说明书.doc

100000KN大型冷室卧式压铸机机座与整体布局设计【说明书+CAD】

收藏

压缩包内文档预览:(预览前20页/共48页)
预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图
编号:120950716    类型:共享资源    大小:538.45KB    格式:ZIP    上传时间:2021-04-11 上传人:221589****qq.com IP属地:湖南
40
积分
关 键 词:
100000 KN 大型 卧式 压铸机 机座 整体 布局 设计 说明书 CAD
资源描述:
100000KN大型冷室卧式压铸机机座与整体布局设计【说明书+CAD】,100000,KN,大型,卧式,压铸机,机座,整体,布局,设计,说明书,CAD
内容简介:
湖南科技大学本科生毕业设计(论文)湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计( 论 文 )题目100000KN大型冷室卧室压铸机机座及整体布局设计作者 梁伟学院 机电工程学院专业 机械设计制作与自动化学号 1103010302指导教师 朱必武二 年 月 日湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)任务书 院 系(教研室)系(教研室)主任: (签名) 年 月 日学生姓名: 学号: 专业: 1 设计(论文)题目及专题: 100000KN大型冷室卧室压铸机机座及整体布局设计 2 学生设计(论文)时间:自 2015 年 1 月 9 日开始至 2015 年 5 月 31 日止3 设计(论文)所用资源和参考资料:1吴春苗,压铸技术手册,广州广东科技出版社,2007;2侯会喜,液压与气动技术,北京理工大学出版社,2010;3机械设计手册编委会,机械设计手册,机械工业出版社,2007;4成大先,机械设计手册(液压传动),化学工业出版社,2004。4 设计(论文)应完成的主要内容:1翻译英文文献一篇;2压铸机机座整体设计;3压铸机机座典型零件设计;4压铸机机座总体布局设计。5 提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等)及要求(2.5张A0图纸工作量):1撰写设计说明书;2绘制压铸机机座总体布局装配图;3绘制某典型零件图。6 发题时间:2015 年 1 月 9 日指导教师: (签名)学 生: (签名)湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)指导人评语主要对学生毕业设计(论文)的工作态度,研究内容与方法,工作量,文献应用,创新性,实用性,科学性,文本(图纸)规范程度,存在的不足等进行综合评价指导人: (签名)年 月 日 指导人评定成绩: 湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)评阅人评语主要对学生毕业设计(论文)的文本格式、图纸规范程度,工作量,研究内容与方法,实用性与科学性,结论和存在的不足等进行综合评价评阅人: (签名)年 月 日 评阅人评定成绩: 湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)答辩记录日期: 学生: 学号: 班级: 题目: 提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料:1 设计(论文)说明书共页2 设计(论文)图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计(论文)答辩委员会评语:主要对学生毕业设计(论文)的研究思路,设计(论文)质量,文本图纸规范程度和对设计(论文)的介绍,回答问题情况等进行综合评价答辩委员会主任: (签名)委员: (签名)(签名)(签名)(签名) 答辩成绩: 总评成绩: 摘 要压铸技术是材料制备与零件成形一体化的先进制造技术,压铸机是压力铸造的基础设备,技术含量较高,属机、电、液一体化的精密、复杂设备。我国压铸设备尤其是大型压铸设备在设计方法、制造工艺、工作效率、能耗、可靠性等方面与发达国家相比还存在较大差距。随着市场需求的日益多元化与复杂化,就对我国压铸行业的整体实力水平提出了更高的要求,而生产压铸件产品的压铸机的革新与优化,也是整个行业得以整体推进的有力保证。目前,就世界压铸业的大环境来看,先进的专用压铸、铸造设备机主要分布在日、美等发达国家,以日本最多,我国压铸机水平总体落后,并且多生产中低级别的压铸件。而据专家介绍,受信息化浪潮的强烈推动,压铸行业的革命也迫在眉睫。未来朝着高性能、高效率、环保智能化方向发展,将是我国压铸机未来发展大趋势。 针对国内压铸设备落后的现状,结合国家智能制造装备发展专项“高效智能压铸岛系统”、粤港关键领域重点突破项目,本文以100000kN大型压铸机为研究对象,对压铸机合模轴和压射轴、机座及整体布局进行设计。首先对轴进行了选材然后对其尺寸进行了强度校核,同时还设计了轴的螺纹;其次是根据合模行程和压射行程确定机座的大小以及机座的选材。关键词:压铸机;整体布局;机座ABSTRACTDie casting technology is the material preparation and forming the integration of advanced manufacturing technology, the die casting machine is pressure casting based equipment, technical content is high, belonging to the machine, electricity and fluid integration of precise and complex equipment.In our country, the die casting equipment, especially the large die casting equipment, has the big gap in design method, manufacturing process, work efficiency, energy consumption and reliability.With the market demand of the increasingly diversified and complicated, die casting industry in our country, the level of the overall strength of proposed higher requirements, and production innovation and optimization of die casting products die casting machine and the industry as a whole can guarantee to promote the overall.At present, the environment of die casting industry in the world, advanced special casting, casting machine equipment mainly distributed in Japan, the United States and other developed countries, to Japan the most behind the overall level of China die casting machine and production of low level of die casting pieces.According to experts, driven by the wave of information technology, the industry revolution is imminent die casting.Future direction of high performance, high efficiency, environmental protection, will be the future development of Chinas die casting trend.In view of the present situation of the domestic die casting equipment backward, combined with national intelligent manufacturing equipment development projects , intelligent die-casting island system, key areas of Guangdong and Hong Kong key breakthrough project, this paper 100000kN large-scale die-casting machine as the research object, outstanding research base and clamping shaft and press to shoot axis.Firstly introduce the shaft of the classification and material and size determine well and strength check; secondly according to mould stroke and pressure injection stroke of the determined frame size as well as base material.Keywords:Die-casting machine; the overall layout; stand目 录第一章 绪论11.1 课题背景及目的11.2 现状和发展趋势11.2.1 国内外压铸机发展状况11.2.2 压铸设备发展趋势21.3 压铸机机座的基本介绍31.4 设计过程及研究内容41.5 本章小结4第二章 轴的设计52.1 轴的简介52.3 轴的结构设计62.3.1 轴上零件的的装配62.3.2 轴上零件的定位72.3.3 轴的直径的计算82.3.4 轴的长度的确定92.4 轴与型板配合精度的设计102.5 轴的性能强化处理11第三章 螺纹的设计123.1 螺纹的简介123.1.1 螺纹的分类介绍与选择123.1.2 螺纹的参数介绍123.2 轴端螺纹的设计143.2.1 合模轴轴端螺纹设计143.2.2 压射轴轴端螺纹设计153.3 螺纹连接的防松163.3.1 螺纹连接的防松类型和选用163.4 螺纹链接的预紧183.5 螺纹连接的强度校核193.5.1 静强度校核193.5.2 疲劳强度校核19第四章 型板的设计224.1 型板的选材224.2 型板的结构设计224.2.1 动模型板的结构设计224.2.2 定模板的结构设计234.2.3 压射端固定型板结构设计244.3 型板的宽度设计244.3.1 动模型板的宽度计算244.3.2 定模型板的宽度计算25第五章 型板与底座的链接设计265.1 连接方式类型及选用265.2 螺钉的强度校核285.2.1 螺钉的剪切应力校核285.2.2 螺钉的挤压应力校核29第六章 底座的设计316.1 底座的选材316.2 底座尺寸的设计326.3 底座的结构设计336.3.1 典型结构设计336.3.2 底座内部支撑设计346.3.3 隔板的强度校核35第六章 机座的布局设计36第七章 结论37参考文献38致谢39第一章 绪论1.1 课题背景及目的 从上世纪80年代末开始,因为车辆、信息、航天航空、电子等技术实物的进步,推动了经济全球性的节奏,同时反过来巨大的推动了车辆、信息、电子、工业、民用、制造、航天、深海、采矿等工业的极大发展。随着相关行业的快速进步,同时随着有特色优势、来源丰富的铝和今在相关行业的广泛使用,也大力促进了铸造行业中压铸业的发展。出于面对这些形势,许多工业先进的国家也就争相研发压力铸造设备和开发新的的压力铸造技术,从而推动了压力铸造设备和压铸技术取得极大的发展和进步。铝和今压铸实物的发展形势是精度性、轻量性、节能环保、安全可靠、更优良的性能。用铝和今取代钢铁作汽车结构件,大大减少汽车重量,减少油耗,也减少废气排放对环境的污染。并使汽车具有更好的性能、安全和舒适感。应用压铸新技术,可满足汽车压铸件的要求:高性能、高延性、高强韧、能热处理、能焊接。近年来,随着汽车行业的不断发展,对先进制造技术和“车身轻量性”的要求越来越高,而目前汽车车身大多采用冲压和焊接来制造车身板件,结构复杂,需要多套冲压模具,成形工艺流程长,成形成本高。而通过对压铸机尤其是大型压铸机的研究可以探讨实现将支柱外壳整体压铸,从而获得了优异的车体刚性和易操作性等性能,成形工艺流程短,成本低,可以制造大尺寸复杂的零件。不仅可以促进我国新兴大型压铸机产业的快速发展,还可有效满足当前市场需求,促进我国低碳环保业及相关产业链快速发展,具有良好的社会效益和经济效益,同时对于促进经济社会可持续发展有着长远的意义。本设计以100000KN冷室卧室压铸机的机座作为研究课题,要求针对大型制造业机座工艺要求,重点开展压铸机机座的整体设计、关键零件设计以及总体布局设计。通过对本设计的研究,可以掌握冷室卧式压铸机机座的设计、了解到压铸机的发展以及应用的相关知识、对于压铸机行业以及其在汽车上的应用得到了解、对于以后职业发展和规划有所帮助;熟练CAD、Pro/E等一系列造型软件,理解和学会应用相关学科的基础理论知识和专业技能、培养自己综合运用所学基础和专业基本理论、基本方法分析和解决相关工业实际问题的能力,独立思考和独立工作的能力获得培养和提高,对于我们培养严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风,树立正确的设计思想,更快适应未来的生产工作具有重要意义。1.2 现状和发展趋势 1.2.1 国内外压铸机发展状况 1、我国压铸机发展现状:随着我国的汽车、家用电器、电子通讯等行业,特别是随着汽车工业的快速发展,带动了我国压铸行业以前所未有的速度向前发展。压铸机的设计水平、技术参数、性能指标、机械结构、制造质量等都有不同程度的提高,某些指标已经达到或接近国际水平,正在向大型性、自动性和单元性进军。目前中国压铸机年产量5600台,其中冷水机3300台,制造能力居世界第一。我国现有压铸机中,从数量上、10000kN及以上压铸机占2,80009000kK压铸机占5,50007000kN占13,35004000kN压铸机占20,3000kN及以下压铸机占60。在3000kN以下的压铸机中,冷室压铸机约占70。中小型压铸机仍以国产为主,大型、超大型、精密型压铸机和镁合金压铸机国外品牌占较大比重。2010年中国压铸件产量已达到了172万吨,占全球压铸件产量的12%左右。中国有压铸企业5000多家,其中上规模的有几百家。压铸件产量最大的达7万吨,年销售额20多亿。年产压铸件1万吨,销售额超过3亿的企业有几十家。2、国外压铸机发展现状在世界压铸机制造行业中,瑞士的Buehler公司首先发明了抛物线压铸系统,此后相继出现了实时闭环控制和CNC压射端。近年来,日本的东洋公司又开发了一种具有局部压射功能的压射铸造系统。国外许多有压铸机生产能力的公司都把高新技术应用于压铸机上,在实时压射控制压铸机出现后,欧美几家公司对其进行不断改进,形成性能可靠的系列实物。目前,这些公司把力量转向为用户提供全方位的技术支持。目前国外产有多种先进的压铸机。其对二级快速压射过程实现了闭环控制,可进行压射过程实时调控,并在高能充型,克服冲击波及机床的刚性方面均有良好的表现。在压铸吨位、压射结构、超高速、超低速压铸等方面都比我国压铸技术先进许多。1.2.2 压铸设备发展趋势 压铸机生产功能伴随着压铸实物的复杂程度、技术要求、压铸材料品种、经济效益的增加而不断改善和发展,最终又以压铸工艺的改进体现出来,仍继续沿着20世纪6070年代预测的向大型性、自动性和现代性的方向发展。这三个发展趋势是相互联接在一起的。大型性是适应压铸件尺寸和重量日益扩大的要求而研发的。如日本东芝公司便将其实物的最大规格从33000kN提高到36000kN,日本宇部和意大利Italpress公司则分别将其实物提高到40000kN和47000kN。这种压铸件的模具成本和铸件的压铸成本都很客观,势必对外在和内部质量的要求都很高,且其铸件成本和加工成零件的成本之价差很大,一旦一批压铸件中少数几个在加工后因为在冶金质量和外部缺陷报废,其经济损失和时间耽误,都可能是在这一批压铸件所无法弥补的,所以这就要求大型压铸件的压铸废品率要控制在3%以下。由此可知,大型性包括了高品质性。所谓自动性是为了最大限度地排除人为因素对压铸件质量的影响,高效稳定地压铸出优质的压铸件,改善压铸操作者的劳动条件;所谓现代性就是把现代高新技术(CAD/CAM、新材料技术、触变成形技术等)引入压铸机技术、压铸模设计、制造及压铸生产工艺,取代过去凭经验选择和不能及时发现压铸生产过程变性的工艺参数以及凭目视和测量尺寸等传统手段来确定铸件质量等盲目等盲目性较多的手工操作,使压铸生产走向科学性。将来压铸机产业势必朝着自动性、系统性、环保节能方向发展。首先,压铸机在性能、精度、控制系统方面需要提高,配套方面的装置和品种需要进一步完善,最终实现无人操作或一人操控多台设备。其次,压铸产业需要向清洁生产,建立绿色环保的压铸单元。再次,压铸行业需要发展多远性的压铸新技术,如挤压铸造、半固态压铸等高密实的压铸法,研究更大型的,吨位更大的压铸机,最后,压铸机的配套性需要进一步完善,尤其是与高档模具的配合,需要研究人员的积极跟进。1.3 压铸机机座的基本介绍 压铸机机座主要是由动模型板,定模型板,压射固定型板,合模轴,压射轴,底座等六个部分组成。1. 动模型板动模型板主要是用于固定合模轴,一般采用45钢。为合模机构提供动力的液压系统会通过动模型板,型板起到固定的作用。2. 定模型板 动模型板主要是用于固定合模轴和压射轴,以及对定模模板的固定。定模型板受到的力比较大因此在设计时它的宽度应该设计的比其他型板大。3. 压射固定型板位于压射端,主要作用还是固定。在固定压射轴的同时也固定了压射系统,压射系统过大时一般会在机座上增加支撑。4. 合模轴合模轴的主要作用是对合模系统中的动模板起到一个导向的作用,合模时动模板在轴上向前滑动,开模时向后滑动。因此对轴的精度和粗糙度有较高的要求。5. 压射轴压射轴的主要作用就是对压射端的固定。6. 底座在压铸机中底座的作用很重要,底座起到的是对整个压铸机机体的支撑。机座设计的选材与工艺对压铸机的抗震性有很大的影响。因此在设计时对材料的选择和成型工艺都因该进行考虑。1.4 设计过程及研究内容 本次设计的研究目标是完整完成100000kN大型冷室卧式压铸机的机座设计和整体布局其中包括说明书、装配图、零件图等,达到设计成果可以直接用于生产。设计时首先对合模轴、螺纹以及型板等典型零件进行设计分析。其次是对底座的结构设计以及尺寸设计分析确定各个部位的尺寸;最后是对机座的整体布局进行设计,确定压铸机各个部分的安装位置。根据设计的方案,用 CAD 绘制装配图及相关典型零件图;最后整理资料撰写论文。 1.5 本章小结 本章主要介绍了课题研究背景及目的,简单概括了压铸技术的发展现状以及未来发展的趋势,明确了液压系统原理和压射原理,明确设计过程和研究内容,为接下来的工作奠定了基础。 - 38 -第二章 轴的设计2.1轴的简介轴时组成机器的主要零件之一。一切作回转云顶的传动零件(例如齿轮和涡轮等),都必须安装在轴上才能进行运动及动力传递。因此轴的主要公用时支撑回转零件及传递运动与动力。按照承受载荷的不同,轴可以分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中即承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴。这类轴在各种机器中最为常见。只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。心轴又分为转动心轴和固定心轴两种。只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。轴还可按照曲线形状的不同,分为曲轴和直轴两大类,曲轴通过连杆可以将旋转运动改为往复直线运动,或者相反的运动变换。直轴根据外形的不同,可以分为光轴和阶梯轴两种。光轴形状简单,加工容易,应力集中较少,但轴上的零件不易装配和定位;阶梯轴则正好跟光轴相反,因此光轴主要用于心轴和传动轴,阶梯轴主要用于传动。在压铸机中,合模部分的轴在压铸合模的时候受到轴向的合模力,在开模的时候受到轴向的张力,在压铸机中主要起到固定的引导的作用。2.2轴的选材轴的材料主要是碳钢和合金钢。刚轴的毛胚多数用轧制圆钢和锻件,有的则直接用圆钢。由于碳钢比合金钢廉价,对应力集中的敏感性较低,同时也可以用热处理和化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度,故采用碳钢制造轴尤为广泛,其中最常见的是35、45、50等优质碳素结构钢应用最广泛,其中最常见的是45钢。为了改善其性能通常进行调质处理及淬火和回火。合金钢比碳钢具有更高的的力学性能和更好的淬火性能。因此在传递大动力,并要求减少尺寸和质量,提高轴的的耐磨性,以及处于高温或低温条件下工作的轴,常采用合金钢。 在一般情况下工作温度下(低于200度),各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差不多,因此在选择钢的种类和决定钢的热处理方法时,所根据的时强度与耐磨性,而不是轴的弯曲或扭转刚度。但也应当注意,在既定条件下,有时也可以选择强度较低的钢材,而用适当增大轴的截面面积的方法来提高轴的刚度。 各种热处理方法以及表面强化处理(如喷丸,滚压)对提高轴的抗疲劳强度都有显著的效果。高强度铸铁和球墨铸铁容易做成复杂的形状,且具有廉价,良好的吸震性和耐磨性,以及对应力集中的敏感性较低等优点,可用于制造外形复杂的轴。对于机座上的合模轴和压射轴,出于实际情况和经济情况的考虑选用45钢。参考机械设计手册可以知道其材料力学性能如下表1-1所示。表1-1 45钢的主要力学性能材料牌号热处理抗拉强度极限屈服强度极限弯曲疲劳极限剪切疲劳极限许用弯曲应力 45调质640MP355MP275MP155MP60MP为了提高轴的各种力学性能,更好的满足使用要求,在选用时对材料进行调质处理。其力学性能图上表所示。2.3轴的结构设计轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部的结构尺寸。轴的结构设计主要取决于;轴在机器中的安装位置及形式;轴上安装零件 的 类型、尺寸、数量以及和轴的连接方式;载荷的性质、大小、方向及分布情况;轴的加工工艺等。由于影响轴的结构的因素较多,且其结构形式又要随着具体情况的不同而异,所以轴没有标准的结构形式。轴的结构应该满足;轴和安装在轴上的零件要有准确的工作位置;轴上的零件应便于安装和调整;轴应该具有良好的制造工艺性。2.3.1 轴上零件的的装配在压铸机合模机构中的轴(以下简称合模轴),轴上装配的有圆螺母、型板,其中型板与合模轴的配合方式为过度配合。具体如下图2-1所示;图2-1 轴上零件装配与轴的结构示意图上图1-1中从左到右依次为圆螺母、动模型板、固定模型板。螺母起到的是固定作用,限制轴的左右滑动、以及轴的转动(螺母上安装有螺钉后面会讲到)通过螺母的固定才能够使得轴更好的定位。两块型板起到的作用是定位作用,限制轴的左右和上下的移动。2.3.2 轴上零件的定位为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动,要对零件进行轴向或周向的定位以保证正确的工作位置。1.零件的轴向定位轴向零件的轴向定位是以轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖和圆螺母等来保证的。利用轴肩定位是最方便最可靠的方法,但采用轴肩就会使轴的直径变大,而且轴肩处将因截面突变而引起应力集中。另外,轴肩过多时也不利于加工。因此轴肩定位多用于轴向力较大的场合。轴肩定位的高度一般取为h=(0.07-0.1)d,d为与零件相配处的轴的直径。套筒定位结构简单,定位可靠,轴上不需要开槽、钻孔和切制螺纹,因而不影响轴的疲劳强度,一般用于轴上两个零件的定位,如两零件的间距较大时,不宜采用套筒定位,以免增加套筒的质量及材料用量。因套筒与轴的配合较松,如果周的转速太高是不宜使用。轴端挡圈定位适用于固定轴端零件,可以承受较大的轴向力。轴端挡圈可以采用单螺钉固定等固定方法。圆螺母定位可以承受大的轴向力,但是轴上螺纹处有较大的应力集中会降低轴的疲劳强度,一般用于固定轴端零件,有双圆螺母和圆螺母家止动垫圈两种形式。当轴上零件距离较大不宜采用套筒定位是,常采用圆螺母定位。利用弹性挡圈、紧定螺钉以及锁紧挡圈等进行轴向定位,只适用于零件上的轴向力不大之处。紧定螺钉和锁紧挡圈常用于光轴上零件的定位。此外,对于轴承冲击载荷和同心度要求较高的轴端零件,也可以采用圆锥面定位。2. 零件的周向定位周向定位的目的就是限制轴上零件与轴上零件的相对转动。常采用的周向定位零件有键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。综上所述对于压铸机合模轴上的零件即圆螺母的定位我们可以采用紧定螺钉进行定位如下图1-2所示;图1-2 合模轴上圆螺母的定位上图中所选用的紧定螺钉是内六角沉头螺钉。总共有四颗,均布与螺母四周,其尺寸可以根据螺母的大小适当的选取。2.3.3 轴的直径的计算1. 合模轴在合模机构中,合模轴受到的力为100000KN的轴向力,自身重量动模板重量相对较小可以忽略不计。合模轴设计为4根,每根受力为=25000KN.。合模时受到压力的作用,具体受力情况如下图1-3所示。图1-3 合模时轴的受力分析图开模的时候受到的是拉力,拉力大小=25000KN,具体受力情况如下图1-4所示。图1-4 开模时轴的受力分析图根据公式; (2.1)上式中F为轴向力,F=25000KN;为材料的屈服极限,可以通过表1-1中查出=355MP;R为轴的半径;将数据带入计算可以得到R=150mm,d=300mm。为了保证安全,查机械设计手册取安全系数为1.5。所以轴的直径为450mm。在取轴的直径的时候可以以此为参考,轴的直径d450,只有满足这个要求的轴才是安全的。2. 压射轴在压射机构中已知轴的总受力为10000KN,设计的轴数量为3根。每根轴的受力为3333KN,其受力分析图和算法与合模轴的算法一样,这里不再重复说明。其计算结果为;d=165mm,即在选用时为了安全可靠d165mm。2.3.4轴的长度的确定轴的长度是由合模的总长度、与两块型板的配合长度、与两个圆螺母的旋合长度和余量来确定的。其中合模的长度已经有合模设计部分的同学算出来其值为6000mm,与动模型板的配合长度为600mm,与定模型板的配合长度为1000,与螺母的配合长度可以参考机械设计机械设计基础课程设计中的螺纹配合长度为了能够更安全的配合可以取值为520mm,,综合上述的内容轴的总长度可以取值为8700mm。具体可以参考下图2-5。图2-5 轴的各部分长度的确定2.4 轴与型板配合精度的设计1.配合种类的选用型板的主要作用就是对轴的定位与固定,型板对轴的定位的精度要求比较高。这影响到动模板与定模板的配合精度,只有将合模轴牢牢地固定才能在后期的工作中不至于发生相对运动,影响轴的相对位置。因此在轴与型板的配合过程中要正确的选用配合种类。配合种类有间隙配合孔;的公差带完全在轴的公差带之上。过度配合;孔和轴的公差带相互交叠。过盈配合;孔的公差带完全在轴的公差带之下。为了满足轴的固定可以选用过度配合或者过盈配合。另一方面,轴的精度有求比较高。因此配合时不宜采用过盈配合,防止安装的时候破坏轴的表面精度以及轴端的螺纹。为此配合种类可以选取过度配合。2.配合基准制的选用配合的基准制有两种,第一种是基孔制;基本偏差为一定的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带构成各种配合的一种制度。第二种是基轴制;基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带构成的各种配合的一种制度。基轴制(基孔制)中ah(AH)用于间隙配合;jzc(JZC)用于过度配合和过盈配合。在合模轴与型板的配合中可以采用基轴制的过度配合即可以选用K7/h6的配合,具体的请看下图2-6。图2-6 合模轴与型板的配合2.5 轴的性能强化处理为了提高轴的各方面性能即强度、刚度、冲击韧性、耐磨性使得轴能够更好的工作一般都会对轴进行强化处理。一般的强化处理方法有热处理和化学热处理。在对合模轴的强化处理中采用热处理中的调质处理即淬火加高温回火,使得材料能够有较高的综合机械性能。轴的表面粗糙度和表面强化处理方法也会对轴的疲劳强度产生影响。轴的表面粗糙度越粗糙,疲劳强度就会越低。因此应该合理的减小轴的表面及圆角处的加工粗糙度值。在合模轴的表面粗糙度中可以取值Ra3.2,以增强轴的疲劳强度。表面强化处理方法有:表面高频淬火等热处理:表面渗碳、氰化、氮化等化学热处理:碾压、喷丸等强化处理。在对合模轴的表面进行强化处理时可以进行表面高频淬火,提高表面硬度和耐磨性。 第三章 螺纹的设计3.1螺纹的简介 3.1.1螺纹的分类介绍与选择螺纹按其截面形状(牙型)分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。其中三角形螺纹主要用于联接,矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。螺纹分布在母体外表面的叫外螺纹,在母体内表面的叫内螺纹。在圆柱母体上形成的螺纹叫圆柱螺纹,在圆锥母体上形成的螺纹叫圆锥螺纹。螺纹按螺旋线方向分为左旋的和右旋的两种,一般用右旋螺纹。螺纹可分为单线的和多线的,联接用的多为单线;用于传动时要求进升快或效率高,采用双线或多线,但一般不超过4线。三角形螺纹主要用于联接,矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动;按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹,一般用右旋螺纹;按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹;联接用的多为单线,传动用的采用双线或多线;按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹等,按使用场合和功能不同,可分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹、专用螺纹等。圆柱螺纹中三角形螺纹自锁性能好。它分粗牙和细牙两种一般联接多用粗牙螺纹。细牙的螺距小,升角小,自锁性能更好,常用于细小零件薄壁管中,有振动或变载荷的联接以及微调装置等。管螺纹用于管件紧密联接。矩形螺纹效率高,但因不易磨制,且内外螺纹旋合定心较难,故常为梯形螺纹所代替。锯齿形螺纹牙的工作边接近矩形直边,多用于承受单向轴向力。根据上面的介绍对于轴端螺纹的设计可以设计连接螺纹中的普通螺纹。其牙型为等边三角形,牙型角为60度。3.1.2螺纹的参数介绍外径(大径)d,与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径。螺纹的公称直径即大径。内径(小径)d1,与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径。中径d2,母线通过牙型上凸起和沟槽两者宽度相等的假想圆柱体直径。螺距P,相邻牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程S,同一螺旋线上相邻牙在中径线上对应两点间的轴向距离。牙型角,螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。螺纹升角,中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角。工作高度h,两相配合螺纹牙型上相互重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离等。螺纹的公称直径除管螺纹以管子内径为公称直径外,其余都以外径为公称直径。螺纹的各种参数可以参考下图,图3-1。图3-1 螺纹参数示意图螺纹各个参数的关系;为螺纹的中经, 为螺纹的计算直径,。P为螺距。H为螺纹原始三角形高度牙型角为螺纹拉力载荷; (3.1)其中;F为拉力载荷;为螺纹紧固件的应力截面积即; (3.2)为材料的最小抗拉强度;3.2轴端螺纹的设计对于螺纹的设计,在满足要求的同时为了方便于计算可以用等比例放大的方式,及在相同材料相同性能等级的条件下,对已知的标准螺纹进行等比例放大,根据公式(3.1)和公式(3.2)不难看出这种方法是可行的。在相同性能等级的相同材料的条件下材料的最小抗拉强度是一样的,因此要增大螺纹的拉力载荷只需要改变螺纹的轴径。在进行等比例放大之前先对轴的材料进行调质处理使它的性能等级能够达到被放大的螺纹的材料的等级。在这里所选用的放大螺纹是性能等级为6.8的M39螺纹。具体的设计内容如下;3.2.1 合模轴轴端螺纹设计1.设计的要轴受的轴向力为100000kn,为了安全取安全系数为1.5即总受周向力为150000kn。单根轴受力为37500kn。(合模部分)查机械设计手册对M39,性能等级为6.8的螺纹进行等比例放大,放大倍数a=64,螺纹公称直径放大倍数为b=8。根据表6-2-20,可粗略算得螺距P放大倍数为6当b=9时,经计算可得=351mm450mm,不满足要求。.当b=12时,经计算可得=416mm450mm满足要求。此时d=507mm、p=24mm、H=sin60xP=20.8mm、=494mm。即合模部分的轴的螺纹最小要取M50724,为了方便计算取M52024具体的如下图3-2所示;图3-2 合模轴螺纹的示意图3.2.2 压射轴轴端螺纹设计对于压射部分已知受轴向力为10000kn,取安全系数1.5,则轴向力为15000kn。每根轴受力为5000kn.轴的直径经计算的d=165mm.查机械设计手册对M39,性能等级为6.8的螺纹进行等比例放大,放大倍数为9,螺纹公称直径放大倍数为=3,螺距放大2倍。当=3时,.d=117mm165mm;不满足要求。当=4时,d=156mm165mm;=187mm165mm满足要求。此时H=7mm,p=8,所以压射部分螺纹可表示为M1958,为方便计算取M2008。具体如下图3-3所示;图3-3 压射轴端螺纹示意图3.3螺纹连接的防松螺纹连接件一般采用单线普通螺纹。螺纹升角(a)小于螺旋副的当量摩擦角。因此,连接螺纹都等满足自锁条件。此外,拧紧后螺母和螺栓头部等支撑面上的摩擦力也有防松作用,所以在静载荷和工作温度变化不大时螺纹连接不会自动脱落。但在冲击、震动或变载荷的作用下、螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失,这样重复多次后就会使连接脱落。在高温会温度变化较大的情况下,由于螺纹连接件和被连接件的材料发生蠕变和应力松弛,也会使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小,最终导致连接失效。防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对运动。防松可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。3.3.1螺纹连接的防松类型和选用常用的防松方法有三种:摩擦防松、机械防松和永久防松。机械防松和摩擦防松称为可拆卸防松,而永久防松称为不可拆卸防松。常用的永久防松有:点焊、铆接、粘合等。这种方法在拆卸时大多要破坏螺纹紧固件,无法重复使用。 常见摩擦防松有:利用垫片、自锁螺母及双螺母等。 常见的机械防松方法:利用开口销、止动垫片及串钢丝绳等。机械防松的方法比较可靠,对于重要的联接要使用机械防松的方法。下面分述如下; (1)摩擦防松 弹簧垫片防松 弹簧垫圈材料为弹簧钢,装配后垫圈被压平,其反弹力能使螺纹间保持压紧力和摩擦力,从而实现防松。螺母拧紧后,螺母拧紧后靠垫圈压平而产生的弹性反力使旋合螺纹间压紧。同时垫圈斜口的尖顶抵住螺母与被连接件的支撑面也有防松作用。特点;结构简单、使用方便。但由于垫圈的弹力不均匀,在冲击、震动的工作条件下,其防松效果较差,一般用于不重要的链接。 对顶螺母防松 两个螺母对顶拧紧后,使旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩擦力的作用。工作载荷有变动时,该摩擦力仍然存在。在对顶螺母中,下螺母螺纹牙受力较小,其高度可以小些,当时为了防止装错,一般其高度相等为宜。其特点为;结构简单,适用于平稳、低速和重在的固定装置上的连接。 自锁螺母防松 螺母一端制成非圆形收口或开缝后径向收口。当螺母拧紧后,收口胀开,利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧。这种防松结构简单、防松可靠,可多次拆装而不降低防松性能。 弹性圈螺母防松 螺纹旋入处嵌入纤维或尼龙来增加摩擦力。该弹性圈还起防止液体泄漏的作用。 (2)机械防松 槽形螺母和开口销防松 槽形螺母拧紧后,用开口销穿过螺栓尾部小孔和螺母的槽,并将开口销尾部搬开与螺母侧面紧贴。也可以用普通螺母代替六角开槽螺母,但需拧紧后再配转销孔,其中这中防松的方法适用于较大的冲击、震动的高速机械运动中的部件的链接。 圆螺母和止动动垫片 使垫圈内舌嵌入螺栓(轴)的槽内,拧紧螺母后将垫圈外舌之一褶嵌于螺母的一个槽内。 止动垫片 螺母拧紧后,将单耳或双耳止动垫圈分别向螺母和被联接件的侧面折弯贴紧,实现防松。如果两个螺栓需要双联锁紧时,可采用双联止动垫片。 串联钢丝防松 用低碳钢钢丝穿入各螺钉头部的孔内,将各螺钉串联起来,使其相互制动。这种结构需要注意钢丝穿入的方向。 (3)永久防松 冲边法防松;螺母拧紧后在螺纹末端冲点破坏螺纹。 粘合防松;通常采用厌氧胶粘结剂涂于螺纹旋合表面,拧紧螺母后粘结剂能够自行固化,防松效果良好。 对于合模轴端螺纹连接的防松,因为其受到的力很大为了更加安全可靠的工作可以选用机械防松,在螺母上打入螺钉使得连接更加的安全可靠。具体如下图3-4所示;图3-4 合模轴端螺纹的防松对于压射轴端螺纹的连接防松,可以采用摩擦防松中的对顶螺母防松,为了更加安全同时在螺母上打入螺钉。具体如下图3-5所示;图3-5 压射轴端螺纹的防松3.4 螺纹链接的预紧绝大多数的螺纹连接在装配时都必须拧紧,使连接件在承受工作载荷之前,预先受到的力的作用,这个预加作用力称为预紧力。预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。适当选用较大的预紧力对螺纹连接的可靠性以及连接件的疲劳强度都是有利的。通常规定,拧紧后螺纹连接件在预紧力作用下产生的预紧应力不得超过其材料的屈服极限的80%。对于一般连接用的钢制螺栓连接的预紧力,推荐下列关系确定;碳素钢螺栓 ; (3.3) 合金钢螺栓 ; 为材料的屈服极限;=355MP为材料的危险截面面积,计算可得合模部分;=53N. 压射部分控制预紧力可以通过测力矩扳手或定力矩扳手,利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。3.5 螺纹连接的强度校核 3.5.1 静强度校核这种紧螺栓连接承受轴向拉伸工作载荷后,由于螺栓和被连接件间的弹性变形,螺栓所受的总拉力并不等于预紧力和工作拉力之和。根据理论分析,螺栓总拉力除了和预紧力、工作拉力F、有关外还受到螺栓的刚度及被连接件刚度等因素的影响。根据公式螺栓危险截面的拉伸强度条件为 (3.4)为螺纹小径; (s为安全系数);其中 与垫片的材料有关金属垫片(0.20.3);皮革垫片(0.7);铜皮石棉垫片(0.8);橡胶垫片(0.9)此处可以采用金属垫片即取值为0.2.,为预紧力前面已经算出。F为工作拉力,合模部分为37500kn。为螺纹小径,为480mm。为螺栓材料的需用拉应力查手册可得为480MPa经计算得=410.26480MPa (合模部分)经计算得=387MPa480MPa(压射部分)都满足强度要求。 3.5.2疲劳强度校核对于受到轴向变载荷的连接,除做上述的静载荷计算外,还应该对螺栓的疲劳强度进行校核。如图3-7所示,当工作拉力在0F之间变化时,螺栓所受到的总拉力将在之间变动,如果不考虑螺纹摩擦力矩的的扭转作用,则螺栓危险截面的最大拉应力为; (3.5) 图3-7 承受轴向变载荷的紧螺栓连接最小拉应力为; (3.6)带入数据计算得; 288000KN应力幅为 ; (3.7)带入数据计算得; 6900KN螺栓的最大应力计算安全系数为; (3.8);螺栓材料的对称循环拉压疲劳极限,查手册得200;试件的材料常数,即循环应力中平均应力的折算系数,对于碳素钢, =0.10.2,对于合金钢,=0.20.3; ; 拉压疲劳强度综合影响系数,如果忽略加工方法的影响,则,此处 为有效应力集中系数,查手册可得=3.9,=0.1; S为安全系数,查手册取1.5 经计算得=1.25公斤/厘米2)的导轨,或弯曲应力较大的(300公斤/厘米2)床身等;HT150的流动性较好,但机械性能稍差,适用于形状复杂而载荷不大的机座。若灰口铸铁不能满足耐磨性要求,应采用耐磨铸铁。用钢材焊接成机架。钢的弹性模量比铸铁大,焊接机架的壁厚较薄,其重量比同样刚度的机座约轻20%50%;在单件小批量生产情况下,生产周期较短,所需设备简单;焊接机架的缺点是钢的抗振性能较差,在结构上需采取防振措施;钳工工作量较大;成批生产时成本较高。根据上述在进行压铸机的型板设计时可以采用45钢。4.2 型板的结构设计4.2.1动模型板的结构设计通过实地的观察与各种资料的查阅可以发现,压铸的型板大多都是一个长方体。他的主要参数有长、宽、高。已知型板上合模孔的相对位置为横向3140mm,纵向为2700mm,设计时考虑到型板还要与底座进行连接固定,左右方向要预留位置。考虑到压射轴的位置上下也预留了一定的位置。动模板型板上面主要有与合模轴配合的通孔通孔直径为520,他们的相对位置如下图4-1所示;以及用于螺母防松的螺钉孔为盲孔。中间的位置还有一个通孔,液压系统液压管的会通过哪里,四周的螺钉孔是用于固定,为盲孔。型板左右两侧有螺钉孔,用于型板与底座的连接。具体的详情如下图4-1所示。图4-1 动模型板的结构4.2.2 定模板的结构设计定模型板的结构跟上图4-1相似,只是多了用于固定压射轴的通孔,以及用于浇筑金属液体的浇筑口。具体的结构如下图4-2所示;图4-2 定模板的结构上图中四个大的通孔与动模板上的通孔大小一样都是直径为520。3个小的通孔则为用于固定压射轴的通孔大小是直径为200的通孔四周的螺钉是用于螺母的防松。中间的两个通孔是浇筑孔,用于压铸用的金属液体就是从该孔通过的。中间的长方形是向内凹进去的具体的可以看右视图图4-3.图4-3 动模型板的左视图4.2.3 压射端固定型板结构设计压射端的固定型板主要是用于固定压射轴以及压射部分的结构。因为其所固定的压射轴受力较小出去节省材料的考虑其长度设计为4500mm,高为5000mm。其上开一个长宽分别为2500mm、2000mm的长方形空洞。具体如下图4-4所示; 图4-4 压射端固定型板结构4.3 型板的宽度设计4.3.1动模型板的宽度计算型板在固定的时候受到的是剪切力,因此在确定型板的宽度的时候可以用剪切应力校核公式计算; (4.1)为总的剪切力;为材料容许的最大剪切应力;为剪切面积。 (4.2)为轴的直径;为型板的厚度;由公式(4.1)和(4.2)得: (4.3)上次中T=37500KN, D=0.52m,查机械设计手册取=155MPa,取安全系数为=4.5 则=34.4MPa。将数据带入式(4.3)得=580mm因此在取值的时候L580mm,为了方便计算取L=600mm。4.3.2定模型板的宽度计算在定模型板中,宽度的确定和上述一样同样的利用式(4.3)计算得;=850mm在取值时L850mm,为了方便计算取值为1000mm。 第五章 型板与底座的链接设计5.1连接方式类型及选用 1. 铆接铆接是一种很早就使用的机械连接。他们主要是由连接件铆钉1和被连接件板2、3组成,有的还需要辅助连接件盖板4.这些基本元件在构造物上所形成的连接部分统称为铆连接缝(简称铆缝)铆接的优缺点;铆钉杆烧红铆合时在压力下膨胀,紧紧填满全孔;冷却时杆身缩短,使两端铆钉头压紧被连接钢板,铆钉杆受一定的初拉力。所以铆钉连接的塑性、韧性和整体性好,连接变形小,传力可靠,承受动力荷载时的疲劳性能好,质量也便于检查,特别使用于重型和直接承受动力荷载的结构。铆钉连接构造复杂,用钢量大,施工麻烦,大铆时噪音大,劳动条件差。目前几乎已不在工程中应用。并未焊接、胶接替代。 2. 胶接胶接是用胶粘剂在一定条件下把预制的元件连接在一起;并具有一定的连接强度。它是较早使用的一种不可拆卸的 连接、如土木利用聚醋酸乙烯乳液粘合木质构成就是一列。但在机械制造中采用胶接的金属构件,还是进50年来发展起来的新兴工艺。胶接 的机理涉及到很多的化学和物理的因素,目前虽有多种理论,但都不能做出圆满的解释,故而尚在积极研究中。随着高分子化学,特别是石油化学工业的迅速发展,胶接理论必将完善。胶接目前多在机床、汽车、拖拉机、造船、化工、仪表、航空、航天、等工业部门中应用。胶接与铆接、焊接比较的优缺点;优点1)质量小(一般可小于20%左右),材料的利用率较高;2)不会使胶缝附近母体材料的金相组织改变,冷却时也不会产生弯曲和变形;3)因为是全部贴合面间的胶粘连接,应力分布较均匀,故而耐疲劳,耐儒变形性能较好;4)能使异性复杂、微小、很薄的元件及金属或非金属构件相互连接;5)所需设备简单,操作方便,无噪声,劳动条件好,老动生产高,成本低;6)密封性比铆接可靠,7)工作温度有特殊要求可达-200+1000度;缺点是;1)工作温度过高时,胶接将随温度的增高而有显著的下降;2)抗剥离、抗弯曲、抗冲击振动性能差;3)耐老化、耐介质性能较差,且不稳定;4)有的胶接剂所需的连接工艺较为复杂;5)胶接件的缺陷有时不宜发现,目前还没有完善可靠的无损检验方法。 3. 焊接焊接的方法有很多种,机械制造中常用的时属于熔融焊的电焊、气焊、与电渣焊,其中电焊应用最为广泛,电焊又分为电阻焊和电弧焊,前者是利用大的电抵压电流通过被焊件时,在电阻最大的接头处引起强烈发热,使金属局部融化,同时机械加压而形成的连接;后者是利用电焊机的抵压电流,通过电焊条与被焊接件间形成的电路,在两极间一起电弧来熔融被焊接部分的金属和焊条,时熔融的金属混合并填充接缝而形成 的连接。焊接的优缺点;1)不需要在钢材上打孔钻眼,既省工省时,又不使材料的截面积受到减损,使材料得到充分利用;2)任何形状的构件都可以直接连接,一般不需要辅助零件。连接构造简单,传力路线短,适用面广;3)焊接连接的气密性和水密性都较好,结构刚性也较大,结构的整体性好;缺点;1)由于高温作用在焊缝附近形成热影响区,钢材的金相组织和机械性能发生变化,材质变脆;2)焊接残余应力使结构发生脆性破坏的可能性增大,并降低压杆稳定承载力,同时残余变形还会使构件尺寸和形状发生变化,矫正费工;3).焊接结构具有连续性,局部裂缝一经产生便很容易扩展到整体。设计焊接结构时,应考虑焊接连接的上述特点,扬长避短。遇到重要的焊接结构,结构设计与焊接工艺要密切配合。 3. 螺钉螺钉按用途可分为连接螺钉和紧定螺钉两类。连接螺钉一般用于受力不大不需经常拆装的零件连接中。它的两个被连接件,较厚的零件加工出螺孔,较薄的零件加工出通孔(沉孔和通孔的直径分别稍大于螺钉头和螺秆的直径),不用螺母,直接将螺钉穿入通孔拧入螺孔中。这种连接图的画法,其拧入螺孔端与螺柱连接相似,穿过通孔端与螺栓连接相似。紧定螺钉作紧固两个零件的相对位置之用。使用时,先把螺钉旋入待固定零件的内螺纹孔中,再把螺钉的末端紧压在另一个零件的表面上(或表面的相应凹坑中),即使这两个零件的相对位置固定下来。开槽和内六角紧定螺钉,适用于不允许螺钉外露的场合,方头紧定螺钉适用于允许钉头露出的场合。以螺钉的压紧力而言,开槽紧定螺钉较小,内六角紧定螺钉次之,方头紧定螺钉较大。锥端螺钉适用于硬度低的零件上;截锥端螺钉适用于压紧面外制有凹坑的零件上;平端和凹端螺钉适用于管形轴(或薄壁零件)上,螺钉的圆柱端旋入管形轴的钉孔中,以便传递较大的载荷。在型板与机座的连接固定中采用内六角紧定螺钉,如下图所示根据型板的宽度大小决定螺钉的数目对于动模型板和压射固定型板螺钉的数目可以取2个M80的螺钉,对于定模型板螺钉数目取3个M80的螺钉,为了能够更好的固定,在螺钉的下面添加垫片。具体的如下图5-1所示; 图5-1 型板与底座的连接方式上图中左边的为动模型板与底座的连接方式(与压射固定型板连接方式相同),其上用3颗内六角圆柱头螺钉连接,右边为定模型板与底座的连接方式根据大小的用5可内六角圆柱头螺钉连接。螺钉下好友垫片,为了能更清楚的观察可以看下图5-2。 图5-2 型板与底座连接左视图5.2螺钉的强度校核5.2.1 螺钉的剪切应力校核在定模板与底座的连接中采用的是3个M80的螺钉,为了使得连接更加安全,在校核的时候只校核一个螺钉的受力即将所有的力作用在该螺钉上。在该螺钉满足校核条件的情况下,剩下的两颗螺钉则是用于预防。受力分析如下图5-3所示。 图5-3 定模板螺钉受力分析 螺钉数目为3; 右端螺钉受力为F=1000N; 螺钉危险截面面积为; =5024 螺钉危险截面剪切应力; MPa 螺钉的剪切强度条件为; 许用剪切应力为; 其中为安全系数取值为1.5,查机械设计手册得8.8级螺钉的屈服极限为640MPa则; =426.6MPa则有 故剪切应力校核安全。5.2.2螺钉的挤压应力校核最短的螺钉紧固螺纹长度为;mm=138.9MPa螺钉挤压强度条件为;许用挤压应力为;取安全系数为1.5,8.8级螺钉的屈服强度极限为640MPa。则;426.6MPa则有;挤压应力校核安全。第六章 底座的设计6.1 底座的选材固定式机器,尤其是大型固型式起重机器,其机座和箱体的机构较为复杂,刚度要求也较高,因而通常都为铸造。铸造材料常用及便于施工又廉价的铸铁(包括普通灰铸铁、球墨铸铁与变性灰铸铁等);只有需要强度高、刚度大时才选用铸刚;当减小质量具有很大的意义时(如运行机器的机座和箱体)才会用铝合金等轻合金。对于运行试机器,如飞机、汽车、拖拉机、及运行式起重机等,减少机体的重量非常重要,故而常用刚或者轻合金型材焊接。大型机座的制造,则常采用分零制造,然后焊成一体的方法。机座材料应根据其结构、工艺、成本、生产批量和生产周期等要求正确选择,常用的有:1.铸铁铸铁容易铸成形状复杂的零件;价格较便宜;铸铁的内摩擦大,有良好的抗振性。其缺点是生产周期长,单件生产成本较高;铸件易产生废品,质量不易控制;铸件的加工余量大,机械加工费用大。常用的灰口铸铁有两种:HT200适用于外形较简单,单位压力较大(p5公斤/厘米2)的导轨,或弯曲应力较大的(300公斤/厘米2)床身等;HT150的流动性较好,但机械性能稍差,适用于形状复杂而载荷不大的机座。若灰口铸铁不能满足耐磨性要求,应采用耐磨铸铁。2.钢用钢材焊接成机架。钢的弹性模量比铸铁大,焊接机架的壁厚较薄,其重量比同样刚度的机座约轻20%50%;在单件小批量生产情况下,生产周期较短,所需设备简单;焊接机架的缺点是钢的抗振性能较差,在结构上需采取防振措施;钳工工作量较大;成批生产时成本较高。压铸机在工作时会有震动,为了保证压铸的时候铸件不受震动的影响提高铸件的质量,在选用机座的材料时应该采用抗震性能较好的材料,同时考虑到机座的整体质量很大底座的单位受压很大,因此在这里底座的材料选用中可以选用上述材料的HT200进行铸造。时效处理时效处理就是在精加工之前,使机座充分变形,消除内应力,提高其尺寸的稳定性。常见的方法有自然时效、人工时效和振动时效等几种,其中以人工时效应用最广。制造机座时,铸造(或焊接)、热处理及机加工等都会产生高温,因各部分冷却速度不同而收缩不均匀,使金属内部产生内应力。如果不进行时效处理,将因内应力的逐渐重新分布而变形,使机座丧失原有的精度。6.2 底座尺寸的设计为保证机座的刚度和强度,减轻重量和节约材料,必须根据设备的受力情况,选择经济合理的截面形状。机座虽受力较复杂,但不外是拉、压、弯、扭的作用。当受简单拉、压作用时,变形只和截面积有关,而与截面形状无关,设计时主要是选择合理的尺寸。如果受弯、扭作用时,变形与截面形状有关。在其它条件相同情况下,抗扭惯性矩Ic越大,扭转变形越小,抗扭刚度越大。在对压铸机的底座尺寸进行设计时,首先要考虑的是底座中都有些什么,都要满足那些要求,其一;在这里已知了合模油箱的大小为60立方米,压射油箱的大小为33立方米。在进行设计时首先要能够满足这两个尺寸的要求。其二压铸机是有合模部分、压射部分、液压系统等几个部分组成,已知合模部分的总长度为6000mm,压射部分的总长度为5000mm并为液压系统预留长度为3200mm的长度用于固定安装液压泵。其三;在第四章中已经对型板的宽度进行了校核各个型板的宽度分别为,动模型板600mm,定模型板1000mm,压射端固定型板600mm。因此底座的总长度可以取值为16400mm。高度的取值主要是为了能够使底座中有足够的容积,以便安放油箱。在这里取值为3125mm。宽度取值的确定在于满足油箱容积的同时能够满足型板的长度,型板的长度前面已经计算出来为4500mm。为此可以由这些数据对底座进行合理的设计,其具体尺寸如下图6-2(a、b)所示;(a)(b)图6-1 底座各尺寸6.3底座的结构设计6.3.1典型结构设计在对机座进行设计时首先要考虑的是机座的结构,机座的结构对机座的整体性能有很大的影响,下面简单介绍机座的几种典型结构。1、方形截面机座:结构简单,制造方便,箱体内有较大的空间来安放其它部件;但刚度稍差,宜用于载荷较小的场合。所以机座应选择合适的壁厚、筋板和形状,以保证在重力、惯性力和外力的作用下,有足够的刚度。2、圆形截面机座:结构简单、紧凑,易于制造和造型设计,有较好的承载能力。3、铸铁板装配式机座:铸铁板装配结构,适用于局部形状复杂的场合。它具有生产周期短、成本低以及简化木模形状和铸造工艺等优点。但刚度较整体箱体机座的差,且加工和装配工作量较大。在压铸机中机座的工作部件的整体形态为长方形,主要是由液压系统、合模系统、压射系统以及机座组成。底座座在压铸机中的主要作用除了承受机体的整体质量外,底座的内部还会放置供液压和压射系统所使用的油箱。因此在对机座的结构的选型时应该选用方形的截面机座。具体的如下图6-1所示; 图6-2 底座的结构设计(主视图)根据实物图以及相关资料的查阅,我们可以清楚的知道压铸机的底座可以分为油箱放置部分,以及落料口等组成。如上图6-1所示;1、2为液压系统的供油油箱;3为机座的落料孔,在压铸的过程中,合模时会有多余的废料溢出,为了方便处理这些废料设计了落料孔,该孔为通孔;4为压射系统的油箱;5为压射位置调整器的通口;6为机座的凸起部分,机座的重量主要集中在此处,为了保护机座的工作性能因此设计了凸起;7为油箱的管道通口。6.3.2底座内部支撑设计封闭空心截面的刚度较好,但为了铸造清砂及其内部零部件的装配和调整,必须在机座壁上开“窗口”,其结果使机座整体刚度大大降低。若单靠增加壁厚提高刚度,势必使机座笨重、浪费材料,故常用增加隔板和加强筋来提高刚度。加强筋常见的有直形筋、斜向筋、十字筋和米字筋四种。直形筋的铸造工艺简单,但刚度最小;米字筋的刚度最大,但铸造工艺最复杂。在压铸机底座的设计中内部的支撑选用的是隔板。因为在底座的设计过程中采用 的成型方法是铸造,而加强筋的铸造工艺太过复杂,不仅增加了铸造的难度还会影响底座的整体铸造因此选用隔板。隔板在机座中的位置为下图6-2所示。图6-3 底座的剖视图 上图中所示的1、2、3均为用于支撑底座的隔板其中1、2隔板的宽度为600mm,隔板3的宽度为1000mm,可通过校核来进行计算。6.3.3隔板的强度校核压铸机的底座承受的主要是位于其上方各个部分的重力,受到的是只是简单的压力作用,因此变形只与截面形状有关。由于所受的重力未知,在这里只假定机座所承受的重力为200吨,经过分配得到支撑定模型板的隔板所承受的重量为50吨。在隔板的两端取长宽放别为x的长度作为受力面积,
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
提示  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:100000KN大型冷室卧式压铸机机座与整体布局设计【说明书+CAD】
链接地址:https://www.renrendoc.com/paper/120950716.html

官方联系方式

2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载   
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器   
4:下载后的文档和图纸-无水印   
5:文档经过压缩,下载后原文更清晰   
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

网站客服QQ:2881952447     

copyright@ 2020-2025  renrendoc.com 人人文库版权所有   联系电话:400-852-1180

备案号:蜀ICP备2022000484号-2       经营许可证: 川B2-20220663       公网安备川公网安备: 51019002004831号

本站为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知人人文库网,我们立即给予删除!