機電一體化畢業(yè)論文--機電一體化的發(fā)展及在鍛造中的應用

1、<p><b>　　=</b></p><p>　　常州機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文</p><p>　　機電一體化的發(fā)展及在鍛造中的應用</p><p>　系 別：機電系</p><p>　專 業(yè)：機電一體化技術</p><p>　學生姓名：</p><p&

2、gt;　指導教師：</p><p><b>　　中心內容提要</b></p><p>　　現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征

3、的發(fā)展階段。說明機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的結果。本文主要闡述機電一體化的的內容發(fā)展，以及現(xiàn)實的應用案例。</p><p>　　關鍵詞：機電一體化技術、發(fā)展、應用、</p><p><b>　　緒論</b></p>

4、;<p>　　現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現(xiàn)了半導體集成電路,尤其是出現(xiàn)

5、了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　中心內容提要i</b></p><p><b>　　緒論ii</b></p><p>

6、;<b>　　目錄iii</b></p><p>　　第一章、機電一體化概要1</p><p>　　1.1、機電一體化的發(fā)展狀況1</p><p>　　1.2 機電一體化的發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.2.1 智能化2</p><p>　　1.2.2 模塊化3</p>

7、<p>　　1.2.3 網(wǎng)絡化3</p><p>　　1.2.4 微型化4</p><p>　　1.2.5 綠色化4</p><p>　　1.2.6 系統(tǒng)化4</p><p>　　1.3、我國機電一體化現(xiàn)狀與前景5</p><p>　　第二章、機電一體化在鍛造中的應用8</p>

8、<p>　　2.1、鍛錘的應用優(yōu)勢及其地位8</p><p>　　2.1.2、國外鍛錘技術發(fā)展9</p><p>　　2.1.3 我國鍛錘技術的發(fā)展水平10</p><p>　　第三章、全液壓模鍛錘的性能11</p><p>　　3.1 技術性能11</p><p>　　3.1.1 節(jié)能11<

9、;/p><p>　　3.1.2 降噪11</p><p>　　3.1.3 減振11</p><p>　　3.1 4 工作精度11</p><p>　　3.1.5 鍛件的一致性11</p><p>　　3.1.6 運行費用12</p><p>　　3.1.7 工作效率12</p>

10、;<p>　　3.2、結構及控制性能12</p><p>　　3.2.1 動力頭結構特點12</p><p>　　3.2.2 打擊系統(tǒng)結構特點13</p><p>　　3.2.3 控制系統(tǒng)的性能特點13</p><p>　　3.3 減振系統(tǒng)14</p><p>　　第四章、發(fā)展之路15<

11、/p><p><b>　　第五章、總結16</b></p><p><b>　　參考文獻17</b></p><p>　　第一章、機電一體化概要</p><p>　　機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。

12、</p><p>　　機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發(fā)展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上

13、實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產品。</p><p>　　因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術有純技術發(fā)展到機械電氣化，仍屬

14、傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區(qū)別。</p><p>　　1.1、機電一體化的發(fā)展狀況</p>&

15、lt;p>　　機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入

16、發(fā)展，已經開發(fā)的產品也無法大量推廣。</p><p>　　20世紀70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①機電一體化一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產

17、品得到了極大發(fā)展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。</p><p>　　20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同

18、時，由于人工智能技術、神經網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。</p><p>　　我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響

19、。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。</p><p>　　1.2 機電一體化的發(fā)展趨勢</p><p>　　機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下：</p><p&

20、gt;<b>　　1.2.1 智能化</b></p><p>　　智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬</p><p&

21、gt;　　人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。</p><p><b>　　1.2.2 模塊化</b></p><p>　　模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機

22、電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產品，同時也可以擴大生產規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通

23、過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產機電一體化產品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。</p><p><b>　　1.2.3 網(wǎng)絡化</b></p><p>　　20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍

24、事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經濟、生產連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術是家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computer integ

25、rated appliance system, CIAS)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。</p><p><b>　　1.2.4 微型化</b></p><p>　　微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3

26、的機電一體化產品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。</p><p><b>　　1.2.5 綠色化</b></p><p>　　工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一

27、方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。</p><p&

28、gt;<b>　　1.2.6 系統(tǒng)化</b></p><p>　　系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終

29、使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。</p><p>　　1.3、我國機電一體化現(xiàn)狀與前景</p><p>　　用信息化帶動工業(yè)化是我國21世紀的一項重大戰(zhàn)略舉措。信息化是由計算機與互聯(lián)網(wǎng)生產工具的革命所引起的

30、工業(yè)經濟轉向信息經濟的一種社會經濟過程。它包括信息技術的產業(yè)化、傳統(tǒng)產業(yè)的信息化、基礎設施的信息化、生活方式的信息化等內容：在信息化和工業(yè)化的關系問題上，有兩種極端的觀點。</p><p>　　一種觀點認為：我國的工業(yè)化水平很低，離開了工業(yè)基礎談信息跨越只能是空中樓閣，信息化這種新經濟現(xiàn)象是發(fā)達國家的事；我國工業(yè)化的任務尚未完成，我們必須堅守傳統(tǒng)產業(yè)，把注意力放在工業(yè)化上；我國在信息技術的開發(fā)領域和應用領域與發(fā)達

31、國家都存在巨大差距，過分強調信息化，必然會產生泡沫經濟；面對巨大的“信息鴻溝”談“趕超”和“跨越”是不現(xiàn)實的，對新興的信息產業(yè)只能慢步走。我們把這種觀點稱作“堅守——慢步論”，即堅守傳統(tǒng)產業(yè)，慢步信息產業(yè)。</p><p>　　另一種觀點認為：信息化與工業(yè)化沒有必然聯(lián)系。我們必須緊跟時代步伐，放棄夕陽工業(yè)，大力發(fā)展信息產業(yè)這種朝陽產業(yè)。這種觀點是“放棄——跨越論”，即放棄傳統(tǒng)產業(yè)，在信息產業(yè)領域實現(xiàn)全方位的跨越。

32、“放棄——跨越論”者關注的是西方國家在工業(yè)化過程中實行的放棄轉移型戰(zhàn)略。</p><p>　　20世紀50年代 (以下均指20世紀)美國將鋼鐵、紡織等傳統(tǒng)產業(yè)向日本、西德等國家轉移，集中力量發(fā)展半導體、通訊、電子計算機等新興技術密集型產業(yè)：60、70年代日本、西德等國家轉向集成電路、精密機械、精細化工、家用電器、汽車等技術密集型產業(yè)，新興工業(yè)化國家和地區(qū)獲得了擴大勞動密集型產品出口的良機；80年代以后，出現(xiàn)了美國

33、、日本和歐洲發(fā)達國家發(fā)展知識密集型產業(yè)，新興工業(yè)化國家和地區(qū)發(fā)展技術密集型產業(yè)，勞動密集型和一般技術密集型產業(yè)轉向發(fā)展中國家的景象：筆者認為：“堅守——慢步論”的片面性在于忽視了我國信息技術的后發(fā)優(yōu)勢和跨越式發(fā)展的可能性：而“放棄——跨越論”則過分強調新興產業(yè)，忽視了傳統(tǒng)產業(yè)的作用：筆者的觀點是：我國要把發(fā)達國家近200年內完成的實現(xiàn)工業(yè)化進而進入信息化社會的過程．壓縮到今后幾十年內完成，必須發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。在用信息化帶動

34、工業(yè)化的過程中，要處理好新興產業(yè)與傳統(tǒng)產業(yè)的關系，堅持以信息技術對傳統(tǒng)產業(yè)的應用為主導；處理好教育與經濟的關系，堅持教育先行，用“頭腦”信息化帶動社會經濟的信息化；處理好現(xiàn)代化的大都市與落后的廣大農村的關系，堅持局部突破，都市跨越，整體追</p><p>　　“堅守傳統(tǒng)產業(yè)，慢步或停步信息產業(yè)”的觀點是不可取的。一方面，我們要看到，我國同發(fā)達國家乃至發(fā)展中國家的差距。全球信息技術產業(yè)2000年度生產總值約為1．2

35、萬億美元，美國信息技術產業(yè)2000年產值達到8220億美元。我國信息產業(yè)2000年銷售收入5800億元人民幣(按現(xiàn)行匯率約合700億美元)。我國軟件產業(yè)銷售額占世界軟件市場的份額不到1％，而印度的同一比率超過了16％。經濟學家胡鞍鋼計算我國與發(fā)達國家之間的發(fā)展差距，突出表現(xiàn)在兩個方面：一是經濟發(fā)展的差距。目前，按實際購買力評價計算，我國與西方7國相差5.6~8．12倍，到2015年可能縮小為3~5倍。二是知識與信息差距。我國與西方 7國

36、相比，1997年計算機人均擁有量相差32~90倍，互聯(lián)網(wǎng)普及宰相差143~1761倍。另一方面，看到差距的同時，我們要正確認識我國的后發(fā)優(yōu)勢，探討實現(xiàn)信息領域的跨越式發(fā)展的可能性。我國實現(xiàn)信息技術和信息產業(yè)跨越式發(fā)展具有以下條件：</p><p>　　(1)后發(fā)成本優(yōu)勢。我國能夠通過貿易、投資和技術轉讓，超越一些歷史發(fā)展階段，直接學習和利用發(fā)達國家已有經驗和技術，享受“后發(fā)優(yōu)勢”。作為后來者，我們不需要花費巨資來

37、從事研究與開發(fā)，大大減少開發(fā)過程的風險成本，可以把節(jié)約下來的大量資源用于其他經濟活動，促進經濟更快的發(fā)展。網(wǎng)絡技術為后來者開辟子“新大陸”并大大降低了后繼者的進入成本?？梢岳孟刃姓叩闹R和經驗，這些知識和經驗對后來者來說，重要性不亞于對科學技術的引進和利用。此外，國際貿易不僅使后來者擴大了銷售市場，促進了國內生產規(guī)模的擴大和生產效率的提高，而且還能引進國外的先進技術、資金和科學的管理方法。后發(fā)者在勞動力成本上具有比較優(yōu)勢，可以吸引先行

38、者的資本和技術，從而有利于克服要素“瓶頸”。</p><p>　　(2)后來者沒有結構慣性。發(fā)達國家的產業(yè)結構體系完整而且聯(lián)系密切，具有強大的慣性，進行結構調整，成本過大。我們可以在新的起點上，用全新的方式和更短的時間，實現(xiàn)具有現(xiàn)代意義的建立在信息化基礎上的工業(yè)化。</p><p>　　(3)信息產業(yè)容易跨越。信息產業(yè)歷史不長，具有技術密集和勞動密集的雙重屬性?；ヂ?lián)網(wǎng)的歷史更短，我國與西方

39、國家在此領域的差距不大，至多落后10至15年。近些年來，世界經濟的年均增長率在3%左右，而信息技術及相關產業(yè)的增長速度是經濟增長速度的2至3倍?！熬盼濉逼陂g，我國信息產業(yè)增長速度是總的國民經濟增長速度的3倍。</p><p>　　(4)信息市場潛力大。我國消費信息產品和服務市場增長迅速，潛力巨大。到了2000年，全國信息產業(yè)市場規(guī)模超過1．4萬億元，比90年代初擴大了8倍。我國彩電、微型計算機、移動手機、集成電路

40、等主要電子產品的產業(yè)規(guī)模日漸壯大。我國的有線電視用戶達1億戶，電視網(wǎng)絡已成為世界第一，固定電話網(wǎng)絡規(guī)模已居世界第二位，這也會有利于吸引跨國公司和國際資本進入，從根本上提升相關產業(yè)的素質。</p><p>　　(5)有民間資本支撐和局部技術優(yōu)勢。我國有 10萬億元的民間資本可為加大資金投入、實現(xiàn)技術和產業(yè)的跨越式發(fā)展提供一定的資金支撐。盡管我們國家在總體上，經濟科技實力與世界發(fā)達國家還有明顯差距，但在計算機、系統(tǒng)集

41、成、信息處理與應用技術、數(shù)字程控交換、光通信、第三代移動通信技術等領域取得了具有自主知識產權的技術，這為實施技術跨越奠定了物質基礎。我們有可能利用“勝者全得”的規(guī)律，即技術上領先一步，有可能占領該領域的大部分市場。</p><p>　　(6)有一批創(chuàng)新主體和示范工程。有7萬家具有機制優(yōu)勢和創(chuàng)新活力的科技型企業(yè)和53個國家級高新技術開發(fā)區(qū)作為創(chuàng)新主體和載體。我國信息化工程建設取得顯著成效，金橋、金卡、金稅、金關等重

42、大信息化工程均已開通運行。</p><p>　　(7)有市場體制支撐。隨著改革的不斷深化，我國的社會主義市場經濟體制日臻完善，國民經濟的市場化程度明顯提高。通過改革，特別是一系列有利于發(fā)揮知識、技術和人力資本作用的制度創(chuàng)新，人的積極性、創(chuàng)造性將會被進一步調動和激發(fā)出來，所有這些都為激勵和促進信息產業(yè)的發(fā)展提供強大的動力。要把上述跨越式發(fā)展的潛在因素變成現(xiàn)實，必須進行制度創(chuàng)新。沒有制度創(chuàng)新，技術跨越是不可能的。&l

43、t;/p><p>　　第二章、機電一體化在鍛造中的應用</p><p>　　現(xiàn)在我就淺談一下鍛造行業(yè)的液壓驅動及程序化控制。鍛錘是多種鍛壓機器的先驅，從19世紀第一臺蒸汽錘在英國問世以來，已有一百多年的歷史，本世紀以來相繼出現(xiàn)電動空氣錘、液壓回程單動落錘、液壓回程雙動液氣錘、以及目前最先進的全液壓雙動液壓錘是錘類設備驅動型式方面的重要發(fā)展。盡管各種鍛造新工藝和新設備不斷涌現(xiàn)，但錘類設備由于結構

44、簡單、操作方便、適應性強、投資少等特點，至今仍然起著非常重要的作用。</p><p>　　2.1、鍛錘的應用優(yōu)勢及其地位</p><p>　　鍛錘在現(xiàn)代鍛造工業(yè)中的地位取決于如下幾個方面：</p><p>　　a 結構簡單，維護費用低；</p><p>　　b 操作方便，靈活性強；</p><p>　　c 模鍛錘可

45、進行多模鏜鍛造，無需配備預鍛設備，萬能性強；</p><p>　　d 成形速度快，對不同類別的鍛件適應性強；</p><p>　　e 設備投資少（僅為熱模鍛壓力機投資的1/4）。</p><p>　　鍛錘的特出優(yōu)點在于打擊速度快，因而模具接觸時間短，特別適合要求高速變形來充填模具的場合。例如帶有薄筋板、形狀復雜的而且有重量公差要求的鍛件。由于其快速、靈活的操作特

46、性，其適應性非常強，有人稱之為“萬能”設備。因而特別適合多品種、小批量的生產。鍛錘是性能價格比最優(yōu)的成形設備。</p><p>　　鍛錘快速成形特性不僅在熱模鍛成形技術中得到了充分發(fā)揮，而且在冷鍛成形工藝應用中也具有相當?shù)膬?yōu)勢。據(jù)有關資料及研究試驗表明，較高的變形速度可提高金屬塑性變形程度，其原因在于：變形速度大于加工硬化速度，致使材料可繼續(xù)變形而不會破裂；同時由于金屬與模具型腔之間的摩擦系數(shù)隨變形速度提高而下降

47、，使金屬流動速度加快，易于充填成形；較高的變形速度，不僅降低了變形抗力，還可減少變形的不均勻性。</p><p>　　鍛錘的快速成形特性同樣適用于粉末鍛造工藝。為了減少預成形坯與模具表面接觸時間，避免工件激冷而導致不完全致密，減少鍛件表面或局部表面低密度層厚度，采用鍛錘可達到提高變形速度，提高模具壽命，降低變形阻力，使預成形坯易于充滿模具型腔，保證鍛件質量和精度的目的。</p><p>　

48、　2.2、國內、國外現(xiàn)有鍛錘技術發(fā)展</p><p>　　2.1.1 國內隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)蒸空錘的缺點日益突出，主要表現(xiàn)在：</p><p>　?。?能源消耗大．據(jù)統(tǒng)計，其能源利用率不到２％；</p><p>　?。?蒸汽鍋爐排出的煙塵嚴重污染環(huán)境；</p><p>　?。?振動與噪音．工作環(huán)境惡劣；</p><p

49、>　　針對蒸空錘的缺點，我國從70年代開始研制電液錘，經過近30年的發(fā)展，節(jié)能問題基本得到解決。主要表現(xiàn)在傳統(tǒng)蒸空鍛錘的換頭改造。目前國內從事?lián)Q頭主要以北理工、西重所兩家技術應用為代表，其中北理工技術應用占多數(shù)。所謂換頭即采用電液傳動裝置取代原有鍛錘的氣缸及動力站，保留原有機架、砧座。</p><p>　　現(xiàn)有“換頭”技術的局限性：</p><p>　　a 采用手動閥控制打擊能量，鍛

50、錘重復輸出打擊能量的精度低，對操作工人的技術要求高；</p><p>　　b 換頭可解決節(jié)能問題，但工作精度不可能得到解決；</p><p>　　c 鍛錘的操作靈活性較差，特別是連打制坯動作反應慢，動作不靈活；</p><p>　　d 故障率高，維修成本大；</p><p>　　f 難以實現(xiàn)自動化生產；</p><p>

51、;　　g 由于能量得不到精確控制，富余能量打擊帶來的噪聲污染無法得到解決；</p><p>　　h 基礎振動問題無法解決。</p><p>　　除換頭外，電液錘整機的研制仍處于起步階段。70年代，吉林鍛壓、安陽鍛壓與我公司前身海安鍛壓均作了很大的努力。目前，吉林鍛壓已放棄了電液錘研制，而安陽鍛壓則主要采用北理工“換頭技術”，大多是老式結構新錘。</p><p>　　

52、2.1.2、國外鍛錘技術發(fā)展</p><p>　　國外電液錘的發(fā)展起步于本世紀30年代，早于我國近40年，以世界著名的鍛錘制造商德國Lasco公司液壓錘發(fā)展歷史來看，液壓錘經歷了從放油打擊單動落錘到放油打擊雙動落錘（即類似于我國目前放油打擊方式液氣錘）再到現(xiàn)在的全液壓雙動落錘發(fā)展過程。在錘擊特性上，形成了10-160KJ有砧錘、63-400KJ無砧座對擊錘兩大系列。目前該公司提供的全液壓錘不僅具有簡單可靠的結構，

53、而且具有極為周到的運行監(jiān)測系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、能量自控系統(tǒng)及程序打擊控制系統(tǒng)，已成為世界上最為著名的智能型電液錘的杰出代表，目前提供全液壓錘還有德國的Beche公司。</p><p>　　2.1.3 我國鍛錘技術的發(fā)展水平</p><p>　　我國液壓錘的發(fā)展相對國外從驅動原理上看大多還僅僅處于Lasco公司第二代產品的發(fā)展的水平上，屬于液氣錘。</p><p>　

54、　現(xiàn)有最新研制的程控全液壓模鍛錘，動力頭采用了錐閥式控制、全液壓驅動、程序控制、在線傳感、數(shù)字顯示等高新技術。打擊系統(tǒng)中采用整體鑄鋼砧座、床身，可方便拆換放射形寬導軌結構。不僅具有簡單可靠的結構，而且具有極為周到的運行監(jiān)控系統(tǒng)、故障自動診斷系統(tǒng)、能量自控、程序打擊系統(tǒng)。</p><p>　　第三章、全液壓模鍛錘的性能</p><p><b>　　3.1 技術性能</b>

55、;</p><p><b>　　3.1.1 節(jié)能</b></p><p>　　該錘的傳動效率為65%，為蒸空鍛錘的30倍以上。</p><p><b>　　3.1.2 降噪</b></p><p>　　由于該錘的打擊能量是可以按需要在最大能量范圍內通過數(shù)控系統(tǒng)任意設定，給足鍛件成形需要的能量，但不多

56、給，打擊噪聲情況就大不一樣。該錘可以按設定的程序控制打擊能量及打擊順序，決不多給。多余的打擊次數(shù)、打擊能量沒有了，噪音就大為減少。當然連接結構的簡單化也降低了打擊噪音。</p><p><b>　　3.1.3 減振</b></p><p>　　減振措施主要包含兩個方面：</p><p>　　3. 3. 1鍛錘本身的緊固連接。該錘采用整體Ｕ形砧座

57、床身，模座連接緊固采用楔鐵，動力頭采用柔性聯(lián)接等均考慮了振動的減少及吸除。</p><p>　　3. 3. 2鍛錘基礎。彈性阻尼減振基礎，可吸收85%的振動，因而解決鍛錘對周圍環(huán)境影響的問題。</p><p>　　3.1 4 工作精度</p><p>　　該錘采用放射形寬導軌結構及高剛性的Ｕ形床身結構，所以該錘的工作精度達到并超過壓力機的要求，精度保持性好。<

58、/p><p>　　3.1.5 鍛件的一致性</p><p>　　鍛錘的打擊如果是采用人工操作，不管多么熟悉的工人，也難保持100%的一致，特別是換班操作，對同一鍛件更難以得到一致的打擊能量和打擊次數(shù)。該錘通過數(shù)控系統(tǒng)采用可編程控制，不論誰踩踏板，鍛打操作是完全一致的。</p><p>　　對于某一特殊的零件的工藝如已經編入程序，即以數(shù)碼儲存起來，以后再鍛打同一零件時，只

59、須調出該零件的編碼，鍛錘即可以進行生產。</p><p>　　3.1.6 運行費用</p><p>　　節(jié)能不僅是指錘的傳動效率高，還包括能量的準確控制帶來的節(jié)能效益，多余的打擊不僅多消耗能量，而且影響設備及模具因吸收多余能量帶來壽命問題。</p><p>　　3.1.7 工作效率</p><p>　　全液壓動力驅動技術使得液壓錘在極短的行程

60、中獲得巨大動能成為可能，因而使鍛錘的高頻率連續(xù)鍛造成為現(xiàn)實，大大提高了鍛錘的工作效率。</p><p>　　3.2、結構及控制性能</p><p>　　3.2.1 動力頭結構特點</p><p>　　液壓錘的快速發(fā)展，得益于其具有巨大的節(jié)能效應，全液壓錘也不例外，除了傳動原理上全液壓錘具有液氣錘所不能及的優(yōu)點外，在結構上控制性能上也占有相當?shù)膬?yōu)勢。</p>

61、;<p>　　全液壓錘的高可靠性取決于其獨特的傳動結構，主要表現(xiàn)在：</p><p>　　采用錐閥式控制。錐閥式控制具有響應速度快、通流量大、結構簡單、緊湊，油路最短，流量、壓力損失最小，全液壓錘正是依靠這一先進的技術，才具有高效、節(jié)能、快速的特點。</p><p>　　采用復合缸結構。全液壓錘的打擊速度基本上與蒸空錘一致。因而打擊時對有桿腔的排油速度要求極高，傳統(tǒng)放油打擊方

62、式的液氣錘盡管采用了快放油閥專利技術，但排油阻力仍然相對較大，這也是打擊速度不快、回程速度較慢的因素之一。全液壓錘采用復合缸結構，打擊時有桿腔、無桿腔瞬時接通，有桿腔壓力油通過復合缸內部通道迅速進入無桿腔，實現(xiàn)無管、無閥、少無沿程阻力排油；回程時，壓力油直通復合缸通道進入有桿腔，實現(xiàn)少無沿程損失進油。采用復合缸結構給液壓錘的快速打擊，快速回程創(chuàng)造了無與倫比的先決條件。</p><p>　　采用較少的標準通用的液壓

63、先導閥。全液壓錘與液氣錘相比，吸收了進油打擊方式的長處，采用三個標準通用的液壓閥即可實現(xiàn)充油、排油、調整、打擊等基本動作，維修、保養(yǎng)、更換極其方便、快捷、低廉。</p><p>　　采用高低壓雙重防外泄結構。有桿腔通恒壓最難解決的是其密封問題。眾所周知，壓力愈高，密封要求愈高，壓力愈低，密封愈易得到保證。全液壓錘有桿腔與蓄勢器常通，雖微量的泄漏不會影響其正常回程，但由于錘的特定的工作環(huán)境，必須杜絕液壓油外漏，因而

64、全液壓錘采用了高低壓雙重防外泄密封結構，使高壓油在不能絕對密封的情況下產生的微量泄漏通過泄油通道流回油箱，低壓密封僅保證泄油通道的液壓油不致于外泄。雙重密封措施保證了密封安全可靠。</p><p>　　3.2.2 打擊系統(tǒng)結構特點</p><p>　　全液壓短行程模鍛錘打擊系統(tǒng)采用整體Ｕ形鑄鋼機架，可方便拆換的寬導軌結構，以及便于對模的模具固定、調整結構。為鍛件的高精度要求提供了保證。&l

65、t;/p><p>　　由于打擊系統(tǒng)結構十分簡單，其故障率幾乎為零，相對消振液壓模鍛錘、對擊錘而言，無疑是一個質的飛躍。</p><p>　　3.2.3 控制系統(tǒng)的性能特點 </p><p>　　3.2、3、1 較為周到的運行監(jiān)控</p><p>　　全液壓錘可靠性能否得到保證，除了要求具有盡可能簡單的結構以外，還必須創(chuàng)造一個良好的內部運行

66、環(huán)境。全液壓錘通過傳感器對液壓油的清潔度、溫度、壓力、液位等進行監(jiān)察，一旦出現(xiàn)不符合系統(tǒng)運轉條件的現(xiàn)象即自動報警，并可實現(xiàn)自我保護，停錘甚至停機。與此同時，對可能涉及安全的輔助設施也同樣實施盡可能周到的監(jiān)察，在不符合要求的狀態(tài)下，不能實現(xiàn)主機的啟動運轉。</p><p>　　3.2、3、2 打擊能量的控制及程控打擊的實現(xiàn)</p><p>　　鍛錘富余打擊能量引起的振動、噪音是其兩大缺點，但

67、打擊能量一旦得到控制，情況就大有改觀。全液壓模鍛錘采用可編程自動控制系統(tǒng)，使每錘的打擊能量及每個工件的打擊次數(shù)均能按需要得到控制，使得打擊系統(tǒng)的振動情況大為改善，打擊噪音大大降低，同時降低了對操作者的技術要求，鍛件的精度也相對穩(wěn)定，設備運行的可靠性及模具的壽命均得到提高。</p><p>　　3.2、3、3 便于維修的故障顯示</p><p>　　為了便于用戶能更好、更快地做好維修、保養(yǎng)

68、工作，全液壓錘設有常見故障顯示窗口，一旦出現(xiàn)異常，通過故障顯示窗口即很快能找到故障發(fā)生的原因，以便能迅速作出處理，縮短維修時間。</p><p><b>　　3.3 減振系統(tǒng)</b></p><p>　　為了克服有砧錘振動較大缺點，全液壓錘采用了具有90年歷史的德國GERB公司生產的液壓阻尼隔振器，不僅隔離了對周圍機床、建筑和居民的振動影響，更主要的降低了由于錘擊帶來

69、的對設備可靠性和使用壽命的影響。</p><p><b>　　第四章、發(fā)展之路</b></p><p>　　在CHK型程控全液壓模鍛錘研制成功的基礎上，將全液壓動力驅動、程序打擊控制、在線監(jiān)測和數(shù)字顯示等新技術成功應用于蒸空模鍛錘的數(shù)控化改造。</p><p>　　舊式的蒸空模鍛錘改用液壓動力頭的經濟效果是很明顯的，用動力頭改造蒸空模鍛錘為全液

70、壓錘比買一臺新的全液壓模鍛錘要省得多。</p><p>　　如果不考慮泵房，似乎液氣錘要比全液壓錘便宜。但實際上應該把泵房及管道系統(tǒng)一道計算，蒸空模鍛錘改造費用就差不多相等了。如果再考慮使用維護成本，蒸空模鍛錘的數(shù)控化改造總體成本反而要低。全液壓模鍛錘在現(xiàn)代鍛造工業(yè)中已成功地得到應用，鍛錘的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，鍛錘的缺點已通過現(xiàn)代化的液壓驅動、電子控制及結構優(yōu)化得到克服，鍛錘的全液壓驅動及程序化控制已成為我國現(xiàn)代鍛

71、錘技術發(fā)展的必由之路。</p><p><b>　　第五章、總結</b></p><p>　　綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。 結束語：本論文在各位

72、老師的悉心指導和嚴格要求下已完成。在學習和生活期間，也始終感受著導師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。同時我在網(wǎng)上也搜集了不少資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成。在此向學院機電系系的全體老師表示由衷的謝意。</p><p><b>