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真空注型机搅拌机构设计论文

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真空注型机搅拌机构设计论文

沈阳理工大学学士学位论文I摘要本文介绍了型真空注型机搅拌机构设计的一般方法,除进行总体设计外,侧重于运功部件校核和三维仿真的设计。设计中以同类产品(型真空注型机搅拌机构)为基础,通过考察、网上查询、借助参考书的帮助,使设计工作如期完成,能较好的实现规定的各项功能目标。带传动系统采用的是同步带传动,同步带兼带传动和链传动的优点传动平稳传动比准确几乎不需张紧力,轴压力小传动效率在98左右。三维仿真使用的是UG画图软件,画出三维图后用ADAMS软件进行运动仿真。文中通过计算、校核确定了同步带轮及部分零件的尺寸及材料,本设计的特色部分是在传动系统的设计同步带传动,使结构紧凑、不需要润滑且保养更加方便。另外除了两个专题设计部分外,还进行简要的总体设计及主要参数的确定。由于设计者水平有限,论文一定存在错误和不足之处,请各位老师批评、指正。关键词真空注型机,搅拌器,带,三维模拟沈阳理工大学学士学位论文IIAbstractThispaperintroducesthevacuuminjectionmachinesmixthegeneralmechanismdesignapproach,inadditiontotheoveralldesign,thefocusonthepumppowercomponentsandthreedimensionalsimulationofthedesigncheck.Designtosimilarproductsvacuuminjectionmachinesmixbodybasedonthroughstudy,onlineinquiries,withthehelpofreferencebooks,sothatdesignworkbecompleted,tobetterachievegoalssetforthinfunction.Beltdrivesystemusesabeltdrive,beltdriveandchaindriveandwiththeadvantagesstabletransmissiondriveratioisaccuratealmostwithouttension,axialpressureissmalltransmissionefficiencyofabout98.UGDsimulationusingdrawingsoftware,drawthreedimensionaldiagramwiththeADAMSsoftwareemulation.Thepaperbycalculationtodeterminethetimingbeltcheckandsomepartswheelsizeandmaterial,partofthedesignfeaturesofthedesigninthedrivebeltdrive,socompact,doesnotrequirelubricationandmaintenancemoreconvenient.Becauseofdesignerlimitedlevel,thethesismusthavesomemistakesandweakpoints.Ihopetoreceivetheteachersinstruction,criticismandhelping.Keywordsvacuumcastingmachines,mixers,belt,threedimensionalsimulation沈阳理工大学学士学位论文III目录第一章绪论............................................................................................................................11.1引言...............................................................................................................................11.2国内外发展现状..........................................................................................................21.3课题研究的意义..........................................................................................................4第二章Ⅱ型真空注型机搅拌机构设计..................................................................................62.1课题研究内容..............................................................................................................62.2搅拌机构的构成及各部分作用..................................................................................6第三章运动部件设计及校核..................................................................................................83.1同步带传动设计与校核..............................................................................................83.1.1确定设计功率...................................................................................................83.1.2选取同步带型号...............................................................................................83.1.3确定带轮节圆直径...........................................................................................93.1.4确定中心距a....................................................................................................93.1.5初张紧力的校核.............................................................................................103.2搅拌器轴的校核........................................................................................................10第四章UG三维建模及其装备...............................................................................................124.1UG软件简介..............................................................................................................124.2UG设计思路和方法..................................................................................................144.3用UG进行零件设计.................................................................................................144.4UG装配设计..............................................................................................................15第五章ADAMS运动仿真..........................................................................................................215.1ADAMS软件介绍......................................................................................................215.2用ADAMS做运功仿真.............................................................................................21结论......................................................................................................................................23致谢......................................................................................................................................24参考文献..................................................................................................................................25附录A.......................................................................................................................................26附录B.......................................................................................................................................42沈阳理工大学学士学位论文1第一章绪论1.1引言近20年来,制造业市场环境发生了很大变化一方面表现为消费者兴趣的时效性和消费者需求的日益主体化、个性化和多元化另一方面则是区域性、国际性市场壁垒的淡化和打破,使制造厂商不得不着眼于全球市场的激烈竞争,快速将多样化的产品推向市场是制造商把握市场先机而求生存的重要保障,由此导致了制造价值观从面向产品到面向顾客的重定向、制造战略重点从成本与质量到时间与响应的转移等,此可视为各国致力于并行工程、敏捷制造等现代制造模式研究与实践的重要背景。传统制造业的战略是规模效益第一,上世纪80年代又提出价格第一和质量第一,上世纪90年代以来,已发展为市场响应第一,快速响应制造己成为国际研究的热点,如今市场的机遇要靠企业去把握、去创造。因此,产品的快速开发是快速响应制造的龙头,是成为赢得21世纪国际市场竞争的关键。在这种背景下,20世纪80年代后期发展起来的一种高新制造技术,快速原型RapidPrototyping,简称Re技术,它将现代计算机技术、激光加工技术及新材料技术集于一体。该项技术创立了产品开发的新模式,使设计师以前所未有的直观方式体会设计的感觉,感性而迅速的验证和检查所设计产品的结构和外形,从而使设计工作进入了一种全新的境界,改善了设计过程中的人机交流,缩短了产品开发的周期,加快了产品更新换代的速度,降低了企业投资新产品的风险,加强了企业引导消费的力度。快速模具制造技术RapidTooling是利用快速成型技术来制造直接生产零件的模具,进一步发挥了快速原型制造技术的优越性,可实现最终零件或产品的快速制造,其材料主要是塑料合金、硅橡胶、金属基材料、陶瓷和其他材料。基于RP技术的快速模具制造由于技术集成度高,从CAD数据到物理实体转换过程快,因而与传统的数控加工方法相比制模周期短比如,加工一件模具的制造周期仅为前者的1/3~1/10,生产成本也仅为前者的1/3~l/5。,质量好,易于推广,制模成本低,精度和寿命能瞒足某种特定的功能需要,综合经济效益良好,特别是用于新产品开发试制、工艺验证。快速成型制造记住不仅能适应各种生产类型特别是单件小批量的模具生产,而且能适应各种复杂程度的模具制造,它既能制造塑料模具,也能制造压模等金属模具。因此,快速沈阳理工大学学士学位论文2成型一问世,就迅速应用于模具制造上。随着社会经济的飞速发展,市场竞争愈来愈激烈,制造商在不断改善产品性能与质量的前提下,最大限度地缩短新产品的开发周期和降低成本,以便能够快速地适应市场的需求。这就要求商家不但要能根据市场的要求很快地设计出新产品,而且能在尽可能短的时间内制造出产品的样品,进行必要的性能测试,征求用户的意见,进行必要的修改,最后形成能投放市场的定型产品。在这种背景之下快速成型技术RapidPrototyping,简称RP年D快速模具技术RapidTooling,简称RT得到了快速的发展,快速模具技术是以快速成型技术为基础,将传统制模技术与快速成型技术的相结合,侵模具的设计和制造周期缩短,具有广阔的发展和应用前景。1.2国内外发展现状快速成型技术被认为是制造技术的一次重大突破,对制造业的影响可与数控技术相媲美。目前,越来越多的快速成型技术和机器投人了实际应用中,其独特的制造原理和不可比拟的优越性缩短了制造商和客户需求距离,满足了市场变化的需要,应用领域也越来越。据统计,1996年已有230家机构开展了快速成型技术的研究,全世界23个RP系统制造商在2000年共销售了1320套RP系统,同年统计总共安装了6785台RP系统。快速成型技术首先在美国得到使用,1987年3DSystem公司首次推出商业化的快速成型设备。当1988年将第1台设备sIA一1卖给BaterHeakharc、PrattandWhitney和EastmanKodak时,就标志着快速成型技术工业化应用的开始。Kodak公司的一些CAFE镶块已注塑了1000多个工件。对于简单形状的工件,他期望能用CAFE模注塑5000个工件。与传统CNc伍DM加工的模具相比,采用CAFE模后,该公司的交货时间可缩短85%,在有的情况下,产品开发周期缩短了整整1年。通常制作模具的费用可节省约25%。Kodak公司已制作了加多套简单的小批量生产用CAFE模,制作时间已由8.10周缩短至24周对于复杂模具,已由2638周缩短至6周。1988年美国学者S.Crump提出熔融沉积造型设想,1992年美国Stratasys公司开发出基于FDM技术的商业化成型设备,先后推出FDM一1600、FDM一1650、Genisys、FDM一8000、FDMQuantuln等机型。同年,在美国的Autofaot展览会上,3D系统公司展出了其第一个工业用的技术设备立体液相成型装置SterolitographApparatus,缩写为SEA.从此以后,大规模的工业应用和研究开始了。DTM公司已开发出DuraFormPA、DuraFormGF等商品化的热塑性塑料粉末,经SLS成型可制得高强度的塑料制件,可直接用于如计算沈阳理工大学学士学位论文3机附件、汽车歧管等复杂产品的小批量生产ABS等塑料经FDM成型也可直接生产小批量塑料制品。克莱斯勒直接利用RP制造的车体原型进行高速风洞流体动力学试验,节省成本达70%。美国底特律的一家制造商,采用RP技术和快速精铸技术,在接到福特公司标书后的4个工作日内便生产出了第一个功能样件,从而在众多的竞争者中夺到了福特公司的一批年总产值达300万美元发动机缸盖精铸件的合同。AGILCAST公司开发了集成化的Re/RT系统,该系统可用于制作塑件和金属铸件,整个系统全自动化运行。AgilCast集成系统包括用于在硅胶模中制作塑件的装Plasticunit、浇注蜡模的装置waxu_it、混合和涂挂陶瓷浆料的装置ceramicmixor、熔化和浇注有色或黑色金属的装置Procastingunit,整套设备用同一控制系统集中控制。ProCastingunit铸造熔液体积可达3L,温度可达1300C,在惰性气体保护下浇注至陶瓷模中,充模压力可调。采用感应加热,功率为20kw。整个系统装有若干监控传感器,保证了操作安全可靠。铸造零件尺寸可达380mmx260mm。BadserPattem公司、东京大学和日产汽车公司熔射制模法的基本工艺都是在原型表面形成熔射层,然后对熔射层进行补强并将熔射原型去除得到金属模具。但BadserPattern公司只能熔射低熔点锌合金,并采用树脂金属复合材料对熔射层补强,致使模具的耐磨性和热传导性差,只能用于数百件注塑成形。东京大学开发的RHST方法则是以不锈钢或碳化钨合金等高融点材料为熔射材料,并以金属材料对熔射层背衬补强,从而极大地改善了熔射模具的耐久性,使其能用于表面光滑或带天然精细皮革纹饰塑料产品的大批量注塑成型以及金属薄板成形。日产汽车公司的熔射制模法也采用不锈钢作为熔射材料,并采用树脂金属复合材料补强,已用于数万至二十多万件的轿车覆盖件成形,但与RHST法相比,该法不能用于表面带天然精细皮革纹饰耐久注射模具的制造,使用范围受到限制。在我国,关于金属模具间接快速制造技术的研究受到高度重视,清华大学、华中理工大学在铸造模方面取得了许多研究成果上海交大用精密铸造法快速翻制出汽车轮胎等金属模具西安交通大学采用树脂原型、研磨石墨电极、电火花加工出钢质模具殷华公司及烟台机械工艺研究所与烟台泰利汽车快速模具公司合作采用电弧熔射锌合金制作出快速经济注射模具。国内从1994年开始研究SIS技术,北京隆源公司于1995年初研制成功第一台国产化激光快速成型机。随后华中科技大学也生产出了HRPS系列的SIS成型机,国内还引沈阳理工大学学士学位论文4进了多台SIS成型机,现有多家企业和高等院校在进行SIS技术的研究及应用工作。目前研究SIS工艺的有美国的DTM公司、德国的EOS公司、北京隆源自动化成型系统有限公司、华中科技大学和南京航空航天大学等,其中DTM公司无论在SIS成型设备方面还是在成型材料方面均处于领先地位。国内研究FDM技术的主要有清华大学,该校已开发出FDM成型设备及专用成型材料广州中望商业机器有限公司作为S仃atasys公司中国总代理,从事FDM产品销售和技术支持工作许多企业开始应用FDM技术。香港某大学的SLA250三维光刻快速成型机用SL5200光敏树脂制造一种电铸工艺的芯模。中国在90年代初即开始了SLA快速成型的研究,经过近十余年的发展取得了长足的进展,目前国产快速成型机在国内市场的拥有量已超过了进口设备并且其性价比和售后服务却大大优于进口设备。华中科技大学研究LOM工艺,推出了HRP系列成型机和成型材料西安交通大学开发出LPS和CPS系列的光固化成型系统及相应树脂,CPS系统采用紫外灯为光源,成型精度0.2mm。香港较内地RP技术起步较早,香港生产力促进局和香港科技大学、香港理工大学、香港城市大学等都拥有RP设备,但其重点是lip技术应用与推广而不是研制RP设备。台湾大学拥有LOM设备,台湾各单位及军方安装多台进口SL系列设备。在国内,西安交通大学、北京隆源公司、华中理工大学清华大学等单位也在进行适合于快速成型制造的新型材料的研究和开发。目前,快速成型技术材料研究的主要目标是提高原型的成型精度、成型效率并能满足后续应用的要求。1.3课题研究的意义80年代以来,中国模具工业发展十分迅速。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求,也为其发展提供了巨大的动力。这些年来,中国模具工业一直以每年15%左右的增长速度快速发展。传统的注射模具制造要用到车、铣、刨、钻、磨、电火花等加工方法,才能得到所需的模具形状和尺寸。要设计和制造出一副合格的模具,往往需要经过由设计、加工到试模的多次反复,因此模具制作成本高、周期长,而且精度不易保证,有时甚至造成模具的报废。20世纪80年代以来,随着市场竞争的日趋加剧,要求企业必须能快速响应市场和用户的需求,促使工业产品的生产模式由传统的大、中批量向具有灵活、易变性和快速反应能力的中、小批量转变。在这种条件下,传统的模具制造方法由于其自身固有的生产周期长、投入风险高、产品改进困难等缺点,在一定程度上成为企业在市场竞争沈阳理工大学学士学位论文5中发挥活力的制约因素。快速制模是寻求更快、更好地开发新产品地一种强有力手段。现在和将来,使用快速制模,采用客户所希望的材料来制造零件,都可以大幅度减少零件的交货时间。例如。10年前,开发一辆新汽车,大约需要60个月的时间,使用快速制模技术,则仅需要18个月的时间,电了产品的开发周期己经降至不到一年,而玩具制造业,则在9个月完成开发、大批量生产和销售工作。目前,扩大快速制模的应用范围可能还存在一些问题,但是,快速制模迸一步更大范围的应用,必将成为一种强大的、有益的新产品开发工具。沈阳理工大学学士学位论文6第二章Ⅱ型真空注型机搅拌机构设计2.1课题研究内容首先收集相关资料了解国内外研究现状并翻译相关英文资料,在了解基本资料后进行方案总体设计,关键数据计算完成后开始总装配图及主要零件图制,对关键零件进行设计校核后进行三维建模、运动仿真。2.2搅拌机构的构成及各部分作用图2.1型真空注型机搅拌机构

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