毕业设计论文轧辊堆焊机床设计床身及夹具设计

1、轧辊堆焊机床设计（床身及夹具设计）摘要：钢轧辊的堆焊技术已有30多年的历史，它逐步从对裂纹的修复和对磨损部分的修复发展到复合轧辊的生产。目前，轧辊堆焊技术已是轧钢厂降低辊耗、提高轧机作业率、增加产品产量、改善产品质量、降低生产成本的一项行之有效的措施。其中轧辊堆焊机修复废旧轧辊，运用堆焊的方法，不仅使轧辊使用寿命比原来有所提高，而且还实现废辊再生，具有重要的经济意义。床身是堆焊机的主要支承件，它支承着堆焊机的床头箱，尾座等部件；承受着重力，摩擦力等静态力和动态力的作用。其结构的合理性和性能的好坏直接影响着堆焊机的制造成本；影响着堆焊机各部件制件的相对位置精度和堆焊机在工作中各运动部件的相对运动轨迹的准确性，从而影响着工件的加工质量；还影响着堆焊机的工作效率和寿命等。本次设计的目的是把普通机床床身改造为轧辊堆焊机床床身。夹具的主要作用为缩短辅助时间、提高劳动生产率、保证加工精度稳定、扩大机床使用范围 ，减轻劳动强度。通过对夹具的作用的了解，结合轧辊堆焊机夹具的用途，本文另一设计主题是目设计一种简约经济的对轧辊的夹紧装置。关键词：轧辊堆焊机 、床身 、三爪卡盘、顶尖尾座Design of

2、Roll welding machine（The major Design of Bed and fixtures） Abstract: Steel Roll welding technology for more than 30 years of history, it gradually from the crack repair and restoration of the worn part of the development of the composite roll of the production. At present, roll welding technology is reducing rolling mill roll wear and improve mill operations, increase product yield, improve product quality, reduce production costs of a well-established measures. One roll of roll welding machine

3、repair waste, the use of welding methods, not only than the original roll life has increased, but also to achieve regeneration of waste roll of great economic significance. Bed is the main supporting pieces of welding machine, welding machine that supports the headstock, tailstock and other components; sustains force, friction and other static force and dynamic force. The rationality of its structure and performance of a direct impact on manufacturing costs of welding machines; affected parts pa

4、rts welding machine accuracy and the relative position of each welding machine moving parts in the work of the relative accuracy of the trajectory , Which affects the processing quality of the workpiece.The purpose of this design is to transform the ordinary machine bed roll welding machine bed. The main role is to reduce fixture auxiliary time, improve labor productivity; ensure accuracy and stability; to expand the use of machine tools; reduce labor intensity and lower level workers.Through un

5、derstanding of the role of the fixture, with roll welding machine of a fixture designed for another theme of this design project to design a simple economy on the roll of the clamping device.Key words： Roll welding machine Machine Bed Jaw chuck Top Tailstock目 录1 绪 论11.1 本课题研究的目的与意义11.2 轧辊堆焊机的现状22 机床床身结构及工艺设计42.1 床身性能及结构设计42.1.1 床身结构设计42.1.1.1 床身截面的结构设计42.1.1.2 床身结构工艺设计62.1.2 床身材料的选择和热处理62.2 机床床身工艺设计6667777788 2.2.6.2确定床身机械加工余量、毛坯尺寸82.3 床身导轨的要求：92.4 安装、调试及维护9安装92.4.1.1 螺旋传动机构的安装92.4.2 调试93 轧辊堆焊机夹

6、具设计113.1 卡盘发展趋势113.1.2 卡盘组成、原理及作用123.1.2.1 三爪卡盘的原理123.1.2.2 三爪卡盘的作用133.1.3 卡盘设计的要求133.1.4 轧辊堆焊机的床头箱输出转矩计算143.1.4.1 电动机的选择143.1.4.2 初选传动比143.1.4.3 摆线针轮齿数确定143.1.4.4 针轮齿数的确定143.1.4.5 传动比的确定143.1.4.6 输出转矩T的确定143.1.5 三爪卡盘锥齿轮传动的设计16223.2 顶尖尾座的设计223.2.1 顶尖尾座的工作原理22243.2.3 顶尖尾座的作用24253.2.4.1滑座设计253.2.4.2顶尖设计263.2.4.3滑块设计273.2.4.4丝杠设计283.2.4.5夹紧螺杆设计293.2.4.6盖形螺母设计303.2.4.7立板设计31323.2.4.9手轮、手柄设计324 结 论34 参考文献35 致 谢36致 谢391 绪 论1.1 本课题研究的目的与意义 钢轧辊的堆焊技术已有30多年的历史，它逐步从对裂纹的修和对磨损部分的修复发展到复合轧辊的生产。目前，轧辊堆焊技术已是轧钢厂降低

7、辊耗、提高轧机作业率、增加产品产量、改善产品质量、降低生产成本的一项行之有效的措施。其中轧辊堆焊机修复废旧轧辊，运用堆焊的方法，不仅使轧辊使用寿命比原来有所提高，而且还实现废辊再生，具有重要的经济意义。钢铁工业是国民经济的重要基础产业，我国是钢铁工业大国，对轧辊的需求量非常大。轧辊是轧钢的主要部件，是关系到钢材质量和数量的关键所在，也是轧机的主要消耗部件。轧辊的过量消耗给轧钢厂增加了生产成本，引起了业内人士的高度重视。一般从两个方面解决这个问题：(1)通过合金化等手段提高新轧辊材质的硬度与耐磨性，延长新辊的使用寿命；(2)对旧辊实施修复处理，提高轧辊的利用率，降低成本。修复轧辊的方法很多，堆焊修复的成本低、效果好，是国内外广泛采用的轧辊修复技术。堆焊机是将焊条平敷在金属的表面,来提高焊口的高度,所特用的一种焊接设备.堆焊机是由包括机架、机头、翻转机构、行走机构、控制设备构成，所述控制设备通过机头控制卡与机头相连接，同时通过控制电路板、驱动器与翻转机构和行走机构相连接，以实现行走机构和翻转机构的协同精确转动和移动，机头为两个，一个是丝极机头，一个是带极机头，分别安装在行走机构的两条导轨上

8、进行焊接。堆焊的应用广泛，它遍及各种机械使用和制造部门。堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，越来越广泛地应用于各个工业部门零件的制造修复中。为了最有效地发挥堆焊层的作用，希望采用的堆焊方法有较小的母材稀释、较高的熔敷速度和优良的堆焊层性能，即优质、高效、低稀释率的堆焊技术。用它制造某些零件时，不仅发挥零件的综合技术性能和材料的工作潜力，还能节约大量的贵重合金。例如，一般的热锻模用5CrMnMo或5CrNiMo等合金钢整体模制造，而我国有的工厂已成功的应用45Mn2铸钢基体电渣堆焊合金材料来制造，从而大量节约了贵重的Ni、Mo等合金元素。用堆焊修复旧件费用低、省工、省时、省材料，还可以缩短制造周期。因此，合理地采用并用并推广堆焊技术具有重大的经济意义。本次设计的主要任务就是对轧辊堆焊机机床床身的改装。轧辊堆焊机床身功和机床床身功能相似。故可仿照机床床身。将机床床身改造为轧辊堆焊机床是本次设计的意义之一。夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具和组合夹具。夹具的主要作用为缩短辅助时间，提高劳动生产率；保证加工精度稳定；扩大机床使用范围 ；减轻劳动强度，降低工人等级。通过对夹具的作

9、用的了解，结合轧辊堆焊机夹具的用途而设计一种简约经济的轧辊堆焊机夹具。1.2 轧辊堆焊机的现状 从轧辊堆焊的设备、材料和工艺三个方面看我国轧辊堆焊的现状，我国现有的堆焊设备中改装设备多专用设备少，自动化程度较低，有待进一步提高设备的自动化和智能化水平；堆焊用焊接材料存在系列化程度低、品种少、严重依赖进口等问题，开发具有自主知识产权的焊材是发展方向；堆焊工艺方面，应发展堆焊工艺专家系统，以提高堆焊工艺水平，缩短工艺试验时间。目前，国内堆焊复合材质轧辊研究正在兴起，而且越来越受到重视。但对于服役工况更为苛刻，性能要求更高的冶金轧辊堆焊复合制造，仍然是冶金行业亟待解决的重大攻关难题。随着轧制新技术的应用，对轧辊的各项性能都提出了更高的要求。具有方法简单、综合性能优异、技术优势及经济效益显著等特点的堆焊制造方法越来越受到各轧钢厂的青睐。因此研究开发优质、高效、低耗、灵活、清洁的先进堆焊技术，是我国轧辊堆焊的必然趋势。 目前我国的堆焊机主要有改装和专用两种形式。改装的堆焊设备由轧辊装夹、回转系统和焊机系统组成。轧辊装夹和回转系统由堆焊厂家自己设计制造，焊机采用埋弧自动焊机，将普通埋弧机头改装成堆焊机头，电源采用直流弧焊电源。另一种是专用堆焊设备，可分为轧辊夹持系统、焊接系统、控制系统和辅助系统四个部分。轧辊夹持系统包括轧辊转动及支承机构、焊接机头轴向移动机构、机头垂直升降系统和导前距离调整机构等；焊接系统包括焊接电源、焊接机头、机头焊接控制箱、单丝(双丝)焊枪等；控制系统包括主控制台、主轴

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