大直径辊筒双头镗孔专机承载装置和自定心装置的设计【说明书+CAD】
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大直径辊筒双头镗孔专机承载装置和自定心装置的设计【说明书+CAD】,直径,辊筒双头,镗孔,专机,承载,装置,定心,设计,说明书,CAD
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中原工学院毕业调研实习报告毕业设计（论文）调研实习报告题目名称： 大直径辊筒双头镗孔专机 承载装置和自定心装置的设计 院系名称： 机 电 学 院 班 级： 机 自 072 学 号： 200700314207 学生姓名： 邢 家 坤 指导教师: 肖 庆 和 2011年4月前言大四下学期进行的毕业实习主要是在学生初步了解自己毕业设计课题的基础上深入车间、生产现场参观一些和课题相关的机床、机构、工艺流程。同时，也可以向实习车间的技术人员或工程师们进行询问了解，以此来获得更多与课题相关的信息。另外，此次毕业实习内容也包括学生自己进行的课题调研，包括在网上搜索资料，在图书馆查阅的书籍等渠道搜集大量的信息，为后续的课题开展打下好的基础。本文的实习调研报告是对于课题大直径辊筒双头镗孔专机的承载装置和自定心装置的设计展开的，通过在郑纺机对镗锡林、道夫辊筒专机的参观，初步明确了本课题的主要任务和应该努力的方向；通过近两周的搜集、查阅资料对所设计双头镗孔专机加工的零件锡林、道夫有了更深的认识，对专机的承载装置和自定心夹紧机构进行了分析，弄清了课题的关键所在，同时也提出了与课题相关的问题。本实习调研报告主要内容如下：(1)对所参观实习公司进行了简要介绍，分析了两公司的产品特点，各自的生产特点，也对两公司进行了对比分析。(2)课题调研内容有与课题相关的资料、简图，主要部分是对承载装置和自定心装置的分析，并指出了设计方案的关键问题所在。目录一、郑州纺织机械有限公司参观实习-21.1郑纺机简介-21.2郑纺机产品及加工设备的特点-21.3郑纺机所见各种刀具总结-2二、新飞电器实习-52.1新飞电器公司简介-52.2新飞公司产品和加工设备的特点-52.3在新飞车间参观的具体流程-5三、郑纺机和新飞公司生产特点比较-7四、实习小结-7五、课题调研-85.1课题概述-85.2梳棉机种类及发展-85.3 梳棉机的作用及工作流程-85.4梳棉机主关件锡林、道夫辊筒的作用及工艺要求-105.5有关课题的分析-12六、文件检索与应用-17七、参考文献-17一、郑州纺织机械有限公司参观实习1.1郑纺机简介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。产品主要分为两大类，即纺织机械和通用机械，详细分类如下：纺织机械：棉纺设备、浆纱设备、织机设备、染整设备、化纤设备、烘燥设备、非织造布设备等。通用机械：加气混凝土生产线设备、清梳辅机、风电设备等。1.2郑纺机产品及加工设备的特点1.产品特点：以梳棉机、自动抓棉机、混棉机、开棉机、剑杆织机等纺织机械产品为主，以梳棉机为例，主要加工生产的零部件有罗拉、刺辊、锡林辊筒、道夫辊筒、大压辊及盖板等。2.加工设备特点：机床种类较多，加工机床先进，自动化程度高，专机种类较多，如磨锡林、道夫专机C-SPM，镗锡林、道夫专机B-SPM。EWN41-74CKB41.3郑纺机所见各种刀具总结在郑纺机实习的另一在收获就是见到了课堂上所讲过的各种刀具，1刀具的具体种类如下：(a)面铣刀：面铣刀的圆周表面和端面都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装形式可分为整体式、机夹焊接式、可转位式。(b)立铣刀：立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独切削。立铣刀圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削刃。因立铣刀的端面中间有凹槽，故不可做轴向进给。(c)模具铣刀：它的结构特点是球头或端面上不满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可作径向和轴向进给。(d)键槽铣刀：有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心。加工时先轴向进给给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。(e)成形铣刀：一般为特定的工件或加工内容专门设计制造的。(f)鼓形铣刀：切削刃分布在半径为R的圆弧面上，端面无切削刃。2.按铣刀的安装形式可分为带柄铣刀和带孔铣刀：(a)带柄铣刀：分为直柄和锥柄，直径较大的做成锥柄，直径小于20mm的做成直柄，这种铣刀多用于立铣。图1带柄铣刀(b)带孔铣刀：带孔铣刀适用于卧式车床加工，能加工各种表面，应用范围较广。图2 带孔铣刀3.几种典型刀具的结构图(a)硬质合金单刃铰刀图3 硬质合金单刃铰刀(b)可转位硬质合金立铣刀和三面刃铣刀图4 可转位硬质合金立铣刀和三面刃铣刀 (c)三面刃铣刀图5 三面刃铣刀二、 新飞电器实习2.1新飞电器公司简介河南新飞电器股份有限公司，是一家生产经营家用电器、信息安全、专用汽车、工程塑料等多个相关行业产品的跨地区、跨所有制的现代化大型国有控股集团公司。新飞公司是以冰箱、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。2.2新飞公司产品和加工设备的特点1.产品特点：新飞以生产冰箱，冰柜等电器的箱体侧板、箱体内膜、保险盒、内胆、外胆等零部件为主生产电器产品，产品种类多，产量高，产品以冰箱、冷柜的内膜的模具制造为核心。2.加工设备特点：加工设备种类较少，设备先进化程度高，以数控、多面体加工中心、线切割等为主，生产线自动化程度高。2.3在新飞车间参观的具体流程1.无氟冰箱生产具体的工艺流程为：总装上箱总装上门立箱搬压机紧固压机船地线温控插线挂线冲注整形检漏通电进线通电小修通电检查放探头微机测试电性测试，二次检漏测试房出线，分流包装。总装上箱的工艺流程：箱体侧板加工侧板检验箱体侧板与内膜组装发泡；总装上门的工艺流程：门体侧板加工侧板检验门体侧板与内膜组装发泡。提起发泡，讲解人员解释到原来用作发泡液的氟利昂已被现在的环戊烷所取代，原来用作制冷剂的氟利昂也已经被现在的R600a所取代，这些取代品不仅对臭氧层没有破换，而且还大大提高了冰箱的保冷及制冷效果，从而降低了用电量。另外，还提到了新飞产品之所以能够占据很大国内外市场的一个“亮点”，那就是新飞的一个技术创新，所谓的“五好”，即“好心脏(压缩机)、好拉锁(门箱、门体) 、好血管(铜管)、好血液(R600a)、好内衣(发泡剂环戊烷)”，正是因为这“五好”亮点，才使得新飞成为中国冰箱行业的领航者。该无氟冰箱生产的特点是各个环节均实现了自动化，工艺流程衔接流畅、均衡，而且自动化生产线悬空而设，这不仅节约了厂房的建地面积，同时大大提高了生产效率。2.箱体侧板生产车间该生产车间的主要功能是对箱体的侧板进行最初的压平、切割。该生产车间的特点是结构简单，侧板的压平和切割加工自动化程度高。3.箱体内膜初加工车间该车间和箱体侧板生产车间相似，也是一条小型的生产线，具体的工艺流程为：配料成型切割成品堆叠。4.模具中心模具是生产冰箱内膜的核心，也是冰箱技术创新的关键所在。质量保证体系流程图是：生产任务工装设计工艺编制机械加工钳工装配工装调试塑料抛光验收交付。模具中心的特点：模具中心机床种类多，比如五面体加工中心，精密电火花成形机DM7140，慢走丝线切割等大型机床，加工零件精度高。5.保鲜盒加工车间该车间主要是生产冰箱、冷柜中的保鲜盒、果蔬盒等的车间。该车间特点是：主要设备是数控注塑机，注塑模具种类多，对操作工人的技术要求较低，操作人员劳动强度相对较大。6.无氟冷柜生产基地无氟冷柜的生产线具体包括内胆的制作、外胆的制作、隔温层的制作（发泡）、门体发泡。具体介绍如下：a. 内胆的制作：冰柜的内胆主要是一层带凸凹不平纹路的铝箔制成。b. 外胆的制作：冰柜外胆是由0.4-0.8mm的冷轧钢板作成，表面经磷化与喷塑（或喷漆）处理。c. 隔温层的制作：内胆与外胆组合送到发泡工段发泡，发泡的作用主要是保温，聚氨酯发泡塑料是在异氰酸酯黑料、组合聚醚白料的聚合反应中，加入发泡剂在3035温度下发泡而成，发泡时间不超过300秒。d. 门体发泡：发泡原理与作用和隔温层的发泡原理与作用相同。该生产车间特点为：冷柜外壳的加工自动化程度高，生产线( 包括压平、折边、钻孔)先进；车间员工多，工作性质对员工技术水平要求低。三、郑纺机和新飞电器公司产品特点比较郑纺机产品主要以梳棉机、开棉机等大型棉纺机械为主，加工生产零件种类繁多，所用各种加工设备先进，设备齐全且专机较多，数控机床多，生产零件多为轴类、辊筒类等大件，对零件的加工精度和机械加工性能要求高，对工人的技术水平要求较高。而新飞产品主要以冰箱、冷柜等家电为主，产品多样化，加工生产的零件以侧板、内膜、内胆和外胆为主，所用加工设备先进，设备种类较少，生产线设备先进，对员工的技术水平要求不高，手工完成的工作较多。四、实习小结通过对郑纺机和新飞两公司的参观实习，我们对两公司有了简单的了解，对两公司的生产加工车间、生产线的参观对他们产品的特点有了认识，也清楚了车间加工设备的能力和特点，知道了新飞公司冰箱、冷柜等电器的生产流程、工艺路线。郑纺机和新飞形成了鲜明的对比，厂房的破旧、生产缺乏管理、员工积极性不高，而在新飞却看到了另一种精神风貌，看到了一种生机活力，一种现代化的管理。公司的发展不紧在于人才，还在于管理在于激励，在于集体员工的团结，在新飞看到了这样一词QPP：plan of quality and productivity - 质量和生产力计划，这说明公司重视生产的质量，注重生产力。这次参观实习的重点是学习与自己毕业设计课题最相关的知识，通过对车间的专用机床、模具等的观察及向车间师傅的请教，初步掌握与课题相关的知识，了解课题在实际生产中的应用状况。本次实习也收获了很多，对许多机床尤其是专机的了解，对数控机床上所用各种刀具有了更深地接触，通过实习也为毕业设计课题的进展打下了基础。五、课题调研5.1课题概述我的课题是大直径辊筒双头镗孔专机承载装置和自定心装置的设计，在郑纺机的参观实习中了解到大直径辊筒主要是指梳棉机的主关件，即锡林辊筒和道夫辊筒，本课题的主要任务是根据所给辊筒简图进行工艺分析，然后进行承载装置和自定心装置的结构方案设计，计算设计参数并校核。5.2梳棉机种类及发展下面结合参观实习所见及调研资料浅谈梳棉机的种类及发展：梳理机有盖板式和罗拉式两大类，前者有若干根慢行的盖板环列在锡林辊筒的上半周，其优点是锡林辊筒分梳面积大，盖板有除杂作用，加工棉及棉型化纤效果好，故专名为梳棉机。后者有数对荼罗拉和剥取罗拉环列在锡林辊筒的上半周，适用于加工毛、麻、绢丝等较长纤维，故专名为梳毛机。梳棉机双联型，即两台梳棉机串接起来成为一台，目的是提高棉网梳理、除杂、混合的效果。我国20世纪50年代批量生产A186型梳棉机，锡林改包弹性针布，产量为4-6Kg/h。60年代生产A186型梳棉机，锡林改包金属针布，产量为25Kg/h。80年代发展为FA201型梳棉机，产量为30-40Kg/h。我国梳棉机的主要型号有：FA201B型、FA231型、FA203型FA232型。5.3 梳棉机的作用及工作流程以FA201型梳棉机为例介绍梳棉机的作用和工作流程，及梳棉机的技术参数。梳棉机的主要任务有：开松：使棉束单纤维(锡林、盖板)；除杂：清除杂疵、短绒(刺辊区除杂50-60%)；混和：锡林“吸”、“放”功能，使纤维充分混和；成条：制成符合一定规格和重量要求的棉条，圈放在棉条筒内；1.梳棉机的结构简图图6 FA201型梳棉机简图2.梳棉机的主要技术特征机幅：1020mm适用棉卷规格：f550980或FA172A无回花型棉箱加工纤维长度：22-76mm给棉板工作面长度：28, 30, 32, 46, 60mm刺辊直径及转速： f250/930（棉）/ 800 r/min(化)锡林直径及转速： f1290/360(棉) / 330 r/min(化)盖板工作根数/总根数：41/106道夫工作直径/转速： f706/18.9-35.6 r/min道夫快慢速比：4:1剥棉形式/输出速度：三罗拉/37.5-120 m/min条筒尺寸： f600 900/1100总牵伸倍数：68.3-122产量：40kg/台时3.梳棉机的工作流程棉卷棉卷罗拉给棉罗拉和给棉板共同握持刺辊分梳刺辊分梳板梳理除尘刀三角小漏底锡林固定盖板锡林+盖板工作区锡林+前固定盖板道夫剥棉罗拉喇叭口大压辊圈条器条筒5.4梳棉机主关件锡林、道夫辊筒的作用及工艺要求下面结合毕业设计课题题目大直径辊筒双头镗孔专机(承载装置和自定心装置)主要介绍和分析梳棉机的主关件锡林辊筒和道夫辊筒的作用，设计要求及加工工艺及锡林盖板的技术参数。1.梳棉机上锡林辊筒的作用锡林是梳棉机的主要机件，其作用是将刺辊初步梳理过的纤维转移并带入锡林、盖板工作区，作进一步细致的梳理、伸直和均匀混和，并将纤维转移给道夫。锡林由滚筒和梳理齿条组成，FA201型梳棉机滚筒直径为1284mm,包覆齿条后的工作直径为1290mm.2.梳棉机上道夫辊筒的作用道夫的作用是将锡林表面的纤维凝聚成纤维层，并在凝聚过程中，对纤维具有梳理和均匀混和作用。道夫滚筒的结构与锡林相似。FA201型梳棉机的道夫滚筒直径为698mm,工作直径为706mm.由于道夫直径较小，因而对其动平衡、包卷针后滚筒的变形及轴与轴承的要求都比对锡林的要求低。道夫变速装置是为了解决高产梳棉机高速生产和低速生头的需要而设置的。变速装置过去使用快、慢、停三档皮带盘，现发展到双速电机、变频电机和双速电磁离合器等机构。3.锡林的设计要求材料：铸铁或钢板卷焊组成：滚筒、堵头、芯轴大锡林f1290，小锡林f706转速300-500r/min，双列向心球面滚动轴承；小锡林转速大锡林转速，离心力大，除杂能力强，向道夫转移纤维能力提高，但刺辊直径相同时，小锡林抓取弧长S小，抓取和伸直纤维能力差于大锡林；小锡林针面上纤维分布不如大锡林均匀，易产生棉网云斑；小锡林转速高，棉结、短绒增加；故高产梳棉机用大锡林。锡林与刺辊、盖板、道夫间隔距小(0.1-0.2mm)；锡林几何误差、动不平衡、包针布产生中凹变形会影响隔距，造成纤维转移变化，棉网不匀、条干恶化。4.提高锡林刚度的方法：筒体内壁铸有圆环形加强筋或网格形加固筋； 图7 锡林为减小筒体内凹，可将锡林筒体两端在包针布前磨斜成圆锥体，或更改法兰盘（堵头）设计，使其和圆环形筋有相同的刚度。5.锡林前后固定盖板的技术参数：(a)装在锡林前后，与锡林配合分梳纤维；(b)齿片厚0.5-1.6mm；(c)共同串在一根矩形芯棒上，其两侧以夹头固联在铸铁骨架上；(d)齿工作角49，齿距4.47mm，齿尖分布均匀且错开；(e)齿密为90、140、240、620齿/英寸；(f)后固定盖板齿较前固定盖板为稀，进行预梳；前固定盖板对锡林针布上纤维再次梳理，增加平行伸直度。6. 锡林辊筒上针齿的作用锡林、盖板、道夫及固定盖板上都包覆有针布，图8 固定盖板针面对纤维的握持形式有：(a)纤维包绕在针齿工作面上；(b)纤维迂回在多只针齿侧面上；(c)既有包绕，又有迂回；7.有关锡林锡林与盖板隔距宜小不宜大；隔距过大，降低分梳除杂效果，且有浮游纤维在针面间往复搓擦而会生成棉结。盖板花由斩刀剥下；锡林需定时抄针（5-10天）。5.5有关课题的分析及问题的提出1.辊筒的加工工艺要求(a)辊筒应具有足够的刚性，确保在重载作用下，弯曲变形不超过许用值。(b)辊筒表面应有足够的硬度，一般要求达到HRC50度以上，具有较强的耐腐蚀能力。镀层具有抗剥落能力，确保辊筒工作表面具有较好的耐磨性及耐腐蚀性。(c)辊筒工作表面应精细加工，以保证尺寸精度和表面粗糙度。粗糙度应在Ra0.16以上，不能有气孔或沟纹。辊筒工作表面的壁厚要均匀，否则会使辊面温度不均匀，影响制品质量。(d)辊筒的材料应具有良好的导热性，通常采用冷硬铸铁，特殊情况采用铸钢或钼铬合金钢，无论是加热还是冷却，均能达到快速均匀。(e) 因锡林辊筒直径较大，表面速度较高，所以，对锡林的圆整度、锡林与轴的同心度以及锡林滚筒的动平衡等要求较高。(f) 为减小锡林滚筒包卷齿条后的变形程度，FA201型梳棉机将锡林滚筒筒壁厚度加厚至150mm，筒体内壁有5条加高加宽的梯形筋以增加筒体的刚性。(g) 锡林辊筒轴与两端堵头用螺栓夹紧结构，以提高锡林的安装精度。2.锡林辊筒的加工工艺流程锡林有钢板焊接结构或铸铁滚筒两种形式，滚筒两端用堵头和裂口轴套将滚筒与轴连接在一起。目前梳棉机所用锡林辊筒多是整体焊接式辊筒，图9是整体焊接式辊筒的外形图。辊筒的工艺流程大致为：将150mm厚的钢板焊接为圆筒，保证辊筒壁厚均匀在圆筒内壁焊接梯形筋将辊筒进行时效处理以减少残余应力在辊筒的两端分别安装内嵌有裂口锥套的堵头在辊筒两端分别固定一个铁皮盖在大直径辊筒双头镗孔专机(镗锡林、道夫专机B-SPM)上镗辊筒上与轴配合的内孔，并保证孔的在磨锡林、道夫专机C-SPM上磨辊筒的外圆，并保证辊筒外圆的光洁度、圆整度。图9 锡林辊筒的外形图3.双头镗孔专机的承载装置的分析镗锡林、道夫专机的承载装置应该满足以下几点要求：(a)承载装置的两端应该可分别承载锡林辊筒和道夫辊筒；(b)对于大直径辊筒，这种承载装置应该在固定的轨道上可移动以便辊筒的装卸。 (c)辊筒放在承载装置上时，承载装置应能对辊筒起到定位作用，故承载装置上应具有类似V型槽的斜面。(d)辊筒放在承载装置上后，辊筒的中心线与专机主轴的中心线对齐，以此保证镗孔的精度。(e)承载装置应具有足够的刚度，确保长期使用而装置不变形，这就需要根据辊筒的重量及力的作用线来计算出承载装置两支承点的跨距。(f) 当辊筒中心与镗刀主轴中心线对齐时该承载装置应该可以完全固定下来，因此该装置与地面之间应具有锁紧卡死装置。4.自定心装置的分析生产实际中，在轴套类工件上铣键槽及在法兰盘类零件上钻孔等情况均应保证加工部位相对于工序基准对称，根据基准重合原则，应以工序基准即工件上的对称点(线、面)作为定位基准。同时并保证定位基准在整个夹紧过程中是固定不动的，即定心。由此可见，所谓定心夹紧机构，即能保证工件的对称点(线、面)在夹紧过程中始终处于固定准确位置的夹紧机构。因工件定位面存在加工误差，若保证定位基准定心，其夹具定位元件必定可动，并且能随定位表面尺寸的变化相对定位基准作等距离的移近或退出，如三爪定心卡盘，这样才能起到良好的定心作用。故该种夹紧机构的定位元件与夹紧元件是合一的，且定位和夹紧动作同步进行，如此有利于缩短时间，提高效率。定心夹紧机构的种类，按定心夹紧件的性能可分为：刚性定心夹紧机构的定心精度不高，约为0.02-0.16mm,夹紧行程较大，多用于粗加工、半精加工。弹性定心夹紧机构行程小，定心精度高。自动定心机构如三爪卡盘，三个爪是同步运动的，便能实现自动定心。下面列举几种常见的自动定心夹紧机构，并说明自动定心夹紧机构的工作原理，如下所示：图10 锥面钢球定心夹紧机构拧动该定心夹紧机构上方的螺母，可使上下两个锥柱向中间滑动，锥面挤压上下两排钢球向外，并定心和夹紧工件。图11 V形块式螺旋自动定心装置该自动定心夹紧机构利用等螺距的左右螺旋带动两个滑座等速移动向中间夹紧工件。向处分开时，则松开工件。图12 以台阶孔定心的碟形弹簧片车床夹具操作时拧紧该定心机构的螺钉，通过滑套使两组直径不同的弹簧片同时受压，外径涨大，将工件定心平紧。在郑纺机所见镗
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