毕业设计（论文）-自动回转类刀具钝化装置设计

紫琅职业技术学院毕业设计（论文）PAGE6PAGE2目录毕业设计题目：回转类刀具电解钝化装置结构设计副标题：学生姓名：学号：所在学院：专业、班级：指导教师：完成日期：年月日摘要机械加工在我们的生活中十分常见，是一种较为传统的加工作业方式，在机械行业中具有十分重要的地位。随着机械加工水平的不断提高，先进得到机加工设备以逐步普及，一个好的设备必须要有优秀的切削工具作为支撑，随着刀具行业的发展，近几年人们对刀具的电解钝化工艺变得重视起来，钝化后的刀具其使用寿命大大提高。为此我们针对这一现象，对电解钝化工艺进行分析，设计了一种自动的电解钝化装置。本次设计主要采用的设计软件为Solidworks2016，主要使用三维软件对电解钝化装置进行建模分析，设计了一种自动的对回转类刀具进行电解钝化的过程，通过X轴的位移调节、Z轴的下降上升和旋转模拟了回转类刀具电解钝化从去油-中和-清洗-电解-清洗-油封的过程，通过对关键部件的设计计算选型分析，选择适合本次设计的型号参数，以及对满足最大负载量的强度校核。最后通过三维软件导出二维工程图纸，并将其优化，完成最终的电解钝化装置的设计。关键词：电解钝化装置；三维设计；回转刀具钝化；非标机构设计

AbstractMachiningisverycommoninourlife.Itisamoretraditionalprocessingmethodandhasaveryimportantpositioninthemachineryindustry.Withthecontinuousimprovementofthemachininglevelandthegradualpopularizationofadvancedmachiningequipment,agoodequipmentmustbesupportedbyexcellentcuttingtools.Withthedevelopmentofthetoolindustry,inrecentyears,peoplehavepaidattentiontotheelectropassivationprocessofknives.Afterpassivation,thetool'sservicelifeisgreatlyimproved.Forthisreason,weanalyzethepassivationprocessanddesignanautomaticpassivationdevice.

ThemaindesignsoftwareusedinthisdesignisSolidworks2016.Itmainlyusesthree-dimensionalsoftwaretomodelandanalyzeelectrolyticpassivationdevices,anddesignsanautomaticprocessofelectrolyzingandpassivationofrotarytools.ThroughthedisplacementadjustmentoftheXaxis,thedeclineoftheZaxis,andtherotation,theprocessofpassivationoftherotarytoolfromtheoil-neutral-cleaning-electrolytic-cleaning-oilsealwassimulated,andthetypeselectionanalysiswascalculatedthroughthedesignofthekeycomponents.Selectthemodelparameterssuitableforthisdesignandcheckthestrengthtomeetthemaximumload.Finally,twodimensionalengineeringdrawingsarederivedthroughthree-dimensionalsoftwareandoptimizedtocompletethedesignofthefinalelectrolyticpassivationdevice.

Keywords:electrolyticpassivationdevice;Three-dimensionaldesign;Turningtoolpassivation;Non-standardstructuredesign目录摘要 2Abstract 3目录 41绪论 11.1课题研究的背景资料分析 11.2电解钝化专用机械的发展现状分析 11.3电解钝化专用机械的发展趋势分析 21.4课题的研究目的以及意义 32电解钝化装置的工艺分析和结构方案确定 42.1电解钝化装置的工艺分析 42.1.1金属的钝化 42.1.2金属钝化的特点以及参数 52.2刀具钝化工艺 62.2.1刀具钝化的必要性分析 62.2.2常用的几种刀具刃口分析 72.2.3电解钝化后的刀具刃口 82.2.4刀具钝化的经济性分析 82.3回转刀具电解钝化装置的方案确定 92.3.1钝化液的盛装工具以及电解钝化过程 92.3.2X轴位移机构的设计方案 102.3.3Z轴位移机构的设计方案 112.3.4本次回转刀具电解装置的整体设计 113关键部件的计算选型分析 133.1X轴电机的选型分析 133.2Z轴上升下降机构的设计计算选型分析 143.2.1步进电机的选项资料分析 143.2.2丝杆的选型资料分析 163.3Z轴旋转设计计算 183.3.1转轴的校核 183.3.2轴承的校核 194电解钝化装置的三维建模 224.1Soldworks常用设计指令概述 224.2总装配体的装配及图纸导出 234.2.1总装配体装配 234.2.2二维图纸的导出 25结论 27致谢 28参考文献 30PAGE11绪论1.1课题研究的背景资料分析“创新是第一生产力”，创新带来的驱动力是无穷的。随着科学技术的进步，在诸多领域已经实现机械自动化生产，随着世界科学技术的进步和工业革命的推进，机械将逐渐代替人工，成为生产的第一驱动力。近几年科学改变了我们得到方方面面，比如高铁缩短了我们的出行时间；自动化设备的普及降低了我们工作的劳动力；智能生活设备的发展改变了我们原有的生活方式。智能马桶、扫地机器人、新能源汽车等等这都改变这我们的生活。随着科学技术水平的不断提高，一些用于专门工艺工作的非标设备也逐渐兴起，成为机械设备行业的一个分支。其自动化水平往往较高，随着我过国家政策的不断实时，在各个领域也掀起了改革的势头。刀具钝化装置就是一种非标的专用机械，其在自动化设备的大环境中发展迅速，并集成目前先进的控制手段，逐渐实现了自动化刀具钝化的工序，对着科技的发展，其毕竟也越来越高效、智能。1.2电解钝化专用机械的发展现状分析目前我国在电解钝化装置设计制造行业处于一个瓶颈期，自动化控制水平不高、机械结构不能很好的自主研发，停留在相互模仿和价格较低、利润难求的境地。这种现状也很难制造出适合产品需求的、更加贴合使用者操作习惯的好的设备，必须打破现今阶段，制造企业相互模仿相互相互抄袭的问题，使得自主创新成为变革的大趋势，这也符合我国创新驱动的国家政策，只有企业放下渴望成功渴望利润的心态，从基础做起、加大对新产品的投入和实现科技的创新。

电解钝化装置结合了机械、电气、传感器控制等多种技术。因此，基础理论研究是新技术发展的基础。只有核心技术的发展才能促进自动非标专机的进步，各方面的努力才能促进技术的发展。这样，我国的自动非标专机将逐步走上自主创新的道路。

国产自动非标专机自动化水平低、控制方法落后是常见的问题。只能适用于精度要求较低的情况。高端设备有日本、瑞士、德国等进口设备占据市场，而国内设备只能在很小的市场份额中以低价赢得客户。分析目前我国自动非标专机市场高速发展的情况，恰恰相反，我国自动非标专机制造商的情况相当困难，不难看出市场份额巨大的是进口设备，在国内市场获得较高的利润回报。新车型的发展有强大的资本保证，国内企业销售利润低，消除了销售环节的成本，使企业没有回报。所以我们要不断提高自主创新能力，相信我们有能力在市场上占有较大份额的中高档市场中取胜，打破目前的困境。1.3电解钝化专用机械的发展趋势分析电解钝化装置是一种刚刚兴起的一种非标专用机械，主要用在对刀具的钝化处理，增加其使用寿命，在目前发展处于一个萌发期。通过对相关材料的整理分析其电解钝化装置的发展趋势以及方向主要通过一下几方面分析：（1）、先进的机械制造技术；随着我过制造业水平的不断提高，制造业和制造加工机械的发展世界瞩目，现有的机械制造技术已经完全满足一个好的产品的设计制造过程。机械制造技术是一种研究从产品的设计、生产、制造、销售、回收再利用的整个过程，是一种运用与机械加工制造行业的主要技术参照，具有及其重要的意义。目前我过加工制造行业虽然取得一定成就，比如北京精雕公司生产的雕铣机已经获得了巨大的成功，在精度和外观结构等方面都可以和国外相关企业媲美，但是在高精度、高自动化水平的加工制造设备行业还是较德国、日本、瑞士等发展较早的先进加工制造国家较为欠缺，一些高精度、高标准的加工制造设备还是处于进口的状态。一个好的设备离不开先进的机械加工制造技术，所以说发展先进的制造业技术十分关键。（2）、先进的自动控制系统；一个好的设备离不开控制系统，一个控制系统就向机器的大脑，控制着整个设备的躯体、关节以及神经、动力血液。不管是机械机构、传动系统、传感器、液压气动等动力执行单元都离不开控制系统的控制。目前主要在设备中主要采用的控制方式主要有PLC、单片机、CNC数控系统、PC端控制系统等方式，加大对控制系统的研发以及从业人员得到整体技术水平十分有必要，也是电解钝化装置发展的趋势之一。（3）、健全的加工、销售、售后体系；在企业的管理过程中，一个健全的加工销售体系的建立十分有必要，目前在我国的企业中大多采用日本的先进管理经验，比如加工过程的5S管理。在设备的维护以及售后中，售后不仅能了解自己设备的不足已经设备经常出现的问题，还能与使用者直接沟通，实现设备的升级换代，促进设备的整体水平提高。经过以上几点分析电解钝化装置的发展趋势主要有：高精度的机械加工方式，以提高整体的质量和美观程度；电解钝化装置的先进控制系统设计，提高电解钝化装置的控制能力，使其适用于多种工况条件下、降低劳动者的工作强度，实现智能化、人性化的操作方式；一个好的销售售后标准，一个好的销售售后标准才能走出目前电解钝化装置利润不高、无法与国外设备进行竞争的困难期，增加世界对我过设备的认知程度，实现电解钝化装置行业的利润、数量的高幅度提升。1.4课题的研究目的以及意义本次课题研究的主要是电解钝化装置的结构设计，通过对电解钝化装置结构的设计，掌握机械三维设计绘图的能力，是对自己平时所学知识的检验，通过对电解钝化装置的设计了解在机械结构设计方面的一般方法，通过对资料的检索与分析对比，掌握搜索资料、学习资料的能力，为自己以后进入工作岗位奠定了基础。同时了解并孰自动非标专机行业的工序步骤以及加工作业方式，是自己的知识水平获得全面的提升。本次对电解钝化装置的设计，符合目前型材行业的使用要求标准，通过分析了电解钝化装置的现状和发展趋势，设计了一种刀具电解钝化装置。本次设计的电解钝化装置具有一定的商业价值，该设计能完全适应现今对电解钝化装置的使用要求，具有重要的现实意义和商业价值。2电解钝化装置的工艺分析和结构方案确定2.1电解钝化装置的工艺分析2.1.1金属的钝化钝化理论是在十八十几三十年代人们发现的，虽然经过广泛的研究，直到近几年，其钝化工艺方式以及使用才得到人们的重视。钝化是一种表面突变的过程，在一定环境下，对金属加以电流，由于电流以及电解液的作用是的金属表面或局部阳极电流移动到正点位时，金属表面的活泼的形质发生改变，金属溶解的速率减小，这种现象就是以后总金属钝化现象。金属钝化的两个重要的标志就是：电位快速正移；腐蚀速度快速降低。在钝化过程中其发生阳极钝化曲线如下：（1）AB段，称为活性溶解区阳极反应式如Fe®Fe2++2e（2）BC段，称为钝化过渡区阳极反应式如3Fe+4H2O®Fe3O4+8H++8e（3）CD段，称为稳定钝化区，简称钝化区阳极反应式如2Fe+3H2O®Fe2O3+6H++6e（4）DE段，称为过钝化区阳极反应式如4OH-®O2+2H2O+4e或者钝化膜溶解图2-1阳极钝化曲线2.1.2金属钝化的特点以及参数在金属钝化的过程中，金属钝化的特点主要有一下几个方面。金属的电极电位朝正值方向移动；腐蚀速度明显降低；钝化只发生在金属表面；金属钝化以后，既使外界条件改变了，也可能在相当程度上保持钝态。在金属钝化过程中硬注意，不能简单地把钝性的增加和电位的朝正值方向的移动直接联系起来，如硬铝在盐酸中的电位比铝正，但耐腐蚀性差。不能简单把金属钝化看作是金属的腐蚀速度的降低，因为阴极过程的被阻同样可以减慢腐蚀速度。如汞齐化的工业锌。腐蚀的阻化剂并不都是钝化剂，只有阻化阳极过程进行的阻化剂才是钝化剂。钝化参数以及其表示意义：(1)钝化电流密度，i致(ipp)ipp表示腐蚀体系钝化的难易程度，ipp愈小体系愈容易钝化。(2)钝化电位，Epp阳极极化时，必须使极化电位超过Epp才能使金属钝化，Epp愈负，表明体系愈容易钝化。Ep活化电位(3)维钝电流密度，i维(ip)i维对应于金属钝化后的腐蚀速度。所以i维愈小，钝化膜保护性能愈好。(4)钝化区电位范围钝化区电位范围愈宽，表明金属钝态愈稳定。其钝化过程参数区段如下图所示：图2-2钝化参数图2.2刀具钝化工艺2.2.1刀具钝化的必要性分析刀具钝化是一个非常重要的问题，目前人们还不太重视。主要的是：刀具钝化后能有效提高边缘强度，提高刀具寿命和切削过程的稳定性。众所周知，刀具是机床的“牙齿”，是影响刀具切削性能和刀具寿命的主要因素，除了刀具材料、刀具几何参数、刀具结构和切削使用优化。通过大量的刀具边缘钝化实践，认识到具有良好的刀片类型和叶片钝化质量也是刀具能否快速、更好切割的前提。因此，刀具刀片的状况也是一个不容忽视的因素。在普通或金刚石砂轮的工具边缘研磨后确实有不同程度的微观间隙（即微小的破碎边缘和锯）。前者可以用肉眼和普通放大镜观察到。后者可以用100倍的显微镜观察（有0.010毫米的雕刻线）。微观间隙一般为0.01-0.05毫米，严重者可达0.1毫米。在切削刀具过程中，边缘裂纹易扩展，加速刀具磨损和损伤。

现在高速发展的快速切削机加工设备对刀具的使用提出了更严格的俄要求。目前大多刀具都已经实现了表面涂层处理，在涂层前必须进行刀具钝化，从而保证涂层的稳定性和使用寿命。2.2.2常用的几种刀具刃口分析锐刃：锐刃是一种在刀具加工后，前段和后端自然形成的一种夹角，具有十分锋锐的特点，在使用时，其锐角极易磨损，并且此类刀具主要运用在后期精加工工序中。如图所示锐刃的结构外观图。图2-3一种锐刃的结构外观图倒棱刃：倒棱刃是一种在刀具加工磨削后，在刃角处进行倒角的处理，可以增加其磨削性能和使用寿命，在中方式在麻花钻头中十分常见，工人在对麻花钻头打磨后，最后工序都会给钻头刃倒棱处理。其主要的结构形式如下图2-4所示。图2-4一种倒棱刃结构示意图倒圆刃：倒圆刃和上文中的倒棱刃类似，主要的区别是平面还是圆角的处理，在刀刃处加工一定圆角，提高其整体的抗磨削能力和使用寿命，主要用于粗加工和版精度加工的刀具中使用。其主要的结构原理如如下所示。图2-5一种倒圆刃结构示意图2.2.3电解钝化后的刀具刃口刃口钝化几何形状，对刀具寿命有很大影响：一种为圆弧型刃口，在刃口转角处形成对称圆弧，占80%以上的刀具所采用，适用于粗精加工。一种为瀑布型刃口，在刃口转角处的顶面与侧面比率一般为2:1,为不对称圆弧，适用于恶劣的冲击性加工。圆弧形刃口瀑布型刃口图2-6钝化后效果图2.2.4刀具钝化的经济性分析经钝化的后的刀具使用寿命显著提高，综合比较其钝化成本以及刀具使用寿命以及成本的关系，大略估算刀具钝化的经济性如下。硬质合金可转位刀片：方形d＝15.875，S=4.76,后角0=11°单面钝化，每片刀片售价8元，按平均提高寿命25%，则每片刀片节约价值为2元。陶瓷可转位刀片：方形d＝12.7,S=6.35，后角0=0°，双面钝化，每片刀片售价28元，按平均提高寿命30%，则每片刀片节约价值为8.4元。硬质合金可转位刀片：按平均一次装30片、单面钝化需15分，每小时可钝化120片，每班(按6小时)可钝化720片，每班合1440元，每月(按20天)合2.88万元，一年可钝化17.28万片，创造价值34.56万元。经过对上文的经济性的大略分析估计，刀具钝化对使用企业是节约成本的，而且对与刀具钝化加工企业可以提高收入，两者是一种双赢的局面，所以说对刀具的钝化经济价值十分高，这也是我们加大对刀具钝化的原因之一。2.3回转刀具电解钝化装置的方案确定本次设计的回转类刀具电机钝化的工艺步骤主要是：去油-中和-清洗-电解-清洗-油封的过程，为此我们应设立几个盛装电解液、中和液、清洗液、油封液的装置，并且以φ8铣刀为钝化对象，设计X轴位移机构以满足不同工艺流程钝化工位的需求，设计Z轴上升下降机构，对刀具进行提取、下降的操作、通过Z轴旋转装置，实现对刀具的旋转作用，使其钝化效果更佳。2.3.1钝化液的盛装工具以及电解钝化过程钝化液的盛装工具较为简单，本次设计使用一种多工位槽的形式对不同的钝化液进行盛装操作，其设计材料采用抗腐蚀的材料，诸如在电解池中加入电解液、在油封池中加入防锈油、在去油池加入碱性溶液、在中和池中加入弱酸性溶液、在清洗池中加入清水，检查各反应池中溶液是否达到指定液位；开始电解钝化处理：控制X轴向驱动电机使刀具沿X轴向水平移动至去油池上方，再操控Z轴向驱动电机使刀具沿Z轴方向竖直移动到去油池中，达到工艺参数中设定的刀具长度自动下移距离，使刀具的刀刃完全浸没入碱性溶液中进行去油处理；去油处理完毕后，再操控Z轴向驱动电机和X轴驱动电机A01将主轴移至中和池中进行中和处理，清除刀具上残留的碱性溶液；操控Z轴向驱动电机和轴驱动电机，将刀具移至清水池中进行多次清洗后使其风干；操控Z轴向驱动电机和X轴驱动电机，将刀具移至电解池中，电解电源箱开关自动打开，控制中的电流传感器实时采集电解电流大小，根据电解钝化工艺参数中的电解电流值调节X轴向水平运动，实时调节刀具)阳极与石墨电极板之间的距离控制电流大小符合设置值，待加工时间与实时电流采样积分总值达到初始设定的工艺参数的积分总值，主轴升起，停止钝化加工。操控Z轴向驱动电机和X轴驱动电机，将刀具C09移至清水池中，再次执行清水冲洗操作多次，然后再将刀具移动至油封池上方，主轴上下移动循环一次完成刀具油封，防止刀具锈蚀。本次设计的盛装装置如下图所示：1.电极2.电解池3.油封池4.去油池.5.中和池6.清洗池图2-7钝化液盛装装置2.3.2X轴位移机构的设计方案X轴位移机构主要是通过带动刀具对钝化时不同工艺位置的变换，本次是设计的X轴位移装置，主要是通过同步带机构完成的，其主要结构方式是，哎不仅电机的带动下，实现同步轮的旋转，在同步轮处有与同步轮啮合的单条同步带，并且同步带通过铜锭机构固定在侧板两侧，实现同步带张紧的目的，在同步轮两侧各有两个张紧轮，其主要目的是实现对同步轮与同步带之间的捏哈操作，实现在同步轮的转动下，实现X轴的位移调节。在X轴位移调节过程中，设有直线轴承通过固定在直线轴承两侧的光轴实现对X轴位移装置的固定作用。其主要结构原理图如下所示。图2-8Z轴执行机构图2.3.3Z轴位移机构的设计方案Z轴位移机构主要实现刀具的上升下降旋转动作，本次设计主要是同过步进电机的带动，通过联轴器连接丝杆运动做旋转运动，在丝杆的带动下，实现丝杆上的丝杆螺母的直线运动，从而带动固定在螺母块上的Z轴旋转电机做上升下降的运动，在Z轴旋转电机下端连接有旋转轴承，并与电机输出轴相连接，并使用一种快速的转夹装置实现对回转刀具的快速夹取动作，并在旋转电机的带动下实现刀具的回转运动，其主要的结构图，如下图所示。图2-9Z轴下降回转机构图2.3.4本次回转刀具电解装置的整体设计本次设计的回转刀具电解装置的整体结构主要包块位移调节机构、电解工艺钝化液盛装机构、外壳架体、触摸屏控制机构等机构，本次设计的主要外观结构安排方式如下所示。图2-10本次设计的整体结构图3关键部件的计算选型分析3.1X轴电机的选型分析本次的电机我们采用的是步进电机的驱动，步进电机具有准缺的位置控制方式，在本次微调位置中十分关键。步进电机的设计计算我们来根据其转动惯量和转矩的综合方式来进行计算。本次的步进电机驱动的是一对齿轮传动，然后带动一个转动轴，此转动轴就是负载的转动，我们要计算此转动轴的转动惯量，由于本次的转动轴的最上的平面是个长方形的形状，按照长方体的转动惯量来计算，公式如下式中：按照转动轴上的所有负载的重量，本次要考虑Z轴升降、Z轴旋转的所有重量，本次考虑为得出转动惯量为根据步进电机中的惯性比来确定基本的电机形式。惯性比的计算式如下这里是电机转子的转动惯量，为减速比，这里的电机的转动惯量我们初选为110系列的步进电机的转动惯量为代入上式得出查询选型标准，惯性比为42的符合27系列的步进电机，本次选择的步进电机的型号为2SQ110Q-054K1，此步进电机的电机惯量为，电机的步矩角为3.2Z轴上升下降机构的设计计算选型分析3.2.1步进电机的选项资料分析（1）.驱动模式的选择驱动模式是指如何将传送装置的运动转换为步进电机的旋转。下图所示的驱动模式包括了电机的加/减速时间，驱动和定位时间，电机的选型基于模式图。图3-1驱动模式图（2）.脉冲数的计算

脉冲数是指传动装置将物体从起始位置传送到目标位置所需要提供给步进电机的脉冲数。必要脉冲数按下面公式计算：=200/1*(360/1.8)=40000个脉冲数（3）.电机力矩的简单计算电机力矩＝（负载力矩+加/减速力矩）×安全系数负载力矩的计算负载力矩是指传送装置上与负载接触部分所受到的摩擦力矩。步进电机驱动过程中始终需要此力矩。负载力矩根据传动装置和物体的重量的不同而不同。许多情况下我们无法得到精确的系统参数，所以下面只给出了简单的计算方法。负载力矩可以根据下面的图表和公式来计算。滚轴丝杆驱动按照以下公式来计算图3-2丝杆驱动方式力矩计算图负载力矩的计算公式：由于滚珠丝杆摩擦力较小且由于装配带来的误差摩擦系数难以确定一般计算电机力矩时往往可以忽略不计。利用电机力矩估算公式：=（10KG*0.1cm）/(2*0.9*3.14)*1=0.18[kgf.cm]=9.8*0.18/100=0.018n.mY轴垂直方向的力矩计算公式为：=20kg*0.1*1*2=2kgf.cm=0.2n.m因其步进电机力矩特有的特性，速度越高其扭矩衰减越厉害，也就是说随着转速的提高其力矩时不断减小的。上文确定机械手移动的线速度为0.5m/s,丝杆导程为1.6cm，所以求得在达到最高位移速度的前提下，电机的转速为：电机转速W（转/min）*0.016m/60=0.5m/s求得转速W=22500rad/min根据典型炬频曲线图3-3典型矩频曲线图有图可以看出在步进电机转速为2250转是相应力矩已衰减至0.2n.m由上文计算的获得最高速度0.5m/s的速度时，电机转速为2250转每分，此时力矩为0.2.m满足计算所得力矩。所以电机选型选择静力矩大于2.2n.m的步进电机查阅雷塞电机步进电机样本可选型号为57cme23图3-4雷塞57CME23步进电机参数3.2.2丝杆的选型资料分析滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。根据上文电机计算的最大扭矩2.3n.m、丝杆导程16mm、查阅TBI滚珠丝杆样本：图3-5TBI滚珠丝杆样本查阅上表选择其型号为：SFS01616-1.8其静力矩为552kg.f=55.2n.m满足2.3n.m的要求，可以选用。3.3Z轴旋转设计计算3.3.1转轴的校核在Z轴转动轴端部由转动轴本身产生的变形量约占横向转动轴部件总变形量的60%,因此横向转动轴要求的刚度为：根据《材料力学》有：式中I——转动轴支承之间那一段的当量惯性矩（cm4）；（cm4），图示中D=60mm，d=45mmD和d——转动轴在支承之间那一段的当量外径和孔径。当量外径近似地可以按下式计算，式中——分别为阶梯轴各段的直径和长度（cm）；——跨距，即支承距（cm）；本次的长度按照图示尺寸为214mm——悬伸段长度（cm）；图示尺寸为451mmE——弹性模量（N/cm2）。对于45，E=2.1×107N/cm2。把I和E之值代人，得横向转动轴的刚度为轴的结构设计知，跨距，悬伸段长度，当量外径为：而查《机械设计手册》为：式中——系数，查表得；——阻尼比，查表得；——要求的极限宽度（mm）；则横向转动轴端部A点的刚度要求代人公式有：因为，所以该转动轴的刚度是合格的。3.3.2轴承的校核轴旋转选用深沟球轴承61904基本额定动载荷,基本额定静载荷C轴回转轴所受到的轴向力，周向力，径向力如图3-6所示；图3-6轴承受力图轴承受到的载荷1)由轴的计算结果得，两轴承受到载荷轴承所受的力所以在旋转过程中求轴承当量动载荷和由机械设计手册表13-5分别进行查表或插值计算得径向载荷系数和轴向载荷系数为对轴承1因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13-6，取2、验算轴承寿命，所以按轴承的受力大小验算(3-7)故所选轴承满足寿命要求。4电解钝化装置的三维建模4.1Soldworks常用设计指令概述（1）草图绘制命令草图绘制命令是零件绘制过程的基础，其主要绘制方式与二维绘图软件CAD设计过程相似，主要是通过对点线面的绘制，以及阵列、平移、平行线、曲线、槽口、椭圆的一些草图绘制命令的使用，绘制三维特征命令的基础草图，其中在绘制草图过程中，还有对基于实体的草图转化实体引用的功能，可以对实体上的线形成下次制作特征命令时的草图。（2）特征绘制命令特征绘制命令是建立在草图绘制命令的基础上的，只有建立正确的草图绘制结束后，才能对特征命令进行选择，较为常用的特征选择命令有拉伸、剪切、旋转、圆角、倒角、基准面的建立以及多个草图形成的扫描命令等。其主要的特点是建立在正确的草图绘制基础上，进行特征参数的确定。（3）钣金、焊件等其它特征绘图命令钣金、焊接、模具等特殊命令方式，是在此类零件的绘制过程中用的到。比如在绘制钣金时，常常建立一个基准法兰，然后可以在钣金薄板上进行折弯、冲口、成型、边线法兰、通风口的绘制，其过程简单，制作的钣金件可以进行展开式操作，实现对下料板的尺寸确定。焊件的命令相对较少，主要对焊接架体等部分的绘制，在绘制过程中往往需要建立三维草图，在三维草图中，选择需要添加的型材等部分，自动生成草图形状的架体，在架体绘制结束后可以对角撑板、焊缝的绘制，十分方便间接。模具工具，模具工具主要是一些分型面、直型曲面、曲面缝合、分型线的模具的绘制命令，其较为智能，在模具的绘制过程中简单的对凸模、凹模进行设计。（4）迈迪数据库等插件操作在Solidworks中可兼容的插件比较多，较为常用的有限分析插件Sinmultion、运动仿真插件Montion、外观渲染插件等等，以及外部兼容插件，比如迈迪设计工具，迈迪设计工具是一种十分简单高效的绘制第三方插件，其包含多种传统机构的设计，诸如齿轮副、同步带、链轮、链条、三角带、带轮等等的设计，并具有自动导出材料表的功能，运用好此类插件可以大大的提高设计效率，并可以查阅多种公司的不同三维设计样本，在其中选择自己设计合适的三维模型，十分简单高效，是一种十分有效的设计工具插件。本次设计的诸多标准件就是从此插件中选型并从图库中调出，十分简单。4.2总装配体的装配及图纸导出4.2.1总装配体装配通过前期诸多零件的绘制，在零件绘制完成后进行装配命令的操作，将单一的零件放入装配环境中，一一进行转配，本次装配命令主要是点、线、面、距离等的操作和约束。通过上文对零件图的绘制结束后，进行总装配图的装配操作，通过重合、平行、垂直、距离、高级配合、同心、机械配合等诸多配合关系的设定和选择后，逐个将各零件进行装配操作，在装配操作的过程中，遵循先基准面后线点的转配技巧。在配合中命令除了基本的点线面的重合、距离、垂直、相切、平行等约束命令外，还有高级配合和机械配合，高级配合中主要是通过对称、宽度、行走距离范围、角度位移范围、线性耦合等方式进行。在机械配合中，主要有齿轮的配合、万向节的配合、槽口、铰链、螺旋、凸轮等的配合，可以通过对各种机械机构之间的运动关系进行配合，使用此类命令可以简单的对传动机构的注入齿轮副、齿轮齿条等进行配合命令，模拟齿轮的传动过程。凸轮的命令是通过与凸轮面接触，连杆跟随凸轮面起伏的过程，配合简单实用、快捷方便。本次配合完成的最终效果如下图所示。本次主要装配的机构有剪叉机构、液压缸、自动非标专机、升降底盘等装配操作，完成最后的装配设计模型。其最终的装配模型图纸如下4-1所示。图4-1电解钝化装置的三维建模图致谢PAGE16PAGE254.2.2二维图纸的导出二维图纸通过三维设计软件Soldworks2016进行图纸的绘制完成后，通过工程图命令进行二维图纸的转换，将三维设计模型进行二维图纸的导出，其主要步骤是在二维图纸环境中进行的，首先是对二维图纸图幅的确定，转换图纸比例的确定，和图纸的布局安排等操作，通过自己所学的图纸绘制标准进行合理的标注以及公差、粗糙度、技术要求等的添加，最后转换成制定要求的二维加工图纸格式，实现最总二维图纸的绘制。图4-2电解钝化装置二维装配图图4-3电解钝化装置位移机构部装图结论通过对本次电解钝化装置的结构设计，通过分析对比几种设计方案，确定适合本次设计的最终结构形式，在通过对整体结构的布局与标准件的选择和部分结构的设计选型，最终设计了本次电解钝化装置的机械结构，通过三维软件的使用，提升了自己的三维绘图技巧，学会了一些原先不知道的操作方式，比如诸多插件的使用等。本次设计的电解钝化装置由于本人能力有限，在设计中不可避免得到出现一些错误，这也是我以后需要注意的地方，今后加强学习，比如对三维建模、常用结构设计、运动仿真等方面存在诸多不足，在老师的帮助下基本完成设计要求。本次设计的电解钝化装置诸多不足与错误之处希望大家的改正与批评，我毕当悉心接受，共同探讨，共同进步。致谢经过这几个月的努力，终于把毕业设计做完了，也就意味着我的大学生活即将结束，通过这次毕业设计，感受很多，也学到了很多。首先要感谢我的导师，他在论文的指导及修改给了我极大的帮助和支持。他对这门学科各方面都很精通让我很敬佩，刚开始什么都不会，哪里有问题都会问老师，问题可能很幼稚，但老师还是不厌其烦的解答了我，向老师致以我最衷心的感谢。刚拿到题目时，我对课题充满了新鲜感，但也是感觉自己一无所知。在老师的指导下我查阅了大量关于课题的文献，使我对课题的研究内容和国内外研究进展有了更多的了解，也使我对自己的课题产生了浓厚的兴趣。经过这段时间，我深刻的认识到，自己已经不是什么小