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第一篇机械制造及其自动化设计论文范文参考：一种新型钻头及其刃磨技术的研究
孔加工是最常用的材料切除方法之一,根据行业的不同,其工序量达总加工工序量的20～40％.所以,钻削加工技术（钻头、制造钻头的工艺及设备、钻削机理与钻削工艺）一直是机械加工领域倍受人们研究的重要课题.
常用的钻头是锥面钻尖及普通螺旋面钻尖的麻花钻,但这些钻尖后刀面的加工机床刃磨运动关系较复杂,不便于准确控制钻尖的几何参数,因此,到目前为止,这两类麻花钻的几何参数仍规定有一个较大的误差变化范围.同时,随着高新技术产品的发展和需要,微孔（特别是精密微孔）的应用场合也越来越多.由于微孔尺寸小,要精确地制造微孔加工用的钻头是很困难的.而对现有的微钻头而言,国内外都使用平面钻尖,但平面钻尖存在一系列缺陷.为此,本课题就是要研究一种新型的钻头、新型钻头的刃磨技术及其刃磨装置,这种钻头刃磨时的运动关系简单、既能够精确地控制刃磨参数,又能够克服平面钻尖的一系列缺陷；这种新型钻头既适用于普通钻头,更适用于微孔加工的微钻头.本课题是国家自然科学基金资助项目（59775068）的一部分.论文着重在以下方面进行了研究： 1.回顾钻头及其刃磨技术的发展历程,评述几种常用钻尖后刀面的刃磨方法,总结微孔钻削技术的发展及其特点,分析并指出平面钻尖存在的一系列缺陷,提出研究运用于微型钻的新型钻头的必要性和可行性.https://www.mbalunwen.net/biyelunwen/83194.html
2.钻尖是钻头承担切削的最重要的部分,对钻头的研究主要是对钻尖的研究.针对常用钻尖所存在的问题,从钻尖刃磨原理及其运动关系的分析入手,提出一种全新的钻头,即非共轴螺旋面钻尖的钻头.建立了新型钻尖后刀面及螺旋槽的数学模型,阐述了求解这些数学模型的过程和方法,如何精确并唯一地求解出钻尖的刃磨参数. 3.要刃磨出新型钻尖,就要开发出新型钻尖的刃磨设备.如何使设计制造出的刃磨设备结构最合理、运动关系是简单、制造成本最低,这是我们要考虑的一个重要问题.为解决这个问题,就要对刃磨参数的敏感性进行分析.对刃磨参数的敏感性分析主要是找出哪一些刃磨参数对几何参数最敏感,以便于对最敏感的参数加以控制.从而达到简化刃磨运动关系、简化机床结构的目的,同时也为新型钻尖刃磨机床的设计和控制提供可靠的理论依据.本文的第三章就是为此而构思的. 4.对新型钻尖的几何参数进行了分析,建立了一系列几何参数的数学模型,这就可以定量地求出几何参数的数值,从理论上分析新型钻尖几何角度分布的合理性,这有助于对钻尖的参数进行分析和精确控制.同时,对各几何参数的分布都用曲线或曲面来表示, 湖南大学机械制造及其自动化博士学位毕业论文 摘 要以增强其可视性. 5．横刃对钻头的切削性能影响很大.首先,钻头人钻时横刃起着定心的作用,从而影响到所钻孔的形状、位置和尺寸精度；其次,横刃产生的轴向力约占钻削轴向力的50．60％,从而,影响到钻头的寿命；因此,要对钻头横刃的廓形、几何角度的分布进行分析.为了提高钻头的钻削性能,还应该对钻头的横刃进行修磨.横刃修磨的方法有多种,但由于微钻头本身尺寸小,因此,以往的横刃修磨法都不适合于修磨微钻头的横刃,需要寻找一种切实可行的简便方法.本文从建立横刃修磨的数学模型入手,针对微型钻头的特点,提出了更适合于修磨微型钻头横刃的方法.对横刃的几何参数进行了分析,提出了横刃锋角的新概念.作者认为：横刃锋角可以用作衡量钻尖处的特性. 6．研究并开发了新型钻尖的CAD与仿真系统.所建立的一系列数学模型是很复杂的,求解它们是一件很困难的事,而且要对不同设计参数的结果进行比较,其计算工作量很大.为此,本文建立了新型钻头的CAD与仿真系统,其目的是将所有的数学模型程序化,将计算结果可视化,这就可以有效地解决数学模型求解的难题,简化计算工作量,提高设计精度、可靠性和工作效率,为新型钻尖的计算机设计和仿真提供手段. 7．根据所建立的数学模型及其计算与仿真的结果,实际加工出了新型钻头的螺旋槽,并设计制造出了新型钻尖的实验刃磨装置,刃磨出了新型钻头,修磨出了新型钻尖的横刃,实测结果与理论和仿真结果很好地相符.这一方面从实践证明所建立的钻尖的一系列数学模型、理论分析及CAD与仿真系统的正确性；另一方面也可以从实践证明新型钻头的刃磨方法、刃磨原理及其运动关系的正确性：同时,也为进一步开发新型钻头的实用型刃磨机床打下基础.本论文的第七章描述了所开发的新型钻尖实验用刃磨装置. 吕．对钻尖的入钻过程（主要是钻尖在入钻过程中产生的漂移）进行了分析和实验研究,这对微孔钻削的研究有着重要的意义. 研究表明：传统螺旋面钻头（共轴螺旋面钻头）和锥面钻头,其刃磨运动关系复杂,机床结构复杂,调整困难,刃磨时机床的运动坐标数多,参数难以控制,因此,虽然这两类钻头在实践．中被广泛采用,但由于在技术上存在上述这些难度,所以就不能经济地、精确地、高效
第二篇机械制造及其自动化设计论文样文：机械制造车间生产作业多智能体规划原理与板材套料优化方法的研究
制造资源规划(MRPⅡ)技术广泛应用于现代企业的生产计划和库存控制,MRPⅡ在现代计算机集成制造系统(CIMS)中的地位越来越重要.随着Internet相关技术的发展,MRPⅡ系统通过融入供应链管理和电子商务,发展成为企业资源规划(ERP).尽管ERP／MRPⅡ系统的应用可以为企业的生产管理提供诸如业务计划、材料需求计划、采购计划、能力计划和装配过程规划等技术支持,但是ERP／MRPⅡ难以完全适应我国企业车间生产管理的各种现实情况.在复杂多变的市场条件下,由于大型机电设备生产过程的固有复杂性,在机械制造车间的生产环境中应用ERP／MRPⅡ管理其生产过程,存在着很大的困难.生产作业规划和生产过程管理一直是车间管理中一项重要而困难的问题,生产调度问题本身还是一个NP组合优化难题.研究有效的生产作业规划与管理方法是一项具有重要理论意义和应用价值的课题.
下料生产是大型机电设备零件制造过程的第一道工序,其生产组织模式和管理水平直接影响设备的生产周期和制造成本.在作者参与的东方电机有限公司的CIMS应用工程中,为了提高零件毛坯下料的生产效率,实现其生产作业管理的自动化,降低原材料消耗,东方电机焊接车间计划对车间生产管理模式进行改造,实现下料生产过程的整体优化.围绕焊接车间建设下料生产作业规划与管理信息化系统的实际需求,本文研究提出了一整套改造车间生产管理模式的解决方案,及实现板材套料优化的技术思想.以此为基础,本文研究了 论文摘 要 基于多智能体技术的敏捷化车间生产作业规划与管理系统的技术原理,并开发了两个专用软件系统：运行于企业Intranet环境中的焊接车间生产作业规划与管理系统（CUtP卜 集成于该系统并适用于大规模零件优化套料的计算机辅助套料系统则estingCAD卜 本文在理论和实践中的主要特色包括： 山提出基于多智能体协同工作技术的敏捷化车间生产作业规划系统（AWPS）的一般原理模型.该模型吸收了制造执行系统（MES郴单元化制造系统KMS）的基本思想,通过Intranet集成于E助／MRPll系统,能够适用于我国大多数机械制造车间的自动化与信息化建设. C）在深入分析东方电机焊接车间现行生产作业管理模式及其业务流程的基础上,提出改进的焊接车间业务流程和运作机制,及车间生产作业规划系统的功能模型,设计了基于AWPS原理的焊接车lbJ下料生产作业规划与管理系统CU小S的多智能体软件系统模型. O）系统研究了大型发电设备焊件毛坯下料生产中的板材套料优化问题及其求解技术,建立了下料炉中板材套料优化问题的形式化描述和优化计算的数学模型,分析了这个问题的求解难度,提出求解此问题的基本求解策略和求解过程. O）设计了一套求解板材套料优化问题的简单启发式算法模型,并考查了其求解效果和主要问题.在分析应用计算智能方法求解该问题的必要性和可行性的基础上,提出了用计算智能方法求解该问题的基本技术思想.并建立了求解大型板材套料优化问题的分布式协同计算模型. 历）针对基本Hopfield模型应用于复杂规划问题求解时存在的两个重要缺陷：网络结构难以构造且易于陷入局部最优,提出一种在推广HOpfield模型基础上改进的随机神经网络模型,设计了实用的软件模拟算法模型.计算实验表明该模型适合于解诀板材套料优化问题和并行多机调度问题. 田）本文指出,求解复杂组合优化问题时,在遗传算法模型中采用一种基于组合对象编号排列）’匝序的基因编码更为有效.本文为这种基因编码设计了实用的选择、交叉、变异和其它高级遗传算子,并用计算实验证实了其寻优效果.文中采用该模型构造了求解板材套料优化和并行多机调度问题的优化算法.文中还研究了在企业Intranet环境中,分布式并行遗传算法的实现技术. 区夏 四川大学博士学位论文 ＊）提出一种充分考虑切割机最佳负载能力的并行多机生产任务分配的数学模型,设计了基于本文提出的随机神经网络方法和遗传算法模型的最优任务分配算法.这种重视能力差异的调度思想对虚拟企业的调度有重要的价值. （8）设计实现了焊接车间下料生产作业规划与管理系统CU小S.该系统已经交付企业,并根据实施策略分阶段投入实际运作.开发了集成于ClltPS的优化套料计算及排样图形系统原型NestingCAD,用于验证本文提出的板材套料优化技术思想的可行性和原理上的正确性,并为焊接车间的板材套料提供了一种实用的交互式图形辅助系统. （9）最后提出一种适合于数控火焰切割机床改造的经济型闭环数控系统的时间分割插补方法.该方法适用于各种复杂曲线的插补计算,并能充分发挥数控系统的效能.第三篇机械制造及其自动化设计论文范文模板：切点跟踪磨削法核心技术的研究
曲轴和凸轮轴是汽车发动机和其它内燃机的关键零件,需求量大,种类众多,加工精度要求高.因曲轴和凸轮轴的加工精度对发动机的性能起决定性的作用,所以其加工质量和加工效率将直接影响到汽车产品的质量和汽车工业的发展.为了实现曲轴和凸轮轴磨削加工的高效率、高精度和高柔性,提出了切点跟踪磨削法.本文系统地研究了根据切点跟踪磨削法原理设计曲轴磨床和凸轮轴磨床将涉及到的主要核心技术问题.
根据零件的特点分别建立了非圆零件切点跟踪磨削的运动模型.对曲轴连杆颈的切点跟踪磨削建立了两个运动模型,一个是按磨削点在连杆颈上匀速运动的原则建立的,提出了通过坐标转换把曲轴的切点跟踪磨削转换成典型的外圆磨削宋进行分析的新思路,并从运动学的角度分析了切点跟踪磨削法对加工误差的影响,探讨了切点跟踪运动对当量磨削厚度和磨削力的影响及变化规律,给出了修正后的运动模型,另一个是按砂轮架动力学特性最优的原则建立的,该模型能有效地减小砂轮架跟踪滞后导致的加工误差.基于磨削点恒线速运动的原则建立了凸轮切点跟踪磨削的运动方程,若满足恒线速磨削的条件,则砂轮架的加速度会比较大,一般会超过伺服电机的额定值,为了提高磨削效率,提出了分段恒线速磨削的修正算法. 以曲轴磨床为例分析了切点跟踪磨削法的磨削机理,探讨了磨床的结构设计、控制系统设计和其它相关的核心技术,分析了影响曲轴切点跟踪磨削法加工精度的因素以及提高加工精度的措施.采用数值仿真技术分析了采用切点跟踪磨削法磨削曲轴连杆颈时,影响磨削精度的主要误差源对尺寸精度和形状精度的影响程度和变化规律,分析了各误差源对曲轴连杆颈圆度形貌的影响,并提出了相应的误差补偿模型. 针对切点跟踪磨削法开发了一套专用的CAM系统,探讨了CAM系统的框架结构和各功能模块的基本功能,研究了各功能模块之间的信息传输并绘制了CAM系统的数据流图.讨论了CAM系统和磨床CNC系统之间的区别及二者的相互关系,使切点跟踪磨削法的工业解决方案(CAM系统+CNC系统)更加清晰和完整. 探讨了砂轮架伺服系统和机械传动系统之间的关系,建立了砂轮架机械传动系统的逆动力学方程.基于MATLAB/Simulink/SimMechanics开发了砂轮架逆动力学仿真软件,通过磨削曲轴连杆颈的典型算例,分析了砂轮架的运动规律与伺服电机的驱动力矩之间的关系,探讨了磨削力、摩擦力、头架转速、砂轮架质量和丝杆导程等因素对驱动力矩和速度的影响.利用通用多刚体动力学软件的仿真结果验证了砂轮架逆动力学仿真软件的正确性. 在分析砂轮架设计准则的基础上建立了砂轮架的动力学模型.在通用有限元软件ANSYS的基础上,利用APDL语言开发了专用的、参数化的砂轮架动态优化设计软第四篇机械制造及其自动化设计论文范例：激光深溶焊接小孔效应的理论和试验研究
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本文在分析现有激光深熔焊接研究成果的基础上,针对现有研究存在的主要问题,采用理论研究和试验研究相结合的方法,对激光深熔焊接过程中的小孔效应进行了较深入系统的研究.
论文首先选择GG17玻璃这种抗热震性好且软化温度与汽化温度相差较远的透明材料作为工件材料,采用特殊设计的实验装置,通过高速摄影方法首次清晰而完整地观测到了激光深熔焊接时的小孔形状.利用针孔扫描的原理,测量了聚焦光斑尺寸及光斑内的能量分布状况.试验研究了离焦量、焊接速度、激光功率等激光焊接工艺参数以及等离子体对激光深熔焊接小孔与熔池形状和尺寸的影响,结果表明：由于GG17玻璃的热传导系数很小,工件表面处的小孔直径主要取决于有效功率密度下的光斑直径,而与工件表面处的实际光斑直径没有简单的相等或比例关系,并与焊接速度关系不大；小孔的形状呈圆锥形,且圆锥角随小孔深度的增大而减小,当小孔深度较大时,由于不同深度处的小孔直径变化很小,可近似视为一圆柱体；小孔的弯曲程度与焊接速度密切相关,随着焊接速度的增大,小孔的弯曲程度加大；小孔深度随焊接速度的增大、离焦量的增大以及激光功率的减小而减小；由于GG17玻璃的电离能比金属材料高得多,不易形成光致等离子体,所以,在激光深熔焊接GG17玻璃的过程中,激光能量传输的主要方式是孔壁的多次反射吸收. 其次,论文系统地研究了小孔孔壁的反射吸收在激光深熔焊接过程中对激光能量传输的作用和影响.利用上面得到的小孔照片,通过测量可以确定小孔前后沿的形状,然后通过多项式拟合的方法得到了小孔前后沿的曲线方程.在实验测量的材料表面对激光的反射率的基础上,采用几何光学近似的方法,通过跟踪激光在小孔内的多次反射传输轨迹,分析和计算了聚焦高斯激光通过孔壁的多次反射吸收而在圆柱形小孔、圆锥形小孔和实际小孔等几种形状的小孔孔壁上的能量分布情况.计算结果表明：不论是圆柱形小孔、圆锥形小孔还是真实形状的小孔,孔壁的多次反射只对小孔下部孔壁上的激光功率密度有影响,而在小孔的上部,孔壁上的激光功率密度主要取决于直射光的功率密度；对于真实形状的弯曲小孔而言,不论是小孔前沿还是小孔后沿,孔壁上的激光功率密度分布主要取决于直射到小孔前沿的激光功率密度在多次反射后在孔壁上的分布；对于真实形状的弯曲小孔而言,经过孔壁的多次反射吸收以后,小孔前沿孔壁上的激光功率密度基本能均匀分布,但是对于小孔后沿,孔壁上的激光功率密度分布很不均匀,有些部位根本就没有激光照射,这意味着激光的能量主要是在小孔的前沿上被工件材料所吸收. 接着,论文系统地研究了小孔内部等离子体对激光的反韧致辐射吸收在激光深熔焊接过程中对激光能量传输的作用和影响.采用几何光学近似的方法,通过跟踪激光在小孔内的多次反射传输轨迹,分析和计算了聚焦高斯激光通过小孔内部等离子体对激光的反韧致辐射吸收而在圆柱形小孔、圆锥形小孔和实际小孔等几种形状的小孔孔壁上的能量分布情况.计算结果表明：小孔孔壁通过等离子体的反韧致辐射吸收的激光功串采度主要取决于等离子体对直射擞光的反韧致辐射吸收,小孔孔壁的多次反射光只对小孔下部孔丝的檄光功率密度分布有一些影响；小孔孔里沤过筹离子体的反韧致辐射吸收的激光功率密度大小和分布倩况与小孔的形状、尺寸、聚焦透镜焦距以及激光入射小孔的位辽等因素有关. 最后,在实验得到的小孔形状的基础上,通过分层假设小孔为圆柱体形且孔壁的温度维持为材料的汽化温度,建立了一个移动囫柱体面热源热传导模型和一个熔池对流流动模型；并分别采用有限差分法和有限元法对模型进行了戮值求解,得到了小孔周围的温度场和流场.通过模型计算结果与试验结果的比较,系统研究了小孔形状、尺寸以及焊接速度等参数对激光深熔焊接过程的影晌,分析了烙池对流流动在激光深熔焊接中的作用,研究了小孔形成和存在的机理．研灾结果表明：由于 这度的存在,小孔周围的温度梯度分獭不均匀的,小孔前沿的温度梯度比后沿大得多,从而导致小孔孔肇圆周上的热流密度分布也是不均匀的,小孔前沿的热流密度比后沿大一个戮量级．考虑烙池对流流动影响时,由于孔壁上损失的热蠢不仅包括热传导损失的热量,而且还包括烙池对流流动带走的热量,所以小孔孔壁损失的热流密度比鲍热传导时大.沤过比较小孔孔肇上损失的热流来度和小孔孔壁吸收的激光功率密度,发现：在小孔的前沿孔鳖上,反射吸收的激光功率密蟹和损失的热流密度大体上是平衡的.但在小孔的后沿孔壁上；出现了只有热流损失而无激光功壤穆憎圃这说明了在建立模型时所作出的整个小孔孔壁温度均处于汽化温度的假设是不推确的.没有滋光场牢赐射的小孔后沿区域不可能维持这样高的温度,平衡热流损失所需要的能量主要是通过熔池内熔码材料的对流流动由小孔前沿所带进来的.流场的计算结果显示,在激光深熔焊接过程中,除极少量的材料穿过小孔孔壁发生汽化提供小孔形成和存在所需耍的汽化膨胀压力外,绝大剖 融材料是沤过小孔外锁绕流到小孔后沿的第五篇机械制造及其自动化设计论文范文格式：面向精密制造与检测的机器视觉及智能算法研究
机器视觉以其检测精度高、快速、高效与非接触等的特点,在精密制造与检测领域发挥着重要作用,是提升装备制造业水平的重要途径.基于机器视觉的实时检测系统为智能制造提供了技术上的支持,以及物质上的准备.
根据我国装备制造业的内在需求,以及目前具备的研究基础、条件和优势,阐述了机器视觉与计算智能的研究背景与意义.论文从机器视觉的标定、微钻头的刃面检测、机器人手眼系统标定几个方面进行研究,为精密制造与检测水平的提高提供了理论与技术上的支撑,本文主要研究内容如下：
1．对机器视觉系统的物理模型进行了分析与研究,采用嵌入旋转矩阵的神经网络以及遗传算法对非线性模型的摄像机进行标定；当神经网络达到全局最优平衡位置时,使网络的前向计算与摄像机的物理模型相对应,即可根据神经网络的权值直接得到摄像机的内、外参数.
2．采用基于侧向抑制的正交学习的神经网络算法,以抽取自相关矩阵的最小特征值所对应的特征向量的方法,来获得机器视觉系统的空间3D信息与图像2D信息之间的变换关系,完成双目视觉系统的标定,以及与之相关的三维重建.
3．构建一个用于微钻头检测的神经网络,使其达到全局最优平衡位置的时候与需要拟合的微钻头棱边投影的椭圆方程或者主切削刃的直线方程等相一致.对神经网络的每一次训练所得到的权值进行归一化处理,得到单位权值矢量,该操作相当于遗传算法*异操作.并引入改进的粒子群算法,以获得全局最优解.
4．通过引入进化速度因子与聚集度因子两个指标,对粒子群优化算法的粒子个体的运动轨迹从纵向以及横向进行分析,根据粒子群优化算法中的惯性因子的特性,以及专家经验与推理,得到系统的惯性权重因子变化量的动态调整的模糊控制规则表；并采用模糊逻辑对其进行自适应地调整,使得优化算法更准确与更快速地找到全局最优解.在粒子群算法的每一次迭代完成之后,同样对粒子个体的位置进行归一化处理,获得权值的单位矢量.最后得到微钻头特征曲线的拟合方程.
5．在对机器人的手眼系统进行标定时,采用混合神经网络与交叉变异粒子群优化算法,使得所设计的神经网络包括手眼系统旋转部分的信息,当求解系统达到全局最优平衡位置时,由神经网络的权值获得机械臂末端执行器相对于安装于机器人机械臂的摄像机之间的位姿关系.精度分析显示,所提出的方法能够确保手眼关系中的旋转矩阵各矢量之间的正交关系.
在上述关键技术研究的基础上,完成了基于计算智能的机器视觉系统的标定,研发了PCB板微钻头的自动化检测系统,实现对机器人的手眼系统的定标,得到摄像机与机器人末端执行器之间的变换关系,最后通过标定、测试等实验,验证上述研究结果的正确性和可行性.这些研究有利于提高精密制造与检测技术的水平,也为推进我国机器视觉研究的发展及其应用提供一个新的维度.
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机械制造及其自动化设计引用文献:
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