碳纤维干燥机(组)总装图及5张部件图
课题主要参数及依据：
1、项目简介：
1．1设备名称：干燥机
1．2设备用途：本组干燥机位于蒸汽加热箱与热水牵伸机组之间，用于碳纤维的干燥和热定型，以提高纤维的强度。
1．3使用环境条件：高温、湿度大、腐蚀性环境，厂房洁净度较高，厂房无吊车。
1．4使用状态：长时间连续运行。设备使用寿命：三班制，20年。
2、设计技术条件：
2．1车型：左手车
2．2碳纤维束数：8束
2．3工艺速度：1#干燥机20～25m/min、2#干燥机15～20m/min
2．4干燥机简介
包括九辊、十七辊两台干燥机，共26个金属辊，牵引辊水平间距为720mm，垂直间距595mm。辊内通蒸汽和热水。单机包括干燥辊、箱体、电机、传动系统及汽管、水管等，动力由天津减速机厂配套，型号如下：
设备名称结构动力
1#干燥机九辊天津
2#干燥机十七辊天津
1#、2#干燥机除辊的加热形式、箱体尺寸及运行速度不同外，其余皆相同。
干燥辊置于干燥室内，1#机干燥辊内通80℃，0.3Mpa热水，2#机干燥辊内通0.3Mpa蒸汽。
尺寸：φ600±0.03×400mm
运动精度：装配后辊部径向最大跳动≤0.05mm
表面处理：辊部表面镀硬铬后精磨并抛光处理，粗糙度Ra0.2，感官镜面，铬层保留厚度≥0.05mm。
2．5干燥室简介
每个干燥机各配置一个干燥室。干燥室由保温主结构、平推门、导轨、分丝器组成。干燥室为夹层结构，两侧面有进、出丝口。干燥室置于传动箱体的正面，包覆所有牵引辊，是一较为封闭的腔体，通过平推门进行工艺操作。
2．6热油冷却循环装置
一套热油冷却循环装置供两台设备油冷却循环使用。齿轮油在厂房地坑的油槽中进行自然冷却、置换。委托方提供油槽尺寸：3200长（沿传动箱体长度方向）×1000宽×800深，油箱“0.6m宽”尺寸不允许变化，其长、高可自定，并及时反馈委托方。
2．7进丝、出丝口
干燥室两个侧面（平行干燥辊轴线）水平开U形长槽状进丝口、出丝口。进丝口、出丝口高度0～60mm可调，调节板为环氧树脂板。
1#、2#干燥机的出丝角度为俯角18°，1#机的进丝角度为俯角2°，2#机的进丝角度为仰角6°（参考尺寸）。
2．8分丝器：
组成：包括上、下调节板、分丝杆、分丝架、及紧固螺栓、螺母。所有零件全为不锈钢。
分丝器用于分丝，安装在干燥室侧面的进丝、出丝口下方，导丝器安装处的保温壁应加强结构，以防安装时产生较大变形。
分丝杆通过轴肩与导丝架固定，能够在导丝架上水平移动，以便调节分丝间距，上、下调节板分别上下移动，用以调节进丝、出丝口的高度，调节板安装位置现场配作。
分丝杆要求：数量九个/台，备件另计。φ6h8×140mm，头部为半球形，表面抛光处理。
2．9联接要求：凡涉及螺栓紧固联接的，如法兰处，全部使用不锈钢联接件。
2．10管路要求：
委托方将汽路、水路送至待安装位置，管路要机器上应做固定，凡涉及需与第二方（委托方或其他供货单位）有接口处理的，由本设备承制方提供接口处的紧固件，密封件及备件。
2．11焊接要求：要求所有焊接件无翘曲变形、无泄漏，焊点平滑过度，管路系统（含接口处）、阀门等无泄漏。
2．12材料要求：传动箱体Q235-A钢板焊接，原则上除箱体、油箱外，其余均为不锈钢材料，牌号1Cr18Ni9Ti。
2．13设备表面处理：
涂装类别按JB/T5000.12-1998 B类设备使用环境考虑。
所有不锈钢部件成型后全部酸洗、脱脂处理，要求表面光滑、无毛刺。碳钢材料的加工件油漆，底漆为H06-4富锌红色底漆，面漆为浅色油漆（色号待定）。外购件保持原色。
3、其它要求及说明
3．1总体要求
设备在考虑到结构强度、刚度、震动之外，还要考虑到噪音，安全操作等因素，力图整机性能稳定，外观轮廓简洁、便于安装、维护。
3．2委托方现场工作
承制方除在委托方现场进行设备安装调试外，要求干燥室的装配、油路联接、分丝器的安装、设备补漆等均在现施工，承制方要具备完善的现场施工能力。
3．3说明
设备安装相对位置要求非常严格，因此设备就位要灵活、有调节余量。
动力所需逆变器由委托方提供。
备件包括：旋转接头、不锈钢紧固件、分丝杆、管路密封件等。
未做明确的材料按不锈钢考虑。提供材质报告。
3．4机器铭牌样式：待定。
4、项目实施方式
由项目委托方与承制方共同协商签定“干燥机设计制造技术协议”。委托方制定“干燥机条件简图”，并指定关健辅机的配套厂家，由承制方完成施工设计、制造和现场安装调试，并配合委托方开展工艺试验及验收工作。
设计期间所发生的技术更改形成文件，双方签字生效。整机设计完成后，图纸评审会签，评审结果成文，评审通过后可进入制造阶段。同时提供设备总图、安装基础图纸各一份用于委托方安装施工准备。
制造完毕后双方在制造现场进行预验收，预验收结果成文，预验收通过后方可进入运输、安装调试阶段。
正式验收在委托方现场进行，承制方需提供出厂合格证、使用说明书、总图、部件结构图纸、关键件检测报告和外购件合格证、材质报告、备件。
本技术任务书（含条件图一张）一式六份（承制方两份），双方逐页签署生效。
摘要干燥机是碳纤维干燥的核心关键件，加工工艺复杂，要求高。干燥机位于蒸汽加热箱与热水牵伸机组之间，用于碳纤维的干燥和热定型，以提高纤维的强度。包括九辊、十七辊两台干燥机，共26个金属辊，牵引辊水平间距为720mm，垂直间距595mm。辊内通蒸汽和热水。单机包括干燥辊、箱体、电机、传动系统及汽管、水管等，动力由天津减速机厂配套。本文深入分析了干燥机零件的机械加工工艺规程制订及专用夹具的设计。
关键词干燥机加工工艺夹具设计
1引言
干燥机是对大量物料进行干燥最常用的设备，具有运转可靠、操作弹性大、处理能力大以及适应性强等特点，广泛应用于食品、饲料、化工、医药、矿山、冶金和建材等行业。
对模型进行简化、干燥机强度和刚度的计算，其结果多为近似值，不直观，也能显示各部件及局部的强度和刚度。随着计算机及时的飞速发展及有限元件的日趋成熟，利用计算机对大型复杂设备进行设计和校核已成为发展趋势[1]。
2加工工艺分析
2.1定位基准选择
工件在进行机械加工时,用以确定工件对机床及刀具相对位置的表面称为定位基准。最初工序所用的定位基准是毛坯上未经加工的表面,称为粗基准;在其后各工序加工中所用的定位基准是已加工的表面,称为精基准[2]。选择工件的哪些表面作为定位基准,是加工工艺过程设计时的一个十分重要的问题。定位基准选择的是否合理,将直接影响零件加工质量和机床夹具结构的复杂程度,但由于粗基准和精基准的作用不同,两者的选择原则也不同[3]。
2.2工艺过程
各种机械的用途和性能不同,其零件的材料、结构形状和要求也各不相同。即使是相同的零件,由于生产条件和批量大小的不同,其工艺过程也不同,因此,必须制定合理的加工工艺规程[4]。
2.2.1拟定工艺路线
制定零件机械加工工艺最主要的工作是拟定工艺路线。拟定工艺路线是制定工艺过程总体布局非常关键的一步,它与定位基准的选择有着密切关系。拟定工艺路线的主要任务是加工方法的选择,定位基准的选择,加工阶段的划分及其工艺的安排等[5]。
2.2.2加工阶段的划分
零件表面的加工是一个由粗到精的过程,通过若干工序的加工逐步达到质量的要求对加工精度要求较高的零件,按工序性质和内容的不同,将工艺路线划分为粗加工、半精加工和精加工等阶段各加工阶段的基本要求如下：
粗加工阶段粗加工阶段是切除毛坯黑皮和大部分加工余量,为以后加工提供精准基面,并留出均匀而合适的余量。
半精加工阶段半精加工阶段可提高精加工需要定位基准的精确性和控制精加工余量,为主要表面的精加工创造条件。
精加工阶段该阶段主要为精度和粗糙度要求较高的表面进一步改善表面质量,使零件加工表面达到技术要求。
光整加工阶段光整加工阶段的重点是保证获得几个重点表面的粗糙度或进一步提高精度[6] [7] [8]。
2.3工序分析
在划分了加工阶段以及各表面加工先后顺序后,就可以把这些内容组成为各个工序。在组成工序时，有两条原则：即工序集中和工序分散。工序集中就是将工件加工内容集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。工序分散就是将工件加工内容分散在较多的工序中进行，每道工序的加工内容较少，最少时每道工序只包含一个简单工步[9] [10]。
3夹具设计
机床夹具设计的主要任务是根据客户提出的设计任务要求,结合被加工零件、金切设备及其切削方式和参数,合理选择定位方式,设计合理的定位支承元件、夹紧装置、对刀元件、夹具体等装置或元件[11]。其设计流程的关键点是:首先应分析使用夹具时,造成被加工零件表面位置的加工误差因素,合理分配夹具定位精度;其次要根据加工过程中被加工零件受到的切削力、惯性力及重力等外力的作用,合理选择定位方式、支承点、夹紧点、夹紧力大小及其作用方向,设计合适的夹紧机构,以保证被加工零件的既定位置稳定可靠;第三是设计夹具对定;最后校核夹具关键零件强度和设备进刀抗力等,最终完成全套夹具图设计[12]。
夹具在机械加工中的作用，可归纳为以下四个方面：
（1）保证工件的加工质量
采用夹具后，工件上各有关表面的相互位置精度是由夹具保证的，不仅省去了十分费时又不十分精确的划线和找正工序，而且精度稳定可靠，还可降低对操作者的技术水平要求[13]。
（2）提高劳动生产率和降低加工成本
生产率的高低是以单位时间内生产出工件数量的多少来衡量的。要提高生产率，就需要降低加工的单件工时。采用夹具后，不仅省去划线、找正等辅助时间，简化工件的装夹工作，而且采用较先进的夹紧装置后，还可进一步加快夹紧速度。而生产率的提高，产品质量的稳定和对操作者技术水平要求的降低，均有利于降低加工成本[14]。
（3）改善工人劳动条件
设计夹具，必须以人为本，对于减轻工人的体力劳动强度，保证生产安全，应给予足够的重视。采用专用夹具装卸工件显然要比不用夹具方便、省力、安全、迅速[16]。
（4）扩大机床工艺范围，改变或扩大机床用途
在单件小批量生产或多品种成批生产的条件下，企业内的机床种类、数量将会与产品生产需要发生矛盾，因此可设计制造专用夹具，使机床“一机多用” [17]。
使用夹具的最根本目的是获得好的经济效益。所以设计夹具也和其它技术工作一样，不仅是一个技术问题，而且是个经济问题。每当设计一套夹具之前，都要进行必要的技术经济分析，使所设计的夹具获得最佳的经济效果[18]。
气动夹具因其动作快速准确，出力稳定，能减轻工人的劳动强度，极大地提高生产效率，且日益引人瞩目。
4结束语
本开题报告在吴萍老师的悉心指导和严格要求下完成。通过干燥机的机床设计、机械加工工艺规程制订及专用夹具的设计，可以有效培养综合应用机械设计知识，并根据设计的实际要求，进行问题的分析解决，从而提高独立工作的能力。
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