机械设计制造及其自动化专业课程设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流机械设计制造及其自动化专业课程设计指导教师：陈祝平1. 基于CAXA的流镀机总体设计与动力机构设计流镀机是电镀实现机械化清洁高效作业的重要手段,是发展柔性电镀系统的基础.流镀机的工作原理是泵送电解液以高速流过工件(阴极)与阳极构成的小空间,从而在大电流密度下实现快速电沉积.本设计任务以轴类零件为加工对象,要求应用CAXA实体设计软件(V2或XPr2),完成流镀机总体设计,包括动力机构,零件装夹机构,阳极进给运动机构,镀液循环系统以及床身等.在流镀机建模基础上,独立完成主部件动力机构设计.该动力机构用于实现轴类零件的旋转运动,并可实现有级调速.

2、寒假预习参考文献推荐:1CAXA实体设计V2实例教程,杨伟群等编著,北京航空航天大学出版社,2002年第1版2特种电镀技术,陈祝平著,化学工业出版社,2004年第1版3表面工程手册,曲敬信,汪泓宏主编,化学工业出版社,1998年第1版4摩擦喷射电镀技术,梁志杰编著,中国台湾:台湾金属工业出版社,1993年第1版2. 基于CAXA的流镀机总体设计与流镀头设计流镀机是电镀实现机械化清洁高效作业的重要手段,是发展柔性电镀系统的基础.流镀机的工作原理是泵送电解液以高速流过工件(阴极)与阳极构成的小空间,从而在大电流密度下实现快速电沉积.本设计任务以轴类零件为加工对象,要求应用CAXA实体设计软件(V2

3、或XPr2),完成流镀机总体设计,包括动力箱,零件装夹机构,阳极进给运动机构,镀液循环系统以及床身等.在流镀机建模基础上,独立完成流镀头部件设计.该流镀头用于实现阳极装夹和工件待镀表面电解液的供送.寒假预习参考文献推荐:1CAXA实体设计V2实例教程,杨伟群等编著,北京航空航天大学出版社,2002年第1版2特种电镀技术,陈祝平著,化学工业出版社,2004年第1版3表面工程手册,曲敬信,汪泓宏主编,化学工业出版社,1998年第1版4摩擦喷射电镀技术,梁志杰编著,中国台湾:台湾金属工业出版社,1993年第1版3. 基于CAXA的流镀机总体设计与进给机构设计流镀机是电镀实现机械化清洁高效作业的重要手

4、段,是发展柔性电镀系统的基础.流镀机的工作原理是泵送电解液以高速流过工件(阴极)与阳极构成的小空间,从而在大电流密度下实现快速电沉积.本设计任务以轴类零件为加工对象,要求应用CAXA实体设计软件(V2或XPr2),完成流镀机总体设计,包括动力箱,零件装夹机构,阳极进给运动机构,镀液循环系统以及床身等.在流镀机建模基础上,独立完成进给机构部件设计.该进给机构用于实现流镀头轴向进给运动,要求具备调速功能.寒假预习参考文献推荐:1CAXA实体设计V2实例教程,杨伟群等编著,北京航空航天大学出版社,2002年第1版2特种电镀技术,陈祝平著,化学工业出版社,2004年第1版3表面工程手册,曲敬信,汪泓宏

5、主编,化学工业出版社,1998年第1版4摩擦喷射电镀技术,梁志杰编著,中国台湾:台湾金属工业出版社,1993年第1版4. . 铝合金等离子阳极化处理技术试验研究随着汽车,航空,电子电器等工业的发展,铝,镁,钛之类轻合金的应用日益广泛,对其表面性能如耐磨性,耐蚀性等的要求也更加苛刻. 等离子阳极化处理是一项发展中的新技术,其工作原理是利用等离子电解技术,在液/固相界面前沿建立弧光放电,通过等离子氧化处理在作为阳极的材料表面形成致密的,高硬度的陶瓷层.实验研究内容如下1)以铝合金为研究对象,通过实验确定合理的工艺参数,包括起弧电压,工作电压,电流密度等;(2)设计等离子阳极化处理用电解液配方,通过

6、实验研究确定合理的配方组成和相关参数,如电导和pH值;(3)阴极材料的实验研究,探索不同阴极材料对工艺过程的影响;(4)陶瓷层组织与性能分析.寒假预习参考文献推荐:1特种电镀技术,陈祝平著,化学工业出版社,2004年第1版2先进制造技术,孙大涌主编,机械工业出版社,2000年第1版3 Plasma electrolytic fabrication of oxide ceramic surface layers for tribotechnical purposes on aluminium alloys, A.L. Yerokhin a,* A.A. Voevodin b, vv Lyubim

7、ov a J Zabinski b M. Donley b, Surface and Coatings Technology 110 (1998)140 1464 Micro-arc discharge phenomena, Y. Hirata*, M. Fukushima, T. Sano, K. Ozaki”, T. Ohji, Vacuum 59 (2000) 1421515铝合金阳极氧化与表面处理技术, 朱祖芳主编,化学工业出版社,2004年第1版5. 钛合金等离子阳极化处理技术试验研究随着汽车,航空,电子电器等工业的发展,铝,镁,钛之类轻合金的应用日益广泛,对其表面性能如耐磨性,耐蚀

8、性等的要求也更加苛刻. 等离子阳极化处理是一项发展中的新技术,其工作原理是利用等离子电解技术,在液/固相界面前沿建立弧光放电,通过等离子氧化处理在作为阳极的材料表面形成致密的,高硬度的陶瓷层.实验研究内容如下1)钛合金为研究对象,通过实验确定合理的工艺参数,包括起弧电压,工作电压,电流密度等;(2)设计等离子阳极化处理用电解液配方,通过实验研究确定合理的配方组成和相关参数,如电导和pH值;(3)阴极材料的实验研究,探索不同阴极材料对工艺过程的影响;(4)陶瓷层组织与性能分析.寒假预习参考文献推荐:1特种电镀技术,陈祝平著,化学工业出版社,2004年第1版2先进制造技术,孙大涌主编,机械工业出版

9、社,2000年第1版3 Plasma electrolytic fabrication of oxide ceramic surface layers for tribotechnical purposes on aluminium alloys, A.L. Yerokhin a,* A.A. Voevodin b, vv Lyubimov a J Zabinski b M. Donley b, Surface and Coatings Technology 110 (1998)140 1464 Micro-arc discharge phenomena, Y. Hirata*, M. Fuk

10、ushima, T. Sano, K. Ozaki”, T. Ohji, Vacuum 59 (2000) 1421515铝合金阳极氧化与表面处理技术, 朱祖芳主编,化学工业出版社,2004年第1版6. 镁合金等离子阳极化处理技术试验研究随着汽车,航空,电子电器等工业的发展,铝,镁,钛之类轻合金的应用日益广泛,对其表面性能如耐磨性,耐蚀性等的要求也更加苛刻. 等离子阳极化处理是一项发展中的新技术,其工作原理是利用等离子电解技术,在液/固相界面前沿建立弧光放电,通过等离子氧化处理在作为阳极的材料表面形成致密的,高硬度的陶瓷层.实验研究内容如下1)以镁合金为研究对象,通过实验确定合理的工艺参数,包

11、括起弧电压,工作电压,电流密度等;(2)设计等离子阳极化处理用电解液配方,通过实验研究确定合理的配方组成和相关参数,如电导和pH值;(3)阴极材料的实验研究,探索不同阴极材料对工艺过程的影响;(4)陶瓷层组织与性能分析.寒假预习参考文献推荐:1特种电镀技术,陈祝平著,化学工业出版社,2004年第1版2先进制造技术,孙大涌主编,机械工业出版社,2000年第1版3 Plasma electrolytic fabrication of oxide ceramic surface layers for tribotechnical purposes on aluminium alloys, A.L.

12、Yerokhin a,* A.A. Voevodin b, vv Lyubimov a J Zabinski b M. Donley b, Surface and Coatings Technology 110 (1998)140 1464 Micro-arc discharge phenomena, Y. Hirata*, M. Fukushima, T. Sano, K. Ozaki”, T. Ohji, Vacuum 59 (2000) 1421515镁合金, 陈振华等编著,化学工业出版社, 2004年第1版指导老师：付小科课题名称： 专用PC键盘的设计开发（现代设计与制造技术中心相关）

13、课题简介： 随着自动化程度的提高，操作的智能化和简便化也日益引起重视。专用PC键盘是在PC键盘的基础上发展起来，既能替代普通PC键盘与上位机相连，又能根据实际需要相应减少和增加部分按键，且能记挂普通PC键盘一起运行。技能掌握：1、 熟悉电子电路设计的流程和基本原理；2、 熟悉51单片机并能进行模拟仿真；3、 熟悉Protel软件并能进行原理图和PCB版图的设计；4、 了解ISO9001质量管理体系相关设计开发文档。选题要求；1、要求选该题的同学为机电方向的，特别课程包括电子技术、单片机，汇编语言或C51编程语言，并初步掌握Protel软件的使用。 2、与现代设计与制造技术中心FMS实验室配合完

14、成。指导老师：付泽民一、基于ANSYS平台的曲轴结构参数改进设计（05届新题、与FMS中心相关）设计内容：应用Pro/E建立柴油机曲轴三维模型，采用ANSYS有限元法对柴油机曲轴进行静态强度分析，研究曲轴在最大爆发力工况及最大惯性力工况下的变形和应力状态。需进行受力分析、边界条件的确定、变形分析、应力分析，并通过等效应力法校核两种结构的曲轴的疲劳寿命。为该柴油机曲轴优化设计提供理论指导。要求：1. 在保证曲轴安全系数足够的前提下，减少曲柄厚度的可能性对曲柄厚度进行优化。2. 在曲柄销直径不变、其过度圆角由R5增大至R6时，考查危险截面区最大主应力变化及应力集中现象的改善情况。为结构优化改进提供

15、依据二、复杂曲面的三维测量与快速原型技术分析（05届新题、与FMS中心相关）设计内容：要求应用ATOS测量系统，对鼠标进行三维数字化测量和点云数据三角域参数曲面重构，并结合FDM快速原型技术对测量采集的数据做切片分层；对有缺陷的数据环进行封补、光顺、优化，同时分析对采集数据进行优化处理的方法是否符合RP技术中STL接口文件要求。通过鼠标的实体反求试验和成型加工试验相结合的实例，表述这两项技术结合的应用发展前景。三、高速客轮动力装置设计 （05届新题、与FMS中心相关）设计内容：要求掌握中小型船舶柴油机动力装置的设计方法与步骤，比较系统了解柴油机的工作原理，进行主柴油机选型及传动方式选型论证。对

16、传动轴系进行优化设计与强度校核，并阐述为柴油机服务的辅助油、水、气管路系统及机舱总体布置。四、四自由度机械手设计 （05届新题、与FMS中心相关）设计内容：本课题以震德塑料机械厂的CJ型塑料注射成型机为原型，以14寸显示器壳为产品，设计以压缩空气为动力源的采用真空吸盘装置来实现产品抓放的四自由度机械手。要求掌握机器手的工作原理及机械手结构设计，液压与气动原理图设计并了解机械手相应的控制系统。五、鱼饵抛洒机的设计与参数化实体建模（05届新题、与FMS中心相关）设计内容：要求掌握一般机械设备的设计方法与步骤，初步掌握自动控制系统在机电设备中的应用，并熟练使用Pro/E三维软件对设计产品原型进行实体

17、建模。指导老师：王新乡题目1：卫星发射演示系统简介：这套卫星发射演示系统是参照我国西昌卫星发射中心，发射地球同步轨道卫星的实况，设计的一套大型表演模型组，通过运用声、光、电的综合技术，模拟演示用我国长征系列运载火箭发射卫星时的壮观景象。同时还介绍了卫星发射和火箭运行的一般知识。要求：用PLC设计此套系统，编制程序，仿真运行并通过。方向：机电方向题目2：砂芯机的PLC控制简介：此课题是厦门路达公司的一台砂芯机的PLC改造项目，要求通过改造后，砂芯机具有自动、手动、单周期三种运行方式，并能够满足砂芯机的一系列控制要求。要求：用PLC设计此套系统，编制程序，仿真运行并通过方向：机电方向指导教师：周海

18、峰（共指导2位同学）1.题目：实验室指针式表头的数字化改进简介：将指针式表头进行数字化改进：从模/数转换、温度补偿和可靠性方面等进行改进，选用合适性价比的模/数转换器件作为数字化改进器件的核心，测量的信号用数码管来显示，实现仪器数字化改进的问题；通过分析数字化改进器件的温度补偿，推导温度补偿的方法，使仪器的温度稳定性得到一定程度的提高；探讨数字化改进器件可靠性设计的重要性，提出设计原则和器件可靠性的设计方法。通过设计，能够减少温漂的影响，解决温度补偿和器件可靠性的问题。完成指针式表头数字化改进器件的样品。方向：机电方向 （与科研结合）2.题目：一种新型滑动轴承性能试验台的研制简介：通过对滑动实

19、验台的不足加以分析，提出研制新型滑动轴承实验台的技术方案，对原试验台进行了改进，设计了一套步进电机驱动丝杠螺母，杠杆放大加载机构，弥补原试验台的不足；在技术方案的基础上，对系统的硬件电路进行设计，完成传感器放大电路、多路转换开关和A/D转换电路的设计，直流电机调速系统，步进电机驱动系统的设计等；在系统软件设计上，完成试验中测量系统的软件设计。设计将试验中所得的模拟量数据经过A/D转换器送入计算机，计算机输出数字量控制信号经过D/A转换器送入滑动轴承实验台，以控制试验台电机的启动、转速调整和步进电机驱动加载。完成在硬件设计过程中,对抗干措施进行研究.方向：机电方向指导老师：许志龙（适合机制方向，

20、所有课题与FMS实验室相关）1、 FMS柔性制造系统清洗机设计内容简介：设计一台与现代设计与制造中心FMS柔性制造系统相配套的清洗机，对加工中心出来的工件和托盘上的铁屑进行自动(手动)清扫。工作台与中心FMS系统的使用托盘配套；采用气动装置进行清扫；清扫时，机台应密闭。要求：1）、设计说明书；2）、机器装配图；3）、压缩空气管路图；4）、电气控制图； 5）、部分主要零件图。2、 立式加工中心旋转工作台设计内容简介：设计一套与立式加工中心相配套的旋转工作台(尺寸:300X400),工作台可绕X轴或Y轴旋转。要求：1）、设计说明书；2）、度盘装配图；3）、部分主要零件图。3、 体类零件的数控加工工

21、艺分析和数控加工程序编制内容简介：对零件进行工艺分析，安排在FMS系统加工，设计一套工装夹具，设计数控编程。要求1）、设计说明书；2）、零件图；3）、加工工艺；4）、工装夹具装配图及部分主要零件图；5）、数控加工程序。指导教师：刘菊东1、磨削用量对40Cr钢磨削硬化层组织与性能的影响（福建省教育厅科技项目）磨削硬化是利用磨削过程中产生的热、机械复合作用直接对钢质零件进行表面形变淬火的新工艺。该工艺实现了磨削加工与表面淬火的集成制造，减少了热处理设备与人员的投入以及热处理排放物对生态环境的污染；在金属材料表面改性领域中具有十分广阔的应用前景，并具有显著的经济效益和社会效益。本课题以磨削原理和金属

22、材料热处理原理为理论基础，通过40Cr调质钢的平面磨削试验以及磨削力的在线测量，并结合金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计等材料测试仪器，研究砂轮速度、磨削深度以及工件进给速度等磨削用量对硬化层金相组织、显微硬度分布、硬化层深度的影响规律，以及磨削力、磨削功率和比磨削能与磨削硬化层深度的关系。2、砂轮特性对40Cr钢磨削硬化层组织与性能的影响（福建省教育厅科技项目）磨削硬化是利用磨削过程中产生的热、机械复合作用直接对钢质零件进行表面形变淬火的新工艺。该工艺实现了磨削加工与表面淬火的集成制造，减少了热处理设备与人员的投入以及热处理排放物对生态环境的污染；在金属材料表面改性领域中具有十分广阔的应用前景

23、，并具有显著的经济效益和社会效益。本课题以磨削原理和金属材料热处理原理为理论基础，通过40Cr调质钢的平面磨削试验以及磨削力的在线测量，并结合金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计等材料测试仪器，研究砂轮粒度、砂轮硬度、磨料以及砂轮结合剂对硬化层金相组织、显微硬度分布、硬化层深度的影响规律，以及磨削力、磨削功率和比磨削能与磨削硬化层深度的关系。3、40Cr钢磨削硬化的试验研究（福建省教育厅科技项目）磨削硬化是利用磨削过程中产生的热、机械复合作用直接对钢质零件进行表面形变淬火的新工艺。该工艺实现了磨削加工与表面淬火的集成制造，减少了热处理设备与人员的投入以及热处理排放物对生态环境的污染；在金属材料表面

24、改性领域中具有十分广阔的应用前景，并具有显著的经济效益和社会效益。本课题以磨削原理和金属材料热处理原理为理论基础，通过40Cr钢的平面磨削试验以及磨削力的在线测量，并结合金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、X射线应力测定仪等材料测试仪器，研究磨削方式、冷却条件和原始组织状态对硬化层金相组织、显微硬度分布、硬化层深度和硬化层残余应力分布的影响规律，以及磨削力、磨削功率和比磨削能与磨削硬化层深度的关系。4、65Mn钢磨削硬化的试验研究磨削硬化是利用磨削过程中产生的热、机械复合作用直接对钢质零件进行表面形变淬火的新工艺。该工艺实现了磨削加工与表面淬火的集成制造，减少了热处理设备与人员的投入以及热处理排

25、放物对生态环境的污染；在金属材料表面改性领域中具有十分广阔的应用前景，并具有显著的经济效益和社会效益。本课题以磨削原理和金属材料热处理原理为理论基础，通过65Mn钢的平面磨削硬化试验，并结合金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、X射线衍射仪等材料测试仪器，研究不同磨削深度、冷却条件和原始组织状态下，磨削硬化层的宏观组织形貌以及显微组织、显微硬度分布和硬化层深度及其变化规律。5、碳素结构钢磨削硬化的试验研究磨削硬化是利用磨削过程中产生的热、机械复合作用直接对钢质零件进行表面形变淬火的新工艺。该工艺实现了磨削加工与表面淬火的集成制造，减少了热处理设备与人员的投入以及热处理排放物对生态环境的污染；在金属

26、材料表面改性领域中具有十分广阔的应用前景，并具有显著的经济效益和社会效益。本课题以磨削原理和金属材料热处理原理为理论基础，通过两种工程常用碳素结构钢的平面磨削硬化试验，并结合金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计等材料测试仪器，研究不同磨削深度、原始组织状态和含碳量条件下，磨削硬化层的宏观组织形貌以及显微组织、显微硬度分布和硬化层深度及其变化规律。6、缓进给磨削中两侧方向毛刺的形成机理（国家自然科学基金资助项目子课题）金属切削毛刺是切屑与工件分离过程中部分残留在工件的边、角或已加工表面上的变形金属。车削、铣削、刨削、磨削及钻削等机械加工中产生的各种毛刺是金属切削过程中产生的特殊现象之一，它的尺寸和形状直接影响到工件的尺寸精度和形位精度，而且还将给工件的后续加工、装配、运输及其使用等带来诸多负面影响。研究金属切削毛刺的根本目的在于了解毛刺的形成机理，寻找有效地抑制毛刺的产生和减小毛刺尺寸的方法，以及如何科学而高效地去除毛刺。本课题以40Cr钢缓进给磨削试验为基础，对其两侧方向毛刺的主要型式及其形成进行分析，并研究两侧方向毛刺尺寸在不同的磨削用量、砂轮特性、原始组织状态和磨削方式条件下的变化规律，以及两侧方向毛刺的特殊现象；进而寻找抑制或减少两侧方向毛刺的主要技术措施。.精品文档.机械设计制造及其自动化专业5