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文档简介
1、机床排屑器磁性分离器的设计摘 要磁性分离技术是一门古老的技术,在200多年前就有磁性物质和非磁性物质分离的记载。在磨削加工中,随着加工精度的提高,高速磨削和强力磨削技术飞速发展,除了选择合理的磨削参数以外,还必须提高磨削液的循环质量。磁性分离器作为一种机床辅机,尚属于一种冷门产品。国内虽有许多厂家生产,但专业厂家并不多。磁性分离器对提高磨削液的循环质量有着非同一般的作用。磁性分离器能够有效去除冷却液中的铁质,无滤材消耗。方便安装,可与其他形式过滤机如鼓式(滚筒式 纸带过滤机、平网式纸带过滤机、真空负压式纸带过滤机等组合使用。本课题主要是应客户和公司要求进行设计, 通过对市场上已有的磁性分离器的
2、分析和计算, 并对市场上产品优缺点进行了保留和改进,最终设计出一套符合客户使用要求的磨削液循环的净化装置。初步确定分离器的总体结构,机器由减速机、箱体、磁辊、胶辊等几部分组成。通过建模再对其进行分解装配然后进行对比确认,确认准确后再对其进行钣金化以及二维图纸的转换,最后对其进行投入生产。关键词:磁性分离技术,分离器,胶辊式,磁性分离器Magnetic separator conveyor machine designABSTRACTMagnetic separation technology is an old technology, 200 years ago havemagnetic ma
3、terial and non-magnetic material separating the records. In the grinding process, along with the improvement of precision, high-speed grinding and grinding technology rapid development of strength, in addition to choose the right grinding parameters, it also must improve the quality of grinding flui
4、d circulation. Magnetic separator, as a machine auxiliary, yet is a popular product. Although many domestic manufacturers, but not many professional manufacturers. Magnetic separator toimprove the quality of the cycle of grinding fluid has unusual role. Magnetic separator can effectively remove the
5、iron in the coolant, no filter consumption. Easy to install, as with other forms of filter drum (drum tape filter, flat filter net-tape, vacuum-type filter such as tapes used in combination.The main subject of customer and company requirements should be designed, already on the market through the ma
6、gnetic separator the analysis and calculation, and the advantages and disadvantages of the product on the market to retain and improve the final design a line with the requirements of customers Cycle of grinding fluid purification device. Initially identified the overall structure of separator, the
7、machine from the reducer, box, magnetic roller, roller several components. Itsdecomposition by modeling and then compare the assembly and then Yes to confirm the accuracy of its sheet metal and then, and two-dimensional drawings of the conversion, and finally put into its production.KEY WORDS:magnet
8、ic separation technology,separator , rubber roller,magnetic separator目录摘 要 . I ABSTRACT . II绪论 . 11 设计背景和目的 . 31.1 设计背景 . 31.2 设计目的 . 32 总体方案设计 . 42.1 确定总体方案 . 42.2 工作原理说明 . 4 3 方案细化设计 . 错误!未定义书签。3.1 确定电机类型 . 53.2 确定传动方式 . 83.3 刮板材料选择 . 113.4 排屑槽制作工艺 . 113.5 主体部分工艺 . 153.5.1 焊接工艺 . 163.5.2 涂装工艺 . 20
9、3.6 弹性材料的选择 . 233.7轴承型号选择 . . 244 二维图的绘制 . 284.1打开并创建绘图文件 . . 284.2在S OLIDWORKS 中创建2D 图 . . 29 5 生产制作明细 . 错误!未定义书签。5.1产品零件明细 . . 315.2钣金下料明细 . . 326 装配工艺 . 337 检查与维护 . 347.1 磁性分离器在试运转期间要检查的各项性能指标 . 347.2 磁性分离器在使用过程中需要注意的事项 . 34致 谢 . 35参 考 文 献 . 36机床排屑器磁性分离器的设计 1绪论从20世纪中期数控技术出现以来,数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
10、数控加工具有如下特点:加工柔性好,加工精度高,生产率高,减轻操作者劳动强度、改善劳动条件,有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品,适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。进入21世纪,我国经济与国际全面接轨,进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到因加入世界贸易组织而产生的激烈的国际市
11、场竞争的压力,加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,数控机床的应用范围还在不断扩大,并且不断发展以更适应生产加工的需要。随着数控加工技术的发展,数控机床对为其提供服务的机床辅机的要求也越来越高,切削技术和切削工艺的不断创新对切削液的性能提出了更高要求。为了提高切屑液的循环利用效率,故而对切屑液的净化处理装置的要求也越来越高。在磨削加工中,随着加工精度的提高,高速磨削和强力磨削技术飞速发展,除了选择合理的磨削参数以外,还必须提高磨削液的循环质量。 净化装置分为过滤式和动力式两种类型。过滤式净化装置靠过滤介质
12、清除杂质,如滤网式、线隙式、片式和纸带式过滤机。动力式净化装置靠某种力(如离心力、磁力或重力)分离出杂质,如离心式、涡旋式和磁性式分离器等。磨削铁磁性材料时,废液中既有铁磁性物质又有非铁磁性杂质,一般选用磁性分离器,除去80%以上的杂质。如需更好的控制过滤精度,最好是将磁性分离器和纸带过滤机组合使用。磁性分离器早已应用于磨削加工过程净化磨削液,它利用磁性吸附原理,依靠连续转动的磁鼓清除铁屑和其他导磁金属末。分离过程:当脏的磨削液流过缓慢旋转的磁鼓吸附区域时,在磁场作用下磁性的固体粒子被磁化,吸附到磁鼓表面,并被带出磨削液流动区,经橡胶压辊挤压脱水,然后依靠贴着磁鼓的刮板把磁鼓上的磨屑刮下。这种
13、磁性分离器在分离出磁性的固体颗粒的同时,也能清除部分其他非磁性杂质。它适用于乳化液、水基合成液和低粘度切削油的净化。磁性分离器用于磨床及其它机床冷却液(切削油或乳化液)的净化。磁性分离器主要用于铁磁性物质的自动分离,保持切削液清洁,提高了加工性能和刀具寿命,减少环境污染。提高加工产品质量,降低成本,提高生产效率。分离器滚筒用强大的磁力,将机床切削液(油质,水质 中的铁磁性切屑和磨屑分离出来,实现自动分离。磁性分离机能够有效去除冷却液中的铁质,无滤材消耗。磁性分离机方便安装,可与其他形式过滤机如鼓式(滚筒式 纸带过滤机、平网式纸带过滤机、真空负压式纸带过滤机等组合使用。磁性分离机被广泛应用于磨床
14、冷却液中杂质的分离吸附,在涂装,磷化,冷轧等行业也得到应用,特别适合于数控机床,放电加工机床,抛光机,齿轮加工机床,磨床和其它在加工过程中产生含铁微粒的冷却液使用场合。磁性分离机的作用如下:1、可减少冷却液消耗。2、使冷却泵、刀具使用寿命提高。3、工件表面质量Ra 值可提高30%。4、连续工作,杂质易于排出。5、机床维护时间减少50%。6、磁性分离机安装方便,且无滤材消耗。本次设计主要是应客户和公司要求进行设计, 通过对市场上已有的磁性分离机的分析和计算, 并针对市场上产品优缺点进行了保留和改进,最终设计出一套磨削液循环的净化装置。磨削加工是机械加工的最后工序,对产品的精度、性能和使用寿命有直
15、接影响,而加工过程中冷却液对于防止工件烧伤、改善工件表面精度和粗糙度、提高工件及机床的防锈能力、延长刀具和机床的使用寿命有着非常重要的作用。因此合理使用和维护磨削液在加工过程中至关重要。本次设计可以说是一次尝试,也是一次在正式工作之前给自己充电的过程。在课题选择中,我们尽量作到将所学的知识进行综合运用,通过使用一些新的专业软件进行快速准确的设计,掌握最新的设计方法为以后的工作奠定一定的基础。1 设计背景和目的1.1 设计背景此次设计是根据客户要求并结合公司的特点进行的设计。胶辊式磁性分离器是机床辅机中最基本的一种,是配合自动排屑器、水箱来使用,是为了进一步将切屑液净化,分离提取切屑液中的细屑。
16、通过对市场上同类产品进行比较和审核,结合公司现有的设备及技术,进行一定结构的优化后设计并制造。1.2 设计目的(1)对所学理论知识的进一步掌握与综合运用;(2)学会使用SolidWorks 等先进的三维设计软件,为后续研究和将来的实际工作打下基础;(3)培养研究与创新能力,能够在已有的技术基础上进行思考,有所创新;(4)培养自己的工程实践能力;(5)培养自己的科研写作能力以及团队合作能力。2 总体方案设计2.1 确定总体方案 由设计背景并结合设计目的,设计并确定了总体方案,总体方案如图2-1所示:图2- 1 总体方案 2.2 工作原理说明机器由减速机、箱体、磁辊、胶辊等几部分组成。减速机带动链
17、轮作圆周运动,通过链轮和链条的啮合传动,将动力传递给磁辊,磁辊作圆周运动,含有粉末状吸磁杂质的冷却液进入箱体后,杂质被吸附到磁辊外壁上,再经过胶辊的碾压,将杂质夹带的液体挤出,最后由刮板将杂质与磁辊分离并使之落入集污箱。磁辊内装有磁铁,磁铁排列形成270度的角,空下的90度以利于杂质与磁辊的分离。3 方案细化设计3.1 确定电机类型应客户使用以及安装的要求,选择标准减速电机。结合机构对电机的要求以及产品性价比等因素,最终从公司长期的合作伙伴中选择了一种电机。这种电机为该公司标准电机,电机功率为25W ,安装尺寸为80×80mm 。选择电机的依据如图3-1所示,该公司此种电机的型号性能
18、如下表3-1所示。 图3- 1 电机选择依据表3- 1电机型号性能 根据使用要求与其相配合使用的减速箱选择了如图3-2所示的标准减速箱。图3- 2 减速箱 此种减速箱的减速比及性能对照表如表3-2所示。表3- 2减速比及性能对照表 根据表3-1、3-2选择型号为80YS25GY22三相电机,减速箱选择频率为50HZ ,减速比为1:180的直角中空减速箱。该种组合式电机的外形尺寸、模型、特性曲线以及接线图如图3-3、图3- 4、图3-5、图3- 6所示。图3- 3组合电机外形尺寸 图 3- 4组合电机模型 图3- 5电机特性曲线 图3- 6电机接线图3.2 确定传动方式平行轴之间的传动常见的有:
19、带传动、链条传动、齿轮传动等。考虑到杂质要经过胶辊与磁辊的挤压,将其中的切屑液挤压出来,而带传动是需要张紧力的,与工作原理相背离,故而不能采用皮带传动。同样的道理,链传动也是不能采用的。故而只能采用齿轮传动,齿轮传动的特点:齿轮传动平稳,传动比精确,工作可靠、效率高、寿命长,使用的功率、速度和尺寸范围大。齿轮直径可以从几毫米至二十多米。但是制造齿轮需要有专门的设备,啮合传动会产生噪声。链传动的特点:和齿轮传动比较, 它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力; 能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作; 和带传动比较, 它能保证准确的平均传动比, 传递功率较大, 且作用在轴和轴
20、承上的力较小; 传递效率较高, 一般可达0.950.97; 链条的铰链磨损后, 使得节距变大造成脱落现象; 安装和维修要求较高. 链轮材料一般是结构钢等。根据公司的制造设备以及考虑降低成本,并且按照齿轮传动的形式,将传统的链条传动和齿轮传动进行结合,设计出了一种比较特殊的传动方式。这种传动方式不仅延传了齿轮传动的优势并且成本比齿轮传动降低了很多。这种传动方式公司可以生产而且达到使用要求,最主要的是降低了成本。具体的传动形式如图3- 7、图3- 8所示. 图3- 7 三维传动方式 图 3- 8二维传动方式此次设计的特殊形式的传动方式工作原理是:小链轮为主动轮将动力通过链条传给大链轮,大链轮和磁辊
21、为焊接刚性链接,然后带动磁辊转动。大链轮也为焊接结构,具体结构如图3- 9所示。图3- 9大链轮结构 大连轮具体制造工艺如下:绘制三维图 转化为二维数据 数据导入激光机 10mm 热轧钢板 取件 和链条焊接。3.3 刮板材料选择目前公司所拥有的材料有普通热轧钢板、普通冷轧钢板、不锈钢板。不锈钢从化学成份上讲,是一种以铁和碳为基础的含有较多合金元素的高合金钢。不锈钢从物理、化学性能上讲,是一种特殊钢。不锈钢包括耐酸钢、不起皮钢、耐热钢和电阻合金等的表面处理(通过酸洗工艺)后,它们的共同特点是在空气及弱腐蚀介质中能抵抗腐蚀性即不易生锈。由于这些钢具有不易生锈的特点,所以人们统称它们为不锈钢。不锈钢
22、板优于普通钢板的特点如下:(1)表面光洁。(2)有较高的塑性、韧性和机械强度。(3)耐酸、碱性气体、溶液和其他介质的腐蚀。(4)它是一种不容易生锈的合金钢,但不是绝对不生锈。根据胶辊式磁性分离机的工作使用环境(水基切液配制原料大部分都呈现碱性,正常使用过程的水基切液PH 值都应该在8-9之间,呈碱性)以及使用寿命,并结合了成本核算问题,故而选择不锈钢板。不锈钢板的厚度规格如表3-3:表3- 3 不锈钢厚度规格表而新形象公司常用的规格有:1.5、2.0、2.5、3.0这四种规格。结合该零件的受力等方面因素,选择2.5mm 的规格的不锈钢板。3.4 排屑槽制作工艺根据其工作的要求,以及增强它的灵活
23、性,排屑槽的设计方案如图3- 10所示。 图3- 10排屑槽方案其材料的选择跟刮板是一样的,二者是配合在一起使用,所处的使用环境是一样的,只是所起的作用不一样。故而也采用2.5mm 的规格的不锈钢板。排屑槽具体的制作工艺如下:(1) 先用Solidworks 进行三维建模,建模结果如图3- 11 所示。 图3- 11排屑槽三维建模(2)利用Solidworks 绘制二维的钣金折弯图,钣金折弯图如图3- 12所示。 图3- 12折弯图在绘制折弯图时要考虑钣金的折弯的延伸率,公司常用厚度钣金的经验延伸率如表3-4所示。表3- 4延伸率表 设计时折弯计算如图3- 13所示: 图3- 13折弯计算计算
24、公式:展开尺寸外尺寸外尺寸表3-4中的值(延伸率)(3)再利用Solidworks 生成激光机能读取的格式为DXF 的电子程序。在生成电子程序前,将其中的螺纹孔按照如表3-5所示留下底孔。表3- 5螺纹底孔表 (4)将电子程序导入激光机,利用激光机自带软件进行自动编程, 然后用激光切割。(5)将切割件按照图3- 12所示的折弯图进行折弯。(6)转给下序机加班,进行攻丝(7)转给下序焊接班,进行打磨处理至此排屑槽制作工艺已经完成,但需要说明一点,那就是因为材料是不锈钢的,不需要涂装,至于涂装工艺,将在以后说明。3.5 主体部分工艺主体部分为焊接件,是由多个钣金件利用二氧化碳保护焊焊接而成,其结构
25、如图3- 14所示。 图3- 14主体部分主体部分是由多个钣金件焊接完成,其各个钣金下料工艺与排屑槽相类似,以下主要说明焊接工艺以及涂装工艺。3.5.1 焊接工艺焊接技术是现代工业高质量、高效率制造技术中一种不可缺少的加工技术。焊接是通过加热或加压,或两者并用,并且添加或不添加填充材料,使工件达到永久性连接的一种方法。焊接应用广泛,目前,焊接技术以广泛应用于锅炉与压力容器、船舶、工程机械、航空航天、电力、石油化工、建筑、电子、海洋开发等各个工业部门。不同的焊接方法有不同的焊接工艺。焊接工艺主要根据被焊工件的材质、牌号、化学成分,焊件结构类型,焊接性能要求来确定。首先要确定焊接方法,如手弧焊、埋
26、弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等等,焊接方法的种类非常多,只能根据具体情况选择。确定焊接方法后,再制定焊接工艺参数,焊接工艺参数的种类各不相同,如手弧焊主要包括:焊条型号(或牌号)、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等等。金属焊接方法有40种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽
27、等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充
28、材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短,因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料,往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。焊
29、接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化焊接性。这就需要调整焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。银川新形象公司所采用的是二氧化碳保护焊接,CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。这种方法以CO2气体作为保护介质,使电弧及熔池与周围空气隔离,防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害物质,从而获得优良的机械保护性能。生产中一般是利用专用的焊枪,形成足够的CO2气体保护层,依靠焊丝与焊件之间的电弧热,进行自动或半自动熔化极气体保护焊接。二氧化碳气体保护电弧焊
30、主要用于手工焊。它的优点是1)焊接生产率高。2)焊接成本低。3)焊接变形小。 4)焊接质量较高。5)适用范围广。可实现全位置焊接,并且对于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。 6)操作简便。焊后不需清渣,且是明弧,便于监控,有利于实现机械化和自动化焊接。它也有缺点1)飞溅率较大,并且焊缝表面成形较差。金属飞溅是CO2焊中较为突出的问题,这是主要缺点。 2)很难用交流电源进行焊接,焊接设备比较复杂。 3)抗风能力差,给室外作业带来一定困难。4 不能焊接容易氧化的有色金属。CO2焊的缺点可以通过提高技术水平和改进焊接材料、焊接设备加以解决,而其有点却是其他焊接方法所不能比的。因此,可以认为CO2焊是一种
31、高效率、低成本的节能焊接方法。CO2保护焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。对于不锈钢,由于焊缝金属有增碳现象,影响抗晶间腐蚀性能。所以只能用于对焊缝性能要求不高的不锈钢焊件。此外,CO2焊还可用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的焊补以及电铆焊等方面。目前CO2焊已在汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门得到了广泛的应用。焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间
32、的相互位置称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接 和角接等。 目前新形象公司所采用的焊接形式主要有以下三种,如图3- 15所示。 图3-15(a ) 常规形式(搭接) 图3-15(b ) 工艺孔形式 图3-15(c ) 角焊缝形式图3- 15 焊接工艺 图3-15(a )所示为常见的搭接焊,焊接时需要从里侧焊接,可以进行间断焊,也可以进行满焊,可以防漏,这样焊接痕迹明显可见; 图3-15(b )所示为搭接焊工艺的改进形式,焊接时只需要在破口处焊接,焊接完毕后进行打磨,打磨完成后非常光洁,也时常采用
33、的一种形式;图3-15(c )所示为对角焊接形式,焊接时需要在两钣金件对接处进行焊接,需要满焊,焊接完毕后进行打磨,打磨完成后非常光洁,这是焊接水箱一类防漏时常采用的一种形式。主体部分是钣金件,按照其结构,只能选择图3-15(a )所示的搭接焊,焊接长度不大,应用满焊,应严格控制焊接变形,达到其使用要求。另外就是关于主体部分的一些附件的焊接,在焊接时其定位非常麻烦,如图3- 16 所示实例零件用尺子靠人工观察误差很大而且效率很低。图3- 16实例零件为了能够更准确的将附件定位,也为了提高焊接员工的工作效率,特意采用如下的划线的方式,前提是在激光机的程序中加入准确的划线,这样在焊接时能快速定位并
34、且使产品合格。具体划线方法如图3- 17所示。 图3- 17划线方式按照此种划线的方法,便可以快速准确的进行生产。如图3- 18所示的附件都采用这种方法来进行焊接。 图3- 18可划线附件 3.5.2 涂装工艺涂装是工程机械产品的表面制造工艺中的一个重要环节。防锈、防蚀涂装质量是产品全面质量的重要方面之一。产品外观质量不仅反映了产品防护、装饰性能 , 而且也是构成产品价值的重要因素。所谓涂装即指对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层。随着工业技术的发展,深入到国民经济的多个领域。我国涂装生产线的发展经历了由手工到生产线、到自动生产线的发展过程。我国的涂装工艺可以简单归纳为;前处理喷涂干燥或固化三
35、废处理。我国的涂装工业真正起源于50年代苏联技术的引进之后。从60年代开始,由于轻工业的发展,首先在自行车制造行业出现了机械化生产的流水线和自动化生产的流水线,以及在原有槽子流水线生产的基础上加上程序控制的小车形成的程控流水线,这些主要是在上海和天津地区。这期间我国涂装工业的主要任务还是以防腐为主。但随着我国经济的发展,以及国外涂装技术的发展,通过技术引进和与国外技术的交流,我国涂装技术开始飞速的发展,在涂装自动化生产方面,静电喷涂和电泳涂漆技术的推广应用、粉末喷涂技术的研制及推广,特别是我国家电行业、日用五金、钢制家具,铝材构件、电器产品、汽车工业等领域的蓬勃发展,使涂装事业有了明显的进步。
36、表面处理是防锈涂装的重要工序之一。工程机械防锈涂装质量在很大程度上取决于表面处理的方式好坏。 据英国帝国化学公司介绍,涂层寿命受 3 方面因素制约: 表面处理占 60%,涂装施工 占 25%,涂料本身质量占 15% 。工程机械行业不同零部件的表面处理方式不同。机械清理可有效去除工件上的铁锈、焊渣、氧化皮、消除焊接应力,增加防锈涂膜与金属基体的结合力,从而大大提高工程机械零部件的防锈质量。机械清理标准要求达到 ISO8501 1 1988 的 Sa2 . 5 级。表面粗糙度要达到防锈涂层厚度的 1 /3 。喷、抛丸所用钢丸要达到 GB6484 要求。薄板冲压件的表面处理称一般用化学表面处理。工艺
37、流程为:人工预处理热水洗预脱脂脱脂工业水洗一工业水洗二表面调整磷化工业水洗三工业水洗四纯水洗一纯水洗二倒水干燥由于工程机械范围广、规格多、整机重、零部件大 , 一般采用喷涂方式进行涂装。喷涂工具有空气喷枪、高压无气喷枪、空气辅助式喷枪及手提式静电喷枪。空气喷枪喷涂效率低 ( 30% 左右 , 高压无气喷枪浪费涂料 , 两者共同的特点是环境污染较严重 , 所以已经和正在被空气辅助式喷枪和手提式静电喷枪所取代。如世界第一工程机械公司美国卡特彼勒 (CAT 公司就采用空气辅助式喷枪进行喷涂 , 对发动机罩等薄板覆盖件则采用手提式静电喷枪。工程机械用涂装设备一般采用较为先进的水旋喷漆室。中小零部件也可
38、采用水帘喷漆室或无泵喷漆室,前者具有先进的性能,后者经济实惠,方便实用。由于工程机械整机和零部件较重,热容量大, 因此其防锈涂层的干燥一般采用烘烤均匀的热风对流的烘干方式。热源可因地制宜,选用蒸汽、电、轻柴油、天然气和液化石油气等。银川新形象公司所应用的是喷涂,涂料通过喷枪或碟式雾化器,借助于压力或离心力,分散成均匀而微细的雾滴,施涂于被涂物表面的涂装方法。可分为空气喷涂、无空气喷涂、静电喷涂以及上述基本喷涂形式的各种派生的方式,如大流量低压力雾化喷涂、热喷涂、自动喷涂、多组喷涂等。喷涂是利用压力或静电力将油漆或粉末附着在工件表面,使工件有防腐和外观装饰作用。喷涂中的主要问题是高度分散的漆雾和
39、挥发出来的溶剂,既污染环境,不利于人体健康,又浪费涂料,造成经济损失。大流量低压力雾化喷涂是低的雾化气压和低空气射流速度,低的雾化涂料运行速度改善了涂料从被涂物表面反弹出来的情况。使上漆率从普通空气喷涂的30%40%,提高到了65%85%。在轻革涂饰中用喷枪或喷浆机将涂饰喷于革面上。银川新形象公司喷涂工艺流程如图3- 19所示节拍式悬挂输送链。主要包括两个过程:前处理、喷粉和固化。 图3- 19喷涂工艺流程具体的工艺过程如下:挂件预脱脂脱脂磷化去离子水洗1滴水去离子水洗2滴水烘干自然冷却粉沫喷涂固化前检固化自然冷却终查卸工件(1)前处理:前处理是指在涂装之前的预处理,主要包括脱脂、磷化、水洗和
40、水分烘干。脱脂:钢板的表面的油污处理干净。磷化:磷化是指把金属工件经过含有磷酸二氢盐的酸性溶液处理,发生化学反应生成一层非金属的、不导电的、多空的磷酸盐薄膜。磷化膜为多孔的晶体结构,与板材表面结合得十分牢固,有一定的抗蚀能力,磷化膜本身在整个涂层体系中并不承担耐蚀作用,主要是使漆膜具有很强的粘附,而整个涂层系统的耐蚀性则主要取决于漆膜的耐蚀性以及漆膜与磷化膜的优良配合所形成的粘附强度。水洗:去除吸附在磷化膜表面的可溶性盐酸物质等,以防止涂膜在湿热条件下早期起泡,提高涂膜的附着力和耐蚀性;烘干:一方面为下道的喷粉做准备,另一方面它去除磷化膜表面的水分。磷化膜均含有一定的结晶水,干燥时必然要失去结
41、晶水,这样就可以避免涂膜在固化过程中脱落的结晶水穿过涂膜外移,消弱涂膜与磷化膜的结合力并影响抗蚀性。(2)喷粉和固化粉末在从静电喷枪喷出时捕获电荷成为带电粉末,在气流和电场作用下飞向工件并吸附与其表面。固化使粉末静电喷涂后的钣金件经加热到一定温度,使粉末在规定的温度时间内固化,使交联反应完全,产生致密的涂膜,并紧紧地结合在工件表面。标准喷粉工艺:喷粉环节保证涂膜厚度喷枪行走方式:交叉网状喷枪行走速度:500mm/秒喷嘴距离工件表面距离:150mm 250mm喷枪体相对于被涂钣金表面的位置:垂直喷涂面、边、角、区域的基本次序:棱边角面;上下;里外保证扇形搭接均匀一致:1/2处搭接同一部位喷涂次数
42、:7遍,保持上粉率一致 根据表面桔皮形状的粒度大小和分布状态测量膜厚,要保证涂膜厚度在150±20um 范围内。3.6 弹性材料的选择由工作原理可以看出,铁屑要从胶辊跟磁辊之间被挤压过去,将其中的液体挤压出来,而磁辊是固定在主体上的,胶辊必然会上下振动,为了保持胶辊的平衡,必须在此安装一个弹性材料。而且假设平衡位置就是受力平衡的位置即是静止时的位置。在原来的设计中采用弹簧结构来缓冲振动,但由于工作环境不稳定,故选择弹簧的弹性模量不好控制,而且维护与修理均不方便,为了改善客户反映的缺点,经过多次试验,发现采用橡胶材质效果更佳。橡胶弹簧包括橡胶弹簧和复合橡胶弹簧。 橡胶弹簧:是一种高弹性
43、体, 制作材料有普通橡胶。橡胶弹簧弹性模量小,受载后有较大的弹性变形,借以吸收冲击和振动。它能同时受多向载荷,但耐高温性和耐油性比钢弹簧差。如有特殊要求可用耐油橡胶制成。该产品减振效果好, 共振领域小, 使用寿命长, 成本低, 还有良好的耐寒性, 优良的气密性, 防水性, 电绝缘性, 是减振的最佳选择。 复合橡胶弹簧:是由金属螺旋弹簧及其外边包裹的优质硫化橡胶共同构成。集金属弹簧和橡胶弹簧的优点于一体,克服了金属弹簧刚性大、工作噪音高及橡胶弹簧承重量小、形状及机械性能稳定性差等缺点。具有更高的载荷量和大变形量、减震降噪效果更好、工作平稳、共振区间短等优点。橡胶弹簧形状不受限制,有较大的弹性变形
44、,容易实现非线性要求,减振隔音效果良好。复合橡胶弹簧相比较橡胶弹簧,前者形状受金属螺旋弹簧限制,线性要求高,重量重,但是其承重载荷量大的优点却不是纯橡胶弹簧可比拟的。橡胶弹簧常应用于振动机械、双层客车、载重货车等工业机械,橡胶弹簧常用在机械设备、车辆行走机构和悬架中,起减振和缓冲作用。橡胶弹簧也可根据工作需要设计成各种结构形式.根据以上优势,我们采用橡胶垫(橡胶弹簧),并且结合实际自行设计其结构形状,并由公司自行生产,这样较弹簧又减轻了机器成本。3.7轴承型号选择 轴承为机械中的固定机件。当其他机件在轴上彼此产生相对运动时,用来保持轴的中心位置及控制该运动的机件,就称之为轴承。轴承的种类很多。
45、按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同分为:(1径向轴承,又称向心轴承,主要用于承受径向载荷的滚动轴承,其公称接触角从0到45度。(2止推轴承,又称推力轴承,主要用于承受轴向载荷的滚动轴承,其公称接触角大于45到90。(3径向止推轴承,又称向心推力轴承,同时承受径向载荷和轴向载荷。按轴承工作的摩擦性质不同可分为滑动摩擦轴承(简称滑动轴承)和滚动摩擦轴承(简称滚动轴承)两大类。将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件,叫滚动轴承。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转;外圈作用是与轴承座相配合,起支撑作用
46、;滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间,其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命;保持架能使滚动体均匀分布,防止滚动体脱落,引导滚动体旋转起润滑作用。滚动轴承使用维护方便,工作可靠,起动性能好,在中等速度下承载能力较高。与滑动轴承比较,滚动轴承的径向尺寸较大,减振能力较差,高速时寿命低,声响较大。滚动轴承的基本特点:(1 摩擦阻力小,功率消耗小,机械效率高,易起动。(2尺寸标准化,具有互换性,便于安装拆卸,维修方便。(3结构紧凑,重量轻,轴向尺寸更为缩小。(4精度高,转速高,磨损小,使用寿命长。(5部分轴承具有自动调新的性能。(6适用于大批量生产,质量稳定可靠,生产
47、效率高。滚动轴承使用维护方便,工作可靠,起动性能好,在中等速度下承载能力较高。与滑动轴承比较,滚动轴承的径向尺寸较大,减振能力较差,高速时寿命低,声响较大。轴承型号一般是由用户的技术人员根据配套产品的使用条件及承受负荷对轴承进行选择。业务人员主要了解用户的实际负荷是否与所选轴承相符合,如果轴承达不到使用要求,应尽快建议客户改选型号,但除非特殊产品在选择型号上一般不会有什么问题。球轴承适于承受轻载荷,滚子轴承适于承受重载荷及冲击载荷。当滚动轴承受纯轴向载荷时,一般选用推力轴承;当滚动轴承受纯径向载荷时,一般选用深沟球轴承或短圆柱滚子轴承;当滚动轴承受纯径向载荷的同时,还有不大的轴向载荷时,可选用
48、深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承及调心球或调心滚子轴承;当轴向载荷较大时,可选用接触角较大的角接触球轴承及圆锥滚子轴承,或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起,这在极高轴向载荷或特别要求有较大轴向刚性时尤为适合。根据其运动分析和受力分析,滚筒转动主要受径向力,所以选择深沟球轴承。具体选择型号根据图3-20,表3- 6 选择。 图3- 20轴承参数图表3-6 轴承参数表(GB/T 276-1994轴承代号基本尺寸/mm安装尺寸/mm d D B r s D a D a R as 620062016202620362046205620662076208 10 12 15 17 20 25 30
49、 35 40 30 32 35 40 47 52 62 72 80 9 10 11 12 14 15 16 17 18 0.6 0.6 0.6 0.6 1 1 1 1.1 1.1 15 17 20 22 26 31 36 42 47 25 27 30 35 41 46 56 65 73 0.6 0.6 0.6 0.6 1 1 1 1 1故10L =3.0×1010h 。随着人们对轴承研究的不断深入,疲劳寿命及其可靠性作为轴承最重要的性能,已引起各轴承生产单位及相关用户的广泛关注。但由于影响其疲劳寿命的因素太多再加上轴承疲劳寿命理论仍需完善,进行寿命试验无疑成为评定这项指标的唯一有效途
50、径。图3- 21所示是根据寿命计算所得出的曲线。 图3- 21寿命曲线4 二维图的绘制 二维图的绘制基本操作步骤如下:(1)用Solidworks 软件打开零件的3D 模型(2)利用实体创建2D 工程图(3)进行标注,最终完成2D 图纸的绘制,保存。4.1打开并创建绘图文件先在Solidworks 打开零件的3D 模型,如图4-1所示。 图4- 1打开3D 模型单击文件利用从零件生成工程图选择合适的模板确定。如图4-2所示。 图4- 2选择合适模板 进入如图4-3所示的图纸绘制模式。 图4- 3 图纸绘制模式4.2在Solidworks 中创建2D 图 将如图4-4所示右侧标题栏中需要的视图直
51、接拖到工程图纸中,并做好位置布置。所生成的工程图如图4-5所示。适当标注尺寸后保存。 图4- 4提取需要视图 图4- 5合理布置后工程图5 生产制作明细5.1产品零件明细 为了便于生产,在给生产现场下发零件图的同时还下发产品零件明细。此明细是发给物资班和装配班的,物资班通过看产品零件明细来添购标准件,装配班拿着这个明细从库房领出所需配件,照着装配图就可以装配出一台产品。产品零件明细如表5-1所示。表5- 1产品零件明细 5.2钣金下料明细 此明细是发给钣金班的,钣金班班拿着这个明细就可以生产出一台产品所需要的钣金件。如表5-2所示。表5- 2钣金下料明细 钣金班将料下好并按照折弯图折弯后,转给
52、焊接班进行焊接,焊接完毕转给涂装班,最后转给装配,经过装配班装配后产品就可以入库了。6 装配工艺胶辊式磁性分离机是机床辅机中最基本的一种,是配合自动排屑器、水箱来使用,是为了进一步将切屑液净化,分离提取切屑液中的细屑。机器由减速机、箱体、磁辊、胶辊等几部分组成。主体与其他配件都是靠螺钉连接而成。另外加入过滤系统和电机,水泵等。装配是所有工序的汇总,不论在钣金,焊接还是在涂装工艺出现的问题,最后都会集中在装配中体现出来,所以在装配过程中必须要严格的把好质量。在装配过程中需要注意的问题有:(1)钣金件表面不能有划伤现象。(2)大连轮上焊接的链条片上不能有毛刺,且焊点不能过高。(3)两侧的胶辊调节螺栓必须要调节到一样的高度,使胶辊受力均匀,振动小。(4)滚筒与
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