多功能焊臺的設計【含CAD高清圖紙和說明書】

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山東輕工業(yè)學院 畢業(yè)設計（論文）中期進展報告表 學院 機械與汽車工程學院 專業(yè)班級 機械（高職）08-2 學生姓名 王金超 學號 200801014066 導師姓名 范維華 設計（論文）題目 多功能焊臺設計 根據(jù)題目和設計任務書的要求，在老師的指導下，前段時間主要完成了開題報告、英文翻譯、實習報告的工作，并查閱了與題目相關的資料，初步擬訂了設計方案，并在各種方案中相互比較各自的優(yōu)缺點，從而確定了最終的設計方案。 根據(jù)設計題目的要求，在原有的數(shù)據(jù)基礎上要對支撐架一些部位進行改進設計。并且繪制零件圖和裝配圖。 在此期間主要完成支撐架的設計。并且根據(jù)支撐架結構把所設計的裝配圖基本用計算機繪制完成，但還有一些細節(jié)的地方還沒有具體繪制完成，對于零件間的聯(lián)接地方表達的還不是很清楚，還需繼續(xù)完善，并開始繪制零件圖的工作。 以后的時間主要詳細完成裝配圖、繪制零件圖、編寫設計說明書等具體的東西，盡量在最早的時間里完成自己的設計。需要做的工作還有很多，時間又很緊，需要我們時刻都不能松懈！ 在設計過程中，對于自己的疑問和錯誤在老師和同學的幫助下，基本上都得到了解決。同時，在繪制裝配圖的時候一些尺寸不能隨便定，要根據(jù)發(fā)動機底殼的尺寸來確定整體的尺寸值，才能得到合理的裝配圖。 在后面的時間里，將根據(jù)自己和老師的進度要求，最快最好的完成各項工作。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 2012年　5月　15日 指導教師評價意見 1．設計（論文）進展情況評價 （基本完成計劃、部分完成計劃、沒有完成計劃） 2．學生工作態(tài)度情況評價 　　　 （認真、一般、較差） 3．已完成設計（論文）質量評價 （較好、一般、較差） 4．設計（論文）不足之處及改進意見 指導教師簽字： 年 月 日 注：每名學生填寫一份，并由指導教師填寫意見、簽字后，返還學生歸檔 ? Limits and Tolerances ? Dimensioning The design of a machine includes many factors other than those of determining the loads and stresses and selecting the proper materials.Before construction or manufacture can begin, it is necessary to have complete assembly and detail drawings to convey all necessary information to the shop men. The designer frequently is called upon to check the drawings before they are sent to the shop. Much experience and familiarity with manufacturing processes are needed before one can become conversant with all phases of production drawings. Drawings should be carefully checked to see that the dimensioning is done in a manner that will be most convenient and understandable to the production departments. It is obvious that a drawing should be made in such a way that it has one and only one interpretation.In particular, shop personnel should not be required to make trigonometric or other involved calculations before the production machines can be set up. Dimensioning is an involved subject and long experience is required for its mastery. Tolerances must be placed on the dimensions of a drawing to limit the permissible variations in size because it is impossible to manufacture a part exactly to a given dimension. Although small tolerances give higher quality work and a better operating mechanism, the cost of manufacture increases rapidly as the tolerances are reduced, as indicated by the typical curve of Fig14.1. It is therefore important that the tolerances be specified at the largest values that the operating or functional considerations permit. Tolerances may be either unilateral or bilateral. In unilateral dimensioning, one tolerance is zero, and all the variations are given by the other tolerance. In bilateral dimensioning, a mean dimension is used which extends to the midpoint of the tolerance zone with equal plus and minus variations extending each way from this dimension. The development of production processes for large-volume manufacture at low cost has been largely dependent upon interchangeability of component parts. Thus the designer must determine both the proper tolerances for the individual parts, and the correct amount of clearance or interference to permit assembly with the mating parts. The manner of placing tolerances on drawings depends somewhat on the kind of product or type of manufacturing process. If the tolerance on a dimension is not specifically stated, the drawing should contain a blanket note which gives the value of the tolerance for such dimensions.However, some companies do not use blanket notes on the supposition that if each dimension is considered individually, wider tolerances than those called for in the note could probably be specified. In any event it is very important that a drawing be free from ambiguities and be subject only to a single interpretation. Dimension and Tolerance In dimensioning a drawing, the numbers placed in the dimension lines represent dimension that are only approximate and do not represent any degree of accuracy unless so stated by the designer.To specify a degree of accuracy, it is necessary to add tolerance figures to the dimension. Tolerance is the amount of variation permitted in the part or the total variation allowed in a given dimension. A shaft might have a nominal size of 2.5in.(63.5mm), but for practical reasons this figure could not be maintained in manufacturing without great cost. Hence, a certain tolerance would be added and, if a variation of±0.003in.(±0.08mm) could be permitted, the dimension would be stated 2.500±0.003(63.5±0.08mm). Dimensions given close tolerances mean that the part must fit properly with some other part. Both must be given tolerances in keeping with the allowance desired, the manufacturing processes available, and the minimum cost of production and assembly that will maximize profit. Generally speaking, the cost of a part goes up as the tolerance is decreased. If a part has several or more surfaces to be machined, the cost can be excessive when little deviation is allowed from the nominal size. Allowance, which is sometimes confused with tolerance, has an altogether different meaning. It is the minimum clearance space intended between mating parts and represents the condition of tightest permissible fit. If a shaft, size 1.498-0.003, is to fit a hole of size 1.500+0.003, the minimum size hole is 1.500 and the maximum size shaft is 1.498. Thus the allowance is 0.002 and the maximum clearance is 0.008 as based on the minimum shaft size and maximum hole dimension. Tolerances may be either unilateral or bilateral. Unilateral tolerance means that any variation is made in only one direction from the nominal or basic dimension. Referring to the previous example, the hole is dimensioned 1.500+0.003, which represents a unilateral tolerance. If the dimensions were given as 1.500±0.003, the tolerance would be bilateral; that is, it would vary both over and under the nominal dimension. The unilateral system permits changing the tolerance while still retaining the same allowance or type of fit. With the bilateral system, this is not possible without also changing the nominal size dimension of one or both of the two mating parts. In mass production, where mating parts must be interchangeable, unilateral tolerances are customary. To have an interference or force fit between mating parts, the tolerances must be such as to create a zero or negative allowance. Tolerances, Limits and Fits The drawing must be a true and complete statement of the designer’s requirements expressed in such a way that the part is convenient to manufacture.Every dimension necessary to define the product must be stated once only and not repeated in different views. Dimensions relating to one particular feature, such as the position and size of a hole, should, where possible, appear on the same view. There should be no more dimensions than are absolutely necessary, and no feature should be located by more than one dimension in any direction. It may be necessary occasionally to give an auxiliary dimension for reference, possibly for inspection. When this is so, the dimension should be enclosed in a bracket and marked for reference. Such dimensions are not governed by general tolerances. Dimensions that affect the function of the part should always be specified and not left as the sum or difference of other dimensions. If this is not done, the total permissible variation on that dimension will form the sum or difference of the other dimensions and their tolerances, and this will result in these tolerances having to be made unnecessarily tight. The overall dimension should always appear. All dimensions must be governed by the general tolerance on the drawing unless otherwise stated. Usually, such a tolerance will be governed by the magnitude of the dimension. Specific tolerances must always be stated on dimensions affecting function or interchangeability. A system of tolerances is necessary to allow for the variations in accuracy that are bound to occur during manufacture, and still provide for interchangeability and correct function of the part. A tolerance is the difference in a dimension in order to allow for unavoidable imperfections in workmanship. The tolerance range will depend on the accuracy of the manufacturing organisation, the machining process and the magnitude of the dimension. The greater the tolerance range, the cheaper the manufacturing process. A bilateral tolerance is one where the tolerance range is disposed on both sides of the nominal dimension. A unilateral tolerance is one where the tolerance zone is on one side only of the nominal dimension, in which case the nominal dimension may form one of the limits. Limits are the extreme dimensions of the tolerance zone. For example, nominal dimension 30mm tolerance +30.025+30.000 limits 30.02530.000 Fits depend on the relationship between the tolerance zones of two mating parts, and may be broadly classified into a clearance fit with positive allowance, a transition fit where the allowance may be either positive or negative (clearance or interference), an interference fit where the allowance is always negative. Type of Limits and Fits The ISO System of Limits and Fits, widely used in a number of leading metric countries, is considerably more complex than the ANSI system. In this system, each part has a basic size. Each limit of size of a part, high and low, is defined by its deviation from the basic size, the magnitude and sign being obtained by subtracting the basic size from the limit in question. The difference between the two limits of size of a part is called the tolerance, an absolute amount without sign. There are three classes of fits: 1) clearance fits, 2) transition fits (the assembly may have either clearance or interference), and 3) interference fits. Either a shaft-basis system or a hole-basis system may be used. For any given basic size, a range of tolerances and deviations may be specified with respect to the line of zero deviation, called the zero line. The tolerance is a function of the basic size and is designated by a number symbol, called the grade—thus the tolerance grade.The position of the tolerance with respect to the zero line also a function of the basic size—is indicated by a letter symbol (or two letters), a capital letter for holes and a lowercase letter for shafts. Thus the specification for a hole and shaft having a basic size of 45 mm might be 45H8/g7. Twenty standard grades of tolerances are provided, called IT01, IT0, IT1~18, providing numerical values for each nominal diameter, in arbitrary steps up to 500mm (for example 0~3, 3~6,6~10, ......, 400~500 mm). The value of the tolerance unit, i, for grades 5~16 is i=0.453√－D +0.001D Where i is in microns and D in millimeters. Standard shaft and hole deviations similarly are provided by sets of formulas, however, for practical application, both tolerances and deviations are provided in three sets of rather complex tables. Additional tables give the values for basic sizes above 500 mm and for “Commonly Used Shafts and Holes” in two categories—“General Purpose” and “Fine Mechanisms and Horology”. 標注尺寸 機械設計除了計算載荷和應力、選擇合適的材料外，還包括許多其它因素。在建造或制造開始前，完成裝配圖和零件圖以把必要信息傳達給車間工人是必須的。在送往車間前設計者常常被召集來檢查圖紙。而在精通生產圖紙的所有情況之前，需要有許多經(jīng)驗并熟悉制造工藝。 圖紙必須仔細檢查其尺寸是否按生產部門最方便易懂的方式標注。很明顯圖紙應該只有唯一的解釋。 尺寸標注是一項復雜的工作，要掌握它需要有豐富的經(jīng)驗。尤其是不能要求車間工人在生產機械安排前進行三角或其它復雜的計算。 由于要把零件加工到正好為給定尺寸是不可能的，因此圖紙的尺寸必須加上公差以限制其可允許的變化。 雖然較小公差能得到較高加工質量和較好操作機構，但隨著公差的減小制造成本會迅速增加，因此公差被定為從操作或功能考慮允許的最大值是重要的。 公差既可以是單向的也可以是雙向的。單向標注有一公差為零，所有變化都由另一公差給定。而雙向標注則采用一平均尺寸，它將公差帶中點從該尺寸雙向擴展為相等的正負變化范圍。 大規(guī)模低成本制造生產工藝的發(fā)展很大程度取決于組成零件的互換性。因此設計者必須確定單個零件的合適公差以及配合零件裝配允許的正確間隙或過盈量。 在圖紙上標注公差的方法相當程度上依賴于產品的性質或制造工藝的類型。如果尺寸公差沒有特別注明，圖紙應該包含一個給出這些尺寸公差值的普遍適用注釋。然而有些公司不采用普遍適用注釋，假定每個尺寸是單獨被考慮的，可能會規(guī)定出比注釋中要求的更寬的公差。在任何情況下圖紙不模棱兩可并只服從于單一的解釋是十分重要的。 尺寸和公差 在圖紙標注尺寸時，除非設計者有意標明，注在尺寸線上的數(shù)字代表的尺寸僅僅是近似的，并不代表任何精度等級。為了詳細標明精度等級，有必要在尺寸上增加公差數(shù)字。公差是零件允許的變動量或給定尺寸允許的總變動。 一根軸可能的名義尺寸為2.5in.(63.5mm)，但由于實際原因不用大成本是不能在制造中保持這個數(shù)字的，因此要增加確定的公差。如果允許有±0.003in.(±0.08mm)的變化，則此尺寸可表達為2.500±0.003(63.5±0.08mm)。 具有緊密公差的尺寸表示該零件必須恰當?shù)嘏c某些其它零件配合。所采用的制造工藝和使利潤最大化的最小生產及裝配成本都要求給定公差以保持所需允差。一般而言，零件的成本隨著公差的減小而上升。如果一個零件有若干或較多表面要機加工，且?guī)缀醪辉试S偏離名義尺寸，則成本會超過正常合理的界限。 允差，有時會跟公差混淆，但其具有完全不同的含義。它是配合零件之間最小的預期間隙空間，代表著允許的最緊配合條件。如果一根尺寸為1.498-0.003的軸與尺寸為1.500+0.003的孔配合，孔的最小尺寸為1.500而軸的最大尺寸為1.498。這樣允差就是0.002，而由最小軸尺寸和最大孔尺寸形成的最大間隙為0.008。 公差可以是單向的也可以是雙向的。單向公差意味著任何變動都是只從名義或基本尺寸出發(fā)向一個方向變動的。引用前例，孔的尺寸標注為1.500+0.003，它表示了一個單向公差。 如果尺寸標為1.500±0.003，就是雙向公差；即它可以在名義尺寸之上或之下變化。單向體系允許在依然保留相同允差或配合類型的情況下改變公差。而雙向體系在不同時改變一個或兩個配合零件名義尺寸的情況下，這是不可能做到的。大規(guī)模生產中配合零件必須能互換，單向公差是經(jīng)常遇到的。為了使配合零件之間具有過盈或強制配合，公差必須產生零或負允差。 公差、極限和配合 圖紙必須按方便制造零件的方式將設計者的要求真實和完整地表達出來。 對每一描述產品所需的尺寸都只須標注一次而不必在不同的視圖中重復。有關同一特性的尺寸，諸如孔的位置和大小，如果可能應出現(xiàn)在同一視圖上 除絕對需要的尺寸外，不應該有更多的尺寸；而在任意方向上，只能在一個尺寸上標注特性要求。 偶爾也可能為了檢查而必須給出供參考的輔助尺寸。在這種情況下，尺寸應該用括號括起來，以便參考。這樣的尺寸不受通用公差控制。 影響零件功能的尺寸總是應該標注的而不要留作其它尺寸的和或差。如果不是這樣，那尺寸允許的總的變化將形成其它尺寸及它們的公差的和或差，這會導致這些公差不得不定得過緊?？偝叽缫话銘摌俗?。除非另行說明，所有尺寸都必須受圖上的通用公差控制。一般這樣的公差受到尺寸量值的控制。在影響功能或互換性的尺寸上必須標注專門的公差。 為了允許在制造過程中必然會發(fā)生的精度變化，并提供零件的互換性和正確功能，一個公差系統(tǒng)是必需的。 公差是為了允許工藝上不可避免缺陷而存在的尺寸上的不同。公差范圍取決于制造機構的精度、機加工過程和尺寸的量值。 公差范圍越大，則制造過程的成本就越低。雙向公差是在公稱尺寸兩側都有公差帶的公差。單向公差是僅在公稱尺寸一側有公差帶的公差，在這種情況下公稱尺寸成了兩個極限中的一個。 極限是公差帶的極限尺寸。例如公稱尺寸30毫米 公差 極限 配合取決于兩配合零件公差帶之間的關系，并且可以概括地分為具有正允差的間隙配合，允差可以是正或負的過渡配合和總是負允差的過盈配合。 極限和配合的類型 在一些最主要采用公制的國家中廣泛使用的ISO的極限和配合系統(tǒng)，比ANSI的極限和配合系統(tǒng)要復雜得多。 在這個系統(tǒng)中，每個零件都有基本尺寸。零件尺寸的每一極限，不管大小，都通過對基本尺寸的偏差來定義；其量值和符號由正被討論的極限減去基本尺寸得到。零件尺寸的兩個極限之差稱為公差，這是一個沒有符號的絕對量值。 存在三種配合：1)間隙配合，2)過渡配合(裝配后可以有間隙或過盈)，和3)過盈配合。 在一些最主要采用公制的國家中廣泛使用的ISO的極限和配合系統(tǒng)，比ANSI的極限和配合系統(tǒng)要復雜得多。 在這個系統(tǒng)中，每個零件都有基本尺寸。零件尺寸的每一極限，不管大小，都通過對基本尺寸的偏差來定義；其量值和符號由正被討論的極限減去基本尺寸得到。零件尺寸的兩個極限之差稱為公差，這是一個沒有符號的絕對量值。 基軸制或基孔制均可采用。對任何給定的基本尺寸，公差范圍和偏差可以相對于被稱為零線的零偏差線來確定。 公差是基本尺寸的函數(shù) 并通過一個被稱為等級的數(shù)字符號標明—即公差等級。公差相對于零線的位置同樣為基本尺寸的函數(shù)通過一個或兩個字母符號表達，大寫字母表示孔而小寫字母表示軸。這樣基本尺寸為45毫米的一個孔和軸配合規(guī)格可能是45H8/g7。 ISO規(guī)定了二十種標準的公差等級，稱之為IT01，IT0，IT1~18，給在直至500毫米強行分段(例如0~3，3~6，6~10, ......, 400~500毫米)中的公稱直徑提供具體數(shù)值。 對5～16級而言，公差單位i的值可用下式計算這里i的單位是微米，而D的單位是毫米。 標準的軸和孔偏差同樣都由若干公式提供；然而對實際應用，公差和偏差都在三張相當復雜的表格中規(guī)定了。 對基本尺寸大于500毫米和在“一般用途”和“精密機械和鐘表”兩個類別中的“常用的軸和孔”而言，由附加的表格給出數(shù)值。 本科畢業(yè)設計(論文) 題目 多功能焊臺設計 　　　　　　 學院名稱　 機械與汽車工程學院 　　　　　專業(yè)班級　　 機械（高職）08—2 　　　　　學生姓名　 王金超 　 　　　　　導師姓名　 范維華 2012年 6 月 3 日 － 1 － 山東輕工業(yè)學院 畢業(yè)設計（論文）開題報告 課題名稱 多功能焊臺設計 課題類型 工程設計X 導師姓名 范維華 學生姓名 王金超 學 號 200801014066 專業(yè)班級 機械08-2 一. 目的及意義 多功能焊臺是現(xiàn)代工廠維護設備的重要設備之一，是重新利用設備系統(tǒng)的主要工作裝置，其作用是實現(xiàn)設備的再造和新設備產生。本課題設計的多功能焊臺系統(tǒng)主要用于簡便和實現(xiàn)多功能目的，可廣泛應用于工廠設備基本作業(yè)中，作為焊接裝置。近年來，隨著企業(yè)生產與管理的不斷提高，越來越多的企業(yè)認識到多功能焊臺的改善與合理性對企業(yè)提高生產率、降低成本非常重要。 二.目前現(xiàn)狀 多功能焊機是現(xiàn)代設備維護的一個重要組成部分，在設備維護系統(tǒng)中起著至關重要的作用，是廠商研究和規(guī)劃的重點。高效合理的焊接系統(tǒng)可以幫助廠商加快設備維護的速度，降低成本，保障生產的順利進行，并可以實現(xiàn)對資源有效控制和管理。現(xiàn)階段設備的維護、倉儲、管理、控制主要是依靠人工及輔助機械來實現(xiàn)。焊臺可以通過各種各樣的小車、工業(yè)輸送車、機械手、吊車和升降機來移動和搬運，用貨架托盤和可移動貨架存儲焊臺需要焊條、焊帽等，通過人工操作機械存取設備。機械化滿足了人們對速度、精度、高度、重量、重復焊接和搬運等方面的要求，其實時性和直觀性是明顯優(yōu)點。但是，這種機械或辦自動化的方法這無疑給工作人員帶來了沉重的負擔。 三．研究設計內容 多功能焊臺設計是自動化焊接技術系統(tǒng)的重要部分。他通過與生產產品的設備（原料載體入口和成品出口）及設備日常的維護銜接，與設備維修和設備改造緊密分不開。高效地實現(xiàn)了設備維護，保養(yǎng)等功能，解決了設備的有效利用，多功能焊臺可以焊接直板，也可以焊接管道，無需人員現(xiàn)場對好了再進行焊接，其高度自動化能力為實現(xiàn)高效生產和高效的焊接質量提供了保證。 四．研究設計方法及技術路線 多功能焊臺由焊接機構，固定機構，兩大部分組成。 多功能焊臺為使機械傳動系統(tǒng)結構緊湊，節(jié)省空間，且考慮焊接的全面性采用了搖臂機構。 升降部分綜合考慮成本，安裝，壽命，采用渦輪蝸桿機構。 五． 畢業(yè)設計時間安排 3月中旬：領取設計題目 3月中旬到4月初：查閱相關資料，初步提出設計方案 4月6日到10日：進行畢業(yè)實習 4月下旬：撰寫開題報告和實習報告，并提出設計方案 4月下旬到5月初：進行結構方案設計，繪制裝配草圖 5月初到六月初：進行設計計算，對方案中涉及到的各軸、軸承、齒輪、鍵、帶等零部件進行選擇并對其剛度、強度等進行核算，并繪制零件圖、裝配圖 6月上旬：整理、編寫任務說明書，并打印零件圖、裝配圖、任務說明書，準備畢業(yè)答辯 六．參考文獻： 1、邱宣懷主編.機械設計[M].北京:高等教育出版社,1997 2吳宗澤主編．機械設計課程設計手冊．北京：高等教育出版社．2006 3、機械工程手冊編委會編. 機械工程手冊[M]. 第二版：傳動設計卷. 北京：機械工業(yè)出版社. 1997 4、蒲良貴，機械設計.北京：高等教育出版社，2001 指導教師意見： 指導教師： 2012 年 月 日 注：課題類型填寫：工程設計、技術開發(fā)、軟件工程、理論研究等，同時注明X—真實課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題