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畢業(yè)設(shè)計(論文)
設(shè)計（論文）題目：
棒料切割機
系 別： 機械工程系
專 業(yè)： 機械制造/計算機
班 級：04機/計（2）班
學(xué) 號： 110206215
姓 名： 劉 俊
指導(dǎo)教師： 宋曉英（副教授）
高 艷（助 教）
2006年 5月
引 言
機電一體化產(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，切割機的夾緊機構(gòu)也有了迅速的發(fā)展，一些簡單的機械手已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。簡單的機械手經(jīng)過幾十年的發(fā)展，如今已進入以通用機械手為標志的時代。幾十年來，這項技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計在不斷的修改，品種也在不斷的增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴大。簡單的機械手是一種仿人操作、自動控制、的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。
我們設(shè)計的鑄棒線切割機結(jié)構(gòu)簡單，性能安全可靠，操作方便可行，很好的實現(xiàn)了其預(yù)定功能。鑄棒線切割機主要由三個大的部分組成，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砂輪旋轉(zhuǎn)，由氣缸控制砂輪上下移動完成切割。夾緊部分主要采用了一個氣動夾緊機械手，電磁閥控制氣缸活塞的伸縮來實現(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)軌前進或返回。
整個機器由PLC控制各個氣動換向閥的電磁鐵，由氣缸驅(qū)動完成順序切割動作過程。而隨動工作臺的隨動前進速度也可以通過夾緊機械手夾緊鑄棒使之與鑄棒速度同步。橫向切割時的切割速度可以通過氣缸來調(diào)節(jié)。
與一般的切割機相比，這種切割機有以下優(yōu)點：
一、實現(xiàn)了機械工程和自動控制的有效結(jié)合，機械部分采用機械優(yōu)化設(shè)計，整個設(shè)計過程中都進行了綜合技術(shù)比較與經(jīng)濟評價，實現(xiàn)了預(yù)定的功能。
二、整個運動過程都采用了氣壓傳動控制，與液壓傳動相比，氣壓傳動有無介質(zhì)費用、處理方便、無泄露污染、無介質(zhì)變質(zhì)等優(yōu)點。
三、在設(shè)計過程中，縱橫行走裝置采用了直線導(dǎo)軌，既提高了運動系統(tǒng)的運動精度，又很大程度的減小了摩擦力，達到了節(jié)能的效果。
四、整個切割過程都由PCL控制，以其結(jié)構(gòu)簡單合理、設(shè)備性能良好、使用壽命長、安全系數(shù)高等因素，滿足了自動化大批量的生產(chǎn)要求。
這種切割機具有控制方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)、修改方便、生產(chǎn)率高等優(yōu)點，具有廣闊的應(yīng)用前景。
摘 要
???連續(xù)鑄造是一種先進的鑄造方法，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，它可獲得任意長或特定的長度的鑄件。
連續(xù)鑄造在國內(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：
1.由于金屬被迅速冷卻，結(jié)晶致密，組織均勻，機械性能較好；
2.連續(xù)鑄造時，鑄件上沒有澆注系統(tǒng)的冒口，故連續(xù)鑄錠在軋制時不用切頭去尾，節(jié)約了金屬，提高了收得率；
3.簡化了工序，免除造型及其它工序，因而減輕了勞動強度；所需生產(chǎn)面積也大為減少；
4.連續(xù)鑄造生產(chǎn)易于實現(xiàn)機械化和自動化，鑄錠時還能實現(xiàn)連鑄連軋，大大提高了生產(chǎn)效率。
鑄棒線割機在連續(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)動與其連接的部件，實現(xiàn)對鑄棒的準確定長切割，切割后自動返回初始位置。一個切割機分別切割兩條鑄棒，其切口深度為35mm，然后由壓斷機進行壓斷。
鑄棒線割機是一種既能有效的提高生產(chǎn)率，又在價格和使用方面能被廣大用戶所接受的一種新型的自動控制切割機。由PLC控制的氣動鑄棒切割機，其中融合了氣壓自動控制、機器人技術(shù)和PLC控制技術(shù)。PLC控制各個氣動換向閥的電磁鐵，由氣缸驅(qū)動機械手完成順序切割過程，實現(xiàn)了機械設(shè)計、電器控制和氣動控制的有效結(jié)合。這種切割機具有控制方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)、維修方便，生產(chǎn)率高等優(yōu)點，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
1.1設(shè)計要求 ……………………………………………………………………… 6
1.2方案設(shè)計 ……………………………………………………………………… 6
1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………………………… 7
第二章 夾緊部分設(shè)計
2.1設(shè)計要求 ………………………………………………………………………18
2.2方案設(shè)計 ………………………………………………………………………18
第三章 縱橫行走部分設(shè)計
3.1設(shè)計要求 ………………………………………………………………………20
3.2方案設(shè)計 ………………………………………………………………………20
3.3直線導(dǎo)軌的選擇計算 …………………………………………………………20
第四章 PLC 概述
4.1可編程控制器PLC的基本原理 ………………………………………………23
4.2可編程控制器的特點 …………………………………………………………24
第五章 電氣控制線路的設(shè)計
5.1電氣控制線路設(shè)計的一般要求 ………………………………………………25
5.2電氣控制線路的設(shè)計方法 ……………………………………………………25
5.3氣動原理圖的設(shè)計 ………………………………………………………… 26
結(jié) 論 …………………………………………………………………………… 30
謝 辭 …………………………………………………………………………… 31
參考文獻 ………………………………………………………………………… 32
第一章 切割部分設(shè)計
1.1 設(shè)計要求
項目要求切割機能夠根據(jù)定長信號分別切割兩條連續(xù)的鑄鐵棒，實現(xiàn)對鑄棒的準確定長切割，切割后自動返回初始位置。其切口深度為35mm。再由壓斷機進行壓斷。
1.2 方案設(shè)計
切割部分主要有砂輪、電動機和傳動機構(gòu)組成。現(xiàn)在在切割部分有兩種可行的方案：第一，電動機通過帶傳動帶動砂輪片轉(zhuǎn)動。第二，電動機通過圓錐齒輪傳動帶動砂輪片轉(zhuǎn)動?？紤]到切割過程中電動機帶動砂輪高速旋轉(zhuǎn)，所以優(yōu)先選取第一種方案，因為圓錐齒輪傳動不宜應(yīng)用在轉(zhuǎn)速太高的場合，而且運用齒輪傳動時，還要考慮到這樣消除震動和怎樣潤滑齒輪，這樣就增加了設(shè)計成本。
圖1-1 切割部分原理圖
切割部分的原理如圖1-1所示，電動機帶動砂輪片高速旋轉(zhuǎn)，電機與工作臺之間采用鉸支撐，氣缸1可推動砂輪片上下移動，完成切割。氣缸2可推動工作臺橫向移動，控制切割的長度。氣缸3可使工作臺縱向移動，使砂輪片能分別切割兩根鑄棒。其中電動機和氣缸都通過電磁閥由PLC機控制，從而實現(xiàn)其動作。
1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.3.1砂輪片的選取
經(jīng)過調(diào)研，切斷能力為50 的砂輪片，其規(guī)格為mm，所需電機的最小功率為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為TL-001型，其磨料為棕剛玉，粒度為20#。
1.3.2 電機的選取
根據(jù)砂輪片的要求，現(xiàn)選用比較常用的Y系列三相異步電動機，這是由于Y系列三相異步電動機的功率等級和安裝尺寸與國外同類型的先進產(chǎn)品相當(dāng)，因而具有與國外同類型產(chǎn)品之間良好的互換性，供配套出口及引進設(shè)備替換。選取功率為3.0KW，滿載時的轉(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 帶傳動設(shè)計
1.確定計算功率
由《機械設(shè)計》第108頁表7-7查得工作情況系數(shù)=1.2（電機帶動砂輪切割鐵棒，載荷性質(zhì)為載荷變動較大），則功率為
（1-1）
2.初選帶的型號
根據(jù)和，由《機械設(shè)計》書中第108頁圖7-14初選A型普通V帶。