工业机器人设计毕业论文开题报告

工业设计毕业设计开题报告

工业设计，简称ID。指以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行设计。我为你整理了工业设计毕业设计开题报告，希望对你有所参考帮助。

一、选题的意义与目的：

当今的玩具业已经迈进了前所未有的繁荣时期,幼儿的早期教育也受到越来越多家长的关注与重视,对于益智玩具就具有很更高的要求与更新的意义,因此,幼儿益智玩具的设计研究就具备现实与理论的必要性。在中国市场上玩具产品已经发展多年，数量庞大，种类也比较齐全，但缺少创新。特别地在互动方面，现在的玩具产品还是比较缺失，很多玩具都是小孩一个人玩的，极少有能与小朋友或者父母一起互动的玩具。而，2-3岁的宝宝是最需要父母引导或者能有自己的小伙伴一起玩的，这样他们获得的乐趣将远远大于自己一个人玩耍的乐趣，在对事物了解或者性格培养等方面也能更好的培养。多玩迷宫玩具就是一款以互动为主题创新设计的益智玩具。它以各种故事为背景，在家长或者伙伴的陪同下一起闯荡迷宫，极具互动性和可以玩性。它具有多种模式，不管是一个人还是和父母还是和几个伙伴，都可以玩。它能给孩子了解各种各样的故事背景，在闯荡迷宫时培养孩子的选择判断能力提高孩子的逻辑思维，在玩耍的过程中提高孩子的注意力和动手能力等。能给宝宝的发展带来各方面的锻炼和提高。

二、文献综述：

儿童益智玩具兴起于最近十几年，它拥有相当长的历史。按益智玩具制作工艺和材料分类，益智玩具的发展分为传统阶段和现代阶段。在传统阶段，益智玩具以传统的手工艺为技术基础，用简单的材料制作而成。随着社会生产力的发展，现代科技手段融入益智玩具当中，益智玩具发展也就进入了现代阶段。在现代阶段，现代科学技术被人类所利用，人们从空间、节奏、视觉等智力方面进行设计研究，设计出有助于儿童创造思维能力发展的益智玩具。随着我们生活水平的提高，家长们对孩子的智力培养的逐步重视，益智类玩具深受家长的欢迎，儿童益智玩具消费也越来越高。现在，我国很多新夫妇只能拥有一个孩子，他们把希望都寄托在孩子身上，希望孩子能接受好的教育使儿童益智玩具市场快速发展。儿童玩具设计应遵循的几个设计原则。

1、安全性原则

儿童益智玩具的安全性体现在儿童正常使用玩具的过程中，不受到来自玩具方面的任何伤害，即使在无意识中进行了错误的操作，也能将伤害降到最低限度，从而保证儿童的安全。现在，每对夫妻只有一个孩子，孩子是父母的希望和寄托，他们的健康和安全吸引着所有家庭成员的关注，由于一些儿童益智玩具结构设计的不合理性导致儿童受到伤害。因此，儿童益智玩具的安全性对于孩子和家长显得十分重要。活泼好动是儿童的天性，同时儿童不能精准地控制身体，他们的感官系统发育还不是很成熟，并且没有自我保护意识，他们将面对很多的安全性问题。儿童益智玩具可能存在诸多安全问题，如剌伤、夹伤等安全问题。所以设计师在设计儿童益智玩具时，应选用环保、耐用的材料，设计出对儿童健康有益的儿童玩具。儿童玩具的外部结构要无尖角，多使用整体结构，减少玩具表面洞、眼的造型设计，并确保零件之间的牢固性，避免零件脱落，让儿童意外的吞食。儿童益智玩具的配件尺寸不宜过小，并且禁止设计食品模样或带有食品气味的玩具，这样可以有效地降低儿童误食或误插入口的概率。

设计师在设计儿童玩具时，对玩具操作作一些限制，避免儿童误操作给儿童带来伤害。例如采用物理结构约束方法，同时还要为使用者提供使用说明，这些可以帮助家长正确引导儿童安全地使用玩具。

2、益智性原则

益儿童益智玩具的益智性表现在开发儿童智力、创造力等潜能方面。玩具的主要功能是供儿童娱乐，儿童在玩中获得快乐，同时儿童获得知识和生活技能。现今，家长越来越重视儿童智力发展，随着儿童年龄增加，儿童的能力也得到了不断提高。儿童有较强的模仿学习能力，普通的玩具不再能满足他们的需求，玩具也从单纯的娱乐性向多功能性转化，学习和教育功能的儿童益智玩具的必备功能，设计必须把它列入重点考虑对象。如果设计者设计出的儿童益智玩具能得到使用者喜爱，并让还在获得快乐，同时有助于而的智力发展，这类儿童益智玩具必能获得家长的认可。儿童益智玩具要能够开发儿童的早期智力，有利于儿童的思维能力和创造能力的培养，同时也能促进孩子的大脑发育，有助于孩子的感官能力和思维能力的发展，孩子的好奇心也能得到满足。儿童益智玩具激发儿童学习的兴趣，掌握知识和生活技能。儿童在玩玩具的过程中，需要肢体的配合，这能很好地训练儿童的身体协调，有助于儿童完善他们的精细动作。

3、互动性原则

就儿童益智玩具的互动性体现在参与、互动，带给儿童身体和心理上的满足。儿童喜欢模仿，好玩，好客，合群，具有超凡的想象力，他们喜欢参加集体的`游戏，在活动中他们表现很积极。设计师要熟知儿童的这种心理特点，设计出具有较强互动性的儿童益智玩具，可以更好地调动他们的积极性，让他们更加投入游戏中，体验互动带来的乐趣。通过带有互动性的玩具使人与人之间产生互动，父母和孩子可以通过玩具进行互动交流，这样可以有助于形成良好的家庭生活氛围，培养孩子的语言能力和交往能力。让孩子经常参加亲子互动活动，孩子喜欢父母在身边，可以更好的让孩子感受到父母的关爱。带有互动性的儿童玩具还有很多，如角色扮演游戏，孩子们带着面具，进行角色表演，可以让儿童体验角色的社会身份，了解他们身份的社会意义。儿童在游戏中，他们需要与人交流，这可以训练儿童的思维能力和语言表达能力。儿童在参加活动游戏中，要全身心地投入其中，使他们体验生活，参与生活，成为生活的主人，这都有助于儿童智力的发展，也培养他们交往能力，促使儿童良好性格的完善。

三、儿童玩具设计现状

儿童益智玩具有着广阔的消费市场，由于城乡收入水平的不同，使得我国有着不同档次和品种的儿童益智玩具，让人们有更多的选择空间。根据SMR调查表明，随着我国城乡居民生活水平的提高，家长将越来越重视对儿童的教育问题，他们对孩子智力开发投入很大金钱。而玩具可以很好开发儿童智力，因此儿童益智玩具迎合了家长们的心理需求，他们希望自已的孩子成龙成凤。在玩具市场快速发展的同时，中国内地玩具市场功能单一、造型刻板、无差异、无个性的低端经营状态显露无疑，传统玩具越来越不能满足孩子和家长的消费需求，而欧美市场中儿童玩具的教育性和智能化趋势发展迅猛，玩具智能化成为玩具行业新潮流。将开发儿童潜能、启迪儿童智力、能巧妙地结合在一起，因此玩、教融为一体的潜能开发玩具一枝独秀，深受众多家长和儿童的青睐。

四、设计思路

通过对市场上现有产品和消费者的调查研究，针对中国市场现有儿童益智玩具的缺失或不足之处进行创新设计，设计一款能促进儿童与父母交互，培养儿童智力，品性等的益智玩具。2-3岁的宝宝已经有自己想法对新世界的奇特充满好奇并且有一定的思考能力。在生活上热衷于模仿父母长辈的动作行为。所以此阶段的儿童最需要的是父母或者伙伴的陪同，互动。在互动过程中他们通过参照，模仿同伴或者父母的行动，声音等从而快速的获得各类成长的知识。本产品设计就是从儿童玩具市场在互动方面的不足出发，创新设计一款互动性的益智玩具。玩具有多种模式，游戏中父母与小孩各自扮演不同角色，在迷宫中闯荡。儿童在玩的过程中不但能获得各类成长知识还能与父母伙伴发生情感交流，增强他们之间的感情联系！

五、论文提纲

（一）题目：多玩迷宫玩具设计

（二）关键词：儿童、益智、玩具，创新设计

（三）儿童益智玩具调研

儿童益智玩具市场调查

儿童益智玩具的设计原则

（四）设计方案

使用对象

功能定位

形态定位

（五）设计评价

（六）总结

六、进度安排

－.针对项目情况进行调研

开展现状资料调研工作。利用约三周时间进行调研和现状资料整理工作，绘制关于现状情况的各类分析图，并由此推出设计方向和重点从而确定自己设计主题。

－设计方案初稿

主题确定后开始构思，初稿以手绘方式进行，内容以总平面和平面布局方案为主。老师对初稿提出修改意见，并提出二稿要求。

－设计方案二稿及审查

二稿以计算机绘制，内容应包括方案的全部图纸，布图和格式可暂不考虑。老师对二稿提出修改意见，并提出终稿要求。

20xx－设计方案终稿

终稿以计算机绘制，内容应包括方案的全部图纸，布图和格式已基本确定。对终稿修改，并期间去定做展示所需展示材料。

－终设计文本、展板、模型

对设计方案作最后调整，并完成最终设计成果，做成实体模型。

－打印输出、完成展示效果

将电脑稿打印输出，对作品进行排版布局，以及展台布置，完成最终展示效果。

七、参考文献

[1]潘丽萍.寻找适合孩子成长的路径——访中国多元智能教育协会理事长张开冰[J].山西教育，2006年，1期

[2]张军强.儿童的美术教育[J].新视觉艺术，2009年，3期

[3]王文斌.文献题名[D].体验性儿童玩具设计应用研究[D].浙江：浙江理工大学，2009.

[4]于晓燕.在教育游戏中开发儿童的多元智能[J].信息技术，2009年，7期[5]王喜海.正确认识儿童和儿童生活[J].幼儿教育，2003年，7期

[6]吴玉树.儿童玩具的艺术教育功能:武汉理工大学硕士学位论文库

[7]许政涛.幼儿园游戏与玩具.北京：北京师范大学出版社，2001

[8]丁海东.学前游戏论.济南：山东人民出版社，2001

[9]钱玲娟.玩具伴孩子健康成长.北京：人民卫生出版社，2000

[10]靳桂芳.玩具设计个性化要求及相关问题.天津轻工业学院学报，2003

[11]孟海、徐秋枫.影响儿童玩具设计的因素.河南轻工业高等专科学校学报，2000

[12]鲁道夫·谢弗、王莉.儿童心理学.电子工业出版社,2010

[13]黛安娜帕帕拉、陈福美.孩子的世界:0-3岁儿童心理百科.人民邮电出版社,2011

[14]李斌.玩具与儿童.合肥工业大学出版社,20xx

一、选题的依据及课题的意义

选题的依据：现如今，在这个人口已经达到66亿的地球上，它承载着大多的压力。是地球给了我们生命，而现在随着世界各地的经济发展需求，地球的整个生态平衡已经遭到了人类严重的破坏。像近几年来，全球的气候逐渐变暖，极端天气频繁出现。归根结底，这些都是因为我们人类肆意的砍伐森林、汽车的尾气排放以及焚烧化石矿物质所排出来的二氧化碳等原因造成的。无疑，这样肆无忌惮地破坏环境，人类将会受到地球的惩罚的。为此，我选择以“保护环境”为主题，创作flash作品，以此呼吁人类保护环境，爱护我们共同的家园。

课题的意义：在处于发展中的我国，虽然对一些森林砍伐、汽车节能减排在政策上有一些节制，但是还是有很多人钻法律空子，为谋求利益，私自对森林肆意砍伐。这些都是我们不想看到的。如果想要彻底根治这些不良行为，必须得加大宣传力度，让每个人心里面都谨记那些不良行为所带来的灾难。而这，也正是我想做的，通过用flash制作出来的生动、逼真的画面来警示人们二氧化碳带来的危害，并呼吁人们携起手来共同保护环境。

二、研究概况及发展趋势综述

在“保护环境”这部公益短片中，会运用到Flash里很多常用的表现方法。例如：简化主题、循环法、再加工法等。我们着重讨论一下循环法的灵活运用，这是我们最经常用到的一种表现方法。打个比方，树上的树叶在树上不停的晃来晃去的。详细的制作方法为：首先，新建一个影片剪辑元件，在第一帧插入一个关键帧然后将树跟树叶都绘制出来，然后在第三帧跟第五帧都分别插入关键帧，选择第三帧，将要移动的树叶调整移动位置的中间帧，接着在第五帧上继续对树叶进行移动，在完成对树叶飘动的动作后，分别在第二帧跟第四帧创建补间动画，树叶在飘动元件就制作完成了。这种循环法在本次创作的短片中会运用到很多地方，它不但能使人感觉树的生机勃勃，更能使你联想翩翩，还不会让人感觉画面的僵硬没生机。

近几年来，各个国家都在不断的对保护地球环境加大宣传力度，以达到实现全人类对各类环保概念的认识和学习。但我们都知道，宣传是离不开影视宣传的，当然，我们所学的动画，也是影视宣传的一类。而且在我们平时的生活中，动画宣传片占到了很重的比例。

Flash动画宣传片的制作不需要很多的人力、物力以及太多的资金投入，而且跟相同的影视制作要廉价很多，所产生的效果那也是不一样的。用FLASH制作的宣传短片，生动形象，容易给人留下深刻的印象。

三、研究内容及实验方案

本课题主要研究的内容是Flash动画在环境保护公益广告中的运用以及作用，由于现阶段全球在掀起一股保护生态环境热，所以选择公益广告《保护环境》作为创作主题。

在创作过程中，综合运用滤镜、遮罩、帧的灵活切换以及脚本的使用，分别对它们进行分析并实践。

在场景的设计中，在色彩以及造型的创作上，会创作出给人一种难忘的物体，使作品更有感染力、吸引力，以达到最佳宣传的效果。

在整个方案中，有一个完整的步骤，现在正进行到对一些资料的收集，以及对它进行一系列的分析，下一步还会收集一些优秀的Flash公益宣传片进行学习跟探讨，然后再把整个收集好的资料跟好的宣传片进行整理、分类等，从而更好的为这个主题进行研究。

四、目标、主要特色及工作进度

目标：

完成公益广告《保护环境》的设计与制作，并希望能够起到人类对保护生态自然环境的警觉，能让大家都能用内心来保护我们的地球。使得地球成为一个绿色地球，而不是一个失去生态平衡的地球。

主要特色；

在通过对整个过程以及作品的研究后，所创作出来的公益广告，其在叙事结构上会有很大的突破，在剧本方面，会通过翻阅一些资料以及文献，并在里面找到一些创作灵感，使其保护环境的主题更容易让人理解，而且不缺幽默。在技术上，我会用很充足的时间来做，它定会是一个一眼难忘的作品。

工作进度：

20xx年xx月-20xx年xx月，阅读文献，观看作品，完成开题报告。

20xx年x月-20xx年x月，剧本创作，并根据剧本绘制分镜头台本。

20xx年x月下旬-20xx年x月下旬，运用技术进行毕业设计作品创作。

20xx年x月下旬20xx年x月上旬，完善作品，送交审阅。

机械专业毕业论文开题报告范文（精选6篇）

在生活中，报告与我们愈发关系密切，要注意报告在写作时具有一定的格式。那么什么样的报告才是有效的呢？下面是我整理的机械专业毕业论文开题报告范文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

论文题目：

MC无机械手换刀刀库毕业设计开题报告

本课题的研究内容

本论文是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型立式加工中心无机械手换刀刀库。主要完成以下工作：

1、调研一个加工中心，了解其无机械手换刀刀装置和结构。

2、参照调研的加工中心，进行刀库布局总体设计。画出机床总体布置图和刀库总装配图，要有方案分析，不能照抄现有机床。

3、设计该刀库的一个重要部分，如刀库的转位机构(包括定位装置，刀具的夹紧装置等)，画出该部件的装配图和主要零件(如壳体、蜗轮、蜗杆等3张以上工作图。

4、撰写设计说明书。

本课题研究的实施方案、进度安排

本课题采取的研究方法为：

(1)理论分析，参照调研的加工中心，进行刀库布局总体设计。

进度安排：

收集相关的毕业课题资料。

完成开题报告。

完成毕业设计方案的制定、设计及计算。

完成刀库的设计

完成毕业设计说明书。

毕业设计答辩。

主要参考文献

[1] 廉元国,张永洪. 加工中心设计与应用 [M]. 北京:机械工业出版社,

[2] 惠延波,沙杰.加工中心的数控编程与操作技术 [M]. 北京:机械工业出版社

[3] 励德瑛.加工中心的发展趋势 [J]. 机车车辆工艺,1994,6

[4] 徐正平.CIMT2001 加工中心评述[J]. 制造技术与机床,2001,6

[5] 刘利. FPC-20VT 型立式加工中心[J]. 机械制造,1994,7

[6] 李洪. 实用机床设计手册 [M]. 沈阳:辽宁科学技术出版社,

[7] 刘跃南.机械系统设计[M].北京:机械工业出版社,

[8] Panasonic 交流伺服电机驱动器 MINASA 系列使用说明书

[9] 成大先.机械设计手册第四版第 2 卷[M]. 北京:化学工业出版社,

[10] 成大先.机械设计手册第四版第 3 卷[M]. 北京:化学工业出版社,

1 课题提出的背景与研究意义

课题研究背景

在数控机床移动式加工中移动部件和静止导轨之间存在着摩擦，这种摩擦的存在增加了驱动部件的功率损耗，降低了运动精度和使用寿命，增加了运动噪声和发热，甚至可能使精密部件变形，限制了机床控制精度的提高。由于摩擦与运动速度间存在非线性关系，特别是在低速微进给情况下，这种非线性关系难以把握，可能产生所谓的尺蠖运动方式或混沌不清的极限环现象，严重破坏了对微进给、高精度、高响应能力的进给性能要求。为此，把消除或减少摩擦的不良影响，作为提高机床技术水平的努力方向之一。该课题提出的将磁悬浮技术应用到数控机床加工中，即可以做到消除移动部件与静止导轨之间存在的摩擦及其不良影响。对提高我国机床工业水平及赶上或超过国际先进水平具有重大意义，且社会应用前景广阔。

课题研究的意义

机床正向高速度、高精度及高度自动化方向发展。但在高速切削和高速磨削加工场合，受摩擦磨损的影响，传统的滚动轴承的寿命一般比较短，而磁悬浮轴承可以克服这方面的不足，磁悬浮轴承具有的高速、高精度、长寿命等突出优点，将逐渐带领机电行业走向一个没有摩擦、没有损耗、没有限速的崭新境界。超高速切削是一种用比普通切削速度高得多的速度对零件进行加工的先进制造技术，它以高加工速度、高加工精度为主要特征，有非常高的生产效率，磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点，而被应用于超高速主轴系统中。要实现高速切削，必须要解决许多关键技术，其中最主要的就是高速切削主轴系统，而选择合理的轴承型式对实现其高转速至关重要。其中，磁悬浮轴承是高速切削主轴最理想的支承型式之一。磁悬浮轴承可以满足超高速切削技术对超高速主轴提出的性能要求。但它与普通滑动或滚动轴承的本质区别在于，系统开环不稳定，需要实施主动控制，而这恰恰使得磁悬浮轴承具有动特性可控的优点磁悬浮轴承是一个复杂的机电磁一体化产品，对其精确的分析研究是一项相当困难的工作，如果用实验验证则会碰到诸如经费大、周期长等困难，在目前国内情况下不能采取国外以试验为主的研究方法，主要从理论上进行研究，利用计算机软件对磁悬浮控制系统进行仿真是一种获得磁悬浮系统有关特征简便而有效的方法。这就是本课题的研究目的和意义。

2 本课题国内外的研究现状

磁悬浮轴承的应用与发展可以说是传统支承技术的革命。由于具有无机械接触和可实现主动控制两个显著的优点，主动磁悬浮轴承技术从一开始就引起了人们的重视。磁悬浮轴承的研究最早可追溯到1937年，Holmes和Beams利用交流谐振电路实现了对钢球的悬浮。自1988年起，国际上每两年举行一届磁悬浮轴承国际会议，交流和研讨该领域的最新研究成果；1990年瑞士联邦理工学院提出了柔性转子的研究问题，同年教授提出了数字控制问题；1998年瑞士联邦理工学院的和等人提出了无传感器磁悬浮轴承。近十年，瑞士、美国、日本等国家研制的电磁悬浮轴承性能指标已经很高，并且已成功应用于透平机械、离心机、真空泵、机床主轴等旋转机械中，电磁悬浮轴承技术在航空航天、计算机制造、医疗卫生及电子束平版印刷等领域中也得到了广泛的应用。纵观2006年在洛桑和托里诺召开的第10界国际磁轴承研讨会，磁轴承主要应用研究为磁轴承在高速发动机、核高温反应堆（HTR-10GT）、人造心脏和回转仪等方面。国内在磁悬浮轴承技术方面的研究起步较晚，对磁悬浮轴承的研究起步于80年代初。

1983年上海微电机研究所采用径向被动、轴向主动的混合型磁悬浮研制了我国第一台全悬浮磁力轴承样机；1988年哈尔滨工业大学的陈易新等提出了磁力轴承结构优化设计的理论和方法，建立了主动磁力轴承机床主轴控制系统数学模型，这是首次对主动磁力轴承全悬浮机床主轴从结构到控制进行的系统研究；1998年，上海大学开发了磁力轴承控制器（600W）用于150m制氧透平膨胀机的控制；2000年清华大学与无锡开源机床集团有限公司合作，实现了内圆磨床磁力轴承电主轴的'工厂应用实验。目前，国内清华大学、西安交通大学、国防科技大学、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学等等都在开展磁悬浮轴承方面的研究。2002年清华大学朱润生等对主动磁悬浮轴承主轴进行磨削试验，当转速60000r／min、法向磨削力100N左右时，精度达到小于8m的水平，精磨磨削效率基本达到工业应用水平。2003年6月，南京航空航天大学磁悬浮应用技术研究所研制的磁悬浮干燥机的性能指标已通过江苏省技术鉴定，向工业应用迈出了可喜的一步。2005年“济南磁悬浮工程技术研究中心”研制的磁悬浮轴承主轴设备，在济南第四机床厂做磨削试验，成功磨制出一个内圆孔工件，这是我国第一个用磁悬浮轴承主轴加工的工件。此项技术填补了国内空白。近几年来，由于微电子技术、信号处理技术和现代控制理论的发展，磁悬浮轴承的研究也取得了巨大进展。

从总体上看，磁悬浮轴承技术正向以下几个方向发展：

(1)理论分析更注重系统的转子动力学分析，更多地运用非线性理论对主动

磁悬浮转子系统的平衡点和稳定性进行分析；更注重建立系统的非线性耦合模型以求得更好的性能。

(2)注重系统的整体优化设计，不断提高其可靠性和经济性，以期获得磁悬浮轴承更加广泛的应用前景。

(3)控制器的实现越来越多的采用数字控制。为达到更高的性能要求，控制器的数字化、智能化、集成化成为必然的发展趋势。由于数字控制器的灵活性，各种现代控制理论的控制算法均在磁悬浮轴承上得到尝试。

(4)发展了多种新型磁悬浮轴承如：无传感器磁悬浮轴承、无轴承电机超导磁悬浮轴承、高温磁悬浮轴承。此外，磁悬浮机床主轴在各方面也有较大的发展空间如：高洁净钢材Z钢和EP钢的引入；陶瓷滚动体，重量比钢球轻40%；润滑技术的开发，对于高速切削液的主轴，油液和油雾润滑能有效防止切削液进入主轴；保持架的开发，聚合物保持架具有重量，自润滑及低摩擦系数的特点从应用的角度看，磁悬浮轴承的潜力尚未得到的发掘，而它本身也未达到替代其它轴承的水平，设计理论，控制方法等都有待研究和解决。

3 课题的研究目标与研究内容

研究目标

控制器是主动控制磁悬浮轴承研究的核心，因此正确选择控制方案和控制器参数，是磁悬浮轴承能够正常工作和发挥其优良性能的前提。该课题主要研究单自由度磁悬浮系统，其结构简单，性能评判相对容易、研究周期短，并且可以扩展到多自由度磁悬浮系统的研究。针对磁悬浮主轴系统的非线性以及在控制方面的特点，该课题探索出提高系统总体性能和动态稳定性的有效控制策略。

主要研究内容

（1）阐述课题的研究背景与意义，对国内外相关领域的研究状况进行综述。

（2）对磁悬浮机床主轴的动力学模型进行分析，并将其数值化、离散、解耦和降阶等，为后续研究

1、 目的及意义(含国内外的研究现状分析)

本人毕业设计的课题是”钢坯喷号机行走部件及总体设计”,并和我的一个同学(他课题是“钢坯喷号机喷号部件设计”)一起努力共同完成钢坯喷号机的设计。我们的目的是设计一种价格相对便宜，工作性能可靠的钢坯喷号机来取代用人工方法在钢坯上写编号。

对钢坯喷号是钢铁制造业必然需要存在的一个环节，这是为了实现质量管理和质量追踪。我们把生产钢坯对应的连铸机号、炉座号、炉号、流序号以及表示钢坯生产时间的时间编号共同组成每块钢坯的唯一编号，适当的写在钢坯的表面。这样就在钢铁厂的后续检验或在客户使用过程中，如果发现钢坯的质量有问题，就可以根据这个编号来追踪到生产这个钢坯的连铸机、炉座、炉号、流序及时间等重要信息，及早的发现并解决生产设备中存在的问题。

目前，在国外像日本、美国等一些发达国家已经实现了对钢坯的自动编号，虽然其辅助设备较多，价格较贵，但大大提高生产的自动化进程和效率。并且钢坯喷号机具有设备利用率高、位置精度高、可控制性能好等优点。而在国内，除了少数的几家大型钢铁企业(宝钢、鞍钢等)引进了自动钢坯喷号机，大部分的钢铁企业仍然处在人工编号的阶段。

实现钢坯喷号的机械化和自动化是提高生产效率和降低生产成本的重要途径之一，钢坯喷号机无论在国内还是国外都会有很大的市场。一方面因为人工的工艺流程不但浪费了大量的能量，而且打断了生产的自动化进程，从而致使生产效率降低，生产成本增加。另一方面由于生产钢坯的车间温度很高，有强烈的热辐射，同时还有大量的水蒸气和粉尘，因此对其中进行人工编号的工人的劳动强度非常大，并且对身体是一种摧残，容易得职业病。所以无论从那个方面看都急需一种价格相对便宜，工作性能可靠的钢坯喷号机来代替人工编号。

作为一个大学生，毕业设计对我来说是展示我大学四年学习成果的一个机会，也是对我的综合能力的一个考验。我本人对“钢坯喷号机行走部件及总体设计”的课题也非常感兴趣，我一定会努力完成这次毕业设计的。总的来说，钢坯喷号机对于钢铁厂和这次毕业设计对于我都是具有现实意义的。

2、基本内容和技术方案

本课题是基于机械设计与电子控制结合的技术来设计钢坯喷号机。经连连轧的钢坯规格为160mmx200mm的方形钢坯，用切割机割成定长，由300mm宽的输出通道送出。

1.基本内容

先拟定钢坯喷号机的总体方案，然后确定钢坯喷号机行走部件的传动方案及结构参数，最后画出钢坯喷号机行走部件的装配图以及零件图。

2.系统技术方案

(1)工作过程：启动机器PLC控制步进电机带动钢坯喷号机到相应的位置，按下启动键发送控制信号传到控制部件(PLC)，控制部件发出控制命令给执行部件(主要是行走部件及喷号部件，行走部件带动喷头靠近钢坯表面，然后喷头进行喷号)，喷号完成后喷头上升并清洗号码牌。再次移动喷号到下一个钢坯处。

(2)要求实现的功能：行走部件功能(喷号机整体左右的移动，喷号部件的上下前后移动，喷头的左右移动)、喷号部件功能(喷头喷号，清洗号码牌，号码牌的更换)。其中号码为(0—9)十个数字，号码可以变化更换。每个号码大小为35mmx15mm，号码间距为5mm。

(3)实现方案：

行走功能的实现：由于在钢坯上喷号并不需要很精确的定位，所以采用人工控制步进电机的方式移动整体喷号机来粗调。采用液压缸提供动力来推动喷号部件，并采用行程开关控制电机来实现喷号部件上下移动，下行程开关可以控制喷号部件与钢坯表面之间的间距和发出信号使喷头开始喷涂料并向右移动。采用液压缸推动，滚轮在导架上滚动的方式实现喷好机构的前后移动，并采用行程开关控制电机来实现喷头的左右移动，右行程开关可以控制喷头停止喷涂料并回到初始位置和喷号部件向上移动。

喷号功能的具体实现方案由和我一组的同学确定。

3、进度安排

3-4周 认真阅读和学习有关资料和知识，并翻译英文文献

5-7周 钢坯喷号机行走部件的传动方案及总体设计

8-9周 确定钢坯喷号机行走部件结果参数

10-13周 完成钢坯喷号机行走部件装配图及零件工作图

14-15周 准备并进行毕业答辩

1. 设计（或研究）的依据与意义

十字轴是汽车万向节上的重要零件，规格品种多，需求量大。目前，国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产，其工艺过程为：制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大，锻件加工余量和尺寸公差大，因而材料利用率低；而且工艺环节多，锻件质量差，生产效率低。

相比之下，十字轴冷挤压成形的具有以下优点：

1、提高劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件，能使生产率大大提高。

2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级，表面粗糙度可达Ra O．2～1．6。因此，用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。

3、提高零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度高于原材料的强度。

4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，提高材料的利用率，从而使零件成本大大降低。

2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述

利用切削加工方法加工十字轴类零件，生产工序多，效率低，材料浪费严重，并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件，加热时产生氧化、脱碳等缺陷，必然会造成能源的浪费，并且后续的机加工不但浪费大量材料，产品的内在和外观质量并不理想。

采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴，锻件无飞边，可显着降低生产成本，提高产品质量和生产效率：

（1）不仅能节省飞边的金属消耗，还能大大减小或消除敷料，可以节约材料30﹪；由于锻件精化减少了切削加工量，电力消耗可降低30﹪；

（2）锻件质量显着提高，十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断，扭转疲劳寿命指标平均提高2~3倍；

（3）由于一次性挤压成型，生产率提高25%.

数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型，可以在昂贵费时的模具或附具制造之前，在计算机中对工艺的全过程进行分析，不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息，而且可预测存在的缺陷；通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律，进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、提高生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。

目前，用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中，DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况，是降低制造成本，缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性，模拟引擎在大金属流动，行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。

3. 课题设计（或研究）的内容

1）完成十字轴径向挤压工艺分析，完成模具总装图及零件图设计。

2）建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。

3）十字轴径向挤压成形过程数值模拟。

4）相关英文资料翻译。

4. 设计（或研究）方法

1）完成十字轴径向挤压成形工艺分析，绘制模具总装图及零件图。

2）写毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。

3）完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。

4）查阅20篇以上与课题相关的文献。

5）完成12000字的论文。

6）翻译10000个以上英文印刷符号。

5. 实施计划

04-06周：文献检索，开题报告。

07-10周：进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。

11-13周：进行数值模拟。

14-16周：撰写毕业论文。

17周：进行答辩。

一、毕业设计题目的背景

三级圆锥—圆柱齿轮减速器，第一级为锥齿轮减速，第二、三级为圆柱齿轮减速。这种减速器具有结构紧凑、多输出、传动效率高、运行平稳、传动比大、体积小、加工方便、寿命长等优点。因此，随着我国社会主义建设的飞速发展，国内已有许多单位自行设计和制造了这种减速器，并且已日益广泛地应用在国防、矿山、冶金、化工、纺织、起重运输、建筑工程、食品工业和仪表制造等工业部门的机械设备中，今后将会得到更加广泛的应用。

二、主要研究内容及意义

本文首先介绍了带式输送机传动装置的研究背景，通过对参考文献进行详细的分析，阐述了齿轮、减速器等的相关内容；在技术路线中，论述齿轮和轴的选择及其基本参数的选择和几何尺寸的计算，两个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍；为毕业设计写作建立了进度表，为以后的设计工作提供了一个指导。最后，给出了一些参考文献，可以用来查阅相关的资料，给自己的设计带来方便。

本次课题研究设计是大学生涯最后的学习机会，也是最专业的一次锻炼，它将使我们更加了解实际工作中的问题困难，也使我对专业知识又一次的全面总结，而且对实际的机械工程设计流程有一个大概的了解，我相信这将对我以后的工作有实质性的帮助。

三、实施计划

收集相关资料：20XX年4月10日——4月16日

开题准备： 4月17日——4月20日

确定设计方案：4月21日——4月28日

进行相关设计计算：4月28日——5月8日

绘制图纸：5月9日——5月15日

整理材料：5月15日——5月16日

编写设计说明书：5月17日——5月20日

准备答辩：

四、参考文献

[1] 王昆等 机械设计课程设计 高等教育出版社,1995.

[2] 邱宣怀 机械设计第四版 高等教育出版社,1997.

[3] 濮良贵 机械设计第七版 高等教育出版社,2000.

[4] 任金泉 机械设计课程设计 西安交通大学出版社,2002.

[5] 许镇宁 机械零件 人民教育出版社,1959.

[6] 机械工业出版社编委会 机械设计实用手册 机械工业出版社,2008

1. 设计（或研究）的依据与意义

十字轴是汽车万向节上的重要零件，规格品种多，需求量大。目前，国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产，其工艺过程为：制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大，锻件加工余量和尺寸公差大，因而材料利用率低；而且工艺环节多，锻件质量差，生产效率低。

相比之下，十字轴冷挤压成形的具有以下优点：

1、增强劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件，能使生产率大大增强。

2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级，表面粗糙度可达Ra O．2～1．6。因此，用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。

3、增强零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度高于原材料的强度。

4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，增强材料的利用率，从而使零件成本大大降低。

2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述

利用切削加工方法加工十字轴类零件，生产工序多，效率低，材料浪费严重，并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件，加热时产生氧化、脱碳等缺陷，必然会造成能源的浪费，并且后续的机加工不但浪费大量材料，产品的内在和外观质量并不理想。

采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴，锻件无飞边，可显着降低生产成本，增强产品质量和生产效率：

（1）不仅能节省飞边的金属消耗，还能大大减小或消除敷料，可以节约材料30％；由于锻件精化减少了切削加工量，电力消耗可降低30％；

（2）锻件质量显着增强，十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断，扭转疲劳寿命指标平均增强2~3倍；

（3）由于一次性挤压成型，生产率增强25%.

数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型，可以在昂贵费时的模具或附具制造之前，在计算机中对工艺的全过程进行分析，不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息，而且可预测存在的缺陷；通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律，进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、增强生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。

目前，用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中，DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况，是降低制造成本，缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性，模拟引擎在大金属流动，行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。

3. 课题设计（或研究）的内容

1）完成十字轴径向挤压工艺分析，完成模具总装图及零件图设计。

2）建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。

3）十字轴径向挤压成形过程数值模拟。

4）相关英文资料翻译。

4. 设计（或研究）方法

1）完成十字轴径向挤压成形工艺分析，绘制模具总装图及零件图。

2）毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。

3）完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。

4）查阅20篇以上与课题相关的文献。

5）完成12000字的论文。

6）翻译10000个以上英文印刷符号。

5. 实施计划

04-06周：文献检索，开题报告。

07-10周：进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。

11-13周：进行数值模拟。

14-16周：撰写毕业论文。

17周：进行答辩。