ss机械毕业设计(论文)-不锈钢水槽焊接夹具设计(全套图纸).doc
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1、装订线长 春 大 学 毕业设计(论文)纸不锈钢水槽焊接夹具设计摘要 二十一世纪的制造业面临着顾客需求驱动、不可预测、快速多变和来自全球不断增加的市场竞争,而且竞争不断加剧。市场的不断变化要求制造系统加工的产品品种能够快速变换以满足市场需求。夹具在机械制造中占有重要地位。专用夹具是在夹具零部件高度标准化、规格化、系列化的基础上发展起来的,使用专用夹具可节约夹具设计制造工时和材料、缩短生产准备周期、保证产品质量和提高竞争力。本文就是介绍了在已知一定技术要求的情况下对不锈钢水槽焊接夹具设计的方法与步骤。关键词专用夹具 不锈钢水槽 焊接夹全套图纸,加153893706The Design Stainl
2、ess steel sink welding fixture AbstractThe 21st century manufacturing faces customers demand-driven and the market competition which is unpredictable and rapid changeable, and the competition is growing more and more. Changing market demand manufacturing systems to rapidly changing product processin
3、g products to meet market needs. Jig occupy an important position in the manufacture of machinery. Dedicated jig is developed on the basis of Jig parts highly standardized, mass production, using dedicated jig could save jig design manufacturing hours and materials、short production cycle ready、ensur
4、e product quality and competitiveness. This article introduces the methods and steps for designing stainless steel tanks welding jig according a known technical requirement.Keywords dedicated jig stainless steel tanks welding目录第1 章 绪论 11.1 课题研究的背景 11.2 设计任务与要求 31.2.1设计题目 3 1.2.2设计内容及工作量 3第2 章 结构方案 4
5、2.1 方案的提出 42.2 方案拟定 42.3 方案的确定 5第3 章 结构设计63.1 动力源选择 63.1.1电动机的选择 63.1.2变频器的选择 83.2 部件的选择10 3.2.1滑动螺旋副(丝杠螺母)的选择103.2.2减速机构的选择113.2.3传感器的选择12第4 章 设计计算194.1 椭圆柱的受力估算194.2 丝杠的计算20 4.2.1根据耐磨性计算丝杠各项参数204.2.2丝杠的稳定性计算21 4.2.3由丝杠是受力设计蜗轮蜗杆减速器214.3 减速器传动零件设计224.3.1蜗轮蜗杆设计234.3.2蜗轮蜗杆的计算23 4.3.3减速器箱体结构计算26 4.3.4轴
6、的校核计算274.4 气压组件设计29 4.4.1气压传动的作用及特点294.4.2 气缸的原理30 4.4.3气缸的确定314.5 真空装置的选择334.5.1真空装置的发展与展望334.5.2真空吸盘的选择34第5 章 控制系统设计365.1 控制系统组成365.2 控制系统方案36第6 章 系统评价386.1 系统评价386.2 系统工作时会出现的问题和解决办法386.3 系统改进建议38毕业设计结论39致谢40参考文献41共 页 第 II 页装订线长 春 大 学 毕业设计(论文)纸第1章 绪论1.1 课题研究的背景制造业是国家经济中一个关键性的工业部门,它在建设国家强大的社会物质技术基
7、础中起着十分重要的作用。国家实力的增强和经济的繁荣同制造业所能提供的产品和服务的竞争力密切相关。因此,每个工业化国家都给予制造业以足够的重视,把制造同科学与技术并列为国家经济发展确保的三大研究主题。夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智慧、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 高精 随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度达到5m,夹具支承面的垂直度达到001mm300mm,平行度高达001mm500mm。 高效为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹
8、的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用12秒,夹具结构简化,为机床进行多任务位、多面和多件加工创造了条件。模块,组合 夹具组件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具组件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立组件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿
9、真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与组件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。通用、经济 夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好。机床夹具按夹具特点分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、拼装夹具、通用可调夹具、成组夹具,可重构夹具等。机床夹具装配夹具焊接夹具检验夹具夹 具按工艺过程分类通用夹具一次性使用夹具可多次重复使用夹具专用夹具组合夹具可调整夹具可重构夹具按适用范围和特点分类 图11 夹具组成其中通
10、用夹具已经标准化,在一定范围内可用于加工不同工件,如车床上的三爪卡盘和四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头,铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。组合夹具是指按某一工件的某道工序的加工要求,由一套事先制造好的标准组件和部件组装而成,用完之后可以拆卸存放,或供重新组装新夹具时使用,故具有组装迅速、周期短、能反复使用的特点,适用于小批量生产或新产品试制。拼装夹具是由标准化、系列化的夹具组件,直接按专用夹具的装配方法装配成的专用夹具,适用于多品种、小批量生产;通用可调夹具是指根据不同尺寸或种类的工件,调整或更换个别定位组件或夹紧组件而形成的专用夹具,其加工对象不确定,通用范围较大,适用于多品种、小批量生产。成组
11、夹具是指专为加工成组工艺中某一族(组)零件而设计的可调夹具,加工对象明确,适用于成组加工。专用夹具是指专为某一工件的某道工序的加工而专门设计的夹具,具有结构紧凑,操作迅速、方便等优点。通常由使用厂根据要求自行设计和制造,适用于产品固定且批量较大的生产。现代的专用夹具是伴随着大批大量生产的发展而发展出现的,特别是和汽车工业的发展密切相关。专用夹具的使用,一方面缩短了工序时间,降低了加工成本:另一方面,夹具本身的设计制造工时、材料消耗等又增加了工件的成本。因此,在何种生产条件下使用哪种类型的夹具才是经济合理的,也就是夹具的经济性,一直都是夹具结构发展和设计的一个主要问题。专用夹具的费用分担在大批量
12、生产的每一个工件上是极小的,所以,从事大批量生产的企业都采用专用夹具,在某些领域专用夹具还占有重要的位置。1.2 设计任务与要求1.2.1 设计题目1名称:不锈钢水槽焊接夹具2用途:本夹具可用于加工椭圆柱筒形工件3测量参数:(1)圆柱筒规格 300-500mm(2)壁厚 1-1.5mm(3)椭圆长短轴比 1:2(4)立式结构,快速更换产品4技术要求及技术指标技术要求 生产水槽的规格是300,350,400,450,500,在生产各个规格中需要限制夹具的下降距离,生产时夹具下降距离是82mm,生产时夹具下降距离102mm,生产夹具下降118mm,生产时夹具下降132mm,生产时夹具下降146mm
13、。1.2.2 设计内容及工作量1.设计内容及进度安排:05/10/106/03/20 译文,熟悉题目,调研,收集资料,撰写开题报告06/03/2106/04/10 确定总体方案06/04/1106/04/30 确定各部分参数并绘制草图06/05/0106/05/30 绘制零件图和计算机绘图06/05/3106/06/10 撰写设计说明书06/06/11 准备答辩,答辩2.工作量A0图纸4张,可包括装配图、零件图和控制原理图(最多一张A0);设计说明书2万字;开题报告3-5千字,译文5000汉字;计算程序不少于100条语句。第2 章 结构方案2.1 方案的提出该设备为机电一体化设备,机电一体化系
14、统是由计算机信息网络协调控制的,用于完成包括机械力,运动和能量流等动力学任务的机械和机电部件相互联系的系统,其核心是由PLC控制的,包括机械,电力,电子,气压,光学等技术的伺服系统,它的主要功能是完成一系列的机械运动。每一个机械运动可单独由控制电机,传动机构和执行机构组成的机械子系统来完成,而这些子系统要由PLC协调和控制,以完成其功能要求。因此机电一体化系统的设计要考虑产品的总体布局,机构选型,机构造型的合理化和最优化。依据机电一体化产品的设计原则,拟定以下总体设计布局:PLC变频电机驱动电源降速机构执行机构传感器 图21 传动设计布局2.2 方案的拟定通过在长春客车有限公司调研和多处查阅资
15、料,并通过与指导老师讨论,对本夹具提出以下方案: 方案一:采用电机驱动,用联轴器连接减速器,减速器采用两级锥齿圆柱齿轮减速,经减速器后输出动力,减速器与丝杠连接,由丝杠运动对工件进行加工。方案二:采用电机驱动,用联轴器联结减速器,减速器采用单级蜗杆减速,经减速器后输出动力,减速器与丝杠连接,由丝杠运动对工件进行加工。方案三,采用电机驱动,用联轴器连接减速器,减速器采用两极锥齿轮圆柱齿轮减速,经减速器后输出动力,采用液压传动对工件进行加工。方按四,采用电机驱动,用联轴器连接减速器,减速器采用单级蜗杆减速,经减速后输出动力,再连接液压机构对工件进行加工。2.3 方案确定方案一的优缺点:减速器采用两
16、级锥齿圆柱齿轮减速,传动效率较单级蜗杆高,但是结构较复杂,尺寸大。方案二的优缺点:减速器采用单级蜗杆减速,传动比大,结构紧凑,但传动效率低,用于中小功率。方案三和四的优缺点:采用液压机构与减速器连接是结构比较复杂,而且液压机构本身也比较复杂,对于整个系统的控制也不方便,会使整个夹具本身不够经济。通过方案的比较,考虑该设备的使用要求,应选用第二种方案。此结构原理示意图电动机蜗轮蜗杆减速器丝杠执行机构PLC图22 传动方案第3章 结构设计3.1动力源选择本夹具采用电动和汽压两种方式,受力的圆筒靠丝杠的运动给力。丝杠的运动由电动机通过蜗轮蜗杆减速器提供。3.1.1 电动机的选择1.电动机的类型选择本
17、夹具所需的运动是需要变速的所以一般的三相异步电动机不能满足调速要求,而如果在传动中加入变速箱会是试验台结构变的复杂;如果采用直流电动机虽然能够获得很好的调速效果但对电网的要求过高会使成本提高。综合考虑功能和成本的因素确定,选择变频调速电动机最为合理,既能满足功能要求又不会造成成本过高。2.电动机容量的选择电动机的容量(额定功率)选得合适与否,对电动机的工作和经济性都有影响。容量小于工作要求,则不能保证机器正常工作,或使电动机长期超载、发热而过早损坏;容量过大,则电动机价格高,能力又不能充分利用,由于经常不在满载下运行,效率和功率因子都较低,造成很大浪费。电动机的容量主要根据运行时发热条件决定。
18、额定功率是连续运转下电动机发热不超过许用温度的最大功率,满载转速是指负荷相当于额定功率时的电机转速,同一类型电动机,按额定功率和转速的不同,具有一系列型号。对于长期连续运行的机械,要求所选择电动机的额定功率Ped应大于等于电动机实际工作时的功率Pd,即PedPd。通常可不必校验发热和启动力矩。电动机所需的输出功率为:Pd=Pw/kW式中,Pw为工作机要求的输入功率,kw,为由电动机至工作机的总效率。工作机要求功率Pw,应由机器工作阻力和运动参数计算求得,通常由设计中给定的参数,按下式计算: Pw 或 PkW式中:F为工作机的阻力,;v为工作机的线速度,m/s;T为工作机的阻力矩,Nm;为工作机
19、的转速,r/min;为工作机的效率。由上面公式估算得Pd29kW。根据汽车变速箱实际工况的考虑,选择转速n(04000r/min)以适应不同的试验要求。根据上述条件选择YVP系列变频调速三相异步电动机具体参数如下:3使用条件(1)海拨不超过1000m;(2)环境温度不超过40;(3)电机防护等级IP44;(4)相对湿度:不超过90%(20以下时);(5)工作制:SI连续; (6)绝缘等级:B(或F)级; 图31 电动机(7)电动机的额定电压380V,频率为50HZ,也可根据用户要求确定额定点的电压和频率。4主要技术性能和技术参数对电网频率为50Hz(或60Hz)的电源,其调速范围一般为5Hz1
20、00Hz(或6Hz120Hz)(1:20)。电动机在5Hz50Hz(或6Hz60Hz)输出额定转矩,为恒转矩运行区,在50Hz100Hz(或60Hz120Hz)时输出额定功率,为恒功率运行区。如图32。 图32 电压和转矩特性用变频电源供电在低频时,电动机的起动转矩与额定转矩之比可达1.25倍。5具体选择参数如下:型 号:YVP200L1标称功率( kW):30标称电流 (A):56.9额定转矩(N.m):95.5恒转矩变频范围(H恒功率调频范围(Hz):50-100堵转转矩/额定转矩 :2 转电流/标称电流 :10最大转矩/额定转矩 :2.8 最小转矩/额定转矩 :1.2 3.1.2 变频器
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