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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
指導(dǎo)教師： 劉傳紹 職稱： 教授
所在院（系）： 機(jī)械與動(dòng)力工程系 教研室（研究室）： 機(jī)械教研室
題 目
拖拉機(jī)機(jī)架框冷沖模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
趙永帥
專業(yè)班級(jí)
08機(jī)制3班
學(xué)號(hào)
0828060041
一、選題質(zhì)量：
1、本題目符合機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能充分鍛煉和培養(yǎng)生產(chǎn)實(shí)際中分析問
題的能力與動(dòng)手操作能力，能充分培養(yǎng)學(xué)生的能力和各方面專業(yè)素質(zhì)的提高。
2、本題目難易適中，適合學(xué)生獨(dú)立完成題目，符合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。
3、本題目工作量適中，能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。
4、本題目與生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)等方面聯(lián)系比較緊密，冷沖壓模廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)各種零件方面，
尤其是拖拉機(jī)、汽車軸蓋等這種構(gòu)造簡(jiǎn)單需要批量上產(chǎn)的零件，拖拉機(jī)機(jī)架框沖壓模即節(jié)省時(shí)間又保證了精度，操作也比較簡(jiǎn)單。
二、開題報(bào)告完成情況：
在這一個(gè)多月我的論文在劉老師、鄭老師的指導(dǎo)下，從選題開始，經(jīng)過(guò)了分析題目、搜集資料、編制論文提綱、完成開題報(bào)告等論文的撰寫過(guò)程。在這過(guò)程中劉老師給予了我很大的幫助但也對(duì)我提出了較高的要求，在沒有模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)劉老師的幫助與指導(dǎo)，拖拉機(jī)機(jī)架框冷沖壓模具設(shè)計(jì)及其工藝分析進(jìn)行的還算順利。
目前已完成了論文初稿的撰寫、數(shù)據(jù)的計(jì)算、一些主要零件圖的繪制、目前正在進(jìn)行論文設(shè)計(jì)工作以及對(duì)已完成材料不足之處的修訂整理工作。
我預(yù)計(jì)在兩到三周之內(nèi)會(huì)完成論文的撰寫，圖紙的審核、材料數(shù)據(jù)的匯總處理等工作在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)工作。
三、階段性成果：
1.確定了論文題目(已完成)。
2.填寫了“畢業(yè)論文開題報(bào)告（已完成）。
3.指導(dǎo)教師下達(dá)了“畢業(yè)論文任務(wù)書（已完成）。
4.撰寫了論文第一稿（完善中）。
5.完成了工程圖的繪制（完善中）。
5.指導(dǎo)教師批閱和反饋了第一稿及圖紙。
四、存在主要問題：
個(gè)人對(duì)模具設(shè)計(jì)的了解深度有限，存在的主要問題是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常
遇到一些不起眼的問題，需同學(xué)和老師的指導(dǎo)，在整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還不完善，需進(jìn)
一步的修改和完善。
目前存在的主要問題:
1.以前學(xué)習(xí)的知識(shí)現(xiàn)在要系統(tǒng)的組織起來(lái)，不能做到得心應(yīng)手；
2.對(duì)于模具的一些專業(yè)性強(qiáng)的知識(shí)等還是很專業(yè)，仍需查閱大量的參考資料；
3.對(duì)各個(gè)零件的總體優(yōu)化配置，不能做出準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)。
對(duì)存在問題的解決方法:
1．繼續(xù)對(duì)所學(xué)知識(shí)加以學(xué)習(xí)鞏固是相關(guān)知識(shí)能夠融會(huì)貫通。
2.加強(qiáng)對(duì)模具相關(guān)專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，通過(guò)學(xué)習(xí)以及向老師同學(xué)尋求幫
助能夠在已掌握模具相關(guān)知識(shí)的前提下繼續(xù)加深對(duì)模具專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)掌握。
3.對(duì)于模具的總裝以及整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)并且使各個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的配置
還需要加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活掌握。
另外，我還應(yīng)該多加強(qiáng)與設(shè)計(jì)小組成員的交流，同時(shí)，還應(yīng)該再加強(qiáng)與
指導(dǎo)老師的交流和溝通，更深層次的認(rèn)識(shí)論文的寫作宗旨。
總之，我相信自己會(huì)保持積極的態(tài)度，在指導(dǎo)老師的悉心點(diǎn)撥下，能夠
快速有效展開接下來(lái)的論文流程，順利完成畢業(yè)論文的撰寫工作。
五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ)
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
3
河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
《近似熵作為診斷工具為機(jī)器健康監(jiān)測(cè)》
Ruqiang燕,羅伯特x.Gao_
美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)機(jī)械工業(yè)工程部門阿姆赫斯特馬
論文于2005年4月7日收到初稿;修改后稿件于2006年2月16 日收到,2006年2月22通過(guò)；2006年4月4日許可上網(wǎng)。
文摘
本文是基于近似熵(ApEn)提出的一種新的機(jī)器健康監(jiān)測(cè)方法, 這是一種統(tǒng)計(jì)量化的規(guī)律性的時(shí)間序列,如電子振動(dòng)信號(hào)測(cè)量電機(jī)或滾動(dòng)軸承。由于結(jié)構(gòu)缺陷的發(fā)展引起一個(gè)機(jī)器系統(tǒng)工況惡化，大量的頻率成分包含振動(dòng)信號(hào)在內(nèi)都會(huì)增加, 導(dǎo)致它的規(guī)律減少并增加了其相應(yīng)的ApEn價(jià)值。介紹了理論框架以后,數(shù)值模擬給出了解析信號(hào)間的定量關(guān)系，建立了嚴(yán)重的信號(hào)退化和ApEn值。模擬的結(jié)果驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，盡管基于現(xiàn)實(shí)軸承振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)。研究表明,ApEn能有效表征嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性缺陷,具有計(jì)算效率高、堅(jiān)韌性高的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:近似熵;機(jī)器健康監(jiān)測(cè)；計(jì)算效率
前言
過(guò)去的幾十年里在世界范圍的機(jī)器上的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和健康診斷研究越來(lái)越引起人們的注意。這種努力充分推進(jìn)了傳感技術(shù)像信號(hào)工程一樣持續(xù)進(jìn)步。除了常用的時(shí)間(統(tǒng)計(jì)[1])和頻率(光譜[2、5、6)域技術(shù), 先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù),如盲源分離,和小波變換，作為新工具機(jī)械系統(tǒng)故障檢測(cè)研究 [10]由于摩擦瞬時(shí)變化、阻尼、或加載條件,機(jī)器系統(tǒng)中非線性行為也是很有特色的。因此,非線性參數(shù)估計(jì)技術(shù)提供了一個(gè)好的替代品,defect-related特征提取隱藏在測(cè)量信號(hào)從而不得有效的被定義為使用其他方法。大量的非線性參數(shù)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了研究，如對(duì)相關(guān)尺寸測(cè)量和復(fù)雜],為病人睡眠評(píng)估、變速箱牙齒的缺陷診斷和滾動(dòng)軸承缺陷的檢測(cè)。可靠的估算關(guān)聯(lián)維數(shù)時(shí)間序列需要大量的數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算導(dǎo)致漫長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間和insuitability在線, 但在很多需要即時(shí)應(yīng)用。與測(cè)量的復(fù)雜性比較計(jì)算更有效率。信號(hào)的復(fù)雜可以被描述為兩方面: 復(fù)雜的Lempel-Ziv和近似熵(ApEn)。Lempel根基復(fù)雜性的表明時(shí)間序列規(guī)律性，其能有效顯示大腦活動(dòng)模式與深度之間的病人麻醉波的量化關(guān)系，作為一個(gè)例子,electroencephalographs(EEG)測(cè)試病人所顯示出來(lái)的一種更高價(jià)值在清醒狀態(tài)比在睡眠狀態(tài)時(shí)。此外,進(jìn)行的心臟系統(tǒng)研究已經(jīng)成為心臟節(jié)律的重要指標(biāo)如竇性心律(SR)、室性心動(dòng)過(guò)速(VT)及心室顫(VF) 可以從這個(gè)復(fù)雜的世界有效地探測(cè)閾值、分離, 而其他技術(shù), 如傅里葉transform-based VF-filtering,凸現(xiàn)了困難。由復(fù)雜振動(dòng)測(cè)試值分析產(chǎn)生大量[24]旋轉(zhuǎn)機(jī)器顯示那以來(lái)和成長(zhǎng)故障的機(jī)器可變化的復(fù)雜性與價(jià)值。另一項(xiàng)研究在對(duì)缺陷檢測(cè)滾動(dòng)軸承間的定量關(guān)系建立了復(fù)雜的價(jià)值和缺陷尺寸,進(jìn)而]顯示缺陷的嚴(yán)重水平。
時(shí)序價(jià)值復(fù)雜性的評(píng)價(jià)是基于“coarse-graining”操作的序列模式轉(zhuǎn)化為一個(gè)只有少數(shù)的符號(hào)例如0和1, ,而且它包括僅在一維數(shù)據(jù)序列比較和計(jì)數(shù)。相比較而言,近似熵在多維空間的矢量表示時(shí)間序列的規(guī)律性且,包含了更多的相關(guān)信息。這使它成為一個(gè)有吸引力的工具,用于監(jiān)視系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，信息的時(shí)間一個(gè)缺點(diǎn)是有價(jià)值的進(jìn)展不僅用于診斷當(dāng)前機(jī)器運(yùn)行,而且還在預(yù)測(cè)未來(lái)的行為。在研究汽輪發(fā)電機(jī)時(shí),發(fā)現(xiàn)在松動(dòng)后軸承襯套被鑒別以后與正常操作條件相比ApEn 的優(yōu)勢(shì)更加突出。在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域,對(duì)胎兒的心率研究使用cardiotocography(公司)時(shí)表明ApEn價(jià)值觀和病理?xiàng)l件相關(guān)性。在類似的腦電信號(hào)研究時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種可以提高ApEn數(shù)值以被用來(lái)檢測(cè)和表征eplieptic活動(dòng)。在另一項(xiàng)研究中, 通過(guò)ApEn值變化腦電圖信號(hào)不同的睡眠狀態(tài)被成功的鑒別出來(lái)。在對(duì)田野里植物生理數(shù)據(jù)分析時(shí)，兩個(gè)熱帶樹種水分欠缺時(shí)在sap水流動(dòng)力的變化，ApEn值被清楚地鑒別出來(lái)。此外,ApEn已經(jīng)應(yīng)用于檢測(cè)人類運(yùn)動(dòng),在靜態(tài)背景、運(yùn)動(dòng)環(huán)境和世俗的雜波根據(jù)他們的ApEn價(jià)值可以區(qū)分。此外,ApEn表明是有效的特征探測(cè)器在為潛在的感興趣圖像目標(biāo)檢測(cè)和圖像壓縮識(shí)別時(shí)。最近, ApEn的應(yīng)用一直延續(xù)到評(píng)估微妙的、可利用的改變金融市場(chǎng)時(shí)間序列的分析。
本文研究的是ApEn作為刻畫機(jī)器操作條件下的測(cè)量效用, 目的是介紹一種定量診斷工具為機(jī)器的健康監(jiān)測(cè)。在呈現(xiàn)的理論背景下，幾個(gè)影響ApEn關(guān)鍵的關(guān)聯(lián)計(jì)算參數(shù)被討論,例如 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、采樣率、尺寸、公差值。數(shù)值模擬的仿真分析并提出了建立的定量關(guān)系在信號(hào)規(guī)律(這是由于缺陷傳播影響結(jié)構(gòu)健康的降解)和和ApEn值之間。利用現(xiàn)實(shí)軸承試驗(yàn)臺(tái)對(duì)振動(dòng)信號(hào)測(cè)量對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。良好的協(xié)議仿真和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),確認(rèn)在ApEn結(jié)構(gòu)缺陷情況下,其計(jì)算效率和魯棒性高。
2理論背景
對(duì)于一個(gè)時(shí)間序列{ x(1)、x(2)、x、y(N)),其“規(guī)律” 通過(guò)ApEn在多維空間可以被測(cè)量。在這建立了一系列的向量表示為：
在情商，每個(gè)向量是由m連續(xù)、離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間序列s，deXeiT的距離;XejTT兩個(gè)向量之間X(i)和X(j)可以被定義為最大的區(qū)別在他們各自的相應(yīng)的要素:
這里
數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量包含在時(shí)間序列里。描述每一個(gè)向量X(i),測(cè)量向量X(i)和其他所有向量之間的相似性被誤解為
方程式的標(biāo)志r，3代表一個(gè)預(yù)定的公差值,定義為：
r=k.std(s)
這里k的取值范圍k>0, std代表標(biāo)準(zhǔn)偏差的時(shí)間序列.表達(dá)式為
時(shí)間序列的ApEn表示為：
對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō),組成一個(gè)有限的時(shí)間序列數(shù)據(jù)點(diǎn),用來(lái)估計(jì)ApEn價(jià)值時(shí)間系列,這是定義為
方程式(8)表示,當(dāng)維度的向量提高m + 1在時(shí)間序列重構(gòu)向量之間的相似度。在分析時(shí)間序列的影響規(guī)律相關(guān)的ApEn值。越大的規(guī)律性,越低ApEn價(jià)值。舉一個(gè)例子,周期時(shí)間序列僅包含單一頻率成分將有很低ApEn值(接近于零),由于其較高的信號(hào)規(guī)律。相比之下,包含復(fù)雜多頻率成分的時(shí)間序列ApEn的值高,由于其較低的規(guī)律性。
為了預(yù)測(cè)一個(gè)給定的時(shí)間序列S的ApEn值，,數(shù)據(jù)點(diǎn)包含在數(shù)列的首段重新排列成一數(shù)列m一次m + 1維向量,如圖1。從每個(gè)矢量分析計(jì)算這兩個(gè)相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的距離。這重構(gòu)算法的相似性度量公式建立在一個(gè)給定的r值向量,。隨后,時(shí)間序列數(shù)據(jù)點(diǎn)S和N 的ApEn值的計(jì)算公式是 (8)。為了確保ApEn計(jì)算中的一致性，最小的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度N,以及適當(dāng)?shù)木S度m和公差r需要確定。在當(dāng)代研究中，基于現(xiàn)實(shí)的的一個(gè)軸承試驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、尺寸、和公差在ApEn值計(jì)算中的影響被考慮。
2.1長(zhǎng)度數(shù)據(jù)的影響
圖2表明了完整振動(dòng)測(cè)量信號(hào)，“健康”軸承在徑向載荷9 kN下的采樣率10 kHz。功率譜密度的信號(hào)顯示存在的四個(gè)主要頻率成分：(1)軸承失衡頻率幅, 當(dāng)軸承不在他的旋轉(zhuǎn)中心時(shí)產(chǎn)生的重力會(huì)發(fā)生什么，如圖3所示圖3(a);
(2)非標(biāo)準(zhǔn)頻率fm，當(dāng)軸承(里面或外面)跑出軌道平面會(huì)發(fā)生什么，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)軸不再有軸平行如圖3所示圖3(b); (3)在fBPFO軌道外面的傳遞頻率，他是和傳遞球周期性通過(guò)一個(gè)固定位置相關(guān)的；(4)其諧波,數(shù)值取決于(2fBPFO ).
ApEn值和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度之間的關(guān)系如圖4，這里六個(gè)振動(dòng)信號(hào)在同一軸承測(cè)量里充分顯示6, 10, 14, 18, 22 和 26 kHz各自在同樣采樣率下。當(dāng)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)增加到1000以上時(shí)可以看到ApEn值的變化對(duì)每一個(gè)具體的采樣率變得微不足道。此外, 由不同的采樣率的方法引起的ApEn值的差異接近常數(shù)和更小數(shù)值，例如6千赫和26千赫,ApEn之間的差異值為0.104; 當(dāng)采樣率增加到超過(guò)14 kHz,差別就迅速減少到低于0.01。這樣的結(jié)果是與[13,21]理論分析一致，在750和5000之間的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)認(rèn)為是足夠的在達(dá)到穩(wěn)定的和一致的ApEn值。
一旦數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是固定的，一個(gè)更高的采樣率轉(zhuǎn)化為一個(gè)較短的數(shù)據(jù)采樣周期,反之亦產(chǎn)生然。
一個(gè)采樣周期是指短周期,短時(shí)間序列觀察, 隨后,areduced數(shù)量的時(shí)間信息的ApEn納入計(jì)算，導(dǎo)致較低ApEn值。這一趨勢(shì)的發(fā)展如圖4，在采樣率最高的26千赫?f年代帶來(lái)的最低ApEn值(e例如 ApEn ? 0.038 for 1000 data points). 為了進(jìn)一步量化數(shù)據(jù)采樣率的影響, 幾個(gè)振動(dòng)信號(hào)在“健康”軸承中不同的采樣率下測(cè)量。從這些信號(hào)計(jì)算ApEn的值顯示在圖5，在維m(m?2、3、y,10)作為一種參數(shù)?？梢钥吹紸pEn值隨著采樣率的增高越來(lái)越低。當(dāng)采樣率增加超過(guò)一定閾值(e.g. 22 kHz), ApEn值接近一個(gè)固定值(大約
0.04),波動(dòng)小于4%。
2.1長(zhǎng)度數(shù)據(jù)的影響
圖2說(shuō)明了振動(dòng)測(cè)量信號(hào)從一個(gè)完好的“健康”軸承徑向載荷下的
9 kN和采樣率10 kHz。功率譜密度的信號(hào)顯示存在的四個(gè)主要頻率成分:(1)軸承失衡頻率幅,它出現(xiàn)在重力中心軸承不符合它的旋轉(zhuǎn)中心,如圖所示圖3中(a);(2) 沖壓條影響較大
頻率fm,它出現(xiàn)在兩個(gè)軸承的詳細(xì)信息(內(nèi)部和外部)掉了相同的飛機(jī),導(dǎo)致不再具有軸平行于轉(zhuǎn)軸軸心,如圖所示圖3中(b);(3)的頻率在傳fBPFO外跑道,它關(guān)系到定期通過(guò)滾動(dòng)球在一個(gè)固定的參考位置;(4)其諧波,數(shù)值取決于(2 fBPFO)。
ApEn值和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度之間的關(guān)系圖4中可以看出, 這里六個(gè)相同的軸承振動(dòng)信號(hào)測(cè)量比較顯示,采樣率分別為6, 10, 14, 18, 22 and 26 kHz?？梢钥吹?當(dāng)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度比數(shù)據(jù)點(diǎn)1000更大時(shí),ApEn值的變化對(duì)每一個(gè)具體的采樣率變得微不足道。此外, 由于不同的采樣率差異引起的ApEn值接近常數(shù)或更小的值。例如, 6千赫和26千赫ApEn之間的差異值為0.104; 當(dāng)采樣率增加超過(guò)14 kHz,差別就迅速減少到低于0.01。這樣的結(jié)果與提出的理論分析一致 [13,21) 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度在750和5000之間的被認(rèn)為是十分穩(wěn)定和一致的ApEn值。
一旦數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是固定的,更高的采樣率轉(zhuǎn)化為更短的數(shù)據(jù)采樣周期
,反之亦然。一個(gè)更短的采樣周期是指時(shí)間序列的短跨度觀察,隨后,
減少量的時(shí)間信息的ApEn納入計(jì)算,導(dǎo)致較低的ApEn值。這一趨勢(shì)圖4中可以看到,在采樣率最高的26千赫?f帶來(lái)的最低ApEn值(例如ApEn?0.038為1000數(shù)據(jù)點(diǎn))。為了進(jìn)一步量化數(shù)據(jù)采樣率的影響,幾個(gè)振動(dòng)信號(hào)從“健康”軸承在不同的采樣率測(cè)量ApEn的從這些信號(hào)計(jì)算值顯示在圖5中,維m(m?2、3、y,10)作為一種參數(shù)?？吹剿膬r(jià)值,而ApEn采樣率。當(dāng)采樣率增加了超過(guò)一定閾值(例如22千赫),ApEn穩(wěn)態(tài)值方法的價(jià)值(大約0.04),波動(dòng)小于4%。
2.2公差的影響
影響ApEn值的另一個(gè)參數(shù)是公差r。如公式（5）所示，r值選擇取決于特殊時(shí)間序列s的k值選擇包含一個(gè)固定數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)。在ApEn值估算中k的影響如圖6所示，評(píng)估9種不同的維度m以驗(yàn)證ApEn計(jì)算結(jié)果的一致性。
在不同采樣率下隨著k值的增加，不斷變化的ApEn值減少相應(yīng)的維m。ApEn值的差異與不同的相關(guān)m值相比變的微不足道，如k接近0.4.例如，at k ? 0:4, 由于不同的m值引起的ApEn值的 變化小于4%。這樣的一種變異被考慮要進(jìn)行現(xiàn)代的研究，因此公差值r 一致k ? 0:4 被選為后續(xù)ApEn計(jì)算方式。
2.3維度的影響
如方程式1所示，維度m的增加將導(dǎo)致包括更多的時(shí)間信息信號(hào)列入ApEn計(jì)算中。同時(shí)提高了整體計(jì)算精度，高的m值將導(dǎo)致更高的計(jì)算成本。這被實(shí)驗(yàn)確認(rèn)在圖7中，這里維度m從2到10的增加將引起時(shí)間花費(fèi)超過(guò)三倍的增加（從0.5到2.05秒）。對(duì)k40:4進(jìn)行評(píng)價(jià)，在這個(gè)范圍之外的ApEn值并沒有明顯改變，如圖6所示。因?yàn)楫?dāng)維度m的值從2增加到10時(shí)ApEn值的變化低于6.6%，低的m值通常被認(rèn)為是最優(yōu)的ApEn值。因此m ? 2被選作當(dāng)今的
3.測(cè)試信號(hào)的構(gòu)想
為了定量表征一個(gè)機(jī)器的健康狀態(tài)和其退化（嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)缺陷增加），一個(gè)測(cè)試信號(hào)需要提供一個(gè)基參數(shù)。這樣一個(gè)測(cè)試信號(hào)需要被明確地表達(dá)在現(xiàn)代的研究中。從一個(gè)滾動(dòng)軸承基礎(chǔ)上做振動(dòng)信號(hào)測(cè)量，如圖2所示。通過(guò)逆傅立葉變換，四個(gè)主要頻率成分（共有8192 213?頻率組件）確認(rèn)軸承信號(hào)頻譜(at 10, 20, 41, and 82 Hz, respectively) 結(jié)合一個(gè)附加噪聲e（t）建造那個(gè)測(cè)試信號(hào)s（t）在一起,四個(gè)主要頻率成分代表91%的內(nèi)容的原始信號(hào)。測(cè)試信號(hào)表示為
在公式9中，XetT代表原始軸承信號(hào)的重建信號(hào)的四個(gè)頻率成分，表示為：
噪聲成分e(t)的定義是由信噪比(SNR)[35]確定：
這里表示X(t) 和e(t)的長(zhǎng)度。測(cè)試信號(hào)的構(gòu)成顯示并行計(jì)算值與軸承振動(dòng)信號(hào)在圖8。使用這個(gè)測(cè)試信號(hào)，對(duì)于不同的SNRs計(jì)算出不同的ApEn值，如表格一所示。
可以看出當(dāng)SNRs從100分貝降到0分貝時(shí)測(cè)試信號(hào)的ApEn值增加超過(guò)8倍。信噪比的下降是反映在波形越來(lái)越多的“噪音”
這類似于一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的惡化在通過(guò)結(jié)構(gòu)時(shí)引起和穿透的缺陷。此外,因?yàn)樵胍粜盘?hào)隨著頻帶寬的增加被加到那個(gè)測(cè)試信號(hào)，接著由于信噪比降低，他是和包含在信號(hào)中的頻率元件的數(shù)字增加一致的，如表格（1）中“頻譜”縱列所示。該仿真結(jié)果證實(shí)了ApEn值提供了一種定量測(cè)量降解動(dòng)態(tài)信號(hào)的特點(diǎn)，他可以通過(guò)機(jī)器健康狀態(tài)的惡化代表。
4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
探討近似熵的適宜性,對(duì)機(jī)器的健康監(jiān)測(cè)與診斷, 實(shí)驗(yàn)研究了在軸承試驗(yàn)臺(tái)得到實(shí)施，如圖9所示。振動(dòng)信號(hào)從五個(gè)球軸承承（四個(gè)NU205軸承從[36]SKF,一個(gè)1100的基米-雷克南軸承）pre-seeded測(cè)量與結(jié)構(gòu)缺陷在一系列轉(zhuǎn)速、組裝條件。由于振動(dòng)資料包含物理信息的工作狀況(或健康狀態(tài))軸承被監(jiān)控, 評(píng)價(jià)其相應(yīng)的ApEn值將會(huì)發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)軸承的條件。軸承檢測(cè)系統(tǒng)由直流電機(jī)(課Cl6D34FT18), 兩支持枕頭塊(SKF 209 - 112)，測(cè)試軸承支承住房、液壓缸(米勒4 Z644B),一個(gè)液壓泵(Enerpac P392)和光電編碼器的轉(zhuǎn)速測(cè)量。這液壓缸是能夠應(yīng)用廣泛的負(fù)載到軸承在干熄爐徑向方向上。電機(jī)速度綜合調(diào)整利用速度控制器。一個(gè)加速度計(jì)(PCB 621 B40)上設(shè)置了考試軸承的振動(dòng)測(cè)試外殼。區(qū)分不同參數(shù)對(duì)ApEn的影響，試驗(yàn)研究了不同結(jié)構(gòu)缺陷用軸承severities,在不同的轉(zhuǎn)速、載荷條件下,如下所述
4.1剛度缺陷影響
如圖10是4振動(dòng)信號(hào)從四個(gè)測(cè)試軸承得到的，在四種不同剛度缺陷條件下：“健康的“(無(wú)損)，” 輕度損壞“(0.1毫米洞) ” 中等傷害“(0.5毫米洞),‘嚴(yán)重?fù)p壞”（1毫米洞）。信號(hào)下獲得了轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘一個(gè)液壓管路壓力為500磅/英寸2與徑向負(fù)荷的9.163 kN用于測(cè)試軸承。在四個(gè)不同賦存條件不容易知名的從時(shí)域顯示。然而,相應(yīng)的計(jì)算值A(chǔ)pEn揭示了一個(gè)一致的上升趨勢(shì),為軸承健康狀況惡化。表2說(shuō)明了價(jià)值A(chǔ)pEn一年的四個(gè)軸承缺陷嚴(yán)重性條件,計(jì)算出不同的平均5重復(fù)測(cè)試運(yùn)行。ApEn穩(wěn)定的值是所有的四個(gè)條件相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)差。
如表格2所示，缺陷軸承的ApEn值始終高于健康的軸承。缺陷尺寸越大，ApEn值越高，這可以得到解釋通過(guò)這樣的事實(shí)從一個(gè)有振動(dòng)信號(hào)頻率成分缺陷的軸承含有更多頻率元件, 如表1所示, 導(dǎo)致較低的規(guī)律性以及隨后的信號(hào)模式,更高的ApEn值。實(shí)際上, 對(duì)軸承頻譜任何非理想運(yùn)行狀態(tài)將導(dǎo)致增加頻率元件 ，從而增強(qiáng)其ApEn值。這樣非理想狀況下包含不均衡的例子，如圖3(a)所示，或者錯(cuò)位，如圖3(b)所示。隨著缺陷尺寸的增加，缺陷包含震動(dòng)將變得比一個(gè)較小的缺陷引起的更加強(qiáng)烈，更多的影響會(huì)產(chǎn)生
當(dāng)滾動(dòng)體滾進(jìn)或滾出那個(gè)缺陷時(shí), 導(dǎo)致相關(guān)缺陷更長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)。結(jié)果,越來(lái)越多的頻率成分被包含進(jìn)頻譜，從而導(dǎo)致更高的ApEn值。
為了驗(yàn)證ApEn值的穩(wěn)健性，作為一種方式對(duì)缺陷的嚴(yán)格分類，對(duì)同一套測(cè)試軸承進(jìn)一步的試驗(yàn)，在不同的壓力下（例如7.331kN or 400 PSI）和旋轉(zhuǎn)速度(例如1200轉(zhuǎn)/分鐘)。在表格3所示的結(jié)果說(shuō)明了ApEn值的同一個(gè)趨勢(shì)和分布在表格2的。
圖11說(shuō)明了ApEn值的增加隨著缺陷尺寸增長(zhǎng)，這里錯(cuò)誤的調(diào)信號(hào)表明ApEn值計(jì)算的可變性。很明顯,ApEn提供了一個(gè)定量測(cè)量方式對(duì)嚴(yán)重的分類缺陷水平。
4.2轉(zhuǎn)速的影響
關(guān)于ApEn值在軸承轉(zhuǎn)速的影響進(jìn)行了研究，根據(jù)值及平均值對(duì)每一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)如圖4及表格12所示。當(dāng)轉(zhuǎn)速增加，,ApEn值也增加，對(duì)所有的健康軸承或者缺陷軸承。這可以解釋這樣的事實(shí)軸承振動(dòng)信號(hào)頻率范圍隨轉(zhuǎn)速增加而增加。同時(shí),新的振動(dòng)模式的生成率也增加, 導(dǎo)致ApEn值的增加。在同樣速率下，從一個(gè)有缺陷的軸承振動(dòng)頻率成分含有更多由于周期滾球之間的相互作用和結(jié)構(gòu)缺陷，從而有一個(gè)較高的ApEn值。這解釋了為什么ApEn值曲線上方存在著缺陷軸承和健康軸承。
4.3載荷的影響
軸承的ApEn值的載荷的影響在表5和圖13分別得到說(shuō)明。從軸承試驗(yàn)臺(tái)液壓泵系統(tǒng)對(duì)測(cè)試軸承提供徑向載荷，這結(jié)果表明, 在微小負(fù)荷范圍內(nèi)并沒有改變ApEn值同樣對(duì)于健康的或有缺陷的軸承。這是因?yàn)樨?fù)載變化不影響振動(dòng)元件的頻率成分，因此沒有引起ApEn值的變化。
4.4生命周期測(cè)試
為了評(píng)價(jià)ApEn值作為機(jī)器健康狀況測(cè)試方式的實(shí)用性，一個(gè)run-to-failure試驗(yàn)研究在一個(gè)52毫米外徑深溝球軸承啟動(dòng)(type 1100 KR)。Undera的徑向載荷5498牛頓。此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是在轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分鐘下進(jìn)行的。對(duì)缺陷模擬結(jié)構(gòu),一個(gè)0.27毫米寬的外溝槽通過(guò)外軌道被引進(jìn)，如圖14右邊所示。連續(xù)運(yùn)行大約234萬(wàn)轉(zhuǎn)以后，缺陷尺寸有擴(kuò)大到5.5毫米，如圖15左邊所示。在達(dá)到270萬(wàn)轉(zhuǎn)以上，缺損的傳播在整個(gè)使軸承滾道與實(shí)用價(jià)值非功能性。振動(dòng)信號(hào)在實(shí)驗(yàn)期間每隔7分鐘測(cè)試，代表缺陷的傳播過(guò)程。
對(duì)每個(gè)振動(dòng)信號(hào)從生命周期測(cè)試得到的，1000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的40個(gè)數(shù)據(jù)段被選擇進(jìn)行計(jì)算ApEn值。那意味著ApEn值被用作代表各個(gè)信號(hào)段的ApEn值。ApEn值和循環(huán)之間的關(guān)系如圖15所示，由三位缺陷傳播階段被指定。在每一個(gè)階段軸承缺陷的型號(hào)被測(cè)量出來(lái)。我們可以看出ApEn值顯示一般的增長(zhǎng)趨勢(shì)隨著軸承惡化的一般趨勢(shì)（從階段1到階段3）。從實(shí)驗(yàn)軸承中這樣的一個(gè)趨勢(shì)表明了振動(dòng)振幅的趨勢(shì)，如圖15所示。
為了比較性能，在軸承生命循環(huán)周期測(cè)試期間復(fù)雜的Lempel-Ziv[12、20也對(duì)信號(hào)保存進(jìn)行了比較。圖16表示軸承循環(huán)的功能隨著復(fù)雜的Lempel-Ziv和ApEn值的增加的相對(duì)百分比。雖然都出現(xiàn)了對(duì)應(yīng)增長(zhǎng)趨勢(shì)的惡化軸承的健康狀態(tài), ApEn值顯示出占有很大的百分比比復(fù)雜的Lempel– Ziv所占有的每個(gè)階段過(guò)渡。這是得到了定量說(shuō)明在圖6，并且可以歸因于事實(shí)上時(shí)間相關(guān)信息包含在ApEn固有的復(fù)雜性計(jì)算過(guò)程比制定。因此, ApEn提出了一種更有效固有測(cè)量方式對(duì)于鑒別不同工作狀態(tài)存在的機(jī)器比復(fù)雜性Lempel檢測(cè)。
5結(jié)論
目前近似熵已經(jīng)顯示出在機(jī)器系統(tǒng)健康狀態(tài)的鑒定一種有效措施。通過(guò)軸承試驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)研究表明,測(cè)試軸承的惡化在恒定的速度下可以有效地識(shí)別通過(guò)ApEn值的增加（例如對(duì)于無(wú)損軸承，當(dāng)0.1毫米直徑孔傳入外軌道對(duì)于開始的健康、無(wú)損軸承近似熵值有276%的增加）。這ApEn值也能顯示機(jī)器的速度的敏感變化。對(duì)于一個(gè)健康的軸承ApEn值增長(zhǎng)了513%時(shí)軸承轉(zhuǎn)速”將從300增加到1200轉(zhuǎn)/分, 而對(duì)于一個(gè)有缺陷的軸承，近似熵值增加到214%。軸承負(fù)荷的變化沒有表現(xiàn)出任何不良的影響對(duì)ApEn的值。從一個(gè)run-to-failure的實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，ApEn值顯示出一個(gè)有效的措施
對(duì)心軸軸承系統(tǒng)characterising的退化。
為了探討ApEn值的計(jì)算效率，進(jìn)行了試驗(yàn)研究對(duì)筆記本電腦與2.0兆赫CPU和512 MB內(nèi)存。平均來(lái)說(shuō),演算花了0.75秒完成計(jì)算1000數(shù)據(jù)要點(diǎn)演算。這樣的結(jié)果表明,ApEn值一般適合在線應(yīng)用。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證了該技術(shù)的廣泛適用性機(jī)器系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)和故障診斷，研究繼續(xù)分析了振動(dòng)信號(hào)在不同的缺陷和不同類型的軸承。此外, ApEn值循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的整合正在被研究為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器剩余預(yù)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)。
感謝書
作者欣然承認(rèn)感謝這項(xiàng)研究基金的提供者美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)在# DMI - 0218161獎(jiǎng)中。感謝從SKF and Timken得到的實(shí)驗(yàn)支持。
河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
指導(dǎo)教師： 劉傳紹 職稱： 教授
所在院（系）： 機(jī)械與動(dòng)力工程系 教研室（研究室）： 機(jī)械教研室
題 目
拖拉機(jī)機(jī)架框冷沖模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
趙永帥
專業(yè)班級(jí)
08機(jī)制3班
學(xué)號(hào)
0828060041
一、選題質(zhì)量：
1、本題目符合機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能充分鍛煉和培養(yǎng)生產(chǎn)實(shí)際中分析問
題的能力與動(dòng)手操作能力，能充分培養(yǎng)學(xué)生的能力和各方面專業(yè)素質(zhì)的提高。
2、本題目難易適中，適合學(xué)生獨(dú)立完成題目，符合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。
3、本題目工作量適中，能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。
4、本題目與生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)等方面聯(lián)系比較緊密，冷沖壓模廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)各種零件方面，
尤其是拖拉機(jī)、汽車軸蓋等這種構(gòu)造簡(jiǎn)單需要批量上產(chǎn)的零件，拖拉機(jī)機(jī)架框沖壓模即節(jié)省時(shí)間又保證了精度，操作也比較簡(jiǎn)單。
二、開題報(bào)告完成情況：
在這一個(gè)多月我的論文在劉老師、鄭老師的指導(dǎo)下，從選題開始，經(jīng)過(guò)了分析題目、搜集資料、編制論文提綱、完成開題報(bào)告等論文的撰寫過(guò)程。在這過(guò)程中劉老師給予了我很大的幫助但也對(duì)我提出了較高的要求，在沒有模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)劉老師的幫助與指導(dǎo)，拖拉機(jī)機(jī)架框冷沖壓模具設(shè)計(jì)及其工藝分析進(jìn)行的還算順利。
目前已完成了論文初稿的撰寫、數(shù)據(jù)的計(jì)算、一些主要零件圖的繪制、目前正在進(jìn)行論文設(shè)計(jì)工作以及對(duì)已完成材料不足之處的修訂整理工作。
我預(yù)計(jì)在兩到三周之內(nèi)會(huì)完成論文的撰寫，圖紙的審核、材料數(shù)據(jù)的匯總處理等工作在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)工作。
三、階段性成果：
1.確定了論文題目(已完成)。
2.填寫了“畢業(yè)論文開題報(bào)告（已完成）。
3.指導(dǎo)教師下達(dá)了“畢業(yè)論文任務(wù)書（已完成）。
4.撰寫了論文第一稿（完善中）。
5.完成了工程圖的繪制（完善中）。
5.指導(dǎo)教師批閱和反饋了第一稿及圖紙。
四、存在主要問題：
個(gè)人對(duì)模具設(shè)計(jì)的了解深度有限，存在的主要問題是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常
遇到一些不起眼的問題，需同學(xué)和老師的指導(dǎo)，在整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還不完善，需進(jìn)
一步的修改和完善。
目前存在的主要問題:
1.以前學(xué)習(xí)的知識(shí)現(xiàn)在要系統(tǒng)的組織起來(lái)，不能做到得心應(yīng)手；
2.對(duì)于模具的一些專業(yè)性強(qiáng)的知識(shí)等還是很專業(yè)，仍需查閱大量的參考資料；
3.對(duì)各個(gè)零件的總體優(yōu)化配置，不能做出準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)。
對(duì)存在問題的解決方法:
1．繼續(xù)對(duì)所學(xué)知識(shí)加以學(xué)習(xí)鞏固是相關(guān)知識(shí)能夠融會(huì)貫通。
2.加強(qiáng)對(duì)模具相關(guān)專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，通過(guò)學(xué)習(xí)以及向老師同學(xué)尋求幫
助能夠在已掌握模具相關(guān)知識(shí)的前提下繼續(xù)加深對(duì)模具專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)掌握。
3.對(duì)于模具的總裝以及整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)并且使各個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的配置
還需要加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活掌握。
另外，我還應(yīng)該多加強(qiáng)與設(shè)計(jì)小組成員的交流，同時(shí)，還應(yīng)該再加強(qiáng)與
指導(dǎo)老師的交流和溝通，更深層次的認(rèn)識(shí)論文的寫作宗旨。
總之，我相信自己會(huì)保持積極的態(tài)度，在指導(dǎo)老師的悉心點(diǎn)撥下，能夠
快速有效展開接下來(lái)的論文流程，順利完成畢業(yè)論文的撰寫工作。
五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ)
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
3
河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題目名稱
拖拉機(jī)機(jī)架框冷沖模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
趙永帥
專業(yè)班級(jí)
08機(jī)制3班
學(xué)號(hào)
0828060041
一、 選題的目的和意義：
沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視，而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來(lái)。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
UG是當(dāng)前世界上最先進(jìn)和緊密集成CAID/CAD/CAE/CAM的系統(tǒng)解決方案，它的功能覆蓋整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程。由于UG制圖是基于三維實(shí)體模型建立一張完全的二維工程圖的過(guò)程與工具，它提供的主模型設(shè)計(jì)思想為各學(xué)科的并行工程提供了保證。同時(shí)，由于與三維模型具有關(guān)聯(lián)性的視圖、剖視圖、各類標(biāo)注等功能，使得用戶不必?fù)?dān)心產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)的更改。
該設(shè)計(jì)通過(guò)三維軟件UG建模、裝配及工程圖的生成，并且參考三維圖畫出CAD圖。以三維模型UG可方便地進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助制造(Computer Aided Manufacture, CAM)，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化設(shè)計(jì)，和傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比經(jīng)濟(jì)效益方面提高了很多!它的經(jīng)濟(jì)效益主要表現(xiàn)在該課題的設(shè)計(jì)方法上。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，運(yùn)用了參數(shù)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。這樣的設(shè)計(jì)方法對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，能夠很好的提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，減少產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本，在產(chǎn)品改進(jìn)的過(guò)程中,只需要改變產(chǎn)品零件模型的一些參數(shù),就可以改變產(chǎn)品的形狀與特性，以達(dá)到要求。而且在產(chǎn)品的加工過(guò)程中，能夠真正的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的無(wú)紙化生產(chǎn)，大大地提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來(lái)了非常大的經(jīng)濟(jì)效益，而且減輕了設(shè)計(jì)人員的工作復(fù)雜程度。模具還有爆炸視圖功能，讓人對(duì)它的結(jié)構(gòu)和零件一目了然；它的試模功能更是可以在虛擬的情況下模擬模具的工作原理，大大節(jié)約了人力物力和財(cái)力，為公司節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)能力，縮短了生產(chǎn)周期，提高了經(jīng)濟(jì)效益，增加了公司的競(jìng)爭(zhēng)力。
二、 國(guó)內(nèi)外研究綜述：
1、國(guó)內(nèi)方面：
模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。近10年來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)模具工業(yè)無(wú)論在技術(shù)上，還是在管理上，都存在較大差距。特別在大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上，差距尤為明顯。中國(guó)每年需要大量進(jìn)口此類模具，在模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，中低檔模具相對(duì)過(guò)剩，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇價(jià)格偏低，降低了許多模具企業(yè)的效益。而中高檔模具能力不足，模具的開發(fā)能力較弱，技術(shù)人才嚴(yán)重不足，科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)投入少等一系列問題，嚴(yán)重制約了中國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展。
2、國(guó)外方面：
我國(guó)模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達(dá)60%左右，而國(guó)外模具超過(guò)70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國(guó)外大多是“小而?！?、“小而精”。國(guó)內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具占總量比例不足30%，而國(guó)外在50%以上。2004年，模具進(jìn)出口之比為3.7﹕1，進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá)13.2億美元，為世界模具凈進(jìn)口量最大的國(guó)家。
三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技術(shù)與方法：
課題主要內(nèi)容是研究冷沖壓模具的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該深入學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械CAD/CAM、冷沖壓技術(shù)等相關(guān)在課題研究中需要掌握的理論知識(shí)，理論的掌握是實(shí)踐的基礎(chǔ)。同時(shí)應(yīng)該對(duì)所設(shè)計(jì)的冷沖模具的對(duì)象機(jī)架框的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)制造工藝進(jìn)行全面的了解。再運(yùn)用Solidworks對(duì)所涉及的沖壓件進(jìn)行三維實(shí)體的繪制，并利用Solidworks的工程圖生成功能輸出二維視圖。這樣利用三維軟件就可以加速產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)程，縮短了設(shè)計(jì)的周期，也確保了產(chǎn)品的質(zhì)量[9]。把計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)運(yùn)用到了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的實(shí)際之中，這也是本課題的創(chuàng)新點(diǎn)之一。
冷沖模具是模具類別中應(yīng)用最廣泛的一種，通過(guò)模具對(duì)金屬的直接加壓使其產(chǎn)生塑性變形，金屬材料分離，以獲得一定尺寸和性能的金屬零件[10]。模具的設(shè)計(jì)過(guò) 程是和生產(chǎn)實(shí)際分不開的。所以設(shè)計(jì)的方法是要在深入學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械CAD/CAM、冷沖壓技術(shù)等相關(guān)在課題研究中需要掌握的理論知識(shí)，發(fā)揮Solidworks這一三維設(shè)計(jì)軟件在模具設(shè)計(jì)與制造中的作用同時(shí)，并且與成型產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和工藝相結(jié)合，運(yùn)用理論聯(lián)系實(shí)際，實(shí)踐推動(dòng)理論的研究方法進(jìn)行有效方法進(jìn)行機(jī)架框的沖裁模、彎曲模和成形模的設(shè)計(jì)工作。
模具設(shè)計(jì)者進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該根據(jù)所收集到的設(shè)計(jì)資料，經(jīng)過(guò)充分理解、研究、確定模具結(jié)構(gòu)設(shè)想后，在允許的情況下調(diào)查使用單位和制造單位，征求其意見，摸清設(shè)備狀況及技術(shù)情況以及加工能力，作出初步方案開始進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。
冷沖模具的一般設(shè)計(jì)路線為[11]：
（1) 分析整理技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)依據(jù)。
（2）確定工藝方案，決定模具結(jié)構(gòu)形式。
（3）繪制模具草圖，進(jìn)行零部件設(shè)計(jì)及必要的工藝計(jì)算。
（4）進(jìn)行沖模的總體設(shè)計(jì)。
（5）模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
（6）選定沖壓設(shè)備。
（7）繪制模具總圖。
（8）繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖
（9）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。
四、 主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：
[1] 趙孟棟. 冷沖模設(shè)計(jì)[M].第2版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1999.
[2] 鐘毓斌. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.
[3] 李碩本. 沖壓工藝學(xué)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.
[4] 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì).沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.
[5] 馮柄源. 沖模設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].上海:上?？茖W(xué)出版社,1994.
[6] 王孝培. 沖壓手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.
[7] 童秉樞. 現(xiàn)代CAD技術(shù)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2000.
[8] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. （1～4冊(cè)）北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993.
[9] 鄧躍文. 新型冷沖壓模具材料—鋅合金[J]. 農(nóng)牧與食品機(jī)械, 1990.000(001):45-45.
[10] 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組. 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.
[11] 涂光祺.沖模技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
[12] 丁松聚. 冷沖模設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.
[13] 陳炎嗣. 冷沖模設(shè)計(jì)與制造技術(shù)[M].北京:北京出版社,1991.
[14] 馬正元. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998.
[15] 王章忠. 機(jī)械工程材料[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.
[16] 盧險(xiǎn)峰.沖壓工藝模具學(xué)[M].第1版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998.
[17] 徐灝主編.新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.
[18] 馬秋成. UG實(shí)用教程--CAD[M] 篇. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.
[19] 洪如瑾. UG NX2 CAD快速入門指導(dǎo)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社,2004.
五、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說(shuō)明）
第5 周： 熟悉設(shè)計(jì)題目，掌握所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的工作原理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書館尋找相關(guān)的資料，并認(rèn)真閱讀，逐步形成設(shè)計(jì)思路.
第6 周： 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告
第7~9周： 著手開始設(shè)計(jì)，通過(guò)查閱相關(guān)資料和設(shè)計(jì)手冊(cè)，設(shè)計(jì)各個(gè)零件的形狀、尺寸，統(tǒng)籌兼顧，并不斷完善各種尺寸；
第10 周： 完成中期檢查表
第11~12周：在老師的指導(dǎo)下，修改設(shè)計(jì)的零件，使整個(gè)系統(tǒng)更加完善、合理。
第13 周： 然后用Auto CAD軟件，繪制各零件圖和裝配圖圖；
第14~15周：整理設(shè)計(jì)資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
第16 周： 將畢業(yè)設(shè)計(jì)資料送老師審批并做好修改，畢業(yè)設(shè)計(jì)完成
六、 指導(dǎo)教師審批意見：
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
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