退。手动测量时测量机软件可以自动生成自学习程序,手动测量后可以用自学习程序自动测量一遍,可以得到更为准确的结果。4)、所有测量软件中对于测量点
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