毕业论文终稿-用于剥离金属线棒表面包覆材料的机械系统设计（送全套CAD图纸 资料打包）

买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑目录摘要IIIABSTRACTIV第一章绪论111研究背景及意义112国内外研究现况1第二章总体设计321设计要求3211设计功能要求3212设计功能分析322总体方案设计3221方案设计3222原理分析423总体参数计算4231电机的选择4232动力参数计算5第三章各零部件的设计与校核631V带传动设计6311V带的基本参数计算6312带轮结构的设计832轴承的选择与校核9321轴承的选择9322当量动载荷计算9323验算轴承寿命1033轴承法兰的设计1034压盖膜套的设计1135剥皮模及剥皮刀的设计12351剥皮刀的材料选择13352剥皮刀的设计13353剥皮刀热处理14354剥皮模的加工1536螺栓的选定与校核17361螺栓类型选择17362螺栓组的布置17363螺栓的受力分析18买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑364电机座螺栓组倾覆力矩19总结21参考文献22致谢23买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑摘要本文主要设计一种用于剥离金属线/棒表面包覆材料的机械系统，活泼金属线/棒制造过程中为防止氧化，需要用铜或者不锈钢进行包套，但挤压后活泼金属表面会包裹一层铜或者不锈钢等金属。该剥离金属线/棒表面包覆材料的机械装置由电机、电机支座、螺栓、带轮、V带、螺栓、轴承法兰、轴承、轴用弹性挡圈、止推螺钉、剥皮膜、压盖膜套、孔用弹性挡圈、拉床等主要零件组成。本文首，通过对剥离金属线/棒表面包覆材料的机械系统结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了设计方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过AUTOCAD制图软件绘制了总装图、传动装置装配图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AUTOCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词金属线/棒材，剥皮，刀具，设计买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑ABSTRACTTHISPAPERISMAINLYAMECHANICALSYSTEMDESIGNEDFORSTRIPPINGTHEWIRE/RODSIDECLADDINGMATERIAL,THEACTIVEMETALWIRE/RODMANUFACTURINGPROCESSINORDERTOPREVENTOXIDATION,THENEEDTOUSEACOPPERORSTAINLESSSTEELSHEATH,BUTAFTEREXTRUSIONTHEACTIVEMETALSURFACEWILLBEWRAPPEDALAYEROFCOPPERORSTAINLESSSTEELANDOTHERMETALSTHERELEASEMECHANISMMETALWIRE/RODSIDECLADDINGMATERIALBYAMOTOR,THEMOTORBEARINGS,BOLTS,PULLEY,VBELT,BOLT,THEBEARINGFLANGE,BEARINGS,SHAFTCIRCLIP,THRUSTSCREWS,STRIPPINGFILM,PRESSURECOVERINGFILMSETS,CONSISTINGHOLEELASTICRING,BROACHINGANDOTHERMAJORPARTSTHEFIRSTARTICLE,BYAMECHANICALSYSTEMSTRUCTUREANDPRINCIPLEOFTHESEPARATIONOFMETALWIRE/RODCOATEDMATERIALSWEREANALYZEDINTHISANALYSISBASEDONTHEPROPOSEDDESIGNNEXT,THEMAINTECHNICALPARAMETERSWERECALCULATEDCHOICETHEN,ONTHEMAINZEROCOMPONENTSDESIGNANDVERIFICATIONANDFINALLY,THROUGHTHEAUTOCADDRAWINGSOFTWARETODRAWTHEASSEMBLYDIAGRAM,THEMAINGEARASSEMBLYDRAWINGSANDPARTSDIAGRAMTHROUGHTHISDESIGN,THECONSOLIDATIONOFTHEUNIVERSITYISEXPERTISE,SUCHASMECHANICALPRINCIPLES,MECHANICALDESIGN,MECHANICSOFMATERIALS,TOLERANCESANDINTERCHANGEABILITYTHEORY,MECHANICALDRAWING,ETCMASTEREDTHEDESIGNMETHODOFGENERALMACHINERYPRODUCTSANDBEABLETOSKILLFULLYUSEAUTOCADDRAWINGSOFTWAREFORTHEFUTUREWORKOFGREATSIGNIFICANCEINLIFEKEYWORDSWIRE/BAR,PEELING,CUTTINGTOOLS,DESIGN买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑攀枝花学院本科毕业设计（论文）1第一章绪论11研究背景及意义金属棒材剥皮机技术是一种高效的加工技术，主要用于等长圆形金属材料的外皮加工。可快速高效的去除棒材表面的脱碳层、裂纹等缺陷，达到较高的精度和粗糙度，对较长的材料加工优势尤其明显，可比平常工艺提高效率几倍至十几倍。剥皮机是导线制作过程中很重要的一环，特别是对制造高强度合金导线行业更是需要，由于其和冶金炼钢行业的很多的相同性，对于直径较大的棒材已经形成了相对成熟的工艺和加工设备。但是对直径在20左右的高强度导线而言，在企业中利用剥皮模进行加工的最多，而其中的去氧化皮大部分都是酸洗的或者是经过砂纸打磨，但是对于大规模生产的高速铁路的导线来讲，这很难满足金属表面质量和大批量经济性的要求。为防止氧化，活泼金属在进行挤压时，需要用铜或者不锈钢进行包套，但挤压后活泼金属表面会包裹一层铜或者不锈钢等金属。目前，清除表面金属的方法有两种酸洗和机械剥皮，酸洗会产生污染环境的酸液，酸液无法重利用，表面铜包裹层可以用硝酸和氢氟酸的混合液去除，但表面不锈钢包裹层极难清洗，且在酸洗过程中活泼金属极易被侵蚀。机械剥皮可以剥去活泼金属的表面金属层，剥下的金属可以回收熔炼利用，节约原材料；但普通的机械剥皮也存在缺陷，一般来说，机械剥皮主要有固定模剥皮和刀具剥皮，固定模剥金属棒材时，模具受力不均，磨损较大，模具寿命较短，模具修复或加工周期长；利用刀具车削/剥金属棒材时，操作较难，刀具受力不均，易损坏，使用寿命短，同时剥后棒材表面光洁度较差。12国内外研究现况圆钢表面铣削加工设备最直接有效地用于钢厂轧制圆钢的外圆表面加工，由于一轧制圆钢在轧制过程中存在表面缺点，在此设备研制前一般采用酸洗的办法来解决这就带来了污染环境的问题，而且效果不好。如产生表面凸凹等。二轧制的圆钢较长，一般6M左右。对于这样细长杆的加工一般是存在切削加工困难的问题。由于轴承行业、弹簧行业对轧制圆钢的大量需求，他们加工细长杆件是需要这样的设备。通过该设备可以直接加工轴承的辊珠、弹簧。在冶金行业，刚生产的圆钢表面存在着裂纹、折叠、结巴及氧化皮等缺陷，大大影响了钢材的表面质量。而国外同类钢材都经过了特殊的处理，其表面光洁度相当高，这些钢料可以直接应用在各类生产中而不需要重新处理，这大大提高了工作效率。因此，想要提高我国同类产品的国际竞争力，就必须清除其表面缺陷，提高其尺寸精度。但目前这类圆钢多为细长件，传统的方法，一般采用主要由床身、夹紧传动装置、刀架装置、走刀装置及走刀机构构成的普通车床来加工圆钢表面。圆钢被夹紧在车头攀枝花学院本科毕业设计（论文）2盘（三爪或四爪卡盘）与车尾架，在车头盘的带动下作旋转运动，刀具装置与走刀丝杠相连，作直线运动。用普通车床对圆钢进行剥皮车削的缺点主要是车削速度慢、效率低、圆钢长度短，且卡盘夹紧处的圆钢表面不能车削（除非掉头再车），特别是在圆钢表面存在弯曲度的情况下，为了保证圆钢表面质量，切削量就要大于或等于弯曲和表面缺陷深度之和，从而降低了圆钢铣削后的成材率。而这类钢材又往往为批量生产，因此必需引入新的加工机械来解决这一难题。德国李林格公司以及日本的三铃重工公司早在上世纪50年代就已生产该设备用于轧制圆钢的表面处理。实际上国内的钢厂及轴承和弹簧生产厂家也急需这样的设备，一般他们采用进口设备的办法。现在只有二、三家钢铁企业拥有该设备，其中大连钢厂在上世纪80年代初花了近400万马克进口了一台设备，这类设备进口价格昂贵，且调试机械需外国专家指导。因此，国内迫切需要设计此类圆钢外圆铣削加工设备来解决这一难题，填补国内空白。攀枝花学院本科毕业设计（论文）3第二章总体设计21设计要求211设计功能要求克服现有酸洗或普通剥皮的缺陷，设计一种剥除活泼金属线、棒材表面包覆材料的旋转剥皮拉拔装置。能有效剥除挤压后附着与活泼金属表面的包覆材料，加工快速，剥皮均匀。212设计功能分析目前，清除表面金属的方法有两种酸洗和机械剥皮。酸洗会产生污染环境的酸液，酸液无法重利用，表面铜包裹层可以用硝酸和氢氟酸的混合液去除，但表面不锈钢包裹层极难清洗，且在酸洗过程中活泼金属极易被侵蚀。机械剥皮可以剥去活泼金属的表面金属层，剥下的金属可以回收熔炼利用，节约原材料；但普通的机械剥皮也存在缺陷，一般来说，机械剥皮主要有固定模剥皮和刀具剥皮，固定模剥金属棒材时，模具受力不均，磨损较大，模具寿命较短，模具修复或加工周期长；利用刀具车削/剥金属棒材时，操作较难，刀具受力不均，易损坏，使用寿命短，同时剥后棒材表面光洁度较差。为了满足本次要求，需要克服上述酸洗和机械剥皮的不足，设计一种新型的剥离金属线/棒表面包覆材料的机械系统。22总体方案设计221方案设计如下图示该剥离金属线/棒表面包覆材料的机械装置由电机、电机支座、螺栓、带轮、V带、螺栓、轴承法兰、轴承、轴用弹性挡圈、止推螺钉、剥皮膜、压盖膜套、孔用弹性挡圈、拉床等主要零件组成。攀枝花学院本科毕业设计（论文）4图21剥离金属线/棒表面包覆材料的机械装置方案1电机2电机支座3螺栓4、8带轮5V带6螺栓7轴承法兰9轴承10轴用弹性挡圈11止推螺钉，12剥皮膜，13压盖膜套，14孔用弹性挡圈，15拉床222原理分析其原理是电动机1旋转通过带轮4和V带5带动带轮8转动，而带轮8与压盖膜套13通过螺栓6连接于一体、剥皮膜12（其上带有旋切刀具）又与压盖膜套13连接于一体，因此带轮8转动的同时剥皮膜12（其上带有旋切刀具）跟着一块高速旋转，整个装置安装于拉床拉臂上并被拉着向一侧移动，也就是剥皮膜12高速旋切同时向一侧移动，就这样通过其剥皮膜孔的金属线/棒表面包覆材料被剥离了。另外剥皮膜12可以通过止推螺钉调整开口大小来适应不同直径的金属线/棒。23总体参数计算231电机的选择（1）选择电动机类型电动机是标准部件。因为室内工作，运动载荷平稳，所以选择Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。（2）电动机容量的选择根据调查现有剥皮机，取剥皮刀切削扭力T18NM剥皮机切削转速N700R/MIN则，工作机所需功率为WPKWNT32195078WP0攀枝花学院本科毕业设计（论文）5电动机至剥皮刀的传动装置总效率。取带传动效率，轴承效率，电动机至剥皮刀的传动装置总效率96019802为41621电动机的输出功率为0PKWW403190电动机额定功率只需略大于即可，查机械设计手册表191选取电动机M0额定功率为15KW。（3）电动机转速的选择已知剥皮机切削转速IN/7RV带传动推荐的比为42I所以电动机实际转速的推荐值为MIN/280140RI符合这一范围的同步转速为1500R/MIN、3000R/MIN。综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，选用同步转速1500R/MIN的电机。型号为Y90L4，满载转速，功率15。MIN/140RNMKW232动力参数计算（1）总传动比满载转速。故总传动比为IN/140RNM取27014WMII（2）各轴的转速电机轴IN/1400RNM剥皮刀轴；I/721I（3）各轴的输入功率电机轴；KWP50剥皮刀轴；KW4198061212攀枝花学院本科毕业设计（论文）6（4）各轴的输入转矩电机轴；MNNPT231045909500剥皮刀轴；9711（5）整理列表轴名功率KWP/转矩MNT/转速IN/R传动比电机轴1510231400剥皮刀轴141192470020第三章各零部件的设计与校核31V带传动设计311V带的基本参数计算（1）确定计算功率CP已知；KW5MIN/140RNM查机械设计基础表138得工况系数；21AK则KWPKAC82（2）选取V带型号根据、查机械设计基础图1315选用A型V带,CMN（3）确定大、小带轮的基准直径D1）初选小带轮的基准直径MD1252）计算大带轮基准直径；MDID2450012）（）（带圆整取，误差小于5，是允许的。M45（4）验算带速攀枝花学院本科毕业设计（论文）7SMSNDVM/25,/1691064253106带的速度合适。（5）确定V带的基准长度和传动中心距中心距27021021DDA初选中心距MA3（6）基准长度MADDALD751203041252514320220对于A型带选用LD（7）实际中心距MAD324751023020（8）验算主动轮上的包角1由AD3571012得12093481主动轮上的包角合适。（9）计算V带的根数ZLARKPC01），查机械设计基础表133得MIN/40RNMMD125；KWP502），查表得；I/带，RMKWP103）由查表得，包角修正系数91795K攀枝花学院本科毕业设计（论文）84）由，与V带型号Z型查表得MLD1090LK综上数据，得3619051052Z取合适。102Z（10）计算预紧力（初拉力）0F根据带型A型查机械设计基础表131得MKGQ/10NQVKZVPFC1246169095285012（11）计算作用在轴上的压轴力QFNZFQ297629157SIN4I10其中为小带轮的包角。1（12）V带传动的主要参数整理并列表带型带轮基准直径MM传动比基准长度MMA125D021000中心距（MM）根数初拉力N压轴力N3242246119762312带轮结构的设计（1）带轮的材料采用铸铁带轮（常用材料HT200）（2）带轮的结构形式V带轮的结构形式与V带的基准直径有关。小带轮接电动机，较小，MD125所以采用腹板式结构带轮。攀枝花学院本科毕业设计（论文）9图31大带轮32轴承的选择与校核321轴承的选择选择的深沟球轴承型号为6214，尺寸为，基本额MTDD241570定动载荷。NC40322当量动载荷计算前面已求得，FNH3190FNH210852NFV8231NV623轴承1、2受到的径向载荷为NVR9221211FHR6783085222轴承1、2受到的轴向载荷为查简明机械工程师手册表7739得1YNYRD3506121攀枝花学院本科毕业设计（论文）10NYFRD9216782DA350192轴承的当量动载荷为ARPFYXF按机械设计查得21PFNFFARP8129350640111YXR377822323验算轴承寿命因为，所以按轴承1的受力验算。21P对于滚子轴承，。3/0HCNLH450288124076603/113减速器的预定寿命LH95，合适。33轴承法兰的设计剥皮刀在剥皮的过程中产生的力会比较小，其分解为轴心方向力和圆周方向的力，圆周方向力使转盘带动剥皮刀达到沿圆周方向转动，从此达到在线/棒坯表面螺旋剥皮的作用。在轴向方向力是靠转盘压盖抵消的，同时还得考转盘压盖调节角接触球轴承的间隙，保证角接触球轴承的在轴向方向不会窜动，还能保证角接触球轴承的良好的转动状况。鉴于剥皮刀在轴向方向的力比较小，远远小于转盘压盖的剪切强度和抗挤压强度。因此轴承法兰不需进行强度设计只需要进行结构设计即可，轴承法兰的结构根据其他部件结构匹配设计如下图示攀枝花学院本科毕业设计（论文）11图32轴承法兰34压盖膜套的设计在企业生产里，为了考虑加工的经济方便性，在设计的时候常常把功能相同的，外形尺寸差不多的结构做成一样的形式，这是有经验人员常常设计时的首选，因此我们的压盖模套除了要用在压盖模A上，还要考虑也可以应用在压盖模B上，他们选用了同一的尺寸。（1）压盖模套的校核在前面的计算中经过第一次压盖模A的力F30KN现在校核压盖模套的剪切应力查表得Q235的0808235MPA188MPA取安全系数为15，125MPA根据压盖模的受力，压盖模套的受力，由受力平衡方程容易求出SFF30KNSF套杯的所受的剪切力作用于压盖模的外边缘的整个圆周，套杯横截面上的剪切力为789MPA0FA2N此时螺栓不能满足我们的要求，现在决定改用4个M12螺栓性能等级为88，取安全系数S15螺栓的许用应力427MPAS6015MPA根据螺栓的布置图此时需要的预紧力不变，212KN0F攀枝花学院本科毕业设计（论文）19此时螺栓所受的应力300MPA0FA2134满足我们要求364电机座螺栓组倾覆力矩倾覆力矩M作用在通过一轴并垂直于连接接合面的对称平面内。底板承受倾覆力矩前，由于螺栓已拧紧，螺栓受预紧力F。有均匀的伸长；地基在各螺栓的F。作用下，有均匀的压缩，如下图所示。当底板受到倾覆力矩作用后，它绕轴线O一口倾转一个角度，假定仍保持为平面。此时，在轴线O一。左侧，地基被放松，螺栓被进一步拉伸；在右侧，螺栓被放松，地基被进一步压缩。底板的受力情况如图311所示图311倾覆力矩上述过程，可用单个螺栓一地基的受力变形图来表示，见图312。图312单个螺栓地基的受力变形图攀枝花学院本科毕业设计（论文）20为简便起见，地基与底板的互相作用力以作用在各螺栓中心的集中力代表。如图所示，斜线氏A表示螺栓的受力变形线，斜线O沪表示地基的受力变形线。在倾覆力矩M作用以前，螺栓和地基的工作点都处于A点。底板上受到的合力为零。当底板上受到外加的倾覆力矩M后情况），在倾转轴线OO左侧，螺栓与地基的工作点分别移至尽与马点两者作用到底板上的合力的大小等于螺栓的工作载荷F，方向向下。在OO右侧，螺栓与地基的工作点分别移至移至与点，两者作用到底板2BC上的合力等于载荷，其大小等于工作载荷F，但方向向上（注意右侧螺栓的工作载MF荷为零）。作用在OO两侧底板上的两个总合力，对OO形成个力矩，这个力矩应与外加的倾覆力矩M平衡，即M又因41IILIFMAXIL于是螺栓所受的最大工作载荷为185KNMAXFAX421IL其产生附加的应力26MPA0FA185324KN螺栓远远满足我们的要求。攀枝花学院本科毕业设计（论文）21总结经过一段时间的艰苦努力，终于比较圆满的完成了毕业设计的各项任务，通过本次毕业设计，我不但丰富了自己的机械理论知识，还充实了自己的实践知识。同时也培养了我的认真务实和严谨的学习态度，理论联系实际，专研创新与实事求是相结合的工作态度。在设计过程中我也发现了我很多不足的地方，我也做了认真的总结，希望对我未来的工作能够有所帮助。我再理论知识上还是存在缺陷，我想真的应该重视基础理论知识，只有牢固掌握专业知识的基础上，才能有创新和发展。还有以前我并不重视对资料的查询，但通过这次毕业设计，我学会了收集、查阅和综合分析各种资料，正确应用各种标准手册和工具书籍，进一步提高了自己分析、计算等基本技能。同时我的CAD绘图能力也得到了大幅的提升，很多了解不全面的地方通过学习完善了，这点也是对我受益匪浅的。还有对一些公式的运用计算和书写，使我了解了设计论文的规范和要求，为我将来工作做了很好的铺垫。攀枝花学院本科毕业设计（论文）22参考文献1王喜祥常用工夹具典型结构图册