填料箱蓋機(jī)械加工工藝過程卡及數(shù)控編程設(shè)計(jì)

填料箱蓋機(jī)械加工工藝過程卡及數(shù)控編程設(shè)計(jì),填料,機(jī)械,加工,工藝,過程,進(jìn)程,數(shù)控,編程,設(shè)計(jì) 目 錄1.零件的分析11.1、零件的作用11.2、零件的工藝分析12.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)22.1、毛坯的制造形式22.2、基準(zhǔn)面的選擇22.3、制訂工藝路線22.3.1、工藝路線方案一22.3.2、工藝路線方案二32.3.3、工藝方案的比較與分析32.4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定43.選擇加工設(shè)備與工藝裝備（普通）53.1、選擇機(jī)床53.2、選擇夾具53.3、選擇刀具53.4、確定工序尺寸53.5、確定切削用量及基本工時6工序I：粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角。6工序II：粗鏜孔37、47。7工序III-VI : 粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車75、100、80外圓面及各倒角。8工序VII：鉆6-13.5小孔。8工序VIII：鉆M10螺紋孔及攻絲（裝配時鉆鉸錐孔）。9工序IX：半精車65外圓及臺階面。10工序X：以65mm外圓定位，半精車155、75、100、80、環(huán)槽及各倒角。11工序XI：以155mm外圓及端面定位，精車、精細(xì)車65mm外圓。11工序XII：精、細(xì)鏜60內(nèi)孔。12工序XIII：磨60孔底面、倒角。124.選擇加工設(shè)備與工藝裝備（數(shù)控）134.1、選擇機(jī)床134.2、選擇夾具134.3、選擇刀具134.4、確定工序尺寸144.5、確定切削用量及基本工時16工序I：粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角；粗鏜孔37、47。16工序II：粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車75、100、80外圓面及各倒角。17工序III：鉆6-13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。(與普通加工相同)17工序IV：半精車65外圓及臺階面。19工序V：精、細(xì)鏜60內(nèi)孔。19工序VI：研磨孔60內(nèi)端面、倒角。(與普通加工相同)195.數(shù)控程序編制CA6140填料箱蓋的車削加工206. 夾具設(shè)計(jì)236.1、問題的指出246.2、夾具設(shè)計(jì)246.3、定位誤差的分析246.4、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明24序 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。1.零件的分析1.1、零件的作用題目所給的零件是CA6140車床填料箱蓋（見附圖1）主要作用是保證與填料箱體聯(lián)接后保證密封，對內(nèi)表面的加工精度要求比較高，對配合面的表面粗糙度要求也較高。1.2、零件的工藝分析套類零件的主要加工表面有孔、外圓、和端面。其中孔既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，加工精度和表面粗糙度要求較高，內(nèi)外圓之間的同軸度及端面與孔的垂直度也有一定的技術(shù)要求。分述如下：1.2.1、以65H5（）軸為中心的加工表面。包括：尺寸為65h5（）的軸，表面粗糙度為1.6，尺寸為80的與65h5（）相接的肩面, 尺寸為100f8()與65h5（）同軸度為0.025 的面，尺寸為60H8 ()與65h5（）同軸度為0.025的孔。1.2.2、以60H8()孔為中心的加工表面。尺寸為78與60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。1.2.3、 以60H8()孔為中心均勻分布的12孔,6-13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H。1.2.4、其它未注表面的粗糙度要求為6.3,半精加工即可滿足要求。 2.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1、毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為5000件，屬于大批生產(chǎn)的，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用砂型鑄造機(jī)器造型和殼型。2.2、基準(zhǔn)面的選擇2.2.1、粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。2.2.2、精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。2.3、制訂工藝路線按照先基準(zhǔn)面后其它、先面后孔、先粗后精、先主后次的原則，布置工藝路線如下：2.3.1、工藝路線方案一工序I：銑小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角。工序II：銑大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車75、100、80外圓面及各倒角。工序III：擴(kuò)孔37、锪孔47。工序IV：鉆6-13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。工序V：半精車65外圓及臺階面。工序VI：半精車155、75、100、80、環(huán)槽及各倒角。工序VII：精細(xì)車65外圓。工序VIII：精、細(xì)鏜60內(nèi)孔。工序IX：研磨孔60內(nèi)端面、倒角。工序X：去毛刺。工序XI：終檢。2.3.2、工藝路線方案二工序I：粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角。工序II：粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車75、100、80外圓面及各倒角。工序III：擴(kuò)孔37、锪孔47。工序IV：半精車65外圓及臺階面。工序V：半精車155、75、100、80、環(huán)槽及各倒角。工序VI：精細(xì)車65外圓。工序VII：精、細(xì)鏜60內(nèi)孔。工序VIII：研磨孔60內(nèi)端面、倒角。工序IX：鉆6-13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。工序X：去毛刺。工序XI：終檢。 2.3.3、工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12個孔后再精加工外圓面和60H8（）孔。方案二是使用車削方式加工兩端面，12個孔的加工放在最后。兩相比較起來可以看出，由于零件的端面尺寸不大，端面用車削較好，在大批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。但是仔細(xì)考慮，在工藝路線二中，是先精車65外圓及臺階面然后再鉆12個孔及攻螺紋。這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下：（數(shù)控）工序I：粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角；粗鏜孔37、47。工序II：粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車75、100、80外圓面及各倒角。工序III：鉆6-13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。工序IV：半精車65外圓及臺階面。工序V：精、細(xì)鏜60內(nèi)孔。工序VI：研磨孔60內(nèi)端面、倒角。工序VII：去毛刺。工序VIII：終檢。最后的加工工藝路線確定如下：（普通）工序I：以155mm外圓及端面定位，粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角。工序II：以155mm外圓及端面定位，粗鏜孔37、47。工序III：以粗車后的65mm外圓及端面定位，粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面。工序IV：以粗車后的65mm外圓及端面定位，粗鏜60內(nèi)孔、底面及溝槽。工序V：以粗車后的65mm外圓及端面定位，粗車75、100、80外圓面及各倒角。工序VI：以粗車后的65mm外圓及端面定位，粗車環(huán)槽。工序VII：鉆6-13.5小孔。工序VIII：鉆M10螺紋孔及攻絲。工序IX：以粗車后的155mm外圓及端面定位，半精車65外圓及臺階面。工序X：以65mm外圓定位，半精車155、75、100、80、環(huán)槽及各倒角。工序XI：以155mm外圓及端面定位，精車、精細(xì)車65mm外圓。工序XII：以65mm外圓及端面定位，精、細(xì)鏜60內(nèi)孔。工序XIII：研磨孔60內(nèi)端面、倒角。工序XIV：去毛刺。工序XV：終檢。2.4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定填料箱蓋零件材料為HT200，硬度190210HB，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用機(jī)器造型鑄造毛坯。2.4.1、根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程的規(guī)定：除非另有規(guī)定，否則要求的機(jī)械加工余量適用于整個毛坯鑄件，即對所有需要機(jī)械加工的表面只規(guī)定一值。查表2-1、2-5取毛坯鑄件的公差等級為10級，機(jī)械加工余量等級G級。2.4.2、查表2-4取毛坯鑄件的機(jī)械加工余量為2mm，根據(jù)毛坯鑄件各個尺寸所在的范圍，查表2-3得各個尺寸的公差，再根據(jù)公式（2-1）R=F+2RMA+CT/2與公式（2-2）R=F-2RMA-CT/2即可計(jì)算出毛坯的基本尺寸。2.4.3、根據(jù)所確定的毛坯尺寸畫出毛坯圖如下。3.選擇加工設(shè)備與工藝裝備（普通）3.1、選擇機(jī)床工序I - X是粗車粗鏜和半精車。選用臥式車床就能滿足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，選用最常用的C620-1型臥式車床即可。工序XI、XII是精細(xì)車精鏜。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小選用精密的車床才能滿足要求。故選用C616A型車床。工序XII、 VIII是鉆孔?？刹捎脤Ｓ脢A具在立式鉆床上加工，可選用Z302型搖臂鉆床。工序XIII是研磨內(nèi)孔，精度較高，選用M7232B型立軸矩臺磨床。3.2、選擇夾具本零件除外圓及兩端面加工用三爪自定心卡盤外，其他的工序都用專用夾具。3.3、選擇刀具在車床上加工的工序，一般都用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀，加工灰鑄鐵零件采用YG型硬質(zhì)合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工和精細(xì)加工用YG10，切槽宜用高速鋼，磨削用砂輪。鉆孔用麻花鉆，攻螺紋用絲錐。3.4、確定工序尺寸加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精外圓11155+0.166.310.750.2566.5-0.3065.5+0.0665+0.0136.31.6437+0.0396.3447+0.0396.31175+0.0466.31180+0.0466.321164+0.3062+0.0.1560+0.0466.31.67.5417.5+1.306.313711137+0.306.3781178+0.306.31.60.43.5、確定切削用量及基本工時工序I：粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角。1.切削用量 本工序?yàn)榇周嚕ㄜ嚩嗣?、外圓及鏜孔）。以知加工材料為HT200，鑄件。機(jī)床為C620-1型臥式車床，工件裝夾在三爪自定心卡盤。確定65mm外圓的切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.1，由于C620-1機(jī)床的中心高為200mm，故選用刀桿尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù)切削用量簡明手冊表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前角o=12，后角o6、主偏角Kr=90、,副偏角Kr=10、刃傾角s=0、刀尖圓弧半徑=0.8mm。確定切削深度ap 由于粗車單邊余量僅為1mm,可一次走刀完成，故確定進(jìn)給量f 根據(jù)表1.4，在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為16 mm25 mm、ap3 mm、工件直徑為100 mm 400 mm時，f=0.6-1.2 mm/r按C620-1機(jī)床的進(jìn)給量選擇f=0.65 mm/r。確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。根據(jù)表1.30，C620-1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力Fmax=3530N。根據(jù)表1.23，當(dāng)灰鑄鐵170212HBS，ap2 mm，f0.75 mm/r，Kr=45，v=65m/min(預(yù)計(jì))時，進(jìn)給力Ff=950N.Ff的修正系數(shù)為，,故實(shí)際進(jìn)給力為Ff=9501.17=1111.5N,由于切削時的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給允許的進(jìn)給力，所選的f=0.65 mm/r可用。選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。確定切削速度v 切削速度v可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。根據(jù)表1.11，當(dāng)用YG6硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時，ap1.8 mm，f0.75 mm/r時，切削速度v=71m/min。切削速度的修正系數(shù)為KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,KMV=0.85,故V=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/min按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇n=90r/min=1.5r/s則實(shí)際切削速度v=44.4m/min。最后確定切削用量為：，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/min確定車端面及臺階面的ap=1.25mm，f=0.52 mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車65mm外圓相同。2.基本時間確定粗車外圓65mm的基本時間 根據(jù)表6.2-1車外圓基本時間為式中 l=17mm, kr=90,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,n=1.5r/s,i=1,則確定粗車端面的基本時間式中 d=65mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1則 工序II：粗鏜孔37、47。1.確定粗鏜37mm和47mm孔的切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金、直徑為20 mm的圓形鏜刀。確定切削深度ap47mm: ap=（47-43）/2=2mm 37mm: ap=（37-33）/2=2mm確定進(jìn)給量f根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜灰鑄鐵時、鏜刀直徑為20mm,鏜刀伸出長度為100 mm時按C620-1機(jī)床的進(jìn)給量，選擇f=0.20 mm/r。確定切削速度v按表1.27的計(jì)算公式式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.90.80.65=0.468,則 對37mm內(nèi)孔： 對47mm內(nèi)孔：2.基本時間確定粗鏜37mm、47mm孔的基本時間 選鏜刀的主偏角xr=45,則l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,對37mm孔n=5.48r/s,對47mm孔n=6.98r/s,i=1對37mm孔工序III-VI : 粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車75、100、80外圓面及各倒角。車端面、車臺階、車環(huán)槽、車外圓、鏜孔、倒角切削用量及基本時間的確定：1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HBS=200-217,鑄造。加工要求：粗車端面保證尺寸、車臺階保證15和30、車環(huán)槽保證尺寸、粗車外圓保證尺寸、粗車外圓保證和。機(jī)床與刀具與工序相同2. 切削用量的選擇與計(jì)算方法與工序基本相同，表格表示如下：工 步主軸轉(zhuǎn)速F/min切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工時粗車大端面12035.40.651.25122s粗車外圓12045.60.651.5118s車臺階車環(huán)槽480150.70.22130s和12035.40.651122s工序VII：鉆6-13.5小孔。1.選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16，二重刃長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。3.計(jì)算工時工序VIII：鉆M10螺紋孔及攻絲（裝配時鉆鉸錐孔）。以37孔為精基準(zhǔn)，鉆一個4孔，攻M10螺紋。1 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16，二重刃長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。3.計(jì)算工時螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。工序IX：半精車65外圓及臺階面。本工序?yàn)榘刖囃鈭A，保證尺寸：已知條件與粗加工工序相同。1.確定半精車外圓的的切削用量。所選用的刀具為YG6硬質(zhì)合金刀，車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度為：BH=16mm25mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù)切削用量簡明手冊表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前角o=12，后角o6、主偏角Kr=90、,副偏角Kr=10、刃傾角s=0、刀尖圓弧半徑=0.8mm。確定切削深度ap0.75mm。確定進(jìn)給量f根據(jù)表1.4，在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為16 mm25 mm、ap3 mm、工件直徑為d100 mm時及按C620-1機(jī)床的進(jìn)給量選擇f=0. mm/r。由于是半精加工，切削力小，故不需要校核機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為0.4mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。確定切削速度v 切削速度v可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。根據(jù)表1.11，當(dāng)用YG6硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時，ap0.8 mmf0.5 6mm/r時，切削速度v=128m/min。切削速度的修正系數(shù)為KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,KMV=0.85,故V=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/min按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇n=380r/min=6.3r/s則實(shí)際切削速度v=41.6m/min。最后確定切削用量為：2、 車刀耐用度T=30min?；緯r間確定半精車外圓65mm的基本時間 根據(jù)表6.2-1車外圓基本時間為式中 l=17mm, kr=90,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,n=1.5r/s,i=1,則工序X：以65mm外圓定位，半精車155、75、100、80、環(huán)槽及各倒角。工 步主軸轉(zhuǎn)速F/min切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工時粗車外圓760283.20.10.5118s車環(huán)槽760283.20.11930s 760283.20.11122s工序XI：以155mm外圓及端面定位，精車、精細(xì)車65mm外圓。工序XI的切削用量及基本時間的確定列下表所示工序主軸轉(zhuǎn)速F/min切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工時XI（精）工步760183.20.11120s工步14004760.050.5130sXI（精細(xì)）工步140044.40.030.5140s工步手動工序XII：精、細(xì)鏜60內(nèi)孔。1.確定精、細(xì)鏜60mm孔的切削用量 所選刀具為YG10硬質(zhì)合金、直徑為20 mm的圓形鏜刀。確定切削深度ap60mm: ap=（60-49）/2=0.5mm 確定進(jìn)給量f根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜灰鑄鐵時、鏜刀直徑為20mm,鏜刀伸出長度為100 mm時按C620-1機(jī)床的進(jìn)給量，選擇f=0.20 mm/r。確定切削速度v按表1.27的計(jì)算公式式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.90.80.65=0.468,則 對60mm內(nèi)孔： 2. 確定精、細(xì)鏜60mm孔的基本時間 選鏜刀的主偏角xr=45,則l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,對60mm孔n=13.96r/s,i=1對60mm孔工序XIII：磨60孔底面、倒角。選擇磨床：選用M7232B型立軸矩臺磨床。選擇砂輪：查工藝手冊第三章中磨料選擇各表，選用I-30x10x10-A60P6V切削用量的選擇：砂輪轉(zhuǎn)速 n砂=970r/min， 軸向進(jìn)給量 fr=0.017mm/r徑向進(jìn)給量 切削工時基本時間計(jì)算： 當(dāng)加工一個表面時：Tj=(2*b*L*k)/(1000r*fa*fr)（見工藝手冊表6.2-8）式中 L：加工長度 L=30mm b：加工寬度 b=30mm ：單面加工余量 =0.5mm K： 系數(shù) K=1.1 r： 工作臺移動速度（m/min） ：工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量： 工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量則： Tj= (2*30*30*0.5*1.1)/(1000*10*3*0.017)=1.94min輔助時間的計(jì)算：輔助時間tf與基本時間tj之間的關(guān)系為tf=（0.150.2）tj，取tf=0.15tj,則輔助時間為： tf=0.15*1.94=17.46s其他時間的計(jì)算:其他時間可按關(guān)系式tb+tx=6%*(tj+tf)計(jì)算則tb+tx=6%*（116.4+17.46）=8s工序時間： tdj=116.4+17.46+8=141.86s工序XIV：去毛刺。工序XV：終檢。其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。4.選擇加工設(shè)備與工藝裝備（數(shù)控）4.1、選擇機(jī)床工序I - VI是粗車粗鏜、半精車和精細(xì)鏜。選用臥式數(shù)控車床就能滿足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，選用最常用的CK6125型臥式車床即可。工序III是鉆孔?？刹捎脤Ｓ脢A具在立式鉆床上加工，可選用Z302型搖臂鉆床。工序VI是研磨內(nèi)孔，精度較高，選用M7232B型立軸矩臺磨床。4.2、選擇夾具本零件除外圓及兩端面加工用三爪自定心卡盤外，其他的工序都用專用夾具。4.3、選擇刀具在車床上加工的工序，一般都用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀，加工灰鑄鐵零件采用YG型硬質(zhì)合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工和精細(xì)加工用YG10，切槽宜用高速鋼，磨削用砂輪。鉆孔用麻花鉆，攻螺紋用絲錐。4.4、確定工序尺寸加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精外圓2155+0.166.3210.2566.5-0.3065.5+0.0665+0.0136.31.6437+0.0396.3447+0.0396.3275+0.0466.3280+0.0466.321164+0.3062+0.0.1560+0.0466.31.67.5417.5+1.306.31372137+0.306.378278+0.306.31.60.44.5、確定切削用量及基本工時工序I：粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角；粗鏜孔37、47。1.1確定65mm外圓的切削用量確定切削深度ap 由于粗車單邊余量僅為1mm,可一次走刀完成。確定進(jìn)給量f 粗車時進(jìn)給量應(yīng)大于0.25mm/r,定為0.65mm/r。確定主軸轉(zhuǎn)速 切削速度由刀具材料、工件材料、刀具耐用度、背吃刀量與進(jìn)給量、刀具形狀、刀削液以及機(jī)床性能確定。查切根據(jù)表1.11，當(dāng)用YG6硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時，ap1.8 mm，f0.75 mm/r時，切削速度v=71m/min。切削速度的修正系數(shù)為KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,KMV=0.85,故V=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/min按CK6125機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇n=150r/min則實(shí)際切削速度v=64m/min。最后確定切削用量為：，f=0.65 mm/r，n=150r/min，v=64m/min1.2確定車端面及臺階面的ap=1.25mm，f=0.52 mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車65mm外圓相同。2.基本時間確定粗車外圓65mm的基本時間 根據(jù)表6.2-1車外圓基本時間為式中 l=17mm, kr=90,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,n=4.17r/s,i=1,則確定粗車端面的基本時間式中 d=65mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=4.17r/s,i=1則 工序II：粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車75、100、80外圓面及各倒角。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HBS=200-217,鑄造。加工要求：車端面保證尺寸、車臺階保證15和30、車環(huán)槽保證尺寸、車外圓保證尺寸、車外圓保證和。機(jī)床與刀具與工序相同2. 切削用量的選擇與計(jì)算方法與工序基本相同，表格表示如下：工 步主軸轉(zhuǎn)速F/min切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工時車端面12035.40.651.25122車外圓12045.60.651.5118車臺階車環(huán)槽480150.70.22130和12035.40.651122工序III：鉆6-13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。(與普通加工相同)鉆6-13.5小孔。1.選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16，二重刃長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。3.計(jì)算工時鉆M10螺紋孔及攻絲（裝配時鉆鉸錐孔）。以37孔為精基準(zhǔn)，鉆一個4孔，攻M10螺紋。1 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16，二重刃長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。3.計(jì)算工時螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。工序IV：半精車65外圓及臺階面。工序V：精、細(xì)鏜60內(nèi)孔。工序IV工序V的切削用量及基本時間的確定列下表所示工序工 步主軸轉(zhuǎn)速F/min切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn) 給次 數(shù)工步工時IV（半精）工步760183.20.10.75120s工步14004760.050.25130sV（精細(xì)鏜）工步/工步140044.40.030.5240s工序VI：研磨孔60內(nèi)端面、倒角。(與普通加工相同)選擇磨床：選用M7232B型立軸矩臺磨床。選擇砂輪：查工藝手冊第三章中磨料選擇各表，選用I-30x10x10-A60P6V切削用量的選擇：砂輪轉(zhuǎn)速 n砂=970r/min， 軸向進(jìn)給量 fr=0.017mm/r徑向進(jìn)給量 切削工時基本時間計(jì)算： 當(dāng)加工一個表面時：Tj=(2*b*L*k)/(1000r*fa*fr)（見工藝手冊表6.2-8）式中 L：加工長度 L=30mm b：加工寬度 b=30mm ：單面加工余量 =0.5mm K： 系數(shù) K=1.1 r： 工作臺移動速度（m/min） ：工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量： 工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量則： Tj= (2*30*30*0.5*1.1)/(1000*10*3*0.017)=1.94min輔助時間的計(jì)算：輔助時間tf與基本時間tj之間的關(guān)系為tf=（0.150.2）tj，取tf=0.15tj,則輔助時間為： tf=0.15*1.94=17.46s其他時間的計(jì)算:其他時間可按關(guān)系式tb+tx=6%*(tj+tf)計(jì)算則tb+tx=6%*（116.4+17.46）=8s工序時間： tdj=116.4+17.46+8=141.86s工序VII：去毛刺。工序VIII：終檢。5.數(shù)控程序編制CA6140填料箱蓋的車削加工 這類零件的徑向和軸向尺寸較大，一般要求加工外圓、端面幾內(nèi)孔，有時還要求調(diào)頭加工。為保證加工要求和數(shù)控車削時工件裝夾的可靠性，應(yīng)注意加工順序和裝夾方式。如為保證兩端內(nèi)孔的同軸度要求，采取先加工右端面和內(nèi)孔，并在內(nèi)孔預(yù)留精加工余量0.3mm，然后將工件掉頭安裝；在鏜完左端內(nèi)孔后，反向鏜右端內(nèi)孔。以保證兩孔的同軸度。所用刀具及刀位號如圖：毛坯圖如下:右端加工過程：O0022/程序編號0022N0 G50 X200.0 Z60.0/設(shè)置工件原點(diǎn)在?。ㄓ遥┒嗣鍺3 G00 X30.0 Z5.0/直接回第二參考點(diǎn)N6 S800 T01 M03/轉(zhuǎn)速為800r/min；調(diào)01號車刀；開主軸N9 G00 X70.0 Z-1.0/快速走到右端面粗車起始點(diǎn)N12 G01 X42.0 Z-1.0/右端面粗車N15 G00 X201.0 Z1.0/快速退刀N18 T02/調(diào)02號精車刀N21 G00 X70.0 Z-1.25/快速走到右端面精車起始點(diǎn)N24 G01 X42.0 Z-1.25/右端精車N27 G00 X201.0 Z1.0/快速退刀N30 T01/調(diào)01號車刀N33 G00 X68.0 Z1.0/快速走到粗車起始點(diǎn)N36 P39 Q48 U1.0 W0 D1.0 F100 S500/粗車65及臺階面循環(huán)N39 G00 X65.0 Z0 S800N42 G01 W-17 F60N45 X80.0N48 W-10N51 G70 P39 Q48/精車65及臺階面循環(huán)N54 G00 X201.0 Z1.0/快速退刀N57 T03/調(diào)03號粗鏜刀N60 G00 X48.0 Z1.0/倒角起始點(diǎn)N63 G01 X46.0 Z-1.0/倒角N66 G01 Z-17/粗鏜47內(nèi)孔N69 X36.0/臺階粗鏜N72 Z-27/粗鏜37內(nèi)孔N75 G00 X30.0 Z1.0N78 X201.0/退刀N81 T04/調(diào)04號精鏜刀N84 G00 X47.0 Z1.0N87 G01 Z-17/精鏜47內(nèi)孔N90 X37.0N93 Z-27/精鏜37內(nèi)孔N96 G00 X30.0 Z1.0N99 X201.0 Z60.0/退刀，回起始點(diǎn)N102 M05/主軸關(guān)左端加工過程：O0023/程序號0023N0 G50 X200.0 Z60.0/設(shè)置工件原點(diǎn)在大（右）端面N3 G00 X30.0 Z5.0/回第二參考點(diǎn)N6 S1500 T01 M03/轉(zhuǎn)速1500r/min；調(diào)01號車刀；開主軸N9 G00 X30.0 Z-1.0/快速走到粗車大端面起點(diǎn)N12 G01 X157.0/粗車大端面N15G00 X201.0/快速退刀N18 T02 /調(diào)02號車刀N21 G00 X3.0 Z5.0N24 Z-1.25N27 G01 X157.0/精車大端面N30 G71 P33 Q55 U1.0 W0 D1.0 F100 S500/粗車外圓循環(huán)N33 G01 Z-15.0/粗車155N36 X100.0N39 Z-32.0 /粗車臺階N42 X91.0N45 G03 X75.0 Z-37.0 R5.0/粗車R5圓弧N48 Z-109.0/粗車75N52 X80.0 Z-110.0/倒角N55 Z-120.0/粗車80N58 G00 X201.0 Z1.0/快速退刀N61 T05 /調(diào)05號切槽刀N64 G00 X201.0 Z-18.5 N67 X101.0/快速定位到切槽點(diǎn)N70 G71 P73 Q76 U1.0 W0 D3.0 F100 S500/切槽循環(huán)N73 G00 X101.0N76 G01 X91.0N79 G70 P73 Q76/精切循環(huán)N82 G00 X201.0N85 Z60.0/回起始點(diǎn)N88 M05/主軸停6. 夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。在這里只設(shè)計(jì)了工序工序VI ：磨60內(nèi)孔底面的專用夾具。本夾具將用于立軸矩臺平面磨床，刀具為砂輪。6.1、問題的指出 本夾具主要用來加工60內(nèi)孔底面，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。6.2、夾具設(shè)計(jì)3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，要加工60內(nèi)孔底面，原本只需限制工件的3.個自由度，但由于在孔內(nèi)加工，為了不使加工影響其他表面，需要限制工件的5個自由度，且60內(nèi)孔底面對60內(nèi)孔有垂直度要求，要求的加工精度較高，因此，應(yīng)選擇65外圓和與80外圓相連的臺階面作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。3.2.2切削力和夾緊力計(jì)算本步加工可按磨削估算夾緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。軸向力 扭矩由于扭矩很小，計(jì)算時可忽略。夾緊力為取系數(shù) S1=1.5 S2=S3.=S4=1.1則實(shí)際卡緊力為 F=S1*S2*S3.*S4*F=10.06N6.3、定位誤差的分析工件以臺階面和外圓面定位，工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為其軸線，故不存在基準(zhǔn)不重合誤差，誤差即為65外圓面公差的一半。即0.0065mm，此誤差在允許的范圍內(nèi)，因此符合要求。6.4、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明該夾具是以端面和外圓定位基準(zhǔn)加工60內(nèi)孔底面，可以用一帶端面的定位套來定位，由于磨削時的夾緊較大，因此加了四跟柱以加強(qiáng)其強(qiáng)度，本夾具通過楔塊的移動使鉸鏈軸帶動螺栓下移從而帶動壓板下移壓緊工件。鉸鏈機(jī)構(gòu)能迅速夾緊和松開，達(dá)到了提高生產(chǎn)力和降低勞動強(qiáng)度的目的，因此能滿足要求。參考文獻(xiàn)：1.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.1于俊一、鄒青2.金屬切削手冊（第三版）上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社2000 史全富、汪麟3.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8 鄒青4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1991 劉友才、肖繼德5工藝師手冊機(jī)械工業(yè)出版社 楊叔子25Introductions to Control SystemsAutomatic control has played a vital role in the advancement of engineering and science. In addition to its extreme importance in space-vehicle, missile-guidance, and aircraft-piloting systems, etc, automatic control has become an important and integral part of modern manufacturing and industrial processes. For example, automatic control is essential in such industrial operations as controlling pressure, temperature, humidity, viscosity, and flow in the process industries; tooling, handling, and assembling mechanical parts in the manufacturing industries, among many others. Since advances in the theory and practice of automatic control provide means for attaining optimal performance of dynamic systems, improve the quality and lower the cost of production, expand the production rate, relieve the drudgery of many routine, repetitive manual operations etc, most engineers and scientists must now have a good understanding of this field. The first significant work in automatic control was James Watts centrifugal governor for the speed control of a steam engine in the eighteenth century. Other significant works in the early stages of development of control theory were due to Minorsky, Hazen, and Nyquist, among many others. In 1922 Minorsky worked on automatic controllers for steering ships and showed how stability could be determined by the differential equations describing the system. In 1934 Hazen, who introduced the term “ervomechanisms” for position control systems, discussed design of relay servomechanisms capable of closely following a changing input. During the decade of the 1940s, frequency-response methods made it possible for engineers to design linear feedback control systems that satisfied performance requirements. From the end of the 1940s to early 1950s, the root-locus method in control system design was fully developed. The frequency-response and the root-locus methods, which are the core of classical theory, lead to systems that are stable and satisfy a set of more or less arbitrary performance requirements. Such systems are, in general, not optimal in any meaningful sense. Since the late 1950s, the emphasis on control design problems has been shifted from the design of one of many systems that can work to the design of one optimal system in some meaningful sense. As modern plants with many inputs and outputs become more and more complex, the description of a modern control system requires a large number of equations. Classical control theory, which deals only with single-input-single-output systems, becomes entirely powerless for multiple-input-multiple-output systems. Since about 1960, modern control theory has been developed to cope with the increased complexity of modern plants and the stringent requirements on accuracy, weight, and industrial applications. Because of the readily available electronic analog, digital, and hybrid computers for use in complex computations, the use of computers in the design of control systems and the use of on-line computers in the operation of control systems are now becoming common practice. The most recent developments in modern control theory may be said to be in the direction of the optimal control of both deterministic and stochastic systems as well as the adaptive and learning control of complex systems. Applications of modern control theory to such nonengineering fields as biology, economics, medicine, and sociology are now under way, and interesting and significant results can be expected in the near future. Next we shall introduce the terminology necessary to describe control systems. Plants. A plant is a piece of equipment, perhaps just a set of machine parts functioning together, the purpose of which is to perform a particular operation. Here we shall call any physical object to be controlled (such as a heating furnace, a chemical reactor, or a spacecraft) a plant. Processes. The Merriam-Webster Dictionary defines a process to be a natural, progressively continuing operation or development marked by a series of gradual changes that succeed one another in a relatively fixed way and lead toward a particular result or end; or an artificial or voluntary, progressively continuing operation that consists of a series of controlled actions or movements systematically directed toward a particular result or end.Here we shall call any operation to be controlled a process. Examples are chemical, economic, and biological process. Systems. A system is a combination of components that act together and perform a certain objective. A system is not limited to abstract, dynamic phenomena such as those encountered in economics. The word “system” should, therefore, be interpreted to imply physical, biological, economic, etc., system. Disturbances. A disturbance is a signal which tends to adversely affect the value of the output of a system. If a disturbance is generated within the system, it is called internal, while an external disturbance is generated outside the system and is an input. Feedback control. Feedback control is an operation which, in the presence of disturbances, tends to reduce the difference between the output of a system and the reference input (or an arbitrarily varied, desired state) and which does so on the basis of this difference. Here, only unpredictable disturbance (i.e., those unknown beforehand) are designated for as such, since with predictable or known disturbances, it is always possible to include compensation with the system so that measurements are unnecessary. Feedback control systems. A feedback control system is one which tends to maintain a prescribed relationship between the output and the reference input by comparing these and using the difference as a means of control. Note that feedback control systems are not limited to the field of engineering but can be found in various nonengineering fields such as economics and biology. For example, the human organism, in one aspect, is analogous to an intricate chemical plant with an enormous variety of unit operations.The process control of this transport and chemical-reaction network involves a variety of control loops. In fact, human organism is an extremely complex feedback control system. Servomechanisms. A servomechanism is a feedback control system in which the output is some mechanical position, velocity, or acceleration. Therefore, the terms servomechanism and position- (or velocity- or acceleration-) control system are synonymous. Servomechanisms are extensively used in modern industry. For example, the completely automatic operation of machine tools, together with programmed instruction, may be accomplished by use of servomechanisms. Automatic regulating systems. An automatic regulating system is a feedback control system in which the reference input or the desired output is either constant or slowly varying with time and in which the primary task is to maintain the actual output at the desired value in the presence of disturbances. A home heating system in which a thermostat is the controller is an example of an automatic regulating system. In this system, the thermostat setting (the desired temperature) is compared with the actual room temperature. A change in the desired room temperature is a disturbance in this system. The objective is to maintain the desired room temperature despite changes in outdoor temperature. There are many other examples of automatic regulating systems, some of which are the automatic control of pressure and of electric quantities such as voltage, current and frequency. Process control systems. An automatic regulating system in which the output is a variable such as temperature, pressure, flow, liquid level, or pH is called a process control system.Process control is widely applied in industry. Programmed controls such as the temperature control of heating furnaces in which the furnace temperature is controlled according to a preset program are often used in such systems. For example, a preset program may be such that the furnace temperature is raised to a given temperature in a given time interval and then lowered to another given temperature in some other given time interval. In such program control the set point is varied according to the preset time schedule. The controller then functions to maintain the furnace temperature close to the varying set point. It should be noted that most process control systems include servomechanisms as an integral part.控制系統(tǒng)介紹自動控制在工程學(xué)和科學(xué)的推進(jìn)扮演一個重要角色。 除它的在空間領(lǐng)域應(yīng)用的極端重要性之外，在導(dǎo)彈制導(dǎo)和航空器的駕駛系統(tǒng)等等，自動控制成為了重要和整體的部分、現(xiàn)代制造和工業(yè)生產(chǎn)方法。 例如，自動控制在這樣工業(yè)操作中是必須的，如：在加工業(yè)中的控制壓力、溫度、濕氣、黏度和流程;加工、裝卸和在制造工業(yè)生產(chǎn)流水線部分和許多其他方面。由于自動化控制的進(jìn)展，為動力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能，在理論和實(shí)踐上的提供手段。提高質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大生產(chǎn)速度，減輕許多例行性，重復(fù)性的手工操作等，大部分工程師和科學(xué)家們現(xiàn)在在這一領(lǐng)域必須有一個良好的了解和合作。在自動化控制一次具有重要意義的開拓性工作，是詹姆斯瓦特的離心調(diào)速器，在十八世紀(jì)為一臺蒸汽機(jī)進(jìn)行速度控制。在控制理論初期發(fā)展階段的其他重大工程，是出于米諾爾斯基、哈森和奈奎斯特等等。在1922年，米諾爾斯基對自動控制器制導(dǎo)船只并呈現(xiàn)出怎樣的穩(wěn)定性，確定由微分方程進(jìn)行系統(tǒng)描述。早在1934年，哈森將術(shù)語 差補(bǔ) 引入了位置控制系統(tǒng)，討論了設(shè)計(jì)適應(yīng)變化的輸入的伺服繼電器。在40年代這十年間，頻率響應(yīng)法，使工程師有可能為人們設(shè)計(jì)完全滿足設(shè)備性能要求的線性反饋控制系統(tǒng)。從1940年底至1950年初，根軌跡法在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)得到充分的發(fā)展。頻率響應(yīng)和根軌跡法，這是核心的經(jīng)典理論，引出的是一個穩(wěn)定系統(tǒng)，并滿足了或多或少一系列變化了的性能要求。這種系統(tǒng)，是在一般情況，而不是在任何意義上的最優(yōu)。自20世紀(jì)50年代末期開始，控制設(shè)計(jì)上的側(cè)重點(diǎn)問題已經(jīng)從有很多系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以工作的系統(tǒng)，到設(shè)計(jì)一個一般意義上的最佳系統(tǒng)，使這些系統(tǒng)都可以工作。一個現(xiàn)代裝置有許多輸入和輸出，變得越來越復(fù)雜，描述一個現(xiàn)代控制系統(tǒng)需要大量的方程。經(jīng)典控制理論，其中僅涉及到單輸入單輸出系統(tǒng)，完全無能為力，多輸入-多輸出系統(tǒng)變得更有效能。自約1960年，現(xiàn)代控制理論已經(jīng)成功發(fā)展，以應(yīng)付日益復(fù)雜的現(xiàn)代裝置，以及精度、重量和工業(yè)應(yīng)用方面的嚴(yán)格規(guī)定。由于電子模擬的廣泛應(yīng)用，數(shù)字和混合計(jì)算機(jī)用于復(fù)雜的運(yùn)算，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中電腦的使用和在運(yùn)行控制系統(tǒng)使用在線的電腦，正在成為普遍的做法。在現(xiàn)代控制理論最近期的發(fā)展，可以說是在既定方向上的最優(yōu)控制方面的確定性和隨機(jī)性系統(tǒng)，以及自適應(yīng)和學(xué)習(xí)控制的復(fù)雜系統(tǒng)。在生物學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、醫(yī)學(xué)、社會學(xué)這些非工程學(xué)領(lǐng)域，現(xiàn)代控制理論的這種應(yīng)用，現(xiàn)在正在進(jìn)行之中，可以預(yù)期在不久的將來有著有趣和顯著的效果。其次，我們應(yīng)引進(jìn)必要的術(shù)語來描述控制系統(tǒng)。裝置.是設(shè)備，或者一套一起起作用機(jī)器的零件，目的是進(jìn)行特殊操作。 在這兒我們將被控制(例如熱化熔爐、一個化學(xué)反應(yīng)器或者航天器) 的所有物體叫做裝置。過程.麥里亞.韋伯斯特字典將過程定義為一種自然的持續(xù)的操作或演變進(jìn)程。其特征是一系列漸進(jìn)的變化以相對固定的方式相繼發(fā)生在操作或演變進(jìn)程中，并產(chǎn)生特定的效果或結(jié)果；或者是人為或自發(fā)的、持續(xù)性的由一系列產(chǎn)生特定結(jié)果的被控操作或動作組成的工序。例子是化學(xué)、經(jīng)濟(jì)和生物學(xué)過程。系統(tǒng).系統(tǒng)是一起行動并且執(zhí)行某一目的的組分的組合。 系統(tǒng)指不被限制的，例如在經(jīng)濟(jì)遇到的那些動態(tài)現(xiàn)象。，因此，詞“system” 應(yīng)該解釋為暗示物理、生物、經(jīng)濟(jì)等等系統(tǒng)。干擾.干擾是傾向于對系統(tǒng)輸出產(chǎn)生不利的影響的信號。 如果干擾在系統(tǒng)之內(nèi)引起，它稱內(nèi)部干擾；而一個外在干擾在系統(tǒng)之外引起并且是輸入。反饋控制.在干擾面前，傾向于減少和參考輸入的操作(或一個任意地變化的，期待狀態(tài))之間系統(tǒng)輸出的偏差，并且根據(jù)這個偏差進(jìn)行控制。 這里，變化莫測的干擾(即，那些預(yù)先未知的參數(shù))被同樣地選定，因?yàn)榕c可預(yù)測或已知的干擾，包括與系統(tǒng)的補(bǔ)償總是可能的，使得測量是多余的。反饋控制系統(tǒng). 反饋控制系統(tǒng)是傾向于通過比較輸出和參考輸入之間偏差為既定的關(guān)系并作為控制的方法的一個系統(tǒng)。注意反饋控制系統(tǒng)并沒有被限制在工程學(xué)的領(lǐng)域，而是能在各種各樣的非工程學(xué)領(lǐng)域例如經(jīng)濟(jì)和生物中找到。例如，人體組織，在一個方面，是類似于一個以龐大數(shù)量的操作單元組成的復(fù)雜化工廠。這個運(yùn)輸和化學(xué)制品反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中，過程控制介入各種各樣的控制回路。 實(shí)際上，人體組織是一個極端復(fù)雜反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng).伺服系統(tǒng)是輸出是一些位移、速度或者加速度的反饋控制系統(tǒng)。 所以，限位伺服系統(tǒng)和位置(或速度或者加速度)控制系統(tǒng)是同義的。 伺服系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)。 例如，機(jī)床的完全地自動地工作，也許是與程序指令一起成功的利用伺服系統(tǒng)。自動調(diào)節(jié)系統(tǒng).一個自動調(diào)節(jié)的系統(tǒng)是參考輸入或期望輸出是常數(shù)或隨時間緩慢變化的反饋控制系統(tǒng)，并且在出現(xiàn)干擾之前保持實(shí)際輸出為期望值。家庭供暖系統(tǒng)的溫度控制器的是一個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的例子。在這個系統(tǒng)，溫度設(shè)置(期望溫度)與實(shí)際室溫比較。在期望室溫上的一個變化是這個系統(tǒng)的干擾。系統(tǒng)將盡量維持期望室溫在不斷變化的室外溫度之上。還有自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的許多其他例子，一些是壓力和電量自動控制例如電壓、電流和頻率。過程控制.過程控制是輸出為溫度、壓力、流量、液位或pH值等變量的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)稱為過程控制系統(tǒng)。過程控制在工業(yè)中廣泛被應(yīng)用。過程控制例如的熱化熔爐溫度控制系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)置程序進(jìn)行熔爐溫度控制，就是這樣系統(tǒng)。 例如，一個預(yù)置的程序可以是這樣的，爐溫在給定時間內(nèi)上升到給定值，然后在預(yù)定時間內(nèi)又下降到另一給定值。這樣的過和控制調(diào)整點(diǎn)根據(jù)預(yù)置程序變化。控制器在接近變化的熔爐溫度調(diào)整點(diǎn)起作用維持爐溫。值得注意的是，多數(shù)過程控制系統(tǒng)包括伺服裝置作為整體的一部分。7