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基于模块化技术的花岗石加工设备的分析与设计

作　者: 邢建国
导　师: 富大伟；刘国
学　校: 河北工业大学
专　业: 机械工程
关键词: 花岗石 平台 构件 加工设备 集成技术 模块化技术
分类号: TG83
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


花岗石平台是一种精密的基准测量工具;花岗石构件主要为精密测量、集成电路加工等精密机械等基础支承部分。随着社会对精密机械发展的要求愈来愈高,花岗石平台与构件制品的需求趋势主要是平面度及尺寸加工的精度要求越来越高,市场需求量越来越大。本课题针对一种集花岗石平台与构件制品粗、精与孔、槽加工于一体的加工设备,通过功能分析,实现了对其零件的模块化设计与集成。该设备采用工序集中的方法,将制品五个面的铣磨、磨抛、开槽、钻孔等工序集中在一台设备上完成,实现了集成工艺,提高了工件的加工精度。设备采用桥式结构,移动式横梁,集成动力头,可按照功能模块进行设计、生产组织。设备划分为机械模块、冷却润滑模块、辅助模块、控制模块等;机械部分又划分为运动模块、动力模块、支承模块和扩展模块等四大功能模块。各功能模块可根据加工制品的结构要求进行拼接、重构组合成相应功能的加工设备。本课题分析了设备的关键零部件——移动横梁对设备性能和加工质量的影响;创建了新型设备移动横梁的数学模型,利用有限元软件ANSYS对移动横梁进行了力学分析及优化,使设备的性能参数达到最佳状态。应用集成及模块化设计技术开发新型花岗石平台与构件制品加工设备的课题符合当前该产业发展的要求。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-18
  §1-1 课题的来源与背景  9-10
  §1-2 模块化设计的基本概念  10-13
    1-2-1 模块化设计的定义和内涵  10
    1-2-2 模块化设计的分类  10-11
    1-2-3 模块化设计的实现方法  11-12
    1-2-4 模块化设计的关键技术  12-13
    1-2-5 模块化设计的特点及意义  13
  §1-3 集成技术的基本概念  13-16
    1-3-1 集成的内涵  13-14
    1-3-2 集成理论的研究  14
    1-3-3 集成技术  14-15
    1-3-4 集成技术的特点及意义  15-16
  §1-4 课题主要研究内容及意义  16-18
第二章 花岗石平台与构件制品及其新型加工设备需求分析  18-24
  §2-1 花岗石平台与构件制品需求分析  18-22
    2-1-1 花岗石平台需求分析  18
    2-1-2 花岗石构件制品需求分析  18-19
    2-1-3 花岗石平台与构件制品的需求特点  19-22
  §2-2 加工设备现状与新型设备需求分析  22-23
  §2-3 本章小结  23-24
第三章 新型花岗石平台与构件制品加工设备总体方案设计  24-30
  §3-1 花岗石平台与构件制品的结构与加工特点  24-26
    3-1-1 制品的结构特点  24-26
    3-1-2 制品的加工特点  26
  §3-2 制品的生产工艺分析  26-28
    3-2-1 工艺流程分析  26-27
    3-2-2 存在的问题及发展要求  27
    3-2-3 制品的集成新工艺设计  27-28
  §3-3 新型加工设备总体方案设计  28-29
    3-3-1 设计原则及总体方案确定  28
    3-3-2 应用集成技术开发具备的优势  28-29
  §3-4 本章小结  29-30
第四章 新型花岗石平台与构件制品加工设备模块化设计  30-42
  §4-1 功能分析  30-35
    4-1-1 功能的分类  30-31
    4-1-2 功能的分解  31-32
    4-1-3 功能—结构映射  32-33
    4-1-4 功能结构的建立  33-35
  §4-2 新型加工设备模块化设计  35-37
    4-2-1 功能模块划分  35-36
    4-2-2 功能模块创建  36-37
  §4-3 新型加工设备主要部件（系统）设计  37-40
    4-3-1 集成动力头设计  37-38
    4-3-2 移动横梁设计  38-39
    4-3-3 电气控制系统设计  39-40
  §4-4 本章小结  40-42
第五章 新型花岗石平台与构件制品加工设备主要部件优化设计  42-54
  §5-1 新型设备结构分析  42
  §5-2 横梁对设备性能、加工质量的影响分析  42-46
    5-2-1 横梁受力分析  42-43
    5-2-2 横梁挠度与自身重量的关系  43-45
    5-2-3 横梁的静刚度、动刚度分析  45
    5-2-4 拖板的支承方式对横梁刚度的影响  45-46
  §5-3 移动横梁的结构分析及优化  46-52
    5-3-1 移动横梁优化设计的数学模型  46-49
    5-3-2 移动横梁的仿真优化  49-52
  §5-4 本章小结  52-54
第六章 结论  54-55
参考文献  55-58
附录A：花岗石平台与构件制品及其加工设备主要调研企业名单  58-59
致谢  59

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