500mm浮頭式換熱器浮動管板工藝夾具設(shè)計【鉆φ25孔】【說明書+CAD】

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A clamping design approach for automated fixturedesign J . Advanced Manufacturing Technology, 2001 , 18 11 :784 - 789.5 RONG Yiming,ZHU Yaoxiang,LUO Zhenbi. Computer - aided fixture designM.Beijing: China Machine Press ,2002 in Chinese . 融奕鳴,朱耀祥,羅振璧. 計算機輔助夾具設(shè)計M.北京:機械工業(yè)出版社,200216 WU Yuguang, GAO Shuming , CHEN Zichen. Geometric theory on automated modular fixture planningJ .ChineseJournal of Mechanical Engineering, 2002 , 38 1 :117 - 122 in Chinese . 吳玉光,高曙明,陳子辰1 組合夾具設(shè)計的幾何原理 J1 機械工程學報,2002 ,38 1 :117 - 122. 7 WU Yuguang , FU Qiang. An extended 3 - 2 - 1 rule for modular fixture design J . Journal of Hehai University Chang zhou , 2003 ,17 4 :47 - 50 in Chinese . 吳玉光,傅 強 一種擴展的3 2 1 組合夾具定位方法J 河海大學常州分校學報,2003 ,17 4 :47 - 50. 8 ZHENG Lianyu , GU Qiang , WANG Shuchun. Decisiomechanism for workpiece locating datum based on neural net work in setup planningJ. Acta Aeronautica et AstronauticSinica ,2001 ,22 2 :130 - 134 in Chinese . 鄭聯(lián)語,谷 強 汪叔淳 裝夾規(guī)劃中確定工件定位基準的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策機制J.航空學報,2001 ,22 2 :130 - 134. 9 DUAN Guolin , LIN Jianping, ZHANG Mandun ,et al. Computer aided 3D modular fixture configuration design systewith intelligenceJ . China Mechanical Engineering ,2003 ,18 :684 - 686 in Chinese . 段國林,林建平,張滿囤,等. 組合夾具計算機三維智能組裝系統(tǒng)J 1 中國機械工程,2003 ,18 :684 - 686. 10融亦鳴 朱耀祥 羅振璧 計算機輔助夾具設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 200211 Xiong Caihua Li Youfu Rong Y K et al. Qualitative analysis and quantitative evaluation of fixturingJ . Robotics and Computer Integrated Manufacturing 2002 18 335-342.12苗恩銘 費業(yè)泰 夾具設(shè)計中溫度影響分析 機械研究與應(yīng)用J . 2003 16 （3） 41-46.13陳薇 沈曉紅 劉璇 夾具規(guī)劃設(shè)計中的映射研究 北京工商大學學報 自然科學版J . 2002 20（1） 41-43.14康秀梅 朱耀祥 夾具三維定位誤差的計算機輔助分析 制造技術(shù)與機J2003 （11） 59-64.15融亦鳴 李杰 馬衛(wèi)東 自動夾具設(shè)計裝夾表面影響性分析 哈爾濱理工大學學報J . 2000（5） 4 1-13.16Trappey AJC, Su CS, Huang SH. Methodology for LocationandOrientationofModularFixturesC.InProcASMEWAM,NewOrleans,LA,1993,PED-64:333- 42.17吳玉光 ,高曙明 ,陳子辰. 組合夾具設(shè)計的幾何原理J機械工程學報 ,2001, 5 .4國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向夾具是工藝裝備的主要組合部分 ,在機械制造中占有重要地位。夾具對保證產(chǎn)品質(zhì)量 ,提高生產(chǎn)率 ,減輕勞動強度 ,擴大機床使用范圍 ,縮短產(chǎn)品試制周期等都具有重要意義。目前 ,單件、小批量生產(chǎn)正逐漸成為現(xiàn)代機械制造業(yè)新的生產(chǎn)模式。在這種模式中 ,要求加工機床和夾具裝備具有更好的柔性 ,以縮短生產(chǎn)準備時間、降低生產(chǎn)成本 ,所以 ,按單一品種設(shè)計專用夾具的方法已不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求 ,而組合夾具正是適應(yīng)這一生產(chǎn)模式的柔性工裝設(shè)備。它對縮短工藝裝備的設(shè)計、制造周期 ,以及產(chǎn)品換型后對原有工裝夾具延續(xù)使用起到至關(guān)重要的作用。國外為了適應(yīng)這種生產(chǎn)模式 ,也把柔性制造系統(tǒng)作為開發(fā)新產(chǎn)品的有效手段 ,并將其作為機械制造業(yè)的主要發(fā)展?？紫到M合夾具與槽系組合夾具相比，具有夾具元件定位精度.整體組裝剛性好.組裝時間短以及夾具元件加工工藝性好等優(yōu)點。是目前CNC系統(tǒng)中最具發(fā)展前途的組合夾具，夾具設(shè)計包括定位方案設(shè)計夾緊.近年來 組合夾具的研究得到了廣泛關(guān)注，許多學者采用不同的方法提方案設(shè)計，定位質(zhì)量評價等許多環(huán)節(jié)出了多種組合夾具的定位方案并對定位方案的定位質(zhì)量評價進行相關(guān)的研究10融亦鳴等； 提出的夾具設(shè)計方案評價規(guī)則，可以對定位精度，夾緊穩(wěn)定性和干涉檢查等進行分析11熊蔡華等；利用形封閉理論對夾具的質(zhì)量進行分析12苗恩銘等；認為溫度對夾具設(shè)計有影響，主張夾具設(shè)計的基本原則應(yīng)根據(jù)具體情況給予一定13陳薇等；對夾具規(guī)劃設(shè)計中的映射進行研究，給出了制造特征與夾具特征間特征映射的具體實現(xiàn)方的調(diào)整法14康秀梅等；提出夾具三維定位誤差的計算機輔助分析方法，運用矩陣計算工件的定位誤差，建立了加工精度的數(shù)學模型15融亦鳴等；對自動夾具設(shè)計的裝夾表面影響性進行分析，建立了裝夾表面影響性模型。4.1國外的研究現(xiàn)狀夾具的設(shè)計包括三個步驟:設(shè)備規(guī)劃、夾具規(guī)劃和夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。目前 ,Joneja 以及 Ferreira 等人在進行 CAPP方面的研究中對設(shè)備規(guī)劃有詳細論述。計算機輔助夾具設(shè)計 CAFD 就夾具方面也作了一些工作:ChouYC,ChandruV 等人提出的自動夾具定位和夾緊的一種方法;DeMeterEC 提出的利用機械杠桿原理進行定位和夾緊位置選擇的一種算法;MarkusA 等人提出的針對棱柱形工件進行組合夾具設(shè)計的基于規(guī)則的系統(tǒng)。目前 ,關(guān)于工件夾具的自動化配置方面的工作 ,自動夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 AFCD 中很少提及。TrappeyAJC 等人提出了一個二維組合夾具元件的配置算法。幾乎所有的AFCD 研究者都承認 ,在一個成功的AFCD系統(tǒng)中 ,工件的幾何形狀是一個關(guān)鍵因素NnajiB,AlladinS 等人也對具有復(fù)雜幾何形狀的工件進行嘗試研究。然而其結(jié)果也僅僅適用于特定的幾何體 ,比如多邊形棱柱4.2國內(nèi)的研究現(xiàn)狀我國于 80 年代末開始對組合夾具元件的設(shè)計與管理進行了研究和開發(fā) ,在總結(jié)和吸取我國應(yīng)用和發(fā)展槽系夾具經(jīng)驗的基礎(chǔ)上 ,根據(jù)現(xiàn)代機械加工特征及夾具的發(fā)展趨勢 ,研制了新一代孔系組合夾具系統(tǒng)。此系統(tǒng)發(fā)揮了槽系平移可調(diào)性和孔的旋轉(zhuǎn)可調(diào)性的優(yōu)勢 ,可直接組裝獲得任何直線尺寸和角度尺寸。此系統(tǒng)把大中小三個系列的元件有機融為一體 ,可在一塊多夾具基礎(chǔ)板上 ,既能組裝單個大工件夾具 ,又能組裝多個中小零件夾具 ,有利于裝夾具基礎(chǔ)板長期固定在機床工作臺上 ,此系統(tǒng)還設(shè)有孔系和槽系過渡元件 ,便于實現(xiàn)孔、槽系夾具元件混合使用。吳玉光博士在這個領(lǐng)域取得了較大的突破提出孔系基礎(chǔ)板組合夾具設(shè)計17的系統(tǒng)方法。該方法利用連桿機構(gòu)原理自動確定由直線和圓弧組成定位邊界的零件的全部候選定位方案。并提出定位銷可見錐概念和定位銷轉(zhuǎn)動支點的概念 ,進行定位方案的裝卸方便性分析。進一步提出瞬心三角形和同向邊的概念對工件進行可夾緊性分析 ,確定工件邊界的可夾緊范圍。其理論水平在國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)開拓了新的局面。5主要研究內(nèi)容、需重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路。1.專用夾具有以下幾方面組成：（1）定位裝置。這種裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過它使工件加工時相對于刀具及切削成形運動處于正確的位置，如支承釘、支承板、V形塊、定位銷等。（2）夾緊裝置。它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外來作用而產(chǎn)生位移，同時防止或減小振動。它通常是一種機構(gòu)，包括夾緊元件（如夾爪、壓板等），增力及傳動裝置（如杠桿、螺紋傳動副、斜、凸輪等）以及動力裝置（如氣缸、油缸）等。（3）對刀引導(dǎo)裝置。它的作用是確定夾緊相對于刀具的位置，或引導(dǎo)刀具進行加工，如刀塊、鉆套、鏜套等。（4）其它元件及裝置。如定向件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。（5）夾具體。用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件，并與機床有關(guān)部位連接，以確定夾具對于機床的位置。2.設(shè)計的基本要求：（1）保證工件的加工精度（2）夾具總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)（3）操作方便，工作安全，能減輕工人勞動強度（4）便于排削（5）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性3.設(shè)計的一般步驟：1）研究原始資料。認真研究任務(wù)書中提出的設(shè)計要求，明確設(shè)計任務(wù)并收集下列資料：（1）零件工作圖、毛坯圖和工藝規(guī)程等技術(shù)文件。了解該工序的加工技術(shù)要求，定位和夾緊方案，毛坯情況。加工中使用的機床、刀具、檢驗量具、加工余量和切削用量等。（2）了解生產(chǎn)批量和對夾具的需用情況，以確定所采用夾具結(jié)構(gòu)的合理性和經(jīng)濟性。（3）了解機床的主要技術(shù)參數(shù)、規(guī)格、安裝夾具的有關(guān)連接部分的尺寸等。（4）了解刀具的主要結(jié)構(gòu)尺寸、制造精度、主要技術(shù)條件等。（5）收集有關(guān)夾具零部件標準（國標、部標、企標、廠標），典型夾具結(jié)構(gòu)、夾具設(shè)計資料等。（6）了解制造、使用夾具的情況。2）確定夾具的結(jié)構(gòu)方案（1）確定工件的定位方案。工件在夾具中的定位應(yīng)符合定位原理，合理設(shè)置定位元件，進行定位誤差的分析計算，定位誤差應(yīng)小于工序公差的三分之一。（2）確定刀具的對刀或引導(dǎo)方式。根據(jù)加工表面的具體情況，合理地選擇與確定刀具的對刀或引導(dǎo)。（3）確定工件的夾緊方案。夾緊力的作用點和方向應(yīng)符合夾緊原則。進行夾緊力的分析和計算，以確定夾緊元件及傳動裝置的主要尺寸。（4）確定夾具其它組成部分的結(jié)構(gòu)形式。（5）確定夾具體的形式和夾具的總體結(jié)構(gòu)。3）繪制夾具總裝配圖夾具總圖應(yīng)按國家制圖標準繪制。圖形大小盡量采用1：1比例，以具有良好的直觀性。工件過大時可用1：2或1：5的比例；過小時可用2：1的比例。主視圖應(yīng)選取面對操作者的工作位置。繪制總裝配圖的順序是：先用紅色細實線或黑色雙點劃線，畫出工件的輪廓和主要表面。主要表面是指：定位基準面、夾緊表面和被加工表面。被加工表面上的加工余量，可用網(wǎng)紋線或粗實線表示。總裝配圖上所繪制的工件視為假想的透明體，因此它不影響夾具元件的繪制。然后按定位元件、對刀引導(dǎo)元件、夾緊機構(gòu)、傳動裝置等順序，劃出各自的具體結(jié)構(gòu)，最后畫夾具體。總裝配圖上的視圖配置和選擇，應(yīng)能完整地表達出整個夾具的各部分結(jié)構(gòu)。在夾具體的明顯處一個標記，以表示在該處刻寫夾具編號。4）標注夾具總裝配圖上各部分尺寸和技術(shù)條件5）標注零件編號及編制零件明細表在標注零件編號時，標準件可直接標出國家標準號。明細表要注明夾具名稱、編號、序號、零件名稱和材料、數(shù)量等。6）繪制夾具零件圖拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。主要繪制夾具上專用零件的工作圖。6完成畢業(yè)設(shè)計(論文)所必須具備的工作條件及解決的方法設(shè)計中需要參考大量的參考書，其中主要用到的書目如下：機械制造工藝學 陳明主編 機械工業(yè)出版社 2005年8月機械零件性手冊 蔡蘭主編 機械工業(yè)出版社 1994年4月機床夾具設(shè)計手冊洛陽工學院主編 上?？茖W技術(shù)出版社1990年2月檢驗夾具設(shè)計 謝誠主編 機械工業(yè)出版社 2000年12月實用機械加工工藝手冊陳宏鈞 主編 機械工業(yè)出版社 1996年12月 同時要保證足夠的上機時間,要求上機時數(shù)不少于200小時解決的方法：以上參考書在圖書館都能借到，在畢業(yè)設(shè)計的過程中認真學習，加強實踐，勤于思考,有疑難問題及時向指導(dǎo)老師詢問.7工作的主要階段，進度與時間安排時間工作內(nèi)容工作安排第五周查閱資料,撰寫開題報告閱讀參考文獻不少于5篇,開題報告不少于3000字第六周外文翻譯翻譯與管板換熱器有關(guān)的外文文獻,不 少于3000字第七周設(shè)計論文準備零部件的理論設(shè)計計算第八周設(shè)計論文準備零部件的校核,并進行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計第九周畫圖二維圖、主要零部件圖第十周設(shè)計論文換熱器管板加工工藝第十一周設(shè)計論文夾具設(shè)計工藝第十二周撰寫論文將前面做的進行整理成完整的論文第十三周修改論文仔細查閱整個論文,按要求規(guī)范,修改整個論文第十四周論文答辯溫習設(shè)計內(nèi)容,強化設(shè)計知識,積極準備答辯8指導(dǎo)教師審查意見指導(dǎo)老師： 2013年4月19日 長江大學機械工程學院長江大學畢業(yè)論文(設(shè)計)指導(dǎo)教師評審意見學生姓名陳翔專業(yè)班級裝備10901畢業(yè)論文(設(shè)計)題目500mm浮頭式換熱器浮動管板工藝夾具設(shè)計指導(dǎo)教師眭滿倉職 稱副教授評審日期2013年6月10日評審參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設(shè)計)的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學生的學習態(tài)度和組織紀律，學生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力，畢業(yè)論文(設(shè)計)是否完成規(guī)定任務(wù)，達到了學士學位論文的水平，是否同意參加答辯。評審意見： 指導(dǎo)教師簽名： 評定成績（百分制）：_分（注：此頁不夠，請轉(zhuǎn)反面） 長江大學畢業(yè)論文(設(shè)計)評閱教師評語學生姓名陳翔專業(yè)班級裝備10901畢業(yè)論文(設(shè)計)題目500mm浮頭式換熱器浮動管板工藝夾具設(shè)計評閱教師周志宏職 稱評閱日期2013年6月11日評閱參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設(shè)計)的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力，畢業(yè)論文(設(shè)計)是否完成規(guī)定任務(wù)，達到了學士學位論文的水平，是否同意參加答辯。評語：評閱教師簽名： 評定成績（百分制）：_分（注：此頁不夠，請轉(zhuǎn)反面）長江大學畢業(yè)論文(設(shè)計)答辯記錄及成績評定學生姓名陳翔專業(yè)班級裝備10901畢業(yè)論文(設(shè)計)題目500mm浮頭式換熱器浮動管板工藝夾具設(shè)計答辯時間 2013 年 6 月 13 日 8:0017:40時答辯地點7教209一、答辯小組組成答辯小組組長：周志宏成 員：張慢來 張琴 李美求 劉利軍二、答辯記錄摘要答辯小組提問（分條摘要列舉）學生回答情況評判三、答辯小組對學生答辯成績的評定（百分制）：_分 畢業(yè)論文(設(shè)計)最終成績評定(依據(jù)指導(dǎo)教師評分、評閱教師評分、答辯小組評分和學校關(guān)于畢業(yè)論文(設(shè)計)評分的相關(guān)規(guī)定)等級(五級制)：_答辯小組組長(簽名) ： 秘書(簽名)： 2013年 6月13日院(系)答辯委員會主任(簽名)： 院(系)(蓋章)500mm浮頭式換熱器浮動管板工藝夾具設(shè)計學 生： 陳翔 長江大學機械工程學院指導(dǎo)老師：眭滿倉 長江大學機械工程學院摘要：機械制造工藝學是研究機械產(chǎn)品的制造工藝，包括零件的加工和裝配兩方面，其指導(dǎo)思想是在保證質(zhì)量的前提下達到高產(chǎn)率、經(jīng)濟性（包括利潤和經(jīng)濟效益）。所研究的重點是工藝過程，同樣也包括零件加工工藝過程和裝配工藝過程。工藝是使各種原材料、半成品成為產(chǎn)品的方法和過程。各種機械的制造方法和過程的總稱為機械制造工藝。工藝是生產(chǎn)中最活躍的因素，它既是構(gòu)思和想法，又是實在的方法和手段，并落實在由工件、刀具、機床、夾具所構(gòu)成的工藝系統(tǒng)中，所以它包含和涉及的范圍很廣，需要多門學科知識的支持，同時又和生產(chǎn)實際聯(lián)系十分密切。本次畢業(yè)設(shè)計研究的課題是500mm浮頭式換熱器浮動管板工藝夾具設(shè)計，需要我們對浮頭式換熱器浮動管板的工藝規(guī)程進行詳細的分析，填寫工藝過程卡片及工序卡片，然后設(shè)計浮頭式換熱器的專用機床夾具，包括定位方案、定位元件、夾緊方案等等。通過本題目可以讓我們（1）熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。（3）學會使用手冊及圖表資料。為我們以后從事機械制造工藝方面工作打下良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞 機械制造工藝，工藝流程，浮頭式換熱器，夾具設(shè)計The fixture design of the floating tube plate of 500 mm floating head heat exchanger Abstract: Machinery manufacturing technology is the study of mechanical products manufacturing process, Including parts processing and assembly of two aspects, whose guiding ideology is under the premise of guarantee quality high yield rate and economy profits and economic benefits (including). Its research focuses on the process，also including the parts processing process and assembly process。Process is the method of making all kinds of raw materials, semi-finished products and processes。All kinds of mechanical manufacturing methods and processes of total is called mechanical manufacturing process。process is the most active factors in the production，which is not only a conception and ideas, but also method and means，and is implement in the workpiece, cutting tool, machine tool, fixture of process in the system.So it contains and involves the range is very wide,and also needs the support of the multi-discipline knowledge, at the same time, it is very close to the actual production。The graduation design research topic is the fixture design of the floating tube plate of 500 mm floating heat exchanger，it needs us provide a detailed analysis of the technological procedure of Floating of floating head heat exchanger tube plate, fill in the process card and process card, then design the Special machine tool fixture of floating head heat exchanger,Including positioning, positioning device, clamping scheme, and so on。Through this topic can make us（1）being familiar with the basic theory of Technology of Mechanical Manufacture and Learn practical knowledge in production practice, Correctly solve the Positioning, clamping and processing route arrangement Process dimensions, etc of a part in the processing.（2）Improving the ability of structure design。（3）Learning how to use manual and chart information。Through this research we can lay a good foundation For our future work in the machinery manufacturing technology .Key words: machinery production technique ,technological process,floating head heat exchanger,fixture designXVII第一章 緒論第一章 緒論 1.1 本設(shè)計的內(nèi)容及意義本設(shè)計是在我們完成大學全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進行的。此次的設(shè)計是對大學期間所學的各課程及相關(guān)的應(yīng)用軟件的一次深入的綜合性的總復(fù)習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。其目的在于：1.鞏固我們在大學里所學的知識，也是對以前所學知識的綜合性檢驗；2.加強我們查閱資料的能力，熟悉有關(guān)資料；3.樹立正確的設(shè)計思想，掌握設(shè)計方法，培養(yǎng)我們的實際工作能力；4.通過對浮頭式換熱器浮動管板的機械制造工藝設(shè)計，使我們在機械制造工藝規(guī)程設(shè)計，工藝方案論證，機械加工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻等各個方面受到一次綜合性的訓練。初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。5.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。6.通過零件圖，裝配圖繪制，使我們對于AutoCAD繪圖軟件的使用能夠得到進一步的提高。本次設(shè)計的主要內(nèi)容為：首先運用AutoCAD軟件繪制浮頭式換熱器浮動管板的零件圖，然后根據(jù)圖紙的技術(shù)要求等確定生產(chǎn)類型，經(jīng)分析本次設(shè)計的零件年產(chǎn)量為3000件，屬于大批量生產(chǎn)。其次進行工藝分析，確定毛坯類型和制造方法，確定材料，確定擬采用的毛坯制造方式，并確定零件的機械加工工藝路線，完成機械加工工序設(shè)計，進行必要的經(jīng)濟分析。最后，對某道加工工序進行夾具裝配圖及主要零件圖的設(shè)計。1.2 課題背景知識 1.2.1 浮頭式換熱器簡介 新型浮頭式換熱器浮頭端結(jié)構(gòu)，它包括圓筒、外頭蓋側(cè)法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成，其特征是：在外頭蓋側(cè)法蘭內(nèi)側(cè)面設(shè)凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外側(cè)鉆孔并套絲或焊設(shè)多個螺桿均布，浮頭處取消鉤圈及相關(guān)零部件，浮頭管板密封槽為原凹型槽并另在同一端面開一個以該管板中心為圓心，半徑稍大于管束外徑的梯型凹槽，且管板分程凹槽只與梯型凹槽相連通，而不與凹型槽相連通。結(jié)構(gòu)在凹型和梯型凹槽之間鉆孔并套絲或焊設(shè)多個螺桿均布，設(shè)浮頭法蘭為凸型和梯型凸臺雙密封，分程隔板與梯型凸臺相通并位于同一端面的寬面法蘭，且凸型和梯型凸臺及分程隔板分別與浮頭管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽相對應(yīng)匹配，該浮頭法蘭與無折邊球面封頭組配焊接為浮頭蓋，其法蘭螺孔與浮頭管板的絲孔或螺桿相組配，用螺栓或螺帽緊固壓緊浮頭管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽及其墊片，該結(jié)構(gòu)必要時可適當加大浮頭管板的厚度和直徑及圓筒的內(nèi)徑，同時相應(yīng)變更加大相關(guān)零部件的尺寸；另配置一無外力輔助鋼圈，其圈體內(nèi)徑大于浮頭管板外徑，鋼圈一端設(shè)法蘭與外頭蓋側(cè)法蘭內(nèi)側(cè)面凹型或梯型密封面連接并密封，另一端設(shè)法蘭或其他結(jié)構(gòu)與浮頭管板原凹型槽及其墊片或外圓密封。 設(shè)計要求 圖1 浮頭式換熱器隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，中國對某些種類的換熱器已經(jīng)建立了標準，形成了系列。完善的換熱器在設(shè)計或選型時應(yīng)滿足以下基本要求：1.合理地實現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件；2.結(jié)構(gòu)安全可靠；3. 便于制造、安裝、操作和維修；4. 經(jīng)濟上合理。浮頭式換熱器的一端管板與殼體固定，而另一端的管板可在殼體內(nèi)自由浮動，殼體和管束對膨脹是自由的，故當兩張介質(zhì)的溫差較大時，管束和殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭端設(shè)計成可拆結(jié)構(gòu)，使管束能容易的插入或抽出殼體。（也可設(shè)計成不可拆的）。這樣為檢修、清洗提供了方便。但該換熱器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且浮動端小蓋在操作時無法知道泄露情況。因此在安裝時要特別注意其密封。浮頭換熱器的浮頭部分結(jié)構(gòu)，按不同的要求可設(shè)計成各種形式，除必須考慮管束能在設(shè)備內(nèi)自由移動外，還必須考慮到浮頭部分的檢修、安裝和清洗的方便。在設(shè)計時必須考慮浮頭管板的外徑Do。該外徑應(yīng)小于殼體內(nèi)徑Di，一般推薦浮頭管板與殼體內(nèi)壁的間隙b1=35mm。這樣，當浮頭出的鉤圈拆除后，即可將管束從殼體內(nèi)抽出。以便于進行檢修、清洗。浮頭蓋在管束裝入后才能進行裝配，所以在設(shè)計中應(yīng)考慮保證浮頭蓋在裝配時的必要空間。鉤圈對保證浮頭端的密封、防止介質(zhì)間的串漏起著重要作用。隨著幞頭式換熱器的設(shè)計、制造技術(shù)的發(fā)展，以及長期以來使用經(jīng)驗的積累，鉤圈的結(jié)構(gòu)形式也得到了不段的改進和完善。鉤圈一般都為對開式結(jié)構(gòu)，要求密封可靠，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、便于制造和拆裝方便。浮頭式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性，在長期使用過程中積累了豐富的經(jīng)驗，不斷促進了自身的發(fā)展。故迄今為止在各種換熱器中扔占主導(dǎo)地位。 優(yōu)點1.管束可以抽出，以方便清洗管、殼程；2.介質(zhì)間溫差不受限制；3.可在高溫、高壓下工作，一般溫度小于等于450度，壓力小于等于6.4兆帕；4.可用于結(jié)垢比較嚴重的場合；5.可用于管程易腐蝕場合。缺點1.小浮頭易發(fā)生內(nèi)漏；2.金屬材料耗量大，成本高20%；3.結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造工藝選取換熱設(shè)備的制造材料及牌號，進行材料的化學成分檢驗，機械性能合格后，對鋼板進行矯形，方法包括手工矯形，機械矯形及火焰矯形。備料劃線切割邊緣加工（探傷）成型組對焊接焊接質(zhì)量檢驗組裝焊接壓力試驗質(zhì)量檢驗化工設(shè)備不僅在制造之前對原材料進行檢驗，而且在制造過程中要隨時進行檢查。特點浮頭式換熱器的一端管板固定在殼體與管箱之間，另一端管板可以在殼體內(nèi)自由移動，這個特點在現(xiàn)場能看出來。這種換熱器殼體和管束的熱膨脹是自由的，管束可以抽出，便于清洗管間和管內(nèi)。其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高（比固定管板高20%），在運行中浮頭處發(fā)生泄漏，不易檢查處理。浮頭式換熱器適用于殼體和管束溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的條件。故障及對策在生產(chǎn)過程中，由于浮頭式換熱器的管板受水分沖刷、氣蝕和微量化學介質(zhì)的腐蝕，管板焊縫處經(jīng)常出現(xiàn)滲漏，導(dǎo)致水和化工材料出現(xiàn)混合，生產(chǎn)工藝溫度難以控制，致使生成其它產(chǎn)品，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品等級。冷凝器管板焊縫滲漏后，企業(yè)通常利用傳統(tǒng)補焊的方法進行修復(fù)，管板內(nèi)部易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，且難以消除，致使其它換熱器出現(xiàn)滲漏，企業(yè)通過打壓，檢驗設(shè)備修復(fù)情況，反復(fù)補焊、實驗，24人需要幾天時間才能修復(fù)完成，使用幾個月后管板焊縫再次出現(xiàn)腐蝕，給企業(yè)帶來人力、物力、財力的浪費，生產(chǎn)成本的增加。通過福世藍高分子復(fù)合材料的耐腐蝕性和抗沖刷性，通過提前對新?lián)Q熱器的保護，這樣不僅有效治理了新?lián)Q熱器存在的焊縫和砂眼問題，更避免了使用后化學物質(zhì)腐蝕換熱器金屬表面和焊接點，在以后的定期維修時，也可以涂抹福世藍高分子復(fù)合材料來保護裸露的金屬；即使使用后出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象，也可以通過福世藍技術(shù)及時修復(fù)，避免了長時間的堆焊維修影響生產(chǎn)。正是由于此種精細化的管理，才使得換熱器滲漏問題出現(xiàn)的概率大大降低，不僅降低了換熱器的設(shè)備采購成本，更保證了產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)時間，提高了產(chǎn)品競爭力。1.2.2 零件的特點本設(shè)計所設(shè)計的零件是500mm浮頭式換熱器中的浮動管板，它是浮頭式換熱器殼體和管束自由膨脹的重要零件。零件的加工表面有端面、外圓、孔、腔槽。同時也有配合加工表面；零件的結(jié)構(gòu)分析：孔起支撐作用，精度要求高，軸向尺寸小，為典型的盤類零件。該零件屬于小型盤類零件，結(jié)構(gòu)簡單，但剛性較差。其主要加工表面要求如下：孔是盤類零件的主要配合表面，因此要有較高的尺寸精度和表面粗糙度，孔的上偏差為+0.033，下偏差為0。可以確定孔為基準孔，其表面粗糙度Ra值為3.2um。螺紋表面是主要表面，有配合尺寸要求。其尺寸要求是M100X2-6g。1.3 機械制造工藝與夾具設(shè)計的發(fā)展概況機械制造加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。1.4 機械制造工藝與夾具設(shè)計相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有一定生產(chǎn)能力的工廠中約擁有1300015000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求： 1.能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準備周期； 2.能裝夾一組相似性特征的工件； 3.適用于精密加工的高精度的機床； 4.適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)；5.采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率。1.5關(guān)鍵問題一.工藝規(guī)程設(shè)計中的關(guān)鍵問題在于基準的選擇及加工工藝路線的選擇。1.零件的分析2.制定加工工藝路線根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面及孔的加工方法。因左右兩端面均對孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。二.夾具設(shè)計中關(guān)鍵的問題在于夾具設(shè)計中結(jié)構(gòu)方案的構(gòu)思夾具設(shè)計主要是繪制所需的圖樣，同時制訂有關(guān)的技術(shù)要求。夾具設(shè)計是一種相互關(guān)聯(lián)的工作，它涉及到很廣的知識面。對初學者而言，預(yù)計夾具結(jié)構(gòu)方案的構(gòu)思是一個設(shè)計難點。構(gòu)思結(jié)構(gòu)方案需要：1.確定夾具的類型；2.定位設(shè)計，根據(jù)六點定位規(guī)則確定工件的定位方式；3.確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊裝置；4.確定刀具的對刀導(dǎo)向方案，選擇合適的對刀元件或?qū)蛟?.確定夾具總體布局和夾具體的結(jié)構(gòu)。第 35 頁（共36頁）第二章 機械加工工藝與夾具設(shè)計概述第二章 機械加工工藝與夾具設(shè)計概述2.1機械制造加工工藝過程中的基本概念機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返乃袆趧舆^程。這里所指的成品可以是一臺機器、一個部件，也可以是某種零件。對于機器制造而言，生產(chǎn)過程包括：1.原材料、半成品和成品的運輸和保存；2.生產(chǎn)和技術(shù)準備工作，如產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計、工藝及工藝裝備的設(shè)計與制造、各種生產(chǎn)資料的準備以及生產(chǎn)組織；3.毛坯制造和處理；4.零件的機械加工、熱處理及其它表面處理；5.部件或產(chǎn)品的裝配、檢驗、調(diào)試、油漆和包裝等。由上可知，機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是相當復(fù)雜的。它通過的整個路線稱為工藝路線。工藝過程是指改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為半成品或成品的過程。它是生產(chǎn)過程的一部分。工藝過程可分為毛坯制造、機械加工、熱處理和裝配等工藝過程。 機械加工工藝過程是指用機械加工的方法直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為零件或部件的那部分生產(chǎn)過程，它包括機械加工工藝過程和機器裝配工藝過程。本設(shè)計所稱工藝過程均指機械加工工藝過程，以下簡稱為工藝過程。172.2機械制造加工工藝規(guī)程設(shè)計的基本準則工件是個幾何形體，它由一些幾何元素（如點、線、面）所構(gòu)成。工件上任何一個點、線、面的位置總是要用它與另外一些點、線、面的相互關(guān)系（如尺寸距離、平行度、垂直度、同軸度等）來確定。稱將用來確定加工對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面為基準。在加工時，用以確定工件在機床上或夾具中正確位置所采用的基準，稱為定位基準。定位基準可分為粗基準和精基準。若選擇未經(jīng)加工的表面作為定位基準，這種基準被稱為粗基準。若選擇已加工的表面作為定位基準，則這種定位基準稱為精基準。粗基準考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，而精基準考慮的重點是如何減少誤差。粗基準和精基準均有自身的選擇原則:一.粗基準的選擇原則有：1.余量均勻原則2.相互位置原則3.余量足夠原則4.選做粗基準的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷，以便可靠定位。5.粗基準只能使用一次，重復(fù)使用位置誤差大。二.精基準的選擇原則有：1.基準重合原則：定位基準與設(shè)計基準重合2.基準統(tǒng)一原則：當工件以某一組精基準定位可以較方便的加工其他表面時，盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準定位。（選作統(tǒng)一基準的表面，應(yīng)面積大、精度高，孔以及其他距離較大的幾個面的組合。）如：箱體零件以一面兩孔定位、軸用兩個頂尖孔定位、圓盤類零件用其端面和內(nèi)孔定位。3.自為基準原則：在精加工或光整加工時，要求余量小而均勻時，選擇加工表面自身為基準。 4.互為基準原則：為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度用。（齒輪加工，淬火后，先以齒面為基準磨內(nèi)孔、再以孔為基準磨齒面。選擇好定位基準后，擬定工藝路線是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵一步，它不僅影響零件的加工質(zhì)量和效率，而且影響設(shè)備投資、生產(chǎn)成本、甚至工人的勞動強度。擬定工藝路線時， 一般應(yīng)遵循以下原則： 1.先基準面后其它：應(yīng)首先安排被選作精基準的表面的加工，再以加工出的精基準為定位基準，安排其它表面的加工。該原則還有另外一層意思，是指精加工前應(yīng)先修一下精基準。例如，精度要求高的軸類零件，第一道加工工序就是以外圓面為粗基準加工兩端面及頂尖孔，再以頂尖孔定位完成各表面的粗加工；精加工開始前首先要修整頂尖孔，以提高軸在精加工時的定位精度，然后再安排各外圓面的精加工。2.先粗后精：這是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。3.先主后次：主要表面一般指零件上的設(shè)計基準面和重要工作面。這些表面是決定零件質(zhì)量的主要因素，對其進行加工是工藝過程的主要內(nèi)容，因而在確定加工順序時，要首先考慮加工主要表面的