微型塑料粉碎機設計[三維PROE+說明書]

微型塑料粉碎機設計[三維PROE+說明書],三維PROE+說明書,微型,塑料,粉碎機,設計,三維,proe,說明書,仿單 微型塑料粉碎機 設計說明書 I 摘要 摘要 塑料粉碎機是一種將外形尺寸較大的塑料加工成外形尺寸較小的塑料的塑 料加工機械。廢舊塑料經(jīng)過它的加工處理后，可成為新的原材料用來制造其它 產(chǎn)品?，F(xiàn)在已有的塑料粉碎機存在刀片使用壽命短、粉塵污染嚴重、操作復雜等 不足，基于此，我們設計了此款微型塑料粉碎機。 微型塑料粉碎機主要由濾鐵式進料倉、機架、塑料刀片、易拆卸篩網(wǎng)、電機和 可視化出料倉等部分組成，可將堅韌、橡膠狀、纖維狀塑料粉碎至1～10mm，有 刀片使用壽命長、操作方便、噪音低、粉塵少等優(yōu)點。采用三維參數(shù)化設計，設計 周期短； 用Moldflow 進 設計，便于 部 的大 產(chǎn)； 用ANSYS 機架和 進 分 、 機架進 分 ， 理、 材?￠￡不?￥ ?§； 用Pro/E 微型塑 料粉碎機進 currency1'“?， 微型塑料粉碎機 理，不存在??現(xiàn)fi fl過UG '刀刀–為? ? 部 進 數(shù)·加工“?， ? 部 理，可由數(shù)·機 加工 產(chǎn)。 ?? 塑料機械，粉碎機，塑料 Abstract Plastic grinder is a size large plastic processing into smaller dimensions of plastics, plastics processing machinery. Part of waste plastics after it's processed, can become the new raw material used to make other products. Now plastic grinder blade life short, dusts pollute environment, lack of procedure complicated, based on this, we designed the miniature plastic shredders. II ??”?…‰ ? 用`′大? Micro plastics crusher is mainly composed of iron-type feeding Hopper, filter racks, plastic blades, easy to disassemble the screen composition, variable speed motor and Visual storage hopper can be tough and rubbery, fibrous plastic pieces to 1~10MM, with plastic blade long life, simple and convenient operation, low noise and dust pollution, and so on. Using the three-dimension parametric design method, short design cycle using Moldflow software to design of injection mold for the plum rotary switch for easy mass production of parts using modern CAD/CAE/CAM software ANSYS to static analysis, the rack and the hinge to modal analysis of the frame shows: meet the strength requirements and does not resonate; miniature plastic shredders by using Pro/e software for movement simulation Results showed that the miniature plastic Shredder's body movement problems does not exist; knives knife using the UG NC programming software for NC programming and machining simulation, turned knife holder can use CNC processing using CAXA software to drawing detail drawing and Assembly drawing using 3D printing 3D printer in miniature plastic shredders. Key words: plastics machinery, crusher, plastic 目錄 摘要................................................................................................................................I Abstract.........................................................................................................................II ?ˉ.............................................................................................................................III ?一? ˙¨...............................................................................................................-1- 1.1 塑料 碎機˙¨...........................................................................................-2- 1.2 塑料 碎機的￥?? .............................................................................- 2 - 1.3 微型塑料粉碎機的設計??ˇ— .........................................................- 2 - 1.3.1 設計??..........................................................................................- 2 - 1.3.2 設計— ..........................................................................................- 3 - ? ? 基于Pro/E的微型塑料粉碎機設計..........................................................- 4 - 2.1 微型塑料粉碎機 .................................................................................- 4 - 2.2 微型塑料粉碎機的 設計.....................................................................- 5 - III 摘要 2.2.1 濾鐵式進料倉的設計......................................................................- 5 - 2.2.2 可視化出料倉的設計......................................................................- 6 - 2.2.3 易拆卸篩網(wǎng)的設計..........................................................................- 7 - 2.2.4 '機 的設計..............................................................................- 7 - 2.2.5 '刀的設計......................................................................................- 8 - 2.2.6 刀的設計......................................................................................- 9 - 2.2.7 機架的設計....................................................................................- 10 - 2.2.8 重要部 的材料、使用要 ˇ 處理方 ................................- 11 - 2.2.9 電機的 ....................................................................................- 11 - 2.3 的? ...........................................................................................- 11 - ?三? 基于Moldflow和Pro/E的 設計..........................- 13 - 3.1 設計 ...................................................................................................- 13 - 3.2 ?分 ...................................................................................................- 13 - 3.2.1 ?分 處理............................................................................- 13 - 3.2.2 ?'分 ........................................................................................- 14 - 3.2.3 a 分 ........................................................................................- 14 - 3.3 基于Pro/E的 設計........................................- 14 - 3.3.1 成型 部 的設計........................................................................- 14 - 3.3.2 架的設計....................................................................................- 14 - 3.3.3 機 ? 機 的設計........................................................- 15 - 3.3.4 ??o 的設計............................................................................- 16 - 3.3.5 o 的設計............................................................................- 16 - 3.4 ?.......................................................................................- 17 - ? ? 基于ANSYS的機架和 有 分 ................................................- 19 - 4.1 微型塑料粉碎機的? 計 ...................................................................- 19 - 4.1.1 主 ??在???的 和 的計 ........................- 19 - 4.1.2 機架 –處 的計 ....................................................................- 19 - 4.1.3 初步確 的最小直徑................................................................- 19 - IV ??”?…‰ ? 用`′大? 4.2 基于ANSYS的微型塑料粉碎機機架和 的有 分 ................- 19 - 4.2.1 機架的 分 ........................................................................- 19 - 4.2.2 的 分 ........................................................................- 21 - 4.2.3 整 機架的 分 ....................................................................- 22 - ?五? 基于Pro/E的微型塑料粉碎機currency1'“?................................................- 24 - 5.1 微型塑料粉碎機 部 的 ...............................................................- 24 - 5.2 '機 的“?.......................................................................................- 24 - 5.3 可視化出料倉的“?...............................................................................- 25 - 5.4 濾鐵式進料倉的“?...............................................................................- 25 - 5.5 微型塑料粉碎機爆炸?...........................................................................- 26 - ?六? 基于UG的'刀刀–數(shù)·加工“?.......................................................- 27 - 6.1 刀–加工方案ˇ加工參數(shù)的確 ...........................................................- 27 - 6.2 刀–的加工編程.......................................................................................- 27 - 6.2.1 型的 入............................................................................- 27 - 6.2.2 毛坯的確 ....................................................................................- 28 - 6.2.3 加工參數(shù)的設置............................................................................- 29 - 6.2.4 刀 的 義....................................................................................- 29 - 6.2.5 刀 徑的 義............................................................................- 30 - 6.2.6 加工“?........................................................................................- 31 - 6.2.7 CNC程序后序處理.......................................................................- 31 - ?七? 基于CatalystEX的微型塑料粉碎機3D打印........................................- 32 - 7.1 微型塑料粉碎機三維 型的創(chuàng)建...........................................................- 32 - 7.2 整機ˇ? 部 的打印...........................................................................- 33 - 7.2.1 微型塑料粉碎機整機的打印........................................................- 33 - 7.2.2 重要 部 的打印........................................................................- 34 - ?八? 總 ...........................................................................................................- 40 - 參考文獻.................................................................................................................- 41 - 致謝.........................................................................................................................- 42 - 附ˉ.........................................................................................................................- 43 - 1 ?一? ˙¨ 第一章 概論 1.1 塑料破碎機概論 隨著塑料制品在? ?業(yè) 用的日益廣泛，廢舊塑料的回收利用問題已經(jīng) ?到了世界?…的普遍重視。廢舊塑料的回收利用不但可 節(jié)約大 的原材料 ˇ能源，而￡有利于防止環(huán)境污染。塑料 碎機是回收利用廢舊塑料的重要設 備，適用于?種塑料，如PE、PP、PVC、ABS、PET、PC等?種板材、管材、 制 品和中空容器等的 碎[1]。 為了適 不同性質塑料的回收，逐漸研￥出了不同類型的塑料 碎機，主 要可分為三類 硬塑料 碎機、強 塑料 碎機、塑料管材塑料 碎機。 硬塑料 碎機 適 碎?類中小型塑料板材、ABS、PE、PP板材。為便于長 條形板材投入 碎，獨特設計了長方形投料口，提高了工作效率；可 吸料 風機、儲料桶組成板材粉碎回收o ， 更加充分￥揮回收效率。 強 塑料 碎機 適 碎普fl片材、管材、型材、板材ˇ包 材料等塑料 制品，使用 于爪刀和′刀之間的 金鋼片形刀片，刀型設計 理；使用 的 承為密封 承， 承 '可長時間保持良好；產(chǎn)品成粒均勻。 塑料管材塑料 碎機 適 碎?類中小型塑料管材，如PE、PVC管、硅 芯管等管材的 碎回收。為便于長條形管材的投入粉碎，獨特設計了圓管型的 投料口；可 吸料風機、儲料桶組成管材粉碎回收o ， 更加充分￥揮回 收效率[2]。 依據(jù)塑料 碎機?施加外 的種類、currency1'部 的施 方式、 碎機的 ˇ 其外形等 其進 分類如下[2] 1、按?施加外 種類來分，可分為壓縮式 碎機、沖擊式 碎機和切割式 碎機。 2、按currency1'部 的currency1'方式可分為往復式 碎機、 式 碎機和§'式 碎機。 3、按 的數(shù)?和方 可分為單 式 碎機和 式 碎機。 4、按 碎機的 來分，可分為圓 式 碎機、 式 碎機、 ?式 2 碎機 ˇ 式 碎機。 5、按機型設計可分為 式 碎機和 式 碎機[2]。 不同類型的 碎機，其 和使用特性 不同，￡ 碎條 、 碎 的粒 有 ￠大的 。 此在 工作中要 據(jù)塑料的種類、塑料的 理性能來 碎機ˇ其?用篩網(wǎng)的尺寸和刀 的數(shù) 、 等[3]。 1-1為 塑料 碎 機的類型ˇ使用特性。 1-1 塑料 碎機的類型ˇ使用特性[2] a 壓縮 0～4m/s b 沖擊 10～200m/s c 切割、 短； 1.2 塑料破碎機的發(fā)展趨勢 隨著 ?的不 ￥?， 們 ?`′的不 提高，塑料￠￡造成的污染? 來?嚴重。廢舊塑料處理 業(yè)的壓 ?來?大。塑料 碎機是回收處理廢舊塑 料的重要設備。? 已經(jīng)研￥出了硬塑料 碎機、強 塑料 碎機、塑料管材塑 料 碎機。高￥密的塑料 碎機是日后塑料 碎設備的研￥??，￡要§入更 currency1的電'? 、網(wǎng)“? 和?'?·? [3]。 1.3 微型塑料粉碎機的設計背景及思路 1.3.1 設計背景 ? 回收廢舊塑料的一?重要的方 為 理回收 。將廢舊塑料收fifl來 后，用塑料粉碎機將其粉碎，之后 –??，投入造粒機中成型?可· 粒 ??是 理回收 。此過程中，塑料粉碎機fl著至 重要的作用。? ???已 經(jīng)出現(xiàn)了”currency1類型的塑料粉碎機，如?式粉碎機、 式粉碎機等，但?…已有 的粉碎機‰存在一… 同的不足 1、 濾出?雜在 粉碎 料中的鐵質雜質。 2、更`篩網(wǎng)操作復雜。 碎機類型 施 方 式 粉碎 料 碎品粒 /mm ′?程 ? ˉ 堅 韌 橡 膠 狀 纖 維 狀 ? ˉ 大 中 小 壓碎機 a + 500～15 + 圓 碎機 a + 100～10 + 碎機 a + + + + >20 + 沖擊 碎機 b + + + >30 + 式 碎機 b + >20 + 切割式 碎機 c + + + 10～1 + 3 ?一? ˙¨ 3、˙¨出料倉的收fi ?時?將其打 ，此時?有粉塵 出，污染?間環(huán) 境。 1.3.2 設計思路 類 產(chǎn)工 的￥?方 是使用方便、操作 單、節(jié)約能源、使用壽命長。我 們 ??— 塑料粉碎機進 了創(chuàng)新設計。 1、為了防止?雜在 粉碎 料中的鐵質雜質 ?刀片，?要設計一種 置， 在鐵質雜質進入粉碎ˇ之 ，將其濾出。 2、粉碎機工作時，操作 —?要不 打 出料倉 ˙¨其收fi ?，可 一種 置，使?操作 —不?將其打 ?可˙¨其收fi ?。 3、?要不同的出料粒徑時，便?要更`不同 徑的篩網(wǎng)，篩網(wǎng) 其 架可 采用分 式設計， 便于 更`篩網(wǎng)。 第二章 基于Pro/E的微型塑料粉碎機設計 2.1 微型塑料粉碎機簡介 在? ???已有塑料粉碎機的基 ?進 了創(chuàng)新設計，?到了此款微型 塑料粉碎機。微型塑料粉碎機主要由濾鐵式進料倉、機架、塑料刀片、易拆卸篩網(wǎng)、 可視化出料倉、電'機等組成，用于粉碎堅韌、橡膠狀和纖維狀塑料。其機械尺 寸為540×625×977 長× ×高，單 mm ，可防止?雜在 粉碎 料中的 鐵質雜質 ?刀片， 少粉塵ˇ噪音污染。微型塑料粉碎機如?2-1? 。 4 ?2-1 微型塑料粉碎機 款微型塑料粉碎機的主要參數(shù)如 2-1? 。 2-1 主要參數(shù)[2] 型 粉碎ˇ口徑 mm 粉碎能 kg/h 電機 率 KW/h 刀 片 ?'刀 片 機械尺寸 mm 重 kg SWP160A 190×165 30～80 2.2 2 9 540×625×97 7 250 2.2 微型塑料粉碎機的結構設計 2.2.1 濾鐵式進料倉的設計 進料倉是粉碎機的進料部 。濾鐵式進料倉可·制 料進入粉碎ˇ的? 、 能濾 ? ?塑料刀片的鐵質雜質、便于拆卸 ˇ 小噪音，￡可 防止 粉塵a入口處 入?間污染環(huán)境。 如?2-2、2-3? ，濾鐵式進料倉主要由投料 、 板、直 、 ?形??、強 o鐵、o鐵 等部 組成?！槲搅艘?的鐵質雜質后， 直 ，用 板由后 出雜質， 板到 板 置時， ?可將 其 ，a而將雜質?出粉碎機。 料 為 `′方 13° 的′板，其? 約為500cm2，使? 料可在其? ?勻? 進入粉碎ˇ，￡此種設計有利于強 o鐵充分 吸附?雜在 料中的鐵質雜質；入口??為?形，? 為 240cm2。 進料倉 ? 電'機 機架2出料倉 機架1 5 ?一? ˙¨ ?2-2 濾鐵式進料倉 ?2-3 強 o鐵 進料倉 機架為分 式設計，fl過 ?母和銷 將進料倉 機架 在 一fl，便于拆卸和 [3]。如?2-4、?2-5? 。 ?2-4 ?母 ?2-5 銷 2.2.2 可視化出料倉的設計 出料倉是收fi符 粒徑要 料的 置。如?2-6? ，可視化出料倉主要 由儲料 、插板式 板、透 窗和萬 ?等部 組成，容 為16000mL。出料倉 部 透 窗口，操作 —不?將其打 ?可隨時˙¨ 料的收fi ?，工 作過程中粉碎機始終為?封閉狀 ，粉塵 進入?間環(huán)境。 料 強 o鐵 入口 6 ?2-6 透 窗口 ?2-7 插板式 板 如?2-6? ，出料倉底部 萬 ?，可 方便 將收fi到的 料currency1送 到指 的 置。 如?2-7? ，出料倉尾端 插板式 板，將 板取出，可 快捷 理余料。 2.2.3 易拆卸篩網(wǎng)的設計 篩網(wǎng)的作用是篩 出符 粒徑要 的 料。易拆卸篩網(wǎng)可 快捷 更 `不同 徑的篩網(wǎng)。如?2-8? 篩網(wǎng)分為 架和 圓 的篩板兩部分，拆 方 如?? ，操作方便 單。 ?2-8 篩網(wǎng)的拆 據(jù) 產(chǎn)? ，設計出 徑為6mm、7mm、8mm、9mm、10mm五種不同 徑的篩網(wǎng)[3]。篩網(wǎng) 架由銷 ˇ ?母 在機架?。如?2-9? 。 透 窗口 萬 ? 插板式 板 7 ?一? ˙¨ ?2-9 篩網(wǎng) 架的 2.2.4 傳動機構的設計 '機 的作用是將電'機的' 遞給 ，a而 ''刀繞 高? ， 現(xiàn) 料的粉碎。 如?2-10? ， '機 主要由 ?、電機?和普flV 組成。 用B型 ?， 有currency1 ′穩(wěn)、噪音小、震'低等優(yōu)點；電'機的' 是由V 遞給 ?的。 用普flV '， '′穩(wěn)、 單、造價低，￡易維 [3]。 ?2-10 '機 2.2.5 動刀的設計 塑料粉碎機 料的粉碎是fl過繞 高? 的'刀 在機架?的 刀 互 進 切來 現(xiàn)的。此種刀片可 方便 單 ?節(jié)'刀 刀間 的尺寸 ˇ拆卸 ；￡可 承?巨大的 切 。 如?2-11? ?要?節(jié)刀片間隙時，先 ??，然后 長或 短 ?節(jié)??，· 或 后′?刀片?可?節(jié)刀片間隙。 ?母 銷 ? 電機? 普flV 8 ?2-11 '刀的 后?節(jié) 刀– 在 ?，??'刀片 階梯式分三組 在三?刀–?，使? 每片刀的切削 增大[3]， 適 粉碎堅韌 料，如?2-12? 。 ?2-12 '刀的 ?要?節(jié)刀片間隙或刀 ′ ?要更`時，只?用六 扳手將 ?釘 ?可，操作方便 單。 '刀 參數(shù)如下 刀刃回 直徑 160mm， 刀片 后最大?節(jié)距 5mm， 刀片 60mm。 2.2.6 定刀的設計 刀是機架?的 不'的刀片。此種刀片?節(jié)間隙 單，拆卸 容易。 如?2-13? ， 刀?設計有?節(jié) ，可 后?節(jié)10mm的距 ?節(jié)間 隙的方 '刀 同 ；刀刃長 為180mm，由高強 ?? 在機架?， 后?一片， 據(jù)粉碎 料的不同?節(jié)間隙大小。 ?節(jié)?? ?節(jié) ?? '刀 刀– 9 ?一? ˙¨ ?2-13 刀的 后?節(jié) 2.2.7 機架的設計 機架fl 撐粉碎機??部 的作用， ￠于 的骨架。此種機架采用 層 設計，內(nèi)部填充隔音材料，可防止噪音污染；??部 尺寸設計 理， 滿足強 要 ， 材料的利用 理。 如?2-14? ，機架為 層 設計，內(nèi)部填充隔音材料。粉碎ˇ口徑為 190×165 mm ； ?兩側為 承–，可 外徑為110mm的密封 承。機架 如?2-15、2-16? 。 ?2-14 隔音材料 ?2-15 機架1 ?2-16 機架2 ?節(jié) 高強 ?? 層 設計 層 設計 粉碎ˇ 10 2.2.8 重要部件的材料、使用要求及熱處理方法 重要 部 的材料、使用要 ˇ 處理方 2-2。 2-2 重要 部 的材料、使用要 ˇ 處理方 [4] 使用要 名稱 材料 處理方 硬 硬 高、耐′ 刀 高鉻鋼 淬火回火 60~65HRC 一 的強 、剛 刀 片 Q235A 淬火 50~55HRC 一 的強 、耐′ 篩網(wǎng) Q235A 淬火 50~55HRC 強 高、耐′、抗疲勞 機架 HT250 淬火回火 54~58HRC 強 高、抗疲勞 ?母 35 ?淬火 45~50HRC 強 高、抗疲勞 抽屜 塊 35 ?淬火 45~50HRC 強 高、抗疲勞 ? HT150 淬火回火 54~58HRC 強 高、抗彎、抗疲勞 40Cr 淬火回火 60~65HRC 強 高、抗疲勞 刀– 6CrW2Si 淬火回火 60~65HRC 2.2.9 電機的選擇 參考現(xiàn)有塑料粉碎機電'機的型 ，暫 塑料粉碎機電'機的型 為 Y100L1-4。電機 參數(shù)如 2-3? 。 2-3 電機參數(shù)[5] 電機型 電源種類 額 率 KW 額 電壓 V 頻率 Hz 效率 率 數(shù) Y100L1-4 交?電源 2.2 380 50 81% 0.86 2.3 裝配體的展示 利用Pro/E 能， 微型塑料粉碎機?部 進 ， 后如?2- 17? 。 11 ?一? ˙¨ ?2-17 12 第三章 基于Moldflow和Pro/E的梅花旋鈕開關注射模設計 3.1 設計任務 微型塑料粉碎機 為?進 設計，塑 三維?如?3- 1? 。 ?3-1 3.2 模流分析 3.2.1 模流分析前處理 設計基于Pro/E和Moldflow 完成了 型 入、網(wǎng)格劃 分、材料 和工藝參數(shù)設置。 1、 型 入 在Pro/E中完成塑 的三維建 后，保存為STL格式。然后打 Moldflow ， 入之 保存為STL格式的 型， 層?的顯 式。 2、網(wǎng)格劃分 在 成網(wǎng)格的 話 中，設置 ?局網(wǎng)格邊長 為2mm， 弦高 為0.15mm，IGES 并公 為0.1mm。然后 型進 網(wǎng)格劃分。 3、 材料 設計 制造商BIP-PF，牌 為PF ESS2的ABS+PC。 4、工藝參數(shù)設置 在 了分 序列和材料，確 了澆口 置和?道，設 置了??` 之后， 處理基 完成。 最后一步 成型工藝進 設置， 到 成型一致。 3.2.2 流動分析 完成 產(chǎn)品的充填用時4.518s，由測試?'末端的時間可? ?'末端 時間不大，?'′衡，符 要 。充填時間分 如?3-2? 。 13 ?一? ˙¨ ?3-2 充填時間 3.2.3 翹曲分析 引fla 的原 有三點，分 是收縮不均勻、??不均勻和分'取 。總變 形 是三種 素加fl來引fl的變形總和。塑 變形很小時，肉眼難 看出塑 的變形? ，此時?要fl過修改比? '來 塑 的變形進 放大。 3.3 基于Pro/E的梅花旋鈕開關注射模結構設計 3.3.1 成型零部件的設計 在 設計中，是利用Pro/E 的插 EMX6.0進 成型 部 設計的。 3.3.2 模架的設計 設計考慮到塑 質 、 產(chǎn) 、 成 和 等 素，利用側澆 口的優(yōu)點，最終 單分型? 架， 架的'、 ‰采用一塊 板， 時只?一次分型?能使塑 凝料分 并￡同時 出。 設計是aPro/E的 外掛 EMX中 入 架， 入后的 架三維 型如?3-3? 。 14 ?3-3 架三維 型? 3.3.3 導向機構與脫模機構的設計 設計采用的是 柱 套的 機 ， 有 作用良好、一 的 ￥ 和承載能 ，′ 后容易更`修復的優(yōu)點。 設計中使用的 柱和 套是 aPro/E的外掛 EMX中直接 出的?準 。只?外購，不?廠家?己制作。 設計中的 柱和 套如?3-4、?3-5? 。 ?3-4 套 ?3-5 柱 為 產(chǎn)品的 單，? 采用了推 ? 機 ，其 單，更`方 便， 出效 好。 產(chǎn)品的? 機 如?3-6? 。 –板 板 ' 板 墊塊 ' –板 推板 推板 板 套 柱 15 ?一? ˙¨ ?3-6 ? 機 3.3.4 冷卻系統(tǒng)的設計 產(chǎn)品機 單，采用直fl式??`道??，成型 ???均勻， ?處溫 小，??o 比較 單，??`道的直徑為6mm。??`道如?3-7 ? 。 ?3-7 ??`道 3.3.5 排氣系統(tǒng)的設計 設計在 成型過程中， 較小，￡ 燒焦碳化現(xiàn)fi，可 利用 分型?的間隙和 的間隙進 ，? 不?要另外 設 ?。 3.4 模具相關裝配圖 成型 部 、 架、 機 、??o 等設計完成后， ? 部 進 ，獲?了 三維 型。 的' 部分 測?、 部分 測?、 總 復 推板 推 板 推 16 測?、 工程?分 如?3-8、?3-9、?3-10、?3-11? 。 ?3-8 ' 部分 測? ?3-9 部分 測? ?3-10 總 測? 17 ?一? ˙¨ 1-' –板 2-墊板 3-復 4-' 板 5- 柱 6- 板 7- 套 8- –板 9-凹 10- 圈 11-澆口套 12-?釘 13-`嘴 14-凸 15-推 16-推 板 17-推板 ?3-11 工程? 18 第四章 基于ANSYS的機架和轉軸有限元分析 4.1 微型塑料粉碎機的受力計算 4.1.1 主軸帶輪所在 的力和 帶 力的計算 遞到主 ?的 率P可由下式計 2.00KW0.990.922.2 ????? 21n ηηηPP [6] 式中 nP 為電'機 率， nP =2.2KW； 1η 為普flV '效率， 1η =0.92； 2η 為 深 承效率， 2η =0.99。 d2 1 2 d ε)(1ndn d1 ?? [7]， d2d 為大 ?直徑， 1n 為電機的 ?，ε為 性 'o數(shù)，取 為0.01～0.02。? min/r85.103538 0.99142028 ????2n 遞到主 ?的 ? N/mP/nT 2 18.449549 ?? ，作用到主 ??在?? ?的 970.53N2 ?? 0T/dF ，式中 0d 為 ?處 直徑 mmd0 38? 。 NFF 0r 1455.801.5 ?? 。 4.1.2 機架 處力的計算 粉碎機的 碎 AσF B? [7]，其中 Bσ 為 料抗壓強 ，此處取 160MPa?Bσ [7]， 板? 為 2mmA 180010180 ??? ，? NF 6100.288?? 。由作用 作 用 可 ，機架 –處??載 大小 NF 6 – 100.288?? 。 19 ?一? ˙¨ 4.1.3 定軸的 取 的材料為40Cr，?質處理由機械設計?八 15-3[8]，取 120?0A 。 mm...nPAdr 9414851035002120 33 2 0 ???? ，考慮到 ?有兩???，? mmdd rmin 2816.8813%)(1 ????? ，?設計滿足要 。 4.2 基于ANSYS的微型塑料粉碎機機架和轉軸的有限元分析 利用計 型和ANSYS有 分 微型塑料粉碎機整機ˇ其 部 進 分 、 ' 分 ，可 其 的工作狀 和currency1 為進 。 4.2.1 機架的 力 分析 1 機架有 型的建 1.1 型的 入 機架強 不但 著微型塑料粉碎機的壽命，而￡ 工 的加工￥ 產(chǎn) 巨大 。在保 計 型的 特性， 特性 ? ? 的 ?下，由三維建 Pro/E完成 機架的建 ，fl過Pro/E和 ANSYS數(shù)據(jù)接口將 型直接 入到ANSYS ，如?4-1? 。 ?4-1 機架 型 1.2 單 材料的 義 微型塑料粉碎機機架使用材料為HT250，材料? 20 同性， 性 為130GPa， 比為0.25，密 37150kg/mρ ? [4]。 1.3 型網(wǎng)格劃分 考慮計 時間、￥ 等 素， 用Solid 187 單 ， 采用?由網(wǎng)格劃分。機架?劃分節(jié)點數(shù)為57137，單 數(shù)為28190， 如?4-2 ? 。 ?4-2 機架網(wǎng)格劃分 1.4 義邊界條 ˇ載 施加 a 義邊界條 底?施加?約 。b載 施加 粉碎機機架?載 據(jù) 工作條 分為 部分，一是電機的重 ， 是 機架? 的重 ，三是機架 –處的 ， 是 的作用 。?? 的 作用 ?如?4-3? 。 ?4-3 機架? 的作用 ? 2 計 分 2.1 等效 變 出計 ，a? 4-4 可 機架的最大 變?yōu)?0.036118mm，變形 很小，不 使用。 – 底? 電機 處 21 ?一? ˙¨ ?4-4 機架等效 變 2.2 等效 a?4-5可 機架?到的最大等效 為97.6MPa，HT250 的”用 為125MPa，按 ? 強 理¨ ][4r ?? ? ，機架 ?。 ?4-5 機架等效 4.2.2 轉軸的 力 分析 粉碎機 是粉碎機的一?基 部 ，工作時在 切 作用下容易產(chǎn) 變 形， 此 的 理設計， 提高粉碎機粉碎質 加工能 有直接的 。采用有 方 粉碎機 剛性進 了分 ，?出了 切 作用下 的變形 ，為粉碎機 的 設計 剛性 提 了理¨指 依據(jù)。 22 1 有 型的建 1.1 型 入 設計中 單，不?要 化處理，可 直接fl 過Pro/E和ANSYS數(shù)據(jù)接口將 型直接 入到ANSYS ，如?4-6? 。 ?4-6 型 1.2 單 類型的 ˇ材料的 義 次分 中 了 單 Solid 187。 材料為40Cr，40Cr 參數(shù) 200GPa?E ， 0.3?μ ， 3kg/mρ 7820? [4]。 1.3 型網(wǎng)格劃分 于 型，采用了?由網(wǎng)格 型進 網(wǎng)格劃分， 網(wǎng)格總劃分節(jié)點數(shù)為67336，單 數(shù)為46229，網(wǎng)格劃分 如?4-7? 。 ?4-7 網(wǎng)格 型 1.4 義邊界條 ˇ載 施加 a 義邊界條 于 型約 ?端節(jié) 點方 的?由 。b載 施加 fl過?? ' ''刀刀–繞 ，進 而 ''刀 ， 刀 現(xiàn) 料的粉碎。 ?載 據(jù) 工作條 分為兩部分 一是主 ??在???的 ， 是粉碎時刀– 的作用 如?4-8? 。 端點 23 ?一? ˙¨ ?4-8 ? 的作用 ? 2計 分 2.1 等效 變 出計 ，由?4-9可? ?最大 變?yōu)?.961E- 03mm，變形 很小，不 使用。 ?4-9 等效 變 2.2 等效 a?4-10可 ?到的最大等效 為31.4MPa，40Cr 的”用 為212MPa，按 ? 強 理¨ ][4r ?? ? ， ?。 ?端點 ?? 24 ?4-10 等效 4.2.3 體機架的模 分析 機架作為粉碎機的主要? 部 ，其 有足 的 強 和剛 來 到其疲勞壽命、 和使用的要 ，同時 有 理的' 特性來 到·制§ ' 噪音的?的。機架 的設計中，局部 的不 理可能 致整?粉碎機 在粉碎過程中￥ ?§，產(chǎn) 噪音。 分 的作用在于提取 有頻率ˇ §型， 分 的好處 一是使 設計?￠?§或 特 頻率進 §'； 是使工程￡可 ?￥到 于不同類型的' 載 是如 的；三是有 ?于在其§' 分 中currency1 '·制參數(shù)[9]。 分 中的建 過程 分 的建 過程基 一致，設 材料參數(shù)， 設 密 參數(shù)，然后進 網(wǎng)格劃分[9]。 計 分 經(jīng)過 分 ，獲?了機架的 10階 有頻率ˇ §型，頻率如 4-1? 、§型如?4-11? 。 4-1機架 分 - 10階頻率 階數(shù) 1 2 3 4 5 頻率 Hz 0.49944 1.7349 1.9229 2.4811 2.7042 階數(shù) 6 7 8 9 10 頻率 Hz 3.3043 3.8852 3.9543 4.1652 4.6762 25 ?一? ˙¨ ?一階 §型? ? 階 §型? ?三階 §型? ? 階 §型? ?五階 §型? ?六階 §型? ?七階 §型? ?八階 §型? 26 ??階 §型? ?“階 §型? ?4-11 機架 “階§型? 已 電機的 ?n=1420r/min，可? s148.63rad/60 14203.142602 ????? πnω 0.042s148.633.1422 ???? ωπT 23.81Hz0.04211 ??? Tf a 分 可 ，整 機架的§'變形主要fi中在機架1部分，整 機架的最大頻率4.6762Hz，經(jīng)計 ?粉碎機工作頻率為23.81HZ，? 符 粉 碎機工作時的§'頻率要 。 27 ?一? ˙¨ 第5章 基于Pro/E的微型塑料粉碎機 動 5.1 微型塑料粉碎機零部件的裝配 完成后的微型塑料粉碎機如?5-1? 。 ?5-1 微型塑料粉碎機的 5.2 傳動機構的 由普flV 將變?電機的' 遞給 ?，a而 ' 高? 。fl 過Pro/Ecurrency1'“?，? 了微型塑料粉碎機的currency1'機 ??現(xiàn)fi。 '機 的 “?如?5-2? 。 ?5-2 '機 的“? 28 5.3 可視化出料倉的 可視化出料倉的“?如?5-3? 。經(jīng)? ，其 置的 ? 于機 架? 和 ? 于出料倉 可 現(xiàn)準確 接。 ?5-3 出料倉的“? 5.4 濾鐵式進料倉的 由于要 期 理粉碎ˇ，更`刀片，? 將投料 設計成可繞后部 的 ，工作時用 ?母將其 。fl過currency1'“?? 其currency1'機 ?? 現(xiàn)fi，currency1'??fi 。投料 的“?如?5-4? 。 ?5-4 濾鐵式進料倉的“? 29 ?一? ˙¨ 5.5 微型塑料粉碎機 圖 fl過爆炸?直˙形fi fl 了?? 的 過程。微型塑料粉碎機爆炸 ?如?5-5? 。 ?5-5 微型塑料粉碎機爆炸? 30 第 章 基于UG的動刀刀 6.1 刀 方 及 的 定 設計 '刀刀–為加工 fi，刀–材料為 6CrW2Si， 先用′–?刀? 削加工 工 的外形??，加工余 為0.5mm，然后使用型·?、等高??￥ ?ˇ′??進 ￥加工和￥加工。 據(jù)工 的特點、 尺寸￥ ˇ使用要 確 工 的加工方案。 先，使用?10的′–?刀 毛坯進 ?加工。主 ?2000r/min，進給 率250mm/min，下切? 100mm/min，快進? 1000mm/min， ?高 為 10mm。 其次，使用?2、?3的′–?刀 刀–進 ￥加工，加工余 為0.25mm。 主 ?1000r/min，進給率250mm/min，下切? 100mm/min，快進? 1000r/min， ?高 為10mm。 最后，使用等高??￥?ˇ′?? 刀–進 ￥加工，加工余 為 。主 ? 1000r/min，進給率 250mm/min，下切? 100mm/min，快進? 1000r/min， ?高 為10mm。分 用?8、?3的?刀主 ?1000r/min，進 給率250mm/min，下切? 100mm/min，快進? 1000r/min， ?高 為 10mm。· 用?10、?5刀 加工出??。 6.2 刀 的 6.2.1 零件模型的導? 由Pro/E創(chuàng)建的刀–三維 可直接 入UG 中，?是 成數(shù)·?” 的 提和基 。 入效 如?6-1? 。 31 ?六? 基于UG的'刀刀–數(shù)·加工“? ?6-1 入效 ? 6.2.2 ￠￡的 定 據(jù)加工工藝的?要 工 的毛坯進 優(yōu)化，? 刀–的加工方案確 毛 坯如?6-2? 。 ?6-2 毛坯 6.2.3 的設? 在保 加工質 、提高加工效率同時不 機 產(chǎn) …‰的 提下， 設計 加工參數(shù)的設置如?6-3? 。 32 ?6-3 加工參數(shù)的設置 6.2.4 刀具的定￥ 據(jù) 工 加工的?要， 義了8 刀 ?10的′–?刀，長L=100mm。 ?2的′–?刀，長L=100mm。 ?3的′–?刀，長L=100mm。 ?1的′–?刀，長L=100mm。 ?4的′–?刀，長L=100mm。 ?10的?刀，長L=100mm。 ?5的?刀，長L=100mm。 ?10的TAP，長L=100mm。 6.2.5 刀具路 的定￥ 刀– ?′?使用?10的′–?刀進 ?加工。 刀– ?使用?3、?2的′–?刀進 ￥加工。 刀– ???使用?4、?1的′–?刀進 ￥加工。