液压泵泵盖数控加工工艺工装设计毕业设计

本科生毕业设计（论文）摘要泵在机械产品中的应用非常广泛，是特别重要的零件之一，它的重要地位是无可取代的，所以我选择液压泵盖作为一个毕业设计的题目。本次设计主要包括液压泵盖的加工工艺设计，零件的三维造型和零件的的分析，以及专用夹具设计。具体确定毛胚尺寸，确定加工工艺过程以及加工余量，还有确定切削用量等等。关键词：液压泵盖；专用夹具；工序卡；加工工艺；AbstractPumpapplicationinmechanicalproductsisverywide,isoneoftheimportantpartsinparticular,itsimportantstatusisirreplaceable,soIchosethehydraulicpumpcoverasagraduationdesigntopic.ReadtheinformationfromtheInternetandlibrarysearch,andconsulttheguidanceoftheteacher,Ifoundthedesignschemeandthebestmethod.CombinationmachinetoolIchose,processingmasscomponents,convenient,fast,cangreatlyimprovetheproductionefficiency,havegreatprospectsfordevelopment.Thedesignincludestheprocessdesignofhydraulicpumpcover,analysisof3Dmodelingandcomponentsparts,andspecialfixturedesign.Todeterminethespecifichairembryosize,determinationofmachiningprocessandmachiningallowance,anddeterminetheamountofcuttingetc..Keywords:hydraulicpumpcover;specialfixture;processcard;processingtechnology;本科生毕业设计（论文）（格式范例）目录第一章绪论 21.1国内外的发展概况 21.2本课题研究的内容和意义 3第二章零件的三维造型 42.1零件的外形轮廓造型 42.2零件的孔造型 42.3零件孔细节造型 6第三章零件的分析 83.1零件的作用 83.2零件的工艺分析 83.2.1零件的加工精度 83.2.2零件的表面粗糙度 9第四章泵盖的加工工艺过程设计 104.1泵盖的加工工艺过程设计 104.2怎样应对液压泵盖加工工艺过程设计的问题 104.2.1确定毛坯的制造形式 104.2.2基面的选择 104.2.3确定工艺路线 114.2.4确定加工余量和尺寸 124.2.5确定切削用量 12第五章专用夹具设计 224.1夹具工序的选择 224.1.1定位基准的选择 224.1.2定位元件的设计 224.3.3定位误差分析 224.3.4计算 224.3.5钻套及夹具体设计 234.3.6夹紧装置的设计 244.2夹具设计及操作的简要说明 24设计总结 25致谢 26参考文献 27

第一章绪论1.1国内外的发展概况数控加工工艺是基于数控机床发展应用的机械制造工艺，是数控机床编程与操作的基础，编制好数控加工工艺是充分发挥数控机床效能的前提。数控加工工艺在融合了普通机械加工工艺的基础上，突出了应用数控机床加工实践的研究，是机械制造中一门新的课程。随着数控加工的日益普及，数控加工工艺越来越成为数控技术发展中亟待解决的关键问题，在数控技术专业中，数控加工工艺已逐步成为一门实用性强的专业课程。泵技术的发展趋势：产品的多样化。产品的生命力在于市场的需求。如今的市场需求正是要求产品有各自的特色特点，做到与众不同；正是这一点，造就了泵产品的多元化趋势。它的多元性主要体现在泵输送介质的多样性、产品结构差异性和运行要求的不同性等几个方面。从输送介质的多样性来看，最早泵的输送对象为单一的水及其他可流动的液体、气体或浆体到现在输送固液混合物、气液混合物、固液气混合物，直至输送活的物体如土豆、鱼等等。不同的输送对象对于泵的内部结构要求均不同。除了输送对象对泵的结构有不同要求外，在泵的安装形式，管道布置形式。维护维修等方面对泵的内在或外在的结构均提出新要求。基于可持续发展和环保的总体背景，泵的运行环境对泵的设计又提出了众多的要求，如泄露减少、噪声振动降低、可靠性增加、寿命延长等，均对泵的设计提出了不同的侧重点或几个着重点并行均需考虑，也必然形成泵的多元化形式。泵设计水平提升与制造技术优化的有机结合。进入信息时代的今天，泵的设计人员早已经利用计算机技术来进行产品的开发设计大大提高了设计本身的速度，缩短了产品设计的周期。而在生产为主的制造当中，以数控技术CAM为代表的制造技术业已深入到泵的生产当中。但是，从目前国内的情况看，数控技术CAM主要应用在批量产品的生产上。对于单件或小批的生产，目前CAM技术尚未在泵行业当中普遍实施，单件小批的生产仍旧以传统生产设备为主。由于市场要求生产厂商的货期尽可能缩短，尤其对于特殊产品供货周期缩短，必然要求泵的生产企业加速利用CAM技术甚至是计算机集成制造系统、柔性制造对从设计到制造模具、零件加工等各环节协调一致处理保证一旦设计完成，产品零件的加工也趋于同期完成，以确保缩短产品的生产周期。与此同时，除利用计算机制图外还将在计算机这个载体上实现产品的强度分析、可靠性预估和三维立体设计，将原来需要在生产中发现和解决的工艺问题、局部结构问题及装配性问题等方面提至生产前进行防范，缩短产品的试制期。1.2本课题研究的内容和意义本次设计是在完成大学所有课程的基础上，所进行的一次实战。他要求我们透彻地综合利用机械制造工艺及其有关联的机械课程的理论实践于现实，设计零件的数控加工工艺以及专用夹具设计。其目的在于：（1）检测和锻炼我们运用所学课程知识设计的能力，还有独立处理工艺问题，具备一个设计工艺过程的技能。（2）可以依照自己设计的零件，设计出一套专用夹具，从而提高自身的设计能力。（3）让我们学会更自如的如何查阅和运用各种手册和图标资料。（4）进而培养让我们的作图、计算等基础的能力（5）为我们将来即将参加工作开了一个良好的开端，让我们在今后工作中更加顺利。所以，认真务实做好此次设计，对我们自身有着巨大的意义，也为液压泵的使用和研究出了一点绵薄之力。图1.2液压泵盖

第二章零件的三维造型2.1零件的外形轮廓造型1.首先草画一个正方形，拉伸，如图2.1。2.再将四个角倒圆角，如图2.2。图2.SEQ图2.\*ARABIC1拉伸立方体图2.2倒圆角3.在上表面草画一个圆，拉伸，如图2.3。4.以表面为基面草画一个圆，拉伸，如图2.4。图2.3画圆拉伸图2.4草绘拉伸2.2零件的孔造型1.以顶圆为基面画一圆，反向拉伸，切削，如图2.5。2.以比较大的圆柱上表面为基面，画一个封闭图形，拉伸，如图2.6。图2.5反向拉伸图2.6画轮廓拉伸3.再画一个肋板，如图2.7。4.在肋板两侧画两个圆，反向拉伸，如图2.8两个孔。图2.7画肋板图2.8打孔5.以图2.8两个孔的底面为基面，画圆，反向拉伸，如图2.9。6.把内部的两个孔倒角，如图2.10。图2.9继续打孔图2.10倒角7.在三个圆角上画三个圆，拉伸得3个孔，如图2.11所示。8.把上一步所画的三个孔倒角，如图2.12。图2.11画3孔图2.12给三孔倒角9.在最上层草画三个圆，再在肋板那层再草画两个孔，均拉伸，如图2.13。10.把肋板那层的两个孔继续画圆拉伸，如图2.14。图2.13画如图所示孔图2.14画孔11.给孔倒角，如图2.15。12.以上表面为基准面，画一个草圆，拉伸，再以反面为基准面，画一个草圆，拉伸，如图2.16。图2.15倒角图2.16草圆拉伸2.3零件孔细节造型1.把图翻面为基面，画一个草圆，拉伸，如图2.17。2.接着再画两个草圆，拉伸，如图2.18。图2.17草圆拉伸图2.18拉伸3.把中和底部两个大圆倒角，如图2.19。4.以翻面两个大圆中间为基面，画一个草圆，拉伸，如图2.20。再给孔倒角，完成得到工件图如图2.21。图2.19给大圆倒角图2.20拉伸倒角图2.21三维图

第三章零件的分析3.1零件的作用如图3.1为泵盖零件图，是液压泵的重要组成部分，和其他的零部件一起组成腔体结构，泵盖的主要作用为密封、紧固。保证油泵正常工作，不漏油。图3.1工件图3.2零件的工艺分析因为这个零件是液压泵的泵盖部分，它是传递动力和调配液压油的，所以对它的密封性能要求很高。这个零件的几组平面，对表面粗糙度和位置精度都有要求。3.2.1零件的加工精度加工误差的大小反映了加工精度的高低。加工精度包括以下三个方面：（1）尺寸精度：限制加工表面与其基准间的尺寸误差不超过一定范围。（2）几何形状精度：限制加工表面的宏观几何形状误差，如圆柱度、平面度、直线度等。（3）相互位置精度：限制加工表面与其基准间的相互位置误差，如平行度垂直度、位置度等。3.2.2零件的表面粗糙度零件在加工过程中，受刀具的形状和刀具与工件之间的摩擦、机床的震动及零件金属表面的塑性变形等因素，表面不可能绝对光滑，所以一定存在表面粗糙度。一般来说，不同的表面粗糙度是由不同的加工方法形成的。表面粗糙度是评定零件表面质量的一项重要的指标，降低零件表面粗糙度可以提高其表面耐腐蚀、耐磨性和抗疲劳等能力，但其加工成本也相应提高。因此，零件表面粗糙度的选择原则是：在满足零件表面功能的前提下，表面粗糙度允许值可能大一些。

第四章泵盖的加工工艺过程设计4.1泵盖的加工工艺过程设计（1）零件的材料选用的是ZL106，属于二元共晶铝硅合金，这个合金拥有相当好的铸造性能，可是其机械和加工性能都不怎么好。要加工面：1）铣上下平面大小保证43mm，//<0.10；2）镗φ25.5的孔直到所需大小，确保误差之内；3）钻7—φ8.5孔直到所需大小，确保误差之内；4）钻3—φ11的孔直到所需大小，确保误差之内；5）钻23度斜φ4的孔直到所需大小，确保误差之内；6）镗φ32的孔直到所需大小，确保误差之内。（2）主要基准面：1）以下平面为基准的加工表面：盖表面所有孔、以及盖上表面2）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：主要是镗二个φ32孔。4.2怎样应对液压泵盖加工工艺过程设计的问题4.2.1确定毛坯的制造形式零件的材料ZL106。6000年产，足以达到大量生产，还有，轮廓尺寸制造零件比较小，铸件的表面质量精度高，所以它能用来对铸件不易变形，适合大量制造的金属铸造。制造工艺方便，并且生产效率得以很大部分的提高。4.2.2基面的选择（1）关于粗基准的选择，由互相参考的选择依据，选少数的下表面当作粗基准的过程，限制Z，Z，Y，y，x五自由度。再以一面定位去掉x，便可得所需定位。（2）最需要考虑的是基准重合，依照较好的选择，而且使夹紧变得更加方便，加工完后，即可作精基准。4.2.3确定工艺路线表3.1工艺路线方案一工序1粗精铣上平面工序2钻3—φ11孔工序3粗精铣下平面工序4钻7—φ8.5孔工序5钻23度斜φ4孔工序6扩φ25.5孔并平底工序7扩φ26孔与φ25.5工序8镗2－φ32孔及镗φ２５孔工序9精磨大平面工序10检验入库表3.2工艺路线方案二工序1粗精铣上平面工序2粗精铣下平面工序3钻3—φ11孔工序4钻7—φ8.5孔工序5钻23度斜φ4孔工序6扩φ25.5孔并平底工序7扩φ26孔与φ25.5工序8镗2－φ32孔及镗φ２５孔工序9时效去应力处理工序１０精磨大平面工序１１检验入库工艺路线的比较与分析：第二个加工比第一个加工多了第九步，是为了防止加工过程中所产生的应力导致产品变形，使精度达不到要求。这个对零件的质量是很有好处的。根据互相参考的原则，第一个方案，先加工处理两个平面，紧接着下面的基础平面上，来确保孔的加工，要求两个平面的平行度，来确保在两个平面上加工孔的同时，垂直度也符合。即开始加工面之后钻孔的原则。假如孔的轴线不平行的话，第一个加工路线就不可行，假如选择第二个方案，开始镗上、下表面所有孔，着用所有已经加工过得孔作为精基准，由此比较得出第二个方案比第一个方案更好。因此选择第二个方案进行生产。详细工艺见工艺卡片。4.2.4确定加工余量和尺寸1）铣液压泵盖的上下平面，由参考资料[6]表3-26和表3-28选择4mm，粗加工3mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，即达到目的。2）钻3－11孔，由参考资料[6]表3-13选择加工余量1.4mm。加工余量1.3mm，即达到目的。3)钻7－φ8.5孔，由参考资料[6]表3-13选择加工余量1.1mm。加工余量1.0mm，即达到目的。4)钻23度φ4斜孔，由参考资料[6]表3-13考虑加工余量0.4。加工余量0.3mm,即达到目的。5）钻扩φ26与φ25.5通孔，选择φ10的麻花钻。6）镗2－φ32孔，粗加工2mm至金属膜铸造要求，精加工余量0.4，即达到目的。7)镗φ25.5孔，因为粗糙度，所以选择加工余量3.5mm。可一次粗加工3mm，一次精加工0.5即可。4.2.5确定切削用量工序1：粗、精下平面（1）粗铣下平面加工条件：工件材料：ZL106，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献[7]表30—34因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：由参考资料[2]表2.3-69可得，，铣削速度：依照参考资料[7]表30—34，取。机床主轴转速：式（2.1）式中V—铣削速度；d—刀具直径。由式2.1机床主轴转速：按照参考文献[3]表3.1-74实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：根据参考文献[7]表2.4-81,（2）精铣下平面加工条件：工件材料：HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。参考文献[7]表30—31刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀：，，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献[7]表30—31，取铣削速度：参照参考文献[7]表30—31，取机床主轴转速，由式（2.1）有：按照参考文献[7]表3.1-31实际铣削速度：进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量：粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：由参考资料[4]表2.4-43便可得出铣削的辅助时间精铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献[4]表2.4-43可查得铣削的辅助时间铣下平面的总工时为：t=+++=1.13+1.04+1.04+1.09=2.58min工序2：加工上平面，与下平面相似，所以步骤数据依照工序1工序3：粗镗Φ32H12的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，材料为：切削深度：，孔径。进给量：由参考资料[3]表2.3-55得，刀杆所伸出部分长度取，深度为=2.5mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献[3]表2.4-9取机床主轴转速：，由参考资料[3]表3.1-41取实际切削速度：机床每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：由参考资料[2]得，表2.4-36工步辅助时间：2.61min工序4：精镗下端孔Φ32H12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，材料：切削深度：进给量：由参考资料[3]表2.3-55可知，刀杆所伸出部分长度为，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：由参考资料[3]表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，：机床每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时由参考资料[2]可知，表2.4-36工步辅助时间：1.86min工序5：粗镗Φ25.5H12的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，材料：切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献表2.3-55，刀杆所伸出部分长度取，切削深度为=2.0mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献[3]表2.4-9取机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.1-41取实际切削速度：机床每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：查参考文献[2]，表2.4-36工步辅助时间：2.61min精镗下端孔到Φ25.5H12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：油参考资料[3]表2.3-55可知，刀杆所伸出部分长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献[3]表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，：机床每分钟的进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献[2]，表2.4-36工步辅助时间：1.56min工序6：加工3－Φ11孔孔的直径为11mm。加工机床为Z535立式钻床，钻孔到Φ11，选择Φ11的麻花钻头。进给量：根据参考文献[5]表2.4-39，取切削速度：参照参考文献[5]表2.4-41，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：由参考资料[4]表2.4-29可查得钻削的辅助时间工序7：阶梯孔孔的直径为8.5mm，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，锪钻，刀具：锪钻孔直径——Φ15mm。1）确定切削用量进给量由参考资料[6]表23-12可得，因为孔的深度比为：，，所以。由钻床说明书，得。由参考资料[6]表23-5，钻头强度能承受的进给量。因为轴向力，由参考资料[6]表23-4，允承受的进给量。因为<、，所以用。、F、T和由参考资料23-12，可知：，，因为实际操作和表的条件有几处不同，所以要对结果改正。由参考文献[7]表28-3，，，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为由参考资料[7]表28-5，，故 校验机床功率切削功率为机床有效功率因此钻削用量选择正确。即，，，相应地，，工序8：精磨底平面选用磨床M7130由参考资料选择数据得切削速度V=0.527m/s切削深度ap=0.10mm进给量f=0.008mm/r工序9：检验。

第五章专用夹具设计4.1夹具工序的选择依照任务书中要求的设计内容，要求设计一套钻3－φ11孔夹具设计。4.1.1定位基准的选择在加工φ11孔工序时，泵盖上、下两平面及工艺孔已经加工到要求尺寸。所以选择上平面及与其垂直的任意孔上表面加作为定位基准。一共限制了工件的6个自由度，符合六点定位法则。工件以一面两销定位时，夹具上的定位元件是：一面两销。其中一面是液压泵盖的下表面，两销是短圆柱销。4.1.2定位元件的设计一二引脚的定位基准的选择过程，使定位元件相应的夹具应一二针。所以对定位元件的设计主要是对短圆柱销进行设计由参考资料[11]，可知短圆柱销的结构和尺寸。4.3.3定位误差分析机械加工过程中，造成加工误差的原因有许多。这些原因中，有一项原因和机床夹具有很大关系。根据工艺流程要求，工序公差务必要小于或等于此流程所需的加工误差过程的总和。这套夹具定位为一面两销，定位误差主要为：销与孔的配合0.05mm，钻模与销的误差0.02mm，钻套与衬套0.029mm。由公式e=(H/2+h+b)×△max/H△max=(0.052+0.022+0.0292)1/2=0.06mme=0.06×30/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。4.3.4计算完成孔的钻加工用这道操作来执行。由参考文献[9]得：钻削力钻削力矩式中：这一套夹具选择的是活动垫板夹紧，活动垫板是靠上下旋动垫板上的螺母夹紧。由式（3.1）由参考资料可查得4.3.5钻套及夹具体设计钻φ11孔钻套结构参数如表4.2。 表4.2结构参数dHD公称尺寸允差112012+0.018+0.0072218104771650°由参考资料[10]表2-1-58可得衬套选用固定衬套结构如图4.3。图4.3固定衬套其结构参数如表4.3所示。表4.3结构参数dHDC公称尺寸允差公称尺寸允差11+0.034+0.0162018+0.023+0.0120.524.3.6夹紧装置的设计夹紧装置选择活动的垫板来固定工件，加工结束，假如能把压板松开，把压板后退一些距离，工件就很容易被取出，这样更好，所以采用活动垫板。所利用的是螺旋夹紧原理。4.2夹具设计及操作的简要说明本套夹具用于加工φ11孔。定位选择的是一面两销定位。泵盖上平面和内孔来完成完全定位。为了方便取出夹紧装置，所以选择活动垫板。零件被加工结束，把压板后退一些距离，零件很容易便可取出。把零件夹紧，用圆柱销和定位销固定表面，接着推动板块，零件螺栓，便能加工。零件被加工结束，把压板后退一些距离，零件很容易便可取出。如夹具装配图上所示。摘要本论文设计的模具结构为角架。首先要对其角架做出工艺分析，通过之前所学内容了解其冲孔、落料等基本工艺方法。由我们之前所学的内容，可以选择自己的加工方式，是级进模、单工序模还是复合模。由以前所学内容计算出加工角架所需要的计算，例如冲裁力、凹模、凸模尺寸以及弯曲模所需计算，还有就是压力机的选取等。最后确定自己的加工工艺方案。同时要画出角架的三视图和零件图以及排样图、装配图等。通过本次设计，更加加深了对冲模知识的了解，并由模具装配图以及零件图，让我对AuToCAD有了更深一步的认识，在以后的学习及生活中更加优秀。关键词：角架模具；级进模；AuToCAD；零件图AbstractThis

thesisdesign

for

diedesign

angleframe.

Firstofallisto

make

the

angleframe

processanalysis,

throughthe

previouslylearned

content

understandingofthe

punching,

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andother

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Thenfromthe

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determinesits

diedesign

for

singleprocessmode

or

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Fromthepreviousstudiesthecontent

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calculation

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Throughthedesign,

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knowledge,

andthe

moldassemblydrawing

andpartsdrawing,

letme

haveadeeperunderstanding

of

CAD,

learning

andlife

inthefuture

ismore

outstanding.Keywords:

angleframe

mould;

progressivedie;

AuToCAD;

partsdiagram目录TOC\o"1-3"\h\u5548前言 118434第一章角架的工艺设计 3239821.1角架的零件图 3147981.2角架的工艺性分析 393351.3工艺方案的确定 392371.5凹、凸模尺寸的计算 428766第二章模具的参数设计 6195302.1冲裁力的计算 6203812.2卸料力、顶尖力和推件力的计算。 613321第三章工件的排样及其搭边 8247133.1排样原则 879223.2排样方法 8257103.3搭边 8277813.4送料步距 9313723.5计算材料的利用率 935173.6压力机的选取 1019405第四章零部件的计算 11236594.1凸模结构与尺寸 11299754.2凸模数据确定 1127364.3凹模块的厚度 1211643第五章弯曲部分的计算 13212555.1弯曲力的计算 13201075.2校正弯曲力计算 1355535.3顶件力或压料力 13226805.4压力机它的吨位确定 13139655.5凸凹模的圆角半径及其凹模的深度 146567第六章模架的确定 1626267致谢 19前言模具作为当今世界发展较快的工业生产加工技术，是国民经济发展的领头军，它所生产的产品更是具备了高精度、低耗材、有着较高的生产效率。同时，它也有着高一致性及其高寿命等优良特点，是普通机械加工所不能与之比拟的。然而模具的制造与设计技术也更加引起各产业领域的重视，将模具加工比作金属加工皇帝、金钥匙等。可见模具设计在当今工业生产中也有了更为广泛的应用，是非常非常重要的装备工业。但在我国模具市场，低耗模具很多，高档模具却远远跟不上需求。我国每年需要进口的模具产品就近乎八十个亿。所以，高精度、高生产效率。高技术的模具生产才是我国需要重视且发展的。 经过这些年的努力，我国的模具生产行业也获得了相当大的成绩。截至目前，我国也制定了五十多项，近乎三百多个标准编号的模具设计许多院校及研究机构也开始了对模具设计的研究与生产。20世纪末，研究模具的机构大概有三十多家，输送了大量经济建设人才，但是就目前而言还是比较紧缺的，大大制约了我国模具发展。随着社会的发展以及科技的进步，对待各类人才的需求也更加提高了。不但要求综合型人才能力的提升，对复合型人才的能力以及技术也有了更深层次的选取标准，不仅仅需要他们知识面的拓展，对于其实践能力也更是着重重视。而角架作为生活中随处可见的用品，也得到了大量需求。例如墙角架，房屋内的置鞋角架以及浴室的浴巾角架等。更大地方便了人们的生活。同时，模具的加工与CAD、UG等制图也是和紧密相连的，由CAD、UG制出零件图及其装配图生产相应的模具。所以说与制图有关的相关程序也更是关乎着模具的设计生产。 模具设计发展的愈来愈壮大，更加推动了我国工业技术发展。不但在国民经济上发挥超乎想象的作用，也大大提高了在经济中的地位。为我国迈进重头产业奠定良好基础。同时也为增加我国GDP付出诸多能量。模具设计在军事、汽车、电子通信、机械、航空航天及其汽车领域都获得了比较广泛的应用，作为当今世界发展较快的设计类型已得到了认可。但是现在模具质量却远远不能满足重头产业的需求，我国在石化方面也有较高成就，一年可生产出五百多万吨的聚乙烯及其他合成树脂，这些中很大部分上需要模具成型来制成品，才可以用于人们的生产和生活中。不同类型的模具有着不一样的加工方法，其中包括了告诉铣削技术，先进表面处理技术，电火花加工技术，超精密加工技术以及电火花加工技术等等。同样的，模具设计是以机械制图以及人的经验和思维来完成，从二十世纪八十年代，CAD制图技术得到认可和广泛的应用。九十年代，发展较快的CAE技术为许多企业所用。对于模具的生产周期有了进一步的缩短，为制造更多模具提供了更多的时间，还大大提升了模具的生产质量。除了这些制图技术以外，模具的设计工艺也显得尤为重要，CAPP技术也得到了应用，但是其技术难度大，模具企业就需要做好它的开发及研究。本次所选课题为角架冲模设计，因为角架作为生活中常用到的物体，然而在模具发展的今天，模具设计加工已日益成熟且发展壮大，以模具的加工来设计角架，更是既方便又实用，既省材料又可提高生产效率。所以以此模具设计来完成这篇论文。第一章角架的工艺设计1.1角架的零件图 此图为角架的零件图，是由孔、直线、倒角以及弯曲构成，形状较为复杂，因此在加工设计过程中要注意它的加工工序，先冲孔、后切断，然后弯曲切段即可。在生活中随处可见，是比较普遍而且又很方便人们生活的产品。图1.1角架零件图1.2角架的工艺性分析1，工件材料使用为Q235钢，它的厚度为1.2mm，有着优良的冲压性能，适合冲裁的要求。 2，技术要求，其表面平整光滑，没有裂纹、污渍与其他缺陷。3，生产数量，第一批350000件，第二批175000件，所以为大批量生产。4，其角架结构一般，内部有两个直径5的孔以及两个直径为4的孔，外沿是由直线曲线以及倒角组成，孔与其边缘距离也适合加工要求。公差按照ISO2867-m，按照IT14级计算。1.3工艺方案的确定在零件的生产过程中，有落料、冲孔、弯曲等基本工序，制作起来相对复杂所以可以根据角架它的这几步加工工序来确定选择为级进模来制作生产。首先需要为角架的四个圆孔进行冲孔，然后切口，再进行弯曲，设计弯曲模结构。最后切断即可。1.4计算原则1，落料件的尺寸如果与凹模刃口相接近，则在加工过程中落料设计基准件应该为凹模，冲孔件的尺寸如果凸模刃口尺寸接近，那么冲孔的设计基准件应该为凸模。 2，无论凸模还是凹模，其过程中一定会出现或多或少的磨损，所以在设计中，凹模的刃口尺寸一定要控制在合适的范围中，然后选取它的最小尺寸，而凸模却恰好与之相反。 3，要选择合适的凹凸模尺寸，必须要能够确保其工件精度，选择比较合理的间隙值，确保它的使用寿命。1.5凹、凸模尺寸的计算角架设计时，模具刃口的尺寸与公差对于冲裁件精度有着至关重要的决定性，然而模具它的合理间隙也由着其刃口公差与尺寸来保证，所以，刃口的公差与尺寸选择，直接影响冲裁模的设计与制造。(1)冲孔时，凹凸模的刃口尺寸计算，由于孔是简单规则形，所以采用凹模和凸模分别加工的方法。先确定其初始间隙，查表可得：=0.126，=0.180。再确定磨损系数X.查表可知：冲孔2×Φ5mm，磨损系数x=0.75，孔Φ4mm，磨损系数x=0.75冲孔冲孔2×Φ5mm查表-=-0.007mm,+=+0.01mm；凸模刃口尺寸=（d+x△）=（5+0.75×0.1）mm=5.075mm；凹模刃口尺寸=（+）=（5.075+0.126）mm=5.201mm；冲孔Ф4mm：查表1.22得：－=－0.008mm，+=+0.012mm；凸模刃口尺寸=（d+x△）=(4+0.75×0.1)mm=4.075mm；凹模刃口尺寸=（+）=(4.075+0.126)mm=4.201mm；中心距：=L±1/8=(24±0.125×2×0.1)mm=(24±0.025)mm；（2）使用凹凸模分开加工的方法，为确保凹凸模有适合的间隙值，务必要非常严的控制它的冲模的制造时的公差，否则会导致在冲模时制造不方便。但是对较薄材料冲模时，或者对于比较复杂的冲制，通常使用凹凸模配合加工。配作法即按照设计的尺寸制一个凸、凹模的基准件，然后依据它实际的尺寸，通过最小合理间隙，把另一半作出来。其角架冲裁件为落料件，选择其凹模为基准件，凹凸模按照配作法制出。查表：初始间隙=0.126mm；=0.18mm；磨损系数都是x=0.75，设在加工过程中尺寸可以变大的为A类尺寸，尺寸不会发生变化的为C类尺寸。则A类尺寸有a=16.4,b=25,c=9.4,d==（a－x△）=（16.4－0.5×0.43）mm=16.18mm；=（b－x△）=（25－0.5×0.52）mm=24.74mm；=（c-x△）=（9.4－0.75×0.36）mm=8.95mm；=(d-x△)=(158.5-1×0.5)mm=158mm；C类尺寸有e=24,f=11,g=29.5,h=29,i=23.5=(24±0.13)mm；=(11±0.107)mm；=(29.5±0.13)mm；=(29±0.13)mm；=(23.5±0.13)mm；第二章冲裁力及其压力机选取2.1冲裁力的计算冲裁力即在冲裁时凸模对与其板料所作用的力，可以根据它的大小来选择其压力机以及设计模具类型。冲裁时，它的大小处于不断地变化，一般情况下所谓冲裁力就是板料作用在凸模时最大抗力，当达到最大抗力值时，会出现裂纹，这时候，板料内的切应力就是材料抗剪强度。如何来降低它的冲裁力（1）如果凸模较多，可以根据它的尺寸的大小，做成的不同高度，使其工作端面按照阶梯型布置，这样不会使几个冲头一起冲裁，避免凸模最大冲裁力同时存在，降低其冲裁力。（2）可以使用斜刃的冲裁方法，这样在冲裁过程中刃口不和冲裁件的外边触碰，降低材料的切离，从而来降低其冲裁力。（3）可以利用加热冲裁，这种方法又叫做红冲，当加热到一定温度，它的抗剪强度变低，所以可以使用加热的方法降低冲裁力，。但是，在加热过程中容易破坏工件便面，产生氧化皮。所以一定要控制其温度变化。冲裁力计算公式为，F=KLt=1.33721.2500=290160式中F为冲裁力；L为冲裁周边长度 ；t为材料厚度；K为系数；为抗剪强度。2.2卸料力、顶尖力和推件力的计算。在冲裁的时候，材料在分离之前存在着弹性变形，结束时，材料有着弹性回复和摩擦，落料件或者冲压孔所产生的工艺废料会导致凹模梗塞，冲裁剩料则会紧紧的锈于凸模，为了可以依然冲裁，务必要卸下锈在凸模的料推出梗塞在凹模的料。卸箍在凸模的料废的力为卸料力，沿着冲裁方向推出废料使用的力为推件力，沿着冲裁力相反的方向将凹模内工件或废料顶出来所需要力叫做顶件力。=×=0.04×290160=11606.4N；==3×0.05×290160=43524N；==0.06×290160=17409.6N；式中：F为冲裁力；、、分别为卸料力、推件力、顶件力的系数；查表[]可知其分别取0.04、0.05、0.06；n为同时卡在凹模里面的冲裁件数目；n在这里取3；2.3压力机的选取冲裁的时候，压力机公称压力一定要大于或等于各压力的和，计算根据模具结构的形状对待。=++=290160+11606.4+43524=345.2904KN。所以压力机确定为JH21-45其基本参数如下：标称压力450KN最大闭合高度270mm电动机功率5500KW模柄孔尺寸直径50mm深度60mm标称行程3.2mm第三章工件的排样及其搭边3.1排样原则要提高材料利用率。由于冲裁件为大批量，所以用排样来大大增加材料利用率是有必要。改善其操作性。排样方法要使工人的操作更加方便，可以有效减少工人的劳动。然而条料在冲裁的过程中要尽量减少翻动，选择较小步距，而条料宽的排样方法，方便它的自动送料。使模具的结构更加简化，有效的提升它的使用寿命。要确保冲裁件的更好的加工，对质量的要求很高。图3.1工件排样图3.2排样方法通过材料的使用能力，将其分成了有废料排样方式、少废料排样方式和无废料排样方式三种。 有废料排样。沿着工件的所有外轮廓冲裁，工件和工件间，工件和条料间有着一定的工艺条料，有废料排样它是沿着冲裁件的封闭轮廓冲切，因此其材料利用率较低，可是其质量和使用寿命得到提升。少废料排样。是沿着工件一部分外轮廓进行切断或者冲裁，只是工件和工件间，或者是与条料的侧边间存在搭边情况。此方法的冲裁只是沿一部分轮廓冲裁，受到剪裁件质量与定位误差影响，它的冲裁质量虽不是很高，但其利用率可达70%90%。无废料排样。是指在冲裁件与冲裁件间或条料侧边无搭边，是由切断条料直接获得，其材料的利用率可高达85%90%。由此，可以选择少废料的方式进行直排冲裁。 3.3搭边搭边是指冲裁件和冲裁件间或与条料的侧边间在一定程度上所留的工艺条料，其作用是避免由于送料误差产生零件的缺角或尺寸差，导致凹凸模受到的力均衡，在模具使用过程中大大提升它的寿命，而且还可以增加它的断面质量。采用搭边也可以达到模具自动送料的目的。搭边太大，会使材料过度浪费，而搭边太小，则会使板料拉进凹凸模的间隙，加快模具磨损，更加会损环刃口。一般来说硬性材料其搭边值取的比较小一点，而比如软材料及脆材料，它的搭边值呢就会取得大一点，板料的厚度大，搭边大，形状复杂，所需搭边大，而有手工送料时，其搭边值较小。3.4送料步距送料步距是指条料在模具每次的送进距离，每冲一零件步距。A=D+aD是指平行送料方向的宽度；A是指冲裁件间搭边值；查表[]其工件间a=1.8mm,侧面a=2.0mm;A=D+a=30+2=32mm；条料宽度和导料板间距离计算，选择无测压装置时：条料的宽度B=[D+2a+c]=[40+2×2+0.5]=44.53导料板之间距离A=B+C=D+2a+2c=158.5+2×2+0.5=163式中：B为条料宽度；D为冲裁件垂直条料方向最大尺寸；a为侧面搭边最小值；为条料宽度单向偏差；C为导料板和条料的最宽处的单向小间隙，其最小值如表[]；3.5计算材料的利用率=s/s×100%=158.5×30-(16+25)=82%;s为一个步距内的零件实际面积；s为一个步距内所需要的毛坯的面积；A为送料步距；第四章主要零部件的计算4.1凸模结构与尺寸如图凸模在加工过程中应多注意下面几种情况：1，凸模工作的刃口应当尖锐一点，没有倒钝缺口，裂纹等影响其加工的缺陷。2，在热处理的过程中硬度的大小要各个部分比较均匀，无明显变形。3，凸模工作的直径对于配合部分直径的同轴度允差不能超过配合部分允差的二分之一。4.2凸模数据确定凸模工作长度要按模具结构计算，通常情况下凸模的长度不宜过长，不然会纵向弯曲导致凸模在工作时失稳，致使模具间隙不匀，会影响冲裁件质量以及精度，同时也不能使凸模折断。如果采用国定卸料板，其长度为：=+++=16+14+5+16=51mm式中为凸模长度；为凸模固定板厚度，它的选择取决于冲压件厚度t，t小于1.5mm，则=15~20mm，当t在1.5到2.5之间，为20~25；为卸料板厚度；为导尺厚度；为附加长度；凸模承受能力校核在计算凸模的最小断面承受能力时，冲裁力P必须要小于或等于危险断面最大压力，即=P/A≤[]图形凸模，即dt≤[]/4d/t≥4[]为凸模内压应力；P为冲裁力；A是凸模最小断面面积；为被冲材料抗剪强度；d为凸模直径；t为板料厚度；[]为凸模许用应力；4.3凹模块的厚度其厚度H可由冲裁力大小来计算得出H=kk式中H为凹模的厚度；P为冲裁力；为冲裁的长度修正系数；为凹模材料的修正系数；查表[]=1.50=1H=1.5=1.5×35.57=53.4mm第五章弯曲部分的计算5.1弯曲力的计算此角架结构弯曲力计算F=0.7(Cb)/r+t=(0.7×1.3×40××44)/0.5+1.2=1356.65N此式为冲压结构在快要结束时所需要的弯曲力；b为弯曲件的宽度；T是弯曲件的厚度；r是弯曲件内的弯曲半径；是材料的强度极限；K则是安全系数，通常情况下K取1.3；5.2校正弯曲力计算F=qAq查表得q=40A是工件被校正它的投影的面积A=11.2×47.5=532F=400×532=21280N弯曲毛坯展开尺寸L=+++++++0.6t=21+11+29.2+24+29+23.5+21+0.6×1.2=1605.3顶件力或压料力设置顶件的装置或装置弯曲模。它的顶件力或者说压料力可取自由弯曲力30%到80%之间。（）=（0.3~0.8)=0.5×1356.65=682.82N5.4压力机它的吨位确定有弹性顶件的装置，它的弯曲压力吨位为=（1.1~1.2）(+)=1.1×(1356.65+682.82)=2253.306N；有弹性压料装置，它的压力吨位为=（1.1~1.2）（+）=2253.306N；而校正弯曲压力机，它的吨位计算，则为≥（1.1~1.2）=1.1×21280=23408N；5.5凸凹模圆角半径计算及其凹模的深度计算如果弯曲件相对于弯曲半径r/t比较小的时候，则取凸模圆角半径≤弯曲内侧圆角半径r，而且不能小于它的最小弯曲半径；如果弯曲件r/t比其弯曲半径小的时候，取≥，再增加一套整形工具，使其=。如果弯曲件相对的弯曲半径较大，而精度的要求也更高时，须考虑回弹因素，再根据回弹值进行凸模圆角半径的修改。凹模圆角半径大小对于弯曲件质量与弯曲力都有影响，太小时会导致弯矩力臂变小，其毛坯会沿着凹模的圆角滑入阻力变大，从而弯曲力会增加，容易划伤工件表面，所以，凹模两边圆角半径应该一样，不然在弯曲时会使毛坯偏移，而在现实加工生产中，一般根据板料的厚度t选择。如果t≤2mm，则=（3~6）t；如果t=（2~4）mm，则=（2~3）t；如果t>4mm，则=2t；由于材料厚度选用为1.2mm，则它的凹模尺寸半径为（3~6）t，取凹模半径=3×1.2=3.6mm。而对于凹模的深度，更是要选取合适，如果太小的话，会使弯曲件的两端自由部分过长，导致工件的回弹增大，从而不平直，如果说深度过大，那么凹模就会增高，多耗材不说，还会使压力机工作行程增大。对于U形件的弯曲模，如果两边高度≤两边平直，那么凹模的深度应该要大于工件深度，如果弯曲件直边长，而对于平直度没有较高特殊要求，它的深度可小于工件高度。对于凸凹模间隙，必须要合理确定凸凹模之间间隙，如果间隙较大，那么回弹大，则工件形状与尺寸无法保证，如果间隙太小，则会增加它的弯曲力，使其工件厚度变小，会磨伤工件，减少模具的使用寿命。Z/2=+c.t=2+1.2×0.05=2.06Z/2为凸凹模的单向间隙；为板料最大厚度；t为板料厚度基本尺寸；c为间隙系数；5.6凸凹模的横向尺寸以及公差弯曲件的外形尺寸标注，应该要把凹模作为基准件，先把凹模尺寸确定了，再减去它的间隙值确定其凸模的尺寸。如果是单向偏差，凹模尺寸L=（L-0.75）=（47.5-0.75×0.62）=（47.035）凸模尺寸L=（L-Z）=(47.035-4.12)=42.915第六章模架的确定模架包括了导柱、上模座、下模座以及导套，冲压模的全部零件都应安放在模架上，为了降低成本，缩短模具的制造周期，我国也已经制出了模架标准，而根据模架的导柱与导套配合将其分为滑动与滚动模架两种，每种模架又有很多种模架类型。然而模架的结构选择，应根据工件受力特点，出件方式，材料的送进方向，坯件定位以及操作是否便捷来综合考虑。一般情况下，模架尺寸确定都是由凹模轮廓尺寸为依据，长度以及宽度都应该比凹模大30~40mm，厚度也应为凹模厚度的1~1.5倍，模座的宽度也要比压力机台孔孔径大40~50mm，冲压模具闭合高度要大于压力机最小的装模高度，小于其压力机的最大装模高度。垂直于送料方向的凹模宽度B=S+（2.5~4.0）H=32+53.4=85.4mmB为凹模宽度；S为送料步距；H为凹模厚度；送料方向凹模长度LL=S+2S=40+2×106.8=253.6mmS为凹模的最大刃口尺寸；S是凹模刃口到侧边距离；查表[]B取125mm；L取250mm；最大闭合高度220；最小闭合高度180；上模座250×125×40；下模座250×125×45；导柱28×170；导套28×100×38；导柱和导套导柱和导套是模具加工生产中比较广泛的零件，虽然机构以及形状由于应用部分的不同而有所差异，但导套表面是由内外圆柱表面组成，它能根据结构的形状、尺寸等要求选取合理的热轧钢圈为毛坯。加工精度可由内外表面粗糙度、同轴度及其内外柱只存精度来确定。其零件应该密切加工。还必要有求其有超耐磨性。其形状简单，加工方法一般由粗加工，半精加工，热处理，精加工这几步来完成。当然对于较高要求的导向零件，还应配合研磨技术来提高其精度以及粗糙度。固定板以及卸料板它们的加工与凹模比较相似，一般情况下根据型孔的形状来确定。如果是圆孔，可以使用车削，对于矩形以及异型来说，较为常见的为铣削或者线切割的方法，而对于系列孔则可直接采用坐标镗削加工法。垫板一半垫板是为承受以及扩散凸模压力来降低零件所受压力。起到防模座受损的作用，可以使其正常工作。挡料销采取圆形固定挡料销，它的制造较容易，但会削弱其凹模的强度，一般情况下，它的高度要略大于冲压件材料厚度，厚度选择为1.2mm。导正销它是由导正销导入以及定位构成，如果是圆弧，一般适用于导入部分，而圆柱面则为定位部分，它的目的是为确保顺利插孔，同时保证导正销和孔有着一定的间隙值。弯曲件炸开尺寸计算54545456444444444444444444407装配图

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设计总结一份毕业论文的结束，代表着我们的学生时代也即将结束，我们将走出校园，去打拼自己的未来。在此次整个论文的设计中，一开始我在网上查找大量的资料，从而确定选题。继而去图书馆翻阅文本，询问指导老师确定设计内容。内容包括国内外的相关研究、零件的三维造型、零件分析、以及夹具分析等内容。然后在修改、核对，再修改、再核对。从此次的毕业设计中，让我看到在学习上我还存在很多不懂的地方。其中之一我觉得在液压夹具方面的知识我还欠缺很多，再就是在画图方面，一些画图软件使用得还不是很得心应手。但是我相信，只要用心，好好努力，一定可以做好的。机械发展越来越快，知识越来越广，我需要学习的地方还有很多很多。虽然我即将离开熟悉已久的校园了，但是我还是不会忘记继续努力学习，充实我自己，我相信不断的进步会给我以后的发展带来很大的帮助，让我在工作中更加能应付自如。

致谢此次毕业设计让我收获很多，让我对我这四年的学习有了一个真正的了解。在做论文的过程中，我遇到了不少自己解决不了的问题，我就会求助于蔡老师，蔡老师每次都能给我一个满意的解答，并且蔡老师非常的有耐心，每次都不厌其烦，有些实在不懂的地方蔡老师都会讲几遍，讲的特别仔细，我真的非常感动。经过蔡老师的讲解，让我的设计思路更加顺畅，给了我特别大的帮助。在此，我真心得向蔡老师表示由衷的感谢，也衷心地祝愿所有老师，您们辛苦了，感谢你们一直以来悉心的教导与栽培，一日为师终身为师，我永远不会忘记。参考文献[1]吴雄彪．机械制造技术课程设计[M]．浙江大学出版社，2005：68-75，2.[2]孙已德.机床夹具图册[M].北京机械工业出版社，1984.[3]刘友才.机床夹具设计[M].北京机械工业出版社，1992.[4]孟少龙.机械加工工艺手册第一卷[M].北京机械工业出版社，1991：55-58，17.[5]金属机械加工工艺人员手册[M]修订组.上海科学技术出版社，1979：256-258，12.[6]李洪.机械加工工艺师手册[M].北京机械工业出版社，1990.[7]马贤智.机械加工余量与公差手册[M].中国标准出版社，1994：23-24，25.[8]上海金属切削技术协会.金属切削手册[M].上海科学技术出版社，1984.[9]周永强.高等学校毕业设计指导[M].中国建材工业出版社：28.[10]王光斗.王春福.机床夹具设计手册[M].上海科学技术出版社,2000：300-310，28.[11]何存兴.液压传动与气压传动[M].华中科技大学出版社：31.

基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动