輪胎拆裝機設(shè)計-拆卸輪胎 扒胎機【14張CAD圖紙+PDF圖】
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實習(xí)報告
一 實習(xí)的目的和意義
大學(xué)四年最后一個學(xué)期,是畢業(yè)的最后一個環(huán)節(jié),我們機械專業(yè)的學(xué)生必須完成畢業(yè)設(shè)計才有資格畢業(yè),而我的畢業(yè)設(shè)計題目為“快速輪胎拆裝機設(shè)計”。既然是設(shè)計,當然要先了解設(shè)計的東西為何物,是做什么的,如何使用,等。要知道設(shè)計的東西是什么,一般要通過進行實習(xí)了,。這也是我們實習(xí)的目的。做為一名學(xué)生,對外面的世界了解少之又少,如何在陌生的領(lǐng)域?qū)W到自己所需的知識,就需要我們有良好的溝通和學(xué)習(xí)的能力,畢竟別人不會像學(xué)校那樣有老師給你詳細的講解,所以溝通和學(xué)習(xí)分析能力很重要,這也是實習(xí)的意義。
二 實習(xí)單位簡介
我們實習(xí)的單位為柳州卓兒汽車美容中心,位于柳州車之港附近。主營汽車美容、汽車裝潢、改裝、汽車音響、汽車精品百貨、連鎖加盟服務(wù)等。作為一家知名品牌連鎖服務(wù)機構(gòu)
卓兒汽車美容中心將為其在柳州乃至全國汽車后市場發(fā)展掀開新的市場格局。近幾年,隨著汽車保有量的増加,汽車后市場的發(fā)展迅猛, 全國汽車后市場呈現(xiàn)勃勃生機,迎來良好的發(fā)展機遇,國外各大商家紛紛將中國作為全球戰(zhàn)略至高點。柳州卓兒汽車美容中心也不例外。柳州作為廣西的重工業(yè)城市,區(qū)位優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢凸現(xiàn),經(jīng)濟戰(zhàn)略地位顯著。公司所在地,地處潭中大道,交通便捷,周邊同業(yè)商圈密布,實力廠商聚集,輻射面廣導(dǎo)向性強。柳州卓兒將以品牌立市,誠信經(jīng)營。 著遠于長遠發(fā)展,不僅功能齊全、管理規(guī)范,而且在倉儲,物流,配套上以一流的服務(wù)標準從嚴要求自己,為了取得市場客戶的大力支持和信賴, 全體員工將不計代價為加盟商塑造良好的經(jīng)營環(huán)境和發(fā)展空間付出更多的熱情和激情。
三 實習(xí)的內(nèi)容和時間
3月1號上午,帶著什么是輪胎拆裝機的疑問,我們跟老師走進了柳州卓兒汽車美容中心,在其中一個車間的角落中我們見到了輪胎拆裝機的樣貌,與我想象的完全不一樣,乍看之下只看出了轉(zhuǎn)盤上應(yīng)該是放輪胎用的,其他的一無所知,至于如何工作更不知道。接下來老師和車間主任簡單講解了這機器的一些主要的東西。最后我們大致知道我們設(shè)計的內(nèi)容,主要是輪胎拆裝機的動力設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。
雖然知道是主要設(shè)計的內(nèi)容,但是光靠看那機器外表還不能看出里面的結(jié)構(gòu)和動力傳動方式,由此我們查閱了大量的相關(guān)資料,終于知道輪胎拆裝機主要由電機、減速器、氣動閥、拆裝頭、卡爪和氣缸等組成。這為我們以后的設(shè)計指明了道路/
接下來就是了解這些元件之間的工作關(guān)系,由此我又去看了一次那輪胎拆裝機,這次我運氣比較好,師傅答應(yīng)拆開機箱蓋讓我看到了里面的結(jié)構(gòu),這是比較幸運的。這次我知道拆裝機的工作原理。
四 拆裝機的工作原理
整機由三條傳動鏈組成,一是轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動,由電機驅(qū)動,經(jīng)過皮帶輪帶動渦桿渦輪軸旋轉(zhuǎn);二是卡爪的伸縮卡緊輪輞,由方向控制閥控制兩個小氣缸的運動來實現(xiàn);三是分離鏟的擺動對輪胎進行輪緣分離,由方向控制閥控制大氣缸桿的的運動來實現(xiàn)。
1電機轉(zhuǎn)向由腳踏J控制,用腳踩下腳踏并保持電機正轉(zhuǎn),輪盤順時針轉(zhuǎn)動;松開腳踏,則腳踏回位,電機停轉(zhuǎn)。用腳背抬起腳踏,則電機反轉(zhuǎn),輪盤逆時針轉(zhuǎn)動。
2 輪盤上的卡爪位置通過輪盤下夾緊汽缸桿的伸縮來控制。汽缸桿的伸縮由腳踏H來控制。腳踏H有高中低三個位置,當腳踏H處于高位時,夾緊汽缸桿向里收縮,卡爪也向里收縮直至收縮最?。划斈_踏H處于低位時,夾緊汽缸桿向外伸,卡爪也向外運動,直至運動到最大位置;當卡爪在運動過程中(向里或向外)輕踩腳踏H,使其處于中位,卡爪運動停止。腳踏共有三個位置,分別控制分流閥的三個位置,分流閥控制氣路,實現(xiàn)夾緊汽缸敢的伸、縮、停。
3 分離鏟的運動直接有大氣缸桿帶動,踏板控制方向控制閥的三個位置,實現(xiàn)氣缸的伸縮停,從而使分離鏟壓向輪胎緣,使輪胎與輪輞分離。
五 拆裝機的使用方法
1 拆裝機外形 如下圖
2 使用方法
1) 準備工作
①接通機器的電源和氣源
②進行調(diào)試操作:踏下左踏板,卡爪向順時針方向旋轉(zhuǎn);踏下右踏板,拆卸鏟動作,松開后拆卸鏟返回原位;踏下中間踏板,卡盤上的卡爪打開,再踏一下卡爪合上。
③放掉輪胎內(nèi)的空氣,取下所有平衡塊
2 )拆卸輪胎
①拆開胎唇:將輪胎裝在拆胎機的右側(cè),輪胎靠在橡膠支撐板上,將分離鏟呀在胎唇上,距離輪輞邊緣1CM以上如圖所示:
踏下右踏板,拆卸鏟動作。在輪胎兩側(cè)重復(fù)以上動作,直到胎唇全部脫離。
②把輪胎放到拆裝機的卡盤上,在胎唇上涂抹潤滑脂或同類潤滑油(防止造成輪胎磨損)。
③踏下中間踏板,卡住輪輞。根據(jù)規(guī)定尺寸按以下方法鎖定輪胎:①輪輞外鎖定方法:將中間踏板至中間位置,按照卡盤上的參照標尺給卡爪定位.把輪胎放在卡爪上,并按住輪輞,踏下中間踏板,直至卡緊為止.②輪輞外鎖定方法:給卡爪定位,讓他們?nèi)亢仙?把輪胎放在卡爪上,踏下中間踏板,打開卡爪,直到卡住輪輞.
④確認輪輞被牢固卡住后,放下壓桿,使胎唇拆裝頭靠到輪輞的上邊緣,轉(zhuǎn)動鎖緊手柄,鎖住水平及垂直臂,并使拆裝頭自動離輪輞大約2mm..將撬杠插到胎唇拆裝頭前端,用撬杠剝開外胎胎唇,如圖所示:
?、菔骨烁鼙3治恢貌蛔?踏下左踏板,使轉(zhuǎn)盤按順時針方向旋轉(zhuǎn),直到輪胎完 全與輪輞分離,向上抬起輪胎.用同樣方法使另一側(cè)胎唇與輪輞完全分離,取 出輪胎.
⑥取出內(nèi)胎,將輪胎向上抬,使另一側(cè)與輪輞分離.
3)輪胎裝備
①裝配前仔細檢查輪胎與輪輞直徑是否相符.
②把輪胎放到拆裝機平臺上.并檢查其狀態(tài).
③把輪胎放到拆裝機卡盤上,踏下中間踏板,卡住輪輞.(鎖定輪輞時,不要把
手放到輪輞與卡爪之間,否則將手造成傷害.如果輪輞與尺寸相同,則不需
要經(jīng)常松開或鎖定懸臂,只許來回轉(zhuǎn)動橫臂即可).
④為避免損壞輪緣,可用特殊潤滑油涂抹胎唇.
⑤將外胎防哪個到輪輞上,胎唇移動到拆裝頭邊緣,壓下拆裝頭,將輪緣壓如輪輞并用雙手向下按外胎.踏下左踏板,使卡盤和輪輞順時針轉(zhuǎn)動,將輪胎裝復(fù).如圖:
⑥ 將輪胎向下按,裝入內(nèi)胎,重復(fù)上一步驟,將輪胎另一側(cè)胎唇裝入輪輞.
⑦ 給輪胎充氣,取下輪胎.充氣時要特別小心,嚴格按照以下超做,否則可能會導(dǎo)致輪胎爆炸,造成人員傷亡..
(1)認真檢查輪輞與輪胎是否相符,并檢查輪胎的磨損情況,確認輪胎沒有損壞.
(2)應(yīng)使用拆裝機配備的帶有氣壓表的充氣槍充氣,充氣時應(yīng)該經(jīng)常檢查壓力,嚴禁超過輪胎的額定壓力.
(3)手和身體應(yīng)該盡量遠離輪胎.
⑧關(guān)閉機器的電源和氣源.
六 后記
通過實習(xí),總的來說有以下幾個心得:
1 了解到了輪胎與輪輞分離的方法。也就是知道了什么是輪胎拆裝機
2 鍛煉了我的觀察能力和知識運用能力。如何從外貌和工作推斷出主要結(jié)構(gòu)等,還有就是運用所知的知識實現(xiàn)某種運動,使理論知識與實際相結(jié)合。
3 提高了我的社會工作能力,在實習(xí)過程中,不僅從企業(yè)職工身上學(xué)到了相關(guān)的知識,還從他們身上懂得了什么叫敬業(yè)精神,感到了生活的充實和交流的快樂。當然從他們身上也體味到了工作的艱辛,了解到當前社會大學(xué)生工作面臨的嚴峻問題,促使自己更加努力學(xué)習(xí)更多知識。
4本次實習(xí)讓我們受益非淺,也是對以前所學(xué)知識的一個初審.通過這次生產(chǎn)實習(xí),進一步鞏固和深化所學(xué)的理論知識,彌補以前單一理論教學(xué)的不足,為畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ),短短的幾天,學(xué)到了很多自己以前不懂的知識,也從單位的員工身上學(xué)到了很多道理。?。
廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院
廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)
開題報告
題 目: 車輛維修用
輪胎拆裝機設(shè)計
系 別: 機械工程系
專業(yè)班級: 機制L051
姓 名: 黃宏潔
學(xué) 號: 136390502025
指導(dǎo)教師: 韋建軍
二OO九 年 三 月 三十 日
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快速車輪拆裝機設(shè)計
一: 選擇本課題的目的和意義
1:現(xiàn)實意義
隨著我國經(jīng)濟實力和人民生活水平的提高,汽車不再成為極少數(shù)達官貴人的專利,而是離我們的生活越來越近。汽車行業(yè)的發(fā)展給汽車維修保養(yǎng)行業(yè)帶來了新的發(fā)展機會,也對其提出了更高的要求。據(jù)有關(guān)資料顯示,高速路事故90%是由輪胎引起的,作為最為重要的汽車易損件之一的輪胎的保養(yǎng)維修顯得猶為重要。在維修輪胎的時候,一般都要把其拆解。傳統(tǒng)的做法是用撬杠直接把外胎撬開,這種方法既費時費力又會對輪胎造成損傷。因此,研究一種自動化程度高且安全可靠的輪胎拆裝機,對于改善汽車維修行業(yè)工作條件具有現(xiàn)實意義。
本課題設(shè)計生產(chǎn)的機器—快速車輪拆裝機兼拆胎,裝胎一體,其主要工作為卡爪和拆裝頭,卡盤的轉(zhuǎn)動由電機直接提供動力,卡爪的夾緊、松開等動作均由氣壓系統(tǒng)提供動力支持。這是又于氣壓系統(tǒng)相對于其他機械系統(tǒng)來說具有結(jié)構(gòu)簡單,易制造以及容易實現(xiàn)自鎖等優(yōu)點,并且,可以簡單地把充氣功能附加上去。拆裝機主要由機械動力系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成。如何使機械的結(jié)構(gòu)合理分配是影響到拆裝機的性能的主要原因。
車輪拆裝機高效率和不傷胎的特點使其在汽車維修行業(yè)中占有越來越重要的地位,并且逐漸成為每個維修廠不可或缺的工具。
2:理論意義:
帶動設(shè)計相關(guān)行業(yè)的發(fā)展,如氣缸,電機,蝸輪蝸桿,換向閥,主令控制器等。使機械傳動技術(shù)和電氣控制系統(tǒng)技術(shù)往快速、自動化、人性化的方面發(fā)展
二:車輪拆裝機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.現(xiàn)狀:
隨著汽車維修行業(yè)的發(fā)展,車輪拆裝機的需求量也在增加。但我國的拆裝機和發(fā)達國家相比還存在著巨大的差距,主要表現(xiàn)為產(chǎn)品可靠性差,壽命短,性能不夠穩(wěn)定,故障多;自動化水平低,有些設(shè)備至今還采用手工操作,操作費力;品種不全,更新慢,技術(shù)含量低,附加價值率低。
2.趨勢:
隨著電子技術(shù)和液壓技術(shù)的發(fā)展與推廣,拆裝機的技術(shù)水平也正在迅速地提高。當前拆裝機的發(fā)展水平和趨勢具體表現(xiàn)在一下幾個方面。
(1)系列化。嚴格遵從意大利輪胎拆裝機中大系列規(guī)范。工作盤裝夾范圍從10 in~26 in,能夠覆蓋規(guī)定車型的任意扁平比的所有輪胎。
(2)模塊化。輔助臂,工作盤,打氣表,鳥頭,快速充氣裝置及其他附件可以實現(xiàn)多種模塊組合搭配,更換靈活方便,予留有較大的升級空間,滿足不同用戶的不同需求。
(3)自動化:
1)在輪胎拆裝過程中,模擬輪胎在拆裝過程的脫胎和裝胎力學(xué)模型,既保證了不會造成撕裂輪胎,又避免了拆裝臂在自由狀態(tài)受力反彈造成人身傷害.提高了使用安全性。
2)壓胎輪和壓胎塊根據(jù)輪胎大小可在不同位置自動鎖緊,操作高效方便且性能可靠。
(3)控制系統(tǒng)的發(fā)展
目前國內(nèi)外的車輪拆裝機的控制系統(tǒng)一般都是利用換向開關(guān)和氣壓換向閥來實現(xiàn),其發(fā)展趨勢是簡單化、智能化。
(4) 氣壓系統(tǒng)的集成化
隨著電氣化控制系統(tǒng)集成化的推廣和完善,以及氣壓技術(shù)的進步,氣壓系統(tǒng)的集成化也得到了迅速發(fā)展。近十年來相繼發(fā)展了板式集成、塊式集成和插裝集成等多種形式,而其中插裝集成系統(tǒng)將會得到更廣泛的應(yīng)用。
(5)氣壓機的宜人化
隨著拆裝機的自動化,限制噪聲和振動,防止環(huán)境污染消除人身事故、保證拆裝機安全可靠地進行生產(chǎn)就更為重要了。為此,許多國家都制訂了有關(guān)輪胎保養(yǎng)維護的安全標準與法律。
三、設(shè)計方案的擬定
本課題設(shè)計的拆裝機集輪胎拆裝、充氣于一身,拆裝輪胎需要的力并不太大,而它對工作的平穩(wěn)性和抗震性要求相對比較大。所以拆裝機轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動采用電機驅(qū)動。另外,為了簡化結(jié)構(gòu),本次設(shè)計將松胎、卡爪的松緊、沖氣三部分的動力設(shè)備統(tǒng)一為氣壓機。
四、本設(shè)計研究的內(nèi)容
1、拆裝機的結(jié)構(gòu)設(shè)計
拆裝機主要由主機和控制系統(tǒng)組成,管路及電氣裝置聯(lián)系起來組成的一個整體。主機部分由機身、氣壓裝置、電機等組成??刂撇糠钟蓜恿C構(gòu)、限程裝置、管路及電氣操作部分組成。各部分結(jié)構(gòu)如下:
(1)機身的設(shè)計
機身由底座、轉(zhuǎn)盤、分離鏟、立柱、六方桿、腳踏組成。底座為主架,轉(zhuǎn)盤卡爪裝在底座正上方,分離鏟位于右側(cè)以便松胎,立柱在正后方,橫臂用以連接立柱和六方桿,三個腳踏安裝在底座前方,方便操作。
(2)夾緊機構(gòu)的設(shè)計
車輪在拆裝前應(yīng)被夾緊在轉(zhuǎn)盤上,轉(zhuǎn)盤上安裝由夾緊用的卡爪,由于三卡爪有夾緊力不足的缺點,參照國內(nèi)外的資料,本次設(shè)計采用四卡爪。
(3)動力機構(gòu)的設(shè)計
動力機構(gòu)主要由電機、皮帶輪、渦輪渦桿減速器、輪盤、汽缸等組成。
輪盤的旋轉(zhuǎn)由電機控制,電機轉(zhuǎn)向由腳踏J控制,用腳踩下腳踏并保持電機正轉(zhuǎn),輪盤順時針轉(zhuǎn)動;松開腳踏,則腳踏回位,電機停轉(zhuǎn)。用腳背抬起腳踏,則電機反轉(zhuǎn),輪盤逆時針轉(zhuǎn)動。
輪盤上的卡爪位置通過輪盤下夾緊汽缸桿的伸縮來控制。汽缸桿的伸縮由腳踏H來控制。腳踏H有高中低三個位置,當腳踏H處于高位時,夾緊汽缸桿向里收縮,卡爪也向里收縮直至收縮最小;當腳踏H處于低位時,夾緊汽缸桿向外伸,卡爪也向外運動,直至運動到最大位置;當卡爪在運動過程中(向里或向外)輕踩腳踏H,使其處于中位,卡爪運動停止。腳踏共有三個位置,分別控制分流閥的三個位置,分流閥控制氣路,實現(xiàn)夾緊汽缸敢的伸、縮、停。從而實現(xiàn)卡爪的運動和停止;分離鏟的的運動由機箱內(nèi)的大氣缸驅(qū)動。
(4)拆裝頭的設(shè)計
拆裝頭是拆裝機實現(xiàn)拆裝輪胎的一個重要部件,拆裝頭設(shè)計的合理直接影響到拆裝輪胎的效果和機器的壽命。其形狀是根據(jù)拆裝輪胎外胎和輪輞的力學(xué)要求設(shè)計的。
2、安裝
本次設(shè)計的拆裝機,到廠后,應(yīng)該考慮到正確的安裝和放置,確保機器的安全及穩(wěn)固性,并保持拆裝機的左右兩側(cè)留有足夠的空間,以使操作不受限制。
安裝
a: 拆裝機安裝定位及其它防水措施與通風(fēng)設(shè)施的設(shè)計。
b: 拆裝機安裝順序的設(shè)計。
3、常見故障分析與消除方法
機器在工作運轉(zhuǎn)過程中,難免會出現(xiàn)諸如六方桿上下運動不暢、橫擺臂上下移動間隙過大、六方桿或四方橫梁鎖緊失靈、不能正確夾緊輪輞、分離鏟不回位轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動無力等問題,這就需要對其產(chǎn)生的原因考察清楚,并進一步地想出相應(yīng)的排除方法。
4、維護和安全操作規(guī)程
正確使用機器設(shè)備,認真地維護和保養(yǎng)以及嚴格遵守安全操作規(guī)程是延長設(shè)備壽命、保證安全生產(chǎn)的必要條件。
根據(jù)一般使用情況提供的有關(guān)維護保養(yǎng)及安全操作主要包括:保持機器及工作區(qū)域的干凈和通風(fēng),定期清潔潤滑,定期檢查所有的連接部分并擰緊松動螺栓,定期檢查并調(diào)節(jié)傳動帶的張緊力等等。
在安全操作規(guī)程方面,不熟悉機器結(jié)構(gòu)時不應(yīng)開動機器,機器在工作時不應(yīng)進行維修或檢修,電氣設(shè)備接地可靠,保持安全標識的清楚等。
5、易損件的說明
本次設(shè)計的拆裝機中,選擇了很多標準件及專用件,對諸如O型圈、防塵圈、V型三角帶、氣壓系統(tǒng)用件等,均是易損件,故在使用過程中要特別注意,及時更換已壞零件,保證生產(chǎn)的順利進行。
6、裝配圖、主要零部件、液壓系統(tǒng)原理圖的繪制
繪制工程圖折合0號圖紙4張。
7、說明書的撰寫
8、英文提要就及相關(guān)資料翻譯
9、答辯并完成畢業(yè)設(shè)計
五、進度安排
1、查找收集資料 1 周
2、畢業(yè)實習(xí) 2---3 周
3、畢業(yè)實習(xí)報告 4 周
4、開題報告 5 周
5、總體設(shè)計 6—8 周
6、繪制圖紙 9—13 周
7、撰寫說明書 13—14 周
8、答辯 15 周
六、主要參考文獻、資料
《液壓傳動與控制》
《機械工程手冊》
《液壓工程手冊》
《物料材料手冊》
《機械原理》
《機械零件》
《機械設(shè)計》
指
導(dǎo)
教
師
評
語
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
摘 要
隨著汽車維修行業(yè)的發(fā)展,車輪拆裝機的需求量也在增加。但我國的拆裝機和發(fā)達國家相比還存在著巨大的差距,主要表現(xiàn)為產(chǎn)品可靠性差,壽命短,性能不夠穩(wěn)定,故障多及自動化水平低等。本課題設(shè)計生產(chǎn)的機器—快速車輪拆裝機兼拆胎,裝胎一體,拆裝機轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動采用電機驅(qū)動,本次設(shè)計將松胎、卡爪的松緊兩部分的動力設(shè)備統(tǒng)一為氣壓機,它對于其他機械系統(tǒng)來說具有結(jié)構(gòu)簡單,易制造,容易實現(xiàn)自鎖以及可以簡單地把充氣功能附加上去等優(yōu)點,這對于改善汽車維修行業(yè)工作條件具有現(xiàn)實意義。設(shè)計的內(nèi)容包括:拆裝機的結(jié)構(gòu)設(shè)計、輪胎拆裝機控制系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計主要分為四個部分:第一部分是緒論,第二部分是車輪拆裝機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,第三部分是設(shè)計方案的擬定,第四部分是設(shè)計研究的內(nèi)容。最后還包括結(jié)束語、致謝和參考文獻。
關(guān)鍵詞:輪胎拆裝機、自動化、氣動、控制、
Abstract
With the development of the vehicle maintenance industry, the demand for aircraft wheels of entry has also increased. But China's entry machine and developed countries than there is still a big gap, mainly for the poor reliability of products, short life expectancy, lack of stability, many failures and low level of automation. The subject design and production of machinery - Fast-wheel-entry and demolition births, with one child, entry-wheel motor-driven by the rotation, this design-child, the tightness card claws of two parts for the reunification of the power equipment Air pressure machine, it is for other mechanical system is simple in structure, easy to manufacture, easy to achieve self-locking and can function simply by filling the advantages of additional boost, to improve working conditions for the vehicle maintenance industry is of practical significance. The design includes: dismantling of the structural design, tire-entry control system design. Design is divided into four main parts: the first part is the introduction, the second part of the dismantling of the wheel the status quo and development trend of the third part of the programme is to design the development, design study is the fourth part of the contents. Finally, including the conclusion, thank and references.
Key words: tire-entry, automation, pneumatic, control,
廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院
廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)
任
務(wù)
書
系 別: 機械工程系
專業(yè)班級: 機制L051
姓 名: 黃宏潔
學(xué) 號: 136390502025
指導(dǎo)教師: 韋建軍
二OO九 年 五 月 三十 日
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一、課題的主要內(nèi)容和基本要求
1.分析拆胎機的機構(gòu)及性能,工作原理;
2.根據(jù)工況特點,確定整機設(shè)計方案;
3.計算、設(shè)計主要結(jié)構(gòu);
4.繪制總裝配圖及部裝圖,圖紙量折合0號圖4張以上;
5撰寫開題報告一篇;
6.撰寫設(shè)計說明書40頁(15000字)以上;
7.相關(guān)內(nèi)容資料英文翻譯3000字以上。
二、進度計劃與應(yīng)完成的工作
1. 查閱中、外文資料:第三周前完成;
2. 設(shè)計方案論證與確認,編寫開題報告:第五周前完成;
3. 計算分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計:第九周前前完成;
4. 繪制圖紙:第十二周前完成;
5. 編寫設(shè)計說明書、英文翻譯、答辯匯報材料:第十五周前完成;
6. 答辯:第十六周。
三、 主要參考文獻、資料
參考文獻
〔1〕吳宗澤主編 機械設(shè)計師手冊 機械工業(yè)出版社
〔2〕劉新德主編 氣液壓手冊 機械工業(yè)出版社
〔3〕何玉林、沈榮輝、賀元成主編 機械制圖 重慶大學(xué)出版社
〔4〕孫衡、陳作模等主編 機械原理 高等教育出版社
〔5〕王政等主編 焊工用書 機械工業(yè)出版社
〔6〕陳鐵鳴、王連明、王黎欽主編 機械設(shè)計 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社
〔7〕愈新陸、楊津光主編 液壓機的結(jié)構(gòu)與控制 機械工業(yè)出版社
〔8〕廖念釗、古營衍 、莫雨松等主編 互換性與技術(shù)測量 中國計量出版社
〔9〕王坤、何小波等主編 機械課程設(shè)計 高等教育出版社
〔10〕液壓傳動設(shè)計指導(dǎo)書 廣西工學(xué)院出版
〔11〕劉鴻文主編 材料力學(xué)第四版 高等教育出版社
〔12〕何存興、張鐵華等主編 液壓傳動與氣壓傳動 華中科技大學(xué)出版社
〔13〕劉學(xué)宏主編 電子技術(shù) 高等教育出版社
〔14〕Warren S. Seatones Computer Numgrical Control,Deimns Publishong lnc,1998
〔15〕雷天覺主編 氣液壓工程手冊 機械工業(yè)出版社 1990-1998
〔16〕彭鴻才主編 電機原理及拖動 機械工業(yè)出版社
〔17〕俞新陸等.液壓機的結(jié)構(gòu)與控制.北京:機械工業(yè)出版社,1989:38-48
四、完成期限
2009.05.30
廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院機械工程系
資料譯文
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
姓 名 黃宏潔
學(xué) 號 136390502025
班 別 機制L051
指導(dǎo)教師 韋 建 軍
2009 年 4月 3日
外語文獻翻譯
摘自: 《制造工程與技術(shù)(機加工)》(英文版)
《Manufacturing Engineering and Technology—Machining》
機械工業(yè)出版社 2004年3月第1版
美 s. 卡爾帕基安(Serope kalpakjian)
s.r 施密德(Steven R.Schmid) 著
原文:
20.9 MACHINABILITY
The machinability of a material usually defined in terms of four factors:
1、 Surface finish and integrity of the machined part;
2、 Tool life obtained;
3、 Force and power requirements;
4、 Chip control.
Thus, good machinability good surface finish and integrity, long tool life, and low force And power requirements. As for chip control, long and thin (stringy) cured chips, if not broken up, can severely interfere with the cutting operation by becoming entangled in the cutting zone.
Because of the complex nature of cutting operations, it is difficult to establish relationships that quantitatively define the machinability of a material. In manufacturing plants, tool life and surface roughness are generally considered to be the most important factors in machinability. Although not used much any more, approximate machinability ratings are available in the example below.
20.9.1 Machinability Of Steels
Because steels are among the most important engineering materials (as noted in Chapter 5), their machinability has been studied extensively. The machinability of steels has been mainly improved by adding lead and sulfur to obtain so-called free-machining steels.
Resulfurized and Rephosphorized steels. Sulfur in steels forms manganese sulfide inclusions (second-phase particles), which act as stress raisers in the primary shear zone. As a result, the chips produced break up easily and are small; this improves machinability. The size, shape, distribution, and concentration of these inclusions significantly influence machinability. Elements such as tellurium and selenium, which are both chemically similar to sulfur, act as inclusion modifiers in resulfurized steels.
Phosphorus in steels has two major effects. It strengthens the ferrite, causing increased hardness. Harder steels result in better chip formation and surface finish. Note that soft steels can be difficult to machine, with built-up edge formation and poor surface finish. The second effect is that increased hardness causes the formation of short chips instead of continuous stringy ones, thereby improving machinability.
Leaded Steels. A high percentage of lead in steels solidifies at the tip of manganese sulfide inclusions. In non-resulfurized grades of steel, lead takes the form of dispersed fine particles. Lead is insoluble in iron, copper, and aluminum and their alloys. Because of its low shear strength, therefore, lead acts as a solid lubricant (Section 32.11) and is smeared over the tool-chip interface during cutting. This behavior has been verified by the presence of high concentrations of lead on the tool-side face of chips when machining leaded steels.
When the temperature is sufficiently high-for instance, at high cutting speeds and feeds (Section 20.6)—the lead melts directly in front of the tool, acting as a liquid lubricant. In addition to this effect, lead lowers the shear stress in the primary shear zone, reducing cutting forces and power consumption. Lead can be used in every grade of steel, such as 10xx, 11xx, 12xx, 41xx, etc. Leaded steels are identified by the letter L between the second and third numerals (for example, 10L45). (Note that in stainless steels, similar use of the letter L means “l(fā)ow carbon,” a condition that improves their corrosion resistance.)
However, because lead is a well-known toxin and a pollutant, there are serious environmental concerns about its use in steels (estimated at 4500 tons of lead consumption every year in the production of steels). Consequently, there is a continuing trend toward eliminating the use of lead in steels (lead-free steels). Bismuth and tin are now being investigated as possible substitutes for lead in steels.
Calcium-Deoxidized Steels. An important development is calcium-deoxidized steels, in which oxide flakes of calcium silicates (CaSo) are formed. These flakes, in turn, reduce the strength of the secondary shear zone, decreasing tool-chip interface and wear. Temperature is correspondingly reduced. Consequently, these steels produce less crater wear, especially at high cutting speeds.
Stainless Steels. Austenitic (300 series) steels are generally difficult to machine. Chatter can be s problem, necessitating machine tools with high stiffness. However, ferritic stainless steels (also 300 series) have good machinability. Martensitic (400 series) steels are abrasive, tend to form a built-up edge, and require tool materials with high hot hardness and crater-wear resistance. Precipitation-hardening stainless steels are strong and abrasive, requiring hard and abrasion-resistant tool materials.
The Effects of Other Elements in Steels on Machinability. The presence of aluminum and silicon in steels is always harmful because these elements combine with oxygen to form aluminum oxide and silicates, which are hard and abrasive. These compounds increase tool wear and reduce machinability. It is essential to produce and use clean steels.
Carbon and manganese have various effects on the machinability of steels, depending on their composition. Plain low-carbon steels (less than 0.15% C) can produce poor surface finish by forming a built-up edge. Cast steels are more abrasive, although their machinability is similar to that of wrought steels. Tool and die steels are very difficult to machine and usually require annealing prior to machining. Machinability of most steels is improved by cold working, which hardens the material and reduces the tendency for built-up edge formation.
Other alloying elements, such as nickel, chromium, molybdenum, and vanadium, which improve the properties of steels, generally reduce machinability. The effect of boron is negligible. Gaseous elements such as hydrogen and nitrogen can have particularly detrimental effects on the properties of steel. Oxygen has been shown to have a strong effect on the aspect ratio of the manganese sulfide inclusions; the higher the oxygen content, the lower the aspect ratio and the higher the machinability.
In selecting various elements to improve machinability, we should consider the possible detrimental effects of these elements on the properties and strength of the machined part in service. At elevated temperatures, for example, lead causes embrittlement of steels (liquid-metal embrittlement, hot shortness; see Section 1.4.3), although at room temperature it has no effect on mechanical properties.
Sulfur can severely reduce the hot workability of steels, because of the formation of iron sulfide, unless sufficient manganese is present to prevent such formation. At room temperature, the mechanical properties of resulfurized steels depend on the orientation of the deformed manganese sulfide inclusions (anisotropy). Rephosphorized steels are significantly less ductile, and are produced solely to improve machinability.
20.9.2 Machinability of Various Other Metals
Aluminum is generally very easy to machine, although the softer grades tend to form a built-up edge, resulting in poor surface finish. High cutting speeds, high rake angles, and high relief angles are recommended. Wrought aluminum alloys with high silicon content and cast aluminum alloys may be abrasive; they require harder tool materials. Dimensional tolerance control may be a problem in machining aluminum, since it has a high thermal coefficient of expansion and a relatively low elastic modulus.
Beryllium is similar to cast irons. Because it is more abrasive and toxic, though, it requires machining in a controlled environment.
Cast gray irons are generally machinable but are. Free carbides in castings reduce their machinability and cause tool chipping or fracture, necessitating tools with high toughness. Nodular and malleable irons are machinable with hard tool materials.
Cobalt-based alloys are abrasive and highly work-hardening. They require sharp, abrasion-resistant tool materials and low feeds and speeds.
Wrought copper can be difficult to machine because of built-up edge formation, although cast copper alloys are easy to machine. Brasses are easy to machine, especially with the addition pf lead (leaded free-machining brass). Bronzes are more difficult to machine than brass.
Magnesium is very easy to machine, with good surface finish and prolonged tool life. However care should be exercised because of its high rate of oxidation and the danger of fire (the element is pyrophoric).
Molybdenum is ductile and work-hardening, so it can produce poor surface finish. Sharp tools are necessary.
Nickel-based alloys are work-hardening, abrasive, and strong at high temperatures. Their machinability is similar to that of stainless steels.
Tantalum is very work-hardening, ductile, and soft. It produces a poor surface finish; tool wear is high.
Titanium and its alloys have poor thermal conductivity (indeed, the lowest of all metals), causing significant temperature rise and built-up edge; they can be difficult to machine.
Tungsten is brittle, strong, and very abrasive, so its machinability is low, although it greatly improves at elevated temperatures.
Zirconium has good machinability. It requires a coolant-type cutting fluid, however, because of the explosion and fire.
20.9.3 Machinability of Various Materials
Graphite is abrasive; it requires hard, abrasion-resistant, sharp tools.
Thermoplastics generally have low thermal conductivity, low elastic modulus, and low softening temperature. Consequently, machining them requires tools with positive rake angles (to reduce cutting forces), large relief angles, small depths of cut and feed, relatively high speeds, and
proper support of the workpiece. Tools should be sharp.
External cooling of the cutting zone may be necessary to keep the chips from becoming “gummy” and sticking to the tools. Cooling can usually be achieved with a jet of air, vapor mist, or water-soluble oils. Residual stresses may develop during machining. To relieve these stresses, machined parts can be annealed for a period of time at temperatures ranging from to (to), and then cooled slowly and uniformly to room temperature.
Thermosetting plastics are brittle and sensitive to thermal gradients during cutting. Their machinability is generally similar to that of thermoplastics.
Because of the fibers present, reinforced plastics are very abrasive and are difficult to machine. Fiber tearing, pulling, and edge delamination are significant problems; they can lead to severe reduction in the load-carrying capacity of the component. Furthermore, machining of these materials requires careful removal of machining debris to avoid contact with and inhaling of the fibers.
The machinability of ceramics has improved steadily with the development of nanoceramics (Section 8.2.5) and with the selection of appropriate processing parameters, such as ductile-regime cutting (Section 22.4.2).
Metal-matrix and ceramic-matrix composites can be difficult to machine, depending on the properties of the individual components, i.e., reinforcing or whiskers, as well as the matrix material.
20.9.4 Thermally Assisted Machining
Metals and alloys that are difficult to machine at room temperature can be machined more easily at elevated temperatures. In thermally assisted machining (hot machining), the source of heat—a torch, induction coil, high-energy beam (such as laser or electron beam), or plasma arc—is forces, (b) increased tool life, (c) use of inexpensive cutting-tool materials, (d) higher material-removal rates, and (e) reduced tendency for vibration and chatter.
It may be difficult to heat and maintain a uniform temperature distribution within the workpiece. Also, the original microstructure of the workpiece may be adversely affected by elevated temperatures. Most applications of hot machining are in the turning of high-strength metals and alloys, although experiments are in progress to machine ceramics such as silicon nitride.
SUMMARY
Machinability is usually defined in terms of surface finish, tool life, force and power requirements, and chip control. Machinability of materials depends not only on their intrinsic properties and microstructure, but also on proper selection and control of process variables.
譯文:
20.9 可機加工性
一種材料的可機加工性通常以四種因素的方式定義:
1、 分的表面光潔性和表面完整性。
2、刀具的壽命。
3、切削力和功率的需求。
4、切屑控制。
以這種方式,好的可機加工性指的是好的表面光潔性和完整性,長的刀具壽命,低的切削力和功率需求。關(guān)于切屑控制,細長的卷曲切屑,如果沒有被切割成小片,以在切屑區(qū)變的混亂,纏在一起的方式能夠嚴重的介入剪切工序。
因為剪切工序的復(fù)雜屬性,所以很難建立定量地釋義材料的可機加工性的關(guān)系。在制造廠里,刀具壽命和表面粗糙度通常被認為是可機加工性中最重要的因素。盡管已不再大量的被使用,近乎準確的機加工率在以下的例子中能夠被看到。
20.9.1 鋼的可機加工性
因為鋼是最重要的工程材料之一(正如第5章所示),所以他們的可機加工性已經(jīng)被廣泛地研究過。通過宗教鉛和硫磺,鋼的可機加工性已經(jīng)大大地提高了。從而得到了所謂的易切削鋼。
二次硫化鋼和二次磷化鋼 硫在鋼中形成硫化錳夾雜物(第二相粒子),這些夾雜物在第一剪切區(qū)引起應(yīng)力。其結(jié)果是使切屑容易斷開而變小,從而改善了可加工性。這些夾雜物的大小、形狀、分布和集中程度顯著的影響可加工性?;瘜W(xué)元素如碲和硒,其化學(xué)性質(zhì)與硫類似,在二次硫化鋼中起夾雜物改性作用。
鋼中的磷有兩個主要的影響。它加強鐵素體,增加硬度。越硬的鋼,形成更好的切屑形成和表面光潔性。需要注意的是軟鋼不適合用于有積屑瘤形成和很差的表面光潔性的機器。第二個影響是增加的硬度引起短切屑而不是不斷的細長的切屑的形成,因此提高可加工性。
含鉛的鋼 鋼中高含量的鉛在硫化錳夾雜物尖端析出。在非二次硫化鋼中,鉛呈細小而分散的顆粒。鉛在鐵、銅、鋁和它們的合金中是不能溶解的。因為它的低抗剪強度。因此,鉛充當固體潤滑劑并且在切削時,被涂在刀具和切屑的接口處。這一特性已經(jīng)被在機加工鉛鋼時,在切屑的刀具面表面有高濃度的鉛的存在所證實。
當溫度足夠高時—例如,在高的切削速度和進刀速度下—鉛在刀具前直接熔化,并且充當液體潤滑劑。除了這個作用,鉛降低第一剪切區(qū)中的剪應(yīng)力,減小切削力和功率消耗。鉛能用于各種鋼號,例如10XX,11XX,12XX,41XX等等。鉛鋼被第二和第三數(shù)碼中的字母L所識別(例如,10L45)。(需要注意的是在不銹鋼中,字母L的相同用法指的是低碳,提高它們的耐蝕性的條件)。
然而,因為鉛是有名的毒素和污染物,因此在鋼的使用中存在著嚴重的環(huán)境隱患(在鋼產(chǎn)品中每年大約有4500噸的鉛消耗)。結(jié)果,對于估算鋼中含鉛量的使用存在一個持續(xù)的趨勢。鉍和錫現(xiàn)正作為鋼中的鉛最可能的替代物而被人們所研究。
脫氧鈣鋼 一個重要的發(fā)展是脫氧鈣鋼,在脫氧鈣鋼中矽酸鈣鹽中的氧化物片的形成。這些片狀,依次減小第二剪切區(qū)中的力量,降低刀具和切屑接口處的摩擦和磨損。溫度也相應(yīng)地降低。結(jié)果,這些鋼產(chǎn)生更小的月牙洼磨損,特別是在高切削速度時更是如此。
不銹鋼 奧氏體鋼通常很難機加工。振動能成為一個問題,需要有高硬度的機床。然而,鐵素體不銹鋼有很好的可機加工性。馬氏體鋼易磨蝕,易于形成積屑瘤,并且要求刀具材料有高的熱硬度和耐月牙洼磨損性。經(jīng)沉淀硬化的不銹鋼強度高、磨蝕性強,因此要求刀具材料硬而耐磨。
鋼中其它元素在可機加工性方面的影響 鋼中鋁和矽的存在總是有害的,因為這些元素結(jié)合氧會生成氧化鋁和矽酸鹽,而氧化鋁和矽酸鹽硬且具有磨蝕性。這些化合物增加刀具磨損,降低可機加工性。因此生產(chǎn)和使用凈化鋼非常必要。
根據(jù)它們的構(gòu)成,碳和錳鋼在鋼的可機加工性方面有不同的影響。低碳素鋼(少于0.15%的碳)通過形成一個積屑瘤能生成很差的表面光潔性。盡管鑄鋼的可機加工性和鍛鋼的大致相同,但鑄鋼具有更大的磨蝕性。刀具和模具鋼很難用于機加工,他們通常再煅燒后再機加工。大多數(shù)鋼的可機加工性在冷加工后都有所提高,冷加工能使材料變硬并且減少積屑瘤的形成。
其它合金元素,例如鎳、鉻、鉗和釩,能提高鋼的特性,減小可機加工性。硼的影響可以忽視。氣態(tài)元素比如氫和氮在鋼的特性方面能有特別的有害影響。氧已經(jīng)被證明了在硫化錳夾雜物的縱橫比方面有很強的影響。越高的含氧量,就產(chǎn)生越低的縱橫比和越高的可機加工性。
選擇各種元素以改善可加工性,我們應(yīng)該考慮到這些元素對已加工零件在使用中的性能和強度的不利影響。例如,當溫度升高時,鋁會使鋼變脆(液體—金屬脆化,熱脆化,見1.4.3節(jié)),盡管其在室溫下對力學(xué)性能沒有影響。
因為硫化鐵的構(gòu)成,硫能嚴重的減少鋼的熱加工性,除非有足夠的錳來防止這種結(jié)構(gòu)的形成。在室溫下,二次磷化鋼的機械性能依賴于變形的硫化錳夾雜物的定位(各向異性)。二次磷化鋼具有更小的延展性,被單獨生成來提高機加工性。
20.9.2 其它不同金屬的機加工性
盡管越軟的品種易于生成積屑瘤,但鋁通常很容易被機加工,導(dǎo)致了很差的表面光潔性。高的切削速度,高的前角和高的后角都被推薦了。有高含量的矽的鍛鋁合金鑄鋁合金也許具有磨蝕性,它們要求更硬的刀具材料。尺寸公差控制也許在機加工鋁時會成為一個問題,因為它有膨脹的高導(dǎo)熱系數(shù)和相對低的彈性模數(shù)。
鈹和鑄鐵相同。因為它更具磨蝕性和毒性,盡管它要求在可控人工環(huán)境下進行機加工。
灰鑄鐵普遍地可加工,但也有磨蝕性。鑄造無中的游離碳化物降低它們的可機加工性,引起刀具切屑或裂口。它需要具有強韌性的工具。具有堅硬的刀具材料的球墨鑄鐵和韌性鐵是可加工的。
鈷基合金有磨蝕性且高度加工硬化的。它們要求尖的且具有耐蝕性的刀具材料并且有低的走刀和速度。
盡管鑄銅合金很容易機加工,但因為鍛銅的積屑瘤形成因而鍛銅很難機加工。黃銅很容易機加工,特別是有添加的鉛更容易。青銅比黃銅更難機加工。
鎂很容易機加工,鎂既有很好的表面光潔性和長久的刀具壽命。然而,因為高的氧化速度和火種的危險(這種元素易燃),因此我們應(yīng)該特別小心使用它。
鉗易拉長且加工硬化,因此它生成很差的表面光潔性。尖的刀具是很必要的。
鎳基合金加工硬化,具有磨蝕性,且在高溫下非常堅硬。它的可機加工性和不銹鋼相同。
鉭非常的加工硬化,具有可延性且柔軟。它生成很差的表面光潔性且刀具磨損非常大。
鈦和它的合金導(dǎo)熱性(的確,是所有金屬中最低的),因此引起明顯的溫度升高和積屑瘤。它們是難機加工的。
鎢易脆,堅硬,且具有磨蝕性,因此盡管它的性能在高溫下能大大提高,但它的機加工性仍很低。
鋯有很好的機加工性。然而,因為有爆炸和火種的危險性,它要求有一個冷卻性質(zhì)好的切削液。
20.9.3 各種材料的機加工性
石墨具有磨蝕性。它要求硬的、尖的,具有耐蝕性的刀具。
塑性塑料通常有低的導(dǎo)熱性,低的彈性模數(shù)和低的軟化溫度。因此,機加工熱塑性塑料要求有正前角的刀具(以此降低切削力),還要求有大的后角,小的切削和走刀深的,相對高的速度和工件的正確支承。刀具應(yīng)該很尖。
切削區(qū)的外部冷卻也許很必要,以此來防止切屑變的有黏性且粘在刀具上。有了空氣流,汽霧或水溶性油,通常就能實現(xiàn)冷卻。在機加工時,殘余應(yīng)力也許能生成并發(fā)展。為了解除這些力,已機加工的部分要在()的溫度范圍內(nèi)冷卻一段時間,然而慢慢地無變化地冷卻到室溫。
熱固性塑料易脆,并且在切削時對熱梯度很敏感。它的機加工性和熱塑性塑料的相同。
因為纖維的存在,加強塑料具有磨蝕性,且很難機加工。纖維的撕裂、拉出和邊界分層是非常嚴重的問題。它們能導(dǎo)致構(gòu)成要素的承載能力大大下降。而且,這些材料的機加工要求對加工殘片仔細切除,以此來避免接觸和吸進纖維。
隨著納米陶瓷(見8.2.5節(jié))的發(fā)展和適當?shù)膮?shù)處理的選擇,例如塑性切削(見22.4.2節(jié)),陶瓷器的可機加工性已大大地提高了。
金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料很能機加工,它們依賴于單獨的成分的特性,比如說增強纖維或金屬須和基體材料。
20.9.4 熱輔助加工
在室溫下很難機加工的金屬和合金在高溫下能更容易地機加工。在熱輔助加工時(高溫切削),熱源—一個火把,感應(yīng)線圈,高能束流(例如雷射或電子束),或等離子弧—被集中在切削刀具前的一塊區(qū)域內(nèi)。好處是:(a)低的切削力。(b)增加的刀具壽命。(c)便宜的切削刀具材料的使用。(d)更高的材料切除率。(e)減少振動。
也許很難在工件內(nèi)加熱和保持一個不變的溫度分布。而且,工件的最初微觀結(jié)構(gòu)也許被高溫影響,且這種影響是相當有害的。盡管實驗在進行中,以此來機加工陶瓷器如氮化矽,但高溫切削仍大多數(shù)應(yīng)用在高強度金屬和高溫度合金的車削中。
小結(jié)
通常,零件的可機加工性能是根據(jù)以下因素來定義的:表面粗糙度,刀具的壽命,切削力和功率的需求以及切屑的控制。材料的可機加工性能不僅取決于起內(nèi)在特性和微觀結(jié)構(gòu),而且也依賴于工藝參數(shù)的適當選擇與控制。
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