1、 前言 毕业设计是完成教学计划达到培养目标的重要环节，是学生综合素质与培养效果的全面检验，是学生毕业及学位资格认证的重要依据，是学生教育质量的综合反映，是对学生所学的专业知识的总结，是对学生综合运用所学理论知识与技能解决一定复杂程度的工程问题的综合性实际训练，搞好毕业设计工作，对促进学校各项教学改革，全面提高教学质量具有十分重要的意义。 毕业设计是学生学习期间的最后一个教学内容，这个教学内容与普通的课堂教学又有一定的区别，它要充分的发挥学生的主观能动性，在指导教师的引导下，建立工程意识，将课堂所学的理论知识 应用到实践中，为工程服务，将学生培养成为合格的社会主义 建设者。太原理工大学继续教育学
2、院编写了毕业设计指导书，以供各位指导教师和毕业学生参考。 本书第一章对机电一体化 专业作了介绍，使学生更加了解本专业的特点，系统地回顾总结在校学习期间所学的各门课程，并对毕业设计环节的教学目标和程序有一定的思想准备。第二章介绍了如何进行毕业实习以及对毕业实习的要求。第三章介绍毕业设计的目的和要求， 毕业设计的选题， 毕业设计说明书的编写规范，毕 业设计的设计流程 。第四章为毕业答辩的程序和评分标准。第五章给出毕业设计的 范例，以供学生参 考。 本书参阅了大量的资料，力求体系合理，文字流畅，通俗易懂，有不足之处敬请各位老师和同学指正。 董长双 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 机电一体化专
3、业 2 目 录 第一章 机电子一体化 专业简介 2 一、培养目标 3 二、课程设置 3 三、实践环节 3 第二章 毕业实习 4 一、毕业实习的目的 4 二、毕业实习的任务书 4 三、毕业实习要求 4 四、毕业实习报告 5 五、参考选题及毕业实习报告范例 6 第三章 毕业设计 13 一、毕业设计的目的和要求 13 二、毕业设计的题目 13 三、毕业设计的主要工作内容及其要求 15 四、毕业设计选题 17 五、制定毕业设计计划 18 六、毕业设计说明书的印刷与装订 18 七、毕业设计结构及要求 18 第四章 答辩与评分 20 一、毕业设计答辩 20 二、成绩评定 20 第五章 范例 24 范例 ：
4、 CA6150 普通机床数控改造设计 24 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 机电一体化专业 3 第一章 机电 子一体化 专业简介 一、培养目标 本专业培养掌握 机械 制造 自动化工程基本理论和方法，具备 机 械 工 程 及电气控制工程师的基本能力。从事机械及其自动控制的科学研究、 设计、系统维护和管理的高级技术人才。 本专业的毕业生应获得以下几方面的素质、知识和能力： 1.熟悉和掌握根据毕业设计课题进行调查研究、收集设计资料的方法和途径 ; 2. 综合运用机械设计以及机电控制等各种课程的理论及实践知识，去分析和解决一般 机械 工程项目的技术设计问题，掌握一般机械 及电气 工程师所必需掌
5、握的 制图、运算、实验、测试、使用计算机的技能，解决本专业一般工程实际问题的能力。 3.掌握一门外语，能够阅读本专业的科技外文资料。 4.具有较高的 职业 道德水平和文化修养。 二、课程设置 主要课程有：机械制图、电工 学、 机械制造技术基础、机电传动控制、可编程控制器设计、 数控技术、 微机原理及应用 、计算机接口技术 、计算机辅助设计 等。 三、实践环节 金工实习、 认识实习、专业生产实 习、毕业实习，课程设计和毕业设计等。 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 机电一体化专业 4 第二章 毕业实习 一、毕业实习的目的 机 械 电 子工程 专业是为 机械及相关 企业培养高级科技人才不可缺
6、少的专业，它的理论性和技术性比较强，尤其是在进行完系统的理论教学环节后，必须再进一步加强实践性环节，这就要求学生应该能把已学到的理论知识与生产实际联系起来，才能更进一步地丰富和巩固所学知识。通过毕业实习或现场实地参观，能了解本专业的生产实践知识，针对毕业设计的内容，根据毕业实习任务书的要求，认真地调研，收集有关的技术资料，以便更好地完成毕业设计任务。 二、毕业实习的任务 书 毕业设计题目选定后，由指导教师向学生下达毕业实习任务书，毕业实习任务书应包括如下内容： 1毕业实习的任务和具体要求。 2毕业实习的进度计划。 三、毕业实习 要求 1毕业实习的内容进度应按照指导教师下达的实习任务书要求进行。
7、 2一切实习活动应在指导教师的领导、函授站的配合下进行。学生有事要请假，不准擅自离开实习厂矿，学生不参加实习不准参加毕业设计。 3实习完毕，每个学生要提交实习报告，并要有实习点接待人员的签名，并加盖公章。无实习报告，不准参加毕业答辩。 4严格遵守实习企业 的有关制度，保守国 家机密，妥善保存和爱护一切技术资料，损坏和丢失责任由损坏和丢失者自负。 5尊重工程技术人员和工人师傅，虚心请教，认真做好笔记力求现场弄懂。 6学生在实习厂矿应注意安全，听从有关人员的安排和指挥。没有得太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 机电一体化专业 5 到有关人员的允许，不准擅自动手操作，以免引起危险事故发生。 7.
8、实习时间为 3 周。 四、毕业实习报告 毕业实习报告应包括毕业实习报告题目、作者及单位、实习内容、实习心得和收获，可以附必要得表格、图等。内容条理清楚、论据准确、言简意概。 实习报告为毕业设计 内容之一，应在毕业答辩之前完成。 1）学生到生产现场 作实际调查研究 ,了解并收集与毕业设计课题有关的技术信息和资料 .学生必须认真做好生产现场实习笔记 ;尽可能详细地记录与设计课题有关的设备的结构布局、外形尺寸、重要部件的工作原理、结构形状与尺寸，以及设备的主要动力参数和运动参数，如：各电机的型号、功率及转速、主运动速度、进给速度等。这些资料，对毕业设计有重要的参考价值。 2）学生到图书馆 及上网 收
9、集有关毕业设计的图书资料 ,了解国内外有关设备的技术资料，并做好读书笔记 ; 3） . 实习期间 ,学生必须做到一切行动听指挥 ,自觉遵守实习纪律和实习厂规章制度 ;切实做到人 身安全和设备安全 .指导教师应联系安排厂方有关人员对学生进行安全教育。 4） .实习结束后 ,学生必须认真整理生产现场收集的设计资料和读书 笔记材料 ,图文并茂 ,写出不少于 2000 2500 汉字的实习报告 .指导教师根据每个学生在实习过程中的表现和实习报告质量 ,给出毕业实习成绩 . 毕业实习成绩按合格和不合格两级评定。 学生毕业实习成绩不合格者，不得参加下一阶段的毕业设计。 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导
10、书 机电一体化专业 6 五、参考选题及 实习报告范例 实习报告 ：普通加工设备的数控改造 姓名 单位 专业 班 级 学号 中国 某 电力机车有限责任公司 于 2003 年改制组建而成。公司始建于1954 年，是我国 “一五 ”期间重点建设的 156 个项目之一。公司占地面积233.75 万平方米，其中厂区面积 145.53 万平方米，是我国电力机车重点制造研发基地。 公司是目前国内唯一生产过蒸汽、内燃、电力三大系列机车的企业。累计生产了各型蒸汽机车 5571 台，内燃机车 659 台。 2005 年，公司与法国阿尔斯通公司成功签署八轴大功率交流传动电力机车技术引进及采购合同，取得了 180 台
11、八轴大功率交流传动电力机车合同订单。首台 国内散件 HXD2 机车于 2007 年 5 月 18 日正式下线，现已陆续交付用户。 通过技术引进项目的实施，公司掌握的电力机车核心技术实现了由低功率、直流传动领域向大功率、交流传动领域的巨大跨越。公司累计投入 4亿元人民币对各大硬件系统进行了全方位、大规模的技术改造，已经搭建起了世界一流的交流传动电力机车研发制造统一平台。 未来的几年里，公司以全面实现铁道部提出的 “掌握世界一流技术，生产世界一流产品，建成世界一流基地 ”为努力方向，依托技术引进，强化自主创新，扎实开展先进技术的消化吸收再创新工作，加快实现国产化目标，矢志建 设成为山西省轨道交通产
12、业化基地的龙头企业，矢志建设成为国际知名的交流传动电力机车供应商。 机器设备是现代化企业的物资基础，也是企业生产力发展水平与企业现太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 机电一体化专业 7 代化程度的主要标志。要生产出世界一流的产品，就必须有世界一流的生产设备。为此，公司加快了制造装备现代化的进程，引进了大批高、精、尖设备，进行了大规模的工业化改造，具统计，截止到 2007 年底，公司八轴车技术引进技术改造项目新增设备共计 340 台（套、项），关键设备 29 台、重点设备 23 台，实际到货安装 22 台。其中具有国际先进水平的设备有 17 台，主要有 SDMC-8000-2H 数控龙门铣床
13、、德国 L4030 数控激光切割机、德国TCL3030 数控激光加工机、意大利 PBS 165/3000165T 数控折弯机、意大利PBS 200/3000 折弯机、 意大利 PIS 100.51/71 TAC+ PIS 100.51/71 TAC双机联动数控折弯机、德国 MCX1000HV 卧式加工中心、 意大利 DELTA HA SF 308020 三座标测量机、 德国车体喷砂装置、 德国 RAD315MAE 轮对校正液压压装机、瑞士 HRC 公司 TRM 80/1250 精密矫平机、美国 Artos CS-327A 电缆下线机、 德国铁道机车车辆数控专用车轴磨床 PF61S3000、 马
14、来西亚 KUKA 焊接机器手、德国克鲁斯公司 Romat 350 焊接机器手、法国 MODUMILL 410G 龙门加工中心。 2007 年底，公司保有机械动力设备 1855 台，固定资产原值 3.34 亿元，大型设备 73 台，全功能数控设备48 台。 虽然公司投入了巨资进行了大规模设备改造，但是仍有部分普通设备需要进行投资少见效快的技术改造，已满足不同产品、不同加工要求的需要。 为此，我们对 公司机械二车间的生产、设备、工艺流程情况进行了调研，该车间 主要的产品为加工电力机车轴、轮，货车轴、轮，轮轴装配。由于该车间的产品均系电力机车关键件，要求比较严格，加工难度相对较高。目前机械二车间的月
15、产各类轴 600 根，其中机车轴 100 根，其余为货车轴。车间采用四台 C650 普通车床（简易数控改造）进行轴粗加工，采用两台 CK6180D普通数控车床、一台 ST-1300 数控车轴车床进行轴两端半精加工。采用三台MQ1350 外圆磨床。一台德国铁道机车车辆数控专用车轴磨床 PF61S3000太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 机电一体化专业 8 进行机车进行轴两端精加工轴。采用 WJ9000 探伤机进行探伤。目前由于粗加工设备能力不足，已经 制约了生产能力。而购买新设备从经济上考虑不妥。同时，由于工件外表面有圆弧、锥度，加工精度较高，因此要求机床机械部分精度高、同时要有较为先进的
16、数控系统作保证，以满足圆弧、锥度等加工要求，目前普通车床现有技术状态显然无法满足这些要求，因此我们决定对现有的一台 V1000 普通机床进行数控改造，以提高机床加工性能、质量及加工效率。机车轴图 1： (其中轴端面均有锥度、圆弧 ) 一、机床现存在以下问题： 1、采用普通 滑动 丝杠传动、丝杠螺母间反向间隙、导轨间的摩擦及导轨精度均影响了机床的加工精度。同时由于原机床动力从主传动系统 经溜板箱传递而来，因而传动链较长引起的传动误差也是影响本机床加工精度的一大主要原因。 2、机床没有能够加工长圆弧、锥面的功能。 3、电气控制系统全部老化同时也不具备控制 X、 Z 轴联动的功能。 4、润滑状况差，
17、丝杠、道轨、拖板采用人工润滑。 5、机床系统刚度差，机床在低速运行过程中爬行问题及崩刀现象较为严重无法满足工艺要求。 二、改造的技术方案 1、去掉原机床溜板箱，机床两坐标进给均采用三菱交流伺服电机、变速箱及滚珠丝杠副组成的半闭环控制系统。 2、机床运动部件爬行主要决定于传动系统的刚度和静、动摩擦力的特性， 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 机电一体化专业 9 图 1 机车轴 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 机电一体化专业 10 而静、动摩擦力特性除了与导轨的结构、材料和运动速度有关外，还与制造装配的质量和润滑油的品质等条件有关，鉴于以上分析，为了解决机床在低速运行过程中爬行问题较
18、严重及崩刀现象，特采取以下措施： a 重新设计制造大拖板以提高传动系统的刚度。 b 对溜板导轨实施粘塑，以改善机床滑动导轨的静动摩擦力不一致状况，同时减小振动及冲击。 c 同时增加一套集中润滑系统以改善机床的润滑 状况，防止机床在低速运行时爬行现象的发生，使系统运行平稳，提高定位精度。 d 机床 X 向采用滚动直线导轨，其优点是摩擦系数小和动摩擦系数很接近，运动轻便，摩擦力小，摩擦发热少，磨损小，因而可有效地避免机床发生爬行，同时可以得到较高的定位精度。 三、改造后，机床主要技术指标： 1、机床最大加工直径 1000mm 2、机床最小进给量 0.001mm 3、机床快速进给速度 6m/min 4、机床定位精度 0.025mm 5、机床重复定位精度 0.01mm 四、改造后的结构设计： 改造后的设备机械结构如：图 2（ X 轴转动图）图 3（ Z 轴转动图）。改造后机床具有以下特点 1、本机床改造后取消了原有的溜板箱， X 轴及 Z 轴实施半闭环控制可实现两轴联动 ，实现直线、圆弧插补功能 ， 2、为了提高传动精度，机床 X 轴和 Z 轴均采用南京工艺装备厂精密滚珠丝杠，并根据我公司车轴的切削工艺，选定滚珠丝杠为四级精度，同时为
