现场在线加工技术研究【带proe三维】【3张图纸】【优秀】
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现场在线加工技术研究
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现场在线加工技术研究
摘要
大型旋转设备由于各种原因经常发生轴颈拉伤事故，关键部件损伤维修是一个世界性难题，针对大型旋转机械转子轴颈损伤修复，一般情况下需要将机组打开，转子吊出，拆除叶轮，然后采用激光熔覆修复后机械加工，或直接采用机械加工方式修复。设计一套随行加工工装，在工装上安装加工刀具，利用转子轴颈相邻完好的部位定心，使工装围绕轴颈中心旋转，从而达到加工轴颈的目的。这种加工方式不用拆除叶轮，可以在现场实现轴颈加工，转子修理周期短，成本低，效率高，并保持与原轴颈的同轴度。通过对大量现场维修实施过程的了解，掌握现行的维修方法，为了节省时间，降低成本，维修安全，设计一套现场随行在线加工工装，方便在线维修 ，适用不同的现场，不同轴颈，灵活性强。
关键字
现场在线维修 ; 轴颈损伤 ; 激光熔焊 ; 在线加工工装;
目录
第一章 绪论13
1.1现场在线加工研究的现状和发展13
1.2课题的来源及意义15
1.2.1正确使用设备的意义15
1.2.2正确维护设备的意义15
1.2.3现场维修的意义16
1.3本文主要研究内容16
1.3.1轴类零件表面磨损修复16
第二章 总体结构概述18
2.1总体结构设想18
2.1.1结构设计目的18
2.1.2结构设计初步方案18
2.2总体结构布局18
2.2.1各部分结构布局方案18
2.2.2初步设想效果图19
第三章 动力部分20
3.1电动机的选择简介20
3.1.1电动机的分类20
3.2选择电动机20
第四章 传动部分设计22
4.1传动方案的确定22
4.1.1链传动的优劣22
4.1.2链传动的分类22
4.1.3链轮的基本参数和主要参数23
4.1.4链传动的传动比25
5.1.5链的节距P和排数25
4.2传动结构26
第五章 回转部分28
5.1回转体总布局28
5.2回转体两边链轮结构介绍28
5.2.1主动轮介绍28
5.2.2主动轮总装结构29
5.2.3从动轮总装结构29
5.3回转体平衡部分介绍29
5.3.1八根支撑杆的设计29
5.4刀具轴向进给部分设计介绍30
5.4.1刀具进给方式总论30
5.4.2刀具手动进给装置31
5.4.3刀具手动调节两端固定设计31
5.5刀具径向进给部分设计介绍31
5.5.1刀具径向调节方法31
5.6刀具夹具部分设计介绍32
5.6.1刀具夹具体的双层设计32
5.6.2刀具夹具总装设计32
第六章 定心部分33
6.1定心部分介绍33
第七章 总装图35
7.1总装配图35
第八章 结束语36
致 谢38
参考文献39
附录39
附录一39
第二章 总体结构概述
2.1总体结构设想
2.1.1结构设计目的
针对大型旋转机械转子轴颈损伤修复，一般情况下需要将机组打开，转子吊出，拆除叶轮，然后采用激光熔覆修复后机械加工，或直接采用机械加工方式修复。这种方式修理周期长，有时条件限制无法修复。因此熔覆后如何加工，成了维修行业需要解决的一大难题。在这样的技术背景下，开发现场维修加工装置显得尤为重要和紧迫。现有的技术水平不能满足现场修复的需要。
此次设计目的是设计一套随行加工工装，在工装上安装加工刀具，利用转子轴颈相邻完好的部位定心，使工装围绕轴颈中心旋转，从而达到加工轴颈的目的。这种加工方式不用拆除叶轮，可以在现场加工，修理周期短，成本低，效率高，并保持与原轴颈的同轴度。为了满足现场维修的需要，该工装的设计必须结构紧凑、轻巧简便、易于现场操作、适应现场的复杂条件。易于安装，易于拆卸，有一定的可调余地，适应不同尺寸的轴颈。
实现对受损轴颈激光融覆焊之后的表面加工，属于轴类大型零件的表面加工。要确保加工面与非加工面具有相同的表面粗糙度及同轴度。
2.1.2结构设计初步方案
工装主要由动力部分、传动部分、回转部分、刀具进给部分、定心部分等组成，结构为分体式，方便现场拆装。
结构要紧凑，灵活方便使用。传动部分采用链轮传动。回转部分保证加工部分与未加工部分的同轴度。定心部分保证刀具的刀位。
2.2总体结构布局
2.2.1各部分结构布局方案
为了满足设计目的，经计算设计，传动部分采用链传动，回转部分由链轮及8根支撑杆组成。刀具轴向进给部分由滚珠丝杠控制。定心部分由非加工面确定。
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西安文理学院本科毕业设计（论文）分享到 翻译结果重试抱歉，系统响应超时，请稍后再试 支持中英、中日在线互译 支持网页翻译，在输入框输入网页地址即可 提供一键清空、复制功能、支持双语对照查看，使您体验更加流畅目录第一章 绪论31.1现场在线加工研究的现状和发展31.2课题的来源及意义31.2.1正确使用设备的意义31.2.2正确维护设备的意义31.2.3现场维修的意义31.3本文主要研究内容31.3.1轴类零件表面磨损修复3第二章 总体结构概述32.1总体结构设想32.1.1结构设计目的32.1.2结构设计初步方案32.2总体结构布局32.2.1各部分结构布局方案32.2.2初步设想效果图3第三章 动力部分33.1电动机的选择简介33.1.1电动机的分类33.2选择电动机3第四章 传动部分设计34.1传动方案的确定34.1.1链传动的优劣34.1.2链传动的分类34.1.3链轮的基本参数和主要参数34.1.4链传动的传动比35.1.5链的节距P和排数34.2传动结构3第五章 回转部分35.1回转体总布局35.2回转体两边链轮结构介绍35.2.1主动轮介绍35.2.2主动轮总装结构35.2.3从动轮总装结构35.3回转体平衡部分介绍35.3.1八根支撑杆的设计35.4刀具轴向进给部分设计介绍35.4.1刀具进给方式总论35.4.2刀具手动进给装置35.4.3刀具手动调节两端固定设计35.5刀具径向进给部分设计介绍35.5.1刀具径向调节方法35.6刀具夹具部分设计介绍35.6.1刀具夹具体的双层设计35.6.2刀具夹具总装设计3第六章 定心部分36.1定心部分介绍3第七章 总装图37.1总装配图3第八章 结束语3致 谢3参考文献3附录3附录一3附一 装配工程图3附录二3一 外文文献3二 中文翻译3第一章 绪论1.1现场在线加工研究的现状和发展随着大生产的形成和生产社会化,企业生产能力和效率的提高,促进了生产装备现代化的不断提高,设备的管理和维修逐渐成为工业化大生产中一个重要问题。生产的不断发展促使设备管理和维修体制随之作适应性变革。70年代,由于设备诊断技术的出现和迅速推广应用,已促使设备维修体制开始进人一种新的方式状态维修方式。从工业化大生产的出现至今,设备维修大致经历了事后维修、预防维修或定期维修和状态维修或预知维修3种方式。 到目前为止,普遍采用的还是预防维修,这是一种定期计划预修方式,这种方式可以减少故障停机损失。但是,由于检修周期的确定不是按机器本身状态,而是按经验、统计结果来确定。一般要求检修间隔时间比设备零部件的真正寿命时间要短。因此,不可避免地要有“过剩维修”,这样相比之下还是提高了设备维修费用,缩短了设备运行时间。 由于设备诊断技术的出现,已促使设备的维修体制逐步进人到状态维修的阶段。这是一种状态监测维修方式。状态监测维修是将按时间进行的维修改为按定期监测和诊断的结果来进行维修。这样就改变了“过剩维修”和换备件费用高的问题。20世纪70年代以来，电子技术和信号处理技术的迅猛发展，转子-轴承系统动力特性研究的不断深入，有力地促进了大型回转机械状态监测和故障诊断技术的发展，使大型回转机械状态监测和故障诊断技术水平不断提高。 大型回转机械状态振动监测和故障诊断技术主要包括转子振动监测系统开发、振动信号处理和分析技术、转子故障诊断技术等。 回转机械状态监测分为离线定期监测和在线监测两种方式。离线定期监测首先用磁带记录仪或数据采集器对转子振动信号进行收集。然后送入频谱分析仪如 CF940，SD375等进行分析。在线监测是不断地对机组各测点的振动信号进行记录、监测，一旦机组发生故障，可以得到机组当时的振动信号。国外非常注重大型回转机械状态监测和故障诊断设备的开发，无论是用于离线监测和在线监测都有比较成熟的产品供选用，如日本和丹麦生产的磁带记录仪，美国亚特兰大公司的M777便携式数据采集器，信号处理仪常见的是H P、B&K、小野公司的产品。在线监测系统主要由工业用微机系统和基于微机处理器的专用仪器组成，可同时对转子几十或几百通道的振动信号进行实时监测，如美国本特利公司生产的TDM和DDM系列产品和亚特兰大公司生产的M6000系列产品等。国内一些大型企业引进了一些大型回转机械状态监测仪器，开阔了大家的眼界，促进了国内大型回转机械状态监测和故障诊断技术的开展。进口监测仪器的突出缺点是价格昂贵，维护和改进更新都很困难，因此不可能在我国推广普及，针对上述缺陷，国内一些科研机构和高等学校利用价格低而又灵活的个人计算机开发了一些转子监测和诊断系统。哈尔滨工业大学开发的“微机对机组振动监测和故障诊断系统MMMD一1”，西安交通大学与镇海石化总厂联合开发的“大型旋转机械计算状态监测及故障诊断系统”等，这些系统具有很高的性能价格比，与我国企业的实际情况紧密结合，有利于在我国推广，并已取得了良好的效果。以个人计算机为基础开发大型回转机械监测系统，这几年在国际上也受到了重视。专家系统近几年来在这一领域发展迅速。已经有一些大型回转机械诊断专家系统建立和应用是机械状态监测和诊断技术一个新的值得重视的研究领域。回转机械无论是机组本身还是运行环境都非常复杂，同样的振动对有些机组是故障而对另一些机组则运行正常，某化肥厂合成气压缩机主轴承处转子振动的幅值谱和二氧化碳压缩机高压缸转子主轴承处转子振动的幅值谱都具有半频振动分量，但对于二氧化碳压缩机是故障并导致了机组停车，而对于合成气压缩机则运行正常，如前所述，转子许多典型故降表现为同样的振动特征，很难区别故障的性质。这就使不少单位在研制大型回转机械故障诊断专家系统时。苦于经验、知识和数据的不足。因此，建立大型回转机械监测和诊断专家系统必须首先对所监测的大型回转机械振动信息全面而透彻了解，对典型故障特征深入研究和实际故障振动实例的充分积累基础之上。否则，所建立的专家系统很难在实际中应用，产生许多疑义和争论。先进的状态监测和故障诊断技术可以实现故障的早期识别，避免恶性事故的发生，实现设备的预制维修，为企业创造可观的经济效益。近二十年来，国内外学者对大型回转机械振动诊断技术进行了大量的研究，许多研究成果已经应用于生产实际，取得了可喜的效果。但当前大型回转机械监测与故障诊断技术的核心问题仍然是如何全面地掌握机组运行信息，寻找更加有效和直观的转子振动信息提取方法和表达方式。通过理论分析和不断积累实际运行状态监测和故障诊断经验相结合。全面而透彻地了解大型回转机械的振动，达到区别各种转子典型故障以及确定故障发生的位置、程度等，进一步提高大型回转机械故障诊断的准确性。 1.2课题的来源及意义1.2.1正确使用设备的意义设备在负荷下运行并发挥其规定功能的过程，即为使用过程。设备在使用过程中，由于受到各种力和化学作用，使用方法、工作规范、工作持续时间等影响，其技术状况发生变化而逐渐降低工作能力。要控制这一时期的技术状态变化，延缓设备工作能力的下降过程，必须根据设备所处的工作条件及结构性能特点，掌握劣化的规律；创造适合设备工作的环境条件，遵守正确合理的使用方法、允许的工作规范，控制设备的负荷和持续工作时间；精心维护设备。这些措施都要由操作者来执行，只有操作者正确使用设备，才能保持设备良好的工作性能，充分发挥设备效率，延长设备的使用寿命。也只有操作者正确使用设备，才能减少和避免突发性故障。正确使用设备是控制技术状态变化和延缓工作能力下降的首要事项。因此，强调正确使用设备具有重要意义。1.2.2正确维护设备的意义设备的维护保养是管、用、养、修等各项工作的基础，也是操作工人的主要责任之一，是保持设备经常处于完好状态的重要手段，是一项积极的预防工作。设备的保养也是设备运行的客观要求，马克思说：“机器必须经常擦洗。这里说的是一种追加劳动，没有这种追加劳动，机器就会变得不能使用。”陈云同志也指出：“企业一定要维护设备，特别是关键设备，四个九不行，必须做到万无一失。”设备在使用过程中，由于设备的物质运动和化学作用，必然会产生技术状况的不断变化和难以避免的不正常现象，以及人为因素造成的耗损，例如松动、干摩擦、腐蚀等。这是设备的隐患，如果不及时处理，会造成设备的过早磨损，甚至形成严重事故。做好设备的维护保养工作，及时处理随时发生的各种问题，改善设备的运行条件，就能防患于未然，避免不应有的损失。实践证明，设备的寿命在很大程度上决定于维护保养的程度。因此，对设备的维护保养工作必须强制进行，并严格督促检查。车间设备员和机修站都应把工作重点放在维护保养上，强调“预防为主、养为基础”1.2.3现场维修的意义大型旋转设备由于各种原因经常发生轴颈拉伤事故，关键部件损伤维修是一个世界性难题，如电力临界、超临界机组主轴颈损伤，冶金连轧线轧机牌坊损伤，石化引风机主轴损伤等，因无法或很难拆卸，如果返回原制造厂修理运输成本高、风险大、修理周期长，从而长期困扰着这些设备的维修养护工程师。针对大型旋转机械转子轴颈损伤修复，一般情况下需要将机组打开，转子吊出，拆除叶轮，然后采用激光熔覆修复后机械加工，或直接采用机械加工方式修复。这种方式修理周期长，有时条件限制无法修复。因此熔覆后如何加工，成了维修行业需要解决的一大难题。在这样的技术背景下，开发现场维修加工装置显得尤为重要和紧迫。现有的技术水平不能满足现场修复的需要。我的课题是设计一套随行加工工装，在工装上安装加工刀具，利用转子轴颈相邻完好的部位定心，使工装围绕轴颈中心旋转，从而达到加工轴颈的目的。这种加工方式不用拆除叶轮，可以在现场加工，修理周期短，成本低，效率高，并保持与原轴颈的同轴度。本课题的意义该课题的研究，主要针对维修行业的实际情况，实用性强，对节约修复成本，特别是提高修复效率具有很强现实意义。充分利用激光熔焊现场修复灵活方便的特点，解决了大型设备主轴损伤难以修复的世界性难题。1.3本文主要研究内容1.3.1轴类零件表面磨损修复某大型设备主轴表面在使用过程中由于磨损造成表面失效，无法正常使用。采用电火花表面修复技对磨损区域进行修复，图1.1为修复现场的照片。图1.2为修复后的零件表面形貌。图1.1 激光融覆现场图1.2 修复后零件表面激光融覆后零件表面粗糙度和原来的表面不同，为了恢复零件原来的表面粗糙度和同轴度。通过对大量现场维修实施过程的了解，掌握现行的维修方法，为了节省时间，降低成本，维修安全，设计一套现场随行工装，方便在线维修 ，适用不同的现场，不同轴颈，灵活性强的工装。主要设计随行装备的结构，针对轴颈损坏现场维修，设计的随行工装。包括工装的动力部分、传动部分、回转部分、定心部分等。画出设计装配图。第二章 总体结构概述2.1总体结构设想2.1.1结构设计目的 针对大型旋转机械转子轴颈损伤修复，一般情况下需要将机组打开，转子吊出，拆除叶轮，然后采用激光熔覆修复后机械加工，或直接采用机械加工方式修复。这种方式修理周期长，有时条件限制无法修复。因此熔覆后如何加工，成了维修行业需要解决的一大难题。在这样的技术背景下，开发现场维修加工装置显得尤为重要和紧迫。现有的技术水平不能满足现场修复的需要。此次设计目的是设计一套随行加工工装，在工装上安装加工刀具，利用转子轴颈相邻完好的部位定心，使工装围绕轴颈中心旋转，从而达到加工轴颈的目的。这种加工方式不用拆除叶轮，可以在现场加工，修理周期短，成本低，效率高，并保持与原轴颈的同轴度。为了满足现场维修的需要，该工装的设计必须结构紧凑、轻巧简便、易于现场操作、适应现场的复杂条件。易于安装，易于拆卸，有一定的可调余地，适应不同尺寸的轴颈。实现对受损轴颈激光融覆焊之后的表面加工，属于轴类大型零件的表面加工。要确保加工面与非加工面具有相同的表面粗糙度及同轴度。2.1.2结构设计初步方案工装主要由动力部分、传动部分、回转部分、刀具进给部分、定心部分等组成，结构为分体式，方便现场拆装。结构要紧凑，灵活方便使用。传动部分采用链轮传动。回转部分保证加工部分与未加工部分的同轴度。定心部分保证刀具的刀位。2.2总体结构布局2.2.1各部分结构布局方案 为了满足设计目的，经计算设计，传动部分采用链传动，回转部分由链轮及8根支撑杆组成。刀具轴向进给部分由滚珠丝杠控制。定心部分由非加工面确定。2.2.2初步设想效果图初步假想效果图如图2.1所示：图2.1 初步假想效果图第三章 动力部分3.1电动机的选择简介3.1.1电动机的分类同步电机转速和旋转磁场转速基本相同，带上负载，转速基本不变，转子通电，可以调节功率因数。异步电机额定转速低于旋转磁场转速，带上负载，转速随着负载大小变化，转子不通电。对功率较大（1000KW）且连续工作的电动机，经过技术经济比较后，可采用同步电动机。国家水利电力部泵站技术规范SD 20486要求：泵站在计费计量点的功率因数应不低于0.85，当容量在3200kVA及以上时，功率因数应不低于0.9。否则，应进行无功功率补偿。并提出，当单机容量在630kw及以上时，宜采用同步电动机补偿。同步电动机也是一种交流电动机。它比异步电动机有显著优点，首先，异步电动机的转子电流是靠电磁感应原理产生的，而同步电动机的转子电流是由直流电源提供的。正是由于二者转子电流产生的方式不一样，而使同步电动机功率因数的大小、超前与滞后可以调节，从而可以改善电网的功率因数。这点是异步电动机做不到的。其次，对大功率低转速的电动机，同步电动机的体积和重量比同容量同转速的异步电动机要小些。因此随着工业的迅速发展，异步起动法的成功采用以及晶体管整流装置作为励磁电源的应用，使同步电动机广泛用于拖动那些不调速而功率又较大的生产机械，如空气压缩机，球磨机，鼓风机和水泵，较多采用同步电动机。同步电动机的两个重要特性：一是电源电压不变，转子励磁电流不变的条件下，负载改变时即输出有功功率P2改变时，电磁功率P em、功率角的改变情况，即功角特性。二是负载不变即输出有功功率不变的条件下，改变转子励磁电流，可以调节无功电流和无功功率的大小和性质，也就是可以改变功率因数。3.2选择电动机由于该工装设计比较轻巧，加之一般加工量不大，因此所需原动机功率很小。根据调研结果显示，经计算，选择型号为Y90S-4的异步交流电机即可。额定功率1.5千瓦。满载转速1950r/min。同步转速1500 r/min。第四章 传动部分设计4.1传动方案的确定4.1.1链传动的优劣 链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮组成。通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力。带传动特点:结构简单,适用于两轴中心距较大的传动场合;传动平稳无噪声,能缓冲、吸振;过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏,起到安全保护作用;不能保证精确的传动比.带轮材料一般是铸铁等.链传动的特点:和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力;能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作;和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小;传递效率较高,一般可达0.950.97;链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象;安装和维修要求较高.链轮材料一般是结构钢等.齿轮传动的特点:能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠;传递的功率和速度范围较大;结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比;传动效率高,使用寿命长;齿轮的制造、安装要求较高.齿轮材料一般是铸铁等.与摩擦型的带传动相比，链传动无弹性活动和整体打滑现象，因而能保持准确的平均传动比。传动效率较高。又因为链条不需要像带那样张的很紧，所以作用于轴上的径向压力较小。链条采用金属材料制造，在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑，同时链传动能在高温和潮湿的条件下工作。4.1.2链传动的分类链传动主要用在要求工作可靠，两轴相距较远，低速重载，工作环境恶劣以及其他不适合齿轮传动场合。传动链又可分为短节距精密滚子链，齿型链等类型。其中滚子链常用于传动系统的低速级。一般传递的功率在100KW以下，链速不超过15m/s。推荐使用的最大传动比i=8。滚子链和链轮啮合的基本参数是节距P，滚子外径d,和内链节内宽b。滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合，其链轮齿形的设计比较灵活。在国标GB/T1243-1997中没有规定具体的链轮齿形。仅仅规定了最小和最大齿槽形状及其极限参数。4.1.3链轮的基本参数和主要参数链的节距大小反映了链节和链轮齿的各部分尺寸的大小，在一定条件下，链的节距越大，承载能力越高，但传动不平稳性、动载荷和噪声越严重，传动尺寸也增大。因此设计时，在承载能力足够的条件下，尽量选取较小节距的单排链，高速重载时可采用小节距的多排链。一般载荷大、中心距小、传动比大时，选小节距多排链；中心距大、传动比小，而速度不太高时，选大节距单排链。链条所能传递的功率P0可由下式确定(式4.1)(式4.2)式中 P0在特定条件下，单排链所能传递的功率(kW)；Pc链传动的计算功率(kW)；KA工况系数（表41），若工作情况特别恶劣时，KA值应比表值大得多；表41 工况系数KA载荷种类输 入 动 力 种 类内燃机液力传动电动机或汽轮机内燃机机械传动平稳载荷中等冲击载荷较大冲击载荷1.01.41.7KZ小链轮齿数系数（表42），查表中的KZ，当工作在右侧时（滚子套筒冲击疲劳），查表中的K；KP多排链系数（表43）；KL链长系数（见图41），链板疲劳查曲线1，滚子套筒冲击疲劳查曲线2。 根据式（41）求出所需传递的功率，查出合适的链号和链节距。表42 小链轮齿数系数KZZ191011121314151617KZ0.4460.5000.5540.6090.6640.7190.7750.8310.887KZ0.3260.3820.4410.5020.5660.6330.7010.7730.846Z1192123252729313335KZ1.0041.461.581.701.821.93KZ1.001.161.331.511.691.892.082.292.50表43 多排链系数KP排数123456KP4.04.6图4-1 链长系数链轮齿数不宜过多或过少。齿数太少时：1）增加传动的不均匀性和动载荷；2）增加链节间的相对转角，从而增大功率消耗；3）增加链的工作拉力（当小链轮转速n1、转矩T1和节距p一定时，齿数少时链轮直径小，链的工作拉力增加），从而加速链和链轮的损坏。但链轮的齿数太多，除增大传动尺寸和重量外，还会因磨损而实际节距增长后发生跳齿或脱链现象机率增加，从而缩短链的使用寿命。通常限定最大齿数。从提高传动均匀性和减少动载荷考虑，建议在动力传动中，滚子链的小链轮齿数按表44选取。表44 滚子链小链轮齿数z1链速v(m/s0.63388z1172125从限制大链轮齿数和减小传动尺寸考虑，传动比大、链速较低的链传动建议选取较少的链轮齿数。滚子链最少齿数为。4.1.4链传动的传动比 链传动的传动比一般应小于6，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允许到10，推荐i=23.5。传动比过大将使链在小链轮上的包角过小，因而使同时啮合的齿数少，这将加速链条和轮齿的磨损，并使传动外廓尺寸增大。传动比过大链条在小链轮上的包角就会过小，参与啮合的齿数减少，每个轮齿承受的载荷增大。加速齿轮的磨损且易出现跳齿和脱链现象，一般传动的传动比i=17.对于高速传动或承载冲击载荷的链传动Z1不少于25，且链轮齿应淬硬。本设计为z1=17,z2=51。4.2传动结构4.2.1传动结构图4-2所示图4-2 链传动结构第五章 回转部分5.1回转体总布局回转体总体布局如图5-1示 图5-1 回转体总布局5.2回转体两边链轮结构介绍5.2.1主动轮介绍为了满足现场需要，链轮必须能够拆卸，所以在设计链轮的时候，特意将链轮设计成由两部分拼接而成，并用螺栓固定。如图示。其优点是在不用拆除转子的情况下满足在线加工要求，节省费用，缩短修复周期。有些轴颈受结构限制，外部尺寸大，轴颈尺寸小，如果链轮为整体结构，则根本无法安装到轴颈上，链轮主要用来传递动力，同时还起到骨架的作用，主要固定支撑块、八根支撑杆等。整个装置设计了两个链轮，主要目的是根据现场实际情况采用其中一个链轮，灵活性好。设计如图5-2所示 图5-2链轮拆卸装置5.2.2主动轮总装结构八根支撑杆两端有螺纹设计，可以根据现场长度来调节，最大限度的满足现场维修的需要。主动轮上有八个小孔为了调节长度而设计，如图5-3所示： 图5-3装置长度调节 5.2.3从动轮总装结构从动轮上有八个小螺栓孔，是为了配套调节长度而设计的。如图5-4所示 图5-4 从动轮设计图5.3回转体平衡部分介绍5.3.1八根支撑杆的设计整体构成回转体，八根支撑杆的设计是整个工装的回转度提高了。这八根支撑杆还有控制轴向长度的作用，可以根据现场需要，调节长度。适应性更强。如图5-5示 图5-5 八根支撑杆调节结构如下图5-6示 图5-6 长度调节固定装置与5-4配合使用，调节长度如图5-7所示 如图5-7 支撑杆的调节端这个结构可以调节轴向长度，以适应不同的加工长度。调节长度有100mm。5.4刀具轴向进给部分设计介绍5.4.1刀具进给方式总论一般指切削加工时工件或切削工具每转动一周 (如车削) 或往返一次.进给量越大，生产效率越高。进给量主要取决于加工方式、工件的材质和切削工具的材料。进给方式又有很多种比如：1改进逐点比较法2电火花加工微细轴3精密电火花磨削加工等等。5.4.2刀具手动进给装置在现场维修，通常情况下，刀具的进给需要手动完成。也就是工装每旋转一周，手动旋转进给丝杠，以便完成轴向进给。如图所示，滚珠丝杠结构来控制刀具的轴向进给。如图6-1所示 图5-8 刀具进给装置5.4.3刀具手动调节两端固定设计丝杠的两端为受力端，为了减少链轮的更换率，在丝杠的两端特别设计了材料为黄铜的轴套，在使用一段时间后轴套磨损，可以方便更换，如图6-2所示 图5-9 滚珠丝杠一端套筒固定5.5刀具径向进给部分设计介绍5.5.1刀具径向调节方法 在现场操作过程中，工人师傅一般会根据经验和观察对刀具进行对刀，一般是从上边用锤子轻敲刀具尾部，以达到调节距离的目的。对刀完成后用两个螺钉固定刀具，调节方便。如图6-3所示 图5-10 刀具纵向微调5.6刀具夹具部分设计介绍5.6.1刀具夹具体的双层设计为了实现现场操作的需要，刀夹必须设计成上下两层的结构形式 ，这样才能方便从支撑杆上安装与拆卸刀夹，适应性强。如下图6-4所示 图5-11 刀具夹具的双层设置5.6.2刀具夹具总装设计总体的刀具体如下图6-5所示 图5-12 刀具夹具体第六章 定心部分6.1定心部分介绍轴颈的加工精度是由定心部件来保证的，因此该部件是整个随行工装十分关键的部分。为了保证未加工面和加工面的同轴度，必须确保回转体的回转中心与加工轴的中心一致。为此特别设置了这样的结构，如下图7-1示： 图6-1 定心部分设计在两个链轮的侧面，都设计有三组支撑块，并均匀的分布在圆周，支撑块端部浇铸有巴氏合金，众所周知，巴氏合金是一种有一定硬度的合金，相对于其他金属比较软，特别适合用作滑动轴承材料，它可以紧紧贴在加工轴表面上，围绕加工轴旋转，从而保证加工同轴度和精度，同时不容易对轴颈造成损坏。图6-2 钨合金支撑块虽然支撑块有固定装置，可以防止其松动，但是在支撑块尾部设计顶紧螺钉是十分必要的。一方面可以根据现场轴径的大小来进行适当的调节，以适应不同轴颈尺寸的加工，另一方面可以限制支撑块的径向松动，确保轴颈与支撑块0.01mm的间隙始终不变，从而保证加工精度。如图7-2所示另外在加工过程中，需要及时给支撑表面添加润滑油，以保持轴颈与支撑块结合面充分润滑，否则有可能造成支撑块表面拉伤损坏以至于失去加工精度。这一点在使用过程中操作者务必要有足够的重视。第七章 总装图7.1总装配图总装配图如下所示： 图7-1 总装置示意图 图7-2 回转部分装置第八章 结束语经过为期三个月的努力，我的毕业设计终于完成了，但回想做毕业设计的整个过程，颇有心得，这其中有苦也有甜，在艰辛的同时又充满着乐趣，不过乐趣尽在其中！在本次毕业任务没接到以前，总认为所谓毕业设计其实只不过是将大学和以前所学的总结起来，对所学知识的巩固和应用。通过本次的毕业设计，让我明白毕业设计并没有这么简单，毕业设计不仅是让设计对所学知识的融会贯通和检验，它更是对设计者能力的考研和挑战。通过本次的毕业设计，不仅让我对自己的专业水平有了更高一层的了解，也锻炼了个人的工作能力，为我以后的工作储备了经验。在课题方案分析阶段，由于本次设计的工装是个新的具有一定实用性的机械结构，因此对机械设计定位方式、传动结构、刀具装夹方式、定心机构等充分了解掌握，另外再结合身边的运用实例，选择最优、最容易、最合理的方案。从查阅资料、提出问题，到和指导老师讨论一一解决，老师给了很大指导和启发，虽然过程很复杂，但在讨论中让我对方案理解的很透彻，思路很清晰。在总体设计阶段，由于可行性分析做的比较全面，很快就对结构功能，控制机构等有了充分的认识和了解。从传动方式、链轮机构开始，再到进给方式、实现现场拆卸的结构设计，最后到定位机构，实现加工等整个过程，形成了一个清晰的设计思路，使设计有序的进行。详细设计阶段，首先是设计所选用各种机构结构，要考虑到现场安装的各个细节；其次，根据机构的外形设计出各个部分的尺寸，这就要考虑到零件的选材、承受能力，再进行必要的校核，此阶段由于零件种类多，计算量很大很容易出错，在此阶段必须认真仔细，并要重复检查。最后，系统的运动环节。对前面设计的零件进行装配和运动仿真。装配是在Pro/E环境下操作的，必须掌握此绘图软件的操作，另外针对情况要进行对此软件及时的学习。装配时可能存在很多问题，这与设计是密切相关的，根据装配关系要对零件重新做一定的设计，过程很复杂，但一定沉着应对，“化险为夷”，让选择的方案正确的运转出来。针对整个毕业设计的过程，我做一下小结：第一，接到设计任务后，方案是毕业设计的开端，及时联系指导老师，讨论并选择合理、自己比较感兴趣的方案；第二，方案确定后就是查资料，展开设计了。查资料是做毕业设计的前期准备工作，到学校图书馆里、资料室里以及网络电子期刊上查阅，还可以到书店或外校查阅，将查阅的资料一一记下来，为毕业设计做充分准备。第三，通过以上的手段，已经积累了大量资料，对设计题目也大概有了一些了解，这一步就是在这样的一个基础上，综合已有的资料来分析透彻确定下来的方案；第四，综合方案和资料，对所选的方案进行机构设计，计算确定部分零件的结构尺寸，根据结构选择必要的标准零件，在进行必要校核，完成机构零件的参数设计和选择：第五，有了尺寸，下一步就是绘制零件，熟悉Pro/E绘图环境，在Pro/E绘图环境下按照设计的尺寸，熟练地并准确绘制出所有的零件实体模型，在绘图中要注意零件选择相同的标准单位，以方便装配和仿真的操作；第六，利用零件，就要装配和仿真出来，先将零件按照机构的要求装配起来组成单个装配体，再将单个的装配体装配成总装配体，最后加上电机，观察机构的运动情况，通过反复的使用绘图软件，使我对Pro/E绘图软件更加熟练的了解；第七，写论文能提升以下几个方面的能力：1）文字表述：论文中的语言非常讲究，这方面需要继续加强和提高；2）交流、讨论：论文的大致内容写完后，一定要和指导老师、其他同学交流，让他们多提建议，一些计量软件使用方法，可以向学长们请教；3）细心:论文中公式编辑、图表名称标记、段落中的标点符号等都要细心；短短的几个月就过去了，我的毕业设计也随着时间走向终点，大学生涯即将过去。毕业设计的制作给我了难忘的回忆。在我徜徉书海查找资料的日子里，面对无数书本的罗列，最难忘的是每次找到资料时的激动和兴奋：亲手绘制零件图的时间里，记忆最深刻的是每一个零件从零件图变成实体图实现时的幸福心情；为了论文我曾经干到深夜，但看着亲手打出的一字一句，心里满满的只有喜悦毫无疲惫。这段旅程看似荆棘密布，实则蕴藏着无尽的宝藏。整个设计过程不仅让我对所学的知识有所巩固和提高，而且让我掌握了Pro/E绘图软件，也让我学到了新知识，增长了见识。在今后的日子里，我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中的最大收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。在这次毕业设计中也使得我们的同学关系更近了一步，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家一起商量解决，听听不同的看法使我们更好的理解所学知识，因此，在这里非常感谢帮助我的同学。在此，我更要感谢我的毕业设计指导老师和曾经授课的专业老师，是你们的细心教导指导和关怀，是我能够顺利的完成毕业论文。在我的学业和论文的研究工作中无不倾注着老师们辛勤的汗水和心血，老师的严谨治学态度、渊博的知识，无私奉献精神使我深受启迪。从尊敬的指导老师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理，在此我要向我的指导老师致以最衷心的感谢和深深的敬意.由于我的知识水平和文字功底有限，加上缺乏经验，毕业论文中错误和不妥之处在所难免，希望老师给予指正。致 谢此次毕业设计之所以能够按时按要求顺利完成，其中老师和同学给予了我莫大的支持和帮助。这里特别感谢张老师，是张老师为我的毕业设计提供了大量的技术帮助，为我及时安排设计进程，在课余时间为我分析和讲解设计要点、疑难点，使我对设计透彻的了解，开阔了我的眼界，增长了我的知识，使我对设计充满了兴趣和信心，这种动力推动着我一步步的认真完成毕业设计。同时我也要感谢帮助过我的同学，他们的热心和支持推动着我设计的步伐他们总是在我最需要帮助之时向我伸出了援助之手，当我对方案有疑问时，他们甘愿停下手中的工作和我讨论；当我被复杂的计算工作烦恼而不想做时，他们总是用很热诚的语言鼓励我、支持我；当我遇到简单问题而羞于请教时，他们总是百厌其烦地向我伸出援助之手。有了这些让我感到毕业设计虽苦但感觉很快乐。经过半年的忙碌和工作，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，还请老师和同学们批评和指正。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的老师、同学、朋友给了我无言的帮助，总之没有他们，就不能这么较完整和全面的完成毕业设计，所以要再次对他们说一次谢谢你们 ！ 参考文献1 文 熙.Pro/ENGINEER 野火版4.0实例J，电子工业出版社，2008.92 孙 桓 陈作模 葛文杰.机械原理M.高等教育出版社，2006.53 鲁秉桓.机械制造技术基础M.机械工业出版社，2007.124 濮良贵 纪名刚机械设计M第八版高等教育出版社,2006 55 孟宪源.现代机构手册M.机械工业出版社，19956 成大先机械设计手册M 北京：化学工业出版社, 2007 117 何铭新 钱可强机械制图M北京：机械工业出版社,19958 郁明山.现代机械传动手册M.机械工业出版社，19969 范钦珊 殷雅俊材料力学M清华大学出版社，2008.710 隋明阳机械设计基础M 机械工业出版社, 2005 211 诺顿R L.机械设计-机械和机构综合和分析J.机械工业出版社。2003 12 孟少农机械加工工艺手册M 北京：机械工业出版社,199713 陆 玉 冯立艳机械设计课程设计M机械功言出版社2006.1214 章 跃机械制造专业英语M机械工业出版社，2006.615 詹启贤.自动机械设计M.中国轻工业出版社，199416 余跃庆.现代机械动力学M.北京工业大学出版社，200117 邹慧君.机械运动方案设计手册M.上海交通大学出版社，1994附录附录一 附一 装配工程图 附录二一 外文文献Machine Tool A machine tool is a machine for shaping or machining metal or other rigid materials, usually by cutting, boring, grinding, shearing or other forms of deformation. Machine tools employ some sort of tool that does the cutting or shaping. All machine tools have some means of constraining the work piece and provide a guided movement of the parts of the machine. Thus the relative movement between the work piece and the cutting tool (which is called the tool path) is controlled or constrained by the machine to at least some extent, rather than being entirely offhand or freehand.The precise definition of the term machine tool varies among users, as detailed in the Nomenclature and key concepts section. It is safe to say that all machine tools are machines that help people to make things, although not all factory machines are machine tools.Today machine tools are typically powered other than by human muscle (e.g., electrically, hydraulically, or via line shaft), used to make manufactured parts (components) in various ways that include cutting or certain other kinds of deformation.Many historians of technology consider that true machine tools were born when the tool path first became guided by the machine itself in some way, at least to some extent, so that direct, freehand human guidance of the tool path (with hands, feet, or mouth) was no longer the only guidance used in the cutting or forming process. In this view of the definition, the term, arising at a time when all tools up till then had been hand tools, simply provided a label for tools that were machines instead of hand tools. Early lathes, those prior to the late medieval period, and modern woodworking lathes and potters wheels may or may not fall under this definition, depending on how one views the headstock spindle itself; but the earliest lathe with direct mechanical control of the cutting tools path was a screw-cutting lathe dating to about 1483.1 This lathe produced screw threads out of wood and employed a true compound slide rest.The mechanical tool path guidance grew out of any of various root concepts:First is the spindle concept itself, which constraints work piece or tool movement to rotation around a fixed axis. This ancient concept predates machine tools per se; the earliest lathes and potters wheels incorporated it for the work piece, but the movement of the tool itself on these machines was entirely freehand.The machine slide, which has many forms, such as dovetail ways, box ways, or cylindrical column ways. Machine slides constrain tool or work piece movement linearly. If a stop is added, the length of the line can also be accurately controlled. (Machine slides are essentially a subset of linear bearings, although the language used to classify these various machine elements includes connotative boundaries; some users in some contexts would contradistinguish elements in ways that others might not.)Tracing, which involves following the contours of a model or template and transferring the resulting motion to the tool path.Cam operation, which is related in principle to tracing but can be a step or two removed from the traced elements matching the reproduced elements final shape. For example, several cams, no one of which directly matches the desired output shape, can actuate several vectors of the tool paths.Abstractly programmable tool path guidance began with mechanical solutions, such as in musical box cams and Jacquard looms. The convergence of programmable mechanical control with machine tool path control was delayed many decades, in part because the programmable control methods of musical boxes and looms lacked the rigidity for machine tool paths. Later, electromechanical solutions (such as servos) and soon electronic solutions (including computers) were added, leading to numerical control and computer numerical control.When considering the difference between freehand tool paths and machine-constrained tool paths, the concepts of accuracy and precision, efficiency, and productivity become important in understanding why the machine-constrained option adds value. After all, humans are generally quite talented in their freehand movements; the drawings, paintings, and sculptures of artists such as Michelangelo or Leonardo ad Vinci, and of countless other talented people, show that human freehand tool path has great potential. The value that machine tools added to these human talents is in the areas of rigidity (constraining the tool paths despite thousands of new tons (pounds) of force fighting against the constraint), accuracy and precision, efficiency, and productivity. With a machine tool, tool paths that no human muscle could constrain can be constrained; and tool paths that are technically possible with freehand methods, but would require tremendous time and skill to execute, can instead be executed quickly and easily, even by people with little freehand talent (because the machine takes care of it). The latter aspect of machine tools is often referred to by historians of technology as building the skill into the tool, in contrast to the toolpath-constraining skill being in the person who wields the tool. As an example, it is physically possible to make interchangeable screws, bolts, and nuts entirely with freehand tool paths. But it is economically practical to make them only with machine tools. In the 1930s, the U.S. National Bureau of Economic Research (NBER) referenced the definition of a machine tool as any machine operating by other than hand power which employs a tool to work on metal.2The narrowest colloquial sense of the term reserves it only for machines that perform metal cuttingin other words, the many kinds of conventional machining and grinding. These processes are a type of deformation that produces swirls. However, economists use a slightly broader sense that also includes metal deformation of other types that squeeze the metal into shape without cutting off scarf, such as rolling, stamping with dies, shearing, swaging, riveting, and others. Thus presses are usually included in the economic definition of machine tools. For example, this is the breadth of definition used by Max Holland in his history of Burgomaster and Loudhailer, which is also a history of the machine tool industry in general from the 1940s through the 1980s; he was reflecting the sense of the term used by Holtville itself and other firms in the industry. Many reports on machine tool export and import and similar economic topics use this broader definition.The colloquial sense implying conventional metal cutting is also growing obsolete because of changing technology over the decades. The many more recently developed processes labeled machining, such as electrical discharge machining, electrochemical machining, electron beam machining, photochemical machining, and ultrasonic machining, or even plasma cutting and water jet cutting, are often performed by machines that could most logically be called machine tools. In addition, some of the newly developed additive manufacturing processes, which are not about cutting away material but rather about adding it, are done by machines that are likely to end up labeled, in some cases, as machine tools.The natural language use of the terms varies, with subtle connotative boundaries. Many speakers resist using the term machine tool to refer to woodworking machinery (joiners, table saws, routing stations, and so on), but it is difficult to maintain any true logical dividing line, and therefore many speakers are fine with a broad definition. It is common to hear machinists refer to their machine tools simply as machines. Usually the mass noun machinery encompasses them, but sometimes it is used to imply only those machines that are being excluded from the definition of machine tool. This is why the machines in a food-processing plant, such as conveyors, mixers, vessels, dividers, and so on, may be labeled machinery, while the machines in the factorys tool and die department are instead called machine tools in contradistinction. As for the 1930s NBER definition quoted above, one could argue that its specificity to metal is obsolete, as it is quite common today for particular lathes, milling machines, and machining centers (definitely machine tools) to work exclusively on plastic cutting jobs throughout their whole working lifespan. Thus the NBER definition above could be expanded to say which employs a tool to work on metal or other materials of high hardness. And its specificity to operating by other than hand power is also problematic, as machine tools can be powered by people if appropriately set up, such as with a treadle (for a lathe) or a hand lever (for a shaper). Hand-powered shapers are clearly the same thing as shapers with electric motors except smaller, and it is trivial to power a micro lathe with a hand-cranked belt pulley instead of an electric motor. Thus one can question whether power source is truly a key distinguishing concept; but for economics purposes, the Nybergs definition made sense, because most of the commercial value of the existence of machine tools comes about via those that are powered by electricity, hydraulics, and so on. Such are the vagaries of natural language and controlled vocabulary, both of which have their places in the business world.Automatic control Machine tools can be operated manually, or under automatic control. Early machines used flywheels to stabilize their motion and had complex systems of gears and levers to control the machine and the piece being worked on. Soon after World War II, the numerical control (NC) machine was developed. NC machines used a series of numbers punched on paper tape or punched cards to control their motion. In the 1960s, computers were added to give even more flexibility to the process. Such machines became known as computerized numerical control (CNC) machines. NC and CNC machines could precisely repeat sequences over and over, and could produce much more complex pieces than even the most skilled tool operators.Before long, the machines could automatically change the specific cutting and shaping tools that were being used. For example, a drill machine might contain a magazine with a variety of drill bits for producing holes of various sizes. Previously, either machine operators would usually have to manually change the bit or move the work piece to another station to perform these different operations. The next logical step was to combine several different machine tools together, all under computer control. These are known as machining centers, and have dramatically changed the way parts are made.From the simplest to the most complex, most machine tools are capable of at least partial self-replication, and produce machine parts as their primary function二 中文翻译机床加工机床是一种整形或加工金属或其他硬质材料的工具，通常是切割，镗，磨，剪切或其他形式的变形机。机床采用某种工具完成它的切割或塑造。机床工件的制约手段，并提供引导运动的机器零件。因此，工件和刀具（刀具路径被称为）之间的相对运动在一定程度上受到控制或机器的限制。 今天，机床通常供电以外（如人体肌肉，电气
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