栀子黄色素提取工艺优化及品质评价研究论文(小编整理)

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第一篇:栀子黄色素提取工艺优化及品质评价研究论文

摘 要:本文以栀子为材料,OD比值为指标,研究乙醇浓度、温度和时间对栀子黄色素提取效果影响,优化栀子黄色素提取工艺。以藏花素为对照品,用分光光度法测不同产地栀子中栀子黄色素含量和色价,评价不同产地栀子的品质。用大孔树脂AB-8纯化色素,研究高色价栀子黄色素的制备。得到结果:栀子黄色素最佳提取条件为60%乙醇,于40℃静置浸提60 min;山栀子中栀子黄色素含量(13.07%)低于水栀子(平均为19.37%),栀子黄色素含量存在品种差异;经纯化,栀子黄色素色价平均提高了3倍左右,通过纯化可获得高品质栀子黄色素。

关键词:栀子黄色素;提取工艺;含量;色价

栀子是茜草科植物栀子的成熟果实,具有护肝、利胆、降压等多种药理作用,是我国传统中药,在国内分布广泛[1]。栀子黄色素是从栀子中提取的一种优良水溶性天然色素,属类胡萝卜素,主要成分是藏花素[3],因其着色自然、性质稳定且具有一定的医疗保健作用而广泛应用于食品行业。工艺流程为果实粉碎、浸提、浓缩和纯化[5],优良的提取工艺结合后续高效的纯化加工过程才能实现栀子黄色素的高效优质生产。因此,优化栀子黄色素提取工艺,提高色素提取效率和纯度,具有重要实践意义。栀子黄色素提取的材料与方法

1.1 材料

栀子采自湖北省孝感市和长阳县栀子种植基地,经华中农业大学药用植物研究所王沫教授鉴定,分别为山栀子和水栀子的干燥果实。

藏红素标品(东京化成工业株式会社)、大孔树脂AB-8(天津市光复精细化工研究所)、梅特勒万分之一天枰、N-1100旋转蒸发仪、PK-BD恒温水浴锅、紫外可见分光光度计、80-2台式离心机。

1.2 方法

1.2.1 提取前处理栀子经剔除杂物、次果,于45℃烘干至恒重,粉碎,过40目筛,密封避光保存备用。

1.2.2 提取工艺优化准确称取0.5 g栀子粉末于具塞三角瓶中,料液比1:10加入乙醇溶液,采用一次浸提方式,提取30 min,离心,取上清液并稀释到适当浓度后,分光光度计测其在238 nm和440 nm处吸光值并计算OD比值,每处理3次重复,选取最佳乙醇提取浓度。同样的方法考察浸提方式、时间和温度对栀子黄色素提取效果的影响。

1.2.3 方差分析试验数据统计分析采用SPSS19.0软件,用ANOVA(analysis of variance,LSD检验法)进行方差分析。

1.2.4 绘制标准曲线精密称取藏花素对照品,用60%乙醇溶解并配置成浓度分别为0、0.0224、0.0448、0.0672、0.0896、0.112mgmL-1的藏花素对照溶液,以溶剂为空白对照,测其在440 nm的吸光值,以浓度为横坐标,吸光值为纵坐标绘制标准曲线,并给出回归方程。栀子黄色素提取的结果与分析

2.1 乙醇浓度与栀子黄色素提取效应

乙醇浓度对栀子黄色素提取有显著影响(p﹤0.05),浓度高于25%时,随着醇浓度增大,所得栀子黄色素的A238nm值和A440nm值增大,但同时OD比值也明显增大(见表1)。以OD比值相对较小,同时A440值相对较大综合考虑,60%乙醇为栀子黄色素最佳提取溶剂条件。

表1 乙醇浓度对栀子黄色素提取的影响

乙醇浓度(%)A238nmA440nmOD比值

250.53±0.003c

0.36±0.058d0.19±0.0088d

0.27±0.0067b2.789±0.1436ad

1.333±0.0175c

600.55±0.093c0.36±0.0116a1.528±0.0268bc

750.69±0.033b0.38±0.0067a1.816±0.0802b

950.80±0.040a0.27±0.0195bc2.963±0.1903a

2.2 浸提方式和时间与栀子黄色素提取效应

以60%乙醇为溶剂,室温条件下,静置和震荡(140r·min-1)两种浸提方式所得栀子黄色素在440 nm处吸光值及OD比值没有显著差异(p﹤0.05),且在150 min内,静置或震荡时间的延长不影响栀子黄色素提取效应(见表2)。

表2 浸提方式和时间对栀子黄色素提取的影响

提取时间A238nmA440nmOD比值

震荡静置震荡静置震荡静置

30min0.76±0.00860.68±0.010.44±0.00710.39±0.00821.74±0.0551.73±0.053

60min0.74±0.0280.74±0.00840.42±0.0150.42±0.00441.77±0.00481.75±0.005

90min0.76±0.0120.79±0.00280.43±0.00230.45±0.0051.74±0.0181.77±0.014

120min0.78±0.0120.73±0.00870.45±0.0110.42±0.00611.74±0.0381.73±0.0069

150min0.78±0.00530.74±0.010.44±0.00680.42±0.00561.76±0.0171.75±0.0025结论与讨论

乙醇浓度对栀子黄色素提取效应有显著影响,浸提方式和时间对栀子黄色素提取效果无显著影响,栀子黄色素表现出良好

第二篇:论文单细胞蛋白的提取方法及发展方向研究

------------------------学 院 毕 业 论 文

学 院(系):

业:

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号:

指 导 教 师:

评 阅 教 师:

完 成 日 期:

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【摘 要】本文简单概述了单细胞蛋白,及单细胞蛋白在工业、农业、饲料等方面的应用;阐明了单细胞蛋白的开发和生产前景

【关键词】 单细胞蛋白 安全性 提取制备工艺 应用 发展前景

目 录

引言: 单细胞蛋白的营养价值极高,氨基酸的组成较为齐全,含有人体必需的8种氨基酸,而且生产效率高,生产原料来源广,可以工业化生产,它不仅需要的劳动力少,不受地区、季节和气候的限制,而且产量高,质量好。所生产的蛋白质等营养物质含量高,对人体无致病作用,味道好并且易消化吸收,对培养条件要求简单,生长繁殖迅速等。单细胞蛋白的生产过程也比较简单,目前有多种提取工艺。单细胞蛋白不仅能制成“人造肉”,供人们直接食用,还常作为食品添加剂,用以补充蛋白质或维生素、矿物质等。单细胞蛋白既可变废为宝,又可获得高层次的综合经济效益,解决环境污染问题。单细胞蛋白作为饲料蛋白,已被世界广泛应用。作为一种新型食品原料的问世,单细胞蛋白单细胞蛋白液受到都可接受性、安全性等问题。因为单细胞蛋白的核酸含量在4%~18%,食用过多的核酸可能会引起痛风等疾病。此外,单细胞蛋白作为一种食物,人们在习惯和心理上一时也难以接受。因此 1

研究单细胞蛋白的提取方法及发展方向是一个必要的问题。

内容:

《单细胞蛋白的提取方法及发展方向研究》

单细胞蛋白的概述

单细胞蛋白:英文名Single-Cell-Protein,简称SCP。是从人工培养的单细胞生物中获得的菌体蛋白质,又叫微生物蛋白,菌体蛋白。作为一种生物化工高新技术产品单细胞蛋白是由许多工农业废料及石油废料微生物菌体。因而,单细胞蛋白不是一种纯蛋白质,而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。单细胞蛋白的特点:

第一,营养物质极为丰富。其中,蛋白质含量高达

40%~80%,(而作物中蛋白质含量最高的大豆仅达35%~45%),比大豆高10%~20%,比肉、鱼、奶酪高20%以上;从氨基酸的组成来看,单细胞蛋白中除含硫氨基酸不足外,其他氨基酸含量充足并保持良好的平衡。同时还含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿物质,以及丰富的酶类和生物活性物质,如辅酶A、辅酶Q、谷胱甘肽、麦角固醇等。

第二,原料来源广泛,可就地取材,廉价大量地解决原料问题。一般有以下几类:1.碳水化合物。2.烃类、石油、天然气及相关产品,如原油、柴油、甲烷、乙醇等;3.无机气体4.有机工农业废水(①农业废物、废水,如秸秆、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纤维素的废料及农林产品的加工废水;②工业废物、废水,如食品、发酵工业中排出的含糖有机废水、亚硫酸纸浆废液等;)

第三,单细胞蛋白质生产周期短,效率高。如酵母菌在良好条件下每接种100千克,1天即可获得2500千克酵母,其生长繁殖速度约为大豆的1300倍,为动物生长的2000倍。微生物的生长速度世代周转迅速因此生产效率高。

第四,节约土地,可以完全工业化生产。生产不受季节气候的制约,易于人工控制,同时由于在大型发酵罐中立体式培养占地面积少。单细胞蛋白生产比农业生产需要的劳动力少,又不受地区、季节和气候条件的制约,可在占地有限的小设备上进行,不仅数量大,而且质量好,远远超过现有粮食品种的蛋白质。

第五,单细胞生物易诱变,比动、植物品种容易改良,因此可采用物理、化学、生物学方法定向诱变育种,获得蛋白质含量高、质量好、味美,并易于提取蛋白质的优良菌种。

第六,核酸含量高,细菌细胞中核酸含10%-18%。酵母(干基)6%-11%,肉只有2%。核酸过多会抑制动物的生长,若摄入过多的核酸,会造成血液中含酸量上升,大多数动物和人代谢利用核酸的能力有限,可导致体内尿酸积存。由于尿酸在生理的PH条件下是微溶的,它会在关节沉淀或析出结晶,造成痛风或风湿性关节炎;又由于在尿中含量大于其溶解度,会在泌尿系统中沉淀成结石。单细胞蛋白的安全性: 核酸问题:

核酸的组成成分嘌呤碱基,在动物体内会转变成尿酸,尿酸在无脊椎动物、鱼类、两栖类和许多哺乳动物体内会在尿酸酶的作用下继续转变成水溶性更大的尿囊素,因此饲料中即使有很高含量的嘌呤存在不会造成危害。人体内尿酸酶含量很低,嘌呤基本分解代谢物为低溶解度的尿酸摄入过多的嘌呤化合物则会使血浆和尿液中尿酸含量过高从而导致它在关节与软组织中积累和形成尿路结石。另外,细胞中有难于消化的类脂——细胞膜,影响蛋白质等营养物质的消化吸收。因此在使用时要限量使用。所以作为人类食品的SCP其摄入量必须加以控制。成年人每日摄入核酸量不得超过2g,食用的SCP也必须是除核酸产品。

食品安全对SCP的影响:

SCP作为饲料蛋白已被广泛的应用,但作为人类食品联合国蛋白质咨询组织对SCP的安全性评价做出了一系列的规定:生产菌株不是病原菌,不产生毒素;石油原料中多环芳香族烃含量低,农产品原料中重金属与农药的残留量不能超过标准;培养及产品处理过程中无污染,无溶剂残留;产品中应无病原菌、无活细胞、无原料和溶剂残留;产品必须进行小白鼠和大白鼠的毒性试验和两年的致癌实验,还要进行传代遗传、哺乳、致畸及变异应实验。这些试验通过后,还要安排

作人的临床试验,测定scp对人的可接受性和耐受性。可用于食品的scp生产的酵母菌主要有酿酒酵母、产朊假丝酵母和乳清酵母(脆壁克鲁维酵母)等。

单细胞蛋白的提取方法:

单细胞蛋白的生产要求:生产菌种繁殖速度快,菌体收量大;原料价格低,易得到或利用工农业废料;菌种营养要求底,培养方法简单;发酵时不易污染杂菌,分离回收容易;菌体蛋白含量高,氨基酸组成好,适口性好;菌体及蛋白无毒性、病原性及致癌性;不产生废水及其他污染;易于包装运输和储藏。

单细胞蛋白的生产步骤包括原料处理、发酵基质的调配、发酵条件的控制、菌体回收及分离、纯化等几个环节。发酵过程中温度的控制、氧的供应及热量的排放是生产中要注意的问题。饲用单细胞蛋白生产可采用固体发酵,使用单细胞蛋白生产采用液体发酵工艺,发酵结束后,收获的方法有离心分离和压滤法。菌体收获后必须洗涤数次,以尽量将培养基洗掉。藻类的培养则是在池内进行,并需要足够的光照,培养过程要经常搅拌以补充表面养分。单细胞蛋白的一般工艺流程:

通气 原料 —— 上清液

↓ ↓ ↑

菌种→种子扩大 →发酵罐培养 →培养液 → 分离 →菌体

↓ 动物饲料←干燥←洗涤或分解← ↓

食品←干燥←纯化←蛋白质抽取←分离←水解

近几年主要的单细胞蛋白提取制备工艺技术及应用有:(1)菌糠单细胞蛋白饲料生产方法

(2)单细胞蛋白质作为鱼类和贝类饲料的用途(3)利用皂素生产废水发酵生产单细胞蛋白的方法(4)单细胞蛋白材料的用途(5)一种单细胞蛋白饲料的生产方法

(6)仅微溶于水或不溶于水的活性物质和单细胞蛋白质材料的混合 物的水分散体

(7)利用柑桔废渣生产单细胞蛋白(SCP)饲料的方法(8)利用提取甾体皂甙元的残渣生产单细胞蛋白的方法(9)一种单细胞蛋白质饲料及其加工工艺

(10)冷法絮凝提取味精废液中单细胞蛋白质的方法(11)单细胞蛋白和蔗糖的生产方法

(12)利用抗氨固氮菌生产富硒单细胞蛋白,维生素E和菌肥的方法(13)固态发酵生产单细胞蛋白(14)一种单细胞蛋白的生产方法(15)生产甜菜渣单细胞蛋白的新方法(16)利用啤酒废渣生产单细胞蛋白(17)粗淀粉一步法生产单细胞蛋白技术

(18)固态法单细胞蛋白(SCP)塔式发酵机(19)糟渣原料生产单细胞蛋白饲料技术(20)一种利用浓醪酒糟生产单细胞蛋白的方法(21)一种利用海洋酵母菌生产单细胞蛋白的工艺(22)利用废糖蜜生产单细胞蛋白饲料的方法

(23)用大豆乳清废水生产单细胞蛋白的复配酵母的制备方法(24)柑橘皮渣单细胞蛋白饲料生产技术

单细胞蛋白的应用:

一、SCP 在饲料中的应用

单细胞蛋白含有蛋白质、碳水化合物、无机盐、维生素等,其丰富的营养,可作为饲料的蛋白源,配制饲料可代替部分鱼粉。例如用假丝酵母及产朊酵母作为菌种,利用亚硫酸废液或石油生产酵母菌体,可用于牲畜饲料。用它喂养家禽、家畜,效果好、生长快,奶牛产奶多,鸡产蛋率增高,并能增强机体免疫力。据分析,酵母单细胞蛋白中蛋白质含量为45%-55%,比大豆高30%以上;细菌的单细胞蛋白中蛋白质的含量高达70%,比大豆高50%,比鱼粉高20%。因此,在各类饲料中加入单细胞蛋白添加剂,可以取得诸如使猪长得更快、牛产奶更多这样的效果。

二、SCP在食品加工中的应用:

SCP在食品加工中也有着重要作用,(1)可以增加谷类产品的营养价值。选用高赖氨酸含量的单细胞蛋白加到面包等谷物食品中可提高植物蛋白的生物价,也可提高谷物食品中的维生素。(2)它能

提高食品的物理性能,例如:经组织化处理的浓缩蛋白具有理想的咀嚼性、松脆性、在水中无分散性。把活性干酵母加入意大利烘饼中可提高其延薄性能,把食用酵母以1%~3%的比例加入肉制品中可提高肉与水及脂肪的结合能力。(3)它还能提高食品的风味,例如:酵母的浓缩蛋白质具有显著的鲜味,已被广泛作为饲料、肉汁等食品的增香剂。酵母质壁分离物可作为烘烤食品的增香剂。

三、SCP的其他应用:

由于SCP中维生素、矿物质含量丰富,因此常用于补充许多食物所需全部或部分的维生素和矿物质。以酵母菌和假丝酵母菌生产的SCP,可直接用作人的食品。从酵母菌体重可提取辅酶A、细胞色素C及维生素等药物,此外,SCP还可用于合成现稳和粘合剂。

单细胞蛋白的发展前景:

食品安全对单细胞蛋白生产的影响:

全世界对食品安全的重视也限制了SCP的发展。食品安全不仅表现在人的直接食品对饲料的原料的安全性也提出了要求。传统的以石油化工为原料为主要碳源(烃类、甲醇、乙醇、乙酸等)的SCP生产既有安全问题又受到石油短缺的影响。废弃物为原料的SCP粗放生产方式生产也存在着化学和有害物质的污染问题。原料的问世,都会产生可接受性、安全性等问题。单细胞蛋白也不例外。此外,单细胞蛋白作为一种食物,人们在习惯上一时也难以接受。但经过微生物学家的努力,这些问题会得到圆满解决。

单细胞蛋白的发展前景:

中国作为一个人口大国,人口众多不仅粮食趋于紧张,食物结构以植物蛋白为主,动物蛋白的摄入量与欧美各国相差悬殊,而且人民的食品结构中存在着严重的蛋白质供应不足。而世纪生物科技革命的主战场在大农业。开展新农业科技革命,应以生物工程为中心,改革传统农业,创建新型农业。微生物新型农业的开发是生物工程技术推动农业发展的主要体现。发展微生物新型农业,由植物、动物资源为主组成的“二维结构”传统农业,调整为植物种植业、动物养殖业和微生物发酵转化业的“三维结构”的新农业,这是一个产业结构健全、资源节约型农业;此外,白色农业是节土、节水型农业,能缓解传统农业“与人争地”、“与人争水”日益尖锐的矛盾。

微生物单细胞蛋白也更适合我国的国情,一但进入大规模的商品化生产,必将对缓解蛋白饲料紧张、促进养殖业的迅速发展、增强人民的体质发挥重要的作用,因此发展单细胞蛋白产业具有广阔开发前景。

我们每年有数千万吨的稻壳、棉籽壳、玉米芯等农业废弃物可以用来作为单细胞蛋白的生产原料。据有人测算,仅仅利用这些废弃物的20%,就可形成年产100万吨单细胞蛋白的生产能力,在工业生产的废渣废水中含有糖类和其他营养物质,从工厂排放后极易发生腐败,严重污染环境。利用这些废弃资源生产单细胞蛋白不仅可降低水的生物需氧量和化学需氧量,从而减轻环境污染。既可变废为宝,又可获得高层次的综合经济效益,解决环境污染问题。单细胞蛋白作

为饲料蛋白,已被世界广泛应用。许多国家单细胞蛋白的生产已具有+很大的规模,取得了丰硕成果。德国、美国、前苏联、加拿大等国早已用单细胞高活性生物饲料代替了鱼粉。

SCP单细胞蛋白的开发与生产一方面,微生物蛋白食品的开发可以缓解耕地减少、粮食紧缺的矛盾,另一方面,高蛋白的微生物蛋白食品的开发,也有利于改善人们的食品结构,满足我们既要吃饱、又要吃好的要求。不仅为解决人类食品和饲料问题开辟了新的途径,并且单细胞蛋白质研究发展的实验要比研究农作物或家畜的实验易于进行,而且在极短的时间内就可得到有价值的数据与结果,而人类自身也会直接从单细胞工业的发展中享受到巨大的利益。

一座占地不多,年产10万t单细胞蛋白的微生物工厂,能相当于11.9988×104 hm2耕地生产的大豆蛋白质,或是19.998×106 hm2原饲养牛羊生产的动物蛋白质。发展白色农业,可实现“人畜分粮”的目标,能极大地缓解粮食紧缺问题,白色农业的微生物饲料为畜牧业的发展提供保障。我国现有秸秆6亿多t,若其中2亿t秸秆通过微生物发酵工程转化为饲料,则可得到800亿kg饲料粮,约为目前我国年用饲料粮的1/2,真正实现“人畜分粮”。通过引进新物种,开发挖掘潜在生态位,增加多功能循环链,提高系统综合生产力。微生物肥料、食用菌和沼气菌的引入,填补了农业生态系统中的一些潜在生态位;微生物肥料和微生物农药的应用,可以减少能源、资源消耗,减轻环境污染,实现农业动植安全生产和生态环境保护;食用菌及沼气菌的引入食物链后具有多种功能,如可实现食品、饲料、燃料

和肥料的协调生产和利用,大大提高了有机废弃物的利用效率;微生物生态环保护剂可清除空气中韵有毒气体、水和土壤中的有害重金属及有害化学物质,是世界上正在发展的一项环保新产业。新型微生物农业的崛起,标志着我国新的农业科技革命的到来,它符合生态大农业的发展要求,必将使我国的农业发展走上一条高效和可持续发展之路。单细胞蛋白作为当前比较尖端的科技产品,还处于刚刚起步阶段,尤其在我国还不成熟,其发展前景是广阔的

参考文献:

⑴王尔冒 主编 食品营养与卫生 科学出版社出版,2004 ⑵周家春 食品行业新技术 化学工业出版社,2005 ⑶郭雪山,肖玫 单细胞蛋白的应用及其开发前景 中国食物与营养 2006,5,5 ⑷钱爱东 食品微生物学 中国农业出版社 2008,2、⑸魏瑶.单细胞蛋白[J] 四川粮油科技 2003,4

致谢词

美好的大学生活,伴着这篇论文的最后一个字结束。三年的时光,学习充盈了我知识的宝箱,生活丰盈了我稚嫩的羽翼,让我不断地成长。

这篇论文是我学习成果、无数教诲、关爱和帮助的结晶。很庆幸这些年来我遇到了许多恩师益友。感恩之情难以用语言量度,谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。

首先,我要感谢我的指导教师冷妍老师。不仅在论文的完成上给予我指导,还在三年的学习上、生活上还是工作上都给予了我无私的帮助和热心的照顾,让我在诸多方面都有所成长。其次,感谢我的专业课老师,你们传授给我的知识让

我在食品检测和营养学的理论和实践中不断地前进,是我成长的源泉,也是完成本论文的基础。同时,我要感谢辽阳职业技术学院所有教过我的老师,是他们传授给我方方面面的知识,拓宽了我的知识面,培养了我的功底。还要感谢我的各位朋友、同学、室友等能和相遇、相交、相知是人生的一大幸事。

最后,感谢我的家人,他们是我生命中永远的依靠和支持,他们无微不至的关怀,是我前进的动力;他们的殷殷希望,激发我不断前行。没有他们就没有我,我的点滴成就都来自他们。

 本论文的完成远非终点,文中的不足和浅显之处则是我新的征程上一个个新的起点。我将继续前行!

第三篇:浅谈语文教学中学生思维品质差异及教学策略研究论文

【摘要】为全面贯彻教育方针、全面推进素质教育,全面提高个人教育质量,积极落实基础教育课程的改革,发挥课题研究在教育改革和发展中的先导作用,进一步树立“以校为本”、“科研兴校”的办学理念。根据湾甸乡中心完小语文学科研究课题:《情景发现法之全面实施有效课堂教学法,提高课堂教学质量》,并结合本人实际情况,保证本课题研究工作规范、有序地开展。在研究的过程中总结出来一些研究策略。主要从课题研究原则及任务,研究方向,研究步骤等几方面来进行阐述。

【关键词】浅谈;语文;思维品质;差异;教学策略;研究

1.课题研究原则及任务目标

1.1 明确课题研究原则。

1.1.1 坚持有利于教师教研能力的提高,有利于教育质量的提高,有利于学生全面发展的原则。

1.1.2 坚持可行性、发展性、实效性与创新性相结合的原则。

1.1.3 坚持“小、精、实、新”研究特点与语文特点相结合的原则。

1.1.4 坚持理论指导实践,实践完善理论与师生教学相长,和谐持续发展相结合的原则。

1.2 明确课题研究任务目标。

1.2.1 通过开展研究,在语文学科教学中形成简洁,实用的课堂教学策略或基本模式,不断提高课堂教学的实效性,全面提高教育教学质量,从而使教学达到优化的目的。

1.2.2 促使个人将内化的教育观念转化为与时俱进的教学行为,教学策略,不断提高教师执教水平,增强教师业务素质和教育科研能力。

1.2.3 建立完善的课堂教学评价机制,以此评价机制为导向,强调双向反馈的功能,促进课堂实效性的提高。

1.2.4 探寻科学合理,可操作性强的课堂教学策略和模式,改善教师的教与学生的学,促进教师和学生的可持续发展。

1.2.5 要改变以往的教学模式与教师的教学思维,在语文教学过程中要把语文课上成生动有趣,学生能说会写的情感教育课,要让学生在动口动手动脑中自己悟出文中的人生哲理,充分发挥学生的想象才能,而不是象以前那样教师告诉给一个结论去死背。我们在今后的语文教学中一定要时刻记住这一点。我们教学生的最终目的是要把学生变得灵活机动,会用所学习的知识去解决实际问题,而不是一味的死读书,读死书。

2.课题研究方向要明确

2.1 尊重学生主体存在的个体差异性,关注学生知识技能、能力等智力因素的差异和学生情感、态度、性格、气质、价值观等非智力因素的差异及学生学习的接受性,再造性和可塑性,从班级学生个体实际出发,从制定教学计划、备课、上课、课后辅导、作业布置与批改、成绩考核等各个环节常规工作入手,创造性地开展工作,形成行之有效的教学策略。2.2 在研究中,要从关注学生知识能力素质差异,思维品质差异,学习品质差异(习惯、方法、态度等)和学生潜质差异入手,强调个体全面和谐发展,突出整体推进,探寻规律,总结方法,形成具有普遍指导意义的可操作的研究成果。

2.3 要以科学发展观作为指导课题实验研究世界观和方法论,做到有事实、有数据、有比较、有鉴别、有思想、有对策、有发展。

2.4 要充分发挥个人智慧在研究中的独创性,又要统筹集体智慧在研究中的广泛性和互补性,采取个人探索,大家讨论、交流,整体推进的策略。

2.5 在实施过程中要优化过程,突出实践,抓到重点,注重质量,体现出四个“为主”,即以课堂教学为主,以学校教师为主,以学生学习发展为主,以全面提高质量为主。

2.6 在课题研究中,要充分整合利用现有资源,让课题研究与校本研训紧密、有机结合,使教、研、训三位一体,整体推进。

3.研究步骤及时间安排要合理

一般课题研究为期三年,其间共分为三个阶段,即初步实验阶段、成果整理阶段和成果应用阶段。

3.1 初步实验阶段。这一阶段主要是确定研究课题,明确目标任务,确定研究方向,学习并掌握先进理论,进行广泛交流,掌握研究方法,初步进行课堂教学实验,进行第一阶段小结和阶段性成果整理,即教师个人要有课题研究计划和阶段小结,同时将一些较好的经验总结整理以备第二阶段开展应用。

3.2 成果整理阶段。全面进入课堂教学实践实验阶段,开展各种形成的研究活动,初步归纳整理出语文教学中学生思维品质差异性的一般规律和教学策略,教师个人写出第二阶段小结,围绕个人所研究课题写出相关论文。这一阶段教师把自己好的经验成果进行整理消化,以备以后能够很好应用。

3.3 成果应用阶段。巩固第二阶段成果,对初步成果进行大面积课堂教学验证,在校内把课堂教学实践纵深推进,同时,扩大交流,弥补弱势或缺陷,不断完善。

教师个人要展示个人的研究成果,一种是课堂教学实际展示,上好一堂公开观摩课;一种是物化成果展示,写出研究论文或研究报告,保存好研究过程中的资料等。以备今后在教学过程中将好的经验应用到课堂教学中,从而提高教育教学质量。相信只要认真总结自己好的经验并将这些经验应用于实践,指导实践,我们的课堂教学就会变得有效。

第四篇:锂离子电池论文:磷酸亚铁锂-硬碳锂离子电池的工艺及电化学性能研究

锂离子电池论文:磷酸亚铁锂/硬碳锂离子电池的工艺及电化学性能研究

【中文摘要】自从锂离子电池被成功研制并商业化以来,锂离子电池以其循环寿命长、工作电压高、安全性好、无记忆效应等特点越来越受到人们的青睐和重视。然而,锂离子电池电化学性能的好坏与其所使用的正负极材料、导电剂、粘结剂、电解液、隔膜等有着密切的关系。磷酸亚铁锂(LiFePO4)因其具有原料丰富、比容量高、结构稳定、安全性好等优点成为了一种比较有潜力的锂离子电池正极材料。同时,可以作为锂离子电池负极材料的硬碳(hard carbon, HC),由于其无规则的排序具有较高的容量、优良的循环性能和较低的造价等特性,使得人们对其产生了极大的兴趣。本文将LiFePO4与硬碳组合成LiFePO4/HC电池,从正极材料所用的导电剂和粘结剂等工艺方面对LiFePO4/Li半电池及LiFePO4/HC全电池的电化学性能影响进行研究,并将LiFePO4/HC电池和LiFePO4/石墨(AGP-3)电池的电化学性能进行比较,得出如下结论:1.对于LiFePO4/Li半电池,使用Super P Li做导电剂时,电池的电阻相对更小,在0.2 C和1 C的放电倍率下,电池的放电平台都比使用乙炔黑做导电剂时更为平稳,且比容量更大。在1 C放电倍率下经过150个循环后,电池容量的保持率要相对更稳定。循环伏安测试表明所使用的LiFePO4材料本身的循环可逆性较好,这与LiFePO4颗粒间存在的碳纳米管提高了其导电性可能有很大的关系。2.对于LiFePO4/HC全电池,同样我们得出使用Super P Li

做导电剂时,电池的电阻相对更小且比容量更大。倍率性能测试显示,使用Super P Li做导电剂时电池的倍率性能更加优越,但是,可能由于所使用的粘结剂PVDF粘结性能不够好,使得电池在10 C的放电倍率下比容量很低。同时,与LiFePO4/Li半电池相比,全电池的电阻值要小,放电曲线没有出现平台且在1 C放电倍率下循环150次后电池的容量保持率要高。3.使用水性粘结剂SBR和油性粘结剂PVDF制得LiFePO4极片,将其与金属锂片组合成LiFePO4/Li电池。在0.2 C的放电倍率下,使用两种粘结剂体系电池的放电平台(约3.38 V)都较为平稳,放电比容量基本相等,其中水性粘结剂SBR体系其比容量稍低一些,当电池放电倍率为1 C时,使用水性粘结剂SBR时,电池的首次和第2次放电比容量都比使用油性粘结剂PVDF时要高。从交流阻抗和循环寿命测试我们得知,使用水性粘结剂时电池的阻抗值更小,其Rct值为89.68Ω,在1 C的放电倍率下,经过150个循环后,电池容量的保持率要相对更稳定,其保持率为65%。4.使用两种粘结剂后,LiFePO4/HC电池在0.2 C的放电倍率下,油性粘结剂体系的LiFePO4/HC电池的首次放电比容量要高于水性粘结剂体系,但随着循环的进行油性粘结剂体系的放电比容量会呈下降趋势,而水性粘结剂体系则会呈现一定的上升趋势。当电池在1 C的放电倍率下进行放电时,与半电池测试结果相同,水性粘结剂体系电池的放电比容量要高于油性粘结剂体系且容量保持率要好,保持率为97.9%。倍率性能测试显示,水性粘结剂体系电池的大倍率性能要好于油性粘结剂体系。此外,使用水性粘结剂时电池的阻抗值更小,其Rct值为5.08Ω,且无

论哪种粘结剂全电池的阻抗值都要比半电池小。5.使用硬碳做负极时电池的倍率性能要好,电池在1 C的充放电倍率下进行充放电时,LiFePO4/AGP-3和LiFePO4/HC电池的放电比容量值分别为0.2 C倍率下的84.3%和91.0%,在1 C和2 C的放电倍率下,LiFePO4/AGP-3电池的放电比容量要稍高于LiFePO4/HC电池,但是当电池的放电倍率为5 C和10 C时,LiFePO4/HC电池的放电比容量值却要高于LiFePO4/AGP-3电池。6.电池使用硬碳和石墨材料做负极时阻抗值相差不大,LiFePO4/HC电池的Rct值稍小一些。1 C的放电倍率下,LiFePO4/HC电池的循环寿命要比LiFePO4/AGP-3电池长。此外,与正负极材料的半电池相比,在10 C的放电倍率下,LiFePO4/HC全电池的循环寿命要远远长于半电池,经过2450个循环后电池的放电比容量才降为首次的60%。

【英文摘要】Since lithium ion batteries have been successfully investigated and commercialized, they attract people’s attention for their properties such as long cycling life, high voltage, security, no memory effort.However, the electrochemical performance of lithium ion battery is affinitive with its cathode and anode materials, conductive agent, binder, electrolyte, separator et al.Lithium iron phosphate(LiFePO4)has been considered as a promising lithium ion battery because of its rich raw materials, high capacity, stable structure, safety et al.As well, hard carbon(HC)with

an inordinance structure which can be used for an anode material of lithium ion battery has been attracted people’s interest for its high capacity, excellent cycling performance and low cost et al.In this thesis, we have developed a lithium ion battery-LiFePO4/HC using LiFePO4 as cathode and hard carbon as anode to study the conductive agent and binder influence of the electrochemical properties of LiFePO4/Li half cell and LiFePO4/HC full cell.In addition, we compared the electrochemical performance of LiFePO4/HC battery and LiFePO4/graphite(AGP-3).Through the experiments, we got the following conclusions:1.For LiFePO4/Li half cell, using Super P Li as conductive agent, the resistance of battery was smaller.At 0.2 C or 1 C rate, the discharge voltage plateau of the cell using Super P Li as the conductive agent was more stable than that of using acetylene black.After 150 cycles at 1 C rate, the capacity retention of the cell using Super P Li as conductive agent was higher.Cyclic voltammetry indicated that the LiFePO4 material has a good cyclic reversibility, which may be caused by the good conductivity results from the carbon fibers among LiFePO4 particles.2.For LiFePO4/HC full cell, we also got the conclusion that using Super P Li as conductive agent, the resistance of the cell was smaller and the capacity

of it was higher.Rate performance test has shown that the cell using Super P Li as conductive had better rate performance, however, the discharge capacity of the cell was small at 10 C rate neither using Super P Li or acetylene black as conductive agent, which maybe due to the the unsatisfactory bond performance of the PVDF binder.Comparing with the LiFePO4/Li half cell, the resistance of the full cell was smaller and the capacity retention was higher after 150 cycles at 1 C rate.3.We have used a water binder(SBR)and an oiliness binder(PVDF)to make LiFePO4 cathode electrode, and assembled with lithium metal composing to LiFePO4Li lithium ion battery.Both of the water-based binder system and the oil-based binder system, the discharge voltage plateau(about 3.38 V)of the cell were stable and the discharge capacity were almostly the same at 0.2 C discharge rate, however, the water-based binder system was a little lower.While at the discharge rate of 1 C, in the water-based binder system, the first and second discharge capacity of the cell was higher than that of the oil-based binder system.From the results of the EIS and cycle life tests demonstrated that the cell with water-based binder system had a smaller resistance with Rct equates to 89.68Ωand had better capacity retention which was 65% after 150 cycles at 1 C

discharge rate.4.We had used two binders to assemble LiFePO4/HC full batteries, the initial discharge capacity of the cell with oil-based binder system was higher than the water-based binder system in the charge-discharge process at 0.2 C rate.However, as cycles proceed, the discharge capacity of the cell with oil-based binder system was decreased, while, the discharge capacity of the cell with water-based binder system had a little increased.As the same as the results of LiFePO4/Li half cell tests, the discharge capacity of the cell with water-based binder system was higher than the cell with oil-based binder system, and its capacity retention was higher which was 97.9%.Rate performance test indicated that the cell with water-based binder system had a better rate performance.In addition, the water-based binder system had smaller resistance whose Rct was 5.08Ω, however, whatever the binder we used, the resistance of the LiFePO4/HC full cell was smaller than the LiFePO4/Li half cell.5 The rate performance of the cell using hard carbon as anode was better.When the cells charge-discharge cycling at 1 C rate, the initial discharge capacity of the LiFePO4/AGP-3 and LiFePO4/HC was 84.3% and 91.0% of the discharge capacity at 0.2 C rate.The discharge capacity of LiFePO4/AGP-3 cell was a little higher than

LiFePO4/HC cell at 1 C rate or 2 C rate, however, on the contrary, the discharge capacity of LiFePO4/HC was higher when charge-discharged at 5 C or 10 C rate.6.The resistance was almost the same when using hard carbon or graphite as anode, and the resistance of LiFePO4/HC was a little lower.The cycle life of LiFePO4/HC cell was longer than that of LiFePO4/HC cell, besides, the cycle life of the LiFePO4/HC full cell was longer than the LiFePO4/Li and HC/Li half cell, with its discharge capacity retention of 60% after 2450 cycles at 10 C rate.【关键词】锂离子电池 磷酸亚铁锂 硬碳 导电剂 粘结剂 【英文关键词】lithium ion battery lithium iron phosphate hard carbon conductive agent binder 【目录】磷酸亚铁锂/硬碳锂离子电池的工艺及电化学性能研究摘要3-511-3911-12

ABSTRACT5-7

第1章 绪论1.1 引言111.2 锂离子电池的发展历程

1.4 1.3 锂离子电池的结构与工作原理12-14锂离子电池正极材料的研究进展14-32极材料的选择要求15-17料19-22材料23-32

14-15

1.4.1 锂离子电池正

1.4.2 钴系正极材料

1.4.4 锰系正极材1.4.6 铁系正极1.4.3 镍系正极材料17-191.4.5 钒系正极材料22-23

1.5 锂离子电池负极极材料的研究进展

32-3534-351.5.1 碳材料32-341.5.2 金属氧化物

1.7 1.6 锂离子电池导电剂的研究进展35-36锂离子电池粘结剂的研究进展36-37目的和内容37-38

1.8 本论文的主要研究

第2

1.9 本论文的创新之处38-39

2.1 实验试剂章 实验试剂与方法及原理39-4839-40组装40-42备4142-442.2 实验主要仪器40

2.3 电极的制备及电池的2.3.2 负极的制

2.3.1 正极的制备40-412.3.3 电池的组装41-422.4.1 扫描电子显微镜分析

2.4 物理性能表征42-43

2.4.2 透射

2.4.4 粒2.5.1 恒流

2.5.3 电子显微镜分析43径分析43-44

2.4.3 X射线衍射测试432.5 电化学性能测试

44-48充放电池测试44-46交流阻抗测试47-48

2.5.2 循环伏安测试46-47第3章 导电剂对LiFePO_4/Li及

3.1 引言483.2.1 负极极片的制备LiFePO_4/HC电池性能的影响48-61极片的制备及电池的组装48-494849

3.2 3.2.2 正极极片的制备48-493.3 LiFePO_4材料的表征49-51

3.2.3 电池的组装3.3.1 扫描电子显

3.3.3 3.4.1 不同

3.4.2 微镜分析49-50XRD测试50-51

3.3.2 透射电子显微镜分析503.4 电化学性能测试51-59导电剂对LiFePO_4/Li半电池电化学性能的影响51-56不同导电剂对LiFePO_4/HC全电池电化学性能的影响56-593.5 本章小结59-61

第4章 粘结剂对

LiFePO_4/Li及LiFePO_4/HC电池性能的影响61-74614.2 极片的制备及电池的组装

61-62

4.1 引言4.2.1 负极极4.2.3 电池片的制备61-62的组装6263-72

4.2.2 正极极片的制备624.3 材料的表征62-634.4 电化学性能测试4.4.1 不同粘结剂对LiFePO_4/Li半电池电化学性能

4.4.2 不同粘结剂对LiFePO_4/HC全电池电化

4.5 本章小结

72-74

第5章 的影响63-68学性能的影响68-72LiFePO_4/HC及LiFePO_4/AGP-3电池的电化学性能研究74-8574-765.1 引言74

5.2 材料的表征

74-75

5.2.2 透射5.3 电化学5.3.2 循环5.3.4 倍5.4 本5.2.1 扫描电子显微镜分析电子显微镜分析75-76性能测试76-83伏安测试79-80率性能测试81-82章小结83-8585-8688-100

5.2.3 粒径分析76

76-79

5.3.1 充放电测试

5.3.3 交流阻抗测试80-815.3.5 循环寿命测试82-83第6章 结论与展望

85-87

6.1 结论参考文献6.2 展望86-87致谢87-88

攻读学位期间的研究成果

第五篇:机械专业毕业(论文)文献综述 箱体夹具设计及工艺规程的研究

文献综述

题目 箱体夹具设计及工艺规程的研究 学生姓名 专业班级

机 设 0 7— 2 学号 院(系)机 电 工 程 学 院 指导教师 完成时间 2 0 1 1 年 3 月 2 日

综述题目

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箱体夹具设计及工艺规程的研究

摘要:针对汽车、拖拉机、工程机械等产品的箱体加工主要是变速器箱体的主要加工表面加工,提出了在高速加工中心上加工时工艺方案的设计和编制原则,并介绍了常用刀具、夹具的选择技巧,对一些公司、研究院及相关技术人员在这方面的研究成果也做了简要介绍,并结合现阶段的技术水平提出了加工箱体的新方案。

关键词:箱体加工;高速加工中心; 工艺规程;加工中心刀具

引言:随着时代的发展,我国的工业技术也在飞速发展,近年来,在箱体加工方面,我国的专家和技术人员积累了相当丰富的经验,并能结合技术发展及时采用新的技术和工艺装备,如采用柔性加工线加工箱体,大大提高了生产效率,为我国日后更好的跟上时代工业的潮流奠定了基础。

1.箱体类零件的主要加工表面

1.1 箱体类零件的特点

1)箱体多为铸造件,结构复杂,壁薄且不均匀,其内部呈腔形,零件的整体刚性较差,难以装夹。

2)一般都需要进行多工位孔系及平面加工,形位公差及空间位置度要求较严,要保证其位置精度要求,必须在一次装夹中完成铣面、镗孔、钻、铰孔等多工序。3)精度要求较高,一般箱体类零件都有很高的轴承孔和表面的形位公差要求及轴承孔尺寸公差要求。

4)加工内容多,通常要经过铣面、销孔钻镗加工、镗削轴承孔、深孔镗削、深槽铣削、攻螺纹等加工,需频繁更换刀具。

1.2 箱体类零件的加工表面

1)平面的加工:主要是箱体上的装配基准面,其直接影响箱体加工时的定位精度,影响箱体在装配时的接触刚度和相互位置精度。

2)孔的加工:主要是轴承孔、孔内环槽及定位销孔、工艺销孔、拨叉轴孔。综述题目

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定位销孔的精度与孔距精度要求较严,箱体的主要相配件在装配时,大多靠销孔与箱体定位。轴承孔本身的尺寸精度、形状精度要求很高。否则,将影响轴承与箱体孔的配合精度,使轴的回转精度下降。

3)孔系的加工:主要是有位置度要求的各轴承孔的总和,其主要包括有平行度要求的轴承孔系和有同轴度要求的孔系两类。平行孔系主要是各平行轴承孔中心线之间以及轴承孔中心线与定位面之间的精度。同轴孔系主要是要求各孔的同轴度。否则,不仅装配有困难,而且使轴的运转情况恶化,温度升高,轴承磨损加剧,齿轮啮合精度下降,引起振动和噪声,影响齿轮寿命。

4)其它加工部分联接孔、螺孔、销孔、斜油标孔以及孔的凸台面等。箱体类零件在加工中心上加工时方法的选择

2.1平面的加工方法

平面在加工中心上的加工方法一般为铣削。

例如:变速箱齿座的两面南通科技投资集团股份有限公司利用数控分度头的回转功能实现圆周的分度,轴向方向以内齿及端面定位夹紧,径向方向以外花键限位。夹具简图如图1所示。

图1 夹具简图

1.分度头尾座 2.螺母 3.球面垫圈 4.三面刃铣刀 5.开口压板 6.定位环 7.心轴 8.连接盘 9.分度头 l0.弹簧 11.推杆 12.球

头顶尖

此夹具采用了压、顶的方式,实现了一次装夹就可加工两面的功能,避免了重复定位,提高了加工精度,减少了装夹时间,大大提高了生产效率。经生产实践证明,此夹具性能可靠、使用方便,通用性强。

2.2 孔加工方法 综述题目

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孔加工方法比较多,有钻、扩、铰、镗等。孔的具体加工方案可按下述方法制定:

1)对于轴承孔的加工,其加工工艺为:粗镗→半精镗→孔端倒角→精镗。其中粗镗→半精镗→孔端倒角可安排在普通机床上先完成,留给加工中心的余量为4~6mm(直径),然后在加工中心上精镗;在轴承孔系的加工中,一般先加工直径大的轴承孔,再加工直径小的轴承孔,特别是在两轴承孔系相距较近的情况下,必须采取这一措施。

2)轴承孔内的密封槽的加工可用锯片铣刀在轴承孔半精镗之后、精镗之前用圆弧插补方式完成。大直径孔的加工主要受刀库中刀具直径和机械手抓刀重量的限制,无法使用镗刀加工,因此其加工工艺一般为:立铣刀圆弧插补粗铣→精铣。3)对于直径小于30mm 的孔,由于毛坯不需铸出毛坯孔,因此其全部加工内容都在加工中心上完成,其加工工艺为:锪平面→打中心孔→钻→扩→孔端倒角→铰。例如:北京北方红旗精密机械制造有限公司对摩托车箱体零件侧面孔的加工,该零件为摩托车右箱体,材料为铝,零件周边有4个孔,采用的工艺分别为钻、扩、铰。上道工序已加工完成2个定位销孔R10mm、R18mm及基准面,零件加工内容如图2所示:

图2 摩托车右箱体孔加工

如图3所示夹具,在左侧增加圆形压板4,克服了悬伸过长的缺点,而且利用圆盘夹紧,圆周接触,压紧点增多,压紧力均匀,解决了方案一由于夹紧部位小,加工过程中可能引起振动的缺点。综述题目

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图3 1)夹具体 2)衬套 3)活塞杆 4)圆形压板 5)圆形定位销 6)定位销座 7)定位板 8)菱形定位销 9)活塞接长杆 10)大圆销 11)轴底板 12)定位块 13)预导向板 14)挡圈 15)导向套 16)导向杆 18)压板 19)平面轴承 20)轴承压板 21)支撑板

有位置度要求的小孔,其加工工艺为:锪平面→打中心孔→钻→半精镗→孔端倒角→精镗。为提高孔的位置度精度,在钻孔工步前安排锪平端面和打中心孔工步。孔端倒角安排在半精加工之后、精加工之前,以防孔内产生毛刺。4)在内腔两层隔板处有同轴度要求的孔,由于在内腔隔板处平面无法先行铣削加工,受铸件拔模斜度以及粗糙毛坯面的影响,在加工时会使钻头引偏,因此在第二层隔板孔加工时,必须用中心钻(或用硬质合金钻)钻出定心孔后,扩孔镗孔至要求的尺寸。其加工工艺为:在第一层隔板处打中心孔→钻孔→扩孔→在第二层隔板处打中心孔→钻孔→扩孔→通铰孔。综述题目

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5)对于跨距较大箱体的同轴孔加工,尽量采取调头加工的方法,以缩短刀辅具的长径比,增加刀具刚性,提高加工质量。

6)箱体内的一些孔离内壁近,主轴无法接近,只能靠接长刀具悬伸加工,易发生振动,需采用减振的接长刀杆加工;

7)对螺纹加工,要根据孔径大小采取不同的处理方式。一般情况下,直径在M6~M22 之间的螺纹,通常采取攻螺纹方法加工;M6 以下、M22 以上的螺纹只在加工中心上完成底孔加工,攻丝可通过其他手段进行。

8)对箱体相交孔的钻削加工钻削相交孔时, 为了避免把已加工部分的孔径刮大和使待钻相交孔的轴线发生歪斜, 通常在已加工的孔中嵌人与零件材料相同的圆柱后再钻相交孔见图(4)。在对此类零件进行批量生产时, 夹具的设计既要达到对零件准确定位和快速装卸的要求, 还要做到节省辅料(即加工孔中的嵌入材料), 对加工后的相交孔精度测量要准确快速。山东省威海市技术学院实习工厂生产的台式钻床, 主轴箱的加工是一较典型的例子。

图4 1)工件以一面两孔定位如图5 , 夹具体为四面方形体, 两面开口。A面为定位基准面;B面安装两个定位心轴, 分别是主轴箱的Φ70mm孔削边心轴和Φ50mm孔短心轴, 两心轴中间留有拆卸工件用的通孔, 两定位心轴满足中心距要求和与A面的平行度要求!C面安装钻削Φ32H7孔的钻套, 钻套孔满足与主轴箱Φ50H7孔中心距要求和位置要求以及与A面的垂直度要求。夹具体材质HT200, 人工时效处理。定位心轴材质45钢, 热处理硬度40~45HRC.综述题目

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图5 2)快换钻套钻削Φ32H7孔分三步进行, 即钻孔Φ30mm→扩孔Φ31.7mm→铰孔Φ32H7。为了减少更换钻套的辅助时间, 采用快换钻套保证上述三步切削加工,钻套与衬套间采用H7/n6 或H7/g6 配合公差来满足拆卸要求。钻套材质为:T10A热处理硬度为58~62HRC 3)正刀套 即嵌人在已加工孔中的圆柱。因主轴箱材质为HT200, 故正刀套材质为HT150即可。正刀套固定在Φ50mm心轴上, 既起到工件定位的作用, 又 起到正刀作用(校正钻头走向)。

正刀套的尺寸设计:如图6, 外径与内孔尺寸根据们Φ32H7孔与此Φ50H7孔相交部分厚度(如图4)及正刀套与势Φ50H7孔的配合要求而定,长度取满足正刀套两端掉头安装时都能参加切削时的最小长度值。每个正刀套两头使用至少能钻削3 次, 即至少能完成3 件主轴箱的孔加工, 最大限度地节省辅料。

图 6)1)夹具体 2)Φ30mm削边心轴 3)主轴箱 4)压板5)螺母 6)垫圈 7)正刀套 8)Φ50mm心轴 综述题目

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图 7)箱体零件在编制工艺的原则

1)“先面后孔”的原则。由于铣削时,切削力较大,工件易变形,先铣面,可使其有一段时间的恢复,减少由变形引起的对孔精度的影响。同时提供稳定可靠的定位基准,从而减少后续钻头钻孔的引偏、崩刃和折断等现象,对于后序保证孔加工精度有利。

2)“先粗后精”的原则,箱体上所有相关孔系和平面都先完成全部孔的粗加工和铣面的粗加工后,再进行孔和平面的精加工。主要是减少或消除粗加工时产生的切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响。

3)相同工位集中加工,应尽量按就近位置加工,以缩短刀具移动距离,减少空运行时间。

4)在不影响精度的前提下,若机床工作台回转时间较换刀时间短,为了减少换刀次数,减少空移时间,可以用同一把刀把壳体上相同的部位都加工完,再换第二把刀。

5)对于同轴度要求很高的孔系,考虑加工中存在重复定位误差,采用连续换刀,连续加工完该同轴孔系的全部孔后,再加工其它孔,以提高孔系同轴度。例如:压路机变速器箱体机加工工艺分析北京工业职业技术学院对其分析为: 变速器箱体是典型的箱体类零件,其特点是形状复杂,薄壁(10-20mm),需加工平面、孔系和螺孔等,刚度低,受力、热等因素影响易产生变形和振动。因此,以往的箱体加工是在龙门刨床、镗床和钻床上完成平面、轴承挡孔和连接孔的加工,生产效率低且加工质量难以保证。总起来说,其加工中存在的问题可以归纳为以下几点:一是加工内容多,需频繁更换机床、刀具;二是加工精度求高,综述题目

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采用普通机床加工,质量难以保证,且由于工艺流程长,周转次数多,生产效率难以提高;三是由于形状复杂,且大部分为薄壁壳体,工件刚度差,较难装夹。

但随着近年来计算机技术的迅猛发展,数字控制技术已被广泛应用于机械加工领域。在箱体加工中,若采用数控加工中心进行,凭借加工中心自身的精度和加工效率高、刚度好和自动换刀的特点,只要制定好工艺流程,设计采用合理的专用夹具和刀具,就可以在保证加工精度的基础上提高加工效率、降低加工成本,以解决上述问题。在实际生产过程当中,利用韩国大宇公司制造的ACE HM800 卧式加工中心进行箱体加工,就可取得很好的应用效果。鉴于该设备为双工作台,因此,可将该工件B、C面上各种加工要素的加工放在01工作台上完成(加工工序1)其余G、H及排挡侧面的加工要素放在02工作台上完成(加工工序2),根据上述工序安排,还要设计相应的专用夹具。

图 8)变速器箱体 加工中心刀具选择

数控机床的刀具材料一般尽量选用硬质合金,如果精度要求更高,可选用性能更好、更耐磨的陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具。

1)箱体定位销孔加工一般采用整体硬质合金钻头钻孔,如果位置度要求较高,则采用小孔镗刀镗削加工;随着新技术新刀具的不断发展,可采用高精度复合钻头,双刃带设计,钻铰复合,刀柄与钻头柄部采用液压夹紧配合,使其安装配合精度能够达到7 级,一次走刀即可保证箱体上定位销孔的位置和尺寸精度要求,从而可有效提高加工效率。综述题目

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2)箱体轴承孔加工一般采用镗刀、复合镗刀,或采用可调三刃(两刃)错层粗、半精镗刀,其镗削精度高,一刀即可完成孔的粗、半精加工,并在镗削不同规格孔时,仅需更换可调滑块即可将加工直径范围增大约40mm。在加工时可根据所加工孔的余量,计算后通过径向调整滑块,将余量分到每个刀片上;通过在每个滑块底部安装不同的刀垫,调整每个刀尖切削的先后顺序,一刀即可完成 轴承孔的粗镗、半精镗加工,从而减少加工时换刀次数,节约了辅助时间,提高了生产效率。

3)箱体深轴承孔镗削,可采用重金属减振刀杆或阻尼减振刀杆,以达到减振效果,提高孔加工精度;

4)对于深槽铣削,用普通三面刃铣刀易发生振动,采用了错齿三面刃铣刀,并配以减振刀杆可有效地减少了切削振动;

5)对于两排以上孔的加工,一般采用整体硬质合金钻头钻孔→扩孔→铰孔,但其效率低,适合精度要求低的孔加工;对于精度要求高的孔加工可采用新型平头带尖直槽钻钻孔→铰孔,并配以高精度液压刀柄,从而保证孔的尺寸精度和位置精度。

6)箱体上直径为20~35mm 的孔加工可采用U 钻,通过钻孔→铰孔就可保证孔位置及尺寸精度,同时大大提高了加工效率。

7)箱体上的小平面及半圆类沉窝等加工可采用新型钻铣刀,一次完成加工,且磨损后仅更换刀片,多功能使用达到方便、可靠。

8)对于深孔的加工,一般采用枪钻并配以高精度液压刀柄。加工中心夹具设计及使用中的问题

夹具是加工零件时定位和夹紧可靠的重要保证。夹具设计的合理,才能保证零件的顺利加工和满足加工要求。在设计加中心夹具时需考虑以下几方面因素。(1)满足定位基准和夹紧要求。加工中心为工序集中加工,箱体在一次装夹中要完成铣、钻、镗等多工序加工,为了防止夹紧变形,满足精加工定位精度要求,通常采用辅助支撑减少变形量,其夹紧力应力求靠近主要支撑点,或在支撑点所组成的三角形内,并靠近切削部位及刚性好的地方,尽量不要在被加工孔的上方。

(2)夹具与工作台面的连接方式。一般加工中心设备根据自身的加工特点,综述题目

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其工作台都有适合自身的便于夹具定位的结构,对于箱体来说,为保持其安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性,夹具应能根据机床的定位结构实现定向安装。

(3)在夹具设计时,人为地在夹具上设计出找正基面和找正基准孔,同时给出其相对与夹具上零件定位面及定位孔的实际加工尺寸,便于夹具找正后,可直接确定零件各加工部位尺寸。

(4)夹具设计时应给刀具运动轨迹留有空间,并尽量减少刀具加工时的空行程,提高加工效率。

(5)箱体类零件在加工中易产生夹紧变形、切削变形。在粗加工时采用较大的夹紧力以承受大切削力,在精铣面、精镗孔时,编一个任选停止指令,人为将压板放松后,使工件消除变形后重新用较小的夹紧力以满足精加工精度要求。总结

以上箱体零件在加工中心机床上加工的工艺,是根据多种箱体加工特点总结出来的,实践证明能有效地提高加工精度和加工效率。

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