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文檔簡介
安徽工業(yè)大學機械制造技術基礎課程設計說明書設計題目機床撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計學院機械工程學院專業(yè)班級機131姓名學號指導教師時間2016年9月第第頁前
言制造技術基礎課程設計是我們在學完專業(yè)基礎課,以及主要的專業(yè)課之后進行的一次綜合利用專業(yè)知識進行設計的實踐環(huán)節(jié)。本次課程設計要求我們能夠綜合應用所學到的各門知識,綜合解決設計、制造和管理中問題。對指定的產(chǎn)品的制造工藝設計、工裝設計和機床選擇等綜合考慮后,進行制造工藝設計。本次設計是對專業(yè)知識的綜合應用,特別是對于機械制造工藝學和工程材料這兩門學科的運用,同時也有對刀具和切屑的部分知識的綜合,因此這是我們對之前所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,同時還有對相關課外知識的查閱和學習,也是一次我們實際運用知識解決問題的練習。現(xiàn)代機械制造工藝設計是寬口徑機械類專業(yè)學生在學完了《機械制造技術基礎》等技術基礎和專業(yè)課理論之后進行的一個實踐教學環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學內(nèi)容,培養(yǎng)學生綜合運用所學理論,解決現(xiàn)代實際工藝設計問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設計,學生應達到:掌握零件機械加工工藝規(guī)程設計的能力;掌握加工方法及其機床、刀具及切削用量等的選擇應用能力;掌握機床專用夾具等工藝裝備的設計能力;學會使用、查閱各種設計資料、手冊和國家標準等,以及學會繪制工序圖、夾具總裝圖,標注必要的技術條件等。因此這是首次接觸工藝設計,對知識掌握和熟悉程度欠缺,因此在設計中難免會有考慮不周全的地方,也有出現(xiàn)錯誤的地方,還請老師多指正和幫助。
第一節(jié)零件的分析零件的作用撥叉是一種輔助零件,通過撥叉控制滑套與旋轉齒輪的接合?;咨厦嬗型箟K,滑套的凸塊插入齒輪的凹位,把滑套與齒輪固連在一起,使齒輪帶動滑套,滑套帶動輸出軸,將動力從輸入軸傳送至輸出軸。擺動撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結合與分離,達到換檔的目的。分析這種動力聯(lián)接方式可知,車換檔時要減速,這樣可以減少滑套與齒輪之間的沖擊,延長零件的使用壽命。以圖1所示的CA6140車床撥叉為例,進行CA6140機床撥叉工藝規(guī)程的編制和工藝設備的設計。它位于CA6140車床主軸箱的變速機構中,主要起變速換擋作用。機床操作人員根據(jù)加工需求,利用撥叉進行變速換擋,從而使機床主軸獲得所需的速度和扭矩。零件小頭孔φ22與操縱機構相連,而大頭半圓孔φ55則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力波動下方的齒輪變速。兩個零件鑄成為一體,加工時分開。零件的工藝分析生產(chǎn)批量為中等批量生產(chǎn),由生產(chǎn)批量可得到相關信息為:毛坯精度中等,加工余量中等;加工機床部分采用通用機床,部分采用專用機床,按零件分類,部分布置成流水線,部分布置成機群式;廣泛采用專用夾具,可調(diào)夾具;按零件產(chǎn)量和精度,部分采用通用刀具和量具,部分采用專用刀具和量具;部分采用劃線找正裝夾,廣泛采用通用或專用夾具裝夾;有較詳細的工藝規(guī)程,用工藝卡管理生產(chǎn)。撥叉零件的材料為HT200灰鑄鐵?;诣T鐵的生產(chǎn)工藝簡單,鑄造性能優(yōu)良,但塑形較差、脆性高,不適合磨削。其加工的主要表面以及加工表面之間的位置要求如下:①小頭孔φ22以及與此孔相通的M8螺紋孔,小頭孔φ22的表面粗糙度為Ra1.6.②大頭半圓孔φ55,其表面粗糙度為Ra3.2.③撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔的端面,其表面粗糙度均為Ra3.2,其中大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm,小頭孔上端面與其中心線的垂直高度誤差為0.05mm。根據(jù)上述分析,撥叉零件沒有復雜的曲面,其加工精度和表面質量要求不高,采用常規(guī)的加工工藝,按照各加工方法的經(jīng)濟加工精度及機床所能達到的位置精度,可以先粗加工撥叉零件的下端面,然后以此作為基準采用專用夾具進行后續(xù)加工,就可以保證其加工精度要求。圖1第二節(jié)確定生產(chǎn)類型和毛坯確定生產(chǎn)類型撥叉零件的成產(chǎn)綱領為5000/年,零件質量是1.0Kg/個,可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。為了保證加工精度和表面質量,初步確定其加工過程需劃分粗加工和精加工等階段,工序適當集中,加工設備以通用設備為主,盡量采用專用夾具。確定毛坯確定毛坯種類零件材料為HT200,考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大,零件結構又比較簡單,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn),以及實現(xiàn)正反轉,零件在工作工程中經(jīng)常承受變載荷,又由于零件結構比較復雜,零件毛坯比較適合鑄造成型。因此,應選用HT200,以保證足夠的強度、硬度,從而保證零件的工作可靠性。由于零件批量生產(chǎn),已經(jīng)達到中批生產(chǎn)的水平,而且零件的輪廓尺寸不大,故可采用砂型手工造型鑄造。這從節(jié)約生產(chǎn)成本、提高利潤的角度來說是應該的。故選擇木模手工砂型鑄件毛坯。查閱《機械制造工藝簡明手冊》表2.2-5,選擇鑄件尺寸工差等級為CT-12。確定鑄件加工余量及形狀查閱《機械制造工藝簡明手冊》表2.2-5,選用加工余量為MA-H級,并查表2.2-4確定各個面的鑄件機械加工余量,鑄件的分型面的選用及加工余量,如下:加工面代號基本尺寸加工余量等級加工余量說明D125H12.5×2孔降1級雙側加工D255H3.5×2孔降1級雙側加工T145H5單側加工T245H5單側加工T315H5單側加工T415H5單側加工圖23、繪制鑄件毛坯圖根據(jù)鑄件工藝要求,將撥叉的兩個零件鑄為一體,加工時分開根據(jù)表4-1撥叉零件鑄造加工余量,繪制鑄件毛坯圖,如下圖所示,其中,撥叉零件的大頭半圓孔55先鑄造出直徑為48的孔,小頭孔無需鑄出。圖3撥叉的毛坯圖第三節(jié)工藝規(guī)程設計一、選擇定位基準基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?;娴倪x擇的正確與合理,可以使加工質量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,加工工藝過程中會出現(xiàn)問題百出,更有甚者,還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法正常進行。①粗基準的選擇:零件加工時粗基準是必須選用的。在選用時要考慮如何保證各個加工表面有足夠的余量,如何保證各個表面間的相互位置精度和自身的尺寸精度。因此,選擇粗基準時,應遵循以下幾個原則:以不加工表面為粗基準;選擇毛坯余量最小的表面最為粗基準;選擇零件上重要的表面最為粗基準;選擇零件上加工面積大,形狀復雜的表面最為粗基準;粗基準在同一尺寸方向上通常只能使用一次,不應重復使用,以免產(chǎn)生不必要的定位誤差。終上所述,以撥叉零件的小頭孔上端面T2為主要的定位基準,以兩個小頭孔外表面為輔助粗基準。②精基準的選擇:精基準的選擇應使工件的定位誤差較小,能保證工件的加工精度,考慮要保證零件加工精度和裝夾準確方便,依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則,互為基準的原則;自為基準的原則。以粗加工后的底面T1為主要的定位精基準,以倆個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。二、制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用外能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應當考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。撥叉零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求,以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度,在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量采用工序集中原則來提高生產(chǎn)率。除此之外,還應當考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查閱第五章中的表5-7、5-8、5-9,選擇零件的加工方法及工藝路線方案。工藝路線方案一:工序一:以T2為粗基準,粗銑Φ25、Φ55的下端面;工序二:以T1為定位基準,粗銑小頭孔Φ25的上端面;工序三:以T4為定位基準,粗銑大頭孔Φ55的上端面;工序四:以Φ43的外圓和T2為基準,鉆、擴小頭孔Φ25至尺寸Φ24.5mm;工序五:以D1為定位基準,粗鏜大頭孔Φ55至尺寸Φ52mm;工序六:以T1為基準,精磨小頭孔Φ25的上端面;工序七:以T2為基準,精磨小頭孔Φ25的下端面;工序八:以D1為基準,精磨大頭孔Φ55上端面;工序九:以T2和Φ43外圓為基準,粗絞、精絞小頭孔至尺寸Φ25;工序十:以D1為定位基準,半精鏜大頭孔至尺寸Φ54.4mm;工序十一:以D1為定位基準,精鏜大頭孔至尺寸Φ55;工序十二:以T1和D1為定位基準,鉆M8底孔、攻螺紋;工序十三:以T1和D1為定位基準,鉆、擴Φ10孔;工序十四:以T2和D1為基準,洗溝槽至寬10mm和深10mm;工序十五:以D1為定位基準,銑斷;工序十六:去毛刺;工序十七:終檢。工藝路線方案二:工序一:以T1為粗基準,粗銑?25的上端面;工序二;以T2為定位基準,粗銑?25,?55的下端面;工序三:以T4為定位基準,粗銑大頭孔?55的上端面;工序四:以T3和Φ73外圓為基準,粗鏜大頭孔Φ55至尺寸Φ50mm;工序五;以D2和T3為基準,鉆、擴小頭孔Φ25至尺寸Φ24.5mm工序六;以D1為定位基準,粗鏜大頭孔Φ55至尺寸Φ52mm;工序七;以D1為定位基準,粗鏜大頭孔Φ55至尺寸Φ52mm;工序八;以T2為基準,精銑小頭孔Φ25的下端面;工序九:以D1為基準,精銑大頭孔Φ55上端面;工序十:以T2和Φ43外圓為基準,粗絞、精絞小頭孔至尺Φ25;工序十一:以D1為定位基準,半精鏜大頭孔至尺寸Φ54.4mm;工序十二:以D1為定位基準,精鏜大頭孔至尺寸Φ55;工序十三:以T1和D1為定位基準,鉆M8底孔、攻螺紋;工序十四:以T1和D1為定位基準,鉆、擴Φ10孔;工序十五:以T2和D1為基準,洗溝槽至寬10mm和深10mm;工序十六:以D1為定位基準,銑斷;工序十七:去毛刺;工序十八:終檢。通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析,經(jīng)過小組同學討論,最后確定工藝路線方案二為該零件的加工路線,具體方案見下表:表1零件的工藝路線方案工序號工序名稱工序內(nèi)容設備工藝裝備10粗銑以T1為粗基準,粗銑?25的上端面;IA5032立式銑床專用夾具,YG6硬質合金端銑刀20粗銑以T2為定位基準,粗銑?25,?55的下端面;IA5032立式銑床專用夾具,YG6硬質合金端銑刀30粗銑以T4為定位基準,粗銑大頭孔?55的上端面;IA5032立式銑床專用夾具,YG6硬質合金端銑刀40粗鏜以T3和Φ73外圓為基準,粗鏜大頭孔Φ55至尺寸Φ50mm;T616臥式鏜床專用夾具,高速鋼刀頭50鉆、擴以D2和T3為基準,鉆、擴小頭孔Φ25至尺寸Φ24.5mmZ525立式鉆床專用夾具,高速鋼麻花鉆鉆頭60粗鏜以D1為定位基準,粗鏜大頭孔Φ55至尺寸Φ52mm;T616臥式鏜床專用夾具,高速鋼刀頭70精銑以D1為定位基準,粗鏜大頭孔Φ55至尺寸Φ52mm;IA5032立式銑床專用夾具,YG6硬質合金端銑刀80精銑以T2為基準,精銑小頭孔Φ25的下端面;IA5032立式銑床專用夾具,YG6硬質合金端銑刀90精銑以D1為基準,精銑大頭孔Φ55上端面IA5032立式銑床專用夾具,YG6硬質合金端銑刀100絞以T2和Φ43外圓為基準,粗絞、精絞小頭孔至尺;Z525立式鉆床專用夾具,硬質合金鉸刀2把110半精鏜以D1為定位基準,半精鏜大頭孔至尺寸Φ54.4mm;T616臥式鏜床專用夾具,高速鋼刀頭120精鏜以D1為定位基準,精鏜大頭孔至尺寸;T616臥式鏜床專用夾具,高速鋼刀頭130鉆、攻以T1和D1為定位基準,鉆M8底孔、攻螺紋;Z525立式鉆床專用夾具,高速鋼麻花鉆,絲錐M8140鉆、擴以T1和D1為定位基準,鉆、擴Φ10孔;Z525立式鉆床專用夾具,高速鋼麻花鉆150精銑以T2和D1為基準,洗溝槽至寬10mm和深10mm;IA5032立式銑床專用夾具,YG6硬質合金端銑刀160銑斷以D1為定位基準,銑斷X61臥式銑床專用夾具,鋸片銑刀170去毛刺去毛刺;鉗工臺180終檢終檢鉗工臺機械加工余量、工序尺寸及公差都確定前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量,現(xiàn)在確定各表面的各工序的加工余量,如下表所示:表2內(nèi)孔工序尺寸及加工余量表3平面工序尺寸及其加工余量加工表面加工內(nèi)容加工余量(mm)精度等級工序尺寸(mm)表面粗糙度(μm)Ф55IT8(D2)鑄件CT12粗鏜5IT1212.5半精鏜1.4IT106.3精鏜0.6IT83.2Ф22IT7(D1)鉆20IT11擴24.5IT106.3粗鉸0.3IT83.2精絞0.2IT71.6Ф10IT7鉆8IT83.2擴2IT71.6第四節(jié)確定切削用量與時間定額一、工序10的切削用量與時間定額1.加工條件工件材料:HT200,,鑄件;工件尺寸::;加工要求:,加工余量4.0mm機床:IA5032立式銑床,機床功率為7.5kW,機床效率為0.75;刀具:YG6硬質合金端銑刀。,故根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1,取刀具直徑。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16,選2.選擇切削用量確定切削深度因為余量較小,故選擇,一次走刀即可完成。確定每齒進給量。由于本工序為粗加工,尺寸精度和表面質量可不考慮,可采用不對稱端銑,選用大進給量以提高加工效率。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5,使用YG6硬質合金端銑刀加工,機床功率為7.5KW時:。確定刀具壽命及磨鈍標準。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,去銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm;由于銑刀直徑,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.8,選刀具使用壽命T=180min。計算切削速度和每分鐘進給量。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16,當根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30,選擇機床的主軸轉速n=190r/min,因此,實際銑削速度和每齒進給量為:根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.24,近似為=3.3KW,根據(jù)機床使用說明書,主軸允許功率。故校驗合格。最終確定:。計算基本工時,查《切削用量簡明手冊》表3.26,不對稱端銑的入切量及超切量為:。二、工序20的切削用量與時間定額1.加工條件工件材料:HT200,,鑄件;工件尺寸::;加工要求:,加工余量4.0mm機床:IA5032立式銑床,機床功率為7.5kW,機床效率為0.75;刀具:YG6硬質合金端銑刀。,故根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1,取刀具直徑。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16,選2.選擇切削用量確定切削深度因為余量較小,故選擇,一次走刀即可完成。確定每齒進給量。由于本工序為粗加工,尺寸精度和表面質量可不考慮,可采用不對稱端銑,選用大進給量以提高加工效率。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5,使用YG6硬質合金端銑刀加工,機床功率為7.5KW時:。確定刀具壽命及磨鈍標準。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,去銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm;由于銑刀直徑,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.8,選刀具使用壽命T=180min。計算切削速度和每分鐘進給量。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16,當根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30,選擇機床的主軸轉速n=190r/min,因此,實際銑削速度和每齒進給量為:根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.24,近似為=3.3KW,根據(jù)機床使用說明書,主軸允許功率。故校驗合格。最終確定:。計算基本工時,查《切削用量簡明手冊》表3.26,不對稱端銑的入切量及超切量為:。三、工序30的切削用量與時間定額1.加工條件工件材料:HT200,,鑄件;工件尺寸::;加工要求:,加工余量4.0mm機床:IA5032立式銑床,機床功率為7.5kW,機床效率為0.75;刀具:YG6硬質合金端銑刀。,故根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1,取刀具直徑。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16,選2.選擇切削用量確定切削深度因為余量較小,故選擇,一次走刀即可完成。確定每齒進給量。由于本工序為粗加工,尺寸精度和表面質量可不考慮,可采用不對稱端銑,選用大進給量以提高加工效率。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5,使用YG6硬質合金端銑刀加工,機床功率為7.5KW時:。確定刀具壽命及磨鈍標準。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,去銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm;由于銑刀直徑,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.8,選刀具使用壽命T=180min。計算切削速度和每分鐘進給量。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16,當根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30,選擇機床的主軸轉速n=190r/min,因此,實際銑削速度和每齒進給量為:根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.24,近似為=3.3KW,根據(jù)機床使用說明書,主軸允許功率。故校驗合格。最終確定:。計算基本工時,查《切削用量簡明手冊》表3.26,不對稱端銑的入切量及超切量為:四、工序40的切削用量與時間定額工序內(nèi)容為:以D3和Ф73為定位基準,粗鏜大頭孔至Ф50mm。機床:選用T616臥式鏜床,刀具:高速鋼刀頭。單邊余量z=1mm,取。由《機械加工工藝師手冊》29-14查得:粗鏜的進給量為,切削速度再根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》4.2-21查得:。查《機械制造工藝設計簡明手冊》6.2-1,取鏜削的入切量為,則計算切削工時:五、工序50的切削用量與時間定額工序內(nèi)容為:以D2和T3為基準鉆至Ф20mm,再擴孔至Ф24.5mm,保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT10。1.加工條件工件材料:HT200,σb=170-240MPa鑄件機床:Z525型立式鉆床機床功率2.8KW機床效率0.81刀具:根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.1和表2.2,選擇高速鋼麻花鉆頭,粗鉆時,=20mm。鉆頭幾何形狀為:由《切削用量簡明手冊》表2.1及2.2選雙錐后磨,=11°=100°=3.5mmb=2mmL=4mmL=1.5mm2.切削用量1)決定進給量按加工要求決定進給量根據(jù)《切削手冊》表2.7,2.8,2.9比較得出受限制的進給量是工藝要求,其值為:0.43-0.53。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.35,最終選擇進給量。在即將鉆穿時停止自動進給改為手動進給。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.19和Z525立式鉆床使用說明,機床進給機構允許的最大軸向力為,所選進給量可用。2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命由《切削手冊》表2.12,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為0.8mm,壽命T=60min3)決定切削速度由《切削手冊》表2.30,切削速度計算公式為Vc=其中,插得修正系數(shù),則切削速度為:則機床的主軸轉速為根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇主軸轉速272則實際的切削速度為:Vc==17.1m/min4)檢驗機床扭矩及功率。查《切削用量簡明手冊》表2.20,經(jīng)線性插值得,,修正系數(shù)均為1.2,故。查《切削用量簡明手冊》表2.35,Z525立式鉆床主軸轉速272時,能傳遞的扭矩為,Z525立式鉆床的主電動機公率為2.8KW,機床效率為0.81,則。查《切削用量簡明手冊》表2.23,鉆頭消耗功率約為:。由于,則切削用量可用,即:3.計算工時查《切削用量簡明手冊》表2.29,鉆孔時的入切削量及超切削量為:,則擴孔Ф24.5mm查《切削用量簡明手冊》表2.10,擴孔進給量為0.7-0.8,修正系數(shù)取0.7,并由機床使用說明書最終選擇進給量為。查《切削用量簡明手冊》表2.30,擴孔時切削速度計算公式為Vc=(m/min),查得修正系數(shù),則切削速度為機床的主軸轉速為n=查Z525立式鉆床的使用說明書:選主軸轉速195r/min,則實際切削速度為:,查《切削用量簡明手冊》表2.29,擴孔時的入切量為:,則六、工序60切削用量與時間定額工序內(nèi)容為:以D1為定位基準,粗鏜大頭孔至Ф52mm。機床:選用T616臥式鏜床,刀具:高速鋼刀頭。單邊余量z=1mm,取由《機械加工工藝師手冊》29-14查得:粗鏜的進給量為,切削速度再根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》4.2-21查得:。查《機械制造工藝設計簡明手冊》6.2-1,取鏜削的入切量為,則計算切削工時:七、工序70切削用量與時間定額工序類容:以T1為基準,精銑小頭孔Φ25的上端面刀具:YG6硬質合金銑刀,;機床:XA5032立式銑床故根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5,采用YG6硬質合金銑刀,精銑時,每轉進給量取f=0.75mm/s.根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16,確定銑削速度為v=124m/min,則:現(xiàn)采用XA5032立式銑床,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30,取=300r/min,故實際切削速度當=300r/min時,工作臺每分鐘進給量:,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30,取為。銑削平面的長度為L=183mm,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.26,精銑時入切量及超切量的取值等于銑刀直徑125mm,故本工序切削時間為:。八、工序80切削用量與時間定額工序類容:以T2為基準,精銑小頭孔Φ25的下端面刀具:YG6硬質合金銑刀,;機床:XA5032立式銑床故根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5,采用YG6硬質合金銑刀,精銑時,每轉進給量取f=0.75mm/s.根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16,確定銑削速度為v=124m/min,則:現(xiàn)采用XA5032立式銑床,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30,取=300r/min,故實際切削速度當=300r/min時,工作臺每分鐘進給量:,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30,取為。銑削平面的長度為L=183mm,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.26,精銑時入切量及超切量的取值等于銑刀直徑125mm,故本工序切削時間為:。九、工序90切削用量與時間定額工序類容:以 D1為基準,精銑小頭孔Φ55的上端面刀具:YG6硬質合金銑刀,;機床:XA5032立式銑床故根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5,采用YG6硬質合金銑刀,精銑時,每轉進給量取f=0.75mm/s.根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16,確定銑削速度為v=124m/min,則:現(xiàn)采用XA5032立式銑床,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30,取=300r/min,故實際切削速度當=300r/min時,工作臺每分鐘進給量:,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30,取為。銑削平面的長度為L=183mm,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.26,精銑時入切量及超切量的取值等于銑刀直徑125mm,故本工序切削時間為:。十、工序100的切削用量與時間定額工序內(nèi)容為:以T2和Φ43外圓為基準,粗絞、精絞小頭孔至尺寸Φmm。粗絞至Φ24.92mm。刀具:硬質合金鉸刀Φ24.92mm。機床:Z525立式鉆床;根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.25,硬質合金鉸刀的切削深度0.06~0.15mm,進給量f=0.2~0.4mm/r,切削速度v=6~10m/min。根據(jù)工序加工需要,取切削深度,進給量取f=0.3mm/r,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.35,Z525立式鉆床主軸轉速取為=94r/min,則實際切削速度為V=機動粗鉸孔時的切削工時,參考鉆孔情況取入切量及超切量為y+Δ=10mm,則本工序切削時間為:(三次共5.67min)(2)精絞至Φmm.刀具:硬質合金鉸刀Φ25mm。機床:Z525立式鉆床;根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.25,硬質合金鉸刀的切削深度0.06~0.15mm,進給量f=0.2~0.4mm/r,切削速度v=6~10m/min。根據(jù)工序加工需要,取切削深度,進給量取f=0.3mm/r,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.35,Z525立式鉆床主軸轉速取為=94r/min,則實際切削速度為V=機動粗鉸孔時的切削工時,參考鉆孔情況取入切量及超切量為y+Δ=10mm,則本工序切削時間為:十一、工序110的切削用量與時間定額工序內(nèi)容為:以D1為定位基準,半精鏜大頭孔至尺寸Φ54.4mm。機床:T616臥式鏜床。刀具:高速鋼刀頭。單邊余量Z=1.2mm,則=1.2mm。由《機械加工工藝師手冊》29-14查得:半精鏜的進給量為f=0.2~0.8mm/r,切削速度,再根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》4.2-21查得:f=0.58mm/r,n=134r/min。查《機械制造工藝設計簡明手冊》6.2-1,取鏜削的入切量及超切量為y+Δ=3+3=6mm,則計算切削工時:十二、工序120的切削用量與時間定額工序內(nèi)容為:以D1為定位基準,半精鏜大頭孔至尺寸Φmm。機床:T616臥式鏜床。刀具:高速鋼刀頭。單邊余量Z=0.3mm,則=0.3mm。由《機械加工工藝師手冊》29-14查得:半精鏜的進給量為f=0.15~0.5mm/r,切削速度,再根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》4.2-21查得:f=0.28mm/r,n=134r/min。查《機械制造工藝設計簡明手冊》6.2-1,取鏜削的入切量及超切量為y+Δ=3+3=6mm,則計算切削工時:十三、工序130的切削用量與時間定額(1)鉆螺紋底孔直徑8mm工序內(nèi)容為:以D1和T1為定位基準,鉆M8底孔,攻螺紋。機床:Z525臺式車床刀具:高速鋼麻花鉆根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7,查的進給量為,考慮鉆孔后要攻螺紋,需乘以系數(shù)0.5,現(xiàn)取進給量,切削速度,則主軸轉速為:。查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-15臺式鉆床主軸轉速,取。所以實際切削速度為。查《切削用量簡明手冊》表2,29,取鉆孔時的入切量及超切量為:,則計算切削基本工時:。(2)攻M8螺紋工序內(nèi)容:以D2和T4為定位基準,攻螺紋M8。機床:Z525臺式鉆床,刀具:絲錐M8,P=1.25mm。絲錐在鑄鐵上攻螺紋,其切削速度一般為8~10m/min,初選切削速度v=8m/min,進給量為f=P=1.25mm/r,則機床主軸轉速為:,按機床使用說明書選取:。機動攻螺紋長度,則切削基本工時為:。十四、工序140的切削用量與時間定額(1)粗鉆底孔直徑8mm工序內(nèi)容為:以D1和T1為定位基準,粗鉆直徑為8mm底孔。機床:Z525臺式車床刀具:高速鋼麻花鉆根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7,查的進給量為,現(xiàn)取進給量,切削速度,則主軸轉速為:。查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-15臺式鉆床主軸轉速,取。所以實際切削速度為。查《切削用量簡明手冊》表2,29,取鉆孔時的入切量及超切量為:,則計算切削基本工時:。(2)擴孔直徑9.8mm查《切削用量簡明手冊》表2.10,擴孔進給量:,由機床使用說明書最終選定進給量為:加工條件:以D1和T1為定位基準擴大通孔至Φ9.8mm工藝要求:通孔
機床
:Z525立式鉆床
機床功率2.8KW機床效率0.81刀具:高速鋼麻花鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭,其直徑do=9.8mm,查《切削用量簡明手冊》表2.30由表2-30可得Vc=(m/min)Cv=18.8Zv=0.2m=0.125ap=0.9Xv=0.1Yr=0.4f=0.52Ktv=1Kmv=0.78Ksv=0.75Vc==23.35m/min機床的主軸轉速為n==341.1r/min查Z525立式鉆床使用說明書可得主軸轉速為392r/minVc==12.06m/min由tm=L/Vf=(18+5)/(392*0.52)=0.11min十五、工序150的切削用量與時間定額1加工條件工序內(nèi)容為:精銑,以D1和T1為定位基準,銑溝槽至寬10mm深10mm。機床:XA5032立式車床刀具:YG6硬質合金端銑刀2選擇切削用量確定切削用量因為余量較小,故選擇ap=10mm,一次走刀即可完成。確定每齒進給量fz根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5,使用YG6硬質合金端銑刀加工,機床功率為7.5kw時:取fz=0.18mm/z。確定刀具壽命及磨鈍標準。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,取銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.7mm;由于銑刀直徑d0=125mm,經(jīng)插值后vt=119m/min,nt=184r/min,vft=348mm/min。各修正系數(shù)為:kv=0.8.切削速度為:vc=vtkv=119×0.8=95.2m/min,確定機床主軸轉速為:根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30,選擇主軸轉速n=300e/min,vf=235mm/min,因此,實際銑削速度和每齒進給量為效驗機床功率根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.24,近似為Pc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書,主軸允許功率為PCM=5.625>Pc。故效驗合格。最終確定:ap=10mm,n=300r/min,vf=235mm/min,vc=117.75m/min,fz=0.065mm/z。3計算基本工時根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.26,不對稱端銑的入切量及超切量為:,則十六、工序160的切削用量與時間定額工序內(nèi)容為:以D1為定位基準,銑斷。選擇鋸片銑刀,d=160mm,寬度=4mm,中齒,Z=40.采用X61臥式銑床,查《切削用量簡明手冊》表3.4,選擇進給量fz=0.02m/z。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-39,取nw=100r/min,故實際切削速度為:此時工作臺每分鐘進給量fm應為:fm=fzZnw=0.02×40×100=80mm/min查《切削用量簡明手冊》表4.2-40,取fz=85mm/min。根據(jù)圖4-1可知,銑斷長度為l=70mm,查《切削用量簡明手冊》表3.25,銑斷時切斷的入切量及超切量,計算切削基本工時五、計算機輔助工藝卡片填寫根據(jù)上述對CA6140機床撥叉零件的工藝規(guī)程設計結果,采用CAXA電子圖版工藝版軟件進行工藝卡片的填寫,其工藝過程卡片如下圖所示,工序以110為例。圖4工序110的工序卡片如下圖所示:圖5第六節(jié)專用夾具設計為了提高生產(chǎn)效率,保證加工質量,降低勞動強度,需要設計專用夾具.粗銑平面夾具設計(工序10).一、零件夾具方案的選擇(一)夾緊方案的選擇方案一:一面兩銷定位方案可用方案比較:定位方案:一面兩銷定位,利用Ф73圓柱體一個端面限制3個自由度,Ф25孔內(nèi)放短銷限制2個自由度,再利用檔銷限制一個自由度,完全定位。圖6方案二:左邊v型塊固定在夾具底座上,限制兩個自由度,右邊活動V型塊可通過調(diào)整螺栓手柄,使工件在平面內(nèi)加緊,二者共限制5個自由度,工件繞z軸旋轉運動并不影響加工平面的工作。圖7(2)最終選定的方案是二:此方案使用加工時操作比較方便,且夾具簡單,還有一定的通用性。
(二)
夾具的結構設計
(1)夾具的組成:兩個V形塊,固定用的螺栓,移動活動V形塊及其組件(如手柄)。
(2)此道工序是要銑撥叉的Ф73mm的平面,所以夾具要確保工件在加工過程中不會左右移動、擺動,根據(jù);零件的形狀設計了兩個V形塊夾緊的方案
用兩個V形塊從工件的兩邊進行夾緊定位,兩個V形塊限制了5個自由度滿足加工的要求,一個V形塊通過螺栓固定,另外一個V形塊和螺栓連接,螺栓和手柄連接,轉動手柄就可以移動V形塊夾緊工件夾具的結構方案如下圖:夾具的使用說明
此夾具主要有兩個V形塊及其固定和附件組成。先安裝要求把夾具安裝好,通過調(diào)節(jié)移動V形塊擴大間隙,然后放進工件,最后移動活動V形塊加緊工件,就可以銑削上面的端面.
示意圖如下圖8二、切削力及夾緊力的計算
刀具:YG6硬質合金端銑刀查《切削用量簡明手冊》,粗銑時切削力計算公式為:F=K其中Cq計算得:F=548.174N可見,切削力不大。在兩個撥叉小頭孔的側面有V型塊定位,其中左端V型塊固定,右端活動式V型塊可通過轉動螺桿,對工件進行適當加緊,以達到操作要求。拆卸時,只需逆時針轉動螺桿即可松開工件,進行下一步加工操作。三、夾具的誤差分析
1、影響加工精度的因素
用夾具裝夾工件進行機械加工時,其工藝系統(tǒng)中用夾具裝夾工件進行機械加工時,其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多。與夾具有關的因素如圖2—11所示,有定位誤差△D對刀誤△T、夾具在機床上的安裝誤差△A和夾具誤差△DJ。在機械加工工藝系統(tǒng)中,影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差△G。上述各項誤差均導致刀具相對工件的位置不精確,從而形成總的加工誤差∑△。2、誤差計算由于工件在平面內(nèi)移動時并不影響加工平面的精度,所以,誤差為0。如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率。為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結果,本夾具總體的感覺還比較緊湊。鏜床夾具設計(工序120)1、定位方案的選擇考慮工件的結構,可以采用“一面兩孔”的定位方式,即選擇兩撥叉的小頭孔Ф25及其下端面為基準。夾具的主要定位元件為兩個定位銷(一個短圓柱銷、一個菱形銷)及其端面。端面限制工件的三個自由度,短圓柱銷限制工件的兩個自由度,短的菱形銷限制工件的一個自由度,屬于完全定位情況。為了簡化夾具設計,采用開口墊圈和六角螺母手動加緊工件。夾具的結構方案如下圖:圖92、切削力及夾緊力計算刀具:高速鋼刀頭精鏜時,切削力可用一個旋轉測力計進行測量。被測力包括切向力、進給力、徑向力,其中切向力數(shù)值最大。經(jīng)驗算法為,進給力和徑向力分別為切向力的25%和50%。切向力:F=396000x切削深度x進給率x功率常數(shù)=396000x0.3x0.28x4=133.056NF合力為F可見切削力并不大,在撥叉小頭孔Ф25的兩個端面只需采用開口墊圈和六角螺母適當加緊后,本夾具即可安全工作。拆卸時,松開加緊螺母1~2扣,拔下開口墊圈,實現(xiàn)工件的快換。3、夾具的誤差分析(1)定位元件尺寸及其誤差的確定夾具的主要兩個定位元件為兩個定位銷及其定位端面。這兩個定位銷與撥叉工件的小頭孔采用間隙配合,其配合公差為Ф25H7/g6,其最大配合間隙為0.041mm。(2)轉角誤差定位銷與撥叉工件的小頭孔采用間隙配合,由于間隙配合引起的轉角誤差為:(3)計算定位銷軸與工作臺的平面度誤差定位銷軸與夾具體孔采用Ф15H7/n6過渡配合,其最大間隙為:定位銷軸與夾具體孔的配合長度為10mm,則上述間隙引起的最大平行度誤差為:0.006/10,即0.06/10。第七節(jié)車床撥叉三維模型設計三維建模技術在機械行業(yè)的廣泛應用,根本性地改變了產(chǎn)品的設計、工藝以及生產(chǎn)裝配乃至維修等環(huán)節(jié),大幅度提升了新產(chǎn)品開發(fā)效率,節(jié)約產(chǎn)品開發(fā)成本。了解現(xiàn)代三維建模技術現(xiàn)狀,并有針對性地選擇一類三維建模技術深入學習,掌握其建模技巧,并能夠熟練使用是機械類及相關專業(yè)本科生必須具備的基本素質。應用三維技術創(chuàng)建的虛擬模型庫,可以利用光盤存儲數(shù)量眾多的模型,在使用中可以完全取代實物模型,從而消除了實物模型因體積和重量造成的攜帶不便的缺點。另一方面,傳統(tǒng)的實物教學模型更新?lián)Q代的速度慢并且不能夠修改,而幾十年不變的教學模型已不能滿足教學和科技時代不斷進步的需要。利用先進的三維技術創(chuàng)建地計算機模型,不僅精度高、質感好、形象逼真、色彩豐富,還能將復雜形體的外形與內(nèi)腔、相貫體中相貫線的變化趨勢、裝配體中零件之間的連接關系充分地展示出來,加上動畫效果,使教學中的知識難點更加清晰、生動、形象。三維模型主要有以下優(yōu)點:更方便我們認識機械機構;實體的三維模型可以進行模擬運行,節(jié)約實際試工的成本,減少不必要的損失;三維模型可以更直觀的了解工件,給加工工人更加舒適的操作基礎。針對本次課程設計,我們組主要設計了以下三維模型:圖6夾具總裝圖的三維模型圖7夾具體三維模型圖8機床撥叉三維模型第八節(jié)課程設計心得體會通過這次機械制造技術基礎課程設計,使我們更加扎實的掌握了有關機械制造技術的有關知識,加強了對零件的工藝分析能力。在設計過程中雖然遇到了一些問題,但經(jīng)過一次又一次的思考,一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在,也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知,通過親自動手制作,使我們掌握的知識不再是紙上談兵。過而能改,善莫大焉。在課程設計過程中,我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤,不斷改正,不斷領悟,這次課程設計終于順利完成了,在設計中遇到了很多問題,最后在老師的指導下,終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中,一定要不懈努力,不能遇到問題就想到要退縮,一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在,然后一一進行解決,只有這樣,才能成功的做成想做的事,才能在今后的道路上劈荊斬棘,而不是知難而退,那樣永遠不可能收獲\o"成功"成功,收獲喜悅,也永遠不可能得到社會及他人對你的認可!課程設計誠然是一門專業(yè)課,給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升。同時,設計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認識。此次課程設計我們學到很多很多的東西,不僅鞏固了以前所學過的知識,而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的,只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學的理論知識與實踐相結合起來,從理論中得出結論,才能真正為社會服務,從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題,可以說得是困難重重,但可喜的是最終都得到了解決。課程設計過程中,也對團隊精神的進行了考察,讓我們在合作起來更加默契,在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結就是力量,只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結果。此次設計也讓我明白了思路即出路,有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網(wǎng)查詢,只要認真鉆研,動腦思考,動手實踐,就沒有弄不懂的知識,收獲頗豐。最后,感謝老師給我們帶來這次課程設計,通過這次課程設計,真的讓我們受益良多!第九節(jié)參考文獻:[1]王紹俊.機械制造工藝設計手冊[M].北京.
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