【正文】 對工件的自動上料 ；液壓缸帶動接料口實現(xiàn)自動接料；使用接觸式行程開關對工件進行精 確定位。課題要求 開發(fā)一套鋼筋連接套自動切斷設備，可實現(xiàn)粗胚鋼管料的自動進料、氣動夾緊、車刀自動進刀切斷與退刀并同時進行連接套一端外緣倒角、連接套自動下料等功能。 mm 校核軸的強度 按第三強度理論，計算應力： 45000N 45000N 90000N M=2151000 T=9359496 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 34 頁 共 38 頁 22 4 ??? ???ca 通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應力 ? 是對稱循環(huán)變應力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應力? 則常不是對稱循環(huán)變應力。然后將軸徑圓整為標準直徑。如圖示。根據(jù)不同機器的工作要求，額定壽命的數(shù)值可在機械設計師手冊中查到。 綜上，本機床主軸部分使用的軸承選擇為深 溝球軸承。 選用高精度軸承、改善保持架結構和材料、采用油霧潤滑、改善冷卻條件 等，都可以提高極限轉(zhuǎn)速。雙列向心球面球軸承和雙列向心球面滾子軸承具有良好的調(diào)心性能。 （ 7） 球面滾子軸承 滾動體是凸球面或凹面滾子的調(diào)心向心滾動軸承。 推力球軸承屬可分離型軸承，接觸角 90176。 （ 4） 深溝球軸承 每個套圈均具有橫截面大約為球的周長三分之一的連續(xù)溝型滾道的向心球軸承 ,適用于精密儀表、低噪音電機、汽 車、摩托車及一般機械等，是機械工業(yè)中使用最為廣泛的一類軸承。在軸向力作用下，接觸角會增大。軸的剛度校核計算通常是計算出軸在受載時的變形量，并控制其不大于允許值。 按外形分，一般情況下使用的導軌種類是 T 型導軌 、 V型導軌、 工型導軌和燕尾型導軌。新的導軌系統(tǒng)使機床可獲得快速進給速度 ，在主軸轉(zhuǎn)速相同的情況下，快速進給是直線導軌的特點。 b）伸縮缸（多級液壓缸） 伸縮液壓缸由兩級或多級活塞缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞是后一級活塞缸的缸筒 ，伸出時可獲得很長的工作行程，縮回時可保持恨小的結構尺寸。單桿活塞缸結構簡單，應用相當廣泛。下圖為機床機身的示意圖。故車刀和切斷刀刀尖所處平面距水平面距離也是 1000mm。039。39。 （ 9） YTP 系列變頻調(diào)速三相異步電動機 由異步電動機的轉(zhuǎn)速公式 n=60f1/p(1s)可知，異步電動機的轉(zhuǎn)速 n 與交流 電源的頻率 f1 成正比。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 17 頁 共 38 頁 原動力由三相異步電動機輸入，經(jīng)過電磁轉(zhuǎn)差離合器（及調(diào)速控制器）調(diào)速后的動力由輸出軸輸出，去拖動需調(diào)速的機械工作。其中 YZR 為繞線轉(zhuǎn)子， YZ 為籠型轉(zhuǎn)子。 Y、 YR系列中型高壓電動機額定電壓有 3KV 及 KV 兩種，其中 Y系列為籠型轉(zhuǎn)子， YR 系列為繞線轉(zhuǎn)子，兩者的定子通用，其基本防護等級為 IP23。 Y2 系列電動機在 Y系列電動機的基礎上改進了電磁和結構設計，降低了電機的噪聲及振動，節(jié)約了材料，并使電動機結構更合理，外形新穎、美觀。 （ b）非接觸式行程開關 本實用新型為克服現(xiàn)有技術中存在的加工困難，更換維修不便，控制距離較小的缺點，提供一種這樣的技術方案：該非接觸式行程限位開關包括開關主體和附件；開關主體包括殼體，上蓋，進線嘴，位于進線嘴旁的殼體內(nèi)的接線端子；附件包括一塊控制磁鐵；開關主體的進線嘴位于殼體外的一端，在殼體一側(cè)內(nèi)壁上用轉(zhuǎn)軸固定有一塊內(nèi)磁鐵，與內(nèi)磁鐵相對應的一旁殼體內(nèi)安裝有繼電器，殼體內(nèi)位于內(nèi)磁鐵的一端設置有復位塊；通過控制磁鐵靠近內(nèi)磁鐵、內(nèi)磁鐵轉(zhuǎn)動使繼電器動作來改變繼電器內(nèi)觸點原有狀態(tài)來達到行程控制的目的。 定位機構的設計 定位機構的選擇 方案 1：機械定位機構 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 13 頁 共 38 頁 該方案僅僅靠工件與定位機構碰撞后，無法進給來實現(xiàn)工件的定位。 車刀縱向移動的機構確定 通過以上兩種方案的對比可以發(fā)現(xiàn)第二種方案可以在本機床上使用。 與手動卡盤相比 ， 液壓卡盤只需按一下按鈕，瞬間即可自動定心，夾緊工件，且夾持力穩(wěn)定可靠、可調(diào)大小 。 但工件的外形結構為圓柱體，就必須將壓塊的頭部做成半圓形，但夾緊時不能保證接合面的貼合，因此，不能保證夾緊。 此種方案可以利用提高夾緊的時間，但是由于它的自鎖性較低，可能造成工件的松 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 9 頁 共 38 頁 動，對以后的攻絲過程產(chǎn)生影響，造成零件的歪斜，減少廢物的回收利用率，另外還有可能使氣缸的頂桿與夾具體相撞，破壞機械結構。落料槽是由液壓缸驅(qū)動順著支架上下移動。 上料機構方案確定 通過以上方案對比可以得知，使用液壓缸和彈簧卡頭配合的機構可以實現(xiàn)本機床 的自動上料。它較傳統(tǒng)擠壓機行程縮短了 30％，提高了擠壓機的結構強度、剛度和精度，改進擠壓工藝，無擠壓循環(huán)周期時間減少了 15％，使生產(chǎn)效率提高。 方案 2：注塑機的金屬條自動上料機構 一種金屬條自動上料機構，包括活動模板、活動支架，活動模板安裝在活動支架前端，活動模板中間開設有貫穿孔，活動模板后面設有金屬條支承座、推桿、用于帶動推桿前后移動的推桿驅(qū)動機構，金屬條支承座上面開設有凹槽，貫穿孔、凹槽、推桿三者位于同一條直線上； 金屬條支承座上方安裝有三角形料斗，三角形料斗的底部開設有長條形孔口，長條形孔口位于凹槽正上方，三角形料斗、金屬條支承座、推桿、推桿驅(qū)動機構均安裝在活動支架上。它主要用于對鋼筋連接套筒的定長切斷。采用多刀同時加工的切削方式，加工效率高，刀具消耗少。 進入二十一世紀以來，隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國切斷機行業(yè)保持了多年高速增長，并隨著我國加入 WTO, 近年來，切斷機行業(yè)的出口也形勢喜人， 2021 年，全球金融危機爆發(fā)，我國切斷機行業(yè)發(fā)展也遇到了一些困難，如國內(nèi)需求下降，出口減少等，切斷機行業(yè)普遍出現(xiàn)了經(jīng)營不景氣和利潤下降的局面， 2021 年，隨著我國經(jīng)濟刺激計劃 出臺和全球經(jīng)濟走出低谷，我 國切斷機行業(yè)也逐漸從金融危機的打擊中恢復，重新進入良性發(fā)展軌道。 同時國外的產(chǎn)品充分融合液壓技術、機械技術、電子技術等，形成機電液一體化綜合控制技術，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢 ，體現(xiàn)綜合最優(yōu)驅(qū)動及控制能力。 （ 4)控制系統(tǒng)采用 PLC 控制 ，自動化程度高，控制功能強，完全實現(xiàn)鋼管切斷加工的生產(chǎn)自動化 。它實現(xiàn)了機械自動化，如自動上料功能，節(jié)約 人力，提高了工作效率，同時工件的車外皮與切斷是一體的，車外皮的刀具和切斷的刀具位于工件卡緊位置兩側(cè)，車完外角后，切斷刀具馬上實現(xiàn)進給運動，方便快捷，節(jié)省時間，為企業(yè)帶來了更多的經(jīng)濟效益。其特征是在料斗上設補料機構，該補料機構為料斗里安裝有攪板，同時在料斗下部設置有插板，插板表面上開有小孔，插板一側(cè)與推動機構的推桿連接。自動上下料機械手翻轉(zhuǎn)機構，回轉(zhuǎn)軸與連桿一端固定連接，連桿另一端轉(zhuǎn)動連接翻轉(zhuǎn)氣缸。 如 下 圖 31 所示。如下圖所示： 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 8 頁 共 38 頁 圖 32 下料系統(tǒng) 夾緊機構的方案設計 夾緊機構的方案選擇 方案 1：虎鉗式定心夾緊 機構 角固式虎鉗有 獨特結構 可 使工件強力夾緊；可卸式手柄，可加快緊固工作 ； 夾緊工件可保證相應垂直度，平行度要求；手柄靈活，操作簡易 ； 采用回轉(zhuǎn)可傾結構，鉗身在轉(zhuǎn)盤底座上 360176。 此種夾緊方案提高了機構的自鎖性，但 夾緊動作慢、工件裝卸費時是單個螺旋 夾緊機構的另一個缺點。它主要用于工件的粗加工。具體方 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 10 頁 共 38 頁 案的設計如下： 由緒論部分對連接套多頭自動攻絲機的介紹可以了解到，工件屬于中空結構，而且工件的材質(zhì)為 45 號鋼（ C45），材質(zhì)硬，在夾緊的時候不必考慮零件的變形情況。 圖 34 車刀工作臺 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 12 頁 共 38 頁 圖 35 切斷工作臺 車刀進給的動力機構設計 車刀進給的動力 機構 選擇 方案 1：步進電機和絲杠機構 通過鎖緊螺母固定，刀架在絲杠上進給。 方案 2： 液壓缸推動 行程開關 至指定位置定位工件 （ a）接觸式行程開關 在實際生產(chǎn)中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 14 頁 共 38 頁 圖 36 AZ8104行程開關 圖 37 定位機構 4 鋼筋連接套自動切斷機關鍵部位的計算選擇 電動機的選擇和計算 電動機是本機床的重要動力源，主要 提供主軸的旋轉(zhuǎn)。 （ 2） YR 系列繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機 YR 系 列（ IP44）、 (IP23)系列電動機系 Y 基本系列 (IP44)、 (IP23)上派生出來的。它比 JDO2 同類產(chǎn)品體積縮小 15%，重量減輕 12%. YD 系列電動機轉(zhuǎn)速有雙速、三速、四速三種，極比（轉(zhuǎn)速比）有 4/ 6/ 8/12/ 6/4/ 8/4/2 和 12/8/6/4 等種。 YZR、 YZ 系列電動機的工作方式分為：短時工作制（ S2）；斷續(xù)周期性工作制（ S3）；啟動的斷續(xù)周期性工作制和電制動的斷續(xù)周期性工作制（ S3） .電動機的基準工作制為（ S3） 40%。 YCT 系列與被 其取代的 JZT 系列相比，輸出轉(zhuǎn)矩及輸出的上限轉(zhuǎn)速均有所提高，且整機效率提高 3%~8%，是性能良好的恒轉(zhuǎn)矩負載特性交流無級調(diào)速電動機，可用于機械工業(yè)、化工、石油、建材、輕工、紡織等部門恒轉(zhuǎn)矩（或遞減轉(zhuǎn)矩）無級調(diào)速的場合，尤適用于風機、水泵等設備上，節(jié)能效果較好。到了 20 世紀 90年代，大功率電力電子器件及變頻技術的迅速發(fā)展，異步電動機的變頻調(diào)速日趨成熟，并很快在各領域被廣泛推廣，如工業(yè)領域中的機械加工、冶金、化工、造紙、紡織、輕工等設備中，采用異步電動機變頻調(diào)速技術，以其高效的驅(qū)動性能和良好的控制特性，在提高成品數(shù)量、質(zhì)量 ，節(jié)約電能等方面取得了顯著效果，已成為改造傳統(tǒng)設備、實現(xiàn)機電一體化的重要手段。39。139。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 23 頁 共 38 頁 由于卡盤的厚度為 155mm，為防止卡盤和導軌或者刀架碰撞，應該有個安全距離，經(jīng)過計算得知，這個安全距離就是卡盤的厚度 155mm 加上主軸伸出主軸箱的長度即80mm，故卡盤與刀架至少應該相隔 235mm，本機床選擇 250mm的安全距離。 （ 1）活塞式液壓缸 活塞式液壓缸有雙桿式和單桿式兩種形式。 （ 2）柱塞缸 柱塞缸屬于單作用缸。 圖 45 液壓缸 導軌的選型和設計 導軌可承受、固定、引導移動裝置或設備并減少其摩擦的一種裝置。當然，為了保證機床的精度，床身或立柱少量的刮研是必不可少的，在多數(shù)情況下，安裝是比較簡單的。若變形量超過允許的限度，就會影響軸上零件的正常工作，甚至會喪失機器應有的工作性能。的滾動軸承。若是成對雙聯(lián)安裝，使一對軸承的外圈相對，即寬端面對寬端面，窄端面對窄端面。該類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，尺寸范圍與形式變化多樣。鋼球加離心力擠向滾道外側(cè)，易于擦傷，但不適于高速運轉(zhuǎn)。