成型机的设计及主要部件加工.docx
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成型机的设计及主要部件加工
成型机的设计及主要部件加工
摘要
绿色设计是近年来现代设计技术研究的一个热点问题，而且绿色产品在市场上也越来越多的涌现。
譬如可回收生产，可回收性设计就是在产品设计时要充分考虑到该产品报废后回收和再利用的问题，即它不仅应便于零部件的折卸和分离，而且应使可重复利用的零件和材料在所设计的产品中得到充分的重视。
资源回收和再利用是回收设计的主要目标，其途径一般有两种，即原材料的再循环和零部件的再利用。
鉴于材料再循环的困难和高昂的成本，目前较为合理的资源回收方式是零部件的再利用。
而成型机是此生产线的一个重要环节。
因此，它的设计及制造工艺显得极为重要。
其构成的主要部件有箱体、气缸、上下模及凸模支撑板、轴、联接轴、联接板、垫板、轴套、圆柱销等通过对传动器原理及主要零部件---轴的加工工艺进行分析，选出主轴所用的材料，加工所用的刀具、夹具、机床，并且编写出一套工艺规程和工艺卡片
关键词：
绿色产品，绿色设计，人性化设计，主轴， 工艺分析
摘要………………………………………………………………………1
前言…………………………………………………………………….4
第一章成型机
1.1成型机的工作原理……………………………………………………7
1.2成型机的地位和作用…………………………………………8
1.3本次设计的主要内容……………………………………………………8
第二章零件的设计
2.1槽钢的选择………………………………………………………9
2.2轴的设计………………………………………………………10
2.3其他零部件的设计……………………………………………12
第三章导向州的毛坯的选择、绘制毛坯图
3.1毛坯的选择……………………………………………………..15
3.2毛坯制造公差和机械加工余量的确定…………………………16
第四章拟定导向轴工艺路线
4.1定位基准的选择…………………………………………………17
4.1.1粗基准的选择…………………………………………………17
4.1.2精基准的选择…………………………………………………17
4.2工序的集中与分散………………………………………………17
4.3工序的安排………………………………………………………17
4.3.1工艺路线的确定………………………………………………18
第五章机床设备、工艺设备的选用
5.1机床的选择………………………………………………………21
5.2工艺装备的选择…………………………………………………21
5.3量具、检具、量仪的选择………………………………………21
第六章加工余量、工序尺寸和公差的确定
6.1确定工件总长度…………………………………………………22
6.2圆柱各工序的确定………………………………………………22
结论……………………………………………………………………24
致谢……………………………………………………………………26
参考文献………………………………………………………………27
毕业设计任务书………………………………………………………28
论文评阅表……………………………………………………………………30
答辩小组成员表………………………………………………………………31
前言
光阴似剑，岁月如梭。
转眼之间已经到了2012年，而这一年对于我来说却是不同寻常的一年。
因为这一年是我大学即将毕业的一年，同时也是我学生生涯结束的一年，从此我将走上人生的另一个起跑线，向我的人生目标出发。
想起几年前，我对大学的生活还没有一个清晰的认识，大学总是给我一种神秘的感觉，我怀着对大学的向往走进了大学的校门，开始了我的大学生活。
刚刚到大学时，我简直就向是一只被久关在笼中的小鸟突然被放了出来，觉着有梦想变为现实的生活。
回想起来那真的可以用迷茫来形容，在这里没有大量的作业等着你去作，大量的时间可以有自己支配，和技校时代比起来轻松了许多，而这种自由使我无法适应，竟然不知道自己因该做些什么了。
整天的就是逛街、打球，要不就是坐在那里发呆，学习简直成了副业，就这样一直有半年的时间我才逐步地适应了这种生活方式。
在学校的前两年里，学校为我们开了很多的专业基础课，我们也在学习中逐步得认识到了自己所学的专业。
但是在当时跟本就不会去考虑以后的生活，也没有感觉到有什么压力，回想起来那个时候我对自己是多么的不负责任。
到了后来慢慢的我们变的自信和稳重，我们感觉到自己以后要承担很多方面的压力，面对即将到来的各种挑战，不管未来怎样，路上有多少艰难困苦，我们都必须勇敢的面对。
大学生活就要结束了，在这期间发生了很多让自己终生难忘的事情，也结识了很多好朋友。
毕业设计是我们毕业路上的最后一道关卡，同时也是学校对学生的一种检验，也是我们对自己所学专业知识的一次全面的综合运用。
所以我会认真对待这次毕业设计的，细心做好每一步设计内容！
这次设计是我们走向工作岗位前的一次实战演习。
在设计中我们要运用以前所学的各种专业知识和基础知识，结合我们到工厂的实习情况，让自己的能力在这次毕业设计中得到充分的发挥。
同时也是对所学知识的一次总的复习，为我们今后走向工作岗位打下了坚实的基础。
由于我的知识及设计水平有限，故设计中难免出现错误，望各位老师多加指正。
第一章成型机
成型机是各种产品加工中主要的加工技术手段，它的应用很广泛，鉴于我们对包装回收的了解，就设计出这样的一条生产线，他以废纸，植物秸杆等作为原料，进入第一道工序碎浆，原料进入碎浆机后和水搅碎成浆后，进入第二道工序成型，进入成型后将浆沫压成工件的基本形状后进入烘干机，工件的基本，形状进入烘干机以3100~140度的温度在16米的保温管道里进行几分钟的烘干和保温，最后进入第四道工序热压用热压机将工件基本形状压为完整形状，然后检验清洁在出厂。
1.1成型机的工作原理
成型机工作原理人如下图（1-1）所示
（1-1）
成型机主要是完成对包装壳基本模型的成型工作，是本条生产线即碎浆之后的第二到工序。
废粒秸杆等经进水口使碎浆和水进入成型机工作腔内。
因凸模板上面有一层约为3毫米的金属网，在凸模上打有许多小通孔，纸浆和水经小孔过滤后浆沫附在金属网上。
浆进入后，水由凸模板上经排水口流入水箱。
然后由气缸10和气缸活塞杆带动件17，再由件17经件5带动下模板件3与下模向上运动，与上模啮合。
此时应注意上模与下模的啮合情况，如啮合不完全，可通过调节件20调节螺母与件21调节螺栓，使其啮合良好。
上，下模啮合后，下模板上另一个排气进气，上模板上的排气口排出空气，使基本模型吸附在上模上，下模及下模板由气缸与气缸活塞杆推动向下运动，直至复位。
同时上模板排气口进气，使基本模型从上模上脱落，基本模型成型结束，进入下一阶段烘干。
1.2成型机的地位和作用
在现代商品流通的领域中，产品的包装，特别是产品的外包装，具有十分重要的地位。
因为产品的外包装不仅是产品的一件漂亮的外衣，这犹如人们的穿着打扮，以显示其气质、情趣、修养、身价和地位。
因此，产品的包装往往能吸引消费者的购买欲，提高产品的竞争价位，乃至增强企业乐意花费大量投资于产品包装的原因。
据报道，全球每年用于产品包装的费用达500亿美元。
因此，成型机的地位和作用是很重要的。
1.3本次设计的主要内容
绿色包装生产线成型机是产品加工的重要环节，其构成的主要零部件如上图（1-1）所示。
由图可知该成型机的主要部件有：
箱体、上下模、下模支撑板、汽缸、轴、连接板等零件组成，从而完成对产品的加工。
第二章零件的设计
2.1槽钢的选择
1）槽钢的尺寸标注槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。
其规格表示方法，如120X53X5，表示腰高为120毫米，腿宽为53毫米的槽钢，腰厚为5毫米的槽钢，或称12#槽钢。
腰高相同的槽钢，如有几种不同的腿宽和腰厚也需在型号右边加abc予以区别，如25a#25b#25c#等。
其外形和尺寸标注如图（2-1）所示：
图2-1
2）种类和规格槽钢分普通槽钢和轻型槽钢。
热轧普通槽钢的规格为5-40#。
经供需双方协议供应的热轧变通槽钢规格为6.5-30#。
3）主要用途槽钢主要用于建筑结构、车辆制造和其它工业结构，槽钢还常常和工字钢配合使用。
根据设计的要求，本台设备在连接和装配时需要选择不同类型的槽钢进行连接和固定。
根据机械设计手册GB707-65我们可以选择的槽钢类型有:
[63X40X4.8L=15
[140X60X8L=1200
[126X53X5.5L=2604
[120X53X5L=1200
[120X53X5L=2080
[120X53X5L=680
[120X53X5L=1994
槽钢的尺寸选择出来以后，将槽钢用焊接的方法连接起来，同时我们可以设计得出箱体的总体尺寸和形状如下图（3-2）所示：
图（2-2）
箱体零件是机器的基础零件之一，由它将机器和部件中轴、汽缸、轴套等有关零件集合成一个整体。
使它们之间保持正确的相互位置关系，并按一定的传动关系协调的传递运动或动力。
同时由于采用焊接在一起所以经分析其综合性能拟采用Q235钢。
2.2轴的设计
对于本设备来说，轴的主要作用是起连接和调整作用，并不承受有太大的力，所以根据设计需要并查设计手册我们对轴进行设计：
1.连接轴
零件17为一个连接轴，其作用使将连接板和凹模连接起来，上面有调节螺母，当凸凹模配合以后，之间间距不均匀时，可以通过调节螺母20使满足要求。
第一段用于连接，所以要车有螺纹，长度为L1=120mm,选用M24X1.5的普通螺纹。
第二段L2=135mm,直径为30mm,第三段L3=55mm，其中螺纹长度为35mm，选用M24X1.5的普通螺纹
L总=L1+L2+L3=120+135+55=310mm
通过对材料的综合性能及经济性的分析，因其主要其连接作用，所以只需要足够抗拉强度即可因此采用45钢。
其表面粗糙度值和尺寸偏差可根据需要从手册中查出。
经设计可得出该连接轴的图形如下图（2-3）所示：
图（2-3）
2.导向轴
该轴将上下模板及其上面的板连接到一起，并且轴的下面部分在箱体里面，所以凹模的上下移动主要使靠5轴来带动的，因此采用45钢。
第一段用于螺母连接长度取L1=50mm,螺纹选用M40X1.5,第二段很短的一部分与板相连取L2=20mm,直径为42mm,第三段主要用于凸模的导向L3=1200mm,直径为60mm，第四段L4=30mm,直径为42mm，第五段L5=50mm,螺纹选用M40X1.5
L总=L1+L2+L3+L4+L5=50+20+1200+30+50=1350mm
其表面粗糙度值和尺寸偏差可根据需要从手册中查出。
其设计图形和尺寸如下图（2-4）所示：
图（2-4）
2.3其他零部件的设计
1.凸凹模的设计：
对于凸凹模来说，我们设计的原则是根据电视机外壳的形状和尺寸来设计的，所以便于设计，其材料为铝合金，其凸模的上表面和凹模的内表面配合的要求比较高，应有平面度要求，可根据设计手册查得。
根据箱体内部的尺寸设计其形状和尺寸如下图（2-5）所示：
图（2-5）
2.进气口的选择与设计
进气孔由于设计起来成本比较高，并且在市场上随处可以买到，所以我们在市场上可以直接买来使用，其上面的螺纹尺寸应与连接板上的螺纹配合如图（2-6）所示：
图（2-6）
3.连接板的设计
连接板用轴和螺母将其固定，连接模板，使凸凹模能保证一定的位置和平行度的要求。
在上面开有螺纹孔将与进气孔相连，要求螺纹孔直径与进气管相配合，使气体进来将工件取下。
根据设计要求设计其长和高都为800mm，厚度为25mm,上面打有四个直径为25mm的孔并确定其材料为Q235钢。
其设计图形如下图（2-7）所示：
图（2-7）
以上是对该成型机零件具体设计，由于它的零部件较多所以不可能一一的进行分析及加工。
因此，本次加工的对象是该成型机的导向轴。
第三章导向轴的毛坯的选择、绘制毛坯图
在制订工艺规程时，正确的选择毛坯有着重大的技术经济意义。
毛皮的种类不仅影响毛坯的制造工艺设备及制造费用，而且对零件的机械加工工艺。
设备和工具的消耗以及工时定额等都有很大的影响，毛坯的选择对机械重要的影响。
零件的材料再产品设计时已经确定，在制定零件的机械加工工艺规程时，毛坯的选择主要时毛坯的制造方法。
3.1毛坯的选择
提高毛坯的质量，可以减少机械加工余量、降低机械加工成本，但往往会曾加毛坯的制造成本。
毛坯的选择一般主要考虑以下因素：
材料的工艺性能：
毛坯的尺寸、形状和精度要求；零件的生产纲领及现有生产条件。
由于导向轴工作过程中只是作为上下的导向作用，不需要特别的力学性能。
该导向轴径向尺寸不是很大，只是在轴向很长。
而根据该成型机的市场需求，因此它是大批的生产结合本人的经验该材料采用型材。
材料的总长度为=2x单边余量+基本尺寸
经查表得知单边余量为6±1.5mm
故2x6+1350=1362±1.5mm
直径方向需进行三次车削即粗车、半精车和精车才能达到标准，根据以往的经验故确定直径方向的总尺寸为Φ66±1mm
其毛坯图可见工序卡
（1）
3.2毛坯制造公差和机械加工余量的确定
现代机械制造的发展趋势之一是通过毛坯精化使毛坯的形状和尺寸，尽量与零件接近减少机械加工的劳动量，力求实现少无切削加工。
但现在毛坯制造工艺和技术的限制，加之产品零件的精对表面质量的要求越来越高，所以毛坯上某些表面仍需留有加工余量以便通过机械加工达到零件的质量要求。
第四章拟定导向轴工艺路线
工艺路线的拟定是指拟定零件加工经过有关部分和工序的先后顺序。
工艺路线的你定是工艺规程制定过程中的关键阶段，是工艺规程制定的整体设计，其主要任务包括加工方法的确定、加工顺序的安排、工序的分散与集中等内容。
工艺路线拟定的合理与否，不仅影响加工质量和生产率而且影响工人、设备、在、工艺装备及生产场地的合理利用，从而影响生产成本。
它与零件的加工要求、生产批量及生产条件等诸多因素有关，你定是一般提出两种或更多种方案，结合实际情况分析比较，确定较为合理的工艺路线。
4.1定位基准的选择
拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。
为了使所选的定位基准能保证整个加工工序顺利进行，通常先考虑如何选择精基准加工各个表面，重点考虑如何减少工件的定位误差并使夹具结构简单、工件装夹方便。
精基准的选择主要遵循以下原则——精准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则、以及便于装夹。
粗基准主要是选择第一刀机械加工工艺或定位基准，选择时主要遵寻以下原则——保证相互位置要求、保证加工表面加工余量合理分配、便于工件装夹并且粗基准在同一方向上只允许使用一次。
4.1.1粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整，没有毛刺或其他表面缺陷。
本例选择Ф66mm圆柱面作为粗基准来加工第一端面及中心孔。
同时在第一端面加工完后，配合上鸡心夹头作为加工Ф66mm圆柱以为下一道工序做准备。
4.1.2精基准的选择
根据该导向轴的技术要求和装配要求，选择Φ66加工后的表面为加工第二端面、Ф42轴端、M40螺纹的精基准，当这一切加工完之后。
调头同样以另一边的Φ66圆柱面为精基准加工Ф42轴端、M40螺纹。
关于精基准的选择将在工序卡中一一标出来。
4.2工序的集中与分散
工序集中与分散各有特点，确定时要根据生产类型、机床设备、零件结构和技术要求等进行综合分析后选用。
该导向轴的生产类型为大批量生产，可采用机床上的通用夹具及其配用的夹具而运用工序集中原则使工件的装夹次数减少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中可加工多个表面，有利于保证各加工表面之间的位置要求。
4.3工序的安排
安排工序顺序时，不仅要考虑机械加工工序，还应考虑热处理和辅助工序。
机械加工工序一般遵循以下原则——先基准后其他、先粗后精、先主后次、就远不就近等原则。
辅助工序主要包括检验、去毛刺、倒棱、去磁、清洗等。
4.3.1工艺路线的确定
该导向轴将上下模板及其上面的板连接到一起，并且轴的下面部分在箱体里面，所以凹模的上下移动主要使靠5轴来带动的，且采用45钢。
第一段用于螺母连接长度取L1=50mm,螺纹选用M40X1.5,第二段很短的一部分与板相连取L2=20mm,直径为42mm,第三段主要用于凸模的导向L3=1200mm,直径为60mm，第四段L4=30mm,直径为42mm，第五段L5=50mm,螺纹选用M40X1.5如图（2-4）所示
导向轴其工艺路线如下：
工艺路线一
一下料Φ66×1362mm
二车端面车一端面并打中心孔
三粗车外圆粗车Φ42mm外圆
四精车外圆精车Φ42f7mm，并保证R3圆角
五车槽车3×Φ34mm槽
六车外圆车Φ40mm外圆并倒角
七车螺纹车M40×1.5mm外螺纹
八粗车外圆粗车Φ65外圆至Φ61
九精车外圆精车Φ60h9mm
十车另一端面调头车另一端面并打中心孔
十一粗车外圆粗车另一Φ42mm外圆
十二精车外圆精车Φ42f7mm
十三车槽车另一3×Φ34mm槽
十四车外圆车Φ40mm外圆并倒角
十五车螺纹车M40×1.5mm外螺纹
十六倒角倒角
十七检验检验并入库
工艺路线二
一下料棒料Φ66Χ1362mm
二车端面1）车一端面并保证1356mm
2）打中心孔
3）粗车Φ66mm外圆至Φ63mm
三车另一端面1）调头车另一端面并保证1350mm
2）打中心孔
四车外圆1）半精车外圆至Φ61mm
2）精车外圆至Φ60h9mm
五车台阶外圆1）粗车外圆至Φ46mm
2）半精车外圆至Φ43mm
3）精车外圆至Φ42f7mm并保证R3mm圆角
六车槽车3ΧΦ34mm槽
七车螺纹1）车外圆至Φ40mm
2）车M40Χ1.5mm螺纹
八车台阶外圆1）粗车外圆至Φ46mm
2）半精车外圆至Φ43mm
3）精车外圆至Φ42f7mm并保证R3mm圆角
九车槽车3ΧΦ34mm槽
十车螺纹1）车外圆至Φ40mm并倒角
2）车M40Χ1.5mm螺纹
十一倒角倒角
十二检验检验
对零件图的分析可以知道该轴的尺寸精度并不是太高，只有Φ42台阶园精度达到IT7级且对Φ60的同轴度为Φ0.01mm，其表面粗糙度较高达到Ra1.6。
Φ60圆的表面粗糙度达到Ra0.8;其余表面粗糙度精度则是Ra1.6,。
又因该轴是一个中间粗两边细且对称的一个阶梯轴，所以其加工路线大体相同。
根据对该成型机装配图及零件图的充分分析和各种加工工艺方法的分析，因此采用工艺路线二作为本零件的加工工艺。
第五章机床设备工艺装备的选用
机床与工艺装备时零件加工的物质基础，是加工质量和生产效率的重要保证。
机床与工艺装备的选择是制定工艺规程的一个重要环节，对零件加工的经济性也有重要影响。
为了合理的选用机床与工艺设备，必须对各种机床的规格、性能等参数进行了解。
5.1机床的选择
工件的加工方法确定以后，加工工件所需机床类型就已基本确定，由于同一类型机床有多种规格和型号，其性能也并不完全相同，所以加工范围和质量也不相同，只有合理的选择机床才能高效率的加工出合格的产品。
在大批生产的条件下，可以选用高精度、高效率的机床。
本次设计选用的机床为CA6140型车床，当然如果有CY型号的也可以进行加工。
5.2工艺装备的选择
导向轴的生产类型为大批生产，而该轴又可在机床所配有的工艺设备上装夹及加工（卡盘、中心架、鸡心夹头各种刀具等），且都能保证轴加工精度及表面粗糙度，因此不需要特别的设计工装夹具。
5.3量具、检具、量仪的选择
该导向轴属大批生产，对于M40的螺纹用螺纹环规进行测量以节省时间，且他各部分检验均选用通用量具。
依照极限尺寸判断原则设计的量规成为光滑极限量规（简称量规）。
检验空用的称为塞规。
检验检验螺纹用的称为螺纹规。
检验外螺纹用的叫环规，环规由通规和止规组成，通规和止规成对使用。
量规用可分为工作量规、验收量规和校对量规。
工作量规是指工件在加工过程中用于检验工件的量规，应该以新量规或磨损量小的量规作为工作量规，以提高精度保证合格率。
验收量规是指验收者所使用的量规，为了使更多的合格件的已验收，应该使用磨损量大且已接近磨损极限的通规和接近最小实体尺寸的止规。
第六章加工余量、工序尺寸和公差的确定
工件的加工工艺路线确定后，在进一步安排各工序的具体内容时，就要对没到工学进行详细设计，其中包括正确的确定每道工序应保正的工序尺寸。
而工序尺寸与加工余量有着密切的关系。
合理选择加工余量，对确保加工质量、提高生产率和降低生产成本都有重要的意义。
余量过小，不能完全切除上道工序留在加工表面的缺陷层和各种误差。
余量过大，不仅增加了机械加工量，降低生产率而且浪费材料和能源，加剧刀具磨损，是成本上升。
确定加工余量的方法有计算法、查表法、经验法。
计算法考虑问题全面，但计算时需查阅大量参考资料和数据。
因此，浪费时间故不经常采用。
但由于本人经验有限故查表并结合经验进行设计。
6.1确定工件总长度
材料的总长度为=2x单边余量+基本尺寸
经查表得知单边余量为6±1.5mm
故2x6+1350=1362±1.5mm
直径方向需进行三次车削即粗车、半精车和精车才能达到标准，根据以往的经验故确定直径方向的总尺寸为Φ66±1mm
其他加工余量可有经验确定。
6.2圆柱各工序尺寸的确定
1）圆柱两端面的的加工尺寸
圆柱两端面不需经过特殊的加工与处理，第一端面加工后只需保证总尺寸为1356±1mm即可。
第二端面加工则需保证图纸上的尺寸要求1350mm
2）Φ42圆柱各工序尺寸的确定
粗车至Φ46±0.5mm
半精车至Φ43.6±0.3mm
精车至Φ42mm
3）3xΦ34槽个工序尺寸的确定
该槽没有公差要求可按未注公差进行加工。
4）螺纹的各工序尺寸的确定
车削至Φ40然后用螺纹车刀加工至M40x1.5mm
5）Φ60圆柱各工序尺寸的确定
粗车至Φ63±0.5mm
半精车至Φ61±0.2mm
精车至Φ60
6）倒角
工序上有标注的按标注进行倒角，没有标注的按技术要求进行倒角。
结论
通过这次毕业设计，我感觉收获很多。
在设计中对机械传动的几种工作形式有了更进一步的了解，通过这次设计我懂得了如何把自己所学的知识和现实的设计相结合，并且对这三年的学习作了一个总结，明白了自己的不足。
现在的机械市场可以用百花齐放来形容，虽然在外形上和在用途上各个机械都不相同，但是那是为了满足不同行业的需要，其工作原理大部分是相同的，通过这次毕业设计，使我对机械这个行业有了更大的兴趣。
虽然我知道我对这门知识只是刚刚入门，还有太多的东西要学。
但是我相信兴趣是最好的老师，只要有兴趣那么这件事就有成功的希望。
更何况世上无难事，只怕有心人呢，我相信只要我坚持不懈，我一定能取得更大的进步。
在这一次的毕业设计对于我来说是一个很好的锻炼，它使我对自己有了一个准确的认识，让我明白以前自己对自己的不负责是多么的不对。
在设计时我遇到了好多自己无法解决的问题，但都在同学间的相互的学习和帮助中得到了解决，我非常感谢我的同学和朋友。
还有在这次设计的开始老师就对我们的设计提出了严格的要求，是我们在无形中有了紧迫的感觉，使我的学习的动力又大了一些。
在这样的环境下，我对书上所讲的知识有了一个系统的了解，可对我们老师的一些的教学的方法从一开始不理解到最后感激我能有这样的
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