0059-棒料切割機(jī)設(shè)計(jì)

0059-棒料切割機(jī)設(shè)計(jì),切割機(jī),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械制造技術(shù)的水平在不斷的提高，特別是隨著機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今世界機(jī)械制造業(yè)已將進(jìn)入全盤(pán)自動(dòng)化的時(shí)代。采用自動(dòng)化技術(shù)，不僅可以大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善制造系統(tǒng)適應(yīng)市場(chǎng)變化的能力，從而提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。作為制造業(yè)自動(dòng)化主要組成部分的機(jī)械制造自動(dòng)化是企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)、參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)。對(duì)機(jī)械制造過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)自動(dòng)化技術(shù)的了解，即在熟悉掌握機(jī)械制造的基本理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，了解掌握現(xiàn)代機(jī)械制造的新手段、新方法、新技術(shù)，即自動(dòng)化的基本理念，是適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)對(duì)機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)需求以及自身適應(yīng)能力增強(qiáng)的必然需求。為了適應(yīng)機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)的發(fā)展，系統(tǒng)的掌握有關(guān)機(jī)械制造自動(dòng)化方面的基本原理，了解機(jī)械制造中各主要單元和系統(tǒng)的自動(dòng)化方法以及各種自動(dòng)化裝置的工作原理和特點(diǎn)，并提高其應(yīng)用管理能力，我們?cè)诩磳厴I(yè)時(shí)去揚(yáng)州海威機(jī)械廠參觀實(shí)習(xí)。海威機(jī)械廠，國(guó)家認(rèn)定的高新技術(shù)企業(yè)、全國(guó)用戶滿意企業(yè)、國(guó)家CIMS工程典型應(yīng)用企業(yè)、航空工業(yè)十佳企業(yè)，擁有博士后流動(dòng)工作站，“海威”品牌被評(píng)為中國(guó)馳名商標(biāo)。機(jī)械工業(yè)信息中心對(duì)“全國(guó)機(jī)械制造業(yè)企業(yè)銷售收入前100位”的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，海威機(jī)械廠有限公司在全國(guó)機(jī)械制造業(yè)系統(tǒng)萬(wàn)家企業(yè)排序中處于第53位；在汽車工業(yè)行業(yè)排序處于第38位；在江蘇省（直轄市、自治區(qū)）排序處于第7位。海威主要從事航空附件、摩托車和工程液壓等產(chǎn)品的研制及銷售，同時(shí)經(jīng)營(yíng)進(jìn)出口貿(mào)易和第三產(chǎn)業(yè)，具有獨(dú)立的外經(jīng)、外貿(mào)和外事權(quán)，出口創(chuàng)匯多年位居行業(yè)前列。 在航空產(chǎn)品的研制領(lǐng)域，海威具有雄厚的實(shí)力，產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)的液壓操縱、應(yīng)急動(dòng)力、起動(dòng)機(jī)、電源、燃油供輸、機(jī)輪和剎車等系統(tǒng)，多項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。新中國(guó)成立后，國(guó)產(chǎn)的每一架飛機(jī)上都有海威的產(chǎn)品。其麾下的揚(yáng)州航空機(jī)電液壓工程研究中心是中國(guó)航空機(jī)電液壓工程的專業(yè)研制中心，一流的硬件設(shè)施和高素質(zhì)的科研隊(duì)伍，使海威在產(chǎn)品研制、開(kāi)發(fā)等方面將更具實(shí)力。 海威利用航空高尖端技術(shù)，相繼開(kāi)發(fā)了摩托車、高壓葉片泵、電動(dòng)及液壓絞盤(pán)等民品。海威全面實(shí)施了CIMS工程，并作為全國(guó)唯一的示范企業(yè)參加國(guó)家“863計(jì)劃”十五周年成就展。改革開(kāi)放以來(lái)，海威引進(jìn)外資1億多美元，先后與日本、馬來(lái)西亞、德國(guó)、英國(guó)、意大利等國(guó)家的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)建立了合資與合作關(guān)系。經(jīng)過(guò)54年的發(fā)展，海威現(xiàn)擁有包括合資企業(yè)在內(nèi)的參控股公司40余家，取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。海威機(jī)械廠共有下屬企業(yè)15家，我們參觀了其中的揚(yáng)州海威機(jī)械廠有限公司。揚(yáng)州海威機(jī)械有限公司是由海威機(jī)械廠有限公司與馬來(lái)西亞金獅集團(tuán)共同合資興建，投資總額1.5億美元，注冊(cè)資本1.18億美元，主要從事摩托車及其發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)、制造和銷售。公司生產(chǎn)的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)一部分裝配使用，一部分出口歐美和日本等地。由于時(shí)間緊張我們由海威的吳工程師帶領(lǐng)參觀了34分廠和35分廠。34分廠進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)加工，有多條FIMS生產(chǎn)線。我們參觀了其中的兩條生產(chǎn)線。35分廠從事發(fā)動(dòng)機(jī)裝配。有六條裝配線。由于最近銷售行情不太好，海威機(jī)械廠有限公司就開(kāi)了其中的四條裝配線。34分廠主要從事的是發(fā)動(dòng)機(jī)的加工制造。它采用的是具有國(guó)際九十年代先進(jìn)水平的柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)是由若干臺(tái)柔性加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成，并能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)品種的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)多品種、中小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。我們所參觀的一條柔性制造系統(tǒng)（FMS），是海威機(jī)械廠于1998年花費(fèi)200萬(wàn)美元從日本引進(jìn)，由4臺(tái)臥式加工中心、一部有軌自動(dòng)運(yùn)輸小車組成，此外還有托盤(pán)緩沖站、工件裝卸站、中央刀庫(kù)、刀具預(yù)調(diào)儀、刀具進(jìn)出站、工件輸送機(jī)械手等。在工件裝卸站由操作者將工件毛坯安裝在托盤(pán)夾具上，由自動(dòng)運(yùn)輸小車將毛坯連同托盤(pán)夾具送到加工中心，如機(jī)床正在加工，則把毛坯送至托盤(pán)緩沖站進(jìn)行暫時(shí)存儲(chǔ)，等待加工；一旦機(jī)床加工單元空閑，便由機(jī)械手將工件輸送到空閑的機(jī)床上進(jìn)行切削加工；加工完畢后，再由機(jī)械手將加工完成的工件取下由自動(dòng)運(yùn)輸小車送至另一臺(tái)加工中心進(jìn)行下一道工序的加工。如此連續(xù)運(yùn)行，直到完成最后一道加工工序?yàn)橹?。整個(gè)加工過(guò)程由PLC控制。加工中心的刀庫(kù)可儲(chǔ)存60把刀具，換刀由機(jī)械手來(lái)完成，每次換刀時(shí)間僅僅需要2秒鐘，提高了生產(chǎn)的效率。另一條生產(chǎn)線是在1995年時(shí)從美國(guó)引進(jìn)的，該條生產(chǎn)線由多臺(tái)立式加工中心、鏈?zhǔn)捷斔蛶?、托盤(pán)緩沖站、夾具裝卸站組成。生產(chǎn)線采用網(wǎng)絡(luò)式輸送方式，工件夾具裝在輸送帶上，由輸送帶將工件送入托盤(pán)緩沖站，托盤(pán)緩沖站將工件送入加工中心加工，加工完成后再取出工件，在由輸送帶送入下一個(gè)加工中心進(jìn)行下一道工序加工。在輸送帶上和加工中心里安裝了傳感器，能夠判斷加工中心現(xiàn)在是否在加工工件，傳感器將數(shù)據(jù)傳送給PLC，由PLC處理數(shù)據(jù)后返回，這樣就可以將工件分別送入空閑的加工中心，這樣提高了生產(chǎn)線的柔性，提高了生產(chǎn)效率。35分廠主要從事的是摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配。它有六條流水生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線大約有二三十個(gè)工人，每條生產(chǎn)線可加工出不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)。采用流水線式裝配發(fā)動(dòng)機(jī)，每個(gè)工人只完成一道裝配工序，這樣可提高生產(chǎn)效率，加快了裝配的時(shí)間，而且裝配工人技術(shù)要求不高，這樣大大降低了生產(chǎn)成本。裝配線每隔3040秒便有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)下線。每條生產(chǎn)線裝配好的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳輸帶運(yùn)輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)檢驗(yàn)處，檢驗(yàn)處工人檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)能否正常啟動(dòng)，判斷是否發(fā)動(dòng)機(jī)合格。由于每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)時(shí)間約為3分鐘，而每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)僅需30-40秒就下線，所以采用多條檢驗(yàn)線同時(shí)檢驗(yàn)，多個(gè)工人同時(shí)檢驗(yàn)一種型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的檢驗(yàn)方法，加快檢驗(yàn)速度，提高了生產(chǎn)效率。這次在揚(yáng)州海威有限公司參觀的收獲是很多的。首先，它開(kāi)拓了我們的知識(shí)面，使我們了解到了很多在書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí)，增長(zhǎng)了我們的知識(shí)面，如對(duì)柔性制造系統(tǒng)、裝配流水線等有了一定程度的了解；第二，我們所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)都是一些理論上的知識(shí)，而此次參觀所學(xué)到的都是些實(shí)踐方面的知識(shí)，所以充分做到了理論與實(shí)踐的相結(jié)合；第三，我們都即將踏上工作崗位，我們中有些人也將從事這個(gè)方面的工作，所以說(shuō)這次的參觀應(yīng)該可以為將來(lái)的工作做一下鋪墊。該方案是棒料切割機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的鑄棒線切割機(jī)主要由三個(gè)大的部分組成，即切割部分、夾緊部分和縱橫行走部分。切割部分是由電極帶動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)，由氣缸控制砂輪上下移動(dòng)完成切割。夾緊部分主要采用了一個(gè)氣動(dòng)夾緊機(jī)械手，電磁閥控制氣缸活塞的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊和放松?？v橫行走部分是由氣缸控制縱向、橫向行走板，使之沿直線導(dǎo)軌前進(jìn)或返回。整個(gè)機(jī)器由PLC控制各個(gè)氣動(dòng)換向閥的電磁鐵，由氣缸驅(qū)動(dòng)完成順序切割動(dòng)作過(guò)程。而隨動(dòng)工作臺(tái)的隨動(dòng)前進(jìn)速度也可以通過(guò)夾緊機(jī)械手夾緊鑄棒使之與鑄棒速度同步。橫向切割時(shí)的切割速度可以通過(guò)氣缸來(lái)調(diào)節(jié)。與一般的切割機(jī)相比，這種切割機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：一、實(shí)現(xiàn)了機(jī)械工程和自動(dòng)控制的有效結(jié)合，機(jī)械部分采用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都進(jìn)行了綜合技術(shù)比 與 ，實(shí)現(xiàn)了 的 。 、整個(gè) 動(dòng)過(guò)程都采用了氣 動(dòng)控制，與 動(dòng)相比，氣 動(dòng)有 用、 方 、 、 優(yōu)點(diǎn)。 三、 設(shè)計(jì)過(guò)程中，縱橫行走 采用了直線導(dǎo)軌， 了 動(dòng)的 動(dòng)度，大程度的currency1了“，了節(jié) 的效fi。fl、整個(gè)切割過(guò)程都由PCL控制，以 結(jié)合 、設(shè) 、使用”、 ， 了自動(dòng)化大的要。這種切割機(jī)有控制方 ， ，結(jié)，調(diào)節(jié)、 方 、 優(yōu)點(diǎn)，有 的用前。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)設(shè)計(jì)（論文）題目： 棒料切割機(jī)系 別： 機(jī)械工程系專 業(yè)： 機(jī)械制造/計(jì)算機(jī)班 級(jí)：學(xué) 號(hào)： 姓 名： 引 言機(jī)電一體化產(chǎn)品廣泛應(yīng)用各種加工業(yè)，切割技術(shù)也有了飛速的發(fā)展，手工切割已經(jīng)適應(yīng)不了現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求。同時(shí)，切割機(jī)的夾緊機(jī)構(gòu)也有了迅速的發(fā)展，一些簡(jiǎn)單的機(jī)械手已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。簡(jiǎn)單的機(jī)械手經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的時(shí)代。幾十年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計(jì)在不斷的修改，品種也在不斷的增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)大。簡(jiǎn)單的機(jī)械手是一種仿人操作、自動(dòng)控制、的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。我們?cè)O(shè)計(jì)的鑄棒線切割機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能安全可靠，操作方便可行，很好的實(shí)現(xiàn)了其預(yù)定功能。鑄棒線切割機(jī)主要由三個(gè)大的部分組成，即切割部分、夾緊部分和縱橫行走部分。切割部分是由電極帶動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)，由氣缸控制砂輪上下移動(dòng)完成切割。夾緊部分主要采用了一個(gè)氣動(dòng)夾緊機(jī)械手，電磁閥控制氣缸活塞的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊和放松?？v橫行走部分是由氣缸控制縱向、橫向行走板，使之沿直線導(dǎo)軌前進(jìn)或返回。整個(gè)機(jī)器由PLC控制各個(gè)氣動(dòng)換向閥的電磁鐵，由氣缸驅(qū)動(dòng)完成順序切割動(dòng)作過(guò)程。而隨動(dòng)工作臺(tái)的隨動(dòng)前進(jìn)速度也可以通過(guò)夾緊機(jī)械手夾緊鑄棒使之與鑄棒速度同步。橫向切割時(shí)的切割速度可以通過(guò)氣缸來(lái)調(diào)節(jié)。與一般的切割機(jī)相比，這種切割機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：一、實(shí)現(xiàn)了機(jī)械工程和自動(dòng)控制的有效結(jié)合，機(jī)械部分采用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都進(jìn)行了綜合技術(shù)比較與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的功能。二、整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都采用了氣壓傳動(dòng)控制，與液壓傳動(dòng)相比，氣壓傳動(dòng)有無(wú)介質(zhì)費(fèi)用、處理方便、無(wú)泄露污染、無(wú)介質(zhì)變質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。 三、在設(shè)計(jì)過(guò)程中，縱橫行走裝置采用了直線導(dǎo)軌，既提高了運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度，又很大程度的減小了摩擦力，達(dá)到了節(jié)能的效果。四、整個(gè)切割過(guò)程都由PCL控制，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、設(shè)備性能良好、使用壽命長(zhǎng)、安全系數(shù)高等因素，滿足了自動(dòng)化大批量的生產(chǎn)要求。這種切割機(jī)具有控制方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)、修改方便、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。摘 要連續(xù)鑄造是一種先進(jìn)的鑄造方法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結(jié)晶器的特殊金屬型中，凝固（結(jié)殼）了的鑄件，連續(xù)不斷地從結(jié)晶器的另一端拉出，它可獲得任意長(zhǎng)或特定的長(zhǎng)度的鑄件。連續(xù)鑄造在國(guó)內(nèi)外已被廣泛采用，例如連續(xù)鑄錠（鋼或有色金屬錠），連續(xù)鑄管等。連續(xù)鑄造和普遍鑄造法比較有下述優(yōu)點(diǎn)：1.由于金屬被迅速冷卻，結(jié)晶致密，組織均勻，機(jī)械性能較好；2.連續(xù)鑄造時(shí)，鑄件上沒(méi)有澆注系統(tǒng)的冒口，故連續(xù)鑄錠在軋制時(shí)不用切頭去尾，節(jié)約了金屬，提高了收得率；3.簡(jiǎn)化了工序，免除造型及其它工序，因而減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；所需生產(chǎn)面積也大為減少；4.連續(xù)鑄造生產(chǎn)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，鑄錠時(shí)還能實(shí)現(xiàn)連鑄連軋，大大提高了生產(chǎn)效率。鑄棒線割機(jī)在連續(xù)的鑄造中工作，它的工作是由PLC控制電磁閥，使電磁閥控制氣缸，并由氣缸驅(qū)動(dòng)與其連接的部件，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄棒的準(zhǔn)確定長(zhǎng)切割，切割后自動(dòng)返回初始位置。一個(gè)切割機(jī)分別切割兩條鑄棒，其切口深度為35mm，然后由壓斷機(jī)進(jìn)行壓斷。鑄棒線割機(jī)是一種既能有效的提高生產(chǎn)率，又在價(jià)格和使用方面能被廣大用戶所接受的一種新型的自動(dòng)控制切割機(jī)。由PLC控制的氣動(dòng)鑄棒切割機(jī)，其中融合了氣壓自動(dòng)控制、機(jī)器人技術(shù)和PLC控制技術(shù)。PLC控制各個(gè)氣動(dòng)換向閥的電磁鐵，由氣缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手完成順序切割過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)、電器控制和氣動(dòng)控制的有效結(jié)合。這種切割機(jī)具有控制方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)、維修方便，生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。目 錄引言摘要第一章 切割部分設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)要求 61.2方案設(shè)計(jì) 61.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7第二章 夾緊部分設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求 182.2方案設(shè)計(jì) 18第三章 縱橫行走部分設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)要求 203.2方案設(shè)計(jì) 203.3直線導(dǎo)軌的選擇計(jì)算 20第四章 PLC 概述4.1可編程控制器PLC的基本原理 234.2可編程控制器的特點(diǎn) 24第五章 電氣控制線路的設(shè)計(jì)5.1電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般要求 255.2電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法 255.3氣動(dòng)原理圖的設(shè)計(jì) 26結(jié) 論 30謝 辭 31參考文獻(xiàn) 32第一章 切割部分設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)要求項(xiàng)目要求切割機(jī)能夠根據(jù)定長(zhǎng)信號(hào)分別切割兩條連續(xù)的鑄鐵棒，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄棒的準(zhǔn)確定長(zhǎng)切割，切割后自動(dòng)返回初始位置。其切口深度為35mm。再由壓斷機(jī)進(jìn)行壓斷。1.2 方案設(shè)計(jì)切割部分主要有砂輪、電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。現(xiàn)在在切割部分有兩種可行的方案：第一，電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)砂輪片轉(zhuǎn)動(dòng)。第二，電動(dòng)機(jī)通過(guò)圓錐齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)砂輪片轉(zhuǎn)動(dòng)。考慮到切割過(guò)程中電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)砂輪高速旋轉(zhuǎn)，所以優(yōu)先選取第一種方案，因?yàn)閳A錐齒輪傳動(dòng)不宜應(yīng)用在轉(zhuǎn)速太高的場(chǎng)合，而且運(yùn)用齒輪傳動(dòng)時(shí)，還要考慮到這樣消除震動(dòng)和怎樣潤(rùn)滑齒輪，這樣就增加了設(shè)計(jì)成本。 圖1-1 切割部分原理圖 切割部分的原理如圖1-1所示，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)砂輪片高速旋轉(zhuǎn)，電機(jī)與工作臺(tái)之間采用鉸支撐，氣缸1可推動(dòng)砂輪片上下移動(dòng)，完成切割。氣缸2可推動(dòng)工作臺(tái)橫向移動(dòng)，控制切割的長(zhǎng)度。氣缸3可使工作臺(tái)縱向移動(dòng)，使砂輪片能分別切割兩根鑄棒。其中電動(dòng)機(jī)和氣缸都通過(guò)電磁閥由PLC機(jī)控制，從而實(shí)現(xiàn)其動(dòng)作。1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.3.1砂輪片的選取經(jīng)過(guò)調(diào)研，切斷能力為50 的砂輪片，其規(guī)格為mm，所需電機(jī)的最小功率為kw，轉(zhuǎn)速為=2840 r/min, 砂輪片的最大線速度為70m/s。最終選取砂輪片的型號(hào)為TL-001型，其磨料為棕剛玉，粒度為20#。1.3.2 電機(jī)的選取 根據(jù)砂輪片的要求，現(xiàn)選用比較常用的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，這是由于Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的功率等級(jí)和安裝尺寸與國(guó)外同類型的先進(jìn)產(chǎn)品相當(dāng)，因而具有與國(guó)外同類型產(chǎn)品之間良好的互換性，供配套出口及引進(jìn)設(shè)備替換。選取功率為3.0KW，滿載時(shí)的轉(zhuǎn)速為2870r/min。額定電流6.39A，功率因數(shù)0.87，效率82%，額定轉(zhuǎn)矩2.3。1.3.3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.確定計(jì)算功率由機(jī)械設(shè)計(jì)第108頁(yè)表7-7查得工作情況系數(shù)=1.2（電機(jī)帶動(dòng)砂輪切割鐵棒，載荷性質(zhì)為載荷變動(dòng)較大），則功率為 （1-1）2.初選帶的型號(hào)根據(jù)和，由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)中第108頁(yè)圖7-14初選A型普通V帶。3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和1）由機(jī)械設(shè)計(jì)第109頁(yè)表7-8查得A型=75mm,考慮到帶輪太小，其彎曲應(yīng)力過(guò)大，所以要使，取=1502）驗(yàn)算帶的速度 m/s （1-2）因?yàn)?5m/s 22.6m/s ，所以應(yīng)該按計(jì)算 （球軸承應(yīng)?。﹦t所需軸承的額定動(dòng)載荷為 （1-19） （6）確定軸承型號(hào)由簡(jiǎn)明機(jī)械零件手冊(cè)查得軸徑時(shí)，應(yīng)選軸承的代號(hào)為7207ACJ，其額定動(dòng)載荷為=故選用代號(hào)為7207ACJ的軸承合適。第二章 夾緊部分設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求 夾緊機(jī)構(gòu)不但在切割之前機(jī)械手抓能夠根據(jù)事先收到的信號(hào)準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)到每個(gè)工位，而且在切割過(guò)程中要夾緊運(yùn)動(dòng)著的鑄鐵棒，使砂輪與鑄棒同步。2.2方案設(shè)計(jì) 夾緊部分是由氣缸推動(dòng)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)夾緊和放松的。這部分的兩種可行性方案是：一是用一個(gè)機(jī)械手同時(shí)負(fù)責(zé)夾緊兩根鑄棒，根據(jù)需要對(duì)被切割的那條進(jìn)行夾緊。二是用兩個(gè)機(jī)械手，每個(gè)機(jī)械手負(fù)責(zé)夾緊一根鑄棒。第一種方案中，機(jī)械手可通過(guò)一個(gè)二位氣缸和一個(gè)三位氣缸實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄棒的夾緊。第二種方案中，每個(gè)機(jī)械手都需要兩個(gè)二位氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄棒的夾緊。考慮到第一種方案設(shè)計(jì)工作量小，安裝方便，而且控制簡(jiǎn)單，所以優(yōu)先使用第一種方案。 圖2-1 夾緊部分原理圖夾緊部分原理如圖2-1所示，夾緊氣缸能使夾緊機(jī)械手夾緊或放松工件，當(dāng)活塞向右移動(dòng)時(shí)，機(jī)械手夾緊工件；當(dāng)活塞向左移動(dòng)時(shí)，機(jī)械手放松工件。橫向行走氣缸推動(dòng)工作臺(tái)左右移動(dòng)，能控制機(jī)械手使之夾緊左邊或右邊的工件，從而對(duì)夾緊的工件進(jìn)行切割?？v向行走氣缸的作用是當(dāng)完成一次切割過(guò)程完成時(shí)，推動(dòng)工作臺(tái)使之恢復(fù)到初始位置。整個(gè)工作過(guò)程都PLC由控制實(shí)現(xiàn)。第三章 縱橫行走部分的設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)要求縱橫行走裝置主要是為了配合切割裝置和夾緊裝置，使砂輪片和夾緊機(jī)械手能夠在走刀過(guò)程中橫向移動(dòng)，迅速準(zhǔn)確地達(dá)到工作位，在切割過(guò)程中能夠隨著鑄棒縱向移動(dòng)，切完后在返回初始位置。3.2方案設(shè)計(jì) 縱橫行走裝置主要是為了實(shí)現(xiàn)切割機(jī)砂輪片的縱向和橫向移動(dòng)，使之完成切割動(dòng)作。為了設(shè)計(jì)和制造方便，在方案設(shè)計(jì)中縱、橫行走裝置的原理大致相同，即采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而又便于控制的氣壓傳動(dòng)方式，氣缸帶動(dòng)縱向行走板或橫向行走板在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到能量的損耗程度，縱橫行走裝置采用了直線導(dǎo)軌，既提高了運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度，又很大程度的減小了摩擦力，達(dá)到了節(jié)能的效果。3.3 直線導(dǎo)軌的選擇計(jì)算 3.3.1選定條件：1.載荷 根據(jù)粗略計(jì)算，導(dǎo)軌上橫向行走部分的總重量為 所以 2.行程 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的要求，選定行程 3.往復(fù)次數(shù) （次/分）4.壽命要求 假設(shè)機(jī)器壽命為5年，則導(dǎo)軌壽命為 小時(shí)（H）假設(shè)安裝4個(gè)滑塊，要計(jì)算一個(gè)滑塊的負(fù)載，可用下式 同時(shí)由于兩個(gè)滑塊裝在一個(gè)導(dǎo)軌上，因此接觸系數(shù)。3.3.2選擇方式1.根據(jù)靜態(tài)安全系數(shù)選型號(hào) （3-1）其中 靜態(tài)安全系數(shù) 載荷系數(shù) （在無(wú)外部沖擊或振動(dòng)、低速時(shí)取1.5） 基本額定靜載荷 沖擊載荷現(xiàn)設(shè)靜態(tài)安全系數(shù)則有 （3-2） 在正常運(yùn)行時(shí)一般選取安全系數(shù)為5，根據(jù)上述情況，選取SBG35FL（）的導(dǎo)軌比較理想。2.根據(jù)壽命要求選型號(hào)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)壽命計(jì)算公式 若使用17500小時(shí)，則總的移動(dòng)距離為： （3-3）其中 溫度系數(shù) （由手冊(cè)查得當(dāng)導(dǎo)軌的工作溫度小于100時(shí)，其溫度系數(shù)取1.0） 硬度系數(shù) （為了使直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)達(dá)到最佳承載能力，需要保持導(dǎo)軌的硬度在HRC58-62，由手冊(cè)查得為1.0） 基本動(dòng)載荷所以 解得 因此，選取SGB45FL（）3.復(fù)查理論上選取SGB35FL或上一級(jí)似乎比較恰當(dāng)，但考慮到標(biāo)準(zhǔn)壽命，選擇SGB45FL更理想。第四章 PLC概述4.1 可編程控制器PLC的基本原理可編程控制器(簡(jiǎn)稱PC或PLC)是發(fā)展極為迅速、應(yīng)用極廣泛的 工業(yè)控制裝置。在現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備中有大量的開(kāi)關(guān)量、數(shù)字量、脈沖量以及模擬量需要控制，例如，電機(jī)的啟停，電磁閥的開(kāi)閉，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等。PLC是在固定接線式老裝置顯然不能適應(yīng)這種要求的情況下，按照成熟有效的繼器控制理念和設(shè)計(jì)思想，利用不斷發(fā)展的新技術(shù)、新電子器件，逐步形成了具有特色的各種系列產(chǎn)品。一般機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)，由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和邏輯控制三部分組成。1、輸入設(shè)備輸入設(shè)備是電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)才的界面設(shè)備，完成人與機(jī)之間的信號(hào)采集和機(jī)與機(jī)之間的信號(hào)采集 。操作人員發(fā)出的主令信號(hào)通過(guò)按鈕、各類手動(dòng)開(kāi)關(guān)送入控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)運(yùn)行的控制信號(hào)通過(guò)行程開(kāi)關(guān)等現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備送入控制系統(tǒng)。2、輸出設(shè)備輸出設(shè)備是用控制系統(tǒng)發(fā)出的控制信號(hào)去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)要求的運(yùn)動(dòng)的輸出和顯示設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)。被信號(hào)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有繼電器、交流接觸器、控制液壓系統(tǒng)的電磁閥、信號(hào)顯示燈等。3|、邏輯控制系統(tǒng)邏輯控制系統(tǒng)根據(jù)給定的控制對(duì)輸入設(shè)備送來(lái)的控制、檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，并將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)經(jīng)輸出設(shè)備控制機(jī)械設(shè)備運(yùn)行。組成控制系統(tǒng)的器件有兩類：一是繼電器控制系統(tǒng)，其控制邏輯由硬件構(gòu)成，另一類為用可編程控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)，其控制邏輯由編程軟件構(gòu)成。4.2 可編程控制器的特點(diǎn)設(shè)備采用繼電器控制系統(tǒng)，設(shè)備的簡(jiǎn)單控制及設(shè)備復(fù)雜的自動(dòng)控制均能實(shí)現(xiàn)，但是復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，由于繼電器控制系統(tǒng)本身的 特點(diǎn)而使設(shè)備運(yùn)行存在許多的問(wèn)題。問(wèn)題一是繼電器控制系統(tǒng)由分立元件 組成，因此，系統(tǒng)有較高的故障率；問(wèn)題二是繼電器控制系統(tǒng)采用固定的接線方式構(gòu)成控制邏輯，變更控制邏輯困難。問(wèn)題三是難以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得電氣控制元件和控制系統(tǒng)有了極大的改觀，繼電器控制系統(tǒng)的硬件邏輯可由邏輯函數(shù)表達(dá)式描述，該邏輯函數(shù)表達(dá)式描述的控制邏輯也可用軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，可編程控制器運(yùn)行軟件程序，即可完成繼電器控制硬件邏輯的控制功能。采用計(jì)算機(jī)技術(shù)的可編程控制器，不僅解決了分立元件的故障率問(wèn)題，也解決了固定控制的問(wèn)題，同時(shí)，為與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)和遠(yuǎn)程控制提供了可能性。兩類系統(tǒng)通過(guò)邏輯函數(shù)聯(lián)系起來(lái)，兩者均能完成相同要求的控制功能。可編程控制器實(shí)際是工業(yè)專業(yè)控制計(jì)算機(jī)，也稱工控機(jī)，可編程序控制器具有以下特點(diǎn)：1、具有很高的工作可靠性和抗干擾能力；2、控制程序可變，具有很好的柔性；3、程序簡(jiǎn)單，控制功能豐富，使用方便；4、擴(kuò)充方便，組合靈活，可構(gòu)成各類控制系統(tǒng)；5、可將運(yùn)行數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行；6、設(shè)備體積小巧，維護(hù)方便，插件更換靈活。以上特點(diǎn)使得可編程序控制器，在設(shè)備電氣控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。第五章 電氣控制線路的設(shè)計(jì)5.1 電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般要求 電氣控制線路的設(shè)計(jì)是在傳動(dòng)形式及控制方案選擇的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是傳動(dòng)形式與控制方案的具體化。 電氣控制線路根據(jù)用途的不同可能會(huì)有其特殊的要求，設(shè)計(jì)所需要遵循的一般要求是：1） 應(yīng)滿足機(jī)電設(shè)備對(duì)電氣控制線路的要求，按照工藝要求準(zhǔn)確、可靠地工作。 2）在滿足生產(chǎn)要求的前提下，應(yīng)力求使控制線路簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，盡量選用經(jīng)過(guò)實(shí)際考驗(yàn)過(guò)的線路。 3）保證控制的安全、可靠，具有必要的保護(hù)裝置和連鎖環(huán)節(jié)，誤操作時(shí)不至于發(fā)生重大事故。 4）盡量便于操作和維修。5.2電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法 電氣控制線路的控制方法有兩種：一種是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，另一種是邏輯設(shè)計(jì)法。 1. 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法先從滿足生產(chǎn)工藝的要求出發(fā)，按照電動(dòng)機(jī)的控制方法，利用各種基本的控制環(huán)節(jié)和控制方法，借鑒典型的控制線路，把它們綜合地組合成一個(gè)整體滿足生產(chǎn)需要。這種設(shè)計(jì)方法比較簡(jiǎn)單，但要求設(shè)計(jì)人員必須熟悉控制線路，掌握多種典型線路的設(shè)計(jì)資料，同時(shí)具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。另外，初步設(shè)計(jì)出來(lái)的控制線路可能有幾種，這時(shí)要加以比較分析，反復(fù)地修改簡(jiǎn)化，甚至要通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，才能確定比較合理的設(shè)計(jì)方案。2. 邏輯設(shè)計(jì)法邏輯設(shè)計(jì)法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，利用邏輯代數(shù)方法這一數(shù)學(xué)工具來(lái)分析、化簡(jiǎn)、設(shè)計(jì)線路的。邏輯設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的線路結(jié)構(gòu)比較合理，所用元件的數(shù)量較少，得到的設(shè)計(jì)方案是最佳的。但是當(dāng)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)比較復(fù)雜時(shí)，這種方法就顯得比較煩瑣，工作量很大，而且容易出錯(cuò)。5.3 氣動(dòng)原理圖設(shè)計(jì) 根據(jù)切割機(jī)的機(jī)構(gòu)原理，繪制的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖5-2所示，其中ST0-ST9為控制氣缸的行程開(kāi)關(guān)。 圖5-1 切割機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖5.3.1 氣動(dòng)原理圖 5.3.2控制流程圖結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從題目確定開(kāi)始，經(jīng)過(guò)查資料、調(diào)研、方案的提出及確定，再到完成總裝圖、部件圖，直到最后結(jié)束論文，才使本次畢業(yè)設(shè)計(jì)最終圓滿完成。本次設(shè)計(jì)的題目是“鑄棒線切割機(jī)的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)”。鑄棒線切割機(jī)是針對(duì)鑄鐵在連續(xù)鑄造過(guò)程中的切割而采用的一種專門的切割機(jī)。連續(xù)鑄造過(guò)程主要由保溫爐、牽棒機(jī)、切割機(jī)和壓斷機(jī)組成，在工作過(guò)程中拉棒機(jī)能從保溫爐中同時(shí)拉出兩條鑄鐵棒。題目要求切割機(jī)在連續(xù)鑄造過(guò)程中工作，并根據(jù)定長(zhǎng)信號(hào)分別切割兩條連續(xù)的鑄鐵棒，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄棒的準(zhǔn)確定長(zhǎng)切割，切割后自動(dòng)返回初始位置，其切口深度為35mm。再由壓斷機(jī)進(jìn)行壓斷。整個(gè)切割過(guò)程都由自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。此次設(shè)計(jì)的主要工作分為兩大部分，第一部分為切割機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)，其中主要包括砂輪片的選擇、電機(jī)的選擇、砂輪片傳動(dòng)方式的選擇和優(yōu)化、電機(jī)和砂輪的安裝、各個(gè)氣缸力的計(jì)算及其參數(shù)選擇計(jì)算、滑動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)以及其他部分和整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。最后完成總裝圖、部件圖和零件圖。第二部分為電氣原理及控制部分的設(shè)計(jì)，主要包括氣動(dòng)控制原理圖的設(shè)計(jì)、電氣原理圖的設(shè)計(jì)、配線圖的設(shè)計(jì)、控制柜的設(shè)計(jì)及電路控制面板的設(shè)計(jì)。鑄棒線切割機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能安全可靠，操作方便可行，很好的實(shí)現(xiàn)了其預(yù)定功能。由PLC控制的氣動(dòng)隨動(dòng)鑄棒線切割機(jī)，由氣缸驅(qū)動(dòng)完成順序切割動(dòng)作過(guò)程。這種切割機(jī)具有控制方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)、修改方便、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)自己不懈的努力和指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，各項(xiàng)任務(wù)都已經(jīng)順利完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。但由于設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)不足，知識(shí)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤和疏漏再所難免，產(chǎn)品在性能方面也可能存在一些不足，欠妥之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 辭 謝厲經(jīng)幾個(gè)月時(shí)間的努力，我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我對(duì)并對(duì)本專業(yè)有了較深刻的認(rèn)識(shí)和理解，同時(shí)學(xué)到了更多的關(guān)于機(jī)械方面的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)以及電氣控制方面的 相關(guān)知識(shí)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的歸納和總結(jié)，對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作有重要的指導(dǎo)意義和實(shí)踐意義。當(dāng)然我之所以順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)主要因?yàn)橹笇?dǎo)老師的屢不厭煩的教導(dǎo)。我將特別感謝我的導(dǎo)師高燕老師，她治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，知識(shí)淵博，經(jīng)驗(yàn)豐富，不但給我悉心指導(dǎo)，還帶領(lǐng)我參觀調(diào)研，使我更加體會(huì)到了一個(gè)令人尊敬的老師對(duì)學(xué)生無(wú)微不至的關(guān)懷，也賦予了我進(jìn)一步努力、不斷進(jìn)取的熱情。請(qǐng)?jiān)S我再次向高艷老師表示誠(chéng)摯的謝意，感謝各位老師批評(píng)斧正。并祝各位老師身體健康，工作順利！參考文獻(xiàn)1 徐 灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19912 Shigley J E, Uicher J J.Theory of machines and mechanisms .NewYork:McGraw-Hill Book Company,19803 蔡春源. 簡(jiǎn)明機(jī)械零件手冊(cè). 北京：冶金工業(yè)出版社，1996.34 王德璽，裴垠欣. 機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：煤炭工業(yè)出版社，1999 5 D Y Yang, C H Lee,Analysis of three-dimension-al extrusion of section through curle dies by 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Machine Design. June,28 No13,19567 陸鑫盛，周 洪.氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì). 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，19958 Nikravesh P E. Computer-aided analysis of mechanical systems.s.l:Prentice-Hall Inc,19889 許福玲，陳堯明. 液壓與氣壓傳動(dòng). 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2000.510 國(guó)科精工（上海）有限公司.自潤(rùn)滑式線性導(dǎo)軌11 周 軍，海 心. 氣動(dòng)控制及PLC. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2001.812 朱善君等.可編程序控制系統(tǒng). 北京：清華大學(xué)出版社，199413 孫 桓，陳作模. 機(jī)械原理. 第五版. 北京：高等教育出版社，199614 Mattnies, Hans Jurgen.Einfuhrung in die plhydralik.Stuttgert,B.G.Toubner,198433 棒料切割機(jī)設(shè)計(jì)目 錄引言摘要第一章 切割部分設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)要求 61.2方案設(shè)計(jì) 61.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7第二章 夾緊部分設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求 182.2方案設(shè)計(jì) 18第三章 縱橫行走部分設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)要求 203.2方案設(shè)計(jì) 203.3直線導(dǎo)軌的選擇計(jì)算 20第四章 PLC 概述4.1可編程控制器PLC的基本原理 234.2可編程控制器的特點(diǎn) 24第五章 電氣控制線路的設(shè)計(jì)5.1電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般要求 255.2電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法 255.3氣動(dòng)原理圖的設(shè)計(jì) 26結(jié) 論 30謝 辭 31參考文獻(xiàn) 32第一章 切割部分設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)要求項(xiàng)目要求切割機(jī)能夠根據(jù)定長(zhǎng)信號(hào)分別切割兩條連續(xù)的鑄鐵棒，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄棒的準(zhǔn)確定長(zhǎng)切割，切割后自動(dòng)返回初始位置。其切口深度為35mm。再由壓斷機(jī)進(jìn)行壓斷。1.2 方案設(shè)計(jì)切割部分主要有砂輪、電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成?，F(xiàn)在在切割部分有兩種可行的方案：第一，電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)砂輪 動(dòng)。第二，電動(dòng)機(jī)通過(guò) 輪傳動(dòng)帶動(dòng)砂輪 動(dòng)?？?切割過(guò)程 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)砂輪 ， 選 第一種方案， 為 輪傳動(dòng) 在 的 ， 輪傳動(dòng) ， 要考 動(dòng)和 輪， currency1設(shè)計(jì)成本。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的概要 我是04機(jī)/計(jì)（2）班的劉俊，通過(guò)3個(gè)月的努力完成了這套畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此我要感謝我的指導(dǎo)老師高艷老師和單位的各位幫助我完成的師傅們。當(dāng)然能夠順利的完成這套設(shè)計(jì)與本人的努力是分不開(kāi)的。我們?cè)O(shè)計(jì)的鑄棒線切割機(jī)主要由三個(gè)大的部分組成，即切割部分、夾緊部分和縱橫行走部分。切割部分是由電極帶動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)，由氣缸控制砂輪上下移動(dòng)完成切割。夾緊部分主要采用了一個(gè)氣動(dòng)夾緊機(jī)械手，電磁閥控制氣缸活塞的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊和放松?？v橫行走部分是由氣缸控制縱向、橫向行走板，使之沿直線導(dǎo)軌前進(jìn)或返回。整個(gè)機(jī)器由PLC控制各個(gè)氣動(dòng)換向閥的電磁鐵，由氣缸驅(qū)動(dòng)完成順序切割動(dòng)作過(guò)程。而隨動(dòng)工作臺(tái)的隨動(dòng)前進(jìn)速度也可以通過(guò)夾緊機(jī)械手夾緊鑄棒使之與鑄棒速度同步。橫向切割時(shí)的切割速度可以通過(guò)氣缸來(lái)調(diào)節(jié)。與一般的切割機(jī)相比，這種切割機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：一、實(shí)現(xiàn)了機(jī)械工程和自動(dòng)控制的有效結(jié)合，機(jī)械部分采用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都進(jìn)行了綜合技術(shù)比較與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的功能。二、整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都采用了氣壓傳動(dòng)控制，與液壓傳動(dòng)相比，氣壓傳動(dòng)有無(wú)介質(zhì)費(fèi)用、處理方便、無(wú)泄露污染、無(wú)介質(zhì)變質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。 三、在設(shè)計(jì)過(guò)程中，縱橫行走裝置采用了直線導(dǎo)軌，既提高了運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度，又很大程度的減小了摩擦力，達(dá)到了節(jié)能的效果。四、整個(gè)切割過(guò)程都由PCL控制，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、設(shè)備性能良好、使用壽命長(zhǎng)、安全系數(shù)高等因素，滿足了自動(dòng)化大批量的生產(chǎn)要求。這種切割機(jī)具有控制方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)、修改方便、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。鑄棒線切割機(jī)在連續(xù)的鑄造中工作，它的工作是由PLC控制電磁閥，使電磁閥控制氣缸，并由氣缸驅(qū)動(dòng)與其連接的部件，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄棒的準(zhǔn)確定長(zhǎng)切割，切割后自動(dòng)返回初始位置。一個(gè)切割機(jī)分別切割兩條鑄棒，其切口深度為35mm，然后由壓斷機(jī)進(jìn)行壓斷。鑄棒線切割機(jī)是一種既能有效的提高生產(chǎn)率，又在價(jià)格和使用方面能被廣大用戶所接受的一種新型的自動(dòng)控制切割機(jī)。由PLC控制的氣動(dòng)鑄棒切割機(jī)，其中融合了氣壓自動(dòng)控制、機(jī)器人技術(shù)和PLC控制技術(shù)。PLC控制各個(gè)氣動(dòng)換向閥的電磁鐵，由氣缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手完成順序切割過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)、電器控制和氣動(dòng)控制的有效結(jié)合。這種切割機(jī)具有控制方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)、維修方便，生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。切割部分主要有砂輪、電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。切割方案：電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)砂輪片轉(zhuǎn)動(dòng)。夾緊機(jī)構(gòu)不但在切割之前機(jī)械手抓能夠根據(jù)事先收到的信號(hào)準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)到每個(gè)工位，而且在切割過(guò)程中要夾緊運(yùn)動(dòng)著的鑄鐵棒，使砂輪與鑄棒同步。夾緊部分是由氣缸推動(dòng)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)夾緊和放松的。它是用一個(gè)機(jī)械手同時(shí)負(fù)責(zé)夾緊兩根鑄棒，根據(jù)需要對(duì)被切割的那條進(jìn)行夾緊?？v橫行走裝置主要是為了配合切割裝置和夾緊裝置，使砂輪片和夾緊機(jī)械手能夠在走刀過(guò)程中橫向移動(dòng)，迅速準(zhǔn)確地達(dá)到工作位，在切割過(guò)程中能夠隨著鑄棒縱向移動(dòng)，切完后在返回初始位置?？v橫行走裝置主要是為了實(shí)現(xiàn)切割機(jī)砂輪片的縱向和橫向移動(dòng)，使之完成切割動(dòng)作。鑄棒線切割機(jī)是針對(duì)鑄鐵在連續(xù)鑄造過(guò)程中的切割而采用的一種專門的切割機(jī)。連續(xù)鑄造過(guò)程主要由保溫爐、牽棒機(jī)、切割機(jī)和壓斷機(jī)組成，在工作過(guò)程中拉棒機(jī)能從保溫爐中同時(shí)拉出兩條鑄鐵棒。題目要求切割機(jī)在連續(xù)鑄造過(guò)程中工作，并根據(jù)定長(zhǎng)信號(hào)分別切割兩條連續(xù)的鑄鐵棒，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄棒的準(zhǔn)確定長(zhǎng)切割，切割后自動(dòng)返回初始位置，其切口深度為35mm。再由壓斷機(jī)進(jìn)行壓斷。整個(gè)切割過(guò)程都由自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。此次設(shè)計(jì)的主要工作分為兩大部分，第一部分為切割機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)，其中主要包括砂輪片的選擇、電機(jī)的選擇、砂輪片傳動(dòng)方式的選擇和優(yōu)化、電機(jī)和砂輪的安裝、各個(gè)氣缸力的計(jì)算及其參數(shù)選擇計(jì)算、滑動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)以及其他部分和整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。最后完成總裝圖、部件圖和零件圖。第二部分為電氣原理及控制部分的設(shè)計(jì)，主要包括氣動(dòng)控制原理圖的設(shè)計(jì)、電氣原理圖的設(shè)計(jì)、配線圖的設(shè)計(jì)、控制柜的設(shè)計(jì)及電路控制面板的設(shè)計(jì)。鑄棒線切割機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能安全可靠，操作方便可行，很好的實(shí)現(xiàn)了其預(yù)定功能。由PLC控制的氣動(dòng)隨動(dòng)鑄棒線切割機(jī)，由氣缸驅(qū)動(dòng)完成順序切割動(dòng)作過(guò)程。這種切割機(jī)具有控制方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)、修改方便、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。引 言機(jī)電一體化產(chǎn)品廣泛應(yīng)用各種加工業(yè)，切割技術(shù)也有了飛速的發(fā)展，手工切割已經(jīng)適應(yīng)不了現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求。同時(shí)，切割機(jī)的夾緊機(jī)構(gòu)也有了迅速的發(fā)展，一些簡(jiǎn)單的機(jī)械手已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。簡(jiǎn)單的機(jī)械手經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的時(shí)代。幾十年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計(jì)在不斷的修改，品種也在不斷的增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)大。簡(jiǎn)單的機(jī)械手是一種仿人操作、自動(dòng)控制、的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。我們?cè)O(shè)計(jì)的鑄棒線切割機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能安全可靠，操作方便可行，很好的實(shí)現(xiàn)了其預(yù)定功能。鑄棒線切割機(jī)主要由三個(gè)大的部分組成，即切割部分、夾緊部分和縱橫行走部分。切割部分是由電極帶動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)，由氣缸控制砂輪上下移動(dòng)完成切割。夾緊部分主要采用了一個(gè)氣動(dòng)夾緊機(jī)械手，電磁閥控制氣缸活塞的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊和放松?？v橫行走部分是由氣缸控制縱向、橫向行走板，使之沿直線導(dǎo)軌前進(jìn)或返回。整個(gè)機(jī)器由PLC控制各個(gè)氣動(dòng)換向閥的電磁鐵，由氣缸驅(qū)動(dòng)完成順序切割動(dòng)作過(guò)程。而隨動(dòng)工作臺(tái)的隨動(dòng)前進(jìn)速度也可以通過(guò)夾緊機(jī)械手夾緊鑄棒使之與鑄棒速度同步。橫向切割時(shí)的切割速度可以通過(guò)氣缸來(lái)調(diào)節(jié)。與一般的切割機(jī)相比，這種切割機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：一、實(shí)現(xiàn)了機(jī)械工程和自動(dòng)控制的有效結(jié)合，機(jī)械部分采用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都進(jìn)行了綜合技術(shù)比較與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的功能。二、整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都采用了氣壓傳動(dòng)控制，與液壓傳動(dòng)相比，氣壓傳動(dòng)有無(wú)介質(zhì)費(fèi)用、處理方便、無(wú)泄露污染、無(wú)介質(zhì)變質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。 三、在設(shè)計(jì)過(guò)程中，縱橫行走裝置采用了直線導(dǎo)軌，既提高了運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度，又很大程度的減小了摩擦力，達(dá)到了節(jié)能的效果。四、整個(gè)切割過(guò)程都由PCL控制，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、設(shè)備性能良好、使用壽命長(zhǎng)、安全系數(shù)高等因素，滿足了自動(dòng)化大批量的生產(chǎn)要求。這種切割機(jī)具有控制方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)、修改方便、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。摘 要連續(xù)鑄造是一種先進(jìn)的鑄造方法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結(jié)晶器的特殊金屬型中，凝固（結(jié)殼）了的鑄件，連續(xù)不斷地從結(jié)晶器的另一端拉出，它可獲得任意長(zhǎng)或特定的長(zhǎng)度的鑄件。連續(xù)鑄造在國(guó)內(nèi)外已被廣泛采用，例如連續(xù)鑄錠（鋼或有色金屬錠），連續(xù)鑄管等。連續(xù)鑄造和普遍鑄造法比較有下述優(yōu)點(diǎn)：1.由于金屬被迅速冷卻，結(jié)晶致密，組織均勻，機(jī)械性能較好；2.連續(xù)鑄造時(shí)，鑄件上沒(méi)有澆注系統(tǒng)的冒口，故連續(xù)鑄錠在軋制時(shí)不用切頭去尾，節(jié)約了金屬，提高了收得率；3.簡(jiǎn)化了工序，免除造型及其它工序，因而減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；所需生產(chǎn)面積也大為減少；4.連續(xù)鑄造生產(chǎn)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，鑄錠時(shí)還能實(shí)現(xiàn)連鑄連軋，大大提高了生產(chǎn)效率。鑄棒線割機(jī)在連續(xù)的鑄造中工作，它的工作是由PLC控制電磁閥，使電磁閥控制氣缸，并由氣缸驅(qū)動(dòng)與其連接的部件，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄棒的準(zhǔn)確定長(zhǎng)切割，切割后自動(dòng)返回初始位置。一個(gè)切割機(jī)分別切割兩條鑄棒，其切口深度為35mm，然后由壓斷機(jī)進(jìn)行壓斷。鑄棒線割機(jī)是一種既能有效的提高生產(chǎn)率，又在價(jià)格和使用方面能被廣大用戶所接受的一種新型的自動(dòng)控制切割機(jī)。由PLC控制的氣動(dòng)鑄棒切割機(jī)，其中融合了氣壓自動(dòng)控制、機(jī)器人技術(shù)和PLC控制技術(shù)。PLC控制各個(gè)氣動(dòng)換向閥的電磁鐵，由氣缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手完成順序切割過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)、電器控制和氣動(dòng)控制的有效結(jié)合。這種切割機(jī)具有控制方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)、維修方便，生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。目 錄引言摘要第一章 切割部分設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)要求 61.2方案設(shè)計(jì) 61.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7第二章 夾緊部分設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求 182.2方案設(shè)計(jì) 18第三章 縱橫行走部分設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)要求 203.2方案設(shè)計(jì) 203.3直線導(dǎo)軌的選擇計(jì)算 20第四章 PLC 概述4.1可編程控制器PLC的基本原理 234.2可編程控制器的特點(diǎn) 24第五章 電氣控制線路的設(shè)計(jì)5.1電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般要求 255.2電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法 255.3氣動(dòng)原理圖的設(shè)計(jì) 26結(jié) 論 30謝 辭 31參考文獻(xiàn) 32第一章 切割部分設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)要求項(xiàng)目要求切割機(jī)能夠根據(jù)定長(zhǎng)信號(hào)分別切割兩條連續(xù)的鑄鐵棒，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄棒的準(zhǔn)確定長(zhǎng)切割，切割后自動(dòng)返回初始位置。其切口深度為35mm。再由壓斷機(jī)進(jìn)行壓斷。1.2 方案設(shè)計(jì)切割部分主要有砂輪、電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。現(xiàn)在在切割部分有兩種可行的方案：第一，電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)砂輪片轉(zhuǎn)動(dòng)。第二，電動(dòng)機(jī)通過(guò)圓錐齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)砂輪片轉(zhuǎn)動(dòng)?？紤]到切割過(guò)程中電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)砂輪高速旋轉(zhuǎn)，所以優(yōu)先選取第一種方案，因?yàn)閳A錐齒輪傳動(dòng)不宜應(yīng)用在轉(zhuǎn)速太高的場(chǎng)合，而且運(yùn)用齒輪傳動(dòng)時(shí)，還要考慮到這樣消除震動(dòng)和怎樣潤(rùn)滑齒輪，這樣就增加了設(shè)計(jì)成本。 圖1-1 切割部分原理圖 切割部分的原理如圖1-1所示，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)砂輪片高速旋轉(zhuǎn)，電機(jī)與工作臺(tái)之間采用鉸支撐，氣缸1可推動(dòng)砂輪片上下移動(dòng)，完成切割。氣缸2可推動(dòng)工作臺(tái)橫向移動(dòng)，控制切割的長(zhǎng)度。氣缸3可使工作臺(tái)縱向移動(dòng)，使砂輪片能分別切割兩根鑄棒。其中電動(dòng)機(jī)和氣缸都通過(guò)電磁閥由PLC機(jī)控制，從而實(shí)現(xiàn)其動(dòng)作。1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.3.1砂輪片的選取經(jīng)過(guò)調(diào)研，切斷能力為50 的砂輪片，其規(guī)格為mm，所需電機(jī)的最小功率為kw，轉(zhuǎn)速為=2840 r/min, 砂輪片的最大線速度為70m/s。最終選取砂輪片的型號(hào)為TL-001型，其磨料為棕剛玉，粒度為20#。1.3.2 電機(jī)的選取 根據(jù)砂輪片的要求，現(xiàn)選用比較常用的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，這是由于Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的功率等級(jí)和安裝尺寸與國(guó)外同類型的先進(jìn)產(chǎn)品相當(dāng)，因而具有與國(guó)外同類型產(chǎn)品之間良好的互換性，供配套出口及引進(jìn)設(shè)備替換。選取功率為3.0KW，滿載時(shí)的轉(zhuǎn)速為2870r/min。額定電流6.39A，功率因數(shù)0.87，效率82%，額定轉(zhuǎn)矩2.3。1.3.3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.確定計(jì)算功率由機(jī)械設(shè)計(jì)第108頁(yè)表7-7查得工作情況系數(shù)=1.2（電機(jī)帶動(dòng)砂輪切割鐵棒，載荷性質(zhì)為載荷變動(dòng)較大），則功率為 （1-1）2.初選帶的型號(hào)根據(jù)和，由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)中第108頁(yè)圖7-14初選A型普通V帶。