四軸大型金相切割機的機械設計與研究(編輯修改稿)
2025-07-25 13:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 一種柔性傳動機構(gòu)，它特別適合于軸間距比較大的場合。帶傳動是機械行業(yè)常用的傳動方式，它能夠緩沖和吸振，運行平穩(wěn)，無噪聲，應用簡單。切割機系統(tǒng)中，主電機的功能為帶動切割片高速旋轉(zhuǎn)，由于帶傳動具有上述優(yōu)點，系統(tǒng)選用帶傳動進行增速提高切割片的轉(zhuǎn)速。兩極傳動保證擺臂旋轉(zhuǎn)運動時不產(chǎn)生中心距的變化。 冷卻系統(tǒng)的設計為了保證切割前后試樣的金相組織不變，在切割的過程當中必須對試樣冷卻，冷卻系統(tǒng)由水箱、冷卻泵、出水管、回水管、過濾網(wǎng)組成。在上電后砂輪片旋轉(zhuǎn)的同時，冷卻泵開始工作，把水箱中的冷卻液泵出，通過出水管噴射到砂輪上，冷卻液在高速旋轉(zhuǎn)的砂輪離心力的作用下，流向試樣的切割部位，使得砂輪和試樣同時冷卻。冷卻液通過過濾網(wǎng)過濾掉切屑后，由回水管流回水箱，節(jié)省了水資源，保證了切割質(zhì)量。 進給機構(gòu)的設計由于大型試樣切割機具備了兩種切割模式，所以其進給也包括兩部分，一是砂輪擺臂運行到下限值，工作臺縱向運動，帶動工件進給，從而對夾持工件進行勻速切割。二是砂輪擺臂運行到切割部位，按要求進行勻速切割，當工件尺寸較大時，可采用砂輪臂間歇運動，工作臺縱向進給往復運動，擴大切割大型零件切割尺寸。而砂輪片的進給則是由步進電機通過蝸輪蝸桿帶動橫梁上下擺動，從而實現(xiàn)砂輪片的進給。 夾具的設計 試樣在切割過程中由于受到砂輪片的徑向力和摩擦力，所以試樣的夾具應裝夾可靠，否則在切割時，不能保證試樣的垂直度，而且砂輪片易損壞造成危險。此外，夾具應具有自鎖功能，裝夾方便[5]。根據(jù)以上要求設計了一種快速夾緊夾具，其工作過程為：通過手柄推動夾具夾緊工件，然后旋轉(zhuǎn)手柄，使夾具產(chǎn)生一個作用于工件的力，從而實現(xiàn)夾具的自鎖。此夾具裝夾工作臺面上，隨著工作臺的進給而運動，切割時試樣受力均衡，可以防止截斷后毛刺的產(chǎn)生。而且操作簡單、裝夾方便，極大減輕了勞動強度，提高了切割的效率。 四軸大型金相試樣切割機控制系統(tǒng)的硬件設計 控制系統(tǒng)總體方案的確定在切割機控制系統(tǒng)主要以順序控制為主，大部分要求是開關量控制，控制系統(tǒng)的核心采用可編程序控制器（PLC），這是因為：切割機的工作環(huán)境非常惡劣，在切割工件時，會有較強的振動、噪聲產(chǎn)生，而且由于需要冷卻工件，工作環(huán)境潮濕，由于PLC的輸入／輸出系統(tǒng)功能完善，性能可靠，能夠適應于各種形式和性質(zhì)的開關量和模擬量信號的輸入和輸出；PLC的硬件結(jié)構(gòu)全部采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以適應大小規(guī)模不同、功能復雜程度及現(xiàn)場環(huán)境各異的各種控制要求，為控制系統(tǒng)的硬件設計提供了方便、快捷的途徑，可以大大縮短整個系統(tǒng)設計、生產(chǎn)、調(diào)試周期，節(jié)約系統(tǒng)投資；PLC維護操作方便，擴展容易，具有較好的性能和較高的可靠性，能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下正常運行，一般平均無故障時間可達幾萬小時以上，PLC具有較高的性能／價格比。另外，PLC還具有較完善的自診斷、自測試功能。所以采用可編程序控制器來實現(xiàn)系統(tǒng)的控制[6]。 砂輪片速度調(diào)節(jié)由于砂輪片的轉(zhuǎn)速對切割試樣的質(zhì)量影響較大，所以切割不同的試樣時，砂輪片應具有不同的轉(zhuǎn)速。例如：切割硬度大試樣時砂輪片應轉(zhuǎn)速較高；而切割銅、鋁等較軟的試樣時砂輪片轉(zhuǎn)速較低。為了調(diào)節(jié)砂輪片的轉(zhuǎn)速必須對異
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