金属带锯床的设计

编编 号号 无锡太湖学院 毕毕业业设设计计 论论文文 题目 题目 金属带锯床的设计金属带锯床的设计 信机 系系 机械工程及自动化 专专 业业 学 号 0923179 学生姓名 叶永国 指导教师 尤丽华 职称 教授 职称 2013 年 5 月 25 日 无锡太湖学院本科毕业设计 论文 无锡太湖学院本科毕业设计 论文 诚诚 信信 承承 诺诺 书书 本人郑重声明 所呈交的毕业设计 论文 金属带锯床的 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 机械 94 学 号 0923179 作者姓名 2013 年 5 月 25 日 I 无无锡锡太太湖湖学学院院 信信 机机 系系 机机械械工工程程及及自自动动化化 专专业业 毕毕 业业 设设 计计论论 文文 任任 务务 书书 一 题目及专题 一 题目及专题 1 题目 金属带锯床的设计 2 专题 二 课题来源及选题依据二 课题来源及选题依据 无锡钱威挤压件厂年生产几百万件金属挤压件 下料速度已经 影响到其年产量的提高 课题正是针对这一问题提出的 要求为该 厂设计一台专门的金属下料带锯床 以提高该厂的下料效率 由于下料速度影响到生产 因此本设计将弓式结构改为柱式结 构 弓式带锯床的优点是能锯切大直径的金属棒料 缺点是由于锯 切力变化较大 切割完成后 切口的平整度不好 其次切割效率不 高 并将机械张紧结构改为液压张紧结构 机械夹紧工件方式改为 液压夹紧方式 这两个方面的改进主要是为了使金属带锯床能够实 现全自动化 这样可以减少人力 还把齿轮传动改为涡轮蜗杆传动 因为齿轮 传动结构相比涡轮蜗杆传动结构更为复杂 也更容易损坏 不变维修 涡轮蜗杆传动结构简单 维修方便 且不影响锯床的工 作 三 本设计 论文或其他 应达到的要求 三 本设计 论文或其他 应达到的要求 II 熟悉金属带锯床的特点 现状和发展前景 熟练掌握 CAD 绘制二维及其三维图 查阅资料能够对金属带锯床机械系统 原理 组成和各个部件 的结构充分了解 能够充分利用工厂的实践更加进一步对金属带锯床结构的熟悉 能够了解带锯床减速箱的结构 四四 接受学生 接受学生 机械 94 班班 姓名姓名 叶永国 五 开始及完成日期 五 开始及完成日期 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六 设计 论文 指导 或顾问 六 设计 论文 指导 或顾问 指导教师指导教师 签名签名 签名签名 签名签名 教教研研室室主主任任 学科组组长研究所学科组组长研究所 所长所长 签名签名 系主任系主任 签名签名 2012 年年 11 月月 12 日日 III 摘摘 要要 本设计任务是根据客户要求设计一台金属带锯床以提高无锡钱威挤压件厂的加工效 率 以前该厂的金属带锯床主要是弓式金属带锯床 自动化程度不高 通过在网上查阅 各种资料 图书馆查阅资料和去该厂的实践 设计中主要把弓式带锯床改为立柱式带锯 床 机械张紧机构改为液压张紧机构 齿轮传动机构改为涡轮蜗杆传动 机械夹紧工件 机构改为液压张紧机构 设计出来的机床主要部件有 底坐 床身 立柱 锯梁和传动 机构 导向装置 工件夹紧 张紧装置 送料架 液压传动系统 电气控制系统 润滑 及冷却系统 本设计主要是对底坐 床身 立柱 锯梁和传动机构 导向装置 工件夹 紧 张紧装置进行设计 关键词关键词 结构设计 液压系统 全自动 IV Abstract The design task is to design a metal band sawing machine to improve the Wu xi Qi an Wei extrusion parts factory machining efficiency according to the customer request before the factory metal band sawing machine is mainly arch type metal band sawing machine automatic degree is not high through access to a variety of information on the Internet the library information and to the factory practice design the main bow type band sawing machine for column type band sawing machine mechanical tensioning mechanism for hydraulic tensioning mechanism gear transmission mechanism for worm transmission mechanical workpiece clamping mechanism for hydraulic tensioning mechanism The main components of the machine tool design are bottom seat bed column the saw beam and the transmission mechanism guide device clamping tensioning device the feeding frame hydraulic transmission systems electric control system lubrication and cooling system This design is mainly on the bottom seat lathe bed column the saw beam and the transmission mechanism guide device clamping design the tensioning device Keywords Structural design Hydraulic System Automatic V 目目 录录 摘 要 III Abstract IV 目 录 V 1 绪论 1 1 1 金属带锯床设计的研究内容和意义 1 1 1 1 金属带锯床设计的目的和意义 1 1 1 2 金属带锯床的研究范围 1 1 2 金属带锯床国内外的发展状况 1 1 2 1 国外发展状况 1 1 2 2 国内的发展状况 2 1 3 金属带锯床的发展前景 5 2 金属带锯床的机械系统设计 7 2 1 金属带锯床的组成 7 2 2 金属带锯床的工作原理 7 2 3 金属带锯床的各个部分的设计 8 2 3 1 金属带锯床各个部件方案设计 8 2 3 2 金属带锯床结构设计 9 3 减速箱部分设计 16 3 1 减速箱设计 16 3 1 1 减速箱涡轮蜗杆图 16 3 1 2 涡轮蜗杆计算 17 3 2 涡轮蜗杆的原理 18 3 2 1 蜗轮蜗杆正确啮合的条件 18 3 2 2 蜗轮及蜗杆机构的特点 19 3 2 3 应用 19 3 2 4 蜗轮蜗杆减速机常见原因及解决方法 20 4 带锯床调速系统 21 4 1 调速方案选择 21 4 1 1 锯架进给系统设计 21 4 1 2 系统的运行 21 4 2 流程图 22 4 3 调速阀结构工作原理 22 5 结论与展望 25 5 1 结论 25 5 2 不足之处及未来展望 25 致 谢 26 参考文献 27 金属带锯床的设计 1 1 绪论绪论 1 1 金属带锯床设计的研究内容和意义金属带锯床设计的研究内容和意义 1 1 1 金属带锯床设计的目的和意义金属带锯床设计的目的和意义 由于无锡钱威挤压件厂年生产几百万件金属挤压件 下料速度已经影响到其年产量 的提高 针对这一问题 要求为该厂设计一台专门的金属下料带锯床 以提高该厂的下 料效率 金属带锯床主要用于锯切金属型材 金属带锯床具有节能 高效 节材等优点 是大 中 小 型企业理想的金属材料切断设备 其中 金属带锯床应用最为广泛 它 分为卧式和立式 立式金属带锯床具有敞开性好 结构紧凑 操作方便等优点 相同锯 轮直径比卧式锯床锯切尺寸大 可方便锯切块料 非常适合我国现行生产规模和生产条 件 立式金属带锯床的机械设计和控制系统的研究提高了锯切精度 实现了无人监控操 作 降低了劳动强度 提高了工作效率 适应锯床全数控化 网络化的需要 具有很好 推广应用价值 下文以卧式带锯床为例 对影响锯带寿命的因素进行探讨 最后我们研 究了导向框的机械加工工艺 其中包括加工方法的选择 拟定加工工艺路线 制定平面 和孔的加工工序 机床选择 计算切削用量及基本工时等基本问题 通过这些学习 我 们发现选择合理 高效的加工方法和加工路线 对保证零件的加工质量 提高加工中心 的使用效益和使用质量都有重要意义 1 1 2 金属带锯床的研究范围金属带锯床的研究范围 本次主要对金属带锯床的机械系统 减速箱部分和调速系统的设计和分析 具体需 要对带锯床的组成 减速箱涡轮蜗杆 还有进给系统的充分了解 根据所需来对它们进 行改 1 2 金属带锯床国内外的发展状况金属带锯床国内外的发展状况 1 2 1 国外发展状况国外发展状况 一般传统意义上的金属锯切常被认为是简单的切断下料工序 随着现在制造业朝着 高效 高精度和经济性的方向发展 锯切作为锯切加工的起点 已经成为零件加工中的 重要组成环节 锯切可以节约材料 减少二次加工量和提高生产效率 因此锯床特别是 自动化锯床已广泛应用与钢铁 机械 汽车 造船 石油 矿山和航天航天等国民经济 各个领域 金属切断设备有很多种 被切材料也多种多样 必须根据被切材料的特性和 形状 选择最合适的切断加工方法 随着钢材的高级化 新型材料的增加 对切断设备 的要求越来越高 过去 锯床是安放在料库作为下料的工具 而今天 却把锯削作为加 工零件的第一到加工工序 Sandvik Saws 对于特殊形状断面的工件 各种型钢可选用细齿带锯条 也可选用变齿距带锯条 数 控带锯床和带锯条数控带锯床以目前性能最优的双立柱带锯床为主 依据最大切割直径 划分为不同规格型号 该带锯床采用变频电动机驱动 精密滚珠丝杠传动和激光定位 配以伺服控制的液压系统 由计算机自动在线监控锯切过程 锯条速度 进给速度 卡 紧力均可做到任意设定 还可实现恒定锯切力控制 因此具有很高的加工精度 广泛的 应用范围和极低的设备返修率 带锯条以硬质合金锯条和 M42 双金属锯条为主 其中 M42 双金属带锯条为常规推荐配置 具有锯背抗拉强度 抗疲劳强度高 抗振性强 锯 齿的切削性能和耐磨性能优良等特点 因此锯带寿命长 适用范围广 技术参数的选定 锯切方式的选择 数控带锯床提供了恒定进锯速度和恒定锯切力两种方式 切割实材时可选择恒定进 锯速度方式 操作者可在操作终端设定进锯速度 低硬度 小尺寸工件可选用较高的进 锯速度 反之选用较低的进锯速度 切割管材和型材时可选择恒定锯切力方式 使得在 锯切不规则截面型材时的切削率 切割面 fl 分钟 保持恒定 选用锯切力太大 锯切效率 高 但带锯条刃部易钝化且锯断件等厚度降低 锯切力太小则不能充分发挥带锯床应有的 效率 恒定锯切力的设定可根据材质 切割面积 带锯条的新旧程度等因素上下调节 操作者在操作终端设定锯切力后 带锯床数控系统可根据工件的切割宽度自动选择进锯 速度 并能在 刹造杖术与机殊达到最大切割宽度时自动调低进锯速度 恒定进锯速度或恒定锯切力两 种方式可最大限度地延长机床和锯条使用寿命 提高切割精度和效率 带锯条张紧力的选择 适度 的 张 紧力是实现最佳切割的首要条件 张紧力过小 易导致工件锯切面偏斜 甚至产生锯带打滑 脱落 崩刃等事故 张紧力过大 锯条承受的拉力过大 在交变疲劳 应力的作用下易产生疲劳裂纹直至锯条报废 当被切割材料硬度较高或切割线速度较高 时 应加大张紧力 反之 应减小张紧力 贝灵格数控带锯床张紧装置采用液压锯条张紧 可手动预紧设定 该装置待机时还可自动减压 断带时可自动关机 新锯条的磨合 磨合可对锯齿刃口的直线度偏差进行自然修正 对锯齿刃口尖角毛刺进行圆滑过渡 的修磨 使锯齿刃口逐渐适合正常切割要求 避免过早引起锯齿的断裂和卷刃 磨合期 的第一刀最为重要 锯切速度和进给量均应下降 20 一 30 以上 从磨合锯切向标准锯 金属带锯床的设计 15 切转变过程中 锯切速度和进给量应呈阶梯式逐步增大 初期磨合完成的标志是锯条振 动的明显改善 一般在 5 一 10 刀后便可进行正常切割 对于型材 管材等变截面工件 磨合过程应适当加长 除此之外 贝灵格带锯床强大的控制系统还特别设计了在锯切开 始阶段以低进锯速度切人的程序 保证了整个切割截面的均匀一致 确保了锯切质量 自动化程度 数控带锯床有着全新的 功能强大的控制系统 在一人多机的情况下 对锯切任务 编程 可实现无人操作自动运行 例如 带测量系统的进料 出料装置可将沉重的实材按 预编程序运送到指定的加工位置 卡紧力可做到无级可调 锯条的活动导向装置可根据工件 宽度在切割范围内自动定位 锯身能够自动升起至工件上方指定高度 并快速下降至切割 状等 以上带锯床的自动化不仅缩短了锯切时间 同时也减少工艺与辅助工作时间 因 此能够在较短时间内获得较高的切割质量和效率 大大减轻了工人的劳动强度 润滑和切屑的清理 带锯的切口窄且切断精度高 可节省大量材料 但由于带锯条在极窄的锯缝中快速 切割 齿侧面与工件之间产生强烈摩擦 从而导致锯条迅速升温 又加之排屑困难 使 得切削条件极为恶劣 因此 必须采用切削液润滑 如使用普通乳化型切削液进行冷却 锯切时冒烟 不能保证断面的质量 若增大切削液流量 则锯条易断齿 与带锯床配套的 贝灵格 BSM94 高效锯切切削液能很好地满足高速锯切的要求 保证较高的锯切表面质量 和很低的锯条损耗 当带锯条切割工件时 切削液应持续供给 才能保证冷却和润滑充 分 避免锯屑的过分融粘和锯条的过早损耗 对于较高生产效率和精度要求的锯切以及 对型材 管材等变截面工件的锯切 除标准润滑外还可采用喷雾冷却润滑装置进行润滑 切屑的清理 锯切时 锯条的容屑沟可将切屑排出 但仍会有少量切屑附着于锯齿和沟部 影响 锯切的正常进行 因此必须对锯条进行清理 带锯床采用一对直径 100 mm 的旋转刷自动 清理切屑 其电动机转速与锯切速度同步 操作时可通过调节扳手对旋转刷进行微调 使旋转刷端部与锯条齿根相接触以达到最理想的清理效果 无锡太湖学院学士学士论文 16 3 减速箱部分设计减速箱部分设计 3 1 减速箱减速箱设计设计 3 1 1 减速箱涡轮蜗杆图减速箱涡轮蜗杆图 金属带锯床的设计 17 图 3 1 减速箱涡轮蜗杆 3 1 2 涡轮蜗杆计算涡轮蜗杆计算 基本参数 中心距 a 160mm 蜗杆轴面模数 蜗轮端面模数 mx 5 蜗杆头数 Z1 4 蜗轮齿数 Z2 53 蜗杆分度圆直径 d1 50mm 蜗轮分度圆直径 d2 270mm 蜗杆顶圆修形后直径 50mm 圆柱蜗杆传动几何计算 蜗杆轴面模数 蜗轮端面模数 5 传动比 25 13 4 53 1 2 2 1 Z Z n n i 蜗杆直径系数 蜗杆特性系数 10 5 50 1 x m d q 变位系数 5 031105 0 5 270 5 0 2 Zq m a x x 蜗杆分度圆柱上螺旋线升角 34 334 10 4 1 arctg q Z arctg 无锡太湖学院学士学士论文 18 蜗杆节圆柱上螺旋线升角 55 234 23005 025399 12 1 2 1 arctg xq Z arctg 蜗杆轴面齿形角 阿基米德螺线蜗杆 20 蜗杆 蜗轮 法面齿形角 30 5619 34 334cos20cos tgarctgtgarctg n 径向间隙 8 192 02 0 x mc 蜗杆 蜗轮齿顶高 ha1 mx 5 ha2 1 x mx 1 0 23005 5 6 3005 蜗杆 蜗轮齿根高 hf1 1 2mx 1 2 5 6 hf2 1 2 x mx 1 2 0 23005 5 4 84975 蜗杆 蜗轮分度圆直径 d1 50mm d2 270mm 蜗杆 蜗轮节圆直径 dw1 q 2x mx 10 2 0 23005 5 52 3005 dw2 d2 270 蜗杆 蜗轮顶圆直径 da1 q 2 mx 10 2 5 60 da2 Z2 2 2x mx 53 2 2 0 23005 5 277 3005 蜗杆 蜗轮齿根圆直径 df1 q 2 4 mx 10 2 4 5 38 df2 Z2 2x 2 4 mx 47 2 0 23005 2 4 9 405 5409 蜗杆轴向齿距 px mx 5 15 7 蜗杆沿分度圆柱上的轴向齿厚 S1 0 5 mx 0 5 15 73 7 85 当采用加厚蜗轮时 s1 0 5 mx 0 2mxtg 7 85 0 2 5 tg20 7 35 蜗杆沿分度圆上的法向齿厚 sn1 s1cos 7 35cos 7 24 34 334 蜗杆分度圆法向弦齿高 5 1 xn mh 蜗轮最大外圆直径 da2max da2 2mx 445 1409 2 9 463 1409 蜗轮轮缘宽度 b 0 75da1 0 75 130 8591 98 1443 蜗轮齿项圆弧半径 ra2 0 5df1 0 2mx 0 5 91 2591 0 2 9 47 42955 蜗轮齿根圆弧半径 rf2 0 5da1 0 2mx 5 50 0 2 9 26 8 理论蜗杆外径 53 6 实际蜗杆外径 50 理论蜗杆沿分度圆柱上的轴向齿厚 s1 7 35 金属带锯床的设计 19 如果按实际蜗杆外径再往下走 9mm 后的轴向齿厚 s1 53 6 50 tg20 s1 7 5 3 2 涡轮蜗杆的原理涡轮蜗杆的原理 3 2 1 蜗轮蜗杆正确啮合的条件蜗轮蜗杆正确啮合的条件 1 中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等 即蜗轮的端面模数等于蜗 杆的轴面模数且为标准值 蜗轮的端面压力角应等于蜗杆的轴面压力角且为标准值 2 当蜗轮蜗杆的交错角为时 还需保证 而且蜗轮与蜗杆螺旋线旋向必须相同 图 3 2 蜗轮蜗杆 几何尺寸计算与圆柱齿轮基本相同 需注意的几个问题 1 蜗杆导程角是蜗杆分度圆柱上螺旋线的切线与蜗杆端面之间的夹角 与螺杆螺 旋角的关系为 蜗轮的螺旋角 大则传动效率高 当小于啮合齿间当量摩擦角时 机构 自锁 2 引入蜗杆直径系数 q 是为了限制蜗轮滚刀的数目 使蜗杆分度圆直径进行了 标准化 m 一定时 q 大则大 蜗杆轴的刚度及强度相应增大 一定时 q 小则导程角增大 传动效率相应提高 3 蜗杆头数推荐值为 1 2 4 6 当取小值时 其传动比大 且具有自锁性 当取大值时 传动效率高 与圆柱齿轮传动不同 蜗杆蜗轮机构传动比不等于 而蜗杆 蜗轮机构的中心距不等于 蜗杆蜗轮传动中蜗轮转向的判定方法 可根据啮合点 K 处方向 方向 平行于 螺旋线的切线 及应垂直于蜗轮轴线画速度矢量三角形来判定 也可用 右旋蜗杆左手握 左旋蜗杆右手握 四指拇指 来判定 3 2 2 蜗轮及蜗杆机构的特点蜗轮及蜗杆机构的特点 1 可以得到很大的传动比 比交错轴斜齿轮机构紧凑 2 两轮啮合齿面间为线接触 其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构 3 蜗杆传动相当于螺旋传动 为多齿啮合传动 故传动平稳 噪音很小 4 具有自锁性 当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时 机构具有自锁性 无锡太湖学院学士学士论文 20 可实现反向自锁 即只能由蜗杆带动蜗轮 而不能由蜗轮带动蜗杆 如在其重机械中使 用的自锁蜗杆机构 其反向自锁性可起安全保护作用 5 传动效率较低 磨损较严重 蜗轮蜗杆啮合传动时 啮合轮齿间的相对滑动速度 大 故摩擦损耗大 效率低 另一方面 相对滑动速度大使齿面磨损严重 发热严重 为了散热和减小磨损 常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑 装置 因而成本较高 7 蜗杆轴向力较大 3 2 3 应用应用 蜗轮及蜗杆机构常被用于两轴交错 传动比大 传动功率不大或间歇工作的场合 3 2 4 蜗轮蜗杆减速机常见原因及解决方法蜗轮蜗杆减速机常见原因及解决方法 常见问题及其原因 1 减速机发热和漏油 为了提高效率 蜗轮减速机一般均采用有色金属做蜗轮 蜗杆则采用较硬的钢材 由于是滑动摩擦传动 运行中会产生较多的热量 使减速机各 零件和密封之间热膨胀产生差异 从而在各配合面形成间隙 润滑油液由于温度的升高 变稀 易造成泄漏 造成这种情况的原因主要有四点 一是材质的搭配不合理 二是啮 合摩擦面表面的质量差 三是润滑油添加量的选择不正确 四是装配质量和使用环境差 2 蜗轮磨损 蜗轮一般采用锡青铜 配对的蜗杆材料用 45 钢淬硬至 HRC4555 或 40Cr 淬硬 HRC5055 后经蜗杆磨床磨削至粗糙度 Ra0 8 m 减速机正常运行时磨损很 慢 某些减速机可以使用 10 年以上 如果磨损速度较快 就要考虑选型是否正确 是否 超负荷运行 以及蜗轮蜗杆的材质 装配质量或使用环境等原因 3 传动小斜齿轮磨损 一般发生在立式安装的减速机上 主要与润滑油的添加 量和油品种有关 立式安装时 很容易造成润滑油量不足 减速机停止运转时 电机和 减速机间传动齿轮油流失 齿轮得不到应有的润滑保护 减速机启动时 齿轮由于得不 到有效润滑导致机械磨损甚至损坏 4 蜗杆轴承损坏 发生故障时 即使减速箱密封良好 还是经常发现减速机内 的齿轮油被乳化 轴承生锈 腐蚀 损坏 这是因为减速机在运行一段时间后 齿轮油 温度升高又冷却后产生的凝结水与水混合 当然 也与轴承质量及装配工艺密切相关 解决方法 1 保证装配质量 可购买或自制一些专用工具 拆卸和安装减速机部件时 尽 量避免用锤子等其他工具敲击 更换齿轮 蜗轮蜗杆时 尽量选用原厂配件和成对更换 装配输出轴时 要注意公差配合 要使用防粘剂或红丹油保护空心轴 防止磨损生锈或 配合面积垢 维修时难拆卸 2 润滑油和添加剂的选用 蜗齿减速机一般选用 220 齿轮油 对重负荷 启动 频繁 使用环境较差的减速机 可选用一些润滑油添加剂 使减速机在停止运转时齿轮 油依然附着在齿轮表面 形成保护膜 防止重负荷 低速 高转矩和启动时金属间的直 接接触 添加剂中含有密封圈调节剂和抗漏剂 使密封圈保持柔软和弹性 有效减少润 金属带锯床的设计 21 滑油漏 3 减速机安装位置的选择 位置允许的情况下 尽量不采用立式安装 立式安 装时 润滑油的添加量要比水平安装多很多 易造成减速机发热和漏油 4 建立润滑维护制度 可根据润滑工作 五定 原则对减速机进行维护 做到每一 台减速机都有责任人定期检查 发现温升明显 超过 40 或油温超过 80 油的质量下 降或油中发现较多的铜粉以及产生不正常的噪声等现象时 要立即停止使用 及时检修 排除故障 更换润滑油 加油时 要注意油量 保证减速机得到正确的润滑 4 带锯床调速系统带锯床调速系统 4 1 调速方案选择调速方案选择 带锯床调速系统方案有 2 种一种是进给机构由交流变频电机 控制板 减速箱 支 架 直线导轨和导轨支架等组成 锯架与滚轮机构用螺钉固为一体 电机控制丝杠转动 驱动锯架进给 进给速度 0 8 800ram rain 通过电位器或变频器面板的增减速按钮调 整 机床实际工作中 应根据工件材料 强度 硬度和规格选择适当进给速度 避免锯 带闷打滑 切削时打齿和锯条断裂 另一种是直接控制液压系统中的流量阀来控制速度 达到无极调速 4 1 1 锯架进给系统设计锯架进给系统设计 方案一设计 1 选择交流电机 功率 根据机床特点 由公式 P ugv y 1 式中 P 一交流电机功率 KW y 摩擦因数 g 移动部件重力 v 锯架最大进给速度 mm min 传动效率 初步选择 1 5kW 异步电机 为达到和变频器最佳配合 选择 YVPIOOL 6 1 5kW 变 频调速异步电机 额定电流 4A 额定电压 380V 额定转速 970r min 2 选择变频器 1 选择原则 变频器容量应适当大于负载所需容量 变频器电流应大于电机电 流 考虑调速系统稳定性和性价比 选择台达 VFD022843B 型变频器 最大适用 2 2kW 电机 最大输出电流 5A 具有高性能矢量控制 转差补偿增益自动设定功能 可提供低 速高转矩输出和良好的动态特性 2 主要参数设置 根据生产工艺要求和设备主要性能 设置变频器主要参数 见表 1 其他参数为出厂设置 4 1 2 系统的运行系统的运行 1 工作流程 4 2 无锡太湖学院学士学士论文 22 机床锯架进给调速系统电气接线见图 4 1 选择 调整机床各一切削参数后 即可按照机 床工作程序 图 4 2 按下操作面板相应按钮 运行机床 2 运行特点 按下工进开按钮 Y9 响应 输出继电器 KA6 线圈得电 其常开触点闭合 变频器正转 FWD 同时无设定段速选择 锯架以手动设定速度前进 操作人员可根据需要按增减按 钮调整工进速度 最低速度是变频器最低输出频率 0 1 按下快退开按钮 Y10 响应 输 出继电器 KA8 线罔得电 其常开触点闭合 变频器反转 REV 同时第二段速频率选择 锯架以第二段速设定频率快速运行至后端 退到行程点 X12 自动停止 其闯可在任意位 置停止快退 按下快进开按钮 Y11 响应 输出继电器 KA7 线圈得电 其常开触点闭合 变频器正转 FWD 同时第一段速频率选择 锯架以第一段速设定的频率 快速运行至前 端 进到行程点 X11 自动停止 其间可在任意位置停止快迸 方案二设计 直接通过流量阀来控制锯架的进给速度 可以实现无极调速 4 2 流程图流程图 方案一 图 4 1 进给调速系统电气接线 方案二 图 4 2 机床工作程序 从系统复杂性和全自动方向考虑 最后决定采取方案二较好 金属带锯床的设计 23 4 3 调速阀结构工作原理调速阀结构工作原理 新设计的专用调速阀主要由阀体 压力阀芯 弹 螺母 节流阀芯 节流套 旋钮 组成 结构如图 4 3 图 4 3 调速阀结构图 对照调速阀的结构 我们简单诉述一下调速阀的工作原理 1 锯切不同材料的情况 根据工件的材质及尺寸大小 调整调速阀位置 顺时针转动旋钮 6 节流阀芯 4 向左移 节流套 5 上的节流口变大 因节流阀芯 4 右边是右旋螺纹 左边是左旋螺纹 所以螺母 3 向右移 弹簧 2 的作用力减小 出口 1 处开口和压力尸 2 变大 经过调速阀的流量随即 变大 锯架下降速度随之变快 同时切削压力变小 这时可实现锯切易切削材料及小截 面材料反之 逆时针转动旋钮 6 节流阀芯 4 向右移 节流套 5 上节流口变小 螺母 3 向 左移 弹簧 2 的作用力增大 出口 1 处开口和压力尸 2 变小 经过调速阀的流量随即变 小 同时切削压力增大 锯架下降速度随之变慢 这时可锯切难切削材料及大截面的材 料 2 在锯切工件过程中 根据工件的材质及尺寸大小 调整好调速阀位置 节流阀芯开口保持不变 当锯切的工 因材质的不均匀或锯切截面积变化时 锯条所受阻力也发生变化 即调速阀的进油口压 力 1 变化 当锯切阻力增大 即可反馈到调速阀的进油口尸 减小 在阀体内弹簧力的作 用下 压力阀芯 1 左移 使压力阀芯 1 开口压力凡变小 这样流出阀体流量减小 锯架 下降速度也逐渐变慢 从而可保护锯条不受损伤 提高锯条使用寿命 反之 当锯切阻力 减小 即可反馈到调速阀的进油口压力尸 增大 在弹簧力的作用下 压力阀芯右移 使 压力阀芯 1 开口压力凡变大 这样流出阀体流量增大 锯架下降速度也逐渐变快 从而 无锡太湖学院学士学士论文 24 提高锯切效率 在这一过程中 因锯切阻力是不断变化的 应用新设计的调速阀 保证了锯架锯切工件 能自动达到锯切的最佳状态 达到延长锯条寿命和提高锯切效率的目的 液压传动系统由泵 阀 油缸 油箱 管路等元辅件组成的液压回路 在电气控制下 完成锯梁的升降 工件的夹紧 通过调速阀可实行进给速度的无级调速 达到对不同材 料 工件的锯切需要 电气控制系统由电气箱 控制箱 接线盒 行程开关 电磁铁等组成的控制回路 用来控制锯条的回转 锯梁的升降 工件的夹紧等 使之按一定的工作程序来实现正常 切削循环 润滑系统开车前必须按机床润滑部位 钢丝刷轴 蜗轮箱 主动轴承座 蜗杆轴承 升降油缸上下轴 活动虎钳滑动面夹紧丝杆 要求加油 金属带锯床的设计 25 5 结论与展望结论与展望 5 1 结论结论 通过这次的毕业设计 我学到了很多的知识 这次设计由于时间的关系仅仅对带锯 床的原理 机构进行了分析 所研究的卧式金属带锯床的传动部分用的是齿轮传动 这 样的传动方式虽然现在已经不常使用 但是这里有很多的经典的机构 对于我这个刚刚 接触实际的初学者还是有很大的帮助的 譬如说这里的台虎钳的双向移动 虽说在现在 的带锯床和带锯床的发展中可能不再用到 但是这样的机构可以用到其他的地方 同样 能显示出它的优越性来 其实带锯床的设计中还包括很多其他的东西 锯带的选择 液 压系统 和锯条在工作面上的受力的分析来研究带锯的最容易出现断裂和磨损的地方 从而来增加带锯床的使用寿命等等 都没有能进行研究 现在的带锯床在锯切速度方面 有很大的改善 可以达到无级变速 这就比我所研究的锯床的三种锯切速度有了很大的 提高 在加工精度方面 虽说锯切是加工的第一道工序 但是如果能提高它的加工精度 必然会减少不必要的资源浪费 对于企业来说 就是大大的降低了生产的成本 现在的 锯床还可以对于不同的锯切的界面保持一样的切削率 由于计算机技术的发展 数控技 术的发展 使得带锯床的加工精度有了很大的提高 还有就是现在的带锯床的加工的能 力上以远远超过我所研究的带锯床 现在国内能加工的最大的断面以达到 2 5m 2 0m 国 际先进水平的国家已经远远高于这样的水平 这样就加大了带锯床加工的范围 使得带 锯床的多个领域都有很大的发展 给以前不能加工那种大型断面的零件 找到了合适的 加工方法 还有就是找到很多很适合作为带锯床锯带的材料 也加大了带锯床可加工的 材料的零件类型 现在的带锯床已趋向于网络化 以不是单人控制一台机器 现在都是 通过计算机网络来实现单人控制多台机床 真正的实现网络化管理 这是带锯床发展的 必然趋势 这次毕业设计的期间 有几次到工厂参观学习的机会 只有在实习的时候 才能不 在书本上学到的知识得到升华提高 通过工厂里专业的技术人员的讲解 才发现原来平 时学的那些知识没有白费 机器的原理 传动机构等 都是用到书本上的知识来解答的 所以我一定要抓住这次深造的机会 认真的学习课程知识 使自己早日成为一名合格的 工程师而努力学习 对于这个大学的最后一次总课程设计 我很珍惜 刚好通过这次设计的机会 把以 前学的不好的 学的不理解的地方进行了一次巩固 尤其是工程制图与画法几何 制造 无锡太湖学院学士学士论文 26 制造技术基础 机械制造装备设计 机械设计 机械原理等基础的课程有了进一步的了 解 熟练的使用二维和三维软件 这时才发现要想成为一个合格的工程师是很不容易的 需要掌握很多方面的知识 需要很多的时间的机会 5 2 不足之处及未来展望不足之处及未来展望 通过这次设计 我深刻感受到自己还有很多东西要学习 尤其是对三维软件的应用 还不是很熟练 通过这次别也设计 我认识到熟练运用三维软件的重要性 熟练运用三 维软件来对实物造型很方便 自己在结构设计方面也很欠缺 很多结构自己几乎想不到 看看别人的设计才觉得很好 所以以后自己在这个方面要努力学习 多去工厂实习 增 加自己结构设计方面的经验 致致 谢谢 本文在尤丽华老师的精心指导下完成的 在毕业设计过程中给了我很大的帮助和鼓 励 给我创造了优良的学