裝配圖刀桿式手動壓機設(shè)計(1)

裝配圖刀桿式手動壓機設(shè)計(1),裝配,圖刀桿式,手動,設(shè)計 傳統(tǒng)上的機械設(shè)計考慮積層，高速，內(nèi)置永磁同步機轉(zhuǎn)子愛德華c拉雷絲美國電氣和電子工程師協(xié)會會員 Jahns托馬斯m 朗博士杰弗里h Keim托馬斯a Abstract-This機械設(shè)計的考慮。本文討論了對傳統(tǒng)所特有(例如,徑向)永磁同步電機的轉(zhuǎn)子內(nèi)部層機器。重點是放在的應(yīng)用場合,在那里,徑向力由于高速運行的主要途徑是機械的限制設(shè)計的因素。適當設(shè)計的分層橋梁或肋骨,在轉(zhuǎn)子外徑是指在詞語解釋的是兼而有之資料的思路和電磁性能影響。與性能的權(quán)衡復(fù)雜的聯(lián)系在一起使用加強肋磁鐵蛀牙進行了探討。這靈敏度的rotor-shaft機械設(shè)計的限制的越來越多的機制,突出了。這些效應(yīng),然后利用有限元分析的一種方法分析了m / 6-kW 150-N先發(fā)投手/發(fā)電機設(shè)計集成運行到6000股r /分鐘環(huán)形轉(zhuǎn)子來容納變矩器或離合器總成。這個例子,證明了這是有可能的對顯著提高轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)完整性使用摘要敘述技術(shù)只有一個非常謙遜的沖擊在放映的機械驅(qū)動成本。指數(shù)Terms-Electrical鋼、有限元分析(FEA),高速度、室內(nèi)永磁(IPM)同步機、片、磁飽和。I.介紹OTOR設(shè)計和施工的室內(nèi)永久的,磁鐵(IPM)機是很有挑戰(zhàn)性的任務(wù)到期一種矛盾的特點,改了系統(tǒng)性能轉(zhuǎn)子的復(fù)雜性。IPM的機器是感興趣的,因為他們是非常有吸引力的表演的立場在牽引和主軸應(yīng)用1、2。機器設(shè)計可以(IPM)用寬,從理論上無限,速度范圍為常數(shù)具有優(yōu)良的逆變器利用權(quán)力運作。這是通過使用一凸實現(xiàn)轉(zhuǎn)子幾何有限 論文發(fā)表于IPCSD 03-084 2001年,IEEE國際電氣機械與驅(qū)動研討會,6月17 - 20日劍橋,麻薩諸塞州,和批準發(fā)表在中華民國的工業(yè)應(yīng)用電機委員會正則化方法的工業(yè)應(yīng)用的社會。手稿提交審查并公布了11月5日,2002年1月出版20日,2004年。 這項工作是由麻省理工學院的財團支持先進汽車電子/電氣元件和系統(tǒng)。 拉雷絲與SatCon e . c的高新技術(shù)公司,劍橋,麻薩諸塞州美國(電子郵件件:lovelacealum.mit.edu 02142l)。t . m . Jahns與威斯康辛大學電機與電力電子聯(lián)合體,電氣連接,計算機工程部門,大學的威斯康辛州麥迪遜、作業(yè)指導(dǎo)書,美國(電子郵件:jahnsengr.wisc.edu 53706-1691)。t . a . Keim和j . h .朗與實驗室的磁力部門或電子系統(tǒng)、電氣工程和計算機科學、麻省理工學院、劍橋,MA 02139美國(電子郵件:tkeimmit.edu,langmit.edu)。10.1109 / TIA.2004.827440數(shù)字對象標識符。 從磁通,里面藏貢獻轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)譜。達到理想的程度的凸極、特殊紋理策略是典型的設(shè)計和組裝要求比較對那些需要為競爭對手的機器類型諸如表面點和異步電機。轉(zhuǎn)子設(shè)計策略機器一般可(IPM)軸向及徑向劃分,每層合結(jié)構(gòu)以其自身優(yōu)勢3,4。轉(zhuǎn)子的軸向的層使用多種交替層構(gòu)造軟、硬磁紙上的,還是放在沿主軸的機器,每個彎曲和個人的大小與轉(zhuǎn)子磁極形成1。該設(shè)計方法可以達到high-inductance凸極率超過10:1。然而,合軸轉(zhuǎn)子相對昂貴制造由于分類切割,塑造和組裝的許多不同的片那一定是就業(yè)。此外,一個約束轉(zhuǎn)子的袖子可能是必要的,以防止紋理高速運作入侵到氣隙。這種袖子通常減少由于他們的凸極有限厚度和經(jīng)常增加由于渦流損失當高強度不銹鋼(例如,Inconel)是超套筒材料。相比之下,屬于典型的層合轉(zhuǎn)子徑向設(shè)計以1 - 4層的硬磁材料在每個極。每個紋理,這一點與其他類型機器,是傳統(tǒng)穿孔或削減作為一個單一的單一塊為橫截面上的轉(zhuǎn)子。蛀牙是穿孔或剪切成轉(zhuǎn)子片,和磁性材料插入這些蛀牙。這求購,最多可以放置,以便使用傳統(tǒng)的方法轉(zhuǎn)子是屬于比較容易制造比它的軸疊層IPM翻版。摘要本文檢視傳統(tǒng)機械設(shè)計的問題(也稱橫向或徑向)膠布等IPM轉(zhuǎn)子。只有離心力被認為是這可能是占統(tǒng)治地位的機械應(yīng)力的來源在高-速度的設(shè)計。每個設(shè)計特征的幾個關(guān)鍵轉(zhuǎn)子進行了考核反過來對他們的影響結(jié)果表明,在轉(zhuǎn)子彎曲故障的壓力蘇:拉雷絲等傳統(tǒng)層合、高速,IPM同步機轉(zhuǎn)子圖1 .12-pole IPM的橫截面的機器。國家和電磁性能。設(shè)計策略與就功能,可以有效減少合成機械應(yīng)力狀態(tài)進行了研究。辯論的證實通過有限元分析(FEA)來驗證的觀點。一個IPM轉(zhuǎn)子設(shè)計一個集成起動/發(fā)電機(ISG)應(yīng)用是用來在整個論文以說明該方法的意義這些機械方面的技術(shù)問題5-7。一個橫截面雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計12-pole圖1顯示的是。特別需要指出的是,轉(zhuǎn)子的機械應(yīng)力狀態(tài),這是一種極限設(shè)計約束由于具有較高的轉(zhuǎn)子變速運行,是必需的環(huán)形旋轉(zhuǎn)音圈汽車機械。相關(guān)的設(shè)計規(guī)范設(shè)計技術(shù)：每分鐘6000-r最大操作速度;設(shè)計000-r /分鐘10個破裂速度;轉(zhuǎn)子內(nèi)徑最小165mm;最大的定子外徑300mm;永磁材料II機械設(shè)計的IPM轉(zhuǎn)子為了這個討論,機械設(shè)計點所對應(yīng)的應(yīng)用進行說明,而產(chǎn)生的在最壞的情況下,轉(zhuǎn)子的機械應(yīng)力(IPM)。假設(shè)在這個發(fā)展過程中采用如下:只是穩(wěn)態(tài)速度情況忽略溫度效應(yīng)29-gage基線芯材:M19電氣鋼產(chǎn)量幫助中的小應(yīng)變分析表明平面應(yīng)力電磁起源的力量可以忽略不計振動和轉(zhuǎn)子軸動力部隊被忽略了與這些假定的基礎(chǔ)上,對轉(zhuǎn)子的力量支配著通過穩(wěn)態(tài)離心力在恒定的速度。因此,機械設(shè)計點所對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)破裂的手術(shù)設(shè)計速度值,10基米-雷克南/分鐘。與這些假定的基礎(chǔ)上,對轉(zhuǎn)子的力量支配著通過穩(wěn)態(tài)離心力在恒定的速度。因此,機械設(shè)計點所對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)破裂的手術(shù)設(shè)計速度值,10基米-雷克南/分鐘。峰值應(yīng)力的解析計算由于離心一時徑向力機轉(zhuǎn)子是一層合(IPM)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù),那是不嘗試過在本文由于復(fù)雜的轉(zhuǎn)子分層設(shè)計特點。然而,這些峰值應(yīng)力影響的邊界上的優(yōu)化變量,確定出最優(yōu)的系統(tǒng)設(shè)計,所以定性討論的合力由于慣性負載是合適的。討論了著名的原則,采用材料在描述的行為靜載荷8,9。圖2。素描的內(nèi)力有著堅實的轉(zhuǎn)子圖3。在草圖合力轉(zhuǎn)子在一個magnet-filled(IPM)空腔內(nèi)。圖2顯示一個堅實的轉(zhuǎn)子截面與標示注明主要力量的核心由于離心加載。從最簡單的水平,而忽略了磁鐵的蛀牙、轉(zhuǎn)子就像一個環(huán)不變的前提下,離心加載。在這些一種元素的條件下,轉(zhuǎn)子的成員在切向張力和徑向壓縮。我們可以為薄壁箍近似建模轉(zhuǎn)子由于窄深的轉(zhuǎn)子ISG相比較于轉(zhuǎn)子的ID。作為一個結(jié)果,轉(zhuǎn)子的細分市場主要經(jīng)驗切向張力的力量。使用這個假設(shè),主要影響因素的峰值應(yīng)力的平均值“環(huán)”的半徑和轉(zhuǎn)速。幫助中的小應(yīng)變分析根據(jù)應(yīng)力增加的平方每個這些因素。如果轉(zhuǎn)子腔現(xiàn)在視為圖3中,哪個只含有一腔層、鋼桿件集中這連接到軸是,現(xiàn)在只剩下的紋理薄的鋼橋在各個末端。因此,離心加載在電線桿上一篇文章并不是均勻的分布在圖4。在草圖合力IPM轉(zhuǎn)子在多種層次?！肮俊⑥D(zhuǎn)子徑向?qū)а荨?導(dǎo)致實質(zhì)性的慣性兩個保留上的負荷之間的橋梁。 應(yīng)該指出的是,該保稅點資料洞里也將有助于這個裝載,因為它是更少嗎鋼的硬度比,因此,貢獻,將額外的加載攻擊的內(nèi)側(cè)邊緣桿件。因此,磁鐵的等效質(zhì)量, 圖3中,必須的總和鋼桿兩件作品,磁鐵(陰影部分的圖3)。保稅磁性材料不提供任何磁體和鋼顯著之間的融洽,因此,不傳遞力與服事的桿件。面臨的挑戰(zhàn),就可建模思路,并在這在很大程度上取決于具體橋的形狀。如果橋梁(主要是直的,然后梁彎曲近似的嗎適當?shù)?。當多個圖層都被看作是圖4中每一層能被視為獨立的載入如果inter-cavity鋼截面大得足夠分配任何脅迫濃度相鄰的橋。負荷在每座橋是再后末期由于負載在干熄爐徑向方向其慣性負載上剩余的部分桿件這座橋正在考慮之間和軸。如果橋梁每一層都有相同的規(guī)模,將橋最長結(jié)束的時候?qū)⒃谧罡叩目涨粔毫?。如果空腔的目的都是圓形的,如圖5秒,然后每個“梁有效長度”降低,而簡單的光束上述近似不再是合理的。每個現(xiàn)在就像一個圓錐形橋缺口應(yīng)力集中造成的元件下側(cè)作用力,如圖5精確定位的峰值應(yīng)力在每座橋組態(tài)會要求重大分析來確定的不訴諸數(shù)值解。特別需要指出的是,安裝(固定或簡單等價的兩頭各)“梁”為straight-bridge模型是不明確的。 如果兩端的各自的經(jīng)驗比較。最小彎曲橋梁其余的橋,這是一個合理的假設(shè)高峰壓力會被發(fā)現(xiàn)在兩端。相比之下,峰值應(yīng)力圓形腔結(jié)構(gòu)模型的可預(yù)期的圖5。在草圖合力轉(zhuǎn)子在多個腔(IPM)層圓潤的小費。在這一階段,可以使一些概述轉(zhuǎn)子設(shè)計決策,IPM惡化或改進了機械應(yīng)力條件。speed-A減小10%最大轉(zhuǎn)子在機械設(shè)計點的速度將降低峰幫助中的小應(yīng)變分析應(yīng)力降低近20%轉(zhuǎn)子OD-Similarly,減免10%的半徑轉(zhuǎn)子表面,此處的橋梁所在位置,也會減少了20%的應(yīng)激因素圓形的bridges-The”束“壓力被減少“梁”變得更短和所有其它密度的平等。的特點,在此基礎(chǔ)上切口的應(yīng)力集中圓形橋循環(huán)模型,形狀應(yīng)該將近減少應(yīng)力峰值pieces-A減小10%的小桿鉆具桿件軸向長度單位質(zhì)量將會減少壓力幾乎線性的。這可以達到降低分數(shù)撐竿的程度,以致于空間跨度。增加磁極數(shù)量的機器能產(chǎn)生同樣的效果一根肋骨加強rib-Adding重新分配的離心從桿位片負荷導(dǎo)致在一個具有很重要的意義改進的應(yīng)力狀態(tài)。一根肋骨,加入到紋理幾何穿過軸的每一腔抵抗離心運動通過撐竿的群眾張力而不是彎曲 另一個因素的合力所引起的慣性加載量是影響,整個轉(zhuǎn)子徑向的偏轉(zhuǎn)對組件的大小和環(huán)應(yīng)力拉伸。在橋的投籃張力是由于拉伸,作為轉(zhuǎn)子擴展到氣隙在更高的速度。隱含的邊界條件是,在箍應(yīng)力計算轉(zhuǎn)子ID和OD界限是無約束。作為一個結(jié)果,減少不必要的在任何一個邊界將會減少變形的擴張轉(zhuǎn)子在斯坦福橋球場進行的,因此也降低半徑籃筐加載應(yīng)力的組成部分。轉(zhuǎn)子OD是有問題的制約,因為它將要求比其它材料鋼大幅減少慣性載荷下的徑向變形。此外,添加任何資料氣隙中,影響電磁力將原有的轉(zhuǎn)子的凸極的降解性能這臺機器。蘇:拉雷絲等傳統(tǒng)層合、高速,IPM同步機轉(zhuǎn)子圖6。設(shè)計采用鳩轉(zhuǎn)軸轂關(guān)節(jié)之間的樞紐和轉(zhuǎn)子的ID圖7 .轉(zhuǎn)軸轂設(shè)計采用軸螺栓通過堆棧結(jié)束板身份證是制約轉(zhuǎn)子更可行的解決方案提高轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)完整性。既然有那必須附上已一個集線器轉(zhuǎn)子曲軸,在那里是一種機會,專門設(shè)計中心保留轉(zhuǎn)子嗎徑向非。通常情況下,一個集線器只是設(shè)計傳遞的力矩在圓周方向會發(fā)生在一個轂轉(zhuǎn)子是壓合內(nèi)。一個壓合,雖然,什么也不做約束的轉(zhuǎn)子ID,也就不會減輕的最大值機械設(shè)計點的應(yīng)力。如果沒有空間限制內(nèi)轉(zhuǎn)子的身份證,各種各樣不同的樞紐裝置可能在安理會的考慮范圍。一個焊接中心可以工作,但卻可以改變磁特性的核心。一種選擇是一種軸向缸,伴侶的轉(zhuǎn)子的ID表面采用鳩,如圖6。另一個替代方案來建造一個終板和螺栓分布在嗎終板的周長(1 /桿),如圖7。將下降,片帶孔沿每個軸地核是寬的地方。這個螺栓系統(tǒng)是唯一可行的螺栓的張力。如果足夠能夠發(fā)展和維持這樣的徑向載荷被擄去了由終板。如果足夠的螺栓張力并不發(fā)達,在那里將會是有意義的,這將side-loading釘可能導(dǎo)致剪切掉釘在細胞表面的結(jié)束盤子里。相吻合的優(yōu)勢夾具(圖6)或任何夾具表面沿轉(zhuǎn)子的ID是它的結(jié)構(gòu)與魯棒性如果近對稱徑向基板部分中心所在地附近的中點處軸轉(zhuǎn)子疊加。它的主要缺點那是一個有限的樞紐錫厚度,可以嗎使它需要減少對轉(zhuǎn)子的可用空間求購。相比之下,終板結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢的(圖7)那徑向板的盡頭堆棧和不使用任何內(nèi)在房地產(chǎn)里面的ID,否則可能被保留對于一個離合器或變矩器。作為一個結(jié)果,這種方法也許產(chǎn)生最緊密ISG配置。此外,缺席的情況下允許轉(zhuǎn)子內(nèi)部中心被設(shè)計以最小ID和里程計所測量,這可能會降低峰值應(yīng)力的影響(應(yīng)力)的平方。然而,任何終板方法必須解決實際安裝相關(guān)的問題與大量求購加載螺栓和壓縮。第三章,在終板中心結(jié)構(gòu)分析結(jié)合轉(zhuǎn)子截面修改提出展示一種合理的解決方案,為機械設(shè)計的自動售貨機的應(yīng)用IPM ISG。側(cè)板的設(shè)計是選作分析,因為它允許最小機轉(zhuǎn)子直徑一致與給定的約束提供的。問題空間內(nèi)轉(zhuǎn)子ID為變矩器。機械設(shè)計的考慮以上討論的影響設(shè)計性能優(yōu)化機器的幾個。(IPM方法6,7,10。轉(zhuǎn)子diameter-Constraining轉(zhuǎn)子直徑和電線桿可清楚地減少了塊尺寸的設(shè)計空間優(yōu)化轉(zhuǎn)子material-The轉(zhuǎn)子的紋理選擇材料基于許用應(yīng)力狀態(tài)影響材料的產(chǎn)量力量,但它也影響到核心損失11-14。自從場的基本轉(zhuǎn)子直流,雖然,在核心的損失諧波大為局限于介紹嗎紋理的幾何形狀。轉(zhuǎn)子材料也影響所需的磁鐵強度flux-linkage對于一個給定的點因為選擇的合金化設(shè)計資料內(nèi)容飽和磁通密度改變了。飽和磁通密度,反過來,影響了磁鐵的磁通的比例是通過橋梁和加強增值稅由生產(chǎn)型改為消費型肋骨嗎橋和肋骨geometry-The幾何學的橋梁和加強肋直接影響磁性性能。對于給定的轉(zhuǎn)變,由IPM機械設(shè)計直走到曲面型腔小費具有相同的最低限度橋的寬度增加流量/羅紋,分流通過的橋梁和肋骨。加強肋添加額外的也增加了比例的分流磁鐵助焊劑。所有這些橋和肋骨因素服務(wù)來減少可用從氣隙磁永久磁鐵,因而減少圖8。straight-edge徑向位移與橋梁10基米-雷克南/分鐘對于一個給定的設(shè)計優(yōu)化從最初逆變器利用立場改變設(shè)計隨后介紹了轉(zhuǎn)變的機械原因機械設(shè)計點遠離電磁達到全局最優(yōu)。最終,這些改變通常表現(xiàn)為成本和/或大小增加為machine-inverter組合與其他值相比,當機器對于優(yōu)化電磁性能孤單III. 轉(zhuǎn)子的非線性有限元分析設(shè)計。一個（IPM）確認結(jié)構(gòu)有限元分析進行了定性的理解上述15。這些結(jié)果也使用作為一個基線進行縮放到其他IPM機的設(shè)計提供了參考空間差異,有足夠的基線小。利用有限元ANSYS進行了二維軟件包。圖8顯示預(yù)測的徑向位移,雙-機器在10層(IPM)基米-雷克南/分鐘而不考慮任何轉(zhuǎn)子由于ID撓度約束(即附加樞紐,一個自由的轉(zhuǎn)子ID邊界)。該斷面從一個ISG 12杠和一個轉(zhuǎn)子有straight-edged 246毫米外徑橋梁和隧道在沒有額外的加強肋兩個磁鐵蛀牙。故事情節(jié)的表示在入力軸外最大撓度表面的mm,那是高達0.42的60%的名義指定ISG情節(jié),確認了大部分的撓度梯度(所觀測到的變化在橋梁陰影)自桿件外轉(zhuǎn)子軛和偏轉(zhuǎn)都是統(tǒng)一的。這是合情合理的,因為軛和桿件是太多了厚的橋梁、所以不應(yīng)該非常彎曲。有限元計算結(jié)果的分析表明,在保稅磁性材料幾乎連續(xù)的接觸和內(nèi)在邊界的兩個入力軸桿片。相關(guān)的切向應(yīng)力的情節(jié)展現(xiàn)出來的在圖9預(yù)計到2030年的峰值應(yīng)力2.6 GPa結(jié)束的時候橋的最大的(內(nèi)部)終止腔。定性,這些結(jié)果預(yù)期的趨勢比賽很好。不幸的是,峰值應(yīng)力超過屈服應(yīng)力的7倍的典型電鋼。比較。airgap。圖9。(Pa)切向應(yīng)力與straight-edged橋梁10基米-雷克南/分鐘對應(yīng)于徑向位移如圖。8圖10。預(yù)測轉(zhuǎn)子在終板撓度的R -設(shè)計中心。平面(axi-symmetric)。有助于減輕壓力、終板預(yù)測樞紐設(shè)計分析了作為一種手段,減少了徑向載荷。此外,這臺機器是re-optimized隨轉(zhuǎn)子ID固定最低規(guī)定極限(165毫米),這座橋型材被捕獲的肋骨在補充說,加強在中點取得最大值的嗎每個空腔內(nèi)。圖10顯示變形位移的總和hub-rotor結(jié)構(gòu)平面(通過曲軸中心線顯示在左邊。從身體上來說,這是一半的有限元模型民族結(jié)構(gòu)的顯示在圖七部分。潛在的axi-symmetric導(dǎo)致這個撓度模型情節(jié),可旋轉(zhuǎn)在曲軸中心線。圖中最大撓度。10個結(jié)構(gòu)在10基米-雷克南/分鐘是0.045 mm的一端從轉(zhuǎn)子棧板上。這是大約65%少偏差比預(yù)期的轉(zhuǎn)子身份證前配置在圖8與一個無約束轉(zhuǎn)子的ID圖11。幫助中的小應(yīng)變分析應(yīng)力在10基米-雷克南/分鐘轉(zhuǎn)子ID撓度約束條件下中心。表I比較優(yōu)化應(yīng)用IPM為一個ISG和沒有機械轉(zhuǎn)子的考慮應(yīng)用該計算邊界條件后去的轉(zhuǎn)子ID的轉(zhuǎn)子模型飛機,幫助中的小應(yīng)變分析壓力進行了計算結(jié)果顯示于圖11。這轉(zhuǎn)子模型包含了結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進;圓形腔小費和加強在中點的肋骨這個蛀牙。與這些款式及邊界條件的變化,其主峰壓力在10基米-雷克南/分鐘機械設(shè)計觀點已經(jīng)被降低6.4個因子相比,圖9的設(shè)計。作為結(jié)果,最大應(yīng)力的邊緣,圓形的橋梁和肋骨只有17%以上的屈服應(yīng)力與鋼(408 M19嗎350兆帕)。這樣做只會導(dǎo)致局部塑性屈服,因為該應(yīng)力值以上產(chǎn)量不是貫穿寬度的橋梁和肋骨。雖然這里沒有給出,分析通過指定的同時進行偏轉(zhuǎn)的零的嗎轉(zhuǎn)子ID表面,并由此產(chǎn)生幫助中的小應(yīng)變分析應(yīng)力在這種情況下大約13%低于M19鋼的屈服強度。分析與無轉(zhuǎn)子ID撓度約束發(fā)達的最大值應(yīng)力87%的高于M19屈服強度鋼(一共655 MPa)。 (IPM)的比較,優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用。ISG既有也沒有額外的機械considera轉(zhuǎn)子是對的(IPM)顯示在表i。優(yōu)化這種比較目標雇用了一個系統(tǒng)的成本模型這臺機器加轉(zhuǎn)爐那些先前報道了5,7,10。設(shè)計# 1是ISG設(shè)計轉(zhuǎn)子呆板了。(IPM)行為表現(xiàn)在無花果。8和9,而設(shè)計2號這re-optimization有額外的機械設(shè)計的約束代表在無花果里。10號機和11號機。表我表明調(diào)查小組的設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械因素造成未成年人犧牲為當前等級和制度成本作為交換在小機器信封和一個機器設(shè)計能承受得起高設(shè)計破裂速度,而不是訴諸更多昂貴的高強度合金作轉(zhuǎn)子片。這些結(jié)果都支持的結(jié)論(IPM)應(yīng)用自動售貨機的設(shè)計應(yīng)與問題圓形橋和肋骨型材,是最小化直徑以及額外的加強肋內(nèi)磁鐵蛀牙。此外,結(jié)果表明,附加的步驟可能會被要求為了進一步減少的峰值應(yīng)力M19的范圍內(nèi)鋼。人身破裂速度的要求,是另一種形式雇用一個中心來替代產(chǎn)生制約轉(zhuǎn)子的ID偏斜。在機械設(shè)計減少點速度將提供一個有效的方式滿足機械嗎強度約束限制,如果汽車應(yīng)用即可修改。為轉(zhuǎn)子采用分析(設(shè)計)、2號需要在機械設(shè)計點的變化來滿足M19屈服應(yīng)力范圍可以沒有任何塑性屈服估計如下:這相當于27%下降最快的速度行駛要求。deflection-constraining樞紐的附件只有7%的速度減少機械設(shè)計(9262 r /分),必須消除忍讓。另外,不同的紋理材料,具有更高的產(chǎn)量優(yōu)勢比M19鋼也可能被考慮為了滿足原來的尺寸10基米-雷克南/分鐘破裂速度的要求。材料對比較成本具有足夠的屈服強度,但是較高的核心的損失,有被證實為高速機械14。IV. 結(jié)論摘要首先分析了的力學行為和設(shè)計傳統(tǒng)的啟示與層合IPM轉(zhuǎn)子求購高速切削應(yīng)用統(tǒng)一。設(shè)計技術(shù)介紹了能有效減輕的機械應(yīng)力峰值轉(zhuǎn)子在高速行駛時的抓地力。它已被證明穩(wěn)健設(shè)計,都離不開具有很重要的意義通過適當選擇性能下降轉(zhuǎn)子的維度、橋梁和肋骨設(shè)計,shaft-to-rotor附件,和材料的選擇。一列高速行駛的例子申請已被使用環(huán)形ISG通過有限元分析來證實這些結(jié)論。進一步的工作應(yīng)該包括的原型結(jié)構(gòu)力學性能的測試,評價的溫度效應(yīng),發(fā)展和結(jié)構(gòu)復(fù)合參數(shù)模型合并優(yōu)化設(shè)計過程中通過直接。參考1 w .宋楚瑜,“設(shè)計與造型的axially-laminated室內(nèi)永久的為field-weakening磁鐵電動機驅(qū)動的應(yīng)用程序,“博士論文,部門。電子。選舉的人。材料科學與工程,大學學歷。格拉斯哥、格拉斯哥、英國,1993年2 Vagati李曉嵐、Franceschini福神,Fratta,下午3點紅色的,“交流 電機對高性能驅(qū)動:一個基于設(shè)計的比較,在09/10/1997。”運動。Annu IEEE-IAS。 會議。725-733,1995年,頁3 :Fratta f,a . Vagati,Villata,“設(shè)計標準的IPM的機器適合field-weakened操作”,陳鷹。 1990年,頁,革新。1059-10654 t . a脂,t . j . e米勒,a . Vagati ,即Boldea Malesani,和t . Fukao,“同步磁阻驅(qū)動教程中,發(fā)表在Annu IEEE-IAS。 會議,丹佛,CO,10月2勝7負,1994年5 e . c拉雷絲、八寶飯m . Jahns、李佳玲Kirtley Jr,j . h .朗,”的內(nèi)飾起動/發(fā)電機的點在汽車上的應(yīng)用”,陳鷹。革新,頁。三、土耳其的伊斯坦布爾。1802-1808 1998年,頁。6 e . c拉雷絲、八寶飯m . Jahns h .朗,”一個飽和集中參數(shù)模型內(nèi)部永磁同步機”,陳鷹。IEEEIEMDC,西雅圖,華盛頓州,1999年,第1 - 11頁。553-5557 拉雷絲”,即優(yōu)化的c型飽和室內(nèi)每-manent-magnet同步機械驅(qū)動,“博士,部門。選舉的人。英格。計算。科學,麻薩諸塞州研究。1995,16(2),劍橋,麻薩諸塞州,20008 小j . e和c,r . Mischke、機械工程設(shè)計、5號艾德。紐約:天下,1989年。9 l . s .標志,t Baumeister、標志的標準手冊機械工程師。紐約:天下,1986年。10 e . c拉雷絲、八寶飯m . Jahns朗,“影響之飽和度和變頻器在內(nèi)線成本優(yōu)化、永磁同步機器驅(qū)動”在09/10/1997。 運動。Annu IEEE-IAS。 會議上,第一卷。、菲尼克斯、阿茲,1999年,頁。125-131。11 Nonoriented鋼板為磁應(yīng)用,美國鋼鐵,匹斯堡,PA,1978年版。12 合金鋼紋理的產(chǎn)品,Armco鋼、匹斯堡,PA,1999年。13 木匠合金鋼產(chǎn)品選擇指南、木工鋼,讀書,爸爸,1997年。14 w . l .宋楚瑜李曉嵐、b Kliman約翰遜,r,r的n -米勒,白色的,j .“小說高速異步電動機為一家商業(yè)離心式壓縮機,”在09/10/1997。 運動。Annu IEEE-IAS。 會議上,第一卷。、菲尼克斯、阿茲,1999年,頁。494-501。15 應(yīng)用ANSYS有限元軟件ANSYS Multiphysics集團公司、Canonsburg、PA,1999年。愛德華c拉雷絲(S 00)收到了96-M蔓延至S.B.丁鏞,學位,1988年和1996年分別為:從機械工程學系,博士學位和丁鏞,1996年和2000年,分別從國防部電氣工程和計算機科學,麻薩諸塞州理工學院(麻省理工學院),劍橋。于2000年5月,他加入了SatCon技術(shù)公司、劍橋,麻薩諸塞州,它執(zhí)行研究和開發(fā)在電力和能源產(chǎn)品,而且目前是在探討了直通式/電磁學小組長。從1988年到1996年,他與通用電氣(GE)飛機的引擎,明美,馬,在那里他加入了發(fā)展先進的發(fā)動機控制系統(tǒng)設(shè)計,軍事和商業(yè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和地面和飛行測試流體力學并數(shù)字控制引擎系統(tǒng)。當他回到麻省理工學院在1994年,他繼續(xù)專門從事設(shè)計和控制電機驅(qū)動運輸?shù)阮I(lǐng)域。他現(xiàn)在的技術(shù)研究發(fā)展先進的興趣是機電一體化、機械設(shè)計、控制系統(tǒng)、和運輸?shù)阮I(lǐng)域。拉雷絲收到一滿三年患病的德懷特D獎學金。艾森豪威爾獎學金計劃(美國交通部,美國聯(lián)邦公路行政ISTEA助學金和獎學金計劃)為他的博士研究。來自麻省理工學院進一步贊助/行業(yè)汽車財團對先進電氣/電子部件和系統(tǒng)他為一家研究助理研究集中在汽車電子產(chǎn)品嗎在過渡到一個42-Vdc汽車平臺。他也是服務(wù)獎的受獎人技術(shù)和政策計劃庫克公共服務(wù)獎和最好的論文陳述口服建筑作品獎。托馬斯m . Jahns(S 91-F 73-M 79-SM 93年)收到蔓延至S.B.,交通大學學位在1974年和博士學位于1978年在麻省理工劍橋,所有技術(shù),在電子工程。在1998年,他加入了大學的師資隊伍威斯康辛州麥迪遜,作為一個教授,在整個部門然而電子計算機工程,在那里他也是一個威斯康辛州的副主任電機與電力電子財團(WEMPEC)。 在加入大學的威斯康辛州、就與通用電器研究發(fā)展,Schenectady,紐約,在過去的15年間,在那里他追趕新電源電子、電機驅(qū)動技術(shù)在各種各樣的研究和管理現(xiàn)需要招聘所述職位。他的研究興趣包括永磁同步機器,由于各種各樣的應(yīng)用,包括從高性能的機器工具向低成本電器驅(qū)動器。在他進行了一項研究,從市場在麻省理工學院的休假,期間他執(zhí)導(dǎo)的研究活動在該地區(qū)的國際先進的汽車電氣系統(tǒng)及配件作為一個industry-sponsored汽車協(xié)會主任。被授予博士Jahns威廉e紐尼爾獎由分散型電源電子產(chǎn)品針對社會是在1999年。()他被認為是一位杰出的講師由IEEE工業(yè)應(yīng)用的社會(IAS)在1994 - 1995年針對在1996年。他一直擔任總統(tǒng)(1995-1996),針對常規(guī)作為一個成員之間IAS執(zhí)行委員會患有急性心梗。他被選為導(dǎo)演/代表名牌”、“服務(wù)之2002至2003年期間模塊董事會。托馬斯。a . Keim(M 90)接受醫(yī)生的科學從麻省理工學院的學位(麻省理工學院),劍橋。畢業(yè)后,他在麻省理工學院幾年成為會員的科研工作人員,超導(dǎo)電機。他然后工作,與一般的超過10年電氣公司的研究和杰弗里h .朗(S 95-F 78-M 79-SM 98年)收到蔓延至S.B.,交通大學電子工程的學位博士學位,麻薩諸塞州理工學院(麻省理工學院),劍橋,在1975年,1977年,1980年,分別。他是教授的電機工程麻省理工學院和麻省理工學院實驗室副主任對電磁和電子系統(tǒng)。他麻省理工學院成員一直是自1980年以來。他的主要研究和教學領(lǐng)域興趣著重分析,設(shè)計及控制的機電系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)機械上與一個重音,微傳感器和致動器、靈活的結(jié)構(gòu)。他單獨140多個學術(shù)論文,而且是5件專利持有人在以下領(lǐng)域的機電、電力電子,應(yīng)用控制。所有的花都朗博士被授予了三個最佳論文獎由各種各樣的IEEE的社會群體。他是前赫茲基金會院士和前任副主編傳感器和執(zhí)行器的自診斷。（單位）機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號DJ-1010零件圖號XD-00-09產(chǎn)品名稱刀桿式手動壓機零件零件名稱齒條材料牌號45號鋼毛坯種類鍛件毛坯外形尺寸3044545備注工序號工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時10車端面粗 、半精車Ra12.5尺寸達到圖紙要求300mm車車床CA610四抓卡盤20銑粗、精銑四周Ra3.2，尺寸達圖紙要求4040銑X52K200虎鉗30插齒插齒達到圖紙加工要求插齒插齒機Y5140熱處理表面正火處理、齒條表面淬火處理50入庫清理、檢驗、入庫編 制審 核批 準共 頁第 頁1機械加工工序卡片產(chǎn)品型號DJ-1010零件圖號XD-00-09產(chǎn)品名稱刀桿式手動壓力機零件名稱齒條共8頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號10車端面45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件304454511設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)車床CA61041夾具編號夾具名稱切削液四爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件車刀工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助01粗車上端面車刀、游標卡尺37594.20.81.5102半精車上端面、尺寸達到圖紙要求300mm車刀、游標卡尺37594.20.30.51 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產(chǎn)品型號DJ-1010零件圖號XD-00-09產(chǎn)品名稱刀桿式手動壓力機零件名稱齒條共頁第2頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號10車端面45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件304454511設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)車床CA6104夾具編號夾具名稱切削液四抓卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件車刀工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助01粗車下端面車刀、游標卡尺37594.20.81.5102半精車下端面、尺寸達到圖紙要求300mm車刀、游標卡尺37594.20.30.51 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產(chǎn)品型號DJ-1010零件圖號XD-00-09產(chǎn)品名稱刀桿式手動壓力機零件名稱齒條共頁第3頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號20銑45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件30045451設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑床X52K夾具編號夾具名稱切削液200虎鉗工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件端面銑刀工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助01粗銑30045長表面使其厚度為43.5端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器9523.680.791.5102精銑上述表面使其達到圖紙要求Ra3.2且厚度不能小于42.5端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器9523.680.411 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產(chǎn)品型號DJ-1010零件圖號DX-00-09產(chǎn)品名稱刀桿式手動壓力機零件名稱齒條共頁第4頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號20銑長表面45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件3004542.51設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑床X52X夾具編號夾具名稱切削液200虎鉗工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件端面銑刀工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助01粗銑30045長表面使其厚度哦達到43.5端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器9523.680.791.5102精銑上述表面使其達到圖紙要求Ra3.2且厚度不小于42.5端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器9523.680.411 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產(chǎn)品型號DJ-1010零件圖號DX-00-09產(chǎn)品名稱刀桿式手動壓力機零件名稱齒條共頁第5頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號20銑長表面45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件30042.542.51設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑床X52X1夾具編號夾具名稱切削液200虎鉗工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件端面銑刀工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助01粗銑與頭次所銑表面對立的面使其厚度為41銑刀、游標卡尺、螺旋測位器9523.680.791.5102精銑上述表面使其達到圖紙要求Ra3.2并且厚度為40銑刀、游標卡尺、螺旋測位器9523.680.411 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產(chǎn)品型號DJ-1010零件圖號DX-00-09產(chǎn)品名稱刀桿式手動壓力機零件名稱齒條共頁第6頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號20銑長表面45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件30042.5*40設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助01粗銑最后未被銑過的長表面使其厚度為41端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器9523.680.791.5102精銑上述表面使其達到圖紙要求Ra3.2且厚度為40端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器9523.680.411 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產(chǎn)品型號DJ-1010零件圖號DX-00-09產(chǎn)品名稱刀桿式手動壓力機零件名稱齒條共頁第7頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號30插齒45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件30040401設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)插齒機Y54夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助01插齒，工件保證達到圖紙要求精度等級8HK 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產(chǎn)品型號DJ-1010零件圖號DX-00-09產(chǎn)品名稱刀桿式手動壓力機零件名稱齒條共頁第8頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號04熱處理45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)1夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助01表面正火02齒條表面淬火 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南昌航空大學科技學院工 藝 規(guī) 程零件名稱 齒條 班級 0781053 姓名 涂杰 2010年 5 月 6 日 指導(dǎo)教師 袁寧 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書I、畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：刀桿手動壓力機設(shè)計II、畢 業(yè)設(shè)計(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計技術(shù)要求：已知條件：工作壓力：1000kg 底座尺寸：150mm X 268mm壓機高度：286mm 最大工作行程：121.5mm 要求： 1.繪制總裝圖及零件圖2.運動分析3.總體強度受力分析計算4.成本核算5.齒條工藝規(guī)程設(shè)計III、畢 業(yè)設(shè)計(論文)工作內(nèi)容及完成時間：1、開題報告 2周2、總體設(shè)計 2周3、常規(guī)設(shè)計 7周4、成本核算 1周5、齒條工藝規(guī)程設(shè)計 2周6、編寫畢業(yè)設(shè)計說明書 2周7、外文資料翻譯 1周 、主 要參考資料：1.xiao Dong, ZHENG WANG Xing-song Solid Motion Analysis and Impact Force Measurement of Servo Press2.濮良貴，紀名剛主編.機械設(shè)計.第七版.北京：高等教育出版社，20013.吳宗澤主編.機械設(shè)計教程. 北京：機械工業(yè)出版社，20034.唐照民，李質(zhì)芳.機械設(shè)計.西安：西安交通大學出版社，19955.徐錦康主編.機械設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，20016.邱宣懷主編.機械設(shè)計.第四版.北京：高等教育出版社，19977.金萍.先進機械制造技術(shù)勢J.內(nèi)蒙古林學院學報,1996,12(3):15168.嚴龍祥.車床夾具設(shè)計M.江蘇人民出版社.1978.79.劉震.先進制造工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢J.呼侖貝爾學院學報,2002.5(3):310.閆志中.劉先梅.夾具設(shè)計方法及發(fā)展趨洪 . 機械加工工藝手冊M . 北京出版 社，199411.王硯軍.楊麗穎.機械環(huán)保綠色制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式綠色制造J.山東輕工業(yè)學院學報, 2004,03(43):3637. 航空工程 系 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)類 0781053 班學生（簽名）： 日期： 自 2010 年 3 月 15 日至 2011 年 6 月 10 日指導(dǎo)教師（簽名）： 助理指導(dǎo)教師(并指出所負責的部分)： 系（室）主任（簽名）：附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計說明書首頁。畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目 刀桿式手動壓機設(shè)計專 業(yè) 名 稱 機械設(shè)計制造及其自動化班 級 學 號 078105323 學 生 姓 名 涂 杰指 導(dǎo) 教 師 袁 寧填 表 日 期 2011 年 3 月 15 日說 明開題報告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）、研究內(nèi)容及實驗方案、目標、主要特色及工作進度、參考文獻等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當修改。但每個專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致。說 明開題報告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）、研究內(nèi)容及實驗方案、目標、主要特色及工作進度、參考文獻等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當修改。但每個專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致。一、選題的依據(jù)及意義：機械行業(yè)是典型的制造業(yè)，主要為國民經(jīng)濟發(fā)展提供所需的各種機械裝備或設(shè)備。根據(jù)國家統(tǒng)計局口徑，其包括六個一級子行業(yè)：金屬制品業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、儀器儀表業(yè)、交運設(shè)備制造業(yè)和電氣機械制造業(yè)，典型的機械產(chǎn)品如汽車、船舶、發(fā)電機組、機床、工程機械、礦山機械、集裝箱等。 我國機械行業(yè)門類齊全，規(guī)模大，2008年整體銷售收入接近9萬億元，僅次于日本居世界第二位，占到全球機械銷售額的15%左右;出口額達到2,425億美元，躍居世界第四;工業(yè)增加值超過2萬億元，約占當年我國GDP的8%;機械行業(yè)是對全國工業(yè)發(fā)展貢獻最大的行業(yè)，經(jīng)濟總量占整個裝備制造業(yè)2/3以上。因此機械行業(yè)是裝備制造業(yè)的最重要組成部分，堪稱中國工業(yè)的“脊梁”。 總體而言，我們的投資思路是先根據(jù)下游需求的景氣度、產(chǎn)品的發(fā)展空間和市場的進入壁壘確定適合投資的子行業(yè)，再選擇行業(yè)內(nèi)激勵機制、研發(fā)實力、盈利水平和銷售策略等方面表現(xiàn)出色的上市公司作為投資標的，以期獲得超額收益。隨著生活和工廠對壓力機的需要，刀桿式手動壓力機已成為日常生活中不可缺少的設(shè)備，它的需求量也隨之增大。因此，機械行業(yè)的日益發(fā)展為大批量生產(chǎn)壓力機提供了技術(shù)保證。作為一名在校大學生，我能有這一機會接觸如何設(shè)計和制造裝備，理應(yīng)珍惜，并為此達到以下要求：1）能較好的培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓練自己綜合運用機械和其他先修課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴展自己有關(guān)機械設(shè)計方面的知識。2）通過對機械設(shè)計過程的理解，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學的工程設(shè)計的能力。3）在畢業(yè)設(shè)計的實踐中對自己進行設(shè)計基本技能的訓練，培養(yǎng)自己查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計算、繪圖、數(shù)據(jù)處理、計算機輔助設(shè)計等方面的能力。4）培養(yǎng)自己對一門機械設(shè)計軟件的自學能力，并熟練掌握它。二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：1、機械行業(yè)的國內(nèi)外研究概況我國機械行業(yè)門類齊全，規(guī)模大，2008年整體銷售收入接近9萬億元，僅次于日本居世界第二位，占到全球機械銷售額的15%左右;出口額達到2,425億美元，躍居世界第四;工業(yè)增加值超過2萬億元，約占當年我國GDP的8%;機械行業(yè)是對全國工業(yè)發(fā)展貢獻最大的行業(yè)，經(jīng)濟總量占整個裝備制造業(yè)2/3以上。因此機械行業(yè)是裝備制造業(yè)的最重要組成部分，堪稱中國工業(yè)的“脊梁”。 經(jīng)濟的重化工化和人口的城鎮(zhèn)化是驅(qū)動我國機械行業(yè)發(fā)展的內(nèi)在因素：2008年我國工業(yè)增加值中重工業(yè)占比超過60%，城鎮(zhèn)化率達到46%，已連續(xù)多年保持上升趨勢。在此過程中，我國工業(yè)結(jié)構(gòu)將由加工組裝工業(yè)向技術(shù)密集型工業(yè)轉(zhuǎn)變，從而拉動對機械產(chǎn)品的大量需求。 全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是驅(qū)動我國機械行業(yè)發(fā)展的外在因素：由于中國的機械行業(yè)擁有發(fā)展中國家中最完善的設(shè)計和制造產(chǎn)業(yè)鏈，具有綜合的人力和原材料成本比較優(yōu)勢，因此近年來海外的機械制造紛紛向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，體現(xiàn)在機械產(chǎn)品的進出口額快速增加，外貿(mào)順差不斷擴大。2、鑄造業(yè)的發(fā)展趨勢2005年全國鑄件總量達到1800萬噸左右,球墨鑄件在總產(chǎn)量中的比重提高到20%-25%,即320萬400萬噸;隨著轎車產(chǎn)量的增加,有色鑄造件產(chǎn)量接近200萬噸;今后國際市場需求也將保持高速增長態(tài)勢,全球?qū)χ袊T件的年需求量約為4000萬噸左右,其中球墨鑄鐵和有色合金鑄件需求量增長迅速,鑄造模具產(chǎn)值將超過百億元人民幣。一、國內(nèi)外鑄造模具企業(yè)比較全國鑄造模具生產(chǎn)企業(yè),大體可以分成以下幾類:第一類為鑄造模具專業(yè)廠(包括合資和獨資企業(yè)),這些企業(yè)設(shè)備先進,技術(shù)優(yōu)良,是鑄造模具行業(yè)的主力;第二類是鑄造專業(yè)廠的模具車間;第三類是近年來發(fā)展迅速的私營和民營模具廠,這類企業(yè)規(guī)模不大,數(shù)量眾多,各有分工,協(xié)同作戰(zhàn),分布在江浙、廣東一帶,其中有些廠已經(jīng)具備了一定的實力;第四類是兼做鑄造模具的其他一些模具廠?？傊?鑄造模具生產(chǎn)企業(yè)呈多元化,并向高水平發(fā)展,這也是中國經(jīng)濟發(fā)展帶來的必然趨勢。國外發(fā)達國家的模具廠大體分為獨立的模具廠和隸屬于一些大的集團公司的模具廠,一般規(guī)模都不大,但專業(yè)化程度高,技術(shù)水平高,生產(chǎn)效率極高。國外模具企業(yè)一般不超過100人,多數(shù)在50人以下。在人員結(jié)構(gòu)上,設(shè)計、質(zhì)量控制、營銷人員超過30%,管理人員在5%以下。年人均產(chǎn)值超過100萬元人民幣,最高能達到200多萬元人民幣。國內(nèi)模具企業(yè)中一些私營、合資企業(yè)人員結(jié)構(gòu)和國外差不多,但一些國企的人員結(jié)構(gòu)還不盡合理,在年人均產(chǎn)值上差距還很大,多數(shù)在1020萬元人民幣,少數(shù)能達到40萬元人民幣。國外模具企業(yè)對人員素質(zhì)要求較高,技術(shù)人員一專多能,一般能獨立完成從工藝到工裝的設(shè)計;操作人員具備多種操作技能;營銷人員對模具的了解和掌握很深。國內(nèi)模具企業(yè)分工較細,缺乏綜合素質(zhì)較高的人員。國外模具企業(yè)CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛,逆向工程、快速原型制造鑄造模具使用也比較多。國內(nèi)模具企業(yè)中一些骨干廠家在這方面和國外差距已經(jīng)不大,有些已經(jīng)達到國外水平,但一些中小型模具企業(yè)與國外的差距還是很大。不過在模具材料方面,隨著國外技術(shù)的引進和中國自身研發(fā)能力的提高,差距在逐漸縮小。在模具的價格和制造周期上,國外模具價格一般是國內(nèi)模具的510倍,制造周期是23倍(一般把模具的調(diào)試時間也算在制造周期之內(nèi)),在這兩方面應(yīng)該說國內(nèi)模具企業(yè)還是具有一定競爭優(yōu)勢的。二、鑄造模具的設(shè)計與制造技術(shù)中國雖然是鑄造大國,但遠非鑄造強國,中國鑄造工藝水平、鑄件質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟指標等較之先進國家還有很大差距。鑄造工藝方法以砂型鑄造為主,其中手工、半機械化造型仍占很大比例,但近年來中國壓鑄工業(yè)發(fā)展迅速,每年保持7%10%的增長速度。中國的汽車工業(yè)也正在成長過程中,為了減輕汽車重量,轎車的鋁、鎂輕金屬用量將進一步增長,這就對壓鑄件提出了更高的質(zhì)量要求。中國鑄造工藝裝備同先進國家相比還有一定差距。20世紀90年代以前,鑄造模具的設(shè)計使用計算機的很少,制造也主要以普通萬能設(shè)備為主。進入90年代,巨大的市場需求,特別是汽車、摩托車業(yè)的快速發(fā)展,極大地推進了中國鑄造模具業(yè)的發(fā)展。同時隨著合資和獨資企業(yè)的介入,國外先進的模具設(shè)備和制造技術(shù)的引進,促使國產(chǎn)鑄造模具設(shè)計和制造技術(shù)水平逐步提高,一些企業(yè)經(jīng)具備設(shè)計和制造大型精密模具的能力,如一汽鑄造有限公司鑄造模具廠設(shè)計制造的一套3400t壓鑄機用的壓鑄模具,總重達33.5t,是目前國產(chǎn)壓鑄模中最大的模具。20世紀90年代以來,鑄造模具業(yè)在設(shè)計和制造方面的主要變化有:(1)模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平提高,高新技術(shù)在模具的設(shè)計和制造中的應(yīng)用,已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。CAD/CAM/CAE的應(yīng)用,顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)性,CAD/CAM/CAE已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。CAD/CAM一體化技術(shù)已在鑄造模具業(yè)中廣泛使用,目前二維設(shè)計使用的軟件主要是AutoCAD,三維設(shè)計使用的軟件比較多,主要有Pro/E、UG、Cima-tron等。目前一汽鑄造模具廠的3D設(shè)計已達到95%以上,在三維設(shè)計后使用三維虛擬裝配檢測技術(shù)對裝配干涉進行檢查,保證了模具設(shè)計質(zhì)量,確保了設(shè)計和工藝的合理性。三維數(shù)據(jù)經(jīng)過CAM軟件編輯,NC代碼直接傳輸?shù)綌?shù)控設(shè)備上進行模具加工。數(shù)控機床的普遍應(yīng)用,保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量,大大提高了模具的準確率和生產(chǎn)效率。CAE技術(shù)也在逐步運用到實際設(shè)計、生產(chǎn)中,運用CAE技術(shù)模擬金屬的充填過程、分析冷卻過程、預(yù)測成形過程中可能發(fā)生的缺陷以及產(chǎn)品開發(fā)前期的凝固模擬,大大優(yōu)化了工藝設(shè)計,縮短了試驗時間。一汽鑄造有限公司鑄造模具廠在一些大型復(fù)雜模具,如發(fā)動機缸體、缸蓋、變速箱殼體模具的設(shè)計中已經(jīng)開始應(yīng)用CAE技術(shù)對流場、溫度場進行模擬分析,工藝成品率得到極大提高。(2)銑削加工是型腔模具加工的重要手段。高速加工(High Speed Machining,簡稱HSM)是以高切削速度、高進給速度和高加工質(zhì)量為主要特徵的加工技術(shù),具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高(為普通銑削加工的510倍)及可加工硬材料(可達60HRC)等諸多優(yōu)點,因而在模具加工中日益受到重視。高速加工技術(shù)引入模具工業(yè),提高了模具精度,大大縮短了模具制造時間。研究表明,對于一般復(fù)雜程度的模具,HSM加工時間可減少30%以上。目前,模具企業(yè)為了縮短制模周期、提高市場競爭力,采用高速切削加工技術(shù)越來越多。HSM一般主要用于大、中型模具加工,如汽車覆蓋件模具、壓鑄模、大型塑料模具等曲面加工,其曲面加工精度可達0.01mm。在生產(chǎn)中采用數(shù)控高速銑削技術(shù),可大大縮短制模時間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面,僅需略加拋光便可使用,節(jié)省了大量修磨、拋光時間。增加數(shù)控高速銑床,是模具企業(yè)設(shè)備投資的重點之一。(3)電火花加工在鑄造模具制造中是不可缺少的工藝方法。電火花加工對于淬火后的深、小型腔的加工仍是有效的方案。日本沙迪克公司的直線電動機伺服驅(qū)動的數(shù)控電火花成型機床具有驅(qū)動反應(yīng)快、傳動及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點。瑞士夏米爾公司的電火花成型機具有的P-E3自適應(yīng)控制系統(tǒng)、PCE能量控制系統(tǒng)及自動編程專家系統(tǒng),在鑄造模具制造中有其不可替代的作用。(4)精密、復(fù)雜、大型模具的發(fā)展,對檢測設(shè)備的要求越來越高。現(xiàn)在精密模具的精度已達23m,鑄造模具的精度要求也達到1020m。目前國內(nèi)廠家使用較多的檢測設(shè)備有意大利、美國、德國等具有數(shù)字化掃描功能的三坐標測量機。如一汽鑄造有限公司鑄造模具設(shè)備廠擁有德國生產(chǎn)的1600mm1200mm坐標測量機,具有數(shù)字化掃描功能,可以實現(xiàn)從測量實物到建立數(shù)學模型,輸出NC代碼,最終實現(xiàn)模具制造的全過程,成功地實現(xiàn)逆向工程技術(shù)在模具制造中的開發(fā)和應(yīng)用。這方面的設(shè)備還包括:英國雷尼紹公司的高速掃描儀(CYCLONSERIES2),該掃描儀可實現(xiàn)激光測頭和接觸式測頭優(yōu)勢互補,激光掃描精度為0.05mm,接觸式測頭掃描精度達0.02mm。利用逆向工程制作模具,具有制作周期短、精度高、一致性好及價格低等許多優(yōu)點。(5)快速原型制造鑄造模具已進入實用階段,LOM、SLS等方法應(yīng)用的可靠性和技術(shù)指標已經(jīng)達到國外同類產(chǎn)品水平。(6)模具毛坯快速制造技術(shù)。主要有干砂實型鑄造、負壓實型鑄造、樹脂砂實型鑄造等技術(shù)。(7)用戶要求模具交付期越來越短、模具價格越來越低。為了保證按期交貨,有效地管理和控制成本已成為模具企業(yè)生存和發(fā)展的主要因素。采用先進的管理信息系統(tǒng),實現(xiàn)集成化管理,對于模具企業(yè),特別是規(guī)模較大的模具企業(yè),已是一項極待解決的任務(wù)。如一汽鑄造模具廠基本上實現(xiàn)了計算機網(wǎng)絡(luò)管理,從生產(chǎn)計劃、工藝制定,到質(zhì)檢、庫存、統(tǒng)計、核算等,普遍使了計算機管理系統(tǒng),廠內(nèi)各部門可通過計算機網(wǎng)絡(luò)共享信息。利用信息技術(shù)等高新技術(shù)改造模具企業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)已成為必然。三、鑄造模具用材料鑄造模具用材料可分別選用木材、可加工塑料、鋁合金、鑄鐵、鋼材等。木模目前仍廣泛應(yīng)用于手工造型或單件小批量生產(chǎn)中,但隨著環(huán)境保護要求和木材加工性能差的限制,取而代之的將是實型鑄造。實型鑄造以泡沫塑料板材為材料,裁減粘貼成模樣,然后澆注而成鑄件,該方法較之用木模,周期短、費用低。塑料模的應(yīng)用呈上升趨勢,尤其是可加工塑料的應(yīng)用日益廣泛。鋁合金模由于重量輕尺寸精度較高,因此應(yīng)用較廣泛。但近來應(yīng)用有減少趨勢,部分已被塑料模和鑄鐵模所取代。三、研究內(nèi)容及實驗方案： 1、研究內(nèi)容：刀桿式手動壓力機運動分析、總體強度受力分析設(shè)計、計算成本核算、復(fù)雜零件工藝規(guī)程設(shè)計。所有框架結(jié)構(gòu)鑄造成型,并法蘭樣式設(shè)計,增加壓機強度使其堅固可靠. 手動壓機的底座是經(jīng)過機加工穩(wěn)定性好并鉆孔適于臺式或基座安裝.采用硬質(zhì)鋼, 獨特方形設(shè)計和精確齒條加工,使用大軸承以增加接觸面確保使用壽命.2、實驗方案：本課題研究的是一個刀桿式手動壓力機，關(guān)鍵是壓力機的設(shè)計。利用CAD強大的模具設(shè)計功能可方便快捷地進行此項設(shè)計。先要在模具設(shè)計模塊中構(gòu)造出手機外殼模型，然后生成對應(yīng)的型腔，通過鑄造成型加工出成品，然后經(jīng)過法蘭式設(shè)計，增加壓機強度使其堅固可靠。在設(shè)計前的準備工作也是及其重要和必不可少的。1）、收集、分析、消化原始資料收集整理有關(guān)刀桿式手動壓力機設(shè)計、成型工藝、成型設(shè)備、機械加工和特殊資料，以備設(shè)計模具是使用。2）、消化制件圖，分析制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況，熔接焊、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂狀、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑件的尺寸精度最高的尺寸進行分析，看看估計成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及工藝參數(shù)。3）、選擇成型材料。成型材料應(yīng)當滿足塑料制件的強度要求，具有好的流動性、均勻性和各向同性，熱穩(wěn)定性。成型材料應(yīng)當滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。4）、選擇成型設(shè)備。必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點。對于注射機來說應(yīng)當了解它的各種參數(shù)。要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選擇的注射機上使用。5）、確定鑄件類型的主要結(jié)構(gòu)。A）型腔布置。 B）確定分型面。C）、確定澆注系統(tǒng)。D）、選擇頂出方式。E）、決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。F）、根據(jù)模具材料、強度計算或者經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度及外行尺寸，外形結(jié)構(gòu)及所有連接、定位、導(dǎo)向件位置。G）、確定主要成型零件、結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式。H）考慮模具各部分的強度,計算成型零件工作尺寸.四、目標、主要特色及工作進度1、目標這次畢業(yè)設(shè)計，可以系統(tǒng)的把大學里的專業(yè)知識復(fù)習應(yīng)用到實際設(shè)計和生產(chǎn)中去，提高自己的動手能力和創(chuàng)新能力，掌握造型軟件，鍛煉自己的自主能力和查閱資料的能力，以此提高自己的綜合素質(zhì)來適應(yīng)社會發(fā)展的需求。2、主要特色本次零件的設(shè)計采用MASTER CAM軟件來完成模具型面進行CAD造型，快速而精確。3、工作進度1、開題報告 2周2、總體方案設(shè)計 2周3、常規(guī)設(shè)計 7周4、成本核算 1周5、工藝規(guī)程設(shè)計 2周6、編寫畢業(yè)設(shè)計說明書 2周7、外文資料翻譯 1周五、參考文獻1.xiao Dong, ZHENG WANG Xing-song Solid Motion Analysis and Impact Force Measurement of Servo Press2.濮良貴，紀名剛主編.機械設(shè)計.第七版.北京：高等教育出版社，20013.吳宗澤主編.機械設(shè)計教程. 北京：機械工業(yè)出版社，20034.唐照民，李質(zhì)芳.機械設(shè)計.西安：西安交通大學出版社，19955.徐錦康主編.機械設(shè)計. 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