机械制造毕业论文范文
机械制造毕业论文范文
现代化的机械制造技术是一种一体化、综合性、系统的技术手段。下面是学习啦小编为大家整理的机械制造毕业论文范文，供大家参考。
机械制造毕业论文范文篇一
《 油管挂环空金属密封制造技术 》
摘要：该文根据水下采油树的应用环境和要求，对水下采油树油管挂环空金属密封件的设计结构及原理、性能要求、制造工艺等进行了技术分析，并阐述了制造工艺过程中的技术难点及解决措施。在此基础上，进行了油管挂金属密封的研制，并将其应用于采油树制造项目，产品的各项试验结果表明，其质量及性能满足设计要求。
关键词：水下采油树;金属密封;镍基合金;压力自紧密封;金属弹性性能;表面镀银
0引言
水下采油树作为海洋油气开采过程中的关键油气生产控制设备，是位于海底井口顶端开口处的一个系统组件，它提供了一系列用于原油生产、控制、测试及维修的通道和各种用来测量和维修的阀门。水下采油树油管挂环空金属密封是位于油管挂与树本体的环形空间内的一道关键密封，其密封介质是从海底地层开采出的具有高温、高压及高腐蚀性的原油(气)，恶劣的工况条件对密封件的性能提出了很高的要求，其核心制造技术长期被国外垄断，我国一直依赖进口。因此，作为水下采油树关键密封件，有必要对其进行研发制造。
1油管挂环空金属密封设计原理及结构
水下采油树在油管挂与树本体之间存在环形间隙空间(环空)，当生产油气介质水平生产出口时，必须防止流体从环形间隙空间泄漏出去，因而在水平生产出口的两侧分别设计了一道双U型金属弹性密封件作为主密封，如图1所示。油管挂双U型弹性金属密封原理如图2所示，其密封原理是利用金属弹性在介质压力作用下产生弹性形变，使之与密封配合面达到紧密贴合，从而实现压力自紧密封。
2油管挂环空双U型金属密封的设计要求
设计上油管挂双U型金属密封为油管挂与树本体之间的环空主密封，其密封技术参数及要求如下：工作压力为10000psi;试验压力为15000psi;产品API规范等级为PSL3/3G;性能测试为PR
2。要实现以上设计性能，对密封件材料的熔炼组织和热处理工艺、密封件的成形加工工艺、表面处理工艺等提出了以下要求：
(1)油管挂环空金属密封材料须有良好的弹性及疲劳强度;
(2)油管挂环空金属密封材料既能耐高低温又能耐原油介质腐蚀，同时能实现高压可靠密封。
3油管挂环空双U型金属密封的制造技术方案
3.1油管挂环空双U型金属密封的材料选择
(1)考虑到油管挂双U型金属密封的耐腐性，成形加工性能及金属弹性要求，设计采用镍基合金IN-CONEL718作为密封件的材质。
(2)INCONEL718合金是含铌、钼的沉淀硬化型镍铬铁合金，在700℃时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐腐蚀性，供货状态通常是固溶处理后沉淀硬化态。
(3)INCONEL718合金具有良好的耐腐蚀性，易成形加工性能，经过有效的冶炼工艺及热处理工艺，INCONEL718合金可获得良好的细晶粒组织及弹性性能。
3.2油管挂环空双U型金属密封制造工艺流程油管挂环空双U型金属密封的工艺流程如图3所示：
3.3油管挂环空双U型金属密封制造关键工艺
(1)毛胚材料的熔炼、锻造及热处理工艺。
(2)双U形密封件的成形加工工艺。
(3)密封件的表面镀银处理工艺。
4油管挂环空双U型金属密封的制造工艺措施
4.1毛胚材料的熔炼、锻造及热处理
(1)从设计原理上考虑，油管挂双U型金属密封属于金属弹性密封，因此要求密封件的材料具有细密的晶粒组织，良好的综合机械性能及弹性性能。
(2)在冶炼工艺方面，为获得更纯净化的钢水，减低气体含量与有害元素含量，通常采用真空感应炉熔炼，甚至用真空感应冶炼加真空自耗炉或电渣炉重熔方式进行生产。锻造、轧制工艺是为了优化微观组织;热处理工艺包括固溶处理、中间处理和时效处理，是为了获得所要求的组织状态和良好的综合机械性能。
(3)通常INCONEL718会使用以下两种热处理：
1)加热到926℃～1010℃，水中快速冷却至室温，然后升温至718℃保持8h，炉内冷致函至621℃，在621℃保持18h作为时效处理，随后在空气中冷却至室温;
2)加热到1037℃～1065℃，水中快速冷却至室温，然后升温至760℃保持10h，炉内冷至648℃，在649℃保持20h作为时效处理，随后在空气中冷却至室温。
4.2油管挂环空双U型金属密封件的机械加工
4.2.1油管挂环空双U型金属密封件的机械加工技术难点油管挂环空双U型金属密封件，其加工难点在于：
(1)材质INCONEL718的机加工易引起刀具的严重磨损。
(2)油管挂环空双U型金属密封零件的整体刚性小，不仅在用工装夹持时容易产生夹持变形，切削加工时切削力也会引起工件弹性变形，影响尺寸精度。
4.2.2油管挂环空双U型金属密封件的机械加工措施
(1)改善刀具磨损的工艺措施
1)为解决镍基合金机加工的刀具磨损问题，可采用最新发展的气相沉积技术，对传统的硬质刀具进行涂层改性。研究表明，通过对硬质刀具进行(Al/Ti)N-PVD复合涂层以及PVD纳米涂层改性，使刀具具有更好的耐磨性能、抗氧化性、化学稳定性及热稳定性，从而显著提高了刀具的使用寿命及工件的加工质量。
2)新型的PVD复合涂层及纳米涂层改性技术的优势在于：
(a)新型的气相沉积复合涂层及纳米涂层与刀具有很强的结合强度;
(b)新型的气相沉积复合涂层及纳米涂层改善了刀具的热传导性能;
(c)新型的气相沉积复合涂层及纳米涂层不仅提高了刀具切削刃的硬度，增强了抗氧化性，同时还降低了其与被切削金属的亲和力，从而改善了刀具的抗粘着磨损。
(2)防止加工变形的工艺措施
1)工艺分析双U形油管挂金属密封件外形(如图4所示)呈现一大直径薄壁圆环结构，整体刚度弱，加工时的切削力往往造成被加工件的弹性变形，产生振刀，从而影响加工的尺寸精度。为此，在不同的加工阶段，必须采用相应的工装夹具来装卡被加工的密封件，以增大其刚度，从而确保其加工的尺寸稳定性。
2)加工步骤
第一步：用机床卡盘、压板及拉杆卡住工件毛胚，加工出一端端面及圆环内周型面，并以此作为基准面，如图5所示。
第二步：以已加工面为基准，用内撑式自定心卡盘、压板及拉杆螺栓将工件装卡固定于机床花盘或与机床旋盘连接，分别加工出两头端面外形及U形槽，如图6所示。
第三步：将自制专用撑环撑住U形槽的内圆面，并利用压板、拉杆螺栓和自定心卡盘等工装将工件固定于花盘或旋盘，加工出外形面，如图7所示。
3)加工工装为防止由于夹具的夹持力过大而引起的夹持变形，加工薄壁零件往往采用多点软爪夹持、摆动夹持、弹性夹持或真空夹持的装夹措施，使夹持力更加均匀，从而减小夹持变形引起的加工尺寸误差。
4.3油管挂双U型金属密封的表面处理
(1)油管挂双U型金属密封是在介质的压力下依靠金属的弹性实现金属间的紧密贴合，从而实现密封。为了达成金属之间良好的紧密贴合效果，往往还在金属密封面上镀一层较软的金属。
(2)对油管挂双U型金属密封的密封面，其表面处理措施采取表面镀银工艺。其技术优点有：
1)密封件表面镀银，使用时能增强密封性能，还能防粘着，抗咬合。
2)镀银层有良好的抗腐蚀性。
3)镀银层良好的导电性保证了阴极保护的连续性。
(3)镀银工艺路线镀银工艺流程如图8所示：
(4)镀银工艺质量的主要影响因素
1)镀银工序前的预处理工序质量决定影响镀银层的结合强度。
2)镀银工序后的钝化及防变色保护膜处理工序质量对镀银层的抗变色及抗氧化性能影响显著。
3)电镀液的成分配制及杂质含量，电流密度，电镀液的温度等工艺参数直接影响镀层性能。
5结语
(1)油管挂环空双U型金属密封制造技术关键在于毛胚材料的熔炼、锻造及热处理，密封件机械加工以及表面处理。
(2)INCONEL718合金具有良好的耐腐蚀性，易成形加工性能，经过有效的冶炼工艺及热处理工艺，可获得良好的细晶粒组织及弹性性能。
(3)采用最新发展起来的气相沉积技术，对传统的硬质刀具进行涂层改性，可解决镍基合金机加工的刀具磨损问题。
(4)密封件表面镀银，能增强密封性能，还能防粘着，抗咬合。
(5)采用特殊工装夹具来加工薄壁的金属弹性密封件，以增大其刚度，可确保加工尺寸稳定性。
参考文献
[1]ISO13628-4.水下生产系统的设计和操作—第4部分：水下井口装置和采油树设备[S].2010.
[2]ISO10423.石油和天然气工业—钻井和采油设备—井口装置和采油树设备[S].2009.
[3]ISO15156.石油和天然气工业—油气开产中用于含硫化氢(H2S)环境下的材料[S].2009.
[4]汪治军.弥散型高强度镍基高温弹性合金[J].中国有色金属学报，2004，14(3)：78-79.
[5]赵剑，谭永华.自紧式K型金属密封组件密封特性研究[J].火箭推进，2013，39(6)：35-41.
[6]李刘合.用于加工Inconel718的切削刀具发展现状[J].工具技术，2010，49(5)：3-12.
[7]岳锡芬.减少回转体零件夹持变形的几种方法[J].机械工程师，2005，37(12)：145-146.
[8]邓正平.镍基高温合金镀银工艺[J].电镀与精饰，2001，29(1)：25-26.
[9]杨忠.光亮镀银层防变色处理工艺[J].机电元件，1993，13(2)：9-13.
机械制造毕业论文范文篇二
《 数字化制造技术的吊钩造型研究 》
摘要:随着现代制造技术的飞速发展，如何对图形信息做出快速反应，是图学教育在教学内容、教学方法以及教学手段方面面临的创新课题。针对如何快速对图形所带的信息进行分解，将复杂的信息简单化，打破传统二维图形的作图习惯，找到作图的突破口，利用数字化制造技术由3D返求2D，将理念变为现实，对图学教育的教改实践具有一定的指导意义。
关键词:图学教育;吊钩;造型;现代制造技术
现代工业的飞速发展，加快了产品的更新换代速度，新的制造技术应用而生，其中，数字化制造技术尤为典型。产品的数字模型作为贯穿制造过程的一条主线，如何表达其包含内容、建立方法、信息含量等尤为重要。传统制造中，二维工程图样承担了制造过程中的所有信息。然而，随着计算机技术和信息技术的飞速发展，以及如UG、PROE、Solidworks等新型综合软件层出不穷，传统的信息载体已越来越不适应现代制造技术的发展水平，如何快速对图形所携带的信息进行分解，将复杂的信息简单化，打破传统二维图形的作图习惯，找到作图的突破口，利用数字化制造技术由3D返求2D，将理念变为现实已迫在眉睫，这对图学教育的教改实践也具有一定的指导意义[1，2]。
1识图和制图
1.1识图
图1为吊钩的平面图。初看图形，非常复杂，不知如何下手，仔细分析会发现，本例的3D模型主要是一线架如图2所示，将一曲面覆盖其上即可完成造型，如图3所示，所以该例的突破口在于如何完成线架的造型。分析图1，提取与两条平面曲线相关的尺寸信息，得到如图4所示的图形信息。一副图上的尺寸，既有确定形状的定型尺寸，又有确定位置的定位尺寸，还有些尺寸二者兼而有之，将本例中的尺寸进行归类，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的两个圆弧，需要知道圆心位置，但尺寸95.7和65.2只能确定其圆心在这两个尺寸确定的竖直直线上，而无法确定具体情形，所以还需要其他尺寸配合才能最终确定[3]。分析图形可知，由65.2尺寸确定的半圆，和圆Φ42.5相外切，两圆相外切，其两圆心之间的距离等于半径之和，两圆相内切，其圆心之距等于两半径之差，这样，尺寸Φ42.5，R55，R47.5又兼具定位尺寸。分析清楚图形尺寸间的关系，作图就能得心应手[4，5]。由于空间曲线依托平面曲线，所以完成两条平面曲线后，分析空间截面线，如图5所示。同样空间曲线也是由定型尺寸和定位尺寸确定，其它截面空间曲线比较简单，只要确定其位置后，做半圆即可，但需要注意其截面半圆起点和终点分别落在两条平面曲线上。难点在于270度和315度线的截面曲线。
1.2制图
以315度截面线为例，选用CAXA制造工程师设计软件，绘制截面线。选择曲线工具中的“直线”命令，在界面左侧的立即菜单中选择“角度线”，与x轴夹角-45°的截面图，如图6(a)所示，裁剪掉不需要的部分。选择曲线生成工具栏上的圆心工具，在立即菜单中选择作圆方式“两点半径”，然后按照提示单击分别点取R47.5圆弧的切点和-45°线左侧端点，半径为25，然后右击结束该圆的绘制，同样的方法绘制截面半径为6的圆，如图6(b)所示[6]。图6吊钩截面图绘制16度的切线，选择曲线工具中的直线命令，在界面左侧的立即菜单中选择“角度线”，与直线夹角-16°，选取-45°线作为参照直线，R6圆弧的切点为直线的起始点，任意选取缺省点为终点，完成16度线的绘制，利用曲线过渡命令，对圆R25和16度直线进行半径为6过渡连接，裁剪掉不需要的曲线，完成截面线的绘制，如图7所示。图7吊钩截面图综上所述，线架的搭建步骤如图9所示:首先搭建如图8所示的平面曲线，在平面曲线的基础上搭建空间截面线。图8平面曲线图9空间截面线
1.3生成曲面
曲面的生成方法有多种，选择其中一种完成即可。本例采用网格面，注意网格面由U方向和V方向曲线构成，各个方向的曲线必须相交，构成封闭区。选择曲面工具栏中的网格面工具，依次拾取U截面线共2条，右击确认;再依次拾取V截面线共7条，右击确认，稍等片刻后曲面生成，如图10所示。最后完成其他曲面，得到需要的吊钩立体图形，如图11所示。
2结语
识图、制图是从事机械、机电类或近机类从业人员必修的一门专业基础课程，但因其对空间思维能力以及空间想象能力要求较高，学习的困难程度较大。然而，如何在复杂的图形信息中，分解出各个简单的信息，找到作图的突破口，付诸其他三维软件的强大造型功能，将复杂的事情简单处理，不仅能提高设计效率，而且能激发人员的学习兴趣，降低课程的抽象性，同时也提高了学生对相关软件的熟悉程度及学习热情。
参考文献:
[1]孙宝福.基于现代制造技术的工程图学课程改革之初探[J].东华大学学报，2005，8(31):160-162.
[2]汪红.《产品设计与制造实训》教学探索与实践[J].兰州石化职业技术学院学报，2014，14(3):59-61.
[3]高慧.画法几何与工程制图课程的教改思考[J].北京工业职业技术学院学报，2004，(03):47-49.
[4]林清夫.工程制图课件数字化制作平台的开发研究[J].机械制造与自动化，2007，(03):53-55.
[5]李润.基于Pro/E行为建模的可变截面悬臂梁优化[J].兰州石化职业技术学院学报，2014，14(3):21-23.
[6]李润.变截面悬臂梁的Pro/Mechanica有限元法设计[J].工业仪表与自动化装置，2014，(12):205-106.
机械制造毕业论文范文篇三
《 厂房内管道支架制造技术 》
摘要：随着工业的发展，我国钢结构技术迅猛发展，大量的工业厂房由原来的钢筋混凝土结构逐步被钢结构替代。由于某些工艺的要求，一些钢结构厂房的规模不断扩大。对大跨度的钢结构厂房来说，厂房内管道支架安装是其难点。本文对大型天基板屋面厂房内管道支架的施工进行简要分析。
关键词：大跨度钢结构厂房;管道支架安装
前言本工程为南京地铁某车辆段检修主厂房，该厂房为大型门式钢架结构天基板屋面厂房，厂房长为369.7m，宽为100.5m，建筑高为13.8m，建筑面积为37154.85m2，跨度分别为21m、18m、27m、24m、9m，柱距均为9m，屋面采用钢骨架轻型天基板屋面。厂房内布置给水管道、消防管道、空气管道、电气管道及桥架。
1管道支架方案的综合分析
通过对钢结构厂房的结构分析，厂房的最小跨度和柱距均为9m，而厂房内的各种管道支吊架的间距都要求小于6.5m。从中不难看出，管道的支吊架缺少安装着力点，因此，需通过其他方法来解决管道支吊架安装问题。由于屋面是钢骨架轻型天基板屋面，上面不能打膨胀螺丝，因此，不能通过屋面打吊筋来解决管道支架着力点问题。由于厂房柱距为9m，故采用整根长为9m的16号槽钢作为两根柱子间的横担，在H型钢柱上焊接20号H钢作为16号槽钢的支撑连接点(如图1所示)，设计已校核，结构安全。
2管道支架制作工艺
2.1H型的加工制作
H型钢规格采用HW200mm×200mm×12mm×12mm，用砂轮切割机把20号H型切割为长20cm的小段，切割前，把钢材表面的油污、铁锈等清理干净，切割后，应把切割口的毛刺等清理干净，以备后续的焊接安装。
2.2钢板的加工制作
钢板采用厚度为12mm的钢板，用砂轮切割机把12mm钢板切割成185mm×185mm大小的小钢板，清除钢板表面的毛刺，用尺量方法在185mm×185mm钢板上做两个钻孔定位点，孔中心离钢板边缘的距离为3cm，螺栓孔采用机械钻孔，不得采用电气焊开孔的方式，以保证开孔位置和尺寸的正确性。2.3槽钢的加工制作槽钢的规格采用整根长为9m的16号槽钢，清理掉槽钢表面的油污、铁锈等，用尺量方法在两端标记好开孔的定位点，孔中心离槽钢边缘及内壁的距离为3cm，采用机械钻开孔，孔的大小为18mm，在槽钢上焊接长度为25cm的方钢，作为后期管道的固定点，每2m焊接一个。
2.4H型与钢板的焊接
H型钢与钢板焊接，双面满焊，严格防止出现各类焊接缺陷，特别是缺焊、漏焊、夹渣、气孔等质量缺陷问题，焊缝应均匀、饱满。焊接质量是管道支吊架安全的重要因素，必须进行全面、全过程控制。
2.5除锈与刷漆
支吊架的防腐对支吊架的使用寿命及外观质量至关重要，因此，必须严格控制防腐质量，做到除锈与刷漆有序进行。采用钢丝刷、砂布、砂光机等专业工具把槽钢、H型钢与钢板表面铁锈、油污、尘土等杂物清理干净，直至露出新底材。调和红丹防锈漆，控制好油漆粘度、稀释度，兑制时充分摇匀，使油漆的色泽、粘度均匀一致。刷完第一遍油漆后，应保持一段时间的间隙，防止第一遍漆未干就刷第二遍，使油漆流坠发皱，影响质量。第一遍油漆完全干透后进行第二遍刷漆。两遍油漆施工完，待油漆完全干透后，把槽钢、H型钢与钢板摆放整齐，以备后续安装。
3管道支架及管道安装
3.1立柱上焊接H型钢
根据施工图纸及现场实际情况，用水准仪在H型钢柱上量出并标记好管道支架安装的高度点(或者量出并标记好相对于地坪高的一米线，然后根据设计标高用尺量的方法标记好管道支架安装点)，确保所有管道支架在同一水平高度。把H型钢柱上的管道支架焊接点清理干净，进行焊接。焊接时，应实施双面焊接，严格防止出现漏焊、夹渣等情况，焊接完后，焊接面要进行两遍防腐处理，待钢结构厂房内所有H型钢焊接完毕后，应对焊接的平整度、标高进行统一复核。
3.216号槽钢的连接
把防腐好的槽钢运到焊接点下面，在H型钢柱上焊接一个拉力点，通过手动葫芦把槽钢拉高至安装连接点，用M16螺栓把槽钢与焊接在H型钢上的钢板连接起来(如图1)。全部安装完毕后，再次复核平整度。
3.3管道装配
管道安装前，应对管道表面进行除锈和两遍防腐，管道的除锈以管道表面露出金属光泽为准，防腐严格按照设计文件要求进行。把管道吊装至槽钢支架上，管道连接主要采用沟槽式卡箍连接，连接前，将管内杂物清理干净，将橡胶密封套在管道端部，两根管道轴线对正，用卡箍卡起来，并均匀拧紧螺母，防止橡胶圈起皱。管道在经过伸缩缝时，管道上应安装伸缩节，(完工图片见图2、图3)，全部安装完成后，进行管道试压与冲洗，直到全部合格为止。图2完工图片图3完工图片
4结语
整个大型钢结构厂房内管道及支架安装应严格按照施工工艺和施工图纸进行，保证管道及支架有序进行安装与调整，避免出现漏焊、漏装小配件等错误而影响工程质量。此外，现场施工人员也应明确安装过程中注意的要点和关键过程的控制，确保整个厂房内管道及支架安装的标准化。
参考文献
[1]辽宁省建设厅.建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[2]国家技术监督局.管道支吊架技术规范[S].1997.
[3]中国有色工程设计研究院.室内管道支架及吊架[M].北京：中国计划，2007.
有关机械制造毕业论文范文推荐：
6.机械毕业论文范文