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FMLY100型液压磨光拉丝机设计

2019/9/9    作者:    来源:    阅读:1

摘要

    FMLY100型液压磨光拉丝机主要用于面粉厂磨辊的磨光和拉丝,是面粉厂必备的专用设备。


FMLY100型液压磨光拉丝机主要由床身、工作台、立柱、刀架、砂轮架、磨辊轴承、分度头、液压系统、电气及传动系统等机构所组成。机床床身采用复合导轨,砂轮和刀架均垂直于工作台台面,这样可以增加工件在运转时的稳定性,保证加工件的精度。工作台由液压传动、砂轮、磨辊及齿轮泵均采用单独电动机传动,机床的操纵手柄、电器按钮等均集中在机床的正面,故操作方便、灵活、使用安全。

 

关键词:床身  工作台  立柱  刀架  砂轮架  磨辊轴承  分度头   电气及传动系统  磨光  拉丝

  

Abstract:

FMLY No. 100 polish wire drawing machine use in flour mill rub the polishing and wire drawings of roller is the dedicated device that the flour mill must prepare against mainly. Polish wire drawing machine mainly from lathe beds, workingbench, stand post, knife rest, emery wheel shelf of at FMLY 100 type hydraulic pressures and transmission waits for the organization to form . Lathe adopt and compound guide by lathe bed, emery wheel and perpendicular at workingbench mesa knife rest increase work piece stability while turning round, guarantee the precision with work piece . Working bench at hydraulic transmission, emery wheel, rub and gear wheel pump adopt transmission of motor alone roller, the manipulation handles of lathe, electric apparatus button, etc. concentrate on the fronts of lathe, operate convenient flexible using safe.

Key 

 words :      lathe beds   workingbench  knife rest  emery wheel   perpendicular   hydraubic transmisson   rub  wire



特性概述:

    FMLY100型液压磨光拉丝机主要用于面粉厂磨辊的磨光和拉丝,是面粉厂必备的专用设备。

FMLY100型液压磨光拉丝机采用液压传动、机械分度、伸缩式刀架结构,运行平稳、分度精确、控制灵敏、效率高、噪音低、操作维护方便等特点。

1、本设计产品的特点和使用范围

1.设计依据

    在进行设计前我们去了安阳双狮粮食机械厂, 并参观了学校校办工厂,从中我们掌握了拉丝机的基本结构并且收集了一些资料,安阳双狮粮食机械厂和校办工厂的同型号和接近型号的产品,本机进行了改进,使其更为使用:本机的床身结构简化,降低了铸造时间.分度头机构实现一级齿轮传动,精简了机构也提高了分丝的精度。工作台由液压传动,砂轮、磨辊及齿轮泵均采用单独电动机传动,机床的操纵手柄、控制手柄在机床的正面. 尽可能地使用标准件,方便制造。

2.特点:

   本产品为FMLY100液压磨光拉丝机,采用液压带动工作台、电机带动磨辊旋转、电机带动砂轮和蜗轮蜗杆单级机械式分度头机构。

  机床外形尺寸:3500×1225×最大磨削长度:1020mm

可拉丝范围:250~1200条/周

工作台最大行程:1200mm

工作台行程速度     磨光进给速度:1.7m/min

                 磨光返程速度:1.7m/min

                 拉丝切削速度:7m/min

                 拉丝返程速度:20m/min

砂轮转速:1500r/min

磨光时磨辊转速:75r/min

齿轮泵转速:1450r/min

磨削进给量:s纵=22.5mm/r

s横<0.06mm/r,一般为0.02mm/r

可加工磨辊范围:200mm~400mm

液压油泵型号:GB-B63

砂轮规格:TL46ZR2A·P·400x50x203

装用拉丝刀数:1个

油泵电机:Y112M-4

砂轮:1800mm

  电机:Y132M-4

磨辊传动电机:

1.3 使用范围:

    本机床使用于大中型面粉厂。它是对磨钝的磨辊进行重新磨光和拉丝,以延长磨辊的使用寿命和满足加工面粉的技术要求。

最大拉丝长度:1000mm;

磨辊范围:180~250mm;

拉丝数:250~1200条/周。

1.4、准备工作:

    参观安阳双狮粮食机械厂,仔细了解该厂生产的拉丝机的基本结构和工作机理。因为目前行业中安阳双狮粮食机械厂技术处于国际领先地位,这次的调研使我们所学的知识与国际先进技术接轨,受益匪浅。

    在学校校办工厂参观了50型小型拉丝机,了解了他的基本结构和工作原理,

    通过两次的参观,我们了解了FMLY100的基本机构和工作原理,并通过比较明白了他们各自的优缺那里,更好的了解FMLY100的功能和特点。

2、设计方案的确定(总体结构与主要工作构件

2.1、床身结构:

    床身是拉丝机的基本部件。采用的是箱式结构,内部有加强筋,结构坚固,可保证床身的变形极小,从而提高了机床的精度,进一步保证了加工工件的精度。床面采用复合型导轨(平面和V型面),目的是为了防止床身和工作台运动时的横向窜动。两导轨面上各有油轮两只及贮油槽两个以确保导轨的润滑;在床身中安装着与导轨面平行的油压缸,导轨、液压缸的安装有平行度要求。床身上面两端的油槽是将导轨上的润滑油回收到床身内部来。为了防止活塞缸和活塞杆处的漏油,在活塞杆下面设置了一个倾斜的接油面。漏下的油由斜面流到床身两端中间的油槽中。在床身上还开设了电器箱口和开关按钮孔。在床身后面铸造一个凸台以安装刀架、磨头。在床脚下开有地角螺铨安装孔。床身两端有吊装孔。

2.2、工作台结构

    工作台面上有T型定位槽两条,用以安装磨辊传动装置和磨辊轴承及分度头。并且根据工作长度进行调整定位。工作台下面右端装有连杆支承与油压缸中的活塞杆相连接。通过油压推动连杆使工作台在床身导轨面上作往复运动。

工作台侧面的T型槽内装有两只控制工作台的行程撞块。根据工件长短调整工作台行程。当撞块与床身侧面的行程换向阀相碰时使行程阀的小轮转向,借以控制油路使工作台复位换向。

工作台两端安装有防尘罩,以防止磨削尘及切削碎片及其它东西进入接油箱内玷污液压油。

工作台面上还有观察孔,目的是观察油压缸和活塞杆的工作情况及漏油问题,以及当工作台出现爬行时便于打开活塞杆上的排气螺钉。工作台与活塞杆连接处的紧固螺钉也是从此拧紧的。

2.3 磨辊轴承

磨辊轴承共有两只,其用途:

(1)加工时装夹磨辊,两者之间的距离和定位是根据磨光或拉丝时的工作长度来确定的。

(2)磨辊轴承可作垂直方向的上下(即高低)和水平方向的调整,以调整磨辊轴线与砂轮轴线相平行或与拉丝刀尖相垂直。

具体结构由下列部分组成:(1)轴承盖(2)调节轴承座(3)轴承(4)磨辊调节轴承(5)带环螺钉(6)调节螺钉(7)调节垫铁(8)带槽螺钉(9)固定螺钉(10)轴承垫块等组成。

轴承下面一端的凸出部分嵌入工作台的T型槽内,磨辊调节轴承安装其上,根据工作长度定位、固定。磨辊装夹后如磨辊轴线在垂直方向有偏差时,用调节螺钉调节,使调节轴承座作上下移动。如磨辊轴线水平方向有偏差时,用带槽螺钉调节,使调节轴承作前后移动。在调整轴承时应注意两只磨辊轴承的中心线必须与分度头的中心线基本一致,不同轴度允差0.20。为了适应加工不同轴度磨辊的需要,采用了多种不同规格的轴承垫块,这样可以加工不同轴径的磨辊。

2.4、砂轮及刀架结构

    目前国内安装砂轮刀架的方式有四种:立柱式、弯臂式、滑枕式和转台式。立柱式支撑的优点是刀架刚度大,加工精度高,但结构庞大,调节不便。立柱式拉丝刀和砂轮都位于磨辊上方,工作台受力状态良好,但占用空间比较大而且装卸磨辊不方便;弯臂式砂轮位于磨辊侧面,工作台受力状态好,但装卸也不方便;滑枕式拉丝刀和砂轮分别位于工作台的上面和侧面,工作台受力状态好,装卸磨辊方便,空间占用也较小,不过刀架刚度不好,需要有加强刀架的措施;转台式,拉丝刀和砂轮都位于工作台侧面,工作台受力状态不好,但是刀架刚度好,装卸磨辊方便,占用空间最小.这次我采用的是滑枕式结构。

支承刀架、磨头的横臂竖立在床身后侧的箱体上。在箱体与横臂之间在一铁块上面有燕尾槽,其与横臂下的燕尾槽 相联。带槽铁块是用螺钉及定位销固定在床身上的。横臂和刀架连接处有燕尾槽,使刀架可以上下移动。横臂下面的燕尾槽上有丝杠螺母。丝杠横过床身,通过齿轮进给箱调节横臂的前后移动,手轮上的进给刻度盘每格进给量=0.01mm横臂快速升降用手摇手柄,慢速升降或磨削进给用手轮。横臂上装有砂轮托架。砂轮是悬置的。砂轮轴承及三角带轮都在砂轮的一边。砂轮轴承采用滑动轴承。滑动轴承承受冲击和振动的载荷的能力强、寿命长。砂轮由安装在横臂上的电动机直接带动。横臂的最末端安装刀架,由刀架座、横导轨、刀架、压刀板、调节螺母、调节铁、调节螺杆、手柄和抬刀板等零件组成。拉丝纹时,刀尖应垂直于磨辊轴线。当磨辊返回行程时,抬刀板自动抬起刀具,防止与工件碰撞损坏刀具和工件。装刀时应把刀装至合适位置,既不能太高也不能太低。太高时,抬刀时离开磨辊表面产生拍击声大。太低时,抬刀时离开磨辊表面撞击磨辊易打断。在正常拉丝时,锥销不能太紧。太紧拍板不灵活,就是抬刀后拍板不能回到原处。太松了拍板孔与锥销之间有空隙,拍板上下窜动,影响拉丝质量,也会撞坏拉丝刀。

    支撑支架:磨头的横臂竖立于床身后面的箱体上,箱体与支撑架是通过螺栓连接。在支撑架与横臂之间在一铁块上面有燕尾槽与横臂下的燕尾槽相连,燕尾槽上有丝杠螺母,丝杠上面有齿轮,通过齿轮进给调节后,穿过床身与手轮相连,手轮上的进给刻度盘每格进给量(约0、01),砂轮轴承是采用角接触球轴承,此轴承承受径向负荷,缓冲轴向负荷,成对地出现。所通过调整轴向游隙进给进行预紧以提高刚度,运动精度高。

2.4.1砂轮选择:

1)磨料的选择   磨料时砂轮的主要原料,担负着切削的工作,因此,磨料必须锋利,并具有高的硬度和一定的韧性常见磨料棕刚玉,白刚玉,黑色炭化硅,绿色炭化轨,人造金刚石等。本机选用绿色炭化硅(即TL)他的特性和用途为硬度和脆性比TH更高,导热性和导电性良好。

2) 粒度的选择   本机选用46#磨粒,其颗粒尺寸为400-315微米

3)结合剂的选择   陶瓷结合剂具有耐水,耐油,耐酸,耐碱的腐蚀。能保持正确的几何形状,开孔率大],磨削率高。强度较大(但韧性,弹性,抗震性差)对于v轮<35m/s的磨剂,这种结合剂应用最广,所以本级选用陶瓷结合剂。

4)硬度的选择   统一末了可以做成不同硬度的砂轮,它主要决定于结合剂的性能,数量以及砂轮制造工艺,我们取中软2(即zr2).

 5)砂轮形状尺寸及其选择  砂轮外径尽可能选的大些,以提高砂轮的圆周速度,此外,在机床刚度及功率许可的条件下入选用宽度较大的砂轮,同样能收到提高生产率的效果,但在磨削热敏性的材料时,为避免工件表面的烧伤和生产裂纹砂轮宽度应减少,本机采用平型砂轮。型号为TL46ZR2A·P·400x50x203

 

2.4.2砂轮的平衡、安装和修整

1)砂轮的安装  在机床上安装砂轮应特别注意,应为砂轮工作是转速很高,如果安装不当,工作时会引起碎裂,发生工伤事故。我们采用金属教材(1981年修订版) (a)安装方法,此安装方法式和孔径较大的平行砂轮。砂轮内孔与砂轮轴径或法兰盘外圆之间,不能过紧,否则磨削时受热膨胀,易将砂轮涨裂,也不能过松,否则砂轮容易发生偏心,失去平衡。以至引起震动。一般配合间隙要小些。(b)法兰盘装夹砂轮时,两个法兰盘直径应相等。其外径应不小于砂轮外径的1/3,同时,中间加调整垫片,以防止砂轮与铸铁相碰而裂,同时还要注意紧固螺纹的旋向,应与砂轮的外径相反。

2)砂轮的平衡  一般直径大于125mm的直径都要进行平衡,将砂轮重心与其旋线轴线重合。由于几何形状的不对称,外径与内孔的不同轴,砂轮各部分松紧程度不一样,以及安装时的偏心等原因。砂轮重心往往不在旋转轴线上,一直产生不平衡现象,不平衡的砂轮易使砂轮轮主轴产生震动或摆动,因而使工件表面产生振痕,使主轴与轴承迅速磨损,以致造成砂轮破裂事故,一般砂轮直径越大,圆周速度越大,工件表面光洁度越高,认真仔细的平衡砂轮就愈有必要,平衡砂轮的方法就是砂轮的盖板法兰盘的环形槽内装几块平衡块,通过调整平衡块的位置,使砂轮重心与它的回转轴线重合。

3)砂轮的修整  在磨削的过程中,砂轮的磨粒在摩擦,挤压作用下它的棱角逐渐磨圆变钝,或者在磨韧性材料时,磨屑常会嵌塞在砂轮的表面孔隙中,使砂轮与工件之间产生打滑现象,并可能会产生震动和出现噪声,使磨屑效率下降,表面光洁度变差,同时,由于磨削力及磨削热的增加,会引起工件变形和影响磨削精度,严重时会使磨削表面出现烧伤和细小裂纹,此外,由于砂轮硬度的不均匀和磨粒工作条件不同,使砂轮表面磨损不均匀,各部分磨粒脱落多少不等,以至砂轮表面丧失外形精度,凡遇上述情况时,砂轮就必须进行修整,切取表面上一层磨料,使砂轮表面重新露出光整磨力,使切削能力和外形精度得到保证。砂轮常用金刚石进行调整。因它具有很高的硬度和耐磨性,是修整砂轮的主要工具。

2.5传动装置

  磨辊传动装置是磨削时带动磨辊转动的装置。它可以设计成一个专用的传动装置来传动磨辊,也可以和分度头连在一起,中间用离合器相连接。磨光时把齿轮和蜗轮连上,使蜗轮带动磨辊转动。我们是用专门的传动装置来传动磨辊。它由电机座、传动轴、带轮、张紧轮等组成。要调节转速时,可以通过更换带轮来实现。安装时,只要将电动机座紧固在工作台面上。它由电动机通过传动轴带轮后传给磨辊。皮带的松紧度通过张紧轮来调节。

2.6 分度机构

   分度可以用机械分度和步进电机分度。步进电分度的优点:是结构简单、分丝精确,但由于目前我国生产的步进电机的型号不够多,所以我们采用的是机械分度方法。机械分度是通过斜导轨来实现的。现有立式斜导轨和卧式斜导轨。立式斜导轨的中间传动机构多,要通过三级齿轮传动才能传到磨辊,误差积累比较大。我们采用的是卧式斜导轨传动,其简化成一级传动。减少了误差,提高了拉丝的精度。

  分度头由斜导轨座、导轨滑块、导轨、滑块螺栓、调节螺钉、棘轮分齿调节铁、蜗杆、蜗轮、棘轮等机构组成。其主要作用:一是使磨辊按照所选定的丝纹数沿圆周变位即工作台往复一次,磨辊转动一条丝纹的位置。二是按照所选定的斜度切削成一定斜度的丝纹即当磨辊随工作台作直线运动的同时扭转一定角度,使磨辊表面的丝纹呈定斜度。当返回行程时又按相反方向扭转同一角度回到原来的位置。

分度头的传动

  1)丝纹的斜度  磨辊丝纹的斜度是通过分度头蜗杆、蜗轮来实现的。磨辊轴的一端与分度主轴联接。当工作台往复运动时装置在蜗杆滑座外侧的导轨滑铁沿床身侧面导轨槽内往复滑动,使蜗杆、蜗杆滑座在水平面内作左右滑动。蜗杆驱动蜗轮来回转动,从而使磨辊也随之转动,在辊体表面切削所选定斜度的丝纹。

  2)分丝纹  磨辊表面的丝纹数也是通过分度头传动来实现切削制成的。蜗杆上装有棘轮、棘轮分齿调节铁。当磨辊空回行程将终而工作行程尚未开始时,棘轮分齿调节铁与调节螺钉相碰而发生摆动,使棘轮带动棘轮轴转动。每一工作循环磨辊转动一条丝纹的位置,在磨辊上按照所选定的丝纹数拉出丝纹。每一工作循环磨辊,棘轮转过牙数的多少系调节螺钉在调节台上的高低来控制。调高时,棘轮分齿调节铁摆动量幅度大,棘轮转过的齿数就多,反之则少。

2.7  液压传动系统

1) 磨光拉丝机是一种大型的生产设备。其要求在拉丝磨光的过程中,工作台的运动要比较平稳,并且其行程大,换向频繁,速度变化的范围比较大。由于以上特点,我们综合考虑了机、电、液等传动的优缺点,决定采用液压传动比较合理。因为液压系统同机电系统相比:

  (1)输出同等功率的条件下,结构紧凑,体积小,质量轻。

  (2)工作比较平稳,冲击小,反应快,能实现频繁的换向。

  (3)能在很大范围内实现无级调速,并能在运行过程中进行。

  (4)易于实现过载保护,运行比较安全。

  (5)调节简单,操作方便、省力,易于实现自动化。

  (6)以油液为工作介质,能自行润滑,延长元件的使用寿命。

  (7)元件大部分已经实现了系列化、标准化、通用化,便于推广、设计和应用。

  (8)我们采用的液压系统要实现的动作是往返行程速度不同的拉丝动作和速度相同的磨光返程动作。

 2)液压的传动原理

    拉丝切削回程:油泵从油箱通过网试滤油器吸取液压油,经开停阀进入换向阀通过油管进入油箱的右端,使工作左移:油缸在左端回油经换向回到油箱,回程的速度快慢由节流阀控制。

磨销工作:液压工作原理与拉丝切削一样,为达到往返低速和平衡可调节开停阀以达到降低速度调节节流阀以达到往返速度的平衡。

3、主要零部件的设计与性能参数计算

3.1、床身设计与计算

根据经验和一些参考书得:床身的壁厚取25mm。床身上两导轨面的尺寸:平面导轨的接触宽度为90mm。V型导轨的夹角为70度。高为40mm。与工作台的接触宽度为60mm(沿斜度方向)。

为了使导轨面在工作过程中磨损均匀必须进行验算,确定磨辊的重量应偏向哪一边。

先假设V型导轨面一边受力为G1,平面导轨一边受力为G2,则根据磨损均匀得:

FMLY100型液压磨光拉丝机设计*

*   即:FMLY100型液压磨光拉丝机设计

以上结果说明重心应偏向平面导轨一边。

由图可得:

G=G1+G2=2.302G1

G·X=0.302G1×151

X=0.302×151G1/G=0.302×151×1/2.302

                 =19.8  (mm)

因假设时是把工作台所有物体的重心在床身中心线上,根据设计情况和实际情况相比较重心并不在中心线上,所以经各种因素的综合考虑,使工作台上物体的重心向平面导轨一边偏离了3mm。

3.2.分度头的主要设计计算

3.2.1    拉丝切削力的计算

据邓格纳等《切削加工》的切削力计算公式(P71)有:

         FMLY100型液压磨光拉丝机设计(kgf)

式中:h――切削厚度 h=s×sink (s为进给量)

b――切削宽度 b=a/sink (k 为主偏角,a为切削深度)

Kv――切削速度修正系数

     Kr――――前角修正系数

Kver――――系数

Ks----单位切削力

 取s=1.6 (按最难加工时,直径D最大取250mm,丝数最少250丝)

a=(两齿间距离-齿顶平面宽度)/(tanα+tanβ)

两齿间距离=πD/Z=250π/250=π(取最难加工工况)

钝角α取21°,锋角β取67°(《制粉工艺与设备》P165)

齿顶平面宽度取0.1(同上)

a=(π-0.51)/(tan21°+tan67°)=1.11(mm)

Kv取1.3(《切削加工》)

Kγ取0.97(同上,据《金属切削手册》取主偏角k为45°前角γ取8°)

Kver取1.5(同上)

h=s×sink=1.6×sink=1.13137

Ks=Ks1.1/hm=206/1.131370.19=201.2252(《切削加工》P144表3-2)

所以有:

Fs=bhKsKvKγ=676(kgf)=6062457(kn)

3.2.2选择材料和加工精度

蜗杆选用45钢,表面淬火,表面硬度>45HRC

3.2.3验算蜗轮蜗杆的自锁性能

其中F为摩擦力,P为轴向拉力,N为支反力

FMLY100型液压磨光拉丝机设计得:

  *  P-Ncos5。-Fsin5。=0

FMLY100型液压磨光拉丝机设计    得:

N sin5。-F cos5。≤0

F cos5。≥N sin5。

       F≥Ntg5。       tg¢≥tg5。

       f≥tg5。                   故能自锁

键检验(蜗轮与轴的连接)

   FMLY100型液压磨光拉丝机设计

故验算合格。

3.3.液压系统的主要设计计算

3.3.1吃刀抗力Fp的确定

《切削加工》P49,切削时有切削主力Fs:进给抗力Fv:吃到抗力FP为5:2:1。在这里,拉丝运动类似车削运动,由于切向速度很慢而轴向进给速度很大,这与车削运动相反。故以车削时的F’s代此时的切向力Fv,车削时,进给抗力Fv’代此时的切向力Fv。即拉丝运动中,切向力Fv=0.2Fs。又考虑车削时进给运动速度一般大于拉丝时的切向速度,故取较小值.

Fv=1/6Fs=112.7(kgf)

吃到抗力FP=2/5Fs=270.4(kgf)

3.3.2总摩擦力的计算

磨辊重量G辊约为ρV=7.8×1000×(π×2502/4×10-6×1)=383(kg)

工作台重量约为G工=ρV=1.8×1000×0.09055=706.3(kg)

磨辊轴承支座重量约G支=15(kg)

分度头重量约150(kg);减速器重量约170 (kg)

G总=1440(kg)

F导平=μ(G总+F抗)/2=0.16(1440+270.4)/2=137(kgf)

F导V= 2(G总+F抗)/2×sin(α/2)×μ=157(kgf)

采用YX密封权。

F密=0.1(F导平+ F导V+Fs)=97(kgf)

F背=0.05(F导平+ F导V+Fs)=59(kgf)

故:

F= F导平+ F导V+Fs+ F密+ F背

 =676+157+137+97+59=1126(kgf)=11.0348(kN)

初选外啮合齿轮泵,额定压强2.5Mpa

3.3.3液压缸的选取

无活塞处缸筒内径:

D=FMLY100型液压磨光拉丝机设计=0.075(m)

取D为80mm(同上P17-25,表17-6-2)

验证:

F额=π×(D/2)2*P=π×(0.08/2)2×2.5×106+12.6kN﹥F

故可以使用,最大压强P=F/π(D/2)2=2.2Mpa

3.3.4活塞杆的选取

选速比为φ=1.4(同上P17-259,表17-6-3)

d取45mm(同上,表17-6-16)

3.3.5齿轮泵的选取

   据实际经验有:

v进=7m/min,v回=20m/min,v磨=1.7m/min

则拉丝时需流量:

Q进=v进A=7×1/4×π×0.082=0.035m3/min

Q回=v回A’=20×1/4×(0.082-0.0452)=0.068 m3/min

Q磨=v磨A=1.7×1/4×π×0.082=0.009m3/min

初选GB-B型外啮合齿轮泵,此齿轮泵转速为1450r/min(《机械设计手册》P17-127表17-5-6)

对拉丝时,

排量qn=Q进/n=0.068m3/min÷1450r/min=47ml/r

大致选GB-B63,可知有效容积ηv=0.95(同上P17-130,表17-5-8)

故,q=qn/ηv=47/0.95=5ml/r

确定

选用GB-B60齿轮泵,驱动功率3.3kW(同上)

电机选用Y112M-4,同步转速1500r/min,额定功率4kW

3.3.6液压缸长度的选取

   所需拉丝长度为1080mm

   选用拉杆式液压缸:B SD 2 80 B 6.3 BA(同上P17-336-337)

参数:

允许行程S为:1600mm

推力:60kN

拉力:24kN

额定压力:6.3Mpa

最高工作压力:10MPa

取行程s为1000mm,活塞宽80mm,ZJ取219mm,A取60mm

(同上)

活塞杆长度:l=1000+80+219+60=1359mm

实际行程:1041mm

因l﹥15d,故需对杆应进行稳定性计算:(同上,P17-273)

实用验算法,据表C,活塞杆弯曲计算图,可知

在力F1为11kN,杆径为45mm

活塞杆弯曲临界长度为8000mm>>1400mm

活塞杆不会发生弯曲。

活塞杆强度计算(同上)

因活塞杆工作时,只受轴向推力或拉力作用,可以近似用直杆承拉的简单强度计算公式

σ=FMLY100型液压磨光拉丝机设计=6.9Mpa<σmax=10Mpa

故,活塞杆强度足够。

3.3.7液压缸壁厚的确定

   液压缸壁厚一般由结构工艺的需要而决定,在中低压下,缸壁强度不足是主要问题,通常不用计算。拉丝机在中低压下工作,据实际经验,取ξ=11mm.

3.3.8液压缸结构的设计

1)缓冲装置:

液压缸内的活塞运动到缸筒两端会产生换向冲击,一般情况下两端要加缓冲装置,但此液压缸有可能在任意位置处换向,故采用液路中控制换向冲击的方法,在油路中所采用的电液阀由于其本身带有换向缓冲装置,所以用之达到缓冲作用。

油路原理图:

FMLY100型液压磨光拉丝机设计

2) 缸筒装置:

液压缸采用固定缸筒的形式,进出油口在缸件的下方,为了避免缸筒内空气排不出的问题,在缸的两端盖上开设有排气孔,这样可避免爬行现象的产生。

缸筒与缸盖采用法兰连接形式。

3) 连接装置:

液压缸是在低压下工作,所以活塞杆与活塞之间采用螺纹连接。

4)密封装置:

活塞、活塞杆和端盖等处的密封,采用橡胶密封圈中的Yx密封圈和O型密封圈。其结构简单,制造方便,磨损后能自动补偿,其密封性能随压力的加大而提高。

3.3.9油箱尺寸的设计

(同上,P17-743)

液压泵功率损失:

H1=p(1-η)=FMLY100型液压磨光拉丝机设计=708W

阀的功率损失:

H2=PQ损=880W

管路及其他功率损失:

H3=(0.03~0.05)P,取H3=0.03×3.3=99W

H= H1+ H2+H3=1687W

Vmin=FMLY100型液压磨光拉丝机设计

Tr取60°,T0取20°,

Vmin=0.274m3

此适用于连续工作且压力为中压的液压系统中的油温,实际拉丝机在低压下间断工作应低于此温度。

油箱容积按1:1:1安排。

则有:

a=0.62m,取a为0.68m,

隔板高0.4m,厚4mm

联轴器计算:(《机械设计手册》第二卷P6-54)

Tc=TKwKKzKt=9550FMLY100型液压磨光拉丝机设计KwKKzKt=9550×4/1500×1.0×1.5×1×1.1=42.02N.m

选用YL5联轴器J型(同上P6-64)

4、本拉丝机的特点 

4.1、结构特点与先进性

本机的设计综合了国内外先进拉丝机结构的优点,并对某些结构进行了改进,使其更加完善,可以说是一台比较先进的拉丝机。本机结构简单、紧凑,实用性强,装拆检修方便。本机的床身结构简化,大大降低了铸造时间。分度头为一级传动,使拉丝的精度有了一些提高。还有刀架磨头装置采用旁置式,缩小了体积,使结构紧凑。再有液压系统,我们全部采用了标准件,降低了液压元件自己铸造的复杂程度,经济性也随之变好。

4.2、本机存在的问题

1)本机没有设计有专门的冷却装置。利用在工作台上放一冷却液盘,使磨辊有一部分浸入里面,靠磨辊的转动带动冷却液起冷却作用。

2)刀架的的横向移动,利用的是丝杠的移动,控制手轮应安装在刀架的前面,手轮应在操作一方,这样,调整时操作者可以边操作边观察.

  3)磨磨辊时候,中凸问题没有解决。

5.本机的设计原理与操作方法

5.1本机的工作原理是利用砂轮和磨辊的相向旋转将磨辊进行磨光。再利用拉刀,靠分度头的分度来拉丝。实质上就是把磨削和刨削结合在一起。只不过在刨削时,磨辊需要来回转动以切削出一条条相互平行的齿槽。

5..2操作方法

1)磨辊磨光操作

按磨削手柄用手将砂轮转动数周后,打开空车运转二分钟,使机床运行正常,然后开始磨削。但进给时切刀勿用力过锰,防止因进给量过大砂轮受损。在磨削过程中对磨辊直径沿长度上的差异应经常进行检查,如发现直径有锥度时应随时调整磨辊轴线,加以校正。磨光后的磨辊表面光洁度达到▽7,圆柱度不超过0.05mm,不同轴度不超过R0.02mm,加工完毕后先退出砂轮,然后停车。

2)磨辊拉丝纹操作

吊装磨辊,将磨辊两端轴放在磨辊轴承上,必须使一端的轴与分度头的轴相接并校准磨辊轴线,使磨辊轴线与工作台面平行,与分度头主轴同心,同时与拉丝刀尖垂直。根据磨研需要提出辊体表面齿数和丝纹斜度的要求。根据工件长度考虑拉丝时脱刀间隙,将变速手柄扳到拉丝档,并在磨辊下面放铁屑。用手柄摇动蜗杆使主轴转动,检查磨辊与主轴同心度,然后开空车试几分钟,待机床运行正常,润滑良好,开始进给。进给时由浅入深。拉丝完毕后先退出刀具,然后停车。

6.其它说明

6.1工作台行程速度降达不到要求

原因:

1)机床使用时间较长,齿轮泵内部磨损

2)气温高,油温相应提高,而油的粘度相应降低。

排除方法:

 1)将齿轮泵面的螺钉再行拧紧,推动齿罩的压盖,使齿轮平面间隙缩小

2)将齿轮泵拆下进行修复,使齿轮泵的齿轮平面间隙允差0.020—0.040

6.2工作台爬行及冲击

   在启动机床或工作台速度较低时,工作台可能会出现脉动、不连续的运动现象称为爬行现象。

原因:

    1)换向阀使用磨损后输油短路。

 2)齿轮泵油箱储油量低于油面标志。

 3)气温高,油的粘度相应降低,因而排油量及压力相应 降低。

 4)输油管接头密封不良,停机后空气渗入输油管内。

 5)齿轮泵内部磨损。

 6)导轨润滑不良。

6.3噪声和冲击:

原因:

1)空气进入液压系统。

2)换向阀两端的调节阀失灵或者调整不当应该检查所有输油管接头,油泵滚动轴承,油缸油封、保证不漏气、不漏油。

3)行程撞块固定位置不当,超过了最大行程。

  6.4工作台不换向

  原因:

1)换向阀调整不当

2)换向邮路堵塞

3)换向阀芯卡死等。

4)换向板上的碰头上下位置调节不当

5)换向板头端的销轴碰弯或转动轴弯曲

6.5拉丝出现直丝

  原因:

1)斜度板与滑块间隙太大,

2)退刀行程终了时,磨辊右端与刀尖的距离太小

3)夹头在主轴上配合间隙太大

4)轴承支架压的太紧

5)斜度板未紧牢

6.6 刀架伸缩不工作

   原因:

1)没有将开停阀扳在停的位置

2)压紧镶条的螺栓没有全部松开

3)伸缩油缸的油管损坏

金属切削 

    金属切削加工在执制造业中得到了广泛的应用,其特点式工件在加工前具体足够大的尺寸,可以将工件最终的几何形状尺寸包容在里面。不需要的材料以切削、颗粒等形式被取除掉。去除切削是获得所要求的工件几何形状,尺寸公差和表面质量的必要手段。切削量多少不一,可能占加工前工件体积的百分之几到70%-80%不等。

    由于在金属切削加工中,材料的利用率相当低,加之预测到材料和能源的短缺以及成本的增加,最近十年来,金属成型加工的应用越来越多。然而,由于金属成形加工的模具成本和设备成本仍然很高,因此尽管金属切削加工的材料消耗高,在许多的情况下。它仍然十最经济的。由此可以预料,在最近几年内,金属切削加工在制造业中仍将占重要的位置。而且,金属切削加工的自动生产系统的发展要比金属成形加工的自动生产系统的发展要快得多。

在金属切削加工中,信息得传递是通过刚性传递介质实现得。刀具相对工件运动。机械能通过刀具作用于工件。因此,刀具得几何形状和刀具与工件得运动方式决定了工件得最终形状。这个基本过程是机械过程:实际上是一个减切与断裂相结合得过程。

    床身是车床的基础件.它通常是由经过充分正火或时效处理的灰铸铁或者球墨铸铁制成.它是一个坚固的刚性框架,所有其他基本部件都安装在床身上.通常在床身上有内外两组平行的导轨.有些制造厂对全部四条导轨都采用导轨尖顶朝上的三角形导轨(即山形导轨),而有的制造厂则在一组中或者两组中都采用一个三角形导轨和一个矩形导轨.导轨要经过精密加工,以保证气直线度精度.为了抵抗磨损和擦伤,大多数现代机床的导轨是经过表面淬硬的,但是在操作时还应该小心,以避免损伤导轨.导轨上的任何误差,常常意味着整个机床的精度遭到破坏.

    主轴箱安装在内侧导轨的固定位置上,一般在床身的左端.它提供动力,并可使共件在工种速度下回转.它基本上由一个安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮---类似于卡车变速箱----所组成.通过变速齿轮,主轴可以在许多种转速下旋转.大多数车床由8~18中转速,一般按等比级数排列.而且在现代机床上只需扳动2~4个手柄,就能得到全部转速.一种正在不断增长的趋势是通过电气的或者机械的装置进行无机变速.

    由于机床的精度在很大程度上取决于主轴,因此,主轴的结构尺寸较大,通常安装在预紧后的重型圆锥滚子轴承或球轴承中.主轴中有一个贯穿全长的通孔,长棒料可以通过该孔送料.主轴孔的大小是车床的一个重要尺寸,因为当工件必须通过主轴孔供料时,它确定了能够加工的棒料毛坯的最大尺寸.

如前所述,在金属切削加工中,多余的材料由刚性刀具切除,以获得需要的几何形状、公差和表面光洁度。属于此类加工方法的例子由车削、钻削、铰削、牛头刨削等。

    大多数切削加工过程是以两维表面成形法为基础的。也就是说。刀具余工件材料之间需要两种相对运动。一种定义为主运动。另一种定义为进给运动。

    车削时,工件的回转运动时主运动;龙门刨床削时。工作台的直线运动时主运动。车削时,刀具连续的直线运动时进给运动;而在龙门刨削中,刀具间歇的直线运动时进给运动

磨削是一种应用最广泛的零件精加工方法,用来获得非常小的公差和非常高的表面的光洁度。目前,几乎存在着适合与各种磨削工序的磨床。零件的设计特征在很大程度上决定了需要采用的磨削的种类。当加工成本太高时,就值的对零件进行重新设计,使其能够通过采用既便宜又具有高生产率的磨削方法加工出来,例如,在有可能的时候,可以通过对零件的适当设计,尽量用无心磨削加工,以获得经济效益。

    尽管通常认为磨削适用与精加工工序,对那些适合采用磨削才完成粗、精加工工序的工作,也经常才用磨削方法完成全部加工工作,而不才用车削或者其他加工方法。

    磨床有以下几种类型:外圆磨床、无心磨床、内圆磨床、平面磨床和工具磨床等。

外圆磨床和无心磨床使用来磨削圆柱形工件或者圆锥形工件的。因此,话键轴、轴和其他类似的零件使采用普通的外圆磨床,或者采用无心磨床进行加工。

    螺纹磨床用来磨削螺纹量规上的精密螺纹和用来磨削螺纹的中径与轴的同心度公差很小的精密零件的螺纹。

    内圆磨床用来磨削精密的孔、汽缸以及各种类似的,需要进行精加工的孔。

平面磨床用来对各种平面工件,或者带有平面的工件进行精加工。可以采用砂轮的边或者砂轮的端面进行磨削。这类机床上装有往复式工作台或者回转式工作台。

    车削时的切削深度a是刀具切削刃切进或深入工件表面内的距离。切削深度决定工件的最终尺寸。在车削加工中采用轴向进给时,切削深度可以通过直接测量工件半径的减少量来确定;在车削加工中采用经向进给时,切削深度等于工件的减少量。在钻削中,切削深度等于钻头直径。对于刨削,切削深度定义为刨刀劲向吃刀深度a ,而刨刀轴向吃刀深度称为b

    未变形状态时的切削厚度h,就是在垂直于切削方向的平面内垂直于切削刃测量得到的切削厚度。切削后的切削厚度大于未变形时的切削厚度,也就是说切削比或者切削于1。

    在设计任何机器或者结构时,所考虑的主要事项之一是强度应该比他所承受的应力大很多,以确保安全与可靠性。要保证机械零件在使用过程中不失效,就必须知道他们在某些时候为什么会失效的原因,然后,我们才能将应力与强度联系起来,以确保安全。

    设计任何机械零件的理想情况为,工程师可以利用大量的他所选用的这种材料的强度试验数据。这些试验应该采用与所设计的零件有着相同的热处理,表面光洁度和尺寸大小的试件进行,而且试验应该在与零件使用过程中承受的载荷完全相同的情况下进行。这表明如果零件将要承受弯群曲和扭转的符合载荷,那么就该进行弯曲和扭转符合载荷的试验。这些种类的试验可以提供非常有用的精确的数据。他们可以告诉工程师应该使用的安全系数和对于给定使用寿命时的可靠性。在设计过程中,只要能够获得这种数据,工程师就可以尽可能好的进行工程设计工作。


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