【正文】 。 14 拋光機設(shè)計 15 換工位結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 4 主要零件選型及校核 17 軸的設(shè)計及校核 17 軸承的選型及校核 20 滾珠絲杠副尺寸選擇計算 21 進料同步帶輪選型與計算 22 無齒鋸切割部分的設(shè)計與計算 24 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 5 結(jié) 論 28 參 考 文 獻 29 致 謝 30河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 1 1 緒論 薄壁鋁管是 常用的工業(yè)材料 ， 如果可以實現(xiàn)各種規(guī)格 鋁管的自動 上料、 下料 、切割以及去毛刺，這對于薄壁鋁管的加工行業(yè)來說 可以 很大程度上 節(jié)省成本、 提高下料質(zhì)量，對于企業(yè)來說就可以 提高材料利用率和節(jié)省人力 ，因此具有良好的市場前景。本次課題需要 設(shè)計一種用于自動切割薄壁圓管的切割機的機械系統(tǒng)，圓管為直徑為 2050mm，壁厚小于 3mm 的鋁質(zhì)管，原料長度 3000mm。切割長度 500200mm。要求完成自動上料、切割、兩端去毛刺、下料一系列動作 ， 切割刀具使用無齒鋸。 1． 1 課題背景 相關(guān)資料顯示，鋁在地殼中含量非常的豐富在所有已知元素中含量居第三位，跟其它金屬元素相比含量也比較高，含量居金屬元素第一位。有人對我國鋁消耗量進行了研究，根據(jù)研究結(jié)構(gòu)我們可 以明確的知道鋁在國內(nèi)消耗量非常的大，僅僅是 2021 年國內(nèi)消費的原生鋁就達到了 104t,另外再生鋁消耗量為 104t,由數(shù)據(jù)我們不難看出中國已經(jīng)成為鋁的消耗大國 [1]。眾所周知 鋁合金 作為工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的 有色金屬 ，被廣泛的應(yīng)用于 航天 、 汽車 、機械制造等各個工業(yè)領(lǐng)域中 [2]。 薄壁鋁管作為一種常用的工業(yè)材料，它的密度低，但是強度卻比較高，并且它具有良好的耐蝕性。鋁合金的非常好，在性能方面接近甚至超過優(yōu)質(zhì)鋼，并且成本比較低，可用于加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，鋁合金被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)的各個領(lǐng)域。根據(jù)相關(guān)資料顯示僅僅 2021 年一年的時間我國的鋁合金管消耗總量就達到了約 620 萬噸，不僅如此我國的鋁合金管消費量仍然在不斷的增加，鋁合金管的市場非常廣闊 [3]。 目前的鋁管切割方法可以用鋸床或者無齒鋸切割，這樣的切割方法 切割表面不光滑，有 很多毛刺 ， 鋸齒容易把鋁合金管 切割 變 形 ，并且會有 粉塵污染 。 在如此市場要求下，原有的鋁管加工方法已經(jīng)不足以完成工作 。在這種情況下，具有高效率的 自動圓管切割機就應(yīng)運而生。 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 2 課題研究目的和意義 傳統(tǒng)的 圓管切割機 是以人工操作無齒鋸切割為主， 需要人工 測量圓管長度然后切割。這種方法效率低 ， 工作量大 ，精確度比較低，浪費大量人力勞動，不能滿足現(xiàn)代工業(yè)對工作效率的要求。在此種切割機的基礎(chǔ)下我們需要設(shè)計一種自動圓管切割機，本次課題研究的方向是設(shè)計一條自動加工的生產(chǎn)線，實現(xiàn)對薄壁鋁管的自動上料，夾緊，送料，定長切割和去除毛刺等動作，整個工作過程不需要人 的參與，以實現(xiàn)節(jié)省人力、降低勞動強度、提高質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的目的。 本次研究需要將鋁管切割的整個工作過程實現(xiàn)自動化，其中包括自動上料，夾緊，送料，切割，換工位，去毛刺等一系列工作，即本次研究的目標是完成整個自動化生產(chǎn)流水線。在機械生產(chǎn)過程中廣泛的使用自動化生產(chǎn)線，能夠很大程度上提高勞動效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量，除此之外還能夠改善工人勞動條件、降低能源消耗 [4]。 自動生產(chǎn)線是在計算機技術(shù)和人工智能技術(shù)迅速發(fā)展的前提下產(chǎn)生的 ,自動生產(chǎn)線是將智能設(shè)備應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中 ,使得機械生產(chǎn)過程具有一定自適應(yīng)能力。因此自動生產(chǎn)線是很多工業(yè)技術(shù)的綜合展現(xiàn)，這其中包含了機械裝配、氣動、傳感器和 PCL控制等技術(shù) ,自動化生產(chǎn)線的實踐性非常強，對于我國的機械行業(yè)發(fā)展具有非常重要的意義 [5]。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 我國目前機械自動化的發(fā)展現(xiàn)狀 改革開放以來我國各個行業(yè)得到了非常迅速的發(fā)展，工業(yè)作為國家的重要領(lǐng)域也得到了迅猛的發(fā)展，機械制造業(yè)一直以來都是工業(yè)中的一個重要部分，改革開放之后它在我國的發(fā)展也是十分快速并且很穩(wěn)定，到目前為止被規(guī)劃到機械制造行業(yè)的企業(yè)就達到了 萬個，盡管如此機械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常 的快但是也不得不面臨許多問題，例如企業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)不平衡、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)總體水平低于現(xiàn)代發(fā)展要求、手工作業(yè)的現(xiàn)象十分嚴重，這些都在很大的程度上影響了我國機械制造行業(yè)發(fā)展，除此之外我國很多企業(yè)還不具備獨立開發(fā)研究現(xiàn)代機械自動化流水線生產(chǎn)的能力。我國的機械制造行業(yè)不僅在生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率方面低于發(fā)達國家的現(xiàn)有水平，在產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品種類和產(chǎn)品性能方面也存在很大的差距。單憑一個人或一個企業(yè)的力量是很難推動機械自動化技術(shù)在我國的發(fā)展，創(chuàng)新和改進的過程需要循序漸進，只有不斷努力不斷創(chuàng)造才能全面發(fā)掘機械河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 3 自動化在我國潛在的 市場。 發(fā)展趨勢 機械自動化不僅僅是制造業(yè)和自動化技術(shù)的交叉領(lǐng)域，同時也是其它各個學(xué)科的融合結(jié)晶產(chǎn)物，它在我國的發(fā)展經(jīng)歷了一個非常漫長的過程，同時隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，各種新型科學(xué)技術(shù)不斷被運用到機械自動化當中，從而使得機械自動化有了新的發(fā)展趨勢： ：光機電化方向是指在原有機械系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引入光學(xué)技術(shù)，對系統(tǒng)性能進行優(yōu)化和改進，使機械自動化系統(tǒng)更具現(xiàn)代氣息； ：柔性機械自動化，在保證加工精度和加工質(zhì)量的同時，可以大幅度的提高生產(chǎn)工具的使用效率； ： 智能具備語言和行為表達能力，因而它在機械制造領(lǐng)域?qū)⑹且粋€重要的發(fā)展方向； ：為了滿足對機械系統(tǒng)高精度加工的要求，需要對硬件系統(tǒng)進行模塊化設(shè)計； ：機械自動化之所以能持續(xù)不間斷的工作，很大程度上是取決于計算機和信息網(wǎng)絡(luò)，全球信息化可以幫助那些跨國制造企業(yè)進行信息交流和資源共享，從而達到提高企業(yè)運作效率的目的； ：為了響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，綠色化制造行業(yè)必將成為機械生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向 [6]。 本課題研究的基本內(nèi)容 本課題主要針對薄壁鋁管的 切割加工設(shè)計。 鋁管的規(guī)格為：圓管直徑為 2050mm，壁厚小于 3mm ，原料長度 3000mm，切割長度200500mm。 自動圓管切割機按照要求實現(xiàn)六個基本動作，依次為上料、裝卡、送料、切割、換工位、去除毛刺、下料。 工作流程圖 : 上料 換工位 裝卡 下料 送料 切割 去毛刺 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 4 圖 本課題主要是對自動圓管切割機機械系統(tǒng)進行設(shè)計，包括上料機構(gòu)、裝卡機構(gòu)、送料機構(gòu)、切割機構(gòu)、去毛刺機構(gòu)和氣壓控制原理設(shè)計。 自動圓管切割機的 布置簡圖 ： 設(shè)計的主要內(nèi)容： 1：各部分機械裝置的空間布局； 2：上料機構(gòu)的設(shè)計； 3：切割機構(gòu)選用無齒鋸，無齒鋸的布置安裝； 4：夾具的設(shè)計； 5：自動進料機構(gòu)的設(shè)計； 6：去除毛刺刀具選?。? 7：氣壓控制原理設(shè)計。 本課題主要研究解決的難點問題和擬采用的辦法 在現(xiàn)已查閱的資料情況下部分結(jié)構(gòu)已經(jīng)可以確定：切割單元（無齒鋸）、上料機構(gòu)（斜坡結(jié)構(gòu)）、夾緊機構(gòu)（氣缸加 V型塊）、去毛刺部分（ 拋光刷 ）。 可以選擇 的部分：送料機構(gòu)、下料機構(gòu) 上料單元 切割單元 裝卡及送料單元 去除毛刺單元 下料（料箱） 圖 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 5 備選方案： 送料機構(gòu)（ 1）、電機絲杠傳送（ 2）、氣缸傳送（ 3）、機械連桿 機構(gòu)傳送 下料機構(gòu)（ 1）、自然墜落（ 2）、機械手落料（ 3）、斜坡滑落至 料箱