机械毕业设计（论文）-笔芯加油机的设计【全套图纸】

笔芯加油机的设计笔芯加油机的设计 学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 班 级 13 指导老师 日 期 2013 .06 塔里木大学机械电气化工程学院制 13 届毕业生毕业论文 前前 言言 毕业设计是大学教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、 拓宽、综合教和学的重要过程，是大学期间所学专业知识的全面总结。 本次课题所选的题目是：笔芯加油机的设计，针对目前实际生活中，中性笔芯用完后 丢弃的现状，研究设计一种能给中性笔（主流中性笔）笔芯加油的装置，实现废物循环利 用，要求该装置结构简单，操作方便。重点了解主流中性笔的油墨的构成及特性，尾油的 作用，笔管的内外径及笔头等，在加油墨的过程中防止油墨的跑、冒、漏等现象。 笔芯加油机的加油装置根据注射器、黄油枪、机油枪等原理，笔芯加油机的加油口与 笔芯笔头一端口相配合，加油时，对准笔头那端的管口，塞进管口内，进行挤压式的加油。 简单点说就像是给自行车打气的气管子一样，当按下瓶子的压阀后瓶子内部会有空气注入， 由于液体要比气体重，这样液体就会在瓶子的底部，当空气注入瓶子以后里面的液体就会 随着在瓶子内部的管子流出。主要介绍了研究目的，加油装置的组成及各部分的工作原理 及特点，以及发展前景。 本次课题设计分为对笔芯的结构的认识、对油墨的成分的认识、根据机油枪的原理进 行结构的设计、查找并阅读相关资料、毕业设计整理五个方面。在设计前通过百度及收集 相关资料重点研究了笔芯的结构，油墨的成分及流动性，拆开机油枪，观察的内部结构和 工作原理，做好了设计前的调查研究工作。温故而知新，与设计有关的专业内容重新过了 一遍，以便为设计工作带来方便。整理毕业设计，进行绘图，写说明书，做好毕业答辩准 备工作。 毕业设计的三个多月的时间里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算，巩 固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。 由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 关键词：加油装置；笔芯；油墨；流动性；笔芯加油机 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 目目 录录 1 1 绪论绪论.1 1.1 对笔与笔芯的认识.1 1.2 研究目的和意义.1 2 2 国内外的发展国内外的发展.2 3 3 课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析.2 3.1 油墨的配方.2 3.2 尾油的成分及作用.2 3.3 笔管及笔头.3 4 4 笔芯加油机的工作原理笔芯加油机的工作原理.3 4.1 笔芯加油机的容器.3 4.2 加油装置的按压式吸液机构原理.4 4.3 笔芯加油机的出油盖6 4.4 笔芯加油机的底座与夹紧装置6 4.5 笔芯夹紧装置的夹具.7 5 5 小结小结.9 总总 结结10 致致 谢谢11 参考文献参考文献.12 塔里木大学毕业设计 1 1 绪论绪论 首先叙述了笔的介绍及历史与国内外的发展趋势，研究目的和意义，分析了油墨的特性及流 动性，从而分析所设计的笔芯加油机的可行性。通过笔芯所组成的各部分的特点，设计了一套笔 芯加油机。最后介绍了笔芯的工作原理及各组成部分的作用及特点。 1.11.1 对笔与笔芯的认识对笔与笔芯的认识 笔和我们的日常生活密不可分，笔的历史悠久，在远古时代，我们人类的祖先，首先用石头在 地上涂涂画画，这就是最古老的笔 现代各类笔中，最早出现的是毛笔，毛笔是是一种源于中国的传统书写工具和绘画工具。被列为 中国的文房四宝之一。中国的书法和绘画，都是与毛笔的使用分不开的。由于毛笔是由动物纤维 制成，难以长久保存，并且不方便携带，因此出现了钢笔。 钢笔，是人们普遍使用的书写工具，它的发明是在 19 世纪初，自进入 21 世纪以来，伴随着国内 艺术市场的不断繁荣与发展，一种在欧美等地十分流行、钢笔画是一种具有独特表现力的绘画艺 术，它靠金属笔尖沾上墨水，通过笔尖在纸面的运行而行成线条。但是在书写时，常出现堵塞， 墨水不流畅，在书写的时候，如果太用力写，就容易变形，会对笔尖造成损害的，写出来的字就 会变粗，变粗也很浪费墨水等，给我们带来很多不便，因此钢笔被中性笔所取代，现在，普遍使 用中性笔。 书写介质为水性的称为水性圆珠笔（水性墨水笔） ，钢笔和油性圆珠笔的特点，书写润滑流畅、 线条均匀。笔杆、笔套有塑料注塑成型、不锈钢材冲压磨制、不锈钢制造三种制作方式；笔头分 为炮弹式和针管型两种，分别采用铜合金、不锈钢或工程塑料制成 ；球珠多采用不锈钢、硬质合 金或氧化铝等材料制成，中字迹球珠直径为 0.7 毫米，细笔迹球珠直径为 0.5 毫米 中性笔内装一种有机溶剂，是一种粘性油质，是用胡麻子油、合成松子油（主含萜烯醇类物 质） 、矿物油（分馏石油等矿物而得到的油质） 、硬胶加入油烟等而调制成的原子油。其黏稠度比 油性笔墨低、比水性笔墨稠，当书写时，墨水经过笔尖，便会由半固态转成液态墨水，中性笔墨 水最大的优点是每一滴墨水均是使用在笔尖上，不会挥发、漏水，因而可提供如丝一般的滑顺书 写感，墨水流动顺畅稳定。 1.21.2 研究目的和意义研究目的和意义 有资料显示，我国目前有近 3 亿名中小学在校学生，仅按平均每人每周用一支笔芯计算，一 年就要使用近 150 亿支。这些笔芯收尾相连，可绕地球 45 圈。中性笔作为一种方便而实用的笔类， 致大部分中小学生都使用它，据资料报道我国中小学生超过两亿人，90%的学生使用中性笔，每年 消耗的中性笔在 50 亿支以上。据专家介绍：制造中性笔的原料是聚苯乙稀，在大自然中根据无法 降解，而废弃的中性弃笔墨水，浮脂等物质对土壤和水质造成严重污染。 我们通过对海中高一年级300多名学生进行了问卷调查，74%的同学主要使用中性笔来学习， 且大多仅用了一星期、一星期半便丢弃，可想而知，我国将因废弃笔芯产生多大的污染。但是究 竟是什么原因导致学生如此快的丢弃旧笔芯。调查显示，45%的同学选择了中途没用完发生故障便 丢弃，另有88%的同学选择了因人为原因致损坏，这也揭示了笔芯的浪费与污染大多为同学的“不 注意”所造成的。 我们又通过了对笔芯、结构和质量问题的实验研究：1、将原无问题的笔扔在地上，使笔头触 地；后面便出水发生问题。而后发现问题笔芯头发现了变形导致出水口变小，以致出水断断续续。 2、对笔水进行实验，将一未用完的笔芯中的墨水倒入盆中，致使盆内水受到了严重的污染，可见 弃笔芯，对环境的污染有多大。3、将笔芯尾部白色液体取出，发现其为一带有粘状液体（笔尾油 银基酯） ，能保持计好的保温密封，防止墨水蒸发和倒流溢出，在写字时，能象活塞一样随时跟进， 利用大气压，保持书写流畅等作用，但其亦能对土壤造成的污染。 综上所述： 1、废弃的笔芯对环境造成了巨大的污染。 2、大量的使用和低的使用率造成了巨大的资源浪费。 3、中学生缺乏对笔芯的正确使用意识和保护意识。 4、因为中学生的“不注意”和产品的质量所造成的资源浪费和对环境污染是主要的 原因。 所以国家应该提高对企业和产品的监督，和提倡对笔芯知识的宣传和教育。对笔芯的回收和 塔里木大学毕业设计 2 再利用。 企业应该努力提高自己的技术和质量水平，从而从根本上促进消费者利益和提高笔的使用率， 而减小污染和资源。 作为我们学生个人来说应该提高自己保护和使用笔的正确意识， “从我做起，提高笔芯的使 用率” 。 综述,人们所使用的（主流中性笔）中性笔虽然很方便使用，但是当用完笔芯就被淘汰，造成 资源与能源的浪费。造成资源的浪费。针对这一问题，我将设计出笔芯加油机，这如同注射器很 相似，携带方便，用完的笔芯后可以随时加油，重新使用，这样，将省下很多资源与能源。 2 2 国内外的发展国内外的发展 中性笔是目前国际上流行的一种新颖书写工具。中性笔起源于日本，日本的 SAKURA 株式会社 于 1984 年研制成功称为“BALLSIGN的产品并推向市场。1988 年日本 PENTEL 株式会社研制成 功被称为“HYBRID的产品，中性笔由此宣告诞生。由于中性笔兼具自来水笔和圆珠笔的优点， 书写手感舒适，因此颇受人们的喜爱，近年来发展迅速，大有取代圆珠笔之势。 日本将中性笔归入水性圆珠笔的范畴，从 90 年代中期开始，日本的中性笔行业飞速发展，中 性笔在水性圆珠笔中所占的比例已近 70，目前，日本水性圆珠笔(包括中性笔)与圆珠笔的比例 正由 90 年代中期的 1：2 逆转为 2：1，看来，今后这一趋势还会明显地逆转。 就我国而言，90 年代中期，温州有一企业开始批量生产中性笔，当时由于工艺不十分成熟等 原因而导致的质量不稳定，因此未能在国内形成市场。此后宁波贝发公司采用进口笔尖、进口的 墨水和浮塞脂，开始成功地批量生产中性笔，其产品主要销往国外。随后，昌隆、爱好、乐美、 成路、白金、百能、晨光等颇具实力的制笔企业相继开始生产中性笔，其笔尖、墨水也依赖进口。 目前，我国中性笔的产量已达 10 亿支之多了，其中出口量也超过 7 亿支，中性笔和水性笔的产量 也已占到圆珠笔产量的 35以上，据市场发展趋势，看来近年来中性笔的产量还将持续攀升。 总的说来，目前我国中性笔的生产状况一般良好，一些大型企业均已形成了规模生产，他们 采用了进口笔尖、进口墨水生产的中性笔质量都比较稳定；但也有不少企业，可能由于刚起步、 规模小、主要零件质量差，工艺简化等原因，质量不够稳定。正如浙江一位代表在十六大上的发 言指出，质量问题已制约了我国笔类的出口。 根据调查，查资料，发现现在还未出现这种设备。 3 3 课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析 任务要求主要是了解主流中性笔的油墨的构成及特性，尾油的作用，笔管的内外径及笔头等， 根据这些问题才能推断出加油装置的是否可行。 3.13.1 油墨的配方油墨的配方 中性笔油墨配方中主要成分包括溶剂、染料、分散剂、成膜剂及其它助剂。 （1）溶剂。中性笔的油墨中，溶剂的作用在于溶解染料、成膜剂并与各类助剂相溶，提供一定的 流动性，还要有恰到好处的挥发性，在书写过程中能有效控制干燥速度。 （2）染料。染料的作用是赋予油墨足够的颜色深度，中性笔油墨中所用染料可分为油溶性染料和 醇溶性染料，本试验所用染料为酞菁系染料，该染料不溶于溶剂，在油墨中有好的分散性，对成 膜剂有强的附着力，从而不渗透于纸张内部，且颜色要色泽鲜艳，耐候性好。 （3）分散剂。适量的分散剂可降低油墨和纸张表面的粘附性，使油墨书写到纸张表面时在一定时 间内具有可擦性，分散剂还可以保持油墨的书写流利性和长期稳定性。 （4）成膜剂。成膜剂是可擦性圆珠笔用油墨的重要组成部分，其作用主要是能在纸张表面均匀成 膜并作为染料的载体。要求它对纸张表面有一定的粘附力，不易剥落，但可用橡皮擦轻轻擦去， 和着色剂有强的附着力，在溶剂中溶解性好，且与其他成分相互稳定，能长期保存 3.23.2 尾油的成分及作用尾油的成分及作用 中性笔芯尾部的油状物叫中性笔尾油 矿油硅化物（ 锂基酯），其作用如下： （1）保持良好的保湿密封，防止墨水蒸发或倒流溢出。 塔里木大学毕业设计 3 （2）在中性笔书写时，锂基酯能象活塞一样随时跟进，利用大气压将墨水往下压，保持中性 笔书写流畅，直至墨水书写完。 3.33.3 笔管及笔头笔管及笔头 目前市场上的中性笔品种较多，笔管的材料是聚乙烯。按笔头来分，有不锈钢、镍白铜、铅 黄铜等；按球珠材质不同，可分为碳化钨球珠、改性陶瓷球珠等；按笔头结构不同，又可为子弹 头、葫芦头、针管头等。近年来，中性笔芯墨管内径变化很大，出现了内径从 2.0mm 到 7.0mm 之 间的不同墨管，内径较大墨管灌注墨水量由原来的 0.5g/支增加至 2.0g/支，单支书写长度由 400-500m 提高至近 2000m，这对笔头的耐墨性以及锂基酯的封存与随动性能均提出了更高的要求。 综述，通过借助注射器的原理，根据油墨、笔管、笔头的特点推断出此加油装置可行。 4 4 笔芯加油机的工作原理笔芯加油机的工作原理 笔芯加油机的原理与机油枪的原理相似,是利用活塞的移动来排出储液筒里的空气，造成内外 气压差，而使液体在气压作用下上升从出液管里排出管外。如图所示 图4-1 笔芯加油机的工作原理图 （1）把笔管安装在笔芯加油机的笔管装置当中，安装前先向右拧螺栓，将笔管放在夹紧箱内，然 后向左拧螺栓，为了更好地固定，将螺母也拧紧。这样笔管安装就完成了。顶紧栓顶部的出气口 的主要作用是笔管中的空气从出气口排出，否则由于笔管中的空气压力，油墨就无法进入笔管， 阻碍了油墨的流动。 （2）向笔芯容器内加油墨，从注油口倒入，容积要超过吸油结构的底部，然后盖紧注墨盖。 （3）按下手柄，活塞的移动来排出储液筒里的空气，造成内外气压差，而使液体在气压作用下上 升从出液管里排出管外。当用手向下压出液管时，弹簧被压缩使得进液阀门（圆形的塑料球）向 下关闭，同时由于活塞向下移动，而此时排气阀门（活塞下面的小孔）被打开，储液筒里的液体 从出液管流出管外；当用松开时，弹簧恢复原来的自然状态，使得活塞向上移动，排气阀门关闭， 进液阀门打开，在外界大气压的作用下，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒。这样活塞在 圆筒中上下往复运动，不断地把液体吸出瓶外,进入到笔管子内。 （4）加入的油墨要保证有溢流量，加完油墨后，将笔管的笔头部分的管口朝下，流出一些油墨时 将笔头按在笔管口上，这样将排除笔管口的空气，避免油墨的流畅性。 4.14.1 笔芯加油机的容器笔芯加油机的容器 塔里木大学毕业设计 4 图4-2 笔芯加油机的容器 从注油口加入油墨，盖好紧盖。一次可以最多可注入200ml 油墨。加油过程中要注意外界的尘 土、杂物、水的的进入，这些物质将会堵塞笔管，无法快速加油墨。 1.笔芯容器所用材料 （1）铝合金 铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良 的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。 铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类： 变形铝合金能承受压力加工。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、 建筑用门窗等。 形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处 理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、 工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段 来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等 容器、阀体与压油扳手采用的是铝合金。采用铝合金的阀体坚固耐用。 变形铝合金的牌号、化学成分、力学性能和用途，如表格 4-1 所示。 4-14-1 变形铝合金的牌号、化学成分、力学性能和用途变形铝合金的牌号、化学成分、力学性能和用途 类别牌号力学性能（） 屈服强度/MPa 塑性/% 用途举例棒材直径试样状态 防锈 铝合 金 3A21（L F21） 165 20 用在液体或气体介质中 工作的低载荷零件，如 油箱、导管及各种异型 容器 150 退火 注：Al 为余量，其他元素单种含量0.05%，总量0.10%。 （2）注墨盖的材料 注墨盖用了 45 刚。45 号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。材料的使用性能包 括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等） 、化学性能（耐用腐蚀性、抗 氧化性） ，力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。机械性能 是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 4.24.2 加油装置的按压式吸液机构原理加油装置的按压式吸液机构原理 （1）结构原理 在我们的日常生活中，你经常用到按压式洗手液洗手、洗发液洗头吧，那么你知道它的工作 原理吗？知道液体是怎么吸上来的吗？笔芯加油机也与他们原理一样。 塔里木大学毕业设计 5 图4-3 笔芯加油机的吸液原理图 笔芯加油机中有个按压式吸液机构（图1） ，它主要由导液管、进液阀门、弹簧、排气阀门、 活塞、出液管、储液筒等组成。 它的工作原理和活塞式抽水机原理相同。是利用活塞的移动来排出储液筒里的空气，造成内 外气压差，而使液体在气压作用下上升从出液管里排出管外。当用手向下压出液管时，弹簧被压 缩使得进液阀门（圆形的塑料球）向下关闭，同时由于活塞向下移动，而此时排气阀门（活塞下 面的小孔）被打开，储液筒里的液体从出液管流出管外；当用松开时，弹簧恢复原来的自然状态， 使得活塞向上移动，排气阀门关闭，进液阀门打开，在外界大气压的作用下，液体从导液管通过 进液阀门进入到储液筒。这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把液体吸出瓶外。 （2）各部件的材料分析 进液阀门是用马氏体型的不锈钢，如下表： 表表4-24-2 化学成分化学成分 通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为 Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。不锈钢是空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀到的一种合 金钢，它具有美观的表面和良好的耐腐蚀性能。它的主要成分是铁和铬。 吸油管的材料 与笔管材料相同，都用聚苯乙烯。挤塑板完全的闭孔发泡结构形成轻质，而均匀的蜂窝结构 造成高硬质，但又不像聚氨酯发泡、酚醛发泡那样发脆，因此不易破损，不仅搬运、安装轻便， 化学成分w/%类 型 牌号 CSiMnNiCr 其他特性及应用 防 锈 铝 合 金 40Cr13 (4Cr13) 0.36- 0.45 0.60.816.00- 18.00 Mo 0.40-0.70 作较高硬度及 高耐磨性的热 油泵轴、阀片、 阀门轴承、医 疗器械、弹簧 零件等 塔里木大学毕业设计 6 切割容易，用作屋顶保温时不会影响结构的承受能力。 高品质环保型：挤塑板不会发生分解和霉 变，不会有有害物质挥发，化学性质稳定。同时在生产过程中，利用环保型原料，不产生有害气 体，没有废水产生，所形成的固体下脚料，可回收处理再利用，是高品质环保型产品。 生挤塑板具有紧密的闭孔结构。聚苯乙烯分子结构本身不吸水，板材的正反面又都没有缝隙， 因此，吸水率极低，防潮和防渗透性能极佳。 高强度抗压性：挤塑板由于发泡结构紧密相连且壁 间无缝隙，所以其抗压强度极高。 4.34.3 笔芯加油机的出油盖笔芯加油机的出油盖 4-4 吸液结构的出油装置 （1）吸液结构出油装置的工作原理 吸液管的工作原理与打气筒工作原理相同，当活塞向后移动时，进油管的口就被打开，并且 管内的气体产生气压差，而使液体在气压作用下上升从出液管里排出管外，油墨及吸上去。当放 开按压柄时，进液管口堵住，油墨停止上升流动。反复往返按动手柄，达到加油墨的目的。 （2）材料分析 吸液结构的出油装置主要用了铝合金，与容器相同。 4.44.4 笔芯加油机的底座与夹紧装置笔芯加油机的底座与夹紧装置 它主要是起到夹紧作用，固定笔芯夹紧装置与容器，如下图 图4-4笔芯加油机的底座 1.底板所用的材料 底座所采用的是 HT200。灰口铸铁是铸铁的一种。一般指含碳量 2.74.0、含硅量 0.53和锰、磷、硫总量不超过 2的铁、碳、硅合金。碳量的 7590为片状石墨，断口呈 暗灰色，因而得名。灰口铸铁的特性和用途如下表 4-2 所示。 塔里木大学毕业设计 7 表表 4-24-2 灰口铸铁的特性及应用范围灰口铸铁的特性及应用范围 由于石墨的强度很低(2kgf/mm2),且呈片状分布于基体中,所以石墨在灰口铸铁中起着割裂基 体、恶化机械性能的作用；但石墨在铸铁中可起吸震和自润滑作用，所以广泛用灰口铸铁制作机 器的机座。灰口铸铁的抗拉强度一般为1230kgf/mm2,随着碳、硅量的降低，机械性能也相应提 高。但是，当抗拉强度超过20kgf/mm2时，如果再降低碳、硅量,又会使机械性能恶化。1922年出 现了一种“孕育铸铁” ，实际上是一种高强度灰口铸铁。这种铸铁在浇铸时严格控制化学成分，加 入石墨化元素，改变其凝固过程,降低过冷度,使共晶团细化，片状石墨的尺寸及分布也得到改善， 可使抗拉强度超过30kgf/mm2。 2.标准件 底座所用的标准件有 GB/T93-1987标准型垫圈、GB/T6170-20001型六角螺母 A 级和 B 级 M5和 GB/T5781-2000六角螺栓全螺纹 C 级 M516。 3.底座零件的材料 底座零件同样用灰口铸铁，同上述。 4.54.5笔芯夹紧装置的夹具笔芯夹紧装置的夹具 将笔芯的笔头取出后，对准出油口那端，顶住右端，用右端的拧紧，直到笔管夹紧为止。由 于笔管的大小不一，因此出油口设置为锥形，这样无论什么样的笔管都可以实现加油目的。油墨 从左端进入，管内的气体从出气口出，这样才能加上油墨。如下图： 铸铁牌号 HT200 HT250 强度较高，耐磨、耐热性较好；减震性也良好，铸造性能较好，但需进行人工 时效处理。适用于承受较大应力小于 29.42MPa、摩擦面间单位压力大于 0.49MPa(大于 10t 的大型铸件可大于 1.47MPa)如气缸、齿轮、机座、机床床 身及立柱；汽车、拖拉机的汽缸体、汽缸盖、活塞、刹车轮、联轴器盘等；具 有测量平面的检验工件（如划线平板、V 行铁、平尺、水平仪框架等） ；承受 压力小于 7.85MPa 的油缸、泵体、阀体，圆周速度 12-20m/s 的皮带轮；要求 有一定耐蚀能力和较高强度的化工容器、泵壳、塔器等 塔里木大学毕业设计 8 图 4-5 笔管的夹紧装置 1笔芯夹紧箱的材料 灰口铸铁(gray iron)是第一阶段石墨化过程充分进行而得到的铸铁，全部或大部分碳以片状 石墨形态存在，断口呈灰暗色，因此得名，它包括一般灰口铸铁（简称灰铸铁） 、球墨铸铁、麻口 铸铁、孕育铸铁、稀土灰口铸铁等。灰口铸铁其断口的外貌呈浅灰色，故称为灰口铸铁（灰铁） 。 此价格便宜，应用广泛，灰口铸铁占铸铁的总产量 80%以上。 由于灰铸铁具有良好的铸造性和切削加工性，而已且吸振性和耐磨件较好，价格也较低廉， 因此开平机的箱体类零件的材料一般采用灰铸铁，常用的牌号为 HT200-HT400。结构小而负荷大 的箱体可采用铸钢件；而对于零件小批生产中的简单箱体，为缩短生产周期，也可采用钢板焊接 结构；在某些特定情况下，为减轻重量，也有采用铝镁合金或其他合金，如飞机发动机箱体及摩 托车发动机箱体、变速箱箱体等。 铸铁毛坯在单件小批量生产时，一般采用手工木模造型，毛坯精度低，加工余量大。大批大 量生产时，通常采用金属模机器造型，毛坯的精度高，加工余量可适当减小。单件小批生产时直 径大于 50mm、成批生产时直径大于 30mm 的孔，一般铸出底孔，以减少加工余量。 灰口铸铁的特性和用途如下表 5-2 所示。 表表 5-25-2 灰口铸铁的特性及应用范围灰口铸铁的特性及应用范围 因此灰铸铁成本低，价格低廉，应用广泛。主要应用机床床身、齿轮箱、皮带轮、底座、缸 体、盖、手轮等受力不大、耐磨、减震零件。 2.笔管的材料 笔管主要原料是聚苯乙烯或改性的聚苯乙烯，均以耐老化、抗腐蚀著称。聚苯乙烯是指由苯 乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，玻璃化温度 8090，非晶态密度 1.041.06 克/立 方厘米，晶体密度 1.111.12 克/立方厘米，熔融温度 240，电阻率为 10201022 欧厘米。 导热系数 30时 0.116 瓦/(米开)。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、 绝缘和透明性，长期使用温度 070，但脆，低温易开裂。此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。 全同聚合物有高度结晶性。 聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯，发泡聚苯乙烯（EPS)，高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及间规 铸铁牌号 HT200 HT250 强度较高，耐磨、耐热性较好；减震性也良好，铸造性能较好，但需进行人工 时效处理。适用于承受较大应力小于 29.42MPa、摩擦面间单位压力大于 0.49MPa(大于 10t 的大型铸件可大于 1.47MPa)如气缸、齿轮、机座、机床床 身及立柱；汽车、拖拉机的汽缸体、汽缸盖、活塞、刹车轮、联轴器盘等；具 有测量平面的检验工件（如划线平板、V 行铁、平尺、水平仪框架等） ；承受 压力小于 7.85MPa 的油缸、泵体、阀体，圆周速度 12-20m/s 的皮带轮；要求 有一定耐蚀能力和较高强度的化工容器、泵壳、塔器等 塔里木大学毕业设计 9 聚苯乙烯（SPS） 。普通聚苯乙烯树脂为无毒，无臭，无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料，其制 品具有极高的透明度，透光率可达 90%以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及 耐化学腐蚀性好等。普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性 差及不耐沸水等。 普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为 苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高.刚度大.玻璃化温度高，性脆等。 可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成，加工过程中受热发泡，专用 于制作泡沫塑料产品。高抗冲聚苯乙烯为苯乙烯和丁二烯的共聚物，丁二烯为分散相，提高了材 料的冲击强度，但产品不透明。间规聚苯乙烯为间同结构，采用茂金属催化剂生产，是近年来发 展的聚苯乙烯新品种，性能好，属于工程塑料。 聚苯乙烯的经常被用来制作泡沫塑料制品。聚苯乙烯还可以和其他橡胶类型高分子材料共聚 生成各种不同力学性能的产品。日常生活中常见的应用有各种一次性塑料餐具，透明 CD 盒等等。 发泡聚苯乙烯(保丽龙)于建筑材料使用上，自 2003 年广泛使用于中空楼板隔音隔热材。 3.顶紧笔芯零件的材料 进油管是铜金属，顶紧零件用了灰口铸铁。 5 小结小结 通过这次毕业设计，学到了不少知识。在设计过程中，同时也遇到了一些问题。例如,选用材 料时，特点及性能相似的材料比较多，就如铝合金中就有 100 多种，因此选起材料比较困难。在 这方面花费的时间较多，也没得到所想要的效果。在设计过程中，由于在化学方面的知识有所欠 缺，分析油墨的成分及化学物理特性欠缺，不够完整。最大的收获就是对 Slidworks 三维软件和 AutoCAD 软件熟练掌握了。 塔里木大学毕业设计 10 总总 结结 通过这几个月的毕业设计，在老师的精心指导和自己的努力下已取得了初步的结果，从整体 上看，毕业设计是锻炼我的一种思维能力和实践能力，虽然我的能力有限，但是通过初步的尝试， 我已经能基本符合我们这个专业的理论和实践。 通过这次笔芯加油机的设计，我感受到了对专业知识的缺乏和不足，也使我的专业知识得到 进一步提高，感谢学校给我们这样的学习机会。 从这次的毕业设计中我们也学到了很多，刚拿到毕业课题，写开题报告的过程中，同过查资 料，了解了笔芯的结构、成型材料、液体油墨的成份和流动性等。将这些相关量的物理，化学特 性与我们日常所用的加液体的工具（如：机油枪、黄油枪、注射器等）联系起来，进行组装之后 得到了新的产品，那就是我所设计的笔芯加油机。 在设计过程中也遇到了一些问题，加油过程中的流量速度的控制,可是通过观察机油枪，分析 出通过所给的力量和凭着看来控制。 从这次的毕业设计中我也巩固和加强了三年所学的一些专业知识的理解，并且增强了保护环 境的意识，学会了一些解决问题的方法和短时间内获取更多知识的本领。其实我们主要多注意观 察周围，多动脑思考问题，并通过物理、化学等逻辑思维解决，那就是创新。在设计过程中，不 但温故了以前学的专业知识，而且对 CAD 软件和三维软件熟能生巧了，提高了创新能力