JX03-117@大直径辊筒专用外圆磨床设计（一）
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机械毕业设计全套
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JX03-117@大直径辊筒专用外圆磨床设计（一）,机械毕业设计全套
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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 nts1 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 nts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 。 nts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。 nts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 0.6 1mm 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。 正装模 具结构的优点 ： nts中原工学院毕业设计 实习报告 4 （ 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 0.20 0.30mm。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。 （ 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。 nts中原工学院毕业设计 实习报告 5 （ 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 1.2t 1.5t(t 为料厚）。另外需注意的一点就是，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0.20 0.30mm。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nts中原工学院毕业设计 实习报告 6 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 ： （ 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。 nts中原工学院毕业设计 实习报告 7 （ 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nts中原工学院毕业设计 实习报告 8 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； （ 4）结构简单，工艺性好，便于调整和维修； nts中原工学院毕业设计 实习报告 9 （ 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。 图 3-1导轨组合形式 nts中原工学院毕业设计 实习报告 10 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 3 2 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。 nts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
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