大直径辊筒专用外圆磨床设计(磨头及导轨传动结构设计)
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中原工学院毕业设计译文21.11 线体加强及奈米晶型工具材料为了更进一步改善切削工具的表面质量和耐用性, 尤其是在新材料和复合材料这方面一直在研究,开发超硬材料制作的工具取得了进步,例如:a. 高抗拉强度。b. 抗热冲击。c. 强切削刃。d. 热硬性。最近发展的包括使用复合切削工具材料作为加强纤维 (第 9.2.1 节)。线体加强材料的例子包括用碳化硅(SiC)晶体加强的以氮化硅为基础的工具,和以碳化硅晶体加强的以氧化铝为基础的工具,有时以锆氧化物 (ZrO2) 的附加.然而,金刚砂和黑色金属的高反应使碳化硅工具不适合切削铁和钢。纳米材料(第 6.15 节)的进步促进了由细密纹理(超细微粒)的碳化物(钨碳化物,钛碳化物和钽碳化物)切削工具的发展。与传统的碳化物相较,这些工具材料强度比较高、硬度比较大、和抵抗力比较强, 可以提高生产效率。在一个应用程序中, 直径100微米(0.004寸)的微钻头正在使用这些材料制造而且被用于微型电子电路的制作(第 34 章)。21.12 切削工具的修理当用切削工具工作, 特别是高速钢工具,变成磨损,它们为进一步的使用而被修理 (使其再锋利)。 它们通常在工具室中被固定在工具磨床上修磨(第 25.6.5 节)。工具修理或者是手工修磨,那需要相当高的操作技术,或由计算机控制的工具磨床上来完成。其他的方法 (如第 26 章所描述) 也可能用来修理工具和刀具。 修理也可能包括用钛氮化物再涂在二手工具的上面。坚固性和精密度很重要在修理方面。工具的锋利度应该在它们的形状和表面的完成后检查。决定有关是否工具应该被修理或者被回收决定于其牵涉的相比较的费用。熟练的劳动是昂贵的, 如操作计算机控制的机床的工人,因此另外的考量是参考工具材料的再循环和这样做的费用(表 21.6),因为多数包含至关重要的昂贵材料, 像是钨和钴。21.13 切削液也叫润滑剂和冷冻剂,切削液广泛地应用在切削和磨削程序中(第 25 章) 达到以下效果:l 减少摩擦和磨陨,如此改善工具寿命和表面质量。l 减少切削力和能量消耗。l 冷却切削区域,如此降低工件温度和热变形。l 冲走切屑。l 保护机器表面免于环境的腐蚀。 表21.6 估算选择切削工具的费用刀具 尺寸(寸) 费用(美元)高速钢 1/4平方 X 21/2 12 1/2平方 X 4 37硬质合金刀 1/4平方 2 3/4平方 4渗碳量,每平米3/16普通刀具 内切圆半径1/2 59镀膜 610陶瓷刀具,每平方 内切圆半径1/2 812含立方氮化硼,每平方 内切圆半径1/2 6090钻石镀层刀具 内切圆半径1/2 5060金刚石钻头 内切圆半径1/2 90100一种切削液体基本上可能是一个冷却剂或润滑剂。 它在切削中的作用取决于许多因素,如这样的一些因素, 切削温度, 切削速度、和切削方式。 如第 20.6 节所示, 切削温度随切削速度的提高而升高。 因此,冷却切削区域在高速切削中是非常重要的。水是一个优良的冷却剂; 然而,它引起工件和机器部件的生锈而且是不好的润滑剂。 另一方面,如果切削速度低, 例如在拉削或者出屑方面,润滑剂(不是冷却)是重要的因素。 为了减少刀刺的形成, 润滑剂改善工件表面质量。选择何种类型的切削决定于切削温度的高低和切削力的大小, 切屑的类型和切屑排出的难易。在几种(例如拉削、钻削,和攻丝)操作方面,需要使用切削液。然而,有些情况使用切削液可能是有害的。在断续切削,例如切齿,切削液体的冷却行动增加热和冷(热循环)的周期的范围。 这情况能导致热裂缝 (热疲劳或热冲击)。切削液体也可能导致薄片变得比较卷曲,集中接近工具顶端的热应力。这些热应力,集中接近刀具顶端,减少工具的寿命。 21.13.1 切削液的作用虽然切削液的基本作用在金工操作方面在第32.9节中更为详细地被描述, 但是,我们简短地在这里描述切削液体影响机加工操作方面所依据的机制。看一下高切削阻力和刀具头的进给速率, 如何让一种切削液进入这个切削区域影响切削过程? 切削液体被计算机控制由薄壁细管道流入刀具和工件表面的接触区域。(见第32.2节)研究已经表明切削液通过薄管的一侧流入切削区域。因为这个管道比较细小,因此切削液体应该有较小的分子而且拥有适当的流动(表面张力)特性。 例子:切削液体在切削中的作用切削操作是与有效的润滑剂的切削液体一起进行的。如果切削液被关闭,解释在切削操作的技巧和总的能源消费方面将会改变。 解决方案: 因为切削液体是好润滑剂,当切削液体被关闭的时候,在刀具和工件表面的摩擦将会增加。下列一连串事件将会发生:a.切削液关闭。b.刀具和工件表面的摩擦将会增加。c.刀具刃倾角度减少 (Eq.20.3)d.切应变增加 (Eq.20.2)e.切削面变得粗糙f.可能形成切削刀刺下列的事件由于前述的现象发生:a.在主要的切削区域的切削能量增加 (第 20.5.3 节)b.在中级的切削区域的摩擦能量增加c.总计的能量消耗增加d.切削区域的温度升高, 引起刀具磨损e.降低工件的表面质量f.尺寸公差在加工期间因为温度的升高和细工件的膨胀可能难以实现21.13.2 切削液体的类型一般有四种类型的切削液普遍被用于切削操作:a.油b.乳化液c.半合液d.合成液这些切削液体的特性在第 32.10 节中被描述,而且对于特定切削操作的切削液的介绍在第 22,23,和 25章。21.13.3 切削液的应用方法切削液有三种基本应用方法:a.溢水式冷却 (图 21.11) 。这是最常用的方法。流量比率范围从单一工具的 10 L/min到多齿刀具的225 L/min。在钻削和磨削操作中, 700 kpa-14,000 kpa 的流动压力用来冲走切屑。第21节切削工具和切削液图21.11 在各种不同的切削操作方面正确使用切削液的示意图:(a)车削,(b)铣削(c)线研磨,(d)钻削 b.喷雾式冷却。喷雾式冷却能使切削液体到达难以接近的区域而且有利于工件被加工。它对以水为基础的切削液体特别地有效和在磨削操作方面,在70 kpa-600 kpa 的大气压下。喷雾式冷却需要通气而且受制于冷却的能力。c.高压冷却系统。由于现代社会发展速度的加快和能源的发展,计算机控制工作母机,机械加工操作的热效应已经成为一个重要的因素。最近发展的包括高压冷冻系统冷却的使用改善来自切削区域的热移动比率。高压系统也被用于传送切削液到切削区域,特别地设计了喷嘴旨在使切削液快速到达切削区域。压力的大小,通常在 5.5 MPa-35 MPa , 切削液的管道要有分支,否则如果很长且连续,干扰切削操作。为了要避免来自高压的喷射液的粒子的冲击的对工件表面的伤害 , 添加剂在冷冻剂里的大小不应该超过20微米; 适当的和连续的过滤液体是必要的。21.13.4切削液的效果切削液的选择也应该包括考虑例如其作用在工件材料和机床工具的影响,生物因素和环境因素上的潜在影响。在工件材料上的影响。 当选择切削液体的时候,一应该考虑机械加工成份是否受制于环境的影响,和高昂的服务压力,可能导致金属腐蚀而产生裂痕。这对考虑用硫和氯添加剂的切削液体特别地重要。举例来说,当切削钛时,不应该使用含有氯的切削液。另外还应该考虑由切削液体污染工件的可能性,尤其铜和铝。机加工部件应该被清理和清洗为了要除去一切的切削液残渣。及时做这样的操作是重要的和值得的; 因此,趋势将使用低黏质, 清洁和过滤的单纯的以水为基础的液体。在机床上的影响。 正如切削液可能对工件材料有不利地影响,它能同样地影响机床和它的部件, 像是导轨和轴承。因此,切削液体的选择一定,包括它与各种不同的金属和非金属的材料的兼容性的考虑,包括油和可能被当作润滑剂使用的油脂。生物和环境方面的影响。 因为机床操作员通常是直接接近切削液的,应首先考虑切削液对操作人员的影响。来自切削液的臭气、烟和气味能引起严重的皮肤反应和呼吸器官问题。 相当多的进步已经在确定制造业的计划的切削液的安全使用方面表现。另外地, 在环境方面的影响, 特别是关于空气和水污染方面,非常重要。 这已经导致向干加工方面发展,可能有它自己的优势和局限。切削液, 连同其它被用于金工制造业操作的液体, 当他们的使用随着时间的过去,可能发生化学变化。 这些变化可能是由于环境的影响或者来自各种不同的来源的污染, 包括管道和在机加工期间产生的金属屑和油污染。这些变化包括微生物的生长, 特别地在水上面,不利地影响液体的特性。净化、再循环和处理。 一些技术,像是沉淀,撇取、离心过滤法和过滤, 可用来净化使用过的切削液。 再循环用各种不同的添加剂、代替剂、生物剂和防臭剂、连同以水为基础的切削液处理。处理过程一定遵从联邦的, 州、和当地的法律和规则,如第 37.4 节所描述.总结l 各式各样的切削工具材料已经在过去的世纪内发展, 最普遍存在的是高速钢、碳化物,陶瓷和立方体硼氮化物。 工具材料有广泛的机加工性能和物理性能,如热硬性、韧性、稳定性和惰性这样的物理性质、并且对抗性好和耐用性强。l 各种不同的工具镀层已经发展,主要用来延长工具的寿命,改善工具表面和机械加工的经济性。通常的镀层材料是钛氮化物, 钛碳化物, 钛氯碳化物和铝氧化物; 钻石涂料也正在得到认同。趋势朝着性能更好的多镀层方向发展。摘自Manufacturing Engineering and Technology -Machining,机械工业出版社,原书第四版毕业设计(论文)中期检查报告题目名称: 大直径辊筒专用外圆磨床设计(一) 院系名称: 机电学院 班 级: 机自074班 学 号: 200700314431 学生姓名: 郭 刘 威 指导教师: 肖 庆 和 2 0 11 年 5 月毕业设计基本的具体任务与要求1.根据纺织机械中大型辊筒类零件的特点,对零件进行工艺分析;2.工厂调研及文献检索;3.参与总体方案设计,完成外圆磨床磨头及导轨总体方案设计;4.设计参数的计算及校核;5.根据设计参数确定最佳结构方案;6.设计大型辊筒类零件专用外圆磨床磨头及导轨结构并绘制工程图;7.编写设计说明书;8.外文资料翻译;机械传动原理图及说明机床的主要运动有拖板的纵向移动,磨头的横向移动,砂轮的转动及工件的转动等。拖板通过直线导轨连接在床身上。有伺服电机驱动,经联轴器及滚珠丝杠副,带动垫板及磨头一起做纵向移动。磨头固定在垫板上面,通过直线导轨连接在拖板上。由伺服电机驱动,经联轴器,滚珠丝杠副带动砂轮做横向移动。砂轮由主轴电机单独驱动,经V带、皮带轮带动砂轮主轴转动,磨削工件。图1传动原理简图导轨的组合形式选择直线运动导轨通常有两条导轨组合而成,其形式有:(1)双三角形导轨双三角形导轨不需要镶条调整间隙,接触刚度好,导向性和精度保持性好,但工艺性差,加工、检验、维修不便,用于精度高的机床,如丝杠车床、齿轮磨床等。(2)双矩形导轨承载能力大,制造简单,多用在普通精度机床和重型机床中,如重型车床,组合车床,升降台铣床等。 宽式组合:有两条导轨的外侧导向,侧向间隙较大,用镶条调整。 窄式组合:由一条导轨的两侧导向。图2导轨的组合a) 双三角形导轨 b) 宽式双矩形导轨 c) 窄式双矩形导轨(3)矩形和三角形导轨的组合这类组合的导轨导向性好,刚度高,制造方便,应用最广。如车床、磨床、龙门铣床等。(4)矩形和燕尾形导轨的组合这类组合导轨能承受较大的力矩,调整方便。常用于横梁、立柱、摇臂导轨。经过以上分析,我认为选用矩形和三角形导轨的组合比较好,能够满足本次设计外圆磨床的需要。 图3矩形和三角形导轨的组合毕业设计任务书所要求的进度2.21-3.6 调研与实习,英文文献翻译及编写实习报告。3.73.13 工艺方案设计,总体方案设计、确定最佳方案,写出方案论证报告。3.144.10 完成外圆磨床磨头及导轨总体方案设计草图。4.115.18 设计参数的选择与计算,详细设计,绘制工程图。整理设计任务书。5.195.21 定稿5.235.27 评审5.30-5.31 毕业答辩6.16.5 修改毕业设计已完成的设计任务毕业实习,开题报告,外文翻译,方案论证,确定论证及方案的确定对主要问题进行计算包扩如下内容:工作功率的计算,电机的选择,带轮的计算和尺寸的确定,轴的部分计算(还未校核)完成了主要零件的设计:现在的执行进度现时的进度应在设计计算的后期,应抓紧时间完成CAD图纸的设计,绘制前床身的装配图,以及导轨传动结构装配图,砂轮架装配图。听取指导老师意见,跟上小组进度。设计重点与难点(1)磨床总体布局中各部件尺寸的确定;(2)砂轮架主轴和轴承的设计和选用;(3)皮带的选用和带轮的设计;(4)导轨的设计与选用下一步工作计划2天时间完成尚未完成的计算问题3周时间完成图纸设计过程1周完成设计说明书的编写中 原 工 学 院毕业设计(论文)任务书姓 名郭刘威 机电 学院 机自 专业 074 班题 目大直径辊筒专用外圆磨床设计(一)(磨头及导轨传动结构设计)设计任务1 根据纺织机械中大型辊筒类零件的特点,对零件进行工艺分析;2 工厂调研及文献检索;3 参与总体方案设计,完成外圆磨床磨头及导轨总体方案设计;4 设计参数的计算及校核;5 根据设计参数确定最佳结构方案;6 设计大型辊筒类零件专用外圆磨床磨头及导轨结构并绘制工程图;6. 编写设计说明书;7. 外文资料翻译;时间进度2.21-3.6 调研与实习,英文文献翻译及编写实习报告。3.73.13 工艺方案设计,总体方案设计、确定最佳方案,写出方案论证报告。3.144.10 完成外圆磨床磨头及导轨总体方案设计草图。4.115.18 设计参数的选择与计算,详细设计,绘制工程图。整理设计任务书。5.195.21 定稿5.235.27 评审5.30-5.31 毕业答辩6.16.5 修改毕业设计原 要始 参资 考料 文和 献主1 机械加工工艺人员手册。北京:机械工业出版社,19982 夹具非标准夹具手册。北京:机械工业出版社,20023 机械零件设计手册。北京:冶金工业出版社,2000 4 机械设计手册(1-5卷).北京.机械工业出版社,19985联合编写组.机械零件设计手册S.北京:机械工业出版社, 1987.9.6成大先.机械设计手册(单行本):常用设计资料S.北京:化学工业出版社,2004.1.7成大先.机械设计手册(单行本):机械传动S.北京:化学工业出版社,2004.1.8路甬祥.液压气动技术手册S.北京:机械工业出版社,2004.59 Shigley, J. E. ,and C. R. Mischke. Mechanical Engineering Design. 5th ed. New York: McGraw-Hill, 198910Robert L. Mott. Machine Elements in Mechanical Design. 北京:机械工业出版社,2003.1注:辊筒年产量6000件/年院长(系主任)签字 指导教师毕业实习报告 题目名称:大直径辊筒专用外圆磨床设计(一) 院系名称: 机电学院 班 级: 机自 074 班 学 号: 200700314431 学生姓名: 郭 刘 威 指导教师: 肖 庆 和 2011 年 3 月 1 前 言 .1 2 报告内容 .2 1.1 实习目的 .2 1.2 实习内容 .2 新飞电器有限公公司简介 .2 2.2.1 新飞冰箱组装车间 .3 2.3 郑纺机 .8 3 毕业设计调研情况总结 .8 3.1 调研情况 .8 小 结 .11 参考文献 .12 中原工学院毕业设计实习报告 1 1 前 言 实习是一种实践,是理论联系实际、应用和巩固所学专业知识的一项重要环节, 是培养我们能力和技能的重要手段。对于培养我们的动手能力有很大帮助,同时也 可以让我们更深刻更全面了解机械制造这方面的知识。毕业实习是我们走向工作岗 位的必要前提。通过实习我们可以跟确切的了解社会生产,了解社会需要,加深社 会认识,增强社会适应性,培养自己的实践能力,以更好的融入社会中,缩短我们 从一名大学生到一名工作人员的时间,为我们毕业后社会角色的转变打下基础。 这次在河南新飞电器有限公司及其分公司的实习进一步加深和完善了我对专业 知识的理解,也使我对毕业设计课题有了新的认识,明白了完成一件“工程”所进 行的准备工作和相关流程。同时,通过运用所学专业知识进行观察,也锻炼了自己 提出、分析并解决问题的能力。 此次毕业实习主要是实地考察调研,在毕业设计导师的带领下观察研究与课题 相关的技术设备运行情况,并请企业技术人员介绍相关专业知识,同时向毕业设计 导师和现场操作人员学习请教相关知识,以便加深对毕业设计课题的理解,从而提 高到理论的高度来研究、分析、找到解决问题的关键所在。为以后的设计提供资料 和积累宝贵经验,避免走不必要的弯路。 本次去新乡实习,主要去了新飞电器股份有限公司及其一系列的分公司,这些 企业产品的生产制造都大量运用到了冷冲压模具,其模具设计制造和运用在其生产 中占有相当大的比重。通过观察研究生产现场中的各种模具,了解其结构与功能。 中原工学院毕业设计实习报告 2 2 报告内容 1.1 实习目的 (1)通过实习使广大的学生进行一次实地考察,提高大学生的调查能力。 (2)了解企业的文化,学习企业的先进管理制度,为我们大学生走出校园打 下基础。 (3)掌握现有企业的加工模式、所使用的设备以及各设备的摆放格局。 (4)掌握现代零件的加工流程、加工工艺及加工自动化的程度。 (5)培养大学生的社会实践能力,为成功的完成毕业设计做好充分的准备。 1.2 实习内容 新飞电器有限公公司简介 河南新飞电器有限公司是以冰箱、冷柜、空调为主导产品的现代化白色家电制 造企业,中国最大的绿色冰箱生产基地,中国冰箱、冷柜行业前两强。因出色的无 氟与节能技术而被公认为中国家电绿色品牌。自 1984 年建立以来,经过二十多年 的发展,新飞已发展成为拥有 1 个中国驰名商标和 2 个中国名牌产品的中部六省首 家进出口免验企业,产品远销全球 50 多个国家和地区。近年来新飞的经营业绩突 飞猛进,产销量、利润等主要经济指标绿色环保胡锦涛河南新飞电器有限公司是以 冰箱、冷柜、空调为主导产品的现代化白色家电制造企业,中国最大的绿色冰箱生 产基地,中国冰箱、冷柜行业前两强。因出色的无氟与节能技术而被公认为中国家 电绿色品牌。自 1984 年建立以来,经过二十多年的发展,新飞已经发展成为拥有 1 个中国驰名商标和 2 个中国名牌产品的中部六省首家进出口免验企业,产品远销 全球 50 多个国家和地区。近年来新飞的经营业绩突飞猛进,产销量、利润等主要 经济指标连年呈两位数递增,成为同行业效益最好,发展最快、最稳健的企业之一。 新飞注重科技队伍建设和企业技术创新。新飞国家级技术中心已发展壮大为三个研 究所、一个国家级实验室和一个产品创新与设计中心、企业博士后科研工作站、西 安交大新飞节能技术研究所和工业设计所等校企产学研全面合作的完整技术创新体 系,各类专业人才 1800 多名,专职技术开发人员 400 多名,中高级职称 200 多名, 硕士 60 多名,博士 9 名,形成了一支实力卓越的创新团队。 中原工学院毕业设计实习报告 3 2.2.1 新飞冰箱组装车间 电冰箱由制冷系统、电控系统和箱体及附件等三部分组成。 1.制冷系统:(1)压缩机组:包括压缩机和电动机;(2)冷凝设备:冷凝器、蒸发 水皿加热管、门防冻防露管;(3)冷却设备:蒸发器、间冷式中还有冷却风机和电动 机。(4) 干燥过滤器; (5)节流元件:毛细管;( 6)管道:排气管,回气管等; (7)制 冷剂:R134a,R600a 和 R12 等。 2.电控系统:(1)温度控制设备:温度控制器、温控用电热器等。(2)电机起动和 保护器件:起动继电器、过热过载保护继电器、或带有起动和运行用电容器等。3) 化霜设备:化霜时间控制器、化霜电热器、化霜防误动作加热器等。(4)制冷性能补 偿部件:温度补偿电热器、温度补偿指示灯、节电开关、双蒸发器连管加热器等。 3.箱体及附件:(1)箱体由外壳、内胆、隔热层和箱顶饰板及柜组成。其中外壳 常采用 0.61mm 薄钢板磷化处理后喷漆或喷塑,或彩色钢板;内胆由 ABS 或改 性聚苯乙烯塑料模压成形;隔热层通常为充填的聚氨脂泡沫塑料。(2)箱体由门板、 门内胆、磁性门封和手柄及绞链(门折页)组成。其中,门板与箱体外壳一样; 门内胆与 箱体内胆一样;磁性门封由塑料门封条和磁性胶条组成 ,为了节能还另设橡胶气囊二 次门封。(3)附件由搁架、箱内接水盆、果蔬盒、制冰盒、箱外接水盒(或蒸发盒)等 组成。 电冰箱生产流程如下: (1)电冰箱外壳生产。电冰箱外壳由钢板通过全自动生产线一次完成。 (2)电冰箱内部件生产。其生产原材料为 Abs 塑料板,属于自动化成型生产。 (3)拼装线。该工序将由模具生产好的冰箱冷冻室和冷藏室等拼装起来。 (4)灌满发泡剂。发泡剂成分为环戊烷。 (5)检漏。如果检验不合格,将被退回检查原因或重新生产。 2.2.2 模具生产车间 在工程师的带领下,我们参观了模具生产车间,了解到: 1、正装模具的结构特点 正装模具的结构特点是凹模安装在下模座上。故无论是工件的落料、冲孔,还 是其它一些工序,工件或废料能非常方便的落入冲床工作台上的废料孔中。因此在 设计正装模具时,就不必考虑工件或废料的流向。因而使设计出的模具结构非常简 单,非常实用。 中原工学院毕业设计实习报告 4 正装模具结构的优点: (1)因模具结构简单,可缩短模具制造周期,有利于新产品的研制与开发。 (2)使用及维修都较方便。 (3)安装与调整凸、凹模间隙较方便(相对倒装模具而言)。 (4)模具制造成本低,有利于提高企业的经济效益。 (5)由于在整个拉伸过程中始终存在着压边力,所以适用于非旋转体件的拉 抻 正装模具结构的缺点: (1)由于工件或废料在凹模孔内的积聚,增加了凹模孔内的小组涨力。因此 凹必须增加壁厚,以提高强度。 (2)由于工件或废料在凹模孔内的积聚,所以在一般情况下,凹模刃口就必 须要加工落料斜度。在有些情况下,还要加工凹模刃口的反面孔(出料孔)。因而 即延长了模具的制作周期,又啬了模具的加工费用。 正装模具结构的选用原则:综上所述可知,我们在设计冲模时,应遵循的设计 原则是:应优先选用正装模具结构。只有在正装模具结构下能满足工件技术要求时, 才可以考虑采用其它形式的模具结构。 2、 倒装模具的结构特点 倒装模具的结构特点是凸模安装在下模座上,故我们就必须采用弹压卸料装置 将工件或废料从凸模上卸下。而它的凹模是安装在模座上,因而就存在着如何将凹 孔内的工件或废件从孔中排出的问题。图 1 这套倒装模是利用冲床上的打料装置, 通过打料杆 9 将工件或废料打下,在打料杆 9 将工件或废料打下的一瞬间,利用压 缩空气将工件或废料吹走,以免落到工件或坯料上,使模具损坏。另外需注意的一 点就是,当冲床滑块处于死点时,卸料圈 5 的上顶面,应比凸模高出约 0.200.30mm。即必须将坯料压紧后,再进行冲裁。以免坯料或工件在冲裁时移动, 达不到精度要求。 倒装模具结构的优点: (1)由于采用弹压卸料装置,使冲制出的工件平整,表面质量好。 (2)由于采用打料杆将工件或废料从凹模孔中打下,因而工件或废料不在凹 模孔内积聚,可减少工件可废料对孔的涨力。从而可减少凹模的壁厚,使凹模的外 形尺寸缩小,节约模具材料。 (3)由于工件或废料不在凹模孔内积聚,可减少工件或废料对模刃口的磨损, 减少凹模的刃磨次数,从而提高了凹模的使用寿命。 中原工学院毕业设计实习报告 5 (4)由于工件或废料不在凹模也内积聚,因此也就没有必要加工凹模的反面 孔(出料孔)。可缩短模具制作周期,降低模具加工费用。 (5)由于压边力只在平板坯料没有完全被拉入凹模前起作用,所以适用于旋 转体体的拉伸。 倒装模具结构的缺点 (1)模具结构较复杂(相对正装模具而言)。 (2)安装与调整凸凹模之间的间隙较困难(相对正装模而言)。 (3)工件或废料的排除麻烦(最好使用压缩空气将其吹走)。 倒装模具结构的选用原则:综上所述可知,只有当工件表面要求平整、外形轮 廓较复杂、外形轮廓不对称、或坯料较薄时的冲裁,以及旋转体件拉伸时,才选用 倒装模具结构。 3、单工序模具结构的特点 所谓单工序模具结构,就是在冲床的一次行程内,只能完成一道工序。 单工序模具结构的优点: (1)模具结构简单,制造周期短,加工成本低; (2)模具通用性好,不受冲压件尺寸的限制即适合于中小型冲压的生产;也 适合于一些外形尺寸较大、厚度较厚的冲压件的生产。 单工序模具结构的缺点 (1)制件精度不高; (2)生产效率低。 单工序模具结构的选用原则:综上所述可知,对一些精度要求不高,生产批量 不大的工件,采用单工序模具还是比较合适的。尤其是现在我们国家实行的是社会 主义市场经济。新产品的开发与研制对每个企业来说,都是至关重要的。而对一些 需要冲压生产的新产品来说,就提出了一个要求:要求研制周期短,开发速度快, 制造成本低。因内有这样开发出的磨擦产品才能迅速占领市场。而在这一点上,单 工序模具就更能满足这一要求,所以就显得更实用一些。 4、 复合模具结构的特点 所谓复合模具结构,就是在冲床的一次行程内,完成两道以上的冲压工序。在 完成这些工序过程中,冲件材料无需进给移动。图 2 就是一套落料、拉伸的圆筒形 件的复合模具。这套模具的工艺流程必须是先落料、后拉伸。因只有这样才不致于 使圆筒形件拉裂。为保证这一工艺流程的顺利进行,就必须使落料凹模 2 的高度 h1,比拉伸凸模 4 的高度 h2,高出约 1.2t1.5t(t 为料厚)。另外需注意的一点 中原工学院毕业设计实习报告 6 就是,当冲床滑块处于上死点时,压边圈 3 的上顶面,应比落料凹模 2 的高度 h1,高出约 0.200.30mm。即必须将坯料压紧,再进行冲裁。在整个冲压过程中, 压边圈 3 起的作用是,在冲裁开始时,先将坯料压紧;而当拉伸完成后,又将工件 6 从拉伸凸模 4 下顶出。 图 2-1 复合模具结构简图 1 顶杆;2 下模座; 3 落料凹模; 4 压边圈; 5 拉伸凸模; 6 凸凹模;7 工件; 8 卸料板; 9 打料板; 10 上模座 复合模具结构的优点: (1)制件精度高。由于是在冲床的一次行程内,完成数道冲压工序。因而不 存在累积定位误差。使冲出的制件内外形相对位置及各件的尺寸一致性非常好,制 件平直。适宜冲制薄料和脆性或软质材料。 (2)生产效率高。 (3)模具结构紧凑,面积较小。 复合模具结构的缺点: 中原工学院毕业设计实习报告 7 (1)凸凹模璧厚不能太薄(外形与内形、内形与内形),以免影响强度。 (2)凸凹模刃磨有时不方便。尤其是在凸凹模即冲裁,又成形的情况时。如 图 2 中的凸凹模 5(如生产批量大,条件许可时,可将凸凹模刃口部分和盛开部分 分开设计)。 复合模具结构的选用原则:综上所述可知,只有当制件精度要求高,生产批量 大,表面要求平整时,才选用复合模具结构。 2.2.3 新飞塑料厂 新飞塑料厂拥有员工 500 多余人,是新飞集团电冰箱、冰柜塑料件定点供货单 位,主要以生产各种塑料模具为主。 新飞塑料模具厂是河南大型制品专业骨干企业,已有二十年的生产历史,该厂 的塑料模具生产线采用国内外先进的电脑注塑设备,注塑机可谓是机电液一体化的 代表。由计算机数字控制塑料成型的各种参数,执行部件则是液压系统。 新飞塑料厂拥有生产线 8 个,模具加工中心如:电火花、线切割、车、铣、刨、 磨、等加工机床 20 余台,可设计、制造各种小型精密模具,也可根据客户的要求 设计生产各种塑料制品。 2.2.4 真空成型车间 随后,我们进入真空成型车间,这里是加工内胆的。师傅给我们介绍了真空成 型机,根据介绍,真空成型机主要有以下几个工位:上料工位、预加热装置、主加 热装置、真空成型工位、切边设备(cutting machine)、下料工位来完成整个内胆加 工成型的功能。通过认识,现在逐一介绍其主要功能。 上料工位:上料工位以前只有一辆上料小车,在换料时,势必要停机进行调整, 每次换料大约需要 10 分钟,平均每天换 5-6 次料,相当于每天停机 1 小时进行换 料操作,影响了生产速度;在新吸附机设计中,增加一辆上料小车,即由原来的一 辆上料小车上料改进为左、右两辆小车上料,在一侧进行生产时,就将另一辆小车 装好料,当进行换料操作时,只需按一下切换按钮,就可实现换料,大大提高了换 料速度。 预加热装置与主加热装置:加热工位以前对板材加热是采用分区控制的,上、 下加热器各 88 块辐射器将板材分 4 个区进行加热控制,利用调节每个区的辐射器 电压百分比调节每个区的加热温度,对温度的控制不是很精确,对于形状复杂的内 胆,容易造成内胆成型不均匀导致废品;在新机器设计中,对每一块辐射器的加热 温度分别进行控制,可根据效果随时调节每一块辐射器的温度,以达到最佳的加热 中原工学院毕业设计实习报告 8 效果;同时,在板材输送到成型工位时,在进入成型工位前,增加红外线高温计进 行板材温度测量,将测量结果反馈到控制系统,进行下一张板材的温度控制修正。 真空成型工位:成型工位是吸附机的主要组成部分,也是控制产品质量、提高 生产节拍、降低设备故障率的重点部位,吸附机的生产节拍,主要取决于成型工位 的成型速度。在新飞的发泡车间,我们了解到新飞的发泡剂主要是环戊烷。发泡剂 填充在冰箱的储藏装置与外壳之间的空位,具有保温和防震作用。 2.3 郑纺机 此外,我们去郑纺机进行了实习,参观了纺织机械生产的过程,也对纺织机械 有了更全面、更深入的认识和了解。 郑州纺织机械股份有限公司是一家集开发、制造化纤、印染、织造、非织造布、 烘燥、清梳联及非纺机成套设备为一体的大型纺织机械企业。 公司一贯致力于产品的技术创新,不断提高产品质量,是国家化纤机械重大技 术装备和印染后整理设备的研制基地和出口基地,是国家“863”高科技 CIMS 技术 应用企业。 我们在肖老师的带领下,了解了一些我们以前不知道的刀具,纺织机械生产的 一些流程。其中,我重点观察了大直径辊筒专用磨床,因为这和我的毕业设计课题 有关。 3 毕业设计调研情况总结 我的毕业设计课题是大直径辊筒专用磨床(磨头及导轨传动结构设计) 。磨头 是磨床的关键零件之一,磨床的砂轮相对工件做高速旋转运动(一般砂轮圆周线速 度在 35 米/秒左右,目前已向 200 米/秒发展) 。 3.1 调研情况 为了更好的完成这次毕业设计,我去了郑纺机观看了磨床的加工及结构,以及 上网搜取和查阅资料等多种途径,找出了以下的问题解决方法: 3.1.1导轨的设计要求 (1)几何精度就是通常说的导向精度,即运动的直线度; (2)运动精度包括两方面内容:一是运动的平稳性(例如低速不爬行) ,二是 定位精确(线定位和角定位) ; (3)具有足够的承载能力和刚度,使用寿命长; 中原工学院毕业设计实习报告 9 (4)结构简单,工艺性好,便于调整和维修; (5)具有良好的润滑和防护装置。 3.1.2 砂轮架的基本设计要求 砂轮架是磨床上用来带动砂轮做高速旋转的关键部件,主要有传动部件和主轴 轴承部分组成,主轴和轴承是砂轮架的主要组成部分,因此对砂轮架设计提出的基 本要求也是针对主轴轴承部分的。 砂轮架设计应满足以下几点基本要求: (1)主轴旋转精度高,旋转稳定; (2)主轴轴承系统刚性好; (3)振动小,发热低; (4)装配制造简单,调整维修方便。 3.1.3.砂轮分析 磨削大直径辊筒,我们可以采用CBN金刚石砂轮,完成对大直径外圆的磨削加 工。 3.1.4.运动分析 该机床的切削运动为砂轮旋转的主运动与砂轮沿大直径辊筒轴线移动的进给运 动。根据用户对机床加工效率及自动化等方面的要求,机床在加工中应自动实现以 下辅助 运动:工件定位与夹紧、砂轮趋近工件、外圆磨削、砂轮离开工件、解除定位 与松开夹紧、重复上述运动。 中原工学院毕业设计实习报告 10 图3-1导轨组合形式 1 工件主轴 2 工件 3 砂轮 4 砂轮主轴(动静压主轴) 5 皮带轮 6 尾座 7 砂轮架总成8 X 向直线导轨副 9 床鞍 10 Z 向直线导轨副 图32 磨床工作原理 机床的主要运动有拖板的纵向移动,磨头的横向移动,砂轮的转动及工件的转 动等。 拖板通过直线导轨连接在床身上。有伺服电机驱动,经联轴器及滚珠丝杠副, 带动垫板及磨头一起做纵向移动。磨头固定在垫板上面,通过直线导轨连接在拖板 上。由伺服电机驱动,经联轴器,滚珠丝杠副带动砂轮做横向移动。砂轮由主轴电 机单独驱动,经 V 带、皮带轮带动砂轮主轴转动,磨削工件。 中原工学院毕业设计实习报告 11 小 结 实习接近尾声,回想期间的点点滴滴,我不仅感到很充实还学到了很多东西。 此次到新飞电器有限公司及其分公司实习,其目的是学习优秀企业的先进管理经验, 全程体会一条生产线生产的全过程,对于毕业设计的开展,完成好设计任务将起到 积极的作用。 这次实习我最大的收获是,逻辑思维能力得到很大提升。设计本来就是一种很 严密的学问,它需要一个不断反复,不断纠正,不断改进的过程。通过实习,我第 一次对公司的经营理念又来了更深层次的了解,同时,对我未来的职业生涯奠定了 坚实的基础。 短暂的实习匆匆结束,通过本次实习,我开阔了眼界得到了许多启发。实践出 真知,在实习的过程中我明白了书本上的理论是如何运用到实际的。有了先进的生 产过程,精细的加工工序,熟练的操作技巧最后才有高品质的产品。 “纸上得来终 觉浅,绝知此事要躬行” ,在今后的学习和生活中,我将把从书本上学到的知识进 一步更好的运用到实践中,同时在实践中进一步检验和完善自己的理论体系,以更 好的服务实践。 经过此次深入工厂进行毕业设计课题调研,了解实际工作中需要考虑的问题, 使我对毕业设计课题有了较为深刻的认识。虽然时间比较短,但通过自己结合毕业 设计的研究方向,向工人师傅们请教本课题中遇到的不解之处,这为我以后的设计 提供了资料和积累了宝贵经验。 毕业实习是大学的最后一次实践活动,我和大家一样很珍惜这次难得的机会, 尽全力学习不懂的东西。不枉此行,我基本上达到了实习增长见识,开阔眼界,联 系社会的目的。我深知实习同时也是为了更好的完成毕业设计,在毕业设计过程中, 我会把实习中学到的技巧,加工工艺,制造技术等运用于毕业设计中,以更好的完 成毕业设计。 此次实习我要感谢肖老师的带领指导及帮助。 中原工学院毕业设计实习报告 12 参考文献 1联合编写组.机械设计手册(上中下)S.北京:机械工业出版社,1988.12. 2联合编写组.机械设计手册(1-6 卷) S.北京:机械工业出版社,2004.8. 3成大先.机械设计手册S.北京:化学工业出版社,2004.1. 4濮良贵,纪明刚主编.机械设计(第八版)M.北京:高等教育出版社,2006.5. 5刘鸿文主编.材料力学(第四版)M.北京:高等教育出版社,2004.1 . 6牛永生,吴隆,李力,姜春英主编.机械制造技术M.西安:陕西科技出版社,2002.1. 论文编号:200700314431毕业设计(论文)说明书题目名称: 大直径辊筒专用外圆磨床设计(一) 院系名称: 机电学院 班 级: 机自074班 学 号: 200700314431 学生姓名: 郭 刘 威 指导教师: 肖 庆 和 2011 年5月毕业设计开题报告题目名称:大直径辊筒专用外圆磨床设计(一)院系名称: 机电学院 班 级: 机自074班 学 号: 200700314431 学生姓名: 郭 刘 威 指导教师: 肖 庆 和 2011 年3月毕业实习报告题目名称:大直径辊筒专用外圆磨床设计(一)院系名称: 机电学院 班 级: 机自074班 学 号: 200700314431 学生姓名: 郭 刘 威 指导教师: 肖 庆 和 2011年3月毕业设计(论文)译文题目名称:大直径辊筒专用外圆磨床设计(一)院系名称: 机 电 学 院 班 级: 机自074班 学 号: 200700314431 学生姓名: 郭 刘 威 指导教师: 肖 庆 和 2011年3月1本课题所涉及的内容国内(外)研究现状综述随着科学技术的发展,对机械零件的精度和表面质量要求越来越高,各种高硬度材料的应用日益增多。精密铸造和精密锻造工艺的发展,使得有可能将毛坯直接变成成品。高速磨削和强力磨削,进一步提高了磨削效率。因此,磨床的使用范围日益扩大。它在金属切削机床所占的比重不断上升。目前,在工业发达的国家中,磨床在机床总数中的比例已达30%-40%。随着机械产品精度、可靠性和寿命的要求不断提高以及新型材料的应用增多,磨削加工技术正朝着超硬度磨料磨具、开发精密及超精密磨削(从微米、亚微米磨削向纳米磨削发展)和研制高精度、高刚度、多轴的自动化磨床等方向发展。如用于超精密磨削的树脂结合剂砂轮的金刚石磨粒平均半径可小至4微米、磨削精度高达0.025微米;使用电主轴单元可使砂轮线速度高达400m/s,但这样的线速度一般用于实验室,实际生产中的砂轮的线速度为40-60m/s;从精度上看,定位精度2微米,重复定位精度1微米的机床已越来越多;从主轴转速来看,8.2kw主轴达60000r/min,13kw达42000r/min,高速已不是小功率主轴的专有特征;从刚性上看,已出现可加工60HRC硬度材料的加工中心。多特蒙德技术大学切削工艺研究所(ISF)所长Dirk Biermann博士在总结外圆磨削的发展趋势时曾说过:“继续不断发展外圆磨削的首要目的是改进可达到的精度、提高设备性能并增加机床灵活性。”在他看来,重点之一是在同一台机器上组合各种磨削工艺,如内外圆磨削、平面磨削和仿行磨削等,甚至可与其他生产工艺结合。其中车削和磨削是最为著名的工艺组合。北京第二机床厂引进日本丰田工机公司先进技术并与之合作生产的GA(P)62-63数控外圆/数控端面外圆磨床,砂轮架采用原装进口,砂轮线速度可达60m/s,砂轮架主轴采用高刚性动静压轴承提高旋转精度,采用日本丰田工机公司GC32-ECNC磨床专用数控系统可实现二轴(X和Z)到四轴(X、Z、U和W)控制。此外对磨床的环保要求越来越高,绝大部分的机床产品都采用全封闭的罩壳,绝对没有切屑或切削液外溅的现象。大量的工业清洗机和切削液处理机系统反映现代制造业对环保越来越高的要求。2本课题有待解决的主要关键问题经过三个星期的毕业实习和查阅资料,我本课题的设计意图有了一个大概的了解。总的来说,我认为最需要解决的问题有:导轨传动装置,砂轮的进给装置,加工过程中的零件装夹,磨削力的大小等问题。磨削加工在之前的实习中也接触过。导轨设计的基本要求,砂轮架的基本设计要求,导轨的传动结构,磨削过程中的磨削力的大小等,首先要解决这些基本理论问题。3对课题要求及预期目标的可行性分析 (包括解决关键问题技术和所需条件两方面)上述已经阐述了需要解决的问题是理论问题和具体的设计问题。要解决理论问题必须要借助于相关的理论书籍, 如机械设计手册等。当然通过网络我对磨床也有一个大概的了解。但大直径辊筒专用外圆磨床,目前国内生产厂家很少,也没有得到广泛的应用,得到的资料很有限。一些设计中的问题还要多请教导师,还可以向有经验的人学习。机床设计是有共性的,都是通过一系列的机械运动来实现预期的功能。而之前的课程设计以及生产实习,金工实习已经为自己打下了一定的基础。如车床刀架的移动,车床的三角卡盘夹持工件,各种机床上的分度装置等。机械传动有很多种方式,但是要找到一种使用的方案,就要通过对机械传动的深入学习,通过比较,选择一种有效、稳定并且经济的方案。导轨的传动方式也有多种,在导轨传动中如何保证导向精度,使磨削时不产生大的震动以及保证运动的平稳性。要解决这一问题不仅要多观察各种机床导轨的传动方式,还要对导轨进行理论分析。其他的一些具体的设计就需要对辊筒,砂轮,电机等了解,目前这些已经比较成熟,可以查阅的资料很多,对自己有很大的帮助。总之,完成这个设计需要投入大量的时间,查阅大量资料,加上自己的充分思考。我相信通过自己的努力,一定会有不错的设计。 4完成本课题的工作计划及进度安排2.21 -3.6 调研与实习,英文文献翻译及编写实习报告。3.7 -3.13 工艺方案设计,总体方案设计,确定最佳方案,写出方案论证报告。3.14-4.10 完成外圆磨床磨头及导轨总体方案设计草图。4.11-5.18 设计参数的选择与计算,详细设计,绘制工程图,整理任务设计书。5.19-5.21 定稿。5.23-5.27 评审。5.30-5.31 毕业答辩。6.16.5 修改毕业设计。5指导教师审阅意见指导教师(签字): 年 月 日6指导小组意见 指导小组组长(签字): 年 月 日说明:1. 本报告前4项内容由承担毕业论文(设计)课题任务的学生独立撰写;2. 本报告必须在第八学期开学两周内交指导教师审阅并提出修改意见;3. 学生须在小组内进行报告,并进行讨论;4. 本报告作为指导教师、毕业论文(设计)指导小组审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题和是否按时完成进度的检查依据,并接受学校的抽查
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