《自然语言理解》课程设计

第一篇：《自然语言理解》课程设计

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赵子豪黄承功赵子豪2011级电子信息工程*** zzh0526ac@163.com

课题分析

机器翻译（machine translation），又称为自动翻译，是利用计算机把一种自然源语言转变为另一种自然目标语言的过程，一般指自然语言之间句子和全文的翻译。它是自然语言处理（Natural Language Processing）的一个分支，与计算语言学（Computational Linguistics）、自然语言理解（Natural Language Understanding）之间存在着密不可分的关系。

机器翻译的研究是建立在语言学、数学和计算机科学这3门学科的基础之上的。语言学家提供适合于计算机进行加工的词典和语法规则，数学家把语言学家提供的材料形式化和代码化，计算机科学家给机器翻译提供软件手段和硬件设备，并进行程序设计。缺少上述任何一方面,机器翻译就不能实现,机器翻译效果的好坏，也完全取决于这3个方面的共同努力。

机器翻译系统可以分为多种类型:基于规则的机器翻译系统，基于语料库的机器翻译系统，基于实例的机器翻译系统，多引擎机器翻译系统，语音机器翻译系统。随着因特网的发展，网络上的语言障碍越来越严重，为了克服网络交流中的语言障碍，还出现了一些专门面向网络的机器翻译系统。国内外研究进展 已经取得的进步：

•近十几年来，机器翻译取得了巨大的进步

•统计机器翻译取得巨大成功，从基于词的模型发展

到了基于短语的模型和基于句法的模型

•机器翻译的统计方法和规则方法走向融合•机器翻译系统开发效率大为提高：数年-->数周•应用范围大大拓展：Google翻译支持几十种语言

•翻译质量也有了明显上升，已经成为日常工具

依然面临的困难：

•翻译质量仍然不够理想（婴儿期）

•需要大规模训练语料库：数据稀疏问题

•需要与应用场合相近的语料：领域适应性

•语言形态的复杂性还没有好的处理办法

•语言之间差异性很大时翻译质量不理想

各系统主要技术要点

Systran：基于规则的机器翻译系统

美国的SYSTRAN系统:美国在乔治敦大学机器翻译系统的基础上，进一步开发了大型的机器翻译系统SYSTRAN，已达到实用水平。例如，提供给美国空军的SYSTRAN系统，词典有16.8万个词干形式和I3.6万个词组，可进行俄英机器翻译，每小时可翻译15万词;提供给美国拉特塞克(Latsec)公司的SYSTRAN系统，可进行俄英、英俄、德英、汉法、汉英机器翻译，每小时可

译30万—35万个词。SYSTRAN是目前应用最为广泛、所开发的语种最为丰富的一个实用化机器翻译系统。

AT&T公司的语音机器翻译系统

AT&T公司的阿尔萨瓦基(AlshawaKi,1998)等开发的语音翻译系统由语音识别、机器翻译、语音合成三部分组成。他们在机器翻译部分采用的算法非常独特，这实际上是一个基于平行概率语法的机器翻译系统。

Verbmobil系统

Verbmobil系统与我们所熟悉的文本翻译系统的不同之处主要体现在: —语音处理:要进行语音识别和语音合成。该系统的目标很高，实现了GSM语音条件下的自动翻译，除了一开始拨打Verbmobil语音服务电话以外，整个系统的服务可完全用GSM电话通过语音方式实现，无需任何按键操作;系统具有语音自适应能力，一开始使用与说话者无关的语音识别模块，通过一段时间对话后，自动适应说话者的口音，提高识别正确率;

—处理自然的语音:要考虑现实口语中的各种复杂现象，如停顿、重复、修正、漏词等等;要建立对话模型，理解句子的语义，并考虑上下文进行翻译，甚至要猜测说话者的意图

TRASLATION ADAPTORⅡ

NEC公司的”TRASLATION ADAPTORⅡ”：能进行英日和日英的双向翻译，除翻译之外，还可进行查词典、例句检索、英文主页写作、英文电子邮件写作等工作，翻译时对于英日文化差异而形成的语文中的细微色彩的不同比较注意，基本词典9万词，价格9800日元。

雅信CAT-2.5和东方快车3000

雅信CAT-2.5以词为单位进行切分，东方快车3000以词组为单位，两种软件都带有专业词库，并综合了近年来计算机语言学的一些成果，如引入了复杂特征集等，对于宾语从句，定语从句翻译也注意了译文的词序的重新排列。然而，国内的翻译软件似乎基本上都采用上下文无关语法，其优点是编泽程序过程用时短，缩短了开发周期，见效较快。这种语法20世纪60年代曾在国外机译研究中被广泛采用，但它的不足之处在上述两种软件中也有所体现。

各系统性能比较分析

Google和Systran翻译比较

Ｇｏｏｇｌｅ翻译均较Ｓｙｓｔｒａｎ的得分高，在连贯性上Ｇｏｏｇｌｅ翻译也均较Ｓｙｓｔｒａｎ的得分高，说明Ｇｏｏｇｌｅ翻译的译文质量较高。在新闻、商业文本和小说类型上，两个翻译系统所存在的差异较小。在小说文本中，两个翻译系统均取得了最高的分数，而体育新闻的翻译则得分最低。在体育文章上，Ｇｏｏｇｌｅ翻译比Ｓｙｓｔｒａｎ得分又相对高一些。在完整性和连贯性上，完整性的得分也比连贯性要高。两种系统在小说上得分差异最小，在体育上得分差异最大。

对Ｇｏｏｇｌｅ和Ｓｙｓｔｒａｎ翻译的四种类型文本译文的评估结果，Ｇｏｏｇｌｅ翻译在所有的四种文本类型上都比Ｓｙｓｔｒａｎ的表现更好。总体来看，Ｇｏｏｇｌｅ译文的得分要比Ｓｙｓｔｒａｎ的高，平均分相差０．１２６５，其中商业文本差距最大，小说差距最小。从不同类型文本的得分来看，小说得分最高，体育报道类得分最低；两种系统得分相比，在小说上得分差异最小，在体育上得分差异最大。

将人工评估结果与ＢＬＥＵ的进行对比分析，发现它们对两个翻译系统译文质量评价具有一致性。表现在：均认为Ｇｏｏｇｌｅ翻译译文要比Ｓｙｓ-ｔｒａｎ译文质量高；均认为小说的译文质量最高，体育报道的译文质量最差；均认为系统之间小说类上得分差异最小，在体育上得分差异最大。这种现象的产生原因是ＢＬＥＵ的评估基于Ｎ－ｇｒａｍ（大词汇连续语音识别中常用的一种语言模型，国际上处于主流地位的一种分词方法，它按照固定单词数进行分词，单词数目（Ｎ）越大，准确性就越高）对标准译文和原文比对，句子的意思完全不同仍可获得较高的分数。

AT&T公司的语音机器翻译系统

这种方法的主要特点是:

1.训练可以全自动进行，效率很高，由一个双语句子对齐的语料库可以很快训练出一个机器翻译系统;

2.不使用任何人为定义的语言学标一记(如词性、短语类、语义类

等等)，无需任何语言学知识;

3.训练得到的参数包含了句子的深层结构信息，这一点比IBM的统计语言模型更好。

这种方法比较适合于语音翻译这种领域较受限、词汇集较小的场合，对一于大规模的文本翻译并不合适。，但这种做法对我们开拓思路还是非常有借鉴意义的。

Verbmobil系统

多种基准的测试以及大规模端对端评价实验令人信服地表明，Verbmobil的最终版本系统中达到了所有的预定目标，有些目标甚至被超越了。在大规模翻译实验中，正确翻译率达到大约80%在真实用户的端对端测试中，90%的对话任务获得成功。

TRASLATION ADAPTORⅡ

—词典容量大而不失其准:由于网络上英语涉及面广，词汇十分丰富，网络翻译系统的词典容量都很大，至少可以帮助人们查询不认识的生词，弄清生词的准确含义;

—翻译速度快而不失其要:便于在网上快速浏览并查找所需要的信息，了解网上信息的梗概要略，译文具有可读性。

—译文质量粗而不失其信:译文能传达英文原文的意思，以“信”为首先的追求目标，而不要求做到译文的“达”和“雅”。

—翻译方式多而不失其巧:既可以使用Web浏览器将英语原文下载到PC机上进行翻译，也可以在网络上直接控制进行翻译，一也可以使用poxy代理服务器代表客户机传送服务请求，通过翻译软件在Web浏览器上把英语直接翻译为日语，还可以仅只查词典，翻译方式多样而巧妙，以适应不同用户的要求。

—文本格式严而不失其便:译文尽量保持英语原文的“超文本”特点，满足HTML超文本置标语言的要求，便于用户在网络中畅游。

未来的研究展望

半个世纪以来，机器翻译研究虽几经曲折但终究已经得到了普遍的承认，其应用也已愈益广泛。特别令人鼓舞的是无论是国外还是国内现在已有那么

多的商品化系统进入市场，尤其是PC机译产品。同时随着PC的普及以及为满足浏览因特网的需求，机译产品进入千家万户的趋势已开始显露。

机器翻译的展望世界机器翻译研究已走过了50多年的曲折历程，目前一些翻译软件产品如“龙方雅信CAT”等基本上已达到了实用水平。随着全球网络化和经济全球化的发展，机器翻译在农业及其他领域的应用前景会越来越广阔。对于机器翻译研究者来说，如何进一步提高机器翻译系统的翻译质量是机器翻译研究的核心，也是他们始终追求的目标和责任，需要计算机、语言学、心理学、逻辑学、数学、人工智能等多学科的综合研究成果。技术方面，预计在双语／多语语料库多级加工、统计方法和机器学习方法、转换方法、语义和知识表示等几方面将得到研究进展。应用方面，在Internet环境下的应用、个人计算方面的应用、领域受限的子语言应用、翻译工作站和翻译辅助工具等几方面将得到进一步的开发应用。对于农业数字图书馆，以上机器翻译技术的发展将整体提高它的多语种农业信息的提供能力，从而更好地为农业数字图书馆的用户提供服务。可以相信，随着机器翻译研究和计算机技术的不断深入发展，终将有一天，世界上不同语种国家的人们可以借助机器翻译产品达到在各种场合自然无障碍的交流。

参考文献

1.《机器翻译研究》-冯志伟著2004

2.《机器翻译技术的进展与展望》刘群、王海峰、王惠临、宗成庆、赵铁军、史晓东、朱靖波、陈家俊、张民2011-12

3.《机器翻译研究的展望》董振东

4.《中国机器翻译研究的机遇与挑战：第八届全国机器翻译研讨会总结与展望》杜金华;张萌;宗成庆;孙乐

5.《Ｓｙｓｔｒａｎ和Ｇｏｏｇｌｅ翻译系统英译汉质量评价—以四类文本翻译为例》廖梦麟（海南医学院外语部，海南海口５７１１９９）

6.百度百科“机器翻译”

7.《外语翻译文化第3辑》-屠国元主编2003

8.《外语翻译文化第3辑》-屠国元主编2003 P211

第二篇：自然语言处理

自然语言处理（Natural Language Processing简称NLP）是人工智能和语言学领域的分支学科。在这此领域中探讨如何处理及运用自然语言；自然语言认知则是指让电脑“懂”人类的语言。

自然语言生成系统把计算机数据转化为自然语言。自然语言理解系统把自然语言转化为计算机程序更易于处理的形式。

理论上，NLP是一种很吸引人的人机交互方式。早期的语言处理系统如SHRDLU，当它们处于一个有限的“积木世界”，运用有限的词汇表会话时，工作得相当好。这使得研究员们对此系统相当乐观，然而，当把这个系统拓展到充满了现实世界的含糊与不确定性的环境中时，他们很快丧失了信心。

由于理解（understanding）自然语言，需要关于外在世界的广泛知识以及运用操作这些知识的能力，自然语言认知，同时也被视为一个人工智能完备（AI-complete）的问题。同时，在自然语言处理中，“理解”的定义也变成一个主要的问题。

自然语言处理研究的难点 单词的边界界定

在口语中，词与词之间通常是连贯的，而界定字词边界通常使用的办法是取用能让给定的上下文最为通顺且在文法上无误的一种最佳组合。在书写上，汉语也没有词与词之间的边界。词义的消歧

许多字词不单只有一个意思，因而我们必须选出使句意最为通顺的解释。句法的模糊性 自然语言的文法通常是模棱两可的，针对一个句子通常可能会剖析（Parse）出多棵剖析树（Parse Tree），而我们必须要仰赖语意及前后文的资讯才能在其中选择一棵最为适合的剖析树。有瑕疵的或不规范的输入

例如语音处理时遇到外国口音或地方口音，或者在文本的处理中处理拼写，语法或者光学字符识别（OCR）的错误。语言行为与计划

句子常常并不只是字面上的意思；例如，“你能把盐递过来吗”，一个好的回答应当是把盐递过去；在大多数上下文环境中，“能”将是糟糕的回答，虽说回答“不”或者“太远了我拿不到”也是可以接受的。再者，如果一门课程去年没开设，对于提问“这门课程去年有多少学生没通过？”回答“去年没开这门课”要比回答“没人没通过”好。

第三篇：自然语言处理的应用及发展趋势

自然语言处理的应用及发展趋势

摘要

本文主要阐述了自然语言处理的研究内容，以及对目前相关领域的应用加以讨论。自然语言处理的研究内容主要有四大块[1-2]：语言学方向、数据处理方向、人工智能和认知科学方向、语言工程方向。最后对自然语言处理的未来发展趋势做简单的介绍。

关键词 自然语言处理 应用 发展趋势

一.自然语言处理的研究内容

自然语言处理的范围涉及众多方面，如语音的自动识别与合成，机器翻译，自然语言理解，人机对话，信息检索，文本分类，自动文摘，等等。我们认为，这些部门可以归纳为如下四个大的方向：(1）语言学方向

本方向是把自然语言处理作为语言学的分时来研究，它之研究语言及语言处理与计算相关的方面，而不管其在计算机上的具体实现。这个方向最重要的研究领域是语法形式化理论和数学理论。（2）数据处理方向

是把自然语言处理作为开发语言研究相关程序以及语言数据处理的学科来研究。这一方向早起的研究有属于数据库的建设、各种机器可读的电子词典的开发，近些年来则有大规模的语料库的涌现。（3）人工智能和认知科学方向

在这个方向 中，自然语言处理被作为在计算机上实现自然语言能力的学科来研究，探索自然语言理解的只能机制和认知机制。这一方向的研究与人工智能以及认知科学关系密切。（4）语言工程方向

主要是把自然语言处理作为面向实践的、工程化的语言软件开发来研究，这一方向的研究一般称为“人类语言技术”或者“语言工程”。二.自然语言处理的应用

以上所提及的自然语言处理的四大研究方向基本上涵盖了当今自然语言处理研究的内容，更加细致的说，自然语言处理可以进一步细化为以下13项研究内容，也即为自然语言处理的应用方向，这13个应用方向分别是[3]：口语输入、书面语输入、语言分析和理解、语言生成、口语输出技术、话语分析与对话、文献自动处理、多语问题的计算机处理、多模态的计算机处理、信息传输与信息存储、自然语言处理中的数学方法、语言资源、自然语言处理系统的评测。

这13项内容都涉及语言学。这些研究都要对语言进行形式化的描述, 建立合适的算法, 并在计算机上实现这些算法, 因此, 要涉及数学、计算机科学和逻辑学[4]。口语输入、书面语输入、口语输出、信息传输与信息存储都需要电子工程的技术。由自然语言的应用领域更加进一步说明，自然语言处理都是一个多边缘的交叉学科。由于它的对象是语言, 因此, 它基本上是一个语言学科, 但它还涉及众多的学科, 特别是计算机科学和数学。三.自然语言处理研究的发展趋势

21世纪以来, 由于国际互联网的普及, 自然语言的计算机处理成为了从互联网上获取知识的重要手段, 生活在信息网络时代的现代人, 几乎都要与互联网打交道, 都要或多或少地使用自然语言处理的研究成果来获取或挖掘在广阔无边的互联网上的各种知识和信息, 因此, 世界各国都非常重视有关的研究, 投入了大量的人力、物力和财力[5]。

自然语言处理研究的历史虽不很长，但就目前已有的成果足以显示它的重要性和应用前景。在美、英、日、法等发达国家，自然语言处理如今不仅作为人工智能的核心课题来研究．而且也作为新一代计算机的核心课题来研究。从知识产业的角度来看．自然语言处理的软件也占重要地位，专家系统，数据库、知识库．计算机辅助设计系统(CAD)、计算机辅助教学系统(CAl)、计算机辅助决策系统，办公室自动化管理系统、智能机器人等，无一不需要用自然语言做人一机界面。从长远看．具有篇章理解能力的自然语言理解系统可用于机器自动翻译、情报检索、自动标引，自动文摘．自动写故事小说等领域，具有广阔的应用领域和令人鼓舞的应用前景。

当前国外自然语言处理研究有三个显著的特点[6]:第一, 随着语料库建设和语料库语言学的崛起, 大规模真实文本的处理成为自然语言处理的主要战略目标。第二, 自然语言处理中越来越多地使用机器自动学习的方法来获取语言知识。第三, 自然语言处理中越来越多地使用统计数学方法来分析语言数据。目前，我国的自然语言处理研究虽然已经取得不少成绩, 但是与国际水平相比, 差距还很大。我国的自然语言处理研究, 无论在理论上还是在应用系统的开发上, 基本上还没有重大的创新与值得称道的突破。我们的研究基本上还是跟踪性的研究, 很少有创造性的研究, 当然更谈不上具有原创思想的研究了。因此, 我们不能夜郎自大, 不能坐井观天,我们只有努力学习国外的先进成果, 赶上并超过国际先进水平, 使我国的自然语言处理在国际先进行列中占有一席之地,掌握国际先进的成果与技术用于国家和社会的进一步发展。

参考文献: [1] 李堂秋，《自然语言处理》讲义，厦门大学计算机科学系.[2] 辛日华.计算机自然语言处理.呼伦贝尔学院学报，2003,11(1)[3] 白硕，《计算语言学》讲义，中国科学院计算技术研究所.[4] 詹卫东，《计算语言学概论》讲义，北京大学中文系.[5] 冯志伟.自然语言处理的学科地位.解放军外国语学院学报，2005,28(3)[6] 冯志伟.自然语言处理的历史与现状,2008.

第四篇：自然语言处理常用模型方法总结

自然语言处理常用模型使用方法总结

一、N元模型

思想：

如果用变量W代表一个文本中顺序排列的n个词，即W = W1W2…Wn，则统计语言模型的任务是给出任意词序列W 在文本中出现的概率P(W)。利用概率的乘积公式，P(W)可展开为：P(W)= P(w1)P(w2|w1)P(w3| w1 w2)…P(wn|w1 w2…wn-1)，不难看出，为了预测词Wn的出现概率，必须已知它前面所有词的出现概率。从计算上来看，这太复杂了。如果任意一个词Wi的出现概率只同它前面的N-1个词有关，问题就可以得到很大的简化。这时的语言模型叫做N元模型(N-gram)，即P(W)= P(w1)P(w2|w1)P(w3| w1 w2)…P(wi|wi-N+1…wi-1)…实际使用的通常是N=2 或N=3的二元模型(bi-gram)或三元模型(tri-gram)。以三元模型为例，近似认为任意词Wi的出现概率只同它紧接的前面的两个词有关。重要的是这些概率参数都是可以通过大规模语料库来估值的。比如三元概率有P(wi|wi-2wi-1)≈ count(wi-2 wi-1… wi)/ count(wi-2 wi-1)式中count(…)表示一个特定词序列在整个语料库中出现的累计次数。统计语言模型有点像天气预报的方法。用来估计概率参数的大规模语料库好比是一个地区历年积累起来的气象纪录，而用三元模型来做天气预报，就像是根据前两天的天气情况来预测今天的天气。天气预报当然不可能百分之百正确。这也算是概率统计方法的一个特点吧。(摘自黄昌宁论文《中文信息处理的主流技术是什么?》)

条件: 该模型基于这样一种假设，第n个词的出现只与前面N-1个词相关，而与其它任何词都不相关，整句的概率就是各个词出现概率的乘积。这些概率可以通过直接从语料中统计N个词同时出现的次数得到。常用的是二元的Bi-Gram和三元的Tri-Gram。

问题：

虽然我们知道元模型中, n越大约束力越强,但由于计算机容量和速度的限制及数据的稀疏,很难进行大n的统计。

二、马尔可夫模型以及隐马尔可夫模型

思想：

马尔可夫模型实际上是个有限状态机，两两状态间有转移概率；隐马尔可夫模型中状态不可见，我们只能看到输出序列，也就是每次状态转移会抛出个观测值；当我们观察到观测序列后，要找到最佳的状态序列。隐马尔科夫模型是一种用参数表示的用于描述随机过程统计特性的概率模型，是一个双重随机过程，由两个部分组成：马尔科夫链和一般随机过程。其中马尔科夫链用来描述状态的转移，用转移概率描述。一般随机过程用来描述状态与观察序列之间的关系，用观察值概率描述。因此，隐马尔可夫模型可以看成是能够随机进行状态转移并输出符号的有限状态自动机，它通过定义观察序列和状态序列的联合概率对随机生成过程进行建模。每一个观察序列可以看成是由一个状态转移序列生成，状态转移过程是依据初始状态概率分布随机选择一个初始状态开始，输出一个观察值后再根据状态转移概率矩阵随机转移到下一状态，直到到达某一预先指定的结束状态为止，在每一个状态将根据输出概率矩阵随机输出一个观察序列的元素。

一个 HMM有 5个组成部分，通常记为一个五元组{S,K, π,A,B}，有时简写为一个三元组{π ,A,B}，其中：①S是模型的状态集，模型共有 N个状态，记为 S={s1,s2, ⋯,sN}；②K是模型中状态输出符号的集合，符号数为 M，符号集记为K={k1,k2,⋯,kM}；③是初始状态概率分布，记为 ={ 1, 2,⋯, N}，其中 i是状态 Si作为初始状态的概率；④A是状态转移概率矩阵，记为A={aij},1≤i≤N,1≤j≤N。其中 aij是从状态 Si转移到状态 Sj的概率；⑤B是符号输出概率矩阵，记为B={bik},1≤i≤N,1≤k≤M。其中 bik是状态 Si输出 Vk的概率。要用HMM解决实际问题，首先需要解决如下 3个基本问题：①给定一个观察序列 O=O1O2⋯OT和模型{ π,A,B}，如何高效率地计算概率P(O|λ)，也就是在给定模型的情况下观察序列O的概率；②给定一个观察序列 O=O1O2⋯OT和模型{ π,A,B}，如何快速地选择在一定意义下“最优”的状态序列Q=q1q2⋯qT，使得该状态序列“最好地解释”观察序列；③给定一个观察序列 O=O1O2⋯OT，以及可能的模型空间，如何来估计模型参数，也就是说，如何调节模型{π,A,B}的参数，使得 P(O|λ)最大。

问题：

隐马模型中存在两个假设：输出独立性假设和马尔可夫性假设。其中，输出独立性假设要求序列数据严格相互独立才能保证推导的正确性，而事实上大多数序列数据不能被表示 2 成一系列独立事件。

三、最大熵模型

最大熵原理原本是热力学中一个非常重要的原理，后来被广泛应用于自然语言处理方面。其基本原理很简单：对所有的已知事实建模，对未知不做任何假设。也就是建模时选择这样一个统计概率模型，在满足约束的模型中选择熵最大的概率模型。若将词性标注或者其他自然语言处理任务看作一个随机过程，最大熵模型就是从所有符合条件的分布中，选择最均匀的分布，此时熵值最大。

求解最大熵模型，可以采用拉格朗日乘数法，其计算公式为：

pyx1expifi(x,y)Z(x)i

Z(x)expifi(x,y)yi为归一化因子 ,i是对应特征的权重，fi表示其中,一个特征。每个特征对词性选择的影响大小由特征权重学习算法自动得到。

i决定，而这些权值可由GIS或IIS

四、支持向量机

原理：

支持向量机的主要思想可以概括为两点:(1)它是针对线性可分情况进行分析,对于线性不可分的情况, 通过使用非线性映射算法将低维输入空间线性不可分的样本转化为高维特征空间使其线性可分,从而使得高维特征空间采用线性算法对样本的非线性特征进行线性分析成为可能;(2)它基于结构风险最小化理论之上在特征空间中建构最优分割超平面,使得学习器得到全局最优化,并且在整个样本空间的期望风险以某个概率满足一定上界。

支持向量机的目标就是要根据结构风险最小化原理,构造一个目标函数将两类模式尽可能地区分开来, 通常分为两类情况来讨论,：(1)线性可分；(2)线性不可分。

线性可分情况

在线性可分的情况下,就会存在一个超平面使得训练样本完全分开,该超平面可描述为: w ·x + b = 0(1)其中,“·”是点积, w 是n 维向量, b 为偏移量。

最优超平面是使得每一类数据与超平面距离最近的向量与超平面之间的距离最大的这样的平面.3 最优超平面可以通过解下面的二次优化问题来获得： 满足约束条件： , i = 1 ,2 ,3 ,......, n.(3)

在特征数目特别大的情况,可以将此二次规划问题转化为其对偶问题：

(4)

(5)(6 满足约束条件:

这里

(7)

是Lagrange 乘子，是最优超平面的法向量，是最优超平面的偏移量,在这类优化问题的求解与分析中, KKT条件将起到很重要的作用,在(7)式中,其解必须满足：

从式(5)可知,那些

(8)

= 0 的样本对分类没有任何作用,只有那些

> 0 的样本才对分类起作用,这些样本称为支持向量,故最终的分类函数为：

根据f(x)的符号来确定X 的归属。线性不可分的情况

(9)对于线性不可分的情况,可以把样本X 映射到一个高维特征空间H,并在此空间中运用原空间的函 数来实现内积运算,这样将非线性问题转换成另一空间的线性问题来获得一个样本的归属.根据泛函的有关理论,只要一种核函数满足Mercer 条件,它就对应某一空间中的内积,因此只要在最优分类面上采用适当的内积函数就可以实现这种线性不可分的分类问题.此时的目标函数为：

0）

（1 4 其分类函数为:（11）

内积核函数 ：

目前有三类用的较多的内积核函数：第一类是

（12）

我们所能得到的是p阶多项式分类器，第二类是径向基函数（RBF），也称作高斯核函数：

第三类是Sigmoid函数

特点：

概括地说，支持向量机就是首先通过内积函数定义的非线性变换将输入空间变换到另一个高维空间，在这个空间中求最优分类面。SVM分类函数形式上类似于一个神经网络，输出是中间节点的线性组合，每个中间节点对应一个输入样本与一个支持向量的内积，因此也叫做支持向量网络。

SVM方法的特点：

① 非线性映射是SVM方法的理论基础,SVM利用内积核函数代替向高维空间的非线性映射;② 对特征空间划分的最优超平面是SVM的目标,最大化分类边际的思想是SVM方法的核心;③ 支持向量是SVM的训练结果,在SVM分类决策中起决定作用的是支持向量。

SVM 是一种有坚实理论基础的新颖的小样本学习方法。它基本上不涉及概率测度及大数定律等,因此不同于现有的统计方法。从本质上看,它避开了从归纳到演绎的传统过程,实现了高效的从训练样本到预报样本的“转导推理”,大大简化了通常的分类和回归等问题。

SVM 的最终决策函数只由少数的支持向量所确定,计算的复杂性取决于支持向量的数目,而不是样本空间的维数,这在某种意义上避免了“维数灾难”。少数支持向量决定了最终结果,这不但可以帮助我们抓住关键样本、“剔除”大量冗余样本,而且注定了该方法不但算法简单,而且具有较好的“鲁棒”性。这种 “鲁棒”性主要体现在: ①增、删非支持向量样本对模型没有影响;②支持向量样本集具有一定的鲁棒性;③有些成功的应用中,SVM 方法对核的选取不敏感

五、条件随机场

原理：

条件随机场(CRFs)是一种基于统计的序列标记识别模型，由John Lafferty等人在2001年首次提出。它是一种无向图模型，对于指定的节点输入值，它能够计算指定的节点输出值上的条件概率，其训练目标是使得条件概率最大化。线性链是CRFs中常见的特定图结构之一，它由指定的输出节点顺序链接而成。一个线性链与一个有限状态机相对应，可用于解决序列数据的标注问题。在多数情况下，CRFs均指线性的CRFs。用x=(x1,x2,…,xn)表示要进行标注的数据序列，y=(y1,y2,…,yn)表示对应的结果序列。例如对于中文词性标注任务，x可以表示一个中文句子x=(上海，浦东，开发，与，法制，建设，同步)，y则表示该句子中每个词的词性序列y=(NR,NR,NN,CC,NN,NN,VV)。

对于(X，Y)，C由局部特征向量f和对应的权重向量λ确定。对于输入数据序列x和标注结果序列y，条件随机场C的全局特征表示为

Fy,xfy,x,ii ⑴

其中i遍历输入数据序列的所有位置，f(y,x，i)表示在i位置时各个特征组成的特征向量。于是，CRFs定义的条件概率分布为

p(Y,X)其中 expFY,XZX

⑵

ZXexpFy,xy ⑶

给定一个输入数据序列X，标注的目标就是找出其对应的最可能的标注结果序列了，即

yargmaxpy|xy ⑷

由于Zλ(X)不依赖于y，因此有

yargmaxpy|xargmaxFy,xyy ⑸

CRFs模型的参数估计通常采用L—BFGS算法实现，CRFs解码过程，也就是求解未知串标注的过程，需要搜索计算该串上的一个最大联合概率，解码过程采用Viterbi算法来完成。

CRFs具有很强的推理能力，能够充分地利用上下文信息作为特征，还可以任意地添加其他外部特征，使得模型能够获取的信息非常丰富。CRFs通过仅使用一个指数模型作为在给定观测序列条件下整个标记序列的联合概率，使得该模型中不同状态下的不同特征权值可以彼此交替，从而有效地解决了其他非生成有向图模型所产生的标注偏置的问题。这些特点，使得CRFs从理论上讲，非常适合中文词性标注。‘

总结

首先，CRF，HMM(隐马模型)都常用来做序列标注的建模，像词性标注，True casing。但隐马模型一个最大的缺点就是由于其输出独立性假设，导致其不能考虑上下文的特征，限制了特征的选择，而另外一种称为最大熵隐马模型则解决了这一问题，可以任意的选择特征，但由于其在每一节点都要进行归一化，所以只能找到局部的最优值，同时也带来了标记偏见的问题（label bias），即凡是训练语料中未出现的情况全都忽略掉，而条件随机场则很好的解决了这一问题，他并不在每一个节点进行归一化，而是所有特征进行全局归一化，因此可以求得全局的最优值。目前，条件随机场的训练和解码的开源工具还只支持链式的序列，复杂的尚不支持，而且训练时间很长，但效果还可以。最大熵隐马模型的局限性在于其利用训练的局部模型去做全局预测。其最优预测序列只是通过viterbi算法将局部的最大熵模型结合而成的。条件随机场，隐马模型，最大熵隐马模型这三个模型都可以用来做序列标注模型。但是其各自有自身的特点，HMM模型是对转移概率和表现概率直接建模，统计共现概率。而最大熵隐马模型是对转移概率和表现概率建立联合概率，统计时统计的是条件概率。最大熵隐马模型容易陷入局部最优，是因为最大熵隐马模型只在局部做归一化，而CRF模型中，统计了全局概率，在 做归一化时，考虑了数据在全局的分布，而不是仅仅在局部归一化，这样就解决了MEMM中的标记偏置的问题。

第五篇：课程设计

前言 第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章

目录

„„„„„„„„„„„„„„„„1 设计的目的„„„„„„„„„„„„„„„„2 板材的矫正„„„„„„„„„„„„„„„„3 放样工艺过程„„„„„„„„„„„„„„„4 划线（号料）„„„„„„„„„„„„„„„6 下料工艺过程„„„„„„„„„„„„„„„9 装配——焊接工艺„„„„„„„„„„„„13 焊接工艺制定„„„„„„„„„„„„„„19 课程设计总结„„„„„„„„„„„„„22

前言

本次课程设计是帮助我院焊接专业的同学提高理论水平和实际操作技能，增强在科技飞速发展、市场经济体制下的竞争能力。此次实训将以往单一实训的基础之上，结合铆工技术、装焊技术，在工艺、材料、方法等方面的新进展，本次课程设计包含了钢材的基本知识、钢材的矫正、放样与号料、加工成形工艺、连接与装配焊接工艺、产品质量检查、常用工具的使用与部件更换等内容。

本次课程设计包含了“焊接结构制造及实施”、“铆工”、“焊接质量检测”、“机械制造基础”等学科的相关知识及多种工程技术、理论与实际结合极为紧密的一次实践。所以，本次课程设计按照制造业焊接产品的实际生产过程，以典型的焊接结构为载体，以焊接结构加工流程为主线，将焊接结构制造分为基础知识和制造工艺与实践两部分内容，以点带面、点面结合的进行焊接工艺的编制与生产，并且在选 择焊接制造件过程中广泛吸收了一些国内企业焊接结构制造的经验，贴近工程实践，体系完整。通过对焊接结构制造工艺过程中各个环节相关知识的操作、工艺编制等训练，使我们初步掌握现代化焊接结构生产工艺流程，明确工艺工作的内容及工艺人员的职责，熟悉焊接结构的备料与装配——焊接工艺编制方法，培养理论联系实际、分析问题的能力。帮助我们了解实际产品的制造工艺及一些典型的工艺要求，初步积累经验，为以后走上工作岗位打下良好的基础。

同时通过此次课程设计时理论与实践的双重结合，使我们收获颇多。特别是进行团队合作式的进行分工合作很好的，锻炼了我们的团队意思，使我们在团队中找到自己合适的位置，以发挥最大的作用，同时也认识到自己的不足，为以后的改进提供了很好的机会。也提高了我们对一些常用工具有了一定的了解，并且懂得了使用和熟练的掌握他，让我们在以后的求职和工作中打下了很好的基础，也增强了在职场的竞争能力和实践操作能力，总之这次课程设计我们收获横多希望以后像这样理论与实践的相结合的课程多一些，让我们在理论的基础下进行实践的摸索，这样可以让我们更好的掌握所学的知识，并且运用于实操中，使我们学有所知学有所成。

由于课程设计编者水平有有限，加上时间较紧，内容难免存在某些需要机一步完善和改进的地方甚至错误，恳请老师予以包含谅解并予以指出以便进行修改。

第一章：设计的目的：为了训练绘图，对焊接结构制造工艺的熟悉，还有铆工中的放样、划线、下料、装配、焊接、矫正，检验等这些技术方面的练习。初步积累经验，为了自己以后走上工作岗础位

打

下

良

好的基.支撑座三视图如图所示

支撑座的组成：所用板材均为6mm厚的板材。肋板、底板、平板、立板、背板。本次课程设计的支撑座的材料是Q235钢，材料的合理选用是钢结构承载能力的根本保证和追求经济性的前提，Q235钢塑性好，有一定的强度，用于制造受力不大的零件，对于支撑座的设计Q235钢的使用性能完全可以胜任的，具有较好的塑性和焊接性能。而且所使用的钢板为6mm，在铆工中规定4mm以上厚度的钢板为厚板，通常在把厚4~25mm的钢板称为中板，25mm以上的钢板称为厚板。

第二章 板材的矫正

板材的矫正可以分为四种，手工矫正，机械矫正，火焰矫正，高频火焰矫正。

手工矫正是采用锤击的方法来进行矫正，由于手工矫正操作灵活简便，所以对较小变形的钢材，在缺乏或不便使用矫正设备的场合下可以使用手工矫正。

（一）厚板的手工矫正

厚板的手工矫正通常采用以下两种方法：

①直接锤击凸起处 直接锤击凸起处的锤击量要大于材料的屈服极限，这样才能使凸起处强制压缩而被矫平。

②锤击凸起区域的凹面 锤击凹面可用较小的力量，使材料仅仅在凹面扩展，迫使凸起处受到压缩。由于厚板的厚度大，其凸起的断面两侧边缘可以看做是同心圆的两个弧，凹面的弧长小于凸面的弧长，因此，矫正时应锤击凹面，使其表面扩展，再加上钢板厚度大，打击力量小，结果凹面的表面扩展并不能导致凸面随之扩展，从而使厚钢板得到矫平。对于厚板的扭曲变形，可沿其扭曲方向和位置，采用反变形的方法进行矫正。

对于矫正后的厚板料，可用直尺检查是否平直，若用尺得棱边以不同的方向贴在板上进行观察，当其隙缝大小一致时，说明板料已经平直。

手工矫正厚板时，往往与加热矫正等方法结合进行。

第三章、放样过程

放样是制造金属结构的第一道工序，它对保证产品质量、缩短生产周期、节约原材料都有着重要的作用。

所谓放样就是根据产品图样，依照产品的结构特点、制造工艺要求等，按一定比例，在放样平台上，准确绘制结构的全部或部分投影图，并进行结构的工艺性处理和必要的计算和展开，最后获得产品制造所需要的数据、样杆、样板、和草图的工艺过程。

金属结构的放样线型放样、结构放样、展开放样三个过程，但是并不是所有的金属结构放样都经过这三个过程，有些构件完全是由平板或杆件组成而无需进行展开放样。

(一)放样的目的

1)详细复核产品图样所表现的构件各部分投影关系、尺寸及外部轮廓形状是否正确和符合设计要求。

2)在不违背原设计要求的前提下，考虑工艺要求、所用材料、设备能力和加工条件等因素而进行综合处理。3)利用放样图，可以确定复杂构件的在缩小比例图样中无法表达、而在实际制造中又必须明确的尺寸。

4)利用放样图，结合必要的计算，可以求出构件用料的真是形状和尺寸，有时还要画出与之连接的构建的位置线。5)利用放样图可以设计构件加工或装配时所需的胎具和模具，满足制造工艺要求。6)为后续工序提供施工依据。

7)某些构件还可以直接利用放样图进行装配时的定位。即所谓的“地样装配”。(二)放样程序与放样过程

放样的方法有多种，但在长期的生产实践中形成啦以实尺放样为主的放样方法，随着科学技术的发展，又出现啦比例放样、计算机放样等新的工艺，并逐步推广使用，在目前广泛应用的还是实尺放样。

实尺放样就是采用1:1的比例，根据图样的形状和尺寸，用基本的作图方法，以产品的实际大小，放到放养台上的工作。那下面我就简单的介绍一下线型放样。

(1)线型放样 就是根据结构制造需要，绘制构件整体或局部轮廓的投影基本线型。注意的问题有：

1)根据所要绘图样的大小和数量多少，安排好图样在放样台上的位置。

2)选取放样画线基准。3)首先要画基准线，其次才能画其他的线。

4)画出设计要求必须保证的轮廓线型为主，因工艺需要可能变化的线型可以不画。

5)必须严格遵守正投影规律。

6)对于具有复杂线型的金属结构，往往采取采用平行于投影面的翻面剖切，画出一组或几组线型，来表示结构的完整形状和尺寸。7)放样应该在光线充足的地方，以便于看图和划线。(三)放样时的注意事项： ①放样开始之前必须看懂图纸。

②放完样要进行两个方面的检查;一方面检查是否有遗漏的工件和孔，另一方面检查各部尺寸。

③如果图纸看不清或对工作图有疑问，应先向工程技术人员问清楚，并作出清晰的标注和更正。

④放样时不得将锋利的工具如划针立方在场地上，用完的钢卷尺要随时放好。

⑤需要保存的式样图，应注意保护存放，不得涂抹和践踏。⑥样板、样杆用完后，应妥善保管，避免锈蚀和丢失。

第四章 划线(号料)过程

利用样板、样杆、号料草图及放样得出的数据，在板料和型钢上划出零件真实的轮廓和孔口真实形状，以及与零件相连接构件的位置、加工线等，并注出加工符号，这一过程称为划线，也称号料。划线是一项细致而重要的工作，必须按有关的技术要求进行，同时，还 要着眼于产品的整个制造工艺过程，充分考虑用料问题，灵活而又准确的在各种板料、型钢及成形零件上进行划线。

(一)划线工具

划针、圆规、角尺、样冲和曲线尺等。

(二)为了保证划线质量，必须严格遵守下列规则： ① 垂直线必须用作图法画，不能用量角器或直角尺，更不能使用目测法划线。

② 用圆规在钢板上画圆，圆弧或分量尺寸时，为防止圆规脚尖的滑动，必须先冲出样冲眼。(三)注意事项：

① 校队钢材牌号和规则是否与图纸的要求相符，对于重要产品所用的钢材，应有合格的质量证明文件，钢材的化学成分与力学性能应符合图纸所规定的要求。

② 划线前钢材表面应该平整，如果表面呈波浪形或凸凹不平度过大时，就会影响划线的准确性，所以事先应加以矫正。③ 钢材的表面应该干净清洁，并检查表面有无夹灰、麻点、裂纹等缺陷。

④ 划线工具应定期检查校正，尽可能采取高效率的工夹具，以提高效率。

⑤ 熟悉产品图样和制造工艺。应该根据制造工艺的要求，合理安排各零件划线的先后顺序以及零件在材料位置上的排布等。⑥ 正确使用划线工具。

⑦ 划线后，在零件的加工线、接缝线及孔的中心位置等处，应根据加工需要打上冲眼。

⑧ 合理用料。利用各种方法，技巧，合理铺排零件在材料上的位置，最大限度的提高材料的利用率，是划线的一个重要内容。生产中，常常采用下列方法来达到合理用料的目的：

集中套排

由于零件的材质，规格是不同的，为了做到合理使用原材料，在零件数量较多时，可以将相同牌号的材料且厚度相同的零件集中在一起，统筹安排，长短搭配，这样就可以充分利用原材料，提高材料的利用率。

余料利用 由于每一张钢板和每一张型钢划线后，经常会出现一些形状或长度大小不一的余料。将它们集中起来利用，可最大限度的提高材料的利用率。

分块排料法 生产中为了提高材料的利用率，在工艺许可的条件下，常用以小拼整的方法。

目前合理用料的工作已有计算机来完成也就是计算机排样，并且与数控切割等先进技术下料方法进行配合。

划线是对加工提供直接依据。为了保证产品质量，对划线偏差加以控制。

第五章 下料工艺过程

下料是将零件或毛坯从原材料上分离下来的工序。在焊接结构制 造中常用的下料方法有机械切割和热切割两大类。机械切割是指材料在常温下利用切割设备进行切割的方法，热切割是利用氧乙炔焰、等离子弧进行切割的方法。

一、机械切割 ㈠锯割

锯割主要用于管子、型钢、圆钢等的下料

⑴手工锯割 一般用弓形锯也可采用手工电锯 ⑵机械锯割 弓锯床、带锯床、圆盘锯床等。

㈡砂轮锯割

根据砂轮磨削特性，采用高速旋转的薄片砂轮进行切割。

㈢剪切

利用剪板机将材料剪成一定外形尺寸的毛料。以作为后续冲压、边缘加工和焊接等工序的备料。

剪切设备 斜口剪床、平口剪床、圆盘剪床、振动剪床、龙门剪床、联合冲剪机。

(四)冲裁

冲裁是冲压工序的一种。利用冲模将板料以封闭的轮廓与坯料分离的一种冲压方法，称为冲裁。

冲裁是下料的方法之一。板材的冲裁分类有两种：若冲裁的目的是为了制取一定外形轮廓的工件，即被冲下的为所需要的部分，而剩余的为废料，这种冲裁称为落料。反之，若冲裁的目的是为了加工一形状和外形尺寸的内孔，冲下的为废料，剩余的为所需部分，这种冲 裁称为冲孔。

二 热切割

(一)气体火焰切割(气割)⒈ 气割原理

气割的实质是金属在氧中的燃烧过程。它利用可燃气体和氧气混合燃烧形成的预热火焰，将被切割金属材料加热到其燃烧温度，由于很多金属材料能在氧气中燃烧并放出大量的热，被加热到燃点的金属材料在高速喷射的氧气流作用下，就会发生剧烈燃烧，产生氧化物，放出热量，同时氧化物熔渣被氧气流从切口处吹掉，使金属分割下来达到切割的目的。

气割过程包括三部：①火焰预热——使金属表面达到燃点；②喷氧燃烧——氧化、放热；③吹除熔渣——金属分离。

气割的特点：设备简单、使用方便；生产效率高；成本低、适用范围广；可以切割各种形状的金属零件，厚度可达1000mm；主要切割碳钢、低合金钢；可用于毛坯；亦可用于开坡口或割孔。

⒉气割使用气体

气割使用气体分为两类，即助燃气体和可燃气体。助燃气体是氧气，可燃气体是乙炔气或石油气等。气体火焰是助燃气体和可燃气体混合而成，形成火焰的温度可达3150℃以上最适宜焊接和气割。

纯氧本身不能燃烧，但在高温下非常活泼，当温度不变而压力增大时，氧气可与油类发生剧烈化学反应而自然，产生强烈爆炸，所以要严防氧气瓶与油脂接触。乙炔气又称石油气，为不饱和的碳氢化合物，是一种可燃气体。乙炔温度超过300℃或压力超过0.15Mpa时，遇火就会爆炸。当空气中乙炔的体积分数为2.2%~81%时，遇到明火常压下也会爆炸，所以焊接和气割现场要特别注意通风。

气割常用的可燃气体为乙炔气。⒊实现气割的条件

1)金属材料的燃点必须低于熔点。低燃点是金属进行气割的基本条件，否则，气割是金属将在燃烧前现行熔化，使之变为熔割过程，不仅各口宽，极不整齐，而且易粘结，达不到切割质量要求。2)燃烧生成的金属氧化物的熔点，应低于金属本身的熔点，同时流动性要好，否则，就会在割口表面形成固态氧化物，阻碍氧流与下层金属的接触，使切割过程不能正常进行。3)金属燃烧时，能放出大量的热，而且金属本身的导热性能要差，以保证下层金属有足够的预热温度，使切割过程能连续进行。4)金属中阻碍气割过程进行和提高钢淬硬性的杂质要少。⒋气割设备及工具

⑴氧气瓶 氧气瓶是储存和运送高压氧气的容器。氧气瓶体上部装有瓶阀，通过旋转手轮可开关瓶阀并能控制氧气的进 出流量，瓶帽旋在瓶头上，以保护瓶阀。

氧气瓶外表应涂成天蓝色，并用黑漆表明“氧气”字样 ⑵乙炔瓶 是一种储存和运送乙炔的压力容器，是用优质碳素结构钢或低合金结构钢经轧制而成的圆柱形无缝瓶体，外表为白色，并用红漆标注“乙炔”字样，在使用乙炔时必须严格遵守安全操作规程。

⑶氧气减压器 是用来调节氧气工作压力的装置。气割时所需氧气的压力有一定的规范，要使氧气瓶中的高压氧气转变为气割需要的稳定的低压氧气，就要用它来调节。⑷橡胶软管 氧气和乙炔气是通过橡胶软管输送到割据中去的，氧气的胶管工作压力为1.5MPa,孔径是φ8mm；乙炔胶管工作压力为0.5MPa,孔径为φ10mm.为了便于识辨氧气管采用黑色，乙炔胶管为红色，氧气胶管与乙炔胶管的强度不同，不能混用或相互代替。

⑸割炬 割炬的作用是使乙炔气和氧气以一定的比例和方式混合，形成具有一定热量和形状的预热火焰，并在预热火焰的中心喷射切割氧气进行切割。

第六章 装配——焊接工艺

装配-焊接是焊接结构生产中的核心，直接关系到焊接结构的质 量和生产效率。同一种焊接结构，由于其生产批量、生产条件不同，或由于结构形式不同，可有不同的装配方式、不同的焊接工艺、不同的装配——焊接顺序，及会有不同的工艺过程。

第一节 焊接装配的基础知识

装配在焊接结构制造过程中，将组成结构的各个零件按照一定的位置、尺寸关系和精度要求组合起来的工序。在焊接结构制造中，焊接的装配是决定焊接质量的关键工序，而焊件的装配质量又取决于零件下料和成形的尺寸精度。装配在焊接结构制造工艺中占有很重要的地位，这不仅是由于装配工作的质量好坏直接影响着产品的最终质量，而且还因为装配工序的工作量大，约占整个产品制造的30﹪~40﹪。所以，提高装配工作的效率和质量，在缩短产品制造工期、降低生产成本、保证产品质量等方面，都具有重要的意义。

一 装配的基本条件

在金属结构装配中，将零件装成部件的过程称为部件装配，简称部装；将零件或部件装配成最终产品的过程成为总装。通常装配后的部件或整体结构直接送入焊接工序，但有些产品要先进行部件装配-焊接，经矫正变形后在进行总装。无论何种装配方案都要满足装配的基本条件。

装配的基本条件不是组成结构件的零件，在装配前应该达到的尺寸精度、热处理状态等，而是指零件在装配过程中应遵循的基本准则，只有遵循这些准则才能装配出合格的焊接结构。

焊接结构的装配，必须具备三个基本条件：定位、夹紧和测量。装配的三个基本条件是相辅相成的，定位是整个装配工序的关键，定位后不进行夹紧，正确定位的零件就不能保持其正确性，在随后的装配和焊接过程中位置会发生变化；夹紧是在定位基础上的夹紧，如果没有定位夹紧就失去了意义；而没有测量，则无法判断定位和夹紧的正确性，难以保证构件的装配质量。但在有些情况下可以不进行测量。

零件的正确定位尺寸，不一定与产品设计图上的定位尺寸一致，有时是采用生产工艺的角度，考虑焊接变形后的工艺尺寸。

二 零件的定位

⒈定位基准及其选择

⑴定位基准 在结构在结构装配过程中，必须根据一些指定的点、线、面，来确定零件和部件在结构中的位置，这些作为依据的点、线、面，称为定位基准。

⑵定位基准的选择

合理的选择定位基准，对于保证装配质量，安排零部件装配顺序和提高装配效率均有重要影响。定位基准选择时，应着重考虑一下几点：

1)装配定位基准尽量与设计基准重合，这样可以减少基准不重合所带来的误差。2)同一构件和其它构件有连接或配合关系的各个部件，应尽量采用同一定位基准，这样能保证构件安装时与其他构件的正确连接和配合。3)应选择精度较高，又不易变形的零件表面或边棱作为定位基准，这样能够避免由于基准面、线的变形造成的定位误差。

4)所选择的定位基准应便于装配中的零件定位和测量。

在确定定位基准时应综合生产成本、生产批量、零件精度要求和疲劳强度等因素。例如以已装配零件做基准，可以大大简化工装的设计和制造过程，但零件的位置、尺寸一定会受已装配零件的装配精度和尺寸的影响。如果前一零件尺寸精度或装配精度低，则后一零件装配精度也低。

在实际装配中，有时定位基准的选择要完全符合上述所有的原则是不可能的。因此，应根据具体情况进行分析，选出最有利的定位基准。

⒉零件的定位方法

在焊接生产中，应根据零件的具体情况，选取零件的定位方法。根据定位方法的不同可以分为如下几种：

⑴划线定位

划线定位是利用在零件表面或装配台表面划出工件的中心线、接合线、轮廓线等作为定位线，来确定零件间的互相位置，通常用于简单的简单的单件小批量装配或总装时的部分较小的零件的装配。

⑵样板定位

利用小块钢板或小块型钢作为、档铁，取材方便，也可以 用经机械加工后的挡铁提高精度。挡铁的安置要保证构件重点部位（点、线、面）的尺寸精度，也要便于零件间的装拆。常用于钢板与钢板之间的角度装配和容器上的各种管口的安装。

⑶定位元件定位与胎夹具定位就不一一介绍了。

三、装配中的定位焊

定位焊是用来固定各焊接零件之间的相互位置，以保证整个结构件得到正确的几何形状和尺寸。定位焊有时也叫点固焊。定位焊所用的焊条应和焊接时所用焊条相同，以保证焊接质量。

进行定位焊的注意事项： 1)

定位焊缝的引弧和熄弧处应圆弧过渡，否则在焊正式焊缝时在该处易造成未焊透、夹杂的缺陷。

2)

定位焊缝有未焊透、夹渣、裂纹、气孔等焊接缺陷时，应铲掉并重新焊接，不允许留在焊缝中。

3)

需预热的焊件，定位焊时也应预热，预热温度与正式焊接时相同。

4)

由于定位焊为断续焊，工件温度较低，热量不足而容易产生未焊透，故定位焊接电流应比焊接正式焊缝时打10％~15％。

5)

定位焊的尺寸要按要求选用，对保证焊件尺寸起重要作用的部位，可适当的增加定位焊缝的尺寸和数量。

6)

在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不要进行

定位焊，而应该离开50mm左右。

7)

对于强行装配的结构，定位焊缝承受较大外力，应根据具体情况适当加大定位焊缝长度，间距适当缩小。

8)

必要时采用碱性低氢焊条，而且特别注意定位焊后应尽快焊接，避免中途停顿和时间间隔过长。

9)

定位焊所使用的焊条牌号和正式焊接所用的焊条相同，直径可略细些，常用φ3.2mm和φ4mm的焊条。

四 装配中的测量

测量是检验定位质量的一个工序，装配中的测量包括；正确。合理的选择测量基准，准确完成零件定位所需要的测量项目。在焊接结构中常见的测量项目有；线性尺寸、平行度、垂直度、同轴度及角度等。当然了这些测量都是很重要的，如果没有这些测量那就很难保证装配后的焊接结构有的准确性以及质量的要求等。

测量所用的工具有钢直尺、水平尺、90°角尺等。

五 装配前的准备

装配前的准备工作是装配工艺的重要组成部分。充分细致的准备工作，是高质量高效率的完成装配工作的有力保证。准备工作通常包括一下几个方面：

1)熟悉产品图样和工艺规程。要清楚各部件之间的关系和连接方法，并根据工艺规程选择好装配基准和装配方法。2)装配现场和装配设备的选择。装配所需要的操作空间要对周围进行清理，使之达到场地平整、清洁、人行道通畅。

3)装配的工具准备，如焊机，气割设备，砂轮机等都必须安置在规定的场所。

4)零、部件的预检和除锈。对零部件的表面进行去毛刺，除锈等清理工作。对于已经切割好的零件也要进行检查。

5)适当的划分部件，可以提高生产效率，还可以减小焊接变形。

1.焊接结构的装配特点；

1)产品的零件由于精度低，装配时需要进行调整。

2)产品的连接大多采用焊接结构，采用的是不可以拆的连接方式。返修困难，因此装配时应该严格要求。

3)装配时有大量的焊接工作，应该掌握焊接的盈利和变形。在装配时应该采取措施，防止焊接后变形。

⒉装配——焊接顺序的类形： ①整装整焊②分部件装配③随装随焊 ⒊装配的质量检验;装配质量的好坏将直接影响产品的质量，所以产品装好后应进行检查是否符合技术要求。

装配质量的检验，包括装配过程中的检验和完工产品的检验，主要内容有：

1)按图样检查产品各零、部件的装配位置和主要尺寸是否正确。2)检查产品各连接部位的连接形式是否正确，并根据技术条件、规范和图样来检查。

3)检查产品结构件上为连接、加固各零、部件所做的定位焊是不是符合要求，要使这种结构在焊接后不产生内应力。4)检查产品连接部位焊缝处的金属表面，不允许有油，铁锈，以免焊接后造成不可避免的焊接缺陷。

5)检查产品的表面质量，对于刚才上的裂纹，起层、砂眼等等应该根据技术要求酌情处理。

装配质量的检验方法，主要是运用测量技术和各种量具，仪器进行检查，有些检验项目，比如表面质量，也常用外观检验的方法。

第七章 焊接工艺制定 7.1 焊接方法的选择

在支撑座的制造中，生产中常用的焊接方法有很多，但是我们选择的是焊条电弧焊，使用焊条电弧焊应该考虑其生产效率，但是由于是课程设计而且做的是支撑座生产成本也不是很高。由于工件材料是Q235，板厚均为6mm,属于中厚板，选用手工电弧焊，其特点为：

⑴焊接结构简单，成本低。

⑵工艺灵活，对焊接场所没有什么特殊的要求。⑶可以在任何位置焊接 ⑷对各种钢材的适应性强

⑸焊条的品种齐全，可以达到和母材同样的强度 ⑹焊缝金属的力学性能好，特别是低温韧性特别好 ⑺操作方便，容易控制焊接变形

7.2 焊接工艺参数的选择

⒈焊接电流的选择

选择焊接电流时，应该根据板材的厚度、焊条直径、接头形式、焊接位置等综合因素考虑。如果焊接电流过小会使电弧不稳，造成为焊透，夹渣以及焊缝成形不良等焊接缺陷。反之，焊接电流过大容易产生咬边、焊穿，增加工件变形和金属飞溅，也会使焊接接头的组织由于过热而发生变化。所以焊接时要合理选择电流。

⒉电弧电压的选择和速度的选择

焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度决定：电弧长度越大,电弧电压越高；电弧长度越短，电弧电压越低。在焊接过程中，应尽量使用短弧焊接。立焊。仰焊时弧长应比平焊更短些，以利于熔滴过渡。防止熔化金属不滴。碱性焊条焊接时应比酸性焊条焊接弧长短些，以利于电弧的稳定和防止气孔。

焊接过程中，焊接速度应该均匀适当，既要保证焊透又要保证不焊穿，同时还要使焊缝宽度和余高符合设计要求。如果焊接过快；，融化能量不够，易造成未融合，焊缝成形不良等缺陷；如果焊速过慢，使高温停留时间增长，热影响区宽度增加，焊接焊头的晶粒变粗，力学性能降低，同时使工件变形量增大。当焊接较薄工件时，易形成烧穿。

⒊焊条直径的选择

焊条直径一般根据工件厚度选择，还要考虑接头形式和焊接位置平焊位置焊接所选用的焊条直径应该比其他位置大些，立焊横焊仰焊应选用较细的焊条，一般不超过4.0毫米。T型接头，搭接接头都应选用较大直径的焊条。

4.焊接顺序

在各部位点牢后在进行焊接一般先焊肋板焊缝，以增强结构的刚度，保证零件在装配位置的稳定性。先焊利缝，在焊水平的，对于长焊缝应该采取分段焊，以减少应力集中，避免所带来的伤害。在结构中一些突变的地方一定要改成圆滑过渡，减少应力突变。

焊接工艺制定的原则 ⑴技术上的可行性 ⑵经济上的合理性 ⑶良好的劳动条件

本次的课程设计我们的支撑座虽然结构形式和技术要求是完全相同的焊接结构，但是我们六个组的工艺过程是不一样的，而且大家做出来的产品也是不一样的，大家做的尺寸多少多有点误差的，但是由于各组的焊接顺序不同，做成的产品产生的应力也是不同的，我们在焊接之前都是采取先整体点固好然后在焊接的方法。

第八章 课程设计总结 本次实训课无疑是将理论与实践相结合的典型课程，让我们受益匪浅。几个小组成员之间相互配合、相互学习共同完成此次项目，让我们直观的领悟了众人拾柴火焰高的真谛。期间，我们有争议、有共识更让我们对自己、对团体有了新的认识，我们应该共鸣对此次实训课意义深刻的影响着我们，这是我们最基本、最直观的体验。

至此，我要衷心的感谢老师们的辛勤指导，感谢他们给了我们这个锻炼我们的机会，也感谢小组成员的帮助！

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第八章 设计的目的„„„„„„„„„„„„„„„„2 第九章 板材的矫正„„„„„„„„„„„„„„„„3 第十章 放样工艺过程„„„„„„„„„„„„„„„4 第十一章 划线（号料）„„„„„„„„„„„„„„„6 第十二章 下料工艺过程„„„„„„„„„„„„„„„9 第十三章 装配——焊接工艺„„„„„„„„„„„„13 第十四章 焊接工艺制定„„„„„„„„„„„„„„19 第八章 课程设计总结„„„„„„„„„„„„„22 25