FRP工作台T形槽切割机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 作台 T 形槽切割机的设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2013 年 5 月 25 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 无锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 作台 T 形槽切割机的设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕 业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 学 号： 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 作台 T 形槽切割机的设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 据使用要求，必须在 加工 T 形槽。为此，需要设计相应的专用加工设备。 本课题以设计为主线，设计一台切割机，用于在 作台上加工 T 形槽。通过本设计不仅可以解决实际生产加工问题，而且可以使学生了解产品设计过程，锻炼学生工程设计和解决实际问题的能力，为产品设计打下良好的基础。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1. 阅读外文资料，并翻译与所学专业或课题相关的外文文献 5000 字左右，语句通顺、流畅、准确； 2. 根据加工产品上 T 形槽的具体结构和加工要求，拟定分析设备设计方案； 3. 运用三维软件进行三维造型设计、三维装配； 4. 绘制设备总装图和关键零部件 二维工程图 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 编写 1 万字以上的设计说明书一份 ，要求符合本科 论文的格式要求，语言简洁、流畅、层次分明； 四、接受任务学生： 班 姓名 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教 研 室 主 任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 切割机分为火焰切割机、等离子切割机、激光切割机、水切割等 。 激光切割机 的 效率最快，切割精度最高，切割厚度一般较小。等离子切割机切割速度也很快，切割面有一定的斜度。火焰切割机针 则是 对于厚度较大的碳钢材质。 水切割，又称水刀切割，是一种利用高压水流切割的机器。在电脑的控制下能任意雕琢工件，而且受材料质地影响小。 自动切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割的效率、切割质量，减轻操作者的劳动强度。目前在我国的一些中小企业甚至在一 些大型企业中使用手工切割和半自动切割方式还较为普遍 。 本文针对工厂的实际生产需求，提出了设计题目。设计出符合要求的板材切割机，并对机床的机械系统、气动系统、控制系统等方面进行了全面设计。 机械系统设计中，本文首先设计出加工过程中所需要的皮带型号、动力部分、导轨、机械滑台等。此外，文中也对工件加工中所需的刀具以及工作台进行了简单的设计。 气动系统设计中，本文先对加工过程中所需的压力及杠杆原理进行综合利用，并以此为基础，计算出此设计中所需要的气缸的缸径，并选择出适合要求的气缸型号。 最后，希望此次设计的板材切割 机能满足预期的设计要求，并能在实际应用中取得良好的效果。 关键词 ：切割，机械系统，气动系统，控制系统 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is is is on as is a of of by to of of At in in is on to of of of of so In in of on to on is in of I in of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . . 录 . V 1 绪论 . V 课题的研究内容和意义 . 1 内外的发展概况 . 1 课题应达到的要求 . 1 2 切割部分的选取及设计 . 3 屑工具的选取 . 3 机的选取 . 3 步齿形带传动设计 . 3 缸的选择 . 5 动系统的设计 . 5 计依据和装置的工作要求 . 6 动元件及配管尺寸的确定 . 7 3 运动部分设计 . 10 珠丝杠的计算与选用 . 10 杠的计算选择 . 11 承的选择 . 13 承的校核计算 . 14 承的润滑及密封 . 13 线导轨的选择计算 . 17 定条件 . 13 择方式 . 13 的结构设计 . 18 4 零部件的结构作用 . 19 线导轨的作用 . 19 接组件的结构设计 . 21 滑台的结构设计 . 22 5 T 形槽加工工艺 . 19 具材料 . 24 具选择 . 24 工工艺安排 . 25 直槽 . 25 工 T 型槽 . 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结论与展望 . 27 论 . 27 足之处及未来展望 . 27 致谢 . 29 参考文献 . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 课题的研究内容 和 意义 本次毕业设计要求设计一种由电动机传动，以及气压系统固定夹紧的切割机，实现 行槽的切割 ，原理方案的功能实现，总体方案的设计，结构形式，结构参数，工作参数的设计 。研究内容如下： (1) 阅读外文资料，并翻译外文文献 5000字左右，语句要求通顺、流畅、准确； (2) 根据加工产品上 T 形槽的具体结构和加工要求 ，拟定分析 设备 设计 方案 ； (3) 运用三维软件进行三维 的 造型设计 和 三维装配； (4) 绘制设备总装图和关键零部件 二维工程图 ； (5) 编写设计说明书 ，符合本科论文的格式要求，语言简洁、流畅、层次分明； 随着 科技和 经济的快速发展， 社会 对自动化设备的需求越来越大， 的切割也不例外，它要求其实现的速度快，功能多，多方位切割，切割有力度， 为此， 材 切割机也就被研发出来了。 纤维增强复合塑料 是 由增强纤维和基体 两者共同 组成。纤维（或 称 晶须） ，它 的直径很小， 一般 都 在 10陷较少 而且 较小，断裂应变约 在 千分之三十以内，是 一种 脆性材料， 容 易断裂、损伤和腐蚀。基体相对于纤维来说，模量、强度都要低很多，但 其 可以经受住 较 大的应变，往往具有 较好的 粘弹性和弹塑性，是 一种 韧性材料。 所以 如下特性 ： 高强 、 耐腐蚀性能好 、 轻质 、 电性能好 、 可设计性好 、 工艺性优良 、 热性能良好 。 本课题以设计为主线，设计 一台切割机，用于 在 加工 过本设计不仅可以解决实际生产加工问题，而且可以了解产品设计过程，锻炼工程设计和解决实际问题的能力，为产品设计打下良好的基础 。 内外的发展概况 现今为止，机电一体化产品已经广泛应用于各种加工业中。切割技术也有了突飞猛进的发展。随着科技和经济的快速发展，社会对自动化设备的需求越来越大， 的切割也不例外，它要求其实现的速度快，功能多，多方位切割，切割有力度，为此， 材切割机也就被研发出来了。 作台 T 形槽切割机是一种专用设备，可以提高生产效率， 切割精度比较高，使用轻巧简便，成本低廉。在能满足精度要求的前提下，不失为一种好的选择，应用前景良好。 设计方案有待完善，软件应用的熟练程度需要加强，刀具旋转精度与丝杠间 隙的精度尚需进一步分析提高。 整个结构过程都是由 结构简单合理，设备性能良好，使用寿命长，安全系数高等特点，满足了大批量自动化的生产要求。 课题应 达到的要求 以电动机为动力源，结构紧凑，制造方便。割据角可调节，以适应要求形状的 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 的加工。 刀轮更换方便 ， 刀具可 自行润滑 ， 加上传动装置 可 自动运行 及 停止功能 。该切割机具有手动和半自动相结合的特点， 操作简便 ， 灵活 ， 运转平稳 ， 从而使降低劳动强度 ，提高生产效率 。完成设备的机械部分、气动部分、电气部分的设计及相关计算，绘制好机械部分设计的 主要二维图纸。 本次设计要求是在下图工作板上切割 图 作板 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2 切割部分的选取及设计 屑工具的选取 由于要切出 T 型槽， 如何选择刀具是至关重要的 ,根据材料特性和加工要求的工作台 ，可以选择两种类型的刀具进行处理 ： 一个用于立式铣刀、直槽加工 ,可以选为钨钢刀具材料 ，另一个为 T 形槽铣刀 ， 根据要求加工 ,选择 T 形槽高速钢工具 ， 但这种工具很容易损坏 ，难以提高处理速度 ， 延长刀具寿命 ， 提高加工效率 ， 刀具材料可以转换通用高速钢粉末冶金高速钢取代 ， 为了改善排屑性能， 可适当减少齿数，可增大容屑空间。 机的选取 根据刀具的要求，先选用较常用的 是由于安装尺寸 Y 系列三相异步电动机和电力水平与国外先进的同类型产品的并驾齐驱 ,因此具有良好的国外同类产品之间的兼容性 ， 引进设备替换及供配套出口，选取功率为 3载时的转速为2840r/率因数 率为 82%，额定转矩为 32N 。 步齿形 带传动设计 同步带轮的优点： 1、 传动 准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比； 2、 传动平稳，具有缓冲、减振 功能 ，噪 音 低； 3、 传动效率高， 最高 可达 98%，节能效果 显著 ； 4、 维护保养方便， 无 需润滑； 5、 速比范围大，一般可达 10， 线速度可达 50m/s， 因此 具有较大的功率传递范围， 最高 可达 到 几百千瓦； 6、 可用于长距离 的 传动，中心距可达 10m 以上； 7、 无污染 ,可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。 1) 设计功率 机械手册表 得 K ( kw 2) 选定带型和节距 根据 8.4 840r/图 定为 L 型。节距 ) 确定小带轮齿数 据带型 L 和小带轮的带速 n,由表 得小带轮的最小齿数 6,此处取0. 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 4) 确定小带轮的节圆直径 bp 1( 由表 得其外径 ) 大齿轮齿数 传动比为 2:1 12 (40220 6) 大带轮节圆直径 bp 2( 由表 得其外径 ) 选定带速 v 100060 11 ( 0 060 2 4 8 m/s 8) 初定轴间距 4500 ) 带长及其齿数 02212100 422 ( 4 5 04 1224 5 022 1473 表 得应选用带长代号为 600 型的 L 型同步带。其节线长 1524线上的齿数 z=160. 10) 实际轴间距 a 2 00 ( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 21) 小带轮的啮合齿数 122 11 22 tz ( = 52 en t=10 12) 基本额定功率 100020a ( 由表 得 0 9 4 5 0 0 0 5 20 3) 所需带宽 表 得 L 型带的 1,10, ( 5 表 得，应选带宽代号为 200 的 L 型带，其 56 14) 带轮的结构尺寸 传动选用的同步带为 600B/。 小带轮： 011 带轮： 2,4021 缸的选择 动系统的设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 当 材按正确位置放好后，采用杠杆原理与气动系统，使固定系统下移，将板材压紧在切割机底座上，从而实现板材固定。切割完成后，气压系统松动，释放压力即可 所谓程序控制系统就是根据生产过程中的物理量，例如：位移、时间、压力和温度的变化，使控制对象的各个执行元件按照预定的顺序协调工作的一种自位等的动控制系统，是工业生产领域，尤其是置中广泛应用的一种自动控制。 图 动原理图 计依据和装置的工作要求 路压力的确定 回路压力的大小和执行元件、阀和配管的尺寸有关，需在元件尺寸计算前就决定下来，回路压力受以下因素影响： （ 1）主厂主干管道已有的指定供气压力； （ 2） 执行元件工作所必须的压力。 一般通用压缩机的额定压力为 源压力指定为 可确定回路压力为 在这种系统中，每一个执行元件配有一个三位四通换向阀。当上一步程序动作结束时，执行元件的对应定时器发出位置信号，该信号输入控制系统，通过逻辑运算，控制系统输出下一步程序动作的执行信号，使相应执行元件的 主控阀换向，进行下一步程序动作。如此按顺序一步一步进行，直至完成全部预定动作为止，实现系统的顺序程序控制。具有以下几个优点：体积小、重量轻、污染小、安装调试方便。 置的工作要求 （ 1） 控制方式：采用三位四通阀； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 实现操作方式：手动、自动两种方式； 信号处理方式： （ 2）气动控制具有结构简单、易于控制、维护方便、造价低等特点，是实现低成本自动化； 而且是 速度高、响应快、无污染、标准化程度高。 （ 3） 动作时间和频率：每天工作 8 小时，每分钟平均动作 4 次（属于间歇动作）； 使用标准： 国家行业标准： 安全性：符合安全标准及其有关的安全规定。 （ 4）工作环境：标准厂房，室温 1535以下工作，周围无爆炸性气体。 动元件及配管尺寸的确定 气缸是气动系统中的执行元件，气缸质量将直接影响所配套的设备的工作性能。气动系统中应用最广的是普通单活塞杆双作用式气缸 ,本设计中采用以上形式的气缸。 缸的计算与选择 气缸的安装方式：采用固定式安装方式。 气动系统工作压力力的确定 : 由于考虑到本设计中只是进行对工作台的加紧 ,压力具体要求不高 ,故该系统的气体工作压力为 由于单活塞杆双作用气缸只在活塞一侧 有活塞杆，所以压缩空气作用在活塞两侧的有效面积不等，活塞发生一行程时活塞杆产生推力 生另一行程时活塞杆产生拉力 1 4 （ 22 4 （ 式 中： 活塞杆的推力 (N)； 活塞杆的拉力 (N)； D 为活塞的直径（ m）； d 为活塞杆的直径（ m）； p 为气缸的工作压力（ N） ,本次设计中 为 为载荷率，一般取 =次设计中为 对于气缸，结合机械设计部分的夹紧力，可以选择其型号。 由式 4：当推力做功时： )/(41 （ )4 4 04 6 =52将计算缸径圆整为标准缸径（参考表 2由此可得 D=50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 表 2缸筒内径系列（ 8 10 12 16 20 25 32 40 50 160 63 （ 180） 80 200 （ 90） （ 220） 100 250 （ 110） 320 125 400 （ 140） 500 注：无括号的数值为优先选用值。 活塞杆的直径 d 可以通过拉力做功求得，但此时由于拉力不好确定，所以估定活塞杆直径可按 d/D=算，易得 d =（ D (2=（ 50 =105将计算活塞杆直径圆整为标准活塞杆径（参考表 2由此可得 d=10 表 2活塞杆直径系列 (所以参照气缸的标准，气缸可以选用 号的气缸。 具体参数如下： 表 2缸参数 气缸型号 缸径 （ 最大行程（ 工作压力 （ 使用温度范围（ ） 工作介质 润滑油 3 1400 2580 洁净压缩 空气 需油润滑 安装尺寸如下 ( 表 2缸安装尺寸 缸径 H O A D R 3 32 37 25 64 4 15 162 185 190 170 196 50 50 耗气量的计算： 根据液压气压与液力工程手册可知： 往复行程的压缩耗气量4)2( 22 （ 2 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 180 40 200 45 220 50 250 56 280 63 320 70 360 80 400 90 100 110 125 140 160 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 式中： m）； m）； m）； s）； v 为气缸的容积效率，通常取 次设计取 由上式可得：4)2( 22 )0 1 22 =10s 注意事项 : 环境及工作介质温度 800 C,工作压力为 应压力测试在 工作压力 ,不应出现渗漏现象 ; 装配时所有的工作表面应涂以润滑脂； 应使用输出力充裕的气缸 装置 ,在开始工作前 ,应将缓冲调至阻尼最小的位置 ,气缸正常工作后 ,再渐渐调节缓冲节流阀 ,增大缓冲阻尼 ,直到最佳位置为止； 特别是当活塞杆伸出时 ,防止活塞与缸筒头接触 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 3 运动部分设计 珠丝杠的计算与选用 滚 珠丝杠是将回转运动转化 成 直线运动，或将直线运动转化 成 回转运动的产品。 滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠 共同 组成。它的功能是将 回转 运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步 发展和延伸 ， 滚珠丝杠的 重要意义就 在于 将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力 ，滚珠丝杠 发展 于各种工业设备和精密仪器 中 。 滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常用的传动件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或 是 将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时 具有 高精度、可逆性和高效率的特点。 （ 1） 与滑动螺旋副传动转矩为三分之一 由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动 ,所以能得到较高的运动效率。 与过去相比滑动螺杆对驱动力矩达到 1/3 以下 ,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的 1/3,在节能方面是非常有用的 。 （ 2） 高的精度保证 滚珠丝杠副是用日本制造的世界高水平的 机械设备连贯生产出来的，特别是在研磨，切削、组装、检验各工序的工厂环境方面上 ,对温度 ,湿度进行了严格的控制，通过 完美的质量管理体系来保证 其 准确性 。 （ 3） 微进给 由于滚珠丝杠副是利用滚珠进行运动 ,所以启动力矩小 ,就不会出现滑动运动那样的爬行现象 ,从而能保证实现精确的微进给。 （ 4） 无侧隙、刚性高 滚珠丝杠副 由于压力可使轴向间隙为负数 ,导致更高 的刚性 (通过对球轴承滚珠丝杆的压力 ,在实际用于机械装备时 ,由于滚珠的斥力能使丝母部的刚性增强 )。 （ 5） 高速进给可能 由于滚珠丝杠发热小、运动效率高，因此 可以实现高速进给运动。 根据本次设计的要求，选用两端支撑的支撑方式。 滚珠丝杆轴承以适应各种不同的目的 ,提供了一个标准化的各种产品。 广泛应用与机床，滚珠的循环方式有循环器式、循环导管式、端盖式。 预压方式有定位预压（双螺母方式、位预压方式）、定压预压。可根据用途选择适当类型。丝杆有高精度研磨加工的精密滚珠丝杠（精度分为从 个等级）和高精度冷轧加工成型的冷轧滚珠丝杠轴承（精度分为从 个等级）。另外，对轴端部进行了加工的成品，可自由对轴端部进行追加工的半成品及冷轧滚珠丝杠 轴承 。 作为此轴承的周边零部件，在使用所必要的丝杠支撑单元、螺母支座、锁紧螺母等也已被标准化了。 滚珠丝杆轴承根据多年来积累的产品技术 ,从材料 ,外面热 ,制造 ,检验和出货 ,都是基于严格的质量保证体系来管理 ,因此具有高可靠性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 杠工作图 根据已选好的电机：电机的功率为 3机的转速为 2840r/机的额定电 流为 机的功率因数为 机的效率为 82% 电机的额定转矩为 32 2 杠的计算选择 定滚珠丝杠副的导程计算 m a xm （ 其中： 表示工作台最高移动速度； I 表示传动比 ； 电机与丝杠间为齿轮连接式。 取 i=2 由上表查得840r/ 代入得 现代机床手册取 选滚珠丝杠副，由公式现代机床设计手册（ 24）知 36 )(6010 （ 查现代机床设计手册表（ 51） ,表（ 54） 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 得1，1，1，.3，10000h 代入数据可求得13272N=定允许的最小螺纹底径 (1)估算丝杠允许的最大轴向变形量 m（ 1/3 1/4）重复定位精度 m(1/4 1/5 )定位精度 m：最大轴向变形量m已知 重复定位精度 10m，定位精度 25m， m 3mm 6m选两种结果中的最小值m 3m（ 2） 估算出最小的螺纹底径 丝杠要求预拉伸，取用两端固定的支承形式 021010 （ 2小的螺纹底径（ L （ 行程 +(10 14)F 由于本次设计：取行程 20001W 2000N, 0= 入数据得 L=2400F 400N, 25 3） 确定滚珠丝杠副的规格代号 可选内循环浮动式法兰，直筒螺母型垫片的预紧形式 由计算出的 代机床设计手册中选取相应规格的滚珠丝杠副买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 5, 22000N 13272N 确定滚珠丝杠副预紧力 PF=2200 733N 滚珠丝杠的保护 ： 滚珠丝杠副的润滑可以 用来提高其耐磨性和传输效率。分为两个主要的类别的润滑油和润滑脂。 润滑油用机油、 90 180号透平油或 140号主轴油。润滑脂可采用 （ 锂基 ） 油脂。润滑脂加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内，而润滑油通过壳体上的油孔注入 到 螺母空间内。 滚珠丝杠副和其他滚动摩擦传动组件 ,只要避免磨料微粒和化学活性物质进入 ,它几乎可以认为这些组件不是产生磨损的条件下工作 。 但如果在滚道上落入脏物，或使用肮脏的润滑油，不仅会妨碍滚珠的正常运转，而且 会增大磨损 。 通常采用毛毡圈对螺母副进行密封， 通常 毛毡圈的厚度 是 螺距的 2