型材鉚接機機械結構設計【全套CAD圖紙+畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應 紙  咨詢 14951605 買對應的 紙  14951605 或 1304139763 畢  業(yè)  設  計 （ 論  文 ）  設計 (論文 )題目：        型材鉚接機機械結構設計        學生姓名：                指導教師：                       二級學院：                  專   業(yè)：                       班   級：                  學   號：                     提交日期：  2016 年    月    日   答辯日期：  2016 年     月    日    金陵科技學院學士學位論文                                                                            目錄  I 目  錄  摘  要  . .  緒  論  . 1 究的背景及意義  . 1 動輾壓的定義及優(yōu)點  . 1 動輾壓研究現狀及發(fā)展  . 2 文研究的目的與內容  . 3 2 總體方案設計  . 4 計要求  . 4 案設計  . 4 術設計路線  . 5 3 主要零部件的設計  . 6 機的選擇  . 6 及軸上零件的設計與校核  . 6 縮液壓缸設計  . 9 接頭的設計  . 15 座的設計  . 17 架的設計  . 17 4 其他方面  . 19 動輾壓變形特征及其力 學分析  . 19 輾件變形時產生的缺陷及防止方法  . 20 5 結  論  . 23 參考文獻  . 24 附  錄  . 25 致  謝  . 26 金陵科技學院學士學位論文                                                                            摘要  材鉚接機機械結構設計  摘  要  所謂擺碾鉚接法，就是用鉚桿對鉚釘局部加壓 ， 并繞中心連續(xù)擺動直至鉚釘成形的鉚接方法?！皵[動輾壓”是一種先進的壓力加工技術和工藝，與傳統(tǒng)壓力加工工藝及技術相比，擺 輾工藝及設備具有不可比擬的優(yōu)越性 。  本文講述了 型材鉚接機機械結構 的設計。首先，通過查閱資料了解現有 鉚接機 的 研究及發(fā)展現狀 ；然后， 在分析 基本原理 基礎上 提出了 擺動碾壓鉚接機 設計方案；接著，對主要零部件進行了設計與強度校核；最后，通過 圖軟件繪制了本 鉚接機 裝配圖及主要零件圖。  通過本次設計，鞏固了大學所學專業(yè)知識，如：機械原理、機械設計、材料力學、公差與互換性理論、機械制圖等；掌握了起重機械產品的設計方法并能夠熟練使用 今后的工作于生活具有極大意義。  關鍵詞： 擺動碾壓； 鉚接 機 ； 液壓缸 ； 設計  金陵科技學院學士學位論文                                                                          of he is by on "is a of of of of to of of in on of is of of of of of be to in is of 陵科技學院學士學位論文                                                                     第 1 章  緒論  1 1 緒  論  究的背景及意義  擺輾技術的新發(fā)展已經引起世界各國的重視。在過去幾年 國際機床展覽會上也不斷有擺輾機展出?？梢姅[輾技術決不是像西德奧穆科公司所說的“已經銷聲匿跡” ， 而正在大力研究并取得新的進展。  擺輾技術開始提出是為了鍛造 ， 英國和波蘭做了大量研究工作 ， 但作為擺輾熱鍛 ， 目前在設備和模具方面尚存在一些問題 ，  還沒有大量使用。我國在這方面作了很多研究 ，在汽車半軸等的擺輾熱鍛方面巳取得了可喜的成績 ， 值得進一步研究。  擺動輾壓成形技術能夠擺輾其他鍛造成形工藝難以成形的零件 ， 如汽車的 端面凸輪、差速器錐齒輪、離合器盤轂、汽車半軸 ， 摩托車的端面齒輪、啟動棘輪、磁電機軸套、單向器飛塊、 差速輪 ， 揚聲器的導磁體 ， 槍械的調節(jié)塞、轉向齒圈 ， 高壓電器的靜觸頭、動觸頭、動觸頭片等形狀復雜、精度要求高的零部件 ， 已經在汽車、摩托車、五金、兵器、電器等行業(yè)獲得了廣泛的工業(yè)應用。因此 ， 應加大研究和推廣擺動輾壓成形技術力度 ，  它不僅有著巨大的經濟效益 ， 并而且也有著廣闊的發(fā)展前景。  動輾壓的定義 及優(yōu)點  所謂擺碾鉚接法，就是 用 鉚桿對鉚釘局部加壓 。 并繞中心連續(xù)擺動直至鉚釘成形的鉚接方法。按照這種鉚接法的冷碾印進 。 又可將其分為軌道鉚接法及徑向铘接法。軌道鉚接法較易理解，它是在圓周運動范圍內進行鉚接的。而徑向 鉚接法較為復雜。它是通過一梅花形的運動而達到碾鉚目的鉚轷的緲軸在中心使鉚釘膨脹，每個梅花形的軌道都通過鉍釘中心點 。 鉚桿接觸面在鉚接金屬上完成一個類似滾壓的運動。  “擺動輾壓”是一種先進的壓力加工技術和工藝，與傳統(tǒng)壓力加工工藝及技術相比，擺輾工藝及設備具有不可比擬的優(yōu)越性：加工時，擺輾力只有傳統(tǒng)鍛造力的 5 20，從而大大減少了設備，廠房，基礎，安裝的費用并可完成普通壓力加工工藝難以完成的薄盤類和復雜形狀零件的成形。因此可以用較小噸位設備代替大型設備。一般說來，它可較普通平鍛機投資低 5 倍以上；較普通鍛錘類設 備效率提高 3 倍以上。同時，擺輾摸具結構簡單，換模方便，模具壽命長也是一大優(yōu)點。擺輾加工后，零件有較好的金屬流線，特別是冷擺輾后，由于冷作硬化使抗拉強度和硬度有較大提高，因此可用低碳合金鋼，成形后達到高碳合金鋼的強度。  （ 1） 產品尺寸精度高、表面質量好：擺碾成形是無沖擊的靜載成形，成形力較小，設備的相對剛度大。通常冷擺碾成形件的尺寸精度可以達到 面粗糙度 可以達到  （ 2） 省力：擺輾是通過連續(xù)局部塑性變形累積實現整體塑性成形，其變形力通常為整體鍛造變形力的 1/51/20。與整體鍛造工藝相比，成形同樣大小的工件，擺輾所需的變金陵科技學院學士學位論文                                                                     第 1 章  緒論  2 形力顯著減小，因而所需擺輾設備噸位小。  （ 3） 適合成形薄盤類零件：擺輾工藝能成形高徑比 H/D 很小、普通鍛造不能成形的工件，特別適合成形薄盤、圓餅、法蘭、半軸類和勾銷等零件，顯著地擴大了鍛造產品的范圍。  （ 4） 生產效率高：擺輾生產率可達到 1015 件 / （ 5） 工作條件好：擺輾屬靜壓成形，無振動，噪聲低，易實現機械化自動化，勞動環(huán)境好。  動輾壓 研究 現狀 及發(fā)展  輾設備研究  目前國內已設計、制造了公稱壓力達 36，  100， 300，  1000，  1600，  2000，  3000，  4000，  6300 規(guī)格的立式擺輾機 ，  公稱壓力從 1000 4000 臥式擺輾機 ，  以及用于冷鉚接工藝的擺輾鉚接機。此外還制成了多用途擺輾機、橫軋 擺輾復合機、轉動輾壓機等。  擺輾機身結構與國外差異較大 ，  除有框架式、四柱式外 ，  還有焊接結構 ; 擺頭結構除有滾動軸承式外 ，  還有球面靜壓軸承式和平面靜壓軸承式。國外擺輾機的擺頭運動軌跡是由內、外兩個偏心圓環(huán)的轉動來獲得的 ，  而國內擺輾機的擺頭運動軌跡主要是采用偏心楔形塊來獲得的。  周德成、王家 勛、張猛、陸其仁、劉漢貴等對擺輾機擺頭驅動電機功率的計算以及擺輾機設備噸位的計算進行了大量研究。  裴偉才、胡亞民、裴興華、程培源、劉漢貴、王廣春等對擺輾機擺動機構的運動學及其運動軌跡進行了詳細的分析研究。  輾成形理論研究  采用電測法、密柵云紋法、光塑性法、網格法以及小孔流入法等方法研究了擺動輾壓變形區(qū)內的應力、應變分布 ，  以及接觸面上的單位壓力分布、切向應力分布 ，  并從模擬實驗中得到了擺動輾壓的變形規(guī)律 ，  將理論分析與實驗結果相結合 ，  得出了擺動輾壓金屬薄件時中心拉薄的判據。采用主應力法、能量法 、上限元法、有限單元法等方法研究了圓柱體、圓環(huán)件擺動輾壓過程中金屬流動規(guī)律 ，  缺陷形成與產生原因 ，  擺輾變形力和力矩計算。  從不同的角度出發(fā) ，  采用幾何分析與工程計算相結合的方法 ，  對圓柱體、圓環(huán)件擺動輾壓的接觸輪廓、接觸面積計算進行了分析研究。  輾機的設計理論  根據彈性力學理論 ，  采用有限元方法對擺輾機機身、 支架 、擺頭的應力、應變分布進行了分析研究。  金陵科技學院學士學位論文                                                                     第 1 章  緒論  3 輾成型發(fā)展  擺輾技術的新發(fā)展已經引起世界各國的重視。在過去幾年國際機床展覽會上也不斷有擺輾機展出?？梢姅[輾技術決不是像西德奧穆科公司 所說的“  已經銷聲匿跡”  ， 而正在大力研究并取得新的進展。  擺輾技術開始提出是為了鍛造 ，  英國和波蘭做了大量研究工作 ，  但作為擺輾熱鍛 ，目前在設備和模具方面尚存在一些問題 ，  還沒有大量使用。我國在這方面作了很多研究 ，  在汽車半軸等的擺輾熱鍛方面巳取得了可喜的成績 ，  值得進一步研究。在擺輾鍛造方面 ，  其發(fā)展傾向是冷溫鍛造 ， 就連多年來一直研究熱輾的英國 司也有向冷溫輾方向發(fā)展的趨勢 ，  這一點是應當引起我們特別注意的。   輾鉚裝技術的發(fā)展 ，  給擺輾技術提供了新的應用領域 ，  它比沖擊鉚接和靜壓鉚接具有更大 的優(yōu)越性 ，  已為各國所重視 ，  并得到了廣泛的應用。  文研究的目的與內容  目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識和專業(yè)基本技能分析和解決實際問題， 內容包括如下：  （ 1）家用鉚接機的設計計算；  （ 2）家用鉚接機裝配圖繪制 ；  （ 3）家用鉚接機零件圖繪制 。  金陵科技學院學 士學位論文                                                              第 2 章  總體方案設計  4 2 總體方案設計  計要求  完成擺碾式液壓鉚接機的機械結構和電機傳動系統(tǒng)設計。包括底座、立柱、電動機、鉚接和液壓缸等幾個部分。電機可帶動鉚接頭旋轉，以降低鉚壓阻力和提高鉚釘頭的品質。  案設計  案設計  根據設計要求 ，提出如下設計方案：  圖  2案 簡圖  作原理  電機通過聯軸器與油缸桿連接，電機轉動時可帶動油缸桿旋轉，油缸桿在液壓油作用金陵科技學院學 士學位論文                                                              第 2 章  總體方案設計  5 下可上下移動，鉚接頭有一定角度實現擺動輾壓  術設計路線  技術設計路線如下：  調研擺動輾壓鉚接機的結構和工作原理根據設計要求確定設計方案設計主要零部件結構尺寸畫出 配圖拆畫各主要零部件的零件圖。  金陵科技學院學士學位論文                                                          第 3 章  主要零部件的設計  6 3 主要零部件的設計  機的選擇  合理地確定 鉚接旋轉 電機 的電動機功率，若功率選的過大，則消耗電力多，造成浪費；選用的過小，則又使 清洗頭 使用效能受 到限制。  在確定電動機功率時，選用公式： N N N切 損電 ；  式中： 動機功率 ，  切 率 ，  損   據對設計提出的要求，本設計 鉚接頭 采用 偏心擺動鉚接 ，線速度 V=35 m/s； 取 鉚接進給量 t 從 0.5   代入計算公式計算：  . 0 . 6 * 3 5 0 . 7 * 3 5 0 . 2 0 . 2 31 0 2 1 0 2 1 0 2 切  據經驗公式，估計空載時所消耗的功率 則   N N N切 損電 =w 根據上述的估算，并考慮 裝備 的效率，應選用 W 的電動機比較合適。  選取電動機型號： 海革新電機廠。  防護等級 作方式 1S ，冷卻方法 絕緣等級 E 級。  及軸上零件的設計與校核  寸與結構設計計算  1）高速軸上的功率 轉速 轉矩 T1  ， 601  ， 2）初步確定軸的最小直徑  先按式3 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料 45 鋼，調質處理。根據機械設計表  112C ，于是得：  1 考慮到鉚壓時有較大壓力，為提高軸剛度 選 51 ， 最小直徑顯然是安裝 聯軸器處的直徑 1d 。取 01 。  3）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度  （ a）為了滿足 大帶輪 的軸向定位的要求 2 軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度金陵科技學院學士學位論文                                                          第 3 章  主要零部件的設計  7 ，取 故取 2 段的直徑 82 ，長度 02 。  (b) 初步選擇滾動軸承。因軸承 只 受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。根據82 ，查機械設計手冊選取 0 基本游隙組，標準精度級的深溝球軸承 6206，故073 ，軸承采用軸肩進行軸向定位，軸肩高度軸肩高度 ，取 ，因此，取 64 。  4）軸上零件的周向定位  查機械設計表，聯接 聯軸器 的平鍵截面 278 。  度校核計算  首先根據軸的結構圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a 值。對于 6206 型深溝球軸承，由手冊中查得 a=17此，軸的支撐跨距為 2 根據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面。先計算出截面 C 處的  M 的值列于下表。  載荷  水平面 H 垂直面 V 支反力 F H 11431 ， H 12622  V 22371 ， V 15162  C 截面彎矩 M 8 5 1 8 532   1 4 5 5 5 1 32  總彎矩   168 646145 551851 85 2222m a 105770  金陵科技學院學士學位論文                                                          第 3 章  主要零部件的設計  8 3）按彎扭合成應力校核軸的強度  根據式 (15上表中的數據  ，以及軸單向旋轉，扭轉切應力，取  ，軸的計算應力   M p aM p 32222   已選定軸的材料為 45質處理。由表 15得 70 1- 。因此 1 ，故安全。  的選擇 與校核  采用圓頭普通平鍵 A 型（  10961979）連接，聯接 大帶輪 的平鍵截面578 ， 10 。齒輪與軸的配合為 76滾動軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為 6m 。  校核鍵聯接的強度 ：  鍵、軸材料都是鋼，由機械設計查得鍵聯接的許用擠壓力為 20  鍵的工作長度 8282221 金陵科技學院學士學位論文                                                          第 3 章  主要零部件的設計  9 P 0577021021311，合適  承 的選擇與校核  （ 1） 按承載較大的滾動軸承選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承的預期壽命取為 ： L'h 29200h 由上面的計算結果有軸承受的徑向力為  軸向力為  （ 2） 初步選擇深溝球軸承 6206，其基本額定動載荷為 本額定靜載荷為  （ 3） 徑向當量動載荷 221211 222222 動載荷為 查得  ，則有  NP r  由 3  31066 滿足要求。  縮 液壓缸 設計  定主要參數  （ 1） 工作壓力的確定  執(zhí)行元件的工作壓力可以根據負載循環(huán)圖中的最大負載來選取，也可以根據主機的類型了確定（見表 3表 3  表 3負載選擇執(zhí)行元件的工作壓力  負載 / 0 工作壓力 / ， 要產生“蘑菇效應”；當 O | ），又因上模處磨擦小 ，  故 r 上 > r 下（ |r 上 |> | r 下 |）， 可見工件上接觸面的塑性條件易先得到滿足 ，  故易形成“  蘑菇頭形”。   1 上蘑菇形：當工件較厚，進給量較小時，因上下模和工件接觸面積不同（上邊小、下邊大），  靠近上模工件上的軸向單位壓力較大，下模處較小，工件上接觸面的塑性條件易先得到滿足 ， 先產生流動，故易形成“  上蘑菇頭形”。   2 下蘑菇形：當工件較厚，進給量很大時，上模接觸面積大，接觸壓力大，故摩擦力也增大，這嚴重阻礙坯料表面金屬的流動。所以開始輾壓時，上接觸區(qū)發(fā)生塑性變形，上模與坯料的接觸面積增大 ，繼而坯料粘合在上模上，成為上模的延伸部分，則坯料在下模接觸區(qū)的部分開始發(fā)生塑性變形，而且下模與坯料開始部分接觸，它們之間的摩擦力小，坯料與下模接觸的部分變形快，易形成下蘑菇形。   3 滑輪形：當坯料的變形部分高徑比較小，且輾壓時有失穩(wěn)現象的發(fā)生時，坯料產生了軸向彎曲，使得坯料與下模也是部分接觸，這部分金屬單位面積壓力增大，達到了材料的屈服極限，因而產生了塑性變形，形成了上下模相對應的上下塑性變形區(qū)，坯料兩頭變形快，中間變形慢，形成了滑輪形。  金陵科技學院學士學位論文                                                                 第 4 章  其他方面  20 圖 4動輾壓工件變形情況  當 工件較薄時 ，  由測試知，上下接觸面上的軸向單位壓力接近，上、下模處金屬可同時滿足塑性條件，金屬可同時沿徑向及切向流動，加上拉彎變形有徑向伸長，于是變形比較均勻，不產生“蘑菇頭形”  。  （ 2）薄件中心開裂  普通圓盤件擺輾過程中 ， 工件中心區(qū)域在水平方向所受正應力均為拉應力 ，  而且該區(qū)域的拉應力值大于工件其他區(qū)域 ， 工件心部的變形方式為切向和徑向伸長、軸向縮短。當變形達到一定程度時 ，  工件中心發(fā)生凹陷 ，  形成了工藝缺陷。  由塑性條件：  1s 可以判定，當 3=   則：  1= （ s，因 =l 知 10 ，即在工件的中心部位存在拉應力（ r=z，  1 = 0）。單位壓力測試結果表明：在工件中心處軸向單位壓力較低，大約是流動應力 s 的 1/4。計算結果中心壓力 p/2變形時往往要產生滑輪形狀，繼續(xù)變形就要產生折迭。若擺輾法蘭長桿件 (如輾壓汽車半軸、勾舌銷件 )，由于露出端過長，擺輾時往往要產生失穩(wěn) ， 使工件彎曲、折迭，進而報廢。在實際生產中，可利用“蘑菇效應”  的兩重性，來加速頭部成形，桿部可采用夾緊或選用合適模具間隙辦法 ， 限制縱向彎曲來生產合格鍛件。我國生產汽車半軸時 ， 桿部均用夾緊機構 ， 以縮短自由端的長度；而生產勾舌銷法蘭長 桿件 ， 則是用限制插入下模中桿與模壁間隙辦法 ， 防止輾壓頭部時桿部的彎曲。取單面間隙為  ， 擺輾頭部成形良好 ， 而桿部不發(fā)生彎曲。  為了提高生產率和防止折迭的產生 ， 應盡量加大每轉進給量 ， 以增大面積接觸率。  件鍛不透   擺輾變形具有表面性質，擺輾變形首先在頭部發(fā)生。當擺頭與工件接觸弧長 a<H 時 ，  會發(fā)生鍛不透的現象。擺輾成型適合于薄件，只有當高徑比小于 形程度在 20 % 左右時，可使變形滲透到整個工件。   為了使變形深透，擺輾時在設備允許的條件下應當盡量加大進給量。如果采用恒功率泵，在熱 輾初期，進給量大，當溫度降低，抗力增大時，進給量可自動減少，從而發(fā)揮擺輾省力的優(yōu)點，又可減少鍬彎，防止折迭的產生。   模中心易龜裂、塌陷  擺輾時，由于壓力分布呈山形規(guī)律，且靠近模具中心較大，因此模具中心受力條件較差，特別是熱輾時更是如此。為了提高熱輾模具壽命，減少龜裂和塌陷，可以采用銀塊模，中心采用特殊材料如 金、 屬陶瓷材料或 溫合金。同時要用食鹽水進行模具冷卻。  金陵科技學院學士學 位論文                                                                     第 5 章  結論  23 5 結  論  這次畢業(yè)設計幾乎用到了我們大學所學的所有專業(yè)課程，可以說是我們大學所學專業(yè)知識的一次綜合考察和評 定 我們對以前所學的專業(yè)知識有了一個總體的認識與融會貫通 。 例如我們在設計過程當中需要用到所學的工程制圖、材料力學、機械工程材料、機械設計、極限配合與公差以及 算機輔助制圖等基礎的專業(yè)知識 。在做畢業(yè)設計的過程中，不僅使我們熟悉了舊的的知識點，還使我們發(fā)現了許多以前沒有注意的細節(jié)問題，而這些細節(jié)問題恰恰是決定我們是否能夠成為一名合格的機械技術人才的關鍵所在。  此外，我感覺兩個月的畢業(yè)設計極大的豐富了我們的知識面，使我學到了許多知識，不僅僅局限于多學的專業(yè)知識 于需要 用到課本外的知識，這要求我們上網或者到圖書館等查閱資料。例如在設計方案時就需要我們對 型材鉚接機機械結構設計 的工作環(huán)境和工作能力等由一定的了解才能選用合適的方案。由于以前沒有注意此方面的問題，所以必須通過實踐認識和查閱資料才能做到更好。  金陵科技學院學士學位論文                                                                        參考文獻  24 參考文獻  1 胡亞民 ， 伍太賓 ， 趙軍華 M重慶大學出版社 ， 2008. 2 李良福 J 1999(4):313 李良福 藝和設備 J 1999(4):334 張如懷 ， 付建華 ， 梁秀春