機械制造畢業(yè)論文范文
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現(xiàn)代化的機械制造技術是一種一體化、綜合性、系統(tǒng)的技術手段。下面是學習啦小編為大家整理的機械制造畢業(yè)論文范文，供大家參考。
機械制造畢業(yè)論文范文篇一
《 油管掛環(huán)空金屬密封制造技術 》
摘要：該文根據(jù)水下采油樹的應用環(huán)境和要求，對水下采油樹油管掛環(huán)空金屬密封件的設計結(jié)構及原理、性能要求、制造工藝等進行了技術分析，并闡述了制造工藝過程中的技術難點及解決措施。在此基礎上，進行了油管掛金屬密封的研制，并將其應用于采油樹制造項目，產(chǎn)品的各項試驗結(jié)果表明，其質(zhì)量及性能滿足設計要求。
關鍵詞：水下采油樹;金屬密封;鎳基合金;壓力自緊密封;金屬彈性性能;表面鍍銀
0引言
水下采油樹作為海洋油氣開采過程中的關鍵油氣生產(chǎn)控制設備，是位于海底井口頂端開口處的一個系統(tǒng)組件，它提供了一系列用于原油生產(chǎn)、控制、測試及維修的通道和各種用來測量和維修的閥門。水下采油樹油管掛環(huán)空金屬密封是位于油管掛與樹本體的環(huán)形空間內(nèi)的一道關鍵密封，其密封介質(zhì)是從海底地層開采出的具有高溫、高壓及高腐蝕性的原油(氣)，惡劣的工況條件對密封件的性能提出了很高的要求，其核心制造技術長期被國外壟斷，我國一直依賴進口。因此，作為水下采油樹關鍵密封件，有必要對其進行研發(fā)制造。
1油管掛環(huán)空金屬密封設計原理及結(jié)構
水下采油樹在油管掛與樹本體之間存在環(huán)形間隙空間(環(huán)空)，當生產(chǎn)油氣介質(zhì)水平生產(chǎn)出口時，必須防止流體從環(huán)形間隙空間泄漏出去，因而在水平生產(chǎn)出口的兩側(cè)分別設計了一道雙U型金屬彈性密封件作為主密封，如圖1所示。油管掛雙U型彈性金屬密封原理如圖2所示，其密封原理是利用金屬彈性在介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生彈性形變，使之與密封配合面達到緊密貼合，從而實現(xiàn)壓力自緊密封。
2油管掛環(huán)空雙U型金屬密封的設計要求
設計上油管掛雙U型金屬密封為油管掛與樹本體之間的環(huán)空主密封，其密封技術參數(shù)及要求如下：工作壓力為10000psi;試驗壓力為15000psi;產(chǎn)品API規(guī)范等級為PSL3/3G;性能測試為PR
2。要實現(xiàn)以上設計性能，對密封件材料的熔煉組織和熱處理工藝、密封件的成形加工工藝、表面處理工藝等提出了以下要求：
(1)油管掛環(huán)空金屬密封材料須有良好的彈性及疲勞強度;
(2)油管掛環(huán)空金屬密封材料既能耐高低溫又能耐原油介質(zhì)腐蝕，同時能實現(xiàn)高壓可靠密封。
3油管掛環(huán)空雙U型金屬密封的制造技術方案
3.1油管掛環(huán)空雙U型金屬密封的材料選擇
(1)考慮到油管掛雙U型金屬密封的耐腐性，成形加工性能及金屬彈性要求，設計采用鎳基合金IN-CONEL718作為密封件的材質(zhì)。
(2)INCONEL718合金是含鈮、鉬的沉淀硬化型鎳鉻鐵合金，在700℃時具有高強度、良好的韌性以及在高低溫環(huán)境均具有耐腐蝕性，供貨狀態(tài)通常是固溶處理后沉淀硬化態(tài)。
(3)INCONEL718合金具有良好的耐腐蝕性，易成形加工性能，經(jīng)過有效的冶煉工藝及熱處理工藝，INCONEL718合金可獲得良好的細晶粒組織及彈性性能。
3.2油管掛環(huán)空雙U型金屬密封制造工藝流程油管掛環(huán)空雙U型金屬密封的工藝流程如圖3所示：
3.3油管掛環(huán)空雙U型金屬密封制造關鍵工藝
(1)毛胚材料的熔煉、鍛造及熱處理工藝。
(2)雙U形密封件的成形加工工藝。
(3)密封件的表面鍍銀處理工藝。
4油管掛環(huán)空雙U型金屬密封的制造工藝措施
4.1毛胚材料的熔煉、鍛造及熱處理
(1)從設計原理上考慮，油管掛雙U型金屬密封屬于金屬彈性密封，因此要求密封件的材料具有細密的晶粒組織，良好的綜合機械性能及彈性性能。
(2)在冶煉工藝方面，為獲得更純凈化的鋼水，減低氣體含量與有害元素含量，通常采用真空感應爐熔煉，甚至用真空感應冶煉加真空自耗爐或電渣爐重熔方式進行生產(chǎn)。鍛造、軋制工藝是為了優(yōu)化微觀組織;熱處理工藝包括固溶處理、中間處理和時效處理，是為了獲得所要求的組織狀態(tài)和良好的綜合機械性能。
(3)通常INCONEL718會使用以下兩種熱處理：
1)加熱到926℃～1010℃，水中快速冷卻至室溫，然后升溫至718℃保持8h，爐內(nèi)冷致函至621℃，在621℃保持18h作為時效處理，隨后在空氣中冷卻至室溫;
2)加熱到1037℃～1065℃，水中快速冷卻至室溫，然后升溫至760℃保持10h，爐內(nèi)冷至648℃，在649℃保持20h作為時效處理，隨后在空氣中冷卻至室溫。
4.2油管掛環(huán)空雙U型金屬密封件的機械加工
4.2.1油管掛環(huán)空雙U型金屬密封件的機械加工技術難點油管掛環(huán)空雙U型金屬密封件，其加工難點在于：
(1)材質(zhì)INCONEL718的機加工易引起刀具的嚴重磨損。
(2)油管掛環(huán)空雙U型金屬密封零件的整體剛性小，不僅在用工裝夾持時容易產(chǎn)生夾持變形，切削加工時切削力也會引起工件彈性變形，影響尺寸精度。
4.2.2油管掛環(huán)空雙U型金屬密封件的機械加工措施
(1)改善刀具磨損的工藝措施
1)為解決鎳基合金機加工的刀具磨損問題，可采用最新發(fā)展的氣相沉積技術，對傳統(tǒng)的硬質(zhì)刀具進行涂層改性。研究表明，通過對硬質(zhì)刀具進行(Al/Ti)N-PVD復合涂層以及PVD納米涂層改性，使刀具具有更好的耐磨性能、抗氧化性、化學穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性，從而顯著提高了刀具的使用壽命及工件的加工質(zhì)量。
2)新型的PVD復合涂層及納米涂層改性技術的優(yōu)勢在于：
(a)新型的氣相沉積復合涂層及納米涂層與刀具有很強的結(jié)合強度;
(b)新型的氣相沉積復合涂層及納米涂層改善了刀具的熱傳導性能;
(c)新型的氣相沉積復合涂層及納米涂層不僅提高了刀具切削刃的硬度，增強了抗氧化性，同時還降低了其與被切削金屬的親和力，從而改善了刀具的抗粘著磨損。
(2)防止加工變形的工藝措施
1)工藝分析雙U形油管掛金屬密封件外形(如圖4所示)呈現(xiàn)一大直徑薄壁圓環(huán)結(jié)構，整體剛度弱，加工時的切削力往往造成被加工件的彈性變形，產(chǎn)生振刀，從而影響加工的尺寸精度。為此，在不同的加工階段，必須采用相應的工裝夾具來裝卡被加工的密封件，以增大其剛度，從而確保其加工的尺寸穩(wěn)定性。
2)加工步驟
第一步：用機床卡盤、壓板及拉桿卡住工件毛胚，加工出一端端面及圓環(huán)內(nèi)周型面，并以此作為基準面，如圖5所示。
第二步：以已加工面為基準，用內(nèi)撐式自定心卡盤、壓板及拉桿螺栓將工件裝卡固定于機床花盤或與機床旋盤連接，分別加工出兩頭端面外形及U形槽，如圖6所示。
第三步：將自制專用撐環(huán)撐住U形槽的內(nèi)圓面，并利用壓板、拉桿螺栓和自定心卡盤等工裝將工件固定于花盤或旋盤，加工出外形面，如圖7所示。
3)加工工裝為防止由于夾具的夾持力過大而引起的夾持變形，加工薄壁零件往往采用多點軟爪夾持、擺動夾持、彈性夾持或真空夾持的裝夾措施，使夾持力更加均勻，從而減小夾持變形引起的加工尺寸誤差。
4.3油管掛雙U型金屬密封的表面處理
(1)油管掛雙U型金屬密封是在介質(zhì)的壓力下依靠金屬的彈性實現(xiàn)金屬間的緊密貼合，從而實現(xiàn)密封。為了達成金屬之間良好的緊密貼合效果，往往還在金屬密封面上鍍一層較軟的金屬。
(2)對油管掛雙U型金屬密封的密封面，其表面處理措施采取表面鍍銀工藝。其技術優(yōu)點有：
1)密封件表面鍍銀，使用時能增強密封性能，還能防粘著，抗咬合。
2)鍍銀層有良好的抗腐蝕性。
3)鍍銀層良好的導電性保證了陰極保護的連續(xù)性。
(3)鍍銀工藝路線鍍銀工藝流程如圖8所示：
(4)鍍銀工藝質(zhì)量的主要影響因素
1)鍍銀工序前的預處理工序質(zhì)量決定影響鍍銀層的結(jié)合強度。
2)鍍銀工序后的鈍化及防變色保護膜處理工序質(zhì)量對鍍銀層的抗變色及抗氧化性能影響顯著。
3)電鍍液的成分配制及雜質(zhì)含量，電流密度，電鍍液的溫度等工藝參數(shù)直接影響鍍層性能。
5結(jié)語
(1)油管掛環(huán)空雙U型金屬密封制造技術關鍵在于毛胚材料的熔煉、鍛造及熱處理，密封件機械加工以及表面處理。
(2)INCONEL718合金具有良好的耐腐蝕性，易成形加工性能，經(jīng)過有效的冶煉工藝及熱處理工藝，可獲得良好的細晶粒組織及彈性性能。
(3)采用最新發(fā)展起來的氣相沉積技術，對傳統(tǒng)的硬質(zhì)刀具進行涂層改性，可解決鎳基合金機加工的刀具磨損問題。
(4)密封件表面鍍銀，能增強密封性能，還能防粘著，抗咬合。
(5)采用特殊工裝夾具來加工薄壁的金屬彈性密封件，以增大其剛度，可確保加工尺寸穩(wěn)定性。
參考文獻
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機械制造畢業(yè)論文范文篇二
《 數(shù)字化制造技術的吊鉤造型研究 》
摘要:隨著現(xiàn)代制造技術的飛速發(fā)展，如何對圖形信息做出快速反應，是圖學教育在教學內(nèi)容、教學方法以及教學手段方面面臨的創(chuàng)新課題。針對如何快速對圖形所帶的信息進行分解，將復雜的信息簡單化，打破傳統(tǒng)二維圖形的作圖習慣，找到作圖的突破口，利用數(shù)字化制造技術由3D返求2D，將理念變?yōu)楝F(xiàn)實，對圖學教育的教改實踐具有一定的指導意義。
關鍵詞:圖學教育;吊鉤;造型;現(xiàn)代制造技術
現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，加快了產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度，新的制造技術應用而生，其中，數(shù)字化制造技術尤為典型。產(chǎn)品的數(shù)字模型作為貫穿制造過程的一條主線，如何表達其包含內(nèi)容、建立方法、信息含量等尤為重要。傳統(tǒng)制造中，二維工程圖樣承擔了制造過程中的所有信息。然而，隨著計算機技術和信息技術的飛速發(fā)展，以及如UG、PROE、Solidworks等新型綜合軟件層出不窮，傳統(tǒng)的信息載體已越來越不適應現(xiàn)代制造技術的發(fā)展水平，如何快速對圖形所攜帶的信息進行分解，將復雜的信息簡單化，打破傳統(tǒng)二維圖形的作圖習慣，找到作圖的突破口，利用數(shù)字化制造技術由3D返求2D，將理念變?yōu)楝F(xiàn)實已迫在眉睫，這對圖學教育的教改實踐也具有一定的指導意義[1，2]。
1識圖和制圖
1.1識圖
圖1為吊鉤的平面圖。初看圖形，非常復雜，不知如何下手，仔細分析會發(fā)現(xiàn)，本例的3D模型主要是一線架如圖2所示，將一曲面覆蓋其上即可完成造型，如圖3所示，所以該例的突破口在于如何完成線架的造型。分析圖1，提取與兩條平面曲線相關的尺寸信息，得到如圖4所示的圖形信息。一副圖上的尺寸，既有確定形狀的定型尺寸，又有確定位置的定位尺寸，還有些尺寸二者兼而有之，將本例中的尺寸進行歸類，定型尺寸有Φ27.5，R14，R42.5，R55，R47.5，R6以及Φ42.5，定位尺寸95.7，65.2以及6.8。但要做R47.5的兩個圓弧，需要知道圓心位置，但尺寸95.7和65.2只能確定其圓心在這兩個尺寸確定的豎直直線上，而無法確定具體情形，所以還需要其他尺寸配合才能最終確定[3]。分析圖形可知，由65.2尺寸確定的半圓，和圓Φ42.5相外切，兩圓相外切，其兩圓心之間的距離等于半徑之和，兩圓相內(nèi)切，其圓心之距等于兩半徑之差，這樣，尺寸Φ42.5，R55，R47.5又兼具定位尺寸。分析清楚圖形尺寸間的關系，作圖就能得心應手[4，5]。由于空間曲線依托平面曲線，所以完成兩條平面曲線后，分析空間截面線，如圖5所示。同樣空間曲線也是由定型尺寸和定位尺寸確定，其它截面空間曲線比較簡單，只要確定其位置后，做半圓即可，但需要注意其截面半圓起點和終點分別落在兩條平面曲線上。難點在于270度和315度線的截面曲線。
1.2制圖
以315度截面線為例，選用CAXA制造工程師設計軟件，繪制截面線。選擇曲線工具中的“直線”命令，在界面左側(cè)的立即菜單中選擇“角度線”，與x軸夾角-45°的截面圖，如圖6(a)所示，裁剪掉不需要的部分。選擇曲線生成工具欄上的圓心工具，在立即菜單中選擇作圓方式“兩點半徑”，然后按照提示單擊分別點取R47.5圓弧的切點和-45°線左側(cè)端點，半徑為25，然后右擊結(jié)束該圓的繪制，同樣的方法繪制截面半徑為6的圓，如圖6(b)所示[6]。圖6吊鉤截面圖繪制16度的切線，選擇曲線工具中的直線命令，在界面左側(cè)的立即菜單中選擇“角度線”，與直線夾角-16°，選取-45°線作為參照直線，R6圓弧的切點為直線的起始點，任意選取缺省點為終點，完成16度線的繪制，利用曲線過渡命令，對圓R25和16度直線進行半徑為6過渡連接，裁剪掉不需要的曲線，完成截面線的繪制，如圖7所示。圖7吊鉤截面圖綜上所述，線架的搭建步驟如圖9所示:首先搭建如圖8所示的平面曲線，在平面曲線的基礎上搭建空間截面線。圖8平面曲線圖9空間截面線
1.3生成曲面
曲面的生成方法有多種，選擇其中一種完成即可。本例采用網(wǎng)格面，注意網(wǎng)格面由U方向和V方向曲線構成，各個方向的曲線必須相交，構成封閉區(qū)。選擇曲面工具欄中的網(wǎng)格面工具，依次拾取U截面線共2條，右擊確認;再依次拾取V截面線共7條，右擊確認，稍等片刻后曲面生成，如圖10所示。最后完成其他曲面，得到需要的吊鉤立體圖形，如圖11所示。
2結(jié)語
識圖、制圖是從事機械、機電類或近機類從業(yè)人員必修的一門專業(yè)基礎課程，但因其對空間思維能力以及空間想象能力要求較高，學習的困難程度較大。然而，如何在復雜的圖形信息中，分解出各個簡單的信息，找到作圖的突破口，付諸其他三維軟件的強大造型功能，將復雜的事情簡單處理，不僅能提高設計效率，而且能激發(fā)人員的學習興趣，降低課程的抽象性，同時也提高了學生對相關軟件的熟悉程度及學習熱情。
參考文獻:
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機械制造畢業(yè)論文范文篇三
《 廠房內(nèi)管道支架制造技術 》
摘要：隨著工業(yè)的發(fā)展，我國鋼結(jié)構技術迅猛發(fā)展，大量的工業(yè)廠房由原來的鋼筋混凝土結(jié)構逐步被鋼結(jié)構替代。由于某些工藝的要求，一些鋼結(jié)構廠房的規(guī)模不斷擴大。對大跨度的鋼結(jié)構廠房來說，廠房內(nèi)管道支架安裝是其難點。本文對大型天基板屋面廠房內(nèi)管道支架的施工進行簡要分析。
關鍵詞：大跨度鋼結(jié)構廠房;管道支架安裝
前言本工程為南京地鐵某車輛段檢修主廠房，該廠房為大型門式鋼架結(jié)構天基板屋面廠房，廠房長為369.7m，寬為100.5m，建筑高為13.8m，建筑面積為37154.85m2，跨度分別為21m、18m、27m、24m、9m，柱距均為9m，屋面采用鋼骨架輕型天基板屋面。廠房內(nèi)布置給水管道、消防管道、空氣管道、電氣管道及橋架。
1管道支架方案的綜合分析
通過對鋼結(jié)構廠房的結(jié)構分析，廠房的最小跨度和柱距均為9m，而廠房內(nèi)的各種管道支吊架的間距都要求小于6.5m。從中不難看出，管道的支吊架缺少安裝著力點，因此，需通過其他方法來解決管道支吊架安裝問題。由于屋面是鋼骨架輕型天基板屋面，上面不能打膨脹螺絲，因此，不能通過屋面打吊筋來解決管道支架著力點問題。由于廠房柱距為9m，故采用整根長為9m的16號槽鋼作為兩根柱子間的橫擔，在H型鋼柱上焊接20號H鋼作為16號槽鋼的支撐連接點(如圖1所示)，設計已校核，結(jié)構安全。
2管道支架制作工藝
2.1H型的加工制作
H型鋼規(guī)格采用HW200mm×200mm×12mm×12mm，用砂輪切割機把20號H型切割為長20cm的小段，切割前，把鋼材表面的油污、鐵銹等清理干凈，切割后，應把切割口的毛刺等清理干凈，以備后續(xù)的焊接安裝。
2.2鋼板的加工制作
鋼板采用厚度為12mm的鋼板，用砂輪切割機把12mm鋼板切割成185mm×185mm大小的小鋼板，清除鋼板表面的毛刺，用尺量方法在185mm×185mm鋼板上做兩個鉆孔定位點，孔中心離鋼板邊緣的距離為3cm，螺栓孔采用機械鉆孔，不得采用電氣焊開孔的方式，以保證開孔位置和尺寸的正確性。2.3槽鋼的加工制作槽鋼的規(guī)格采用整根長為9m的16號槽鋼，清理掉槽鋼表面的油污、鐵銹等，用尺量方法在兩端標記好開孔的定位點，孔中心離槽鋼邊緣及內(nèi)壁的距離為3cm，采用機械鉆開孔，孔的大小為18mm，在槽鋼上焊接長度為25cm的方鋼，作為后期管道的固定點，每2m焊接一個。
2.4H型與鋼板的焊接
H型鋼與鋼板焊接，雙面滿焊，嚴格防止出現(xiàn)各類焊接缺陷，特別是缺焊、漏焊、夾渣、氣孔等質(zhì)量缺陷問題，焊縫應均勻、飽滿。焊接質(zhì)量是管道支吊架安全的重要因素，必須進行全面、全過程控制。
2.5除銹與刷漆
支吊架的防腐對支吊架的使用壽命及外觀質(zhì)量至關重要，因此，必須嚴格控制防腐質(zhì)量，做到除銹與刷漆有序進行。采用鋼絲刷、砂布、砂光機等專業(yè)工具把槽鋼、H型鋼與鋼板表面鐵銹、油污、塵土等雜物清理干凈，直至露出新底材。調(diào)和紅丹防銹漆，控制好油漆粘度、稀釋度，兌制時充分搖勻，使油漆的色澤、粘度均勻一致。刷完第一遍油漆后，應保持一段時間的間隙，防止第一遍漆未干就刷第二遍，使油漆流墜發(fā)皺，影響質(zhì)量。第一遍油漆完全干透后進行第二遍刷漆。兩遍油漆施工完，待油漆完全干透后，把槽鋼、H型鋼與鋼板擺放整齊，以備后續(xù)安裝。
3管道支架及管道安裝
3.1立柱上焊接H型鋼
根據(jù)施工圖紙及現(xiàn)場實際情況，用水準儀在H型鋼柱上量出并標記好管道支架安裝的高度點(或者量出并標記好相對于地坪高的一米線，然后根據(jù)設計標高用尺量的方法標記好管道支架安裝點)，確保所有管道支架在同一水平高度。把H型鋼柱上的管道支架焊接點清理干凈，進行焊接。焊接時，應實施雙面焊接，嚴格防止出現(xiàn)漏焊、夾渣等情況，焊接完后，焊接面要進行兩遍防腐處理，待鋼結(jié)構廠房內(nèi)所有H型鋼焊接完畢后，應對焊接的平整度、標高進行統(tǒng)一復核。
3.216號槽鋼的連接
把防腐好的槽鋼運到焊接點下面，在H型鋼柱上焊接一個拉力點，通過手動葫蘆把槽鋼拉高至安裝連接點，用M16螺栓把槽鋼與焊接在H型鋼上的鋼板連接起來(如圖1)。全部安裝完畢后，再次復核平整度。
3.3管道裝配
管道安裝前，應對管道表面進行除銹和兩遍防腐，管道的除銹以管道表面露出金屬光澤為準，防腐嚴格按照設計文件要求進行。把管道吊裝至槽鋼支架上，管道連接主要采用溝槽式卡箍連接，連接前，將管內(nèi)雜物清理干凈，將橡膠密封套在管道端部，兩根管道軸線對正，用卡箍卡起來，并均勻擰緊螺母，防止橡膠圈起皺。管道在經(jīng)過伸縮縫時，管道上應安裝伸縮節(jié)，(完工圖片見圖2、圖3)，全部安裝完成后，進行管道試壓與沖洗，直到全部合格為止。圖2完工圖片圖3完工圖片
4結(jié)語
整個大型鋼結(jié)構廠房內(nèi)管道及支架安裝應嚴格按照施工工藝和施工圖紙進行，保證管道及支架有序進行安裝與調(diào)整，避免出現(xiàn)漏焊、漏裝小配件等錯誤而影響工程質(zhì)量。此外，現(xiàn)場施工人員也應明確安裝過程中注意的要點和關鍵過程的控制，確保整個廠房內(nèi)管道及支架安裝的標準化。
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