无屑切管机的设计(DOC)
《切管机毕业设计》word版
目录引言 (1)1. 确定工艺方案 (2)2. 传动装置的设计与计算 (4)2.1 电动机的选择 (4)2.1.1 类型的选择 (4)2.1.2 转速的选择 (4)2.1.3 功率的选择 (4)2.2 拟订传动方案 (5)2.3 计算各轴的转速、功率和转矩 (8)2.4 进行传动机构的设计与计算 (10)2.4.1 带传动设计 (10)2.4.2 齿轮模数的确定 (11)2.4.3 蜗轮蜗杆模数的确定 (12)2.4.4 齿数的确定 (12)2.5 进行总体结构设计，画出总体方案图 (13)3. 结构设计 (15)3.1 初算各轴的最小直径 (15)3.2 计算各主要传动件的结构尺寸 (16)3.3 绘制部件的装配草图 (20)3.4 绘制设计装配图 (24)3.5 绘制零件工作图 (28)4. 结论 (29)5. 致谢 (30)6. 参考文献 (31)引言中国是一个上下有五千年历史的文明古国，从原始的石器时代到金属时代，我们伟大的祖先就进行了简单的机械加工，但是在当时的生产条件下，其生产的效率和精度都是非常的低下。
随着时代的发展，人们在想方设法改善自己的生存条件和生活水平，正是由于这点，促进了机械制造生产的飞速发展，人们在超着一个精度更高、效率更高、成本更低、更加人性化的方向发展。
中国虽然是一个文明古国，其拥有几千年的历史背景和文化积淀，但是其在工业制造方面和发达国家还是存在较大的差异，其机械制造技术却远远比不上西方等发达国家，众所周知，机械制造技术的先进与否直接与加工的精度，生产的效率，以及生产的成本产生直接关系。
随着机械化生产的速度发展，人们对机械产品的要求也越来越高，其主要表现在实用和经济等方面。
本次设计的目的和要求就是设计一个简单实有的切管机，其目的在于能够高效而廉价的加工出生产所需要的产品，并且要求其生产效率较高，适合大多数不是批量加工管件或者对管件加工要求不高的工厂使用。
在当今这个各项技术飞速发展的时代，尤其的随着计算机技术的高速发展，机械制造行业也得到了飞速的发展，其主要表现在数控加工等方面，生产效率也随着其得到了飞速的发展。
基于HDPEPVC 塑料管材无屑切割机结构设计
摘要通过对国内外塑料管材机械生产线的研究分析，确定了无屑切割机做为本课题的主要设计内容。
无屑切割机用于塑料管材的定长切割，在切割过程中机架上的移动台可以沿着管材挤出方向移动，并保持与管材的同步进给速度。
在切割机的前部装有托轮装置，托轮起到支撑和导向的作用，针对不同管径时要予以调节。
当翻料架上的行程开关或编码器发出切割信号后，机器夹紧装置上的夹紧控制装置夹牢管材，使管材在切割过程中相对固定，夹紧装置为夹紧块哈夫夹紧，在切割不同规格的管材时，调换相对应的哈夫块。
切割工作指令的实现由电机通过V带传动，而刀片的切削进给由气缸活塞杆缓缓推进而进行的，气缸推力的大小可由气缸的调节阀调节。
刀片的无屑切割进给由移动盘和左右移动架来完成的，其中筒轴由轴承支承和定位，所以旋转中心不变使切割机切割管材端面平整，尺寸规范。
进刀深度由气缸导向杆旁边的限位调节丝杆调节控制。
不同规格的厚度管材，调节丝杆的调节量大小不同。
设计过程中查阅了大量国内外的相关资料，所做的设计运用所学的所有专业课程。
下文主要阐述塑料管材无屑切割机总体结构设计。
切割机设计主要包括，带传动机构、夹紧机构、切割机构、切屑工作台移动导轨、机架设计。
关键词: 塑料管材；切割机；无屑式AbstractThrough to the domestic and foreign plastics tubing mechanical production line research analysis, had determined the non- filings cutter does for this topic main design content. The non-filings cutter uses in the plastic tubing to decide long cuts, in cuts process rack from the movingplation to be allowed to squeeze out the traverse along the tubing, and the maintenance and tubing synchronization enters for the speed. Is loaded with in the cutter front part holds a turn of equipment, holds the wheel to play the strut and the guidance role, in view of different caliber when must give to adjust. After turns material on the limit switch or the encoder sends out cuts the signal, machine clamp clamps the control equipment firm tubing, causes the tubing in to cut in the process to be relatively fixed, the clamp for clamps block Haff to clamp, when cuts the different specification the tubing, exchanges Haff block which corresponds.Cuts the working order the realization by the electrical machinery through V belt transmission, but the bit cutting for slowly pushes by the cylinder piston rod then carries on, the air cylinder thrust for cesize may by the air cylinder regulating valve adjustment. The bit non-filings cut for by move, casing of axis which the shifting plate and about movingplation completes by bearing supporting and localization, therefore the center of rotation invariablely causes the cutter to cut the tubing end surface to be smooth, size standard. Bit the depth guides nearby the pole by the air cylinder the spacing adjustment lead screw regulating control. The different specification thickness tubing, adjusts the lead screw the adjustment quantity size to be different.In the design process has consulted the massive domestic and foreign correlation data, does the design utilization studies all specialized curricula. As follows main elaboration plastic tubing non- filings cutter overall structural design.The cutter design mainly includes, brings the transmission system, to cut the organization, to clamp the organization, Cutting- filings the work table moves the guide rail, the rack design.keywords: Plastic tubing Cutter Non- filings type目录1 绪论 (1)1.1 引言及HDPE/PVC简介 (1)1.2 塑料管材生产线工作流程简介 (2)1.2.1 塑料管材生产线结构组成（本文仅以PVC 波纹管为例） (2)1.2.2 塑料管材生产过程 (2)1.3 PVC 管材生产线特点 (3)1.4 设计方案的选择比较 (3)1.5 设计方案综述 (4)2 带传动机构设计 (6)2.1 V 带机构设计 (6)2.1.1 V 带的选择 (6)2.1.2 带传动的分类（根据截面形状不同）和性能比较 (6)2.2 V 带传动的设计计算 (7)2.3 带轮结构设计 (10)2.3.1 V 带轮的设计要求： (10)2.3.2 带轮材料的选用 (10)2.3.3结构尺寸的设计 (10)2.3.4 带轮的轮槽尺寸 (11)2.3.5 带传动的弹性滑动与打滑 (12)3 夹紧机构设计 (14)3.1 夹紧装置组成部件 (14)3.2 夹紧块材料的选择 (14)3.3 托轮装置 (15)3.3.1组成部件 (15)3.3.2托滚材料的特殊选择 (15)4 切割机构设计 (16)4.1 切割机构概要 (16)4.1.1切割部件的组成 (16)4.1.2 工作原理 (16)4.2 传动旋转装置的设计 (16)4.2.1旋转部件 (16)4.2.2 传动体的尺寸计算 (16)4.3 轴承的选用及润滑 (17)4.3.1轴承的类型 (17)4.3.2轴承材料选择 (17)4.3.3设计中所选轴承介绍 (17)4.4 轴承验算校核 (18)4.4.1轴承的润滑 (19)4.4.2轴承的密封装置 (20)5 切屑工作台导轨设计 (21)5.1 导轨材料选用 (21)5.2 导轨的润滑与保护 (22)5.2.1导轨的润滑 (22)5.2.2导轨的保护 (23)6 机架结构设计 (24)6.1 机架设计概要 (24)6.2 机架材料的选择 (25)6.3 机架材料时效处理 (26)6.4 机架结构尺寸 (27)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录....................................................... 错误！未定义书签。
2024切管机设计方案
2024切管机设计方案切管机是一种用于切割金属、塑料、木材等管材的机械设备，广泛应用于建筑、制造业、石化、船舶、轨道交通等领域。
本文将以2024年作为时间背景，设计一款切管机的方案，并对其进行详细的介绍。
1.设计要求：(1)切割管径范围广，满足不同管径的需求；(2)切割精度高，保证切割后的管材的尺寸精度；(3)操作简单，降低操作难度，提高工作效率；(4)设备稳定性好，降低维护成本；(5)安全可靠，防止意外事故的发生。
2.设计方案：基于以上设计要求，本文设计一款全自动切管机。
该切管机的设计理念是将传统的手动操作改为自动化操作，提高工作效率和安全性。
(1)控制系统：采用PLC控制系统，通过编程实现自动化操作。
操作人员只需在人机界面上输入所需管材的直径和长度，机器将自动完成切割工作。
(2)切割刀具：采用高硬度和高耐磨的材料制成的切割刀具。
根据不同管材的材质和直径，选择合适的刀具进行切割，以保证切割质量和刀具的使用寿命。
(3)传动系统：采用伺服电机和精密滚珠丝杠传动系统。
伺服电机提供高精度、高速度的运动，滚珠丝杠传动系统保证了切割刀具的稳定性和切割精度。
(4)安全保护系统：包括急停按钮、光电安全门、过载保护等。
急停按钮可以在紧急情况下立即停止切割操作，光电安全门可以防止操作人员误入危险区域，过载保护可以避免切割过程中因工件太硬或过大而损坏设备。
(5)自动送料系统：将要切割的管材放入送料位置，自动送料装置会将管材按照预设长度推进到切割区域，保证切割的准确性和一致性。
3.设计特点：(1)切割管径范围广泛：该切管机可适用于不同直径的管材，通过更换刀具和调整切割参数，可满足不同管径的切割需求。
(2)切割精度高：采用伺服电机和高精密度的滚珠丝杠传动系统，保证切割精度达到要求，切割后的管材尺寸误差小。
(3)操作简单方便：采用PLC控制系统，通过触摸屏对切割参数进行设定，操作简单易懂。
自动送料装置可以自动将管材推进到切割区域，减少操作人员的劳动强度。
切管机毕业设计
切管机毕业设计切管机毕业设计在工业领域，机械设备的研发和创新一直是推动行业发展的重要动力之一。
而切管机作为一种常见的机械设备，其在管道加工和制造领域中起着重要的作用。
本文将探讨切管机的毕业设计，包括设计目标、设计原理、创新点以及实施方案。
设计目标在进行切管机毕业设计时，首先需要明确设计目标。
切管机的设计目标主要包括提高生产效率、降低人工成本、提高切割精度和稳定性等方面。
通过对目标的明确，可以为后续的设计和实施提供明确的指导。
设计原理切管机的设计原理主要包括切割方式、切割原理和控制系统。
切割方式可以分为手动切割和自动切割两种。
手动切割需要操作人员手动控制切割过程，适用于小批量生产。
而自动切割则通过控制系统实现对切割过程的自动控制，适用于大规模生产。
切割原理主要包括切割刀具的选择和切割方式的确定。
控制系统则负责对切割过程进行控制和监测。
创新点在进行切管机毕业设计时，创新点是非常重要的。
可以通过对现有切管机的分析和改进，提出新的设计方案。
例如，可以引入先进的传感器技术，实现对切割过程的实时监测和控制。
另外，可以优化切割刀具的设计，提高切割精度和效率。
还可以考虑引入机器学习算法，通过对切割过程的数据进行分析和学习，优化切割参数的选择。
实施方案在进行切管机毕业设计时，实施方案是设计的关键。
首先，需要进行详细的需求分析，明确设计目标和技术要求。
然后，可以进行设计方案的选择和优化。
在设计过程中，需要考虑机械结构、电气控制、软件编程等方面的问题。
同时，还需要进行实验验证和性能测试，确保设计方案的可行性和有效性。
最后，可以进行设计报告的撰写和成果展示。
切管机毕业设计的重要性切管机毕业设计不仅是对所学知识的应用和实践，更是对创新能力和解决问题的能力的考验。
通过进行切管机毕业设计，可以培养学生的工程实践能力和创新思维能力。
同时，切管机作为一种常见的机械设备，其在管道加工和制造领域中的应用广泛，对学生未来的就业和发展也具有重要意义。
无屑切管机的工作原理
无屑切管机的工作原理、结构及设计思路蒸发管、冷凝管都是电冰箱中的重要零件，通常它们都用Φ10mm以下的铜管(亦有用铝管的)弯制而成。
在其弯管成型生产线中，切管是其中必不可少的一个步骤。
为其正确配置一台高效能的切管机，是保证整线生产能力和自动化水平的关键所在。
以下所介绍的无屑切管机是我们专为某冰箱生产厂弯管成型生产线而设计的。
其特点是在机器指令下，一次可同时切断四根管料，且切削形式独特，切口光滑平整，无切屑、毛刺之忧，管料可省却一道清洗工序，极具重要的经济价值。
1切削原理无屑切管具备的运动是：进给运动：切刀旋转运动的同时沿工件径向挤入运动；辅助运动：管料切口两侧夹钳5和6(见图1)对管料的把持运动(工件夹紧和放松)以及拖板4的轴向运动。
拖板4起一个把铜管向两边拉直的作用，以免切断铜管时缩口过大。
图1切削原理1 切刀2铜管3 托轮4 拖板5 随动夹钳6 固定夹钳主运动：切刀绕工件的旋转运动；由图1可见，在铜管切口处，还应具有两托轮3与切刀1一起均布在铜管2的圆周处，起支承径向切削力作用。
切刀作旋转运动的同时，托轮亦作同步旋转。
切刀刀刃在铜管圆周高速旋转，慢速切入进给，不断辗压其管壁，最终导致管壁塑变断裂。
由于切刀为无齿圆盘状，整个切削过程都不产生切屑，故称之为无屑切削。
2切管机的结构组成及传动原理2.1切管机的结构组成图2中的展开图，就是沿轴心线Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ的剖切面A-A(图3)展开后绘制出来的［1］。
由图可见，铜管管料分别置于四条轴心线Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ上，且各切刀组件结构完全一样。
因此具体分析切刀切削运动时，可以取其中之一为例说明。
图2传动展开图图3 B-B平面同步齿形带传动简图2.2主运动传动原理主运动由电动机经联轴节传至轴Ⅰ(见图2)，在轴Ⅰ上装有两个大小相同的齿形带轮［2］，分别为两平面(B-B和C-C)同步齿形带传动的主动轮。
运动由轴Ⅰ到轴心线Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ上的切刀组件分别由此两平面同步齿形带传动机构同时传递。
无屑切管机[发明专利]
![无屑切管机[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/51b288626529647d262852a4.png)
专利名称：无屑切管机
专利类型：发明专利
发明人：周建兵
申请号：CN201810239546.0申请日：20180322
公开号：CN108500117A
公开日：
20180907
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种无屑切管机，包括有机架，所述的机架上设置有金属管夹持机构和模架，模架内设置有动模盘和静模盘，动模盘上对应设置有供金属管轴向贯穿的动模腔，静模盘上对应设置有供金属管轴向贯穿的静模腔，且动模腔和静模腔呈同轴贴合设置，静模盘与模架相固定，动模盘活动设置在模架上，且动模盘上连接有驱动其相对静模盘轴向贴合摆动的动力机构。
通过采用上述结构，本发明提供了一种切口更加平整且不易产生碎屑的切管机。
申请人：周建兵
地址：325000 浙江省温州市瑞安市塘下镇鲍田西大街97-99号
国籍：CN
代理机构：温州瓯越专利代理有限公司
代理人：陈千楷
更多信息请下载全文后查看。
毕业设计(论文)-基于HDPE,PVC塑料管材无屑切割机结构设计
毕业设计(论文)基于HDPE/PVC 塑料管材无屑切割机结构设计Plastic pipe cutting machine design without chipbased on HDPE/PVC摘要通过对国内外塑料管材机械生产线的研究分析，并结合实习工作公司的实际情况，确定了无屑切割机做为本课题的主要设计内容。
无屑切割机用于塑料管材的定长切割，在切割过程中机架上的移动台可以沿着管材挤出方向移动，并保持与管材的同步进给速度。
在切割机的前部装有托轮装置，托轮起到支撑和导向的作用，针对不同管径时要予以调节。
当翻料架上的行程开关或编码器发出切割信号后，机器夹紧装置上的夹紧控制装置夹牢管材，使管材在切割过程中相对固定，夹紧装置为夹紧块哈夫夹紧，在切割不同规格的管材时，调换相对应的哈夫块。
切割工作指令的实现由电机通过 V 带传动，而刀片的切削进给由气缸活塞杆缓缓推进而进行的，气缸推力的大小可由气缸的调节阀调节。
刀片的无屑切割进给由移动盘和左右移动架来完成的，其中筒轴由轴承支承和定位，所以旋转中心不变使切割机切割管材端面平整，尺寸规范。
进刀深度由气缸导向杆旁边的限位调节丝杆调节控制。
不同规格的厚度管材，调节丝杆的调节量大小不同。
设计过程中查阅了大量国内外的相关资料，所做的设计运用所学的所有专业课程。
下文主要阐述塑料管材无屑切割机总体结构设计。
切割机设计主要包括，带传动机构、切割机构、夹紧机构、切屑工作台移动导轨、机架设计。
由于本人时间和知识面有限不可能做的很全面，文中错误难免，望老师指正。
关键词: 塑料管材；切割机；无屑式Abst r actThrough to the domestic and foreign plastics tubing mechanicalproduction line research analysis, and the union practice workcompany's actual situation, had determined the non- filings cutterdoes for this topic main design content. The non- filings cutter usesin the plastic tubing to decide long cuts, in cuts process rack from the movingplation to be allowed to squeeze out the traverse along thetubing, and the maintenance and tubing synchronization enters for thespeed. Is loaded with in the cutter front part holds a turn ofequipment, holds the wheel to play the strut and the guidance role, inview of different caliber when must give to adjust. After turnsmaterial on the limit switch or the encoder sends out cuts the signal,machine clamp clamps the control equipment firm tubing, causes thetubing in to cut in the process to be relatively fixed, the clamp forclamps block Haff to clamp, when cuts the different specification thetubing, exchanges Haff block which corresponds.Cuts the working order the realization by the electrical machinerythrough V belt transmission, but the bit cutting for slowly pushes bythe cylinder piston rod then carries on, the air cylinder thrust forcesize may by the air cylinder regulating valve adjustment. The bit non-filings cut for by move, casing of axis which the shifting plate andabout movingplation completes by bearing supporting and localization,therefore the center of rotation invariablely causes the cutter to cutthe tubing end surface to be smooth, size standard. Bit the depthguides nearby the pole by the air cylinder the spacing adjustment leadscrew regulating control. The different specification thicknesstubing, adjusts the lead screw the adjustment quantity size to bedifferent.In the design process has consulted the massive domestic and foreigncorrelation data, does the design utilization studies all specializedcurricula. As follows main elaboration plastic tubing non- filingscutter overall structural design.The cutter design mainly includes, brings the transmission system, tocut the organization, to clamp the organization, Cutting- filings the work tablemoves the guide rail, the rack design.Because myself time and the aspect of knowledge limited are impossibleto do very comprehensively, in the article wrong is unavoidable, looksteacher to point out mistakes.keywords: Plastic tubing Cutter Non- filings type目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 塑料管材生产线工作流程简介 (1)1.2.1 塑料管材生产线结构组成（本文仅以PVC 波纹管为例） (1)1.2.2 塑料管材生产过程 (2)1.3 PVC 管材生产线特点 (2)1.4 设计方案的选择比较 (3)1.5 设计方案综述 (4)2带传动机构设计 (5)2.1 V 带机构设计 (5)2.1.1 V 带的选择 (5)2.1.2 带传动的分类（根据截面形状不同）和性能比较 (5)2.2 V 带传动的设计计算 (6)2.3 带轮结构设计 (9)2.3.1 V 带轮的设计要求： (9)2.3.2 带轮材料的选用 (9)2.3.3 结构尺寸的设计 (10)2.3.4 带轮的轮槽尺寸 (10)3 夹紧机构设计 (13)3.1 夹紧装置组成部件 (13)3.2 夹紧块材料的选择 (13)3.3 托轮装置 (14)3.3.1 组成部件件 (14)3.3.2 托滚材料的特殊选择 (14)4 切割机构设计 (15)4.1 切割机构概要 (15)4.1.1 切割部件的组成 (15)4.2 传动旋转装置的设计 (15)4.2.1 旋转部件 (15)4.2.2 传动体的尺寸计算 (15)4.3 轴承的选用及润滑 (16)4.3.1 轴承的类型 (16)4.3.2 轴承材料选择 (16)4.3.3 设计中所选轴承介绍 (16)4.4 轴承验算校核 (17)4.4.1 轴承的润滑 (18)4.4.2 轴承的密封装置 (19)5 切屑工作台导轨设计 (20)5.1 导轨材料选用 (20)5.2 导轨的润滑与保护 (21)5.2.1 导轨的润滑 (21)5.2.2 导轨的保护 (22)6 机架结构设计 (23)6.1 机架设计概要 (23)6.1.1 机架设计工艺要求 (23)6.2 机架材料的选择 (24)6.3 机架材料时效处理 (25)6.4 机架结构尺寸 (26)结语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录1：英文原文 (30)附录2：英文翻译 (34)1 绪论1.1引言随着国民经济的不断发展,多种类型的塑料管材广泛的运用于石油，化工，农业，轻工和服务业等不同的行业的各种场合。
自动钢管无屑切割机的研究与设计
摘要本文在详细分析钢管无屑切断特点的基础上，基于金属塑性加工原理，开发了一种钢管无屑切割机，主要进行了无屑滚切原理分析、无屑切割机总体方案以及机械结构设计和计算，无屑切割机虚拟样机设计。
提出了一种创新的无屑切割机构，选择了新型的直线电机传动方法并设计了整机的自动控制系统，最佳地满足了钢管定尺度的无屑切割工艺要求。
钢管切割的传统机械生产加工工艺大多应用切削加工方法来制造有精确的尺寸和形状要求的零件，生产过程中坯料的30％以上成为切屑，这不仅浪费大量的材料和能源，而且占用大量的机床设备和人力。
采用无屑滚切的工艺，工件不需要或只需要少量切削加工即可，大大节约了材料、设备和人力。
在结构设计上，使用Pro/E软件建立了切管机机械系统的三维实体模型和力学模型，分析和评估了系统的性能，从而为物理样机的设计和制造提供了参考依据。
通过利用虚拟样机技术，从设计的初始阶段——概念设计阶段就对整体系统进行了完整的分析，观察并试验了各组成部件的相互运动情况，使用系统仿真插件在各种虚拟环境中真实地模拟系统的运动，直接在计算机上修改设计缺陷，仿真试验不同的设计方案，对整个系统不断的改进，最后获得最优化的设计方案。
本文在研究了钢管无屑切割机结构特点的基础上依托Pro/E软件为平台，实现了无屑切管机的可视化、自动化和参数化设计。
系统地提高了设计、三维造型的效率和准确性。
实现了设计计算、数据修正、三维造型与绘制工程图纸的有机结合，同时也为同类产品的设计提供了有益参考。
在动力、传动、控制方面，根据直线电机的结构特点、性能优势和控制特性配合PLC控制，设计出结构紧凑、动态响应快、精度高、振动和噪声小、节能、高效的切管机系统。
本文通过选用两台直线电机成功地解决了切管机系统中定位、卸料和进给的直线运动问题。
关键词：切管机；无屑滚切；系统设计；PLC控制；虚拟样机IAbstractOn the basis of the characteristic analysis of steel pipe chip-less cutting, the paper develops a steel pipe chip-less cutting machine, basing on the principium of plastic working of metals. Mainly on the analysis of the principle of chip-less of hobbing, chip-less cutting machine general planning and mechanical structure design and calculation, virtual prototype design of chip-less cutting machine, put forward an innovative cutting Chip-less agencies, Select a new type of linear motor drive method and design the machine's automatic control system, meet the requirements of chip-less cutting of set-scale steel pipe at best.The traditional mechanical processing technology of steel cutting mainly is the method of cutting to The manufacture precise size and shape parts as required, more than 30% of the billet quality turns into chip in this production process. This is not only a waste of a large number of materials and energy and use up a lot of machine and human. If chip-free cutting process was used, work piece will became mechanical parts with only a little cutting or none, which greatly saving materials, equipment and human.In structural design, we have established a pipe cutting machine mechanical system of three-dimensional solid model and the mechanical model, analysis and assessment of the performance of the system with Pro/E software, so as to provide a reference to physical prototype design and manufacturing. Through the use of virtual prototyping technology, from the initial stages of design - conceptual design phase of the overall system on a complete analysis of observation and test the various components of the mutual movement of components, plug-ins using the system simulation environment in a variety of virtual real simulate the movement system directly on the computer modify the design defects, simulation experiment with different design, the entire system of continuous improvement, and finally obtain the optimal design, for the manufacture of the physical prototype of the fully prepared to do. This paper realize the visualization, automation and parameters in chip-less pipe cutting machine design based on Pro/E software after studied the structural characteristics of chip-less steel pipe cutting machine. Improved the efficiency and accuracy systematically in design, three-dimensional modeling. Achieved a seamless integration between design, calculation, data amendment, three-dimensional modeling and engineer drawing, as well as provided a useful reference to the design of similar products at the same time.About power, transmission, control, design a fast, dynamic response and high precision, according to the structure of linear motor characteristics, performance characteristics and control with the advantages of PLC control, which is small vibration and noise, energy saving, efficient system of pipe cutting machine. In this paper, by using two linear motors have successfully IIresolved the pipe cutting machine positioning system, and discharge into the problem to the linear motion.Key words: Pipe cutting machine; Chip-less cutting; System design; PLC control; Virtual prototypeIII目录摘要 (I)Abstract ................................................................... II 目录 (IV)第一章绪论 (1)1.1 课题提出背景及研究的目的和意义 (1)1.1.1 选题背景 (1)1.1.2 研究目的和意义 (1)1.2 切管工艺与设备技术发展综述 (2)1.2.1 切管机的种类 (3)1.2.2 国内外切管机及技术的发展概况 (3)1.3 课题研究的主要内容 (5)第二章无屑滚切的原理 (7)2.1 无屑滚切的工艺过程 (7)2.2 无屑滚切的工艺特点 (8)2.3 工艺参数分析计算 (9)2.4 切削功率的理论计算 (12)2.4.1 理论假设 (12)2.4.2 正压力的理论计算 (12)2.4.3 摩擦面积的理论计算 (13)2.4.4 切削功率的理论计算 (13)第三章系统方案设计 (15)3.1 功能要求 (15)3.2 功能分析 (16)3.3 功能方案综合 (16)3.3.1 柔性进给 (16)3.3.2 刚性进给 (18)第四章结构设计与计算 (20)4.1 刀架组合的设计计算 (21)4.1.1 刀轴 (21)4.1.1.1 刀轴的材料 (21)4.1.1.2 刀轴的强度、刚度校核计算 (22)4.1.1.3 刀轴的振动稳定性校核计算 (23)4.1.2 刀片的设计计算 ................................................ 25 IV4.2 进刀与退刀机构的设计计算 (28)4.2.1 径向进给导轨的设计计算 (29)4.2.2 轴向运动转化为径向运动的结构设计 (31)4.2.3 轴向运动与径向运动的组合设计 (33)4.3 定位与卸料装置的设计 (34)第五章传动系统设计 (36)5.1 主切削运动的传动 (37)5.2 进给运动的传动 (42)5.3 定位与卸料运动的传动 (46)第六章电气自动控制系统设计 (49)6.1 系统控制功能分析 (49)6.2 PLC介绍 (51)6.3 PLC的选型 (52)6.4 I/O地址分配及控制流程图 (53)第七章总结与展望 (56)参考文献 ................................................................... 57 VVI第一章绪论在钢材生产以及机械制造过程中，对管材按定尺长度要求进行切割是必不可少的加工工序。
塑料管材无屑切割机设计
ｃ ｏ ｓ ｐ
式 （ ５ ）表 达 了气 缸 推 力 与 锯 切 阻力 和斜 槽 角 度 之
图 ５ 斜 盘 受 力分 析 图
间 的关 系 ，数据 表 １ 可 以看 出 ，一是 气缸 的推 力 总 是 大 于锯切 阻力 ，这与 刀架 组 件及 斜 槽 的摩 擦 有很 大 的关 系 。二 是 随着 斜 槽 角度 的加 大 ，在 阻 力 不 变 的情况 下 ，气 缸 的推力 也 在 逐渐 增 大 ，从 受力 的角度 来看 ，为 了减小 气 缸 的推 力 ，应尽 量 减 小斜
导轨 与刀 架 连接 在 一 起 ，其 受 力 见 图 ６ ，Ｏ点 为转 动 副 的 中心 ，Ｔ 为切 割 时 的进 刀 阻 力 和导 轨 与 滑块 的摩 擦力 之和 ．对 Ｏ点取 矩得
ｆ Ｎ ｒ ＝Ｔ ｈ ． 将式 （ ２ ）带 入式 （ ３ ）得 Ｐ：Ｔ ｈ Ｃ Ｏ ｓ （ ９ ０ ￣ － ｐ － ａ ）
（ Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ２ ４ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｎ ｏ ｎ ｃ ｈ ｉ ｐ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ，ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ，ｄ ｒ ａ ｗｎ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ — ａ ｌ ｌ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ，ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｔ ｏ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｏ ｏ ｌ ｂ ｏ ｈ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ，ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ｕ ｔ ｅ ，ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｕ ｇ ｇ ｅ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｏ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｂ ｌ ｉ ｑ ｕ ｅ ｇ ｒ ｏ ｏ ｖ ｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｐ ｉ ｐ ｅ ；ｃ ｈ ｉ ｐ — ｌ ｅ ｓ ｓ ｃ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ；ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ Ｓ ｌ Ｃ Ｉ － Ｔ Ｅ ＣＨ Ｉ ＮＮ ＯＶＡＴ Ｉ ＯＮ ＆ Ｐ ＲＯＤ ＵＣＴ Ｍ Ｔ Ｙ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
无屑切管机的设计
2007-6-22 8:59:56 【 大 中 小 】
【您是本文第 位读者】
【论文摘要】详细介绍弯管成型生产线中关键机构之一的无屑切管
机的工作原理、结构及设计思路
蒸发管、冷凝管都是电冰箱中的重要零件，通常它们都用Φ10mm 以下的铜管(亦有用铝管的)弯制而成。
在其弯管成型生产线中，切管是其中必不可少的一个步骤。
为其正确配置一台高效能的切管机，是保证整线生产能力和自动化水平的关键所在。
以下所介绍的无屑切管机是我们专为某冰箱生产厂弯管成型生产线而设计的。
其特点是在机器指令下，一次可同时切断四根管料，且切削形式独特，切口光滑平整，无切屑、毛刺之忧，管料可省却一道清洗工序，极具重要的经济价值。
1 切削原理 无屑切管具备的运动是：
进给运动：切刀旋转运动的同时沿工件径向挤入运动；
辅助运动：管料切口两侧夹钳5和6(见图1)对管料的把持运动(工件夹紧和放松)以及拖板4的轴向运动。
拖板4起一个把铜管向两边拉直的作用，以免切断铜管时缩口过大。
图1 切削原理
1 切刀 1 铜管 3 托轮 4 拖板 5 随动夹钳 6 固定夹钳主运动：切刀绕工件的旋转运动；
由图1可见，在铜管切口处，还应具有两托轮3与切刀1一起均布在铜管2的圆周处，起支承径向切削力作用。
切刀作旋转运动的同时，托轮亦作同步旋转。
切刀刀刃在铜管圆周高速旋转，慢速切入进给，不断辗压其管壁，最终导致管壁塑变断裂。
由于切刀为无齿圆盘状，整个切削过程都不产生切屑，故称之为无屑切削。
2切管机的结构组成及传动原理
2.1切管机的结构组成
图2中的展开图，就是沿轴心线Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ的剖切面A-A(图3)展开后绘制出来的［1］。
由图可见，铜管管料分别置于四条轴心线Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ上，且各切刀组件结构完全一样。
因此具体分析切刀切削运动时，可以取其中之一为例说明。
图2传动展开图
图3 B-B
平面同步齿形带传动简图
[1] [2] [3]
下一页
无屑切管机的设计
2007-6-22 8:59:56 【 大 中 小 】
【您是本文第 位读者】
2.2 主运动传动原理
主运动由电动机经联轴节传至轴Ⅰ(见图2)，在轴Ⅰ上装有两个大小相同的齿形带轮［2］，分别为两平面(B-B 和C-C)同步齿形带传动的主动轮。
运动由轴Ⅰ到轴心线Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ上的切刀组件分别由此两平面同步齿形带传动机构同时传递。
轴心线Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ上亦分别装有两个同轴线但不在同一平面的齿形带轮。
其中之一为B-B 平面同步齿形带传动之从动轮，另一个为C-C 平面同步齿形带传动之从动轮。
B-B 平面同步齿形带传动如图3所示，C-C 平面同步齿形带传动如图4所示［3］。
在每一平面带传动中，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ轴心线上的从动轮均由同一条同步齿形带传递运动，所以它们各自的运动是一致的，这就是该切管机一次可同时切断四根管之缘故。
图4 C-C平面同步齿形带传动简图
1 张紧带轮
2 油缸
3 张紧带轮
运动经每条轴心线上的两带轮再分别传给两空心轴(参见图5)，B-B平面上的从动带轮7通过平键6带动主轴5及固定在主轴上的托轮1旋转，主轴5通过阶梯销4带动刀盘3及固定在刀盘上的切刀2旋转。
而C-C平面上的从动带轮8通过平键9带动空心轴10旋转，轴10的右端为偏心轴台阶。
由于本机所有的带轮大小规格相同，所以由电机传至两空心轴5和10的转速相同，n5=n10=n电机。
这时轴5和轴10之间没有相对运动，轴10、轴5、刀盘3、切刀2及托轮1如一整体，一起对由空心轴10的过料孔径到达切刀位置的铜管作旋转运动，这就形成了切刀的旋转主运动。
图5 切刀组件结构图
1 托轮
2 切刀
3 刀盘
4 阶梯销
5 主轴
6 平键
7 带轮
8 带轮
9 平键10 空心轴
2.3进给运动的生成和传动原理
2.3.1进给运动的生成铜管壁厚较薄，外径Φ10mm以下的常用铜管壁厚均≤2mm，因此切刀的最大进给量fmax稍大于2mm/次即可。
本例切刀进给量f是可调的，最大进给量fmax=3.2mm/次。
鉴于本机所需求的切削进给量较小之故，采用偏心调节切刀的径向位置来达到进给运动的目的。
图5中的刀盘3活套在空心轴10右端的偏心轴台阶之上。
当两者都围绕铜管等速回转时，两者之间没有相对运动，如同一整体。
但若给空心轴10输入一附加运动，轴10与刀盘3之间就会产生相对运动。
为了进一步分析偏心调节机构的运动，将切削平面D-D(图5)的结构简化成图6所示的曲柄滑块机构［3］。
图中O点相当于偏心盘的回转中心，O1点相当于偏心盘的几何中心，曲柄1的长度l1即偏心距e，O2点相当于刀盘上切刀中心位置的点。
由于刀盘的内孔活套在偏心盘的外圆上，所以切刀中心O2至偏心盘几何中心O1距离始终恒定不变，相当于图6连杆2的长度l2。
滑动3相当于刀盘，滑块沿水平方向的位移即刀盘的径向位移f。
图6 偏心调节机构运动简图
图5的轴10与刀盘3之间产生的相对转角即曲柄1绕支点O的转角φ，由三角形O2O1O得：
x=l2cosθ+l1cosφ=l2cosθ+ecosφ(1)
由于e<<l2,θ→0，可近似认为cosθ=1，代入(1)式得：
x≈l2+ecosφ
当曲柄自φ=0的位置转至图6所示的位置时，滑块3的位移为：
f=l2+l1-x≈l2+e-(l2+ecosφ)≈e(1-cosφ)(2)
由(2)式可见，f是可调的，它随相对转角φ的大小变化而变化。
上一页 [1] [2] [3] 下一页
无屑切管机的设计
2007-6-22 8:59:56 【 大 中 小 】
【您是本文第 位读者】
2.3.2 进给运动的传动原理
切刀切入的进给运动由C-C 剖面(图2)的切断进给油缸驱动，参见图4，油缸2带动两张紧皮带轮1和3同步移动，移动量为s ，移动的结果是引起C-C 剖面的同步齿形带增加附加位移量2s ［4］，轴心线Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的从动轮亦分别增加附加转角α，大小为：
式中：p —同步齿形带周节
z —带轮齿数
C-C 剖面从动轮的附加转角α亦即引起上述切入进给运动所需的相对转角φ，所以α=φ,以(3)式代入(2)式得：
以本例零件规格参数e=1.6mm,p=12.7mm,z=18代入(4)式得：
f=1.61-cos(3.15s)0=1.6-1.6cos(3.15s)0(mm/次) (5)
由上式可知，切入进给量f 的大小，取决于油缸工作行程s 的大小。
或者说，根据要加工铜管的壁厚大小，调整油缸工作行程s 来决定切入进给量f 的数值。
3 结论
综上所述，四把切刀的旋转主运动由图2中的电动机来驱动，切刀切入进给运动则由图4中的切断进给油缸来驱动。
在生产过程中，电动机一直带动四把切刀作旋转主运动，铜管源源不断地由各切刀组件的过料孔而经过切刀位置。
给切管机一个机器指令，铜管停止前送，切断进给油缸伸缩一次，切刀就来回作
一次径向切入动作。
可见本机的动作一气呵成，效率高，完全符合生产线的节拍要求。
实践证明，该设计是成功的，并具良好的推广应用前景。
上一页 [1] [2] [3]。