一种新型防倾斜手工板牙的设计(附件)
本课题是一种新型防倾斜手工板牙的设计。本文在研究分析国内外产品以及查阅大量技术资料的基础上提出了自己的设计方案，拟设计一个M12型号板牙有一定防倾斜功能的半电动式板牙，工件部分用三爪卡盘固定。主要进行了三部分工作。首先对设备的结构设计，通过借鉴市场上电动螺丝刀和套丝机等类似的设备，设计出有过载保护和防倾斜的电动式板牙机结构；其次通过PROE软件绘制所设计零件的模型，然后通过软件进行虚拟装配；最后对设计的零件进行尺寸的计算，对电动机、轴承等等所涉及的零件进行合理的选型。关键词 M12板牙，半电动式，防倾斜，三爪卡盘
目 录
1 绪论 1
1.1 国内发展现状 1
1.2 使用板牙的工具类型 1
1.3 本课题研究意义 2
2 电动式板牙设备整体设计 3
2.1 电动式板牙设备的基本结构 3
2.2 电动式板牙工作的基本过程 4
3 电动式板牙模型设计 4
3.1 主要零件建模 4
3.2 虚拟装配 9
3.3 仿真 11
4 计算 13
4.1 电动机的选择 13
4.2 扭矩限制器的选择 15
4.3 传动机构的总传动比及各级传动比计算 15
4.4 齿轮的设计与计算 17
4.5 轴的计算与设计 19
5 设计改进方案 23
6 非技术性要素分析 24
6.1 经济方面 24
6.2 环境方面 25
结论 26
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
1.1 国内发展现状
板牙加工螺纹的方法已经有了很长时间，在历史的长河中，它的结构一直在被改进。发展至今，板牙可以分为圆板牙、四方板牙、六角板牙、管板牙形板牙和管子板牙。在这些板牙中，圆板牙在市场上利用的最多，型号规格范围。圆板牙和六角板牙都有国标，然而在五金市场上只有圆板牙有的卖。四方板牙是没有国标的，所以生产这类板牙的厂家相对其他类 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
型的更少。不过现实使用中，四方板牙却非常的实用，尤其是在维修和安装机器设备中。板牙是很灵活的加工刀具，一般只需要将板牙架中放置的板牙型号改变，套在相同的板牙架就可以加工出不同型号的螺纹。
在板牙设计中，现在的梅花孔设计还有发展进步的空间，因为这关系到排铁屑方面的效果，直接影响加工效率和质量，还对板牙的寿命也有很大影响。钳工操作中，板牙是加工螺纹的刀具，板牙架则是板牙加工螺纹的载体，板牙架在套螺纹的过程中，差之毫厘，就容易套偏螺纹，直接导致零件的加工质量大大降低。手工板牙目前在机械行业中使用非常广泛，但是随着机械自动化的发展，目前市场上也有很多的电动板牙机，而且势必还有很长发展路要走，这不仅大大增加了加工的效率，也提高了产品的质量，但是这项技术还不成熟，还有一些问题要解决和完善。随着机械自动化的发展，我相信以后板牙电动套丝机的结构和功能会有更大的优化。板牙作为一种很实用的刀具，用于制造螺纹。
根据我国如今的板牙机制造水平和标准化现状，以及当前执行的制造标准，还有很大部分在使用手工板牙，这种手工板牙已经发展了很久，但是相对目前的机电产品盛行的时代，这种纯手工工具将会渐渐的退出世界舞台。
1.2 使用板牙的工具类型
目前市场上主要有两种使用板牙加工的工具，一是手工板牙架，这是纯手工的加工方法；另外一种就是电动套丝机。
1.2.1 手工板牙架
手工板牙架，就像看到的那样，如图11所示。这个工具主要由中间的板牙套、两边手握杆和板牙套上的一些锁紧螺母组成。板牙套是用来装多种类型的板牙，带动板牙旋转，两边的铁杆则是方便双手用力，同时这么长的力臂给操作者省了很多力气。
图11 手工板牙架 图12 电动套丝机
1.2.1 电动套丝机
套丝机由机体、电动机、减速箱、管子卡盘、板牙头、割刀架、进刀装置和冷却系统组成，模型如图12所示。
电动套丝机工作时，先把要加工螺纹的管子放进管子卡盘，撞击卡紧，按下启动开关，管子就随卡盘转动起来，调节好板牙头上的板牙开口大小，设定好丝口长短，然后顺时针扳动进刀手轮，使板牙头上的板牙刀以恒力贴紧转动的管子的端部，板牙刀就自动切削套丝，同时冷却系统自动为板牙刀喷油冷却，等丝口加工到预先设定的长度时，板牙刀就会自动张开，丝口加工结束。关闭电源，撞开卡盘，取出管子。
套丝机相对于手工板牙架在加工的过程中很明显有更高的效率，由此可见在未来的市场上一定是套丝机这类的机电设备占主要的市场。
1.3 本课题研究意义
手工板牙工作效率慢、加工出来的产品质量也很难有保证。可以说，有多年工作检验的老师傅才能敢保证能够有较高的效率和质量。这对于很多厂家来说，如果在这方面缺少操作工，若现在招收一个以前从未接触过板牙加工的人来说，这个学习的时间必定是一个漫长的过程，无论从效率或者质量上来说都没有保证。
因此本课题研究的电动板牙，若是能普及，这会大大加工螺纹加工的效率和质量，这是符合未来的国际市场的需求。现在市场上的电动板牙技术还不是很成熟，还有一个很长的路要走，因为这里面有着很多的问题要解决，比如电动板牙虽然在加工速度上有了很大的提升，但是就出现了排屑问题，以前的手工板牙排屑系统肯定难以满足电动板牙；再比如保持水平问题，也是要解决和完善的，因为这直接关系到板牙加工出的产品的质量问题。在我看来这两个问题是发展电动板牙要解决的很重要的问题。
通过长期的发展，板牙设备的生产制造技术已经较为成熟，我希望通过本次毕业设计对电动板牙的分析及设计的课题进行研究，以进一步熟知如今国内外板牙的设计以及生产制造技术，手工板牙生产特点呈单件、小批生产，板牙在修配中运用广泛。如果现在能深入地对电动板牙的结构和技术进行改进、创新，等逐渐的完善了这项技术，把他引进市场，必定会大大提高目前的螺纹加工效率和产品质量。更重要的是，如果是电动板牙加工螺纹，那么这对于初学者来说会更加的简单易学、省时省力，很有使用价值。
目 录
1 绪论 1
1.1 国内发展现状 1
1.2 使用板牙的工具类型 1
1.3 本课题研究意义 2
2 电动式板牙设备整体设计 3
2.1 电动式板牙设备的基本结构 3
2.2 电动式板牙工作的基本过程 4
3 电动式板牙模型设计 4
3.1 主要零件建模 4
3.2 虚拟装配 9
3.3 仿真 11
4 计算 13
4.1 电动机的选择 13
4.2 扭矩限制器的选择 15
4.3 传动机构的总传动比及各级传动比计算 15
4.4 齿轮的设计与计算 17
4.5 轴的计算与设计 19
5 设计改进方案 23
6 非技术性要素分析 24
6.1 经济方面 24
6.2 环境方面 25
结论 26
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
1.1 国内发展现状
板牙加工螺纹的方法已经有了很长时间，在历史的长河中，它的结构一直在被改进。发展至今，板牙可以分为圆板牙、四方板牙、六角板牙、管板牙形板牙和管子板牙。在这些板牙中，圆板牙在市场上利用的最多，型号规格范围。圆板牙和六角板牙都有国标，然而在五金市场上只有圆板牙有的卖。四方板牙是没有国标的，所以生产这类板牙的厂家相对其他类 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
型的更少。不过现实使用中，四方板牙却非常的实用，尤其是在维修和安装机器设备中。板牙是很灵活的加工刀具，一般只需要将板牙架中放置的板牙型号改变，套在相同的板牙架就可以加工出不同型号的螺纹。
在板牙设计中，现在的梅花孔设计还有发展进步的空间，因为这关系到排铁屑方面的效果，直接影响加工效率和质量，还对板牙的寿命也有很大影响。钳工操作中，板牙是加工螺纹的刀具，板牙架则是板牙加工螺纹的载体，板牙架在套螺纹的过程中，差之毫厘，就容易套偏螺纹，直接导致零件的加工质量大大降低。手工板牙目前在机械行业中使用非常广泛，但是随着机械自动化的发展，目前市场上也有很多的电动板牙机，而且势必还有很长发展路要走，这不仅大大增加了加工的效率，也提高了产品的质量，但是这项技术还不成熟，还有一些问题要解决和完善。随着机械自动化的发展，我相信以后板牙电动套丝机的结构和功能会有更大的优化。板牙作为一种很实用的刀具，用于制造螺纹。
根据我国如今的板牙机制造水平和标准化现状，以及当前执行的制造标准，还有很大部分在使用手工板牙，这种手工板牙已经发展了很久，但是相对目前的机电产品盛行的时代，这种纯手工工具将会渐渐的退出世界舞台。
1.2 使用板牙的工具类型
目前市场上主要有两种使用板牙加工的工具，一是手工板牙架，这是纯手工的加工方法；另外一种就是电动套丝机。
1.2.1 手工板牙架
手工板牙架，就像看到的那样，如图11所示。这个工具主要由中间的板牙套、两边手握杆和板牙套上的一些锁紧螺母组成。板牙套是用来装多种类型的板牙，带动板牙旋转，两边的铁杆则是方便双手用力，同时这么长的力臂给操作者省了很多力气。
图11 手工板牙架 图12 电动套丝机
1.2.1 电动套丝机
套丝机由机体、电动机、减速箱、管子卡盘、板牙头、割刀架、进刀装置和冷却系统组成，模型如图12所示。
电动套丝机工作时，先把要加工螺纹的管子放进管子卡盘，撞击卡紧，按下启动开关，管子就随卡盘转动起来，调节好板牙头上的板牙开口大小，设定好丝口长短，然后顺时针扳动进刀手轮，使板牙头上的板牙刀以恒力贴紧转动的管子的端部，板牙刀就自动切削套丝，同时冷却系统自动为板牙刀喷油冷却，等丝口加工到预先设定的长度时，板牙刀就会自动张开，丝口加工结束。关闭电源，撞开卡盘，取出管子。
套丝机相对于手工板牙架在加工的过程中很明显有更高的效率，由此可见在未来的市场上一定是套丝机这类的机电设备占主要的市场。
1.3 本课题研究意义
手工板牙工作效率慢、加工出来的产品质量也很难有保证。可以说，有多年工作检验的老师傅才能敢保证能够有较高的效率和质量。这对于很多厂家来说，如果在这方面缺少操作工，若现在招收一个以前从未接触过板牙加工的人来说，这个学习的时间必定是一个漫长的过程，无论从效率或者质量上来说都没有保证。
因此本课题研究的电动板牙，若是能普及，这会大大加工螺纹加工的效率和质量，这是符合未来的国际市场的需求。现在市场上的电动板牙技术还不是很成熟，还有一个很长的路要走，因为这里面有着很多的问题要解决，比如电动板牙虽然在加工速度上有了很大的提升，但是就出现了排屑问题，以前的手工板牙排屑系统肯定难以满足电动板牙；再比如保持水平问题，也是要解决和完善的，因为这直接关系到板牙加工出的产品的质量问题。在我看来这两个问题是发展电动板牙要解决的很重要的问题。
通过长期的发展，板牙设备的生产制造技术已经较为成熟，我希望通过本次毕业设计对电动板牙的分析及设计的课题进行研究，以进一步熟知如今国内外板牙的设计以及生产制造技术，手工板牙生产特点呈单件、小批生产，板牙在修配中运用广泛。如果现在能深入地对电动板牙的结构和技术进行改进、创新，等逐渐的完善了这项技术，把他引进市场，必定会大大提高目前的螺纹加工效率和产品质量。更重要的是，如果是电动板牙加工螺纹，那么这对于初学者来说会更加的简单易学、省时省力，很有使用价值。
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