【文章內(nèi)容簡介】 質(zhì)合金刀片 ,切削速度在150～ 260 m/ min。 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 13 3 (2) 刀片 坡口機 必須適用于連續(xù)作業(yè)生產(chǎn) ,要求刀片具有很高的抗熱震裂 、抗塑性變形能力和抗沖擊性 ,紅硬性高 ,耐磨性好。并要求更換方便、快捷 ,一個刀片有多個刃口可供使用。 (3) 順銑與逆銑 銑刀旋轉(zhuǎn)的方向與前進的方向相同稱為順銑 。銑刀旋轉(zhuǎn)的方向與前進的方向相反稱為逆銑。順銑切削時 ,刀齒一開始就 從最大的切削厚度處切入 ,逐漸切到零 ,避免了在已加工的板材邊緣表面上滑行 ,減少了加工表面冷作硬化現(xiàn)象和后刀面磨損 ,而且切削路程短 ,鐵屑短粗 ,平均切削厚度大 ,變形小 ,切削功率可比逆銑節(jié)約 10 %左右。逆銑切削時 ,每齒切下的鐵屑切削厚度是逐步從零增至最大。因此刀齒剛切入時 ,在鋼帶由前一刀齒切削所形成的冷硬表面層表面上滑行一段距離 ,直到切至一定的切削厚度時才能切入 ,而且進給量越小 ,滑行距離越長 ,所以刀齒后面與工件磨擦較大 ,擠壓嚴重 ,使刀具易于磨損 ,耐用度和粗糙度降低 ,還會造成嚴重的硬化層。因此針對實際需要我設計的 坡口機 采用順銑方式。 對于阜新封閉母線廠所需要的 ,我們只需做一個簡易的 板材 坡口機 ，設計的結(jié)構(gòu)包括液壓缸、銑削系統(tǒng) 以及控制系統(tǒng)等。 板材 坡口機 的總體方案設計 總體方案設計包含功能設計、結(jié)構(gòu)設計和性能設計三部分。功能設計，即在調(diào)研并確定了 板材 坡口機 的工作參數(shù)（運動、動力、尺寸）之后，通 過功能分解創(chuàng)新出或類比出可以實現(xiàn)加工要求的各種布局方案創(chuàng)新設計。通過對運動功能的分解和合成來確定其布局方案，對于設計加工特定板料的專用 板材 坡口機 較為有效。而 銑削 設計或類比設計主要通過查詢、比較確定可參照的 板材 坡口機 布局方案，而大量用于設計一般的通用性 板材 坡口機 。 結(jié)構(gòu)設計是在總體布局方案基本確定之后，對機械結(jié)構(gòu)件進行主要形狀和尺寸的設計。結(jié)構(gòu)設計同樣有類比和創(chuàng)新設計兩類。類比技術是建立在成組技術和模塊化技術的基礎上，采用參數(shù)化設計方案來實現(xiàn)。而創(chuàng)新式設計主要是按照設計人員的意愿，通過對基礎模塊（板、梁、筋、 孔、凸緣、法蘭等）的實體進行拼裝、重疊等操作來實現(xiàn)。 性能設計是根據(jù) 板材 坡口機 的總體性能要求對運動誤差、精度和剛度等進行設計分配。 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 14 4 3 控制系統(tǒng)的選擇及設計 控制系統(tǒng)的選擇 控制系統(tǒng)的傳動主要有機械傳動、氣壓傳動和液壓傳動等不同類型。機械傳動是指依靠齒輪等一些機械機構(gòu)來傳遞能量的傳動；氣壓傳動是以氣體的壓力能進行傳遞和轉(zhuǎn)換能量的氣體傳動；液壓傳動是以液體的壓力能進行傳遞和轉(zhuǎn)換能量的液體傳動。由于液壓傳動裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性??；操縱、控制簡單，方便、省力；易于實現(xiàn)過載保護；液壓元 件使用壽命長，所以液壓傳動系統(tǒng)自然就成為首選。但液壓傳動也有其自身的缺點，如：液壓傳動的工作性能受外界條件的變化很大；容易產(chǎn)生泄漏和壓力損失，傳動效率低；易產(chǎn)生泄漏而造成污染；對液壓元件的加工精度、材料的材質(zhì)和熱處理工藝、維護和檢修水平等要求較高，故成本較高；對工作介質(zhì)的過濾要求嚴格。雖然液壓傳動存在以上的一些缺點，但總的看來，該傳動的優(yōu)點多于缺點，故選用液壓傳動。 液壓傳動系統(tǒng)的設計 液壓缸主要參數(shù)的確定 根據(jù)手冊 [10]的推薦值，按主機類型選擇工作壓力，初選液壓系統(tǒng)工作壓力 p = 。 1）液壓缸缸筒內(nèi)徑 根據(jù)液壓缸的供油壓力與負載缸筒內(nèi)徑 D 可按下列公式初步計算： 3Hm4FD= 10p?? ? 364 2 3 0 0 0= 1 0 1 2 23 . 1 4 2 . 2 1 0 0 . 9 mm? ??? ? ? （ 51） 式中： HF ——名義總壓力 p ——液壓缸的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓力 m? ——液壓缸的機械效率，取 m? = 2）活塞桿直徑 查表，由工作壓力 p = ，選取速比 ?? ，公稱壓力為 3MPa 。則活塞桿直徑為： 1 1 . 3 3 11 2 2 6 11 . 3 3d D m m? ???? ? ? 據(jù)手冊調(diào)整 D 與 d 得： 12 4 , 61D m m d m m??。 3）液壓缸工作循環(huán)中流量的計算 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 15 5 當活塞桿伸出時 2 2 31 3 . 1 4 0 . 1 2 4 0 . 0 0 5 0 . 0 0 0 0 6 1 /4 4 0 . 9 8vQ D v m s??? ? ? ? ?? 當活塞干退出時 2 2 2 2 32 3 . 1 4( ) ( 0 . 1 4 0 . 0 6 1 ) 0 . 0 0 6 6 6 5 0 . 0 0 0 0 6 2 /4 4 0 . 9 8vQ D d v m s??? ? ? ? ? ? ?? 式中： v? ——液壓缸的容積效率，活塞密封為金屬環(huán)， v? 為 1v ——活塞桿伸出速度， 1 /ms? ? 2v ——活塞桿退回速度， 2 66 5 /ms? ? D ——液壓缸內(nèi)徑 d ——活塞桿直徑 缸筒壁厚和外徑計算 1）缸筒壁厚的計算 缸筒常用無縫鋼管材料，本設計采用的是 45 號鋼。缸筒相當于一個兩端封閉的圓筒形受壓容器，由材料力學可知，其應力狀態(tài)是隨著缸筒內(nèi)徑和壁厚的比值 D? 改變而改變，因此在計算缸壁的合成應力與厚度時，必須考慮不同的比值與材質(zhì)，采用不同的 強度公式。由于 D? 是事先未知的，因此需要假設和驗算過程。 表 51 高精度冷拔無縫鋼機械性能 表 Table of colddraw seamless steel mechanical properoty 材料 S45 S35 σ b≥ N/mm2 700 600 σ s≥ N/mm2 340 310 δ s≥ % 16 4 E≥ N/mm2 20900 21200 μ a 先求薄壁缸筒 當 ? ???? 2, m a xPD ?? 壁厚，強度計算公式： ? ???? ??2PD 式中： 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 16 6 D—缸筒的內(nèi)徑 maxP —最高容許壓力 ??? —缸筒材料的許用應力 ? —缸筒的內(nèi)應力 許用應力 ??? 可以用下式計算： ? ?ab MPn 1405700 ??? ?? 式中： b? —缸體材料的抗拉強度，查表可知 n—安全系數(shù)，一般取 5 算出 ??? 值后代入 m a x 3 1 2 4 1 .3 32 [ ] 2 1 4 0PD mm? ? ?? ? ?? 取整 5?? mm 由于 5 ? ??，而 〈 滿足前面假設的條件，所以采用這種薄壁缸筒。 2）缸筒外徑 缸筒的壁厚確定以后，由下式計算出缸筒的外徑： 2 124 2 5 134eD D m m?? ? ? ? ? ? 液壓缸的強度校核 以缸壁的厚 度 ? 為參數(shù)，按照相應的公式確定液壓缸有關尺寸： 液壓缸的缸體厚度： 2 2 5 10t mm?? ? ? ? 缸體處過渡圓弧半徑： 11 1 2 4 1 5 .588R D m m? ? ? ? 缸的出油口直徑： 0 124 D mm? ? ? ? 取整 0 17d? mm 液壓缸進行強度校核的有關數(shù)據(jù)為 : FH＝ 23000N，缸體材料采用的是 45 號鋼，材料的機械性能為 MPab 700?? ，MPas 340?? ，泊松比 ?? ，液體工作壓力為 Pa = 。 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 17 7 此缸的主要尺寸為： 缸的內(nèi)徑 r1＝ 缸的外徑 r2＝ 7cm 缸的缸底厚度 t=1cm 缸的出油口直徑 d0 = 1）缸壁部分 此缸的最大應力點在內(nèi)壁，其最大值為： 222m a x 2 2 2 2213 3 7 2 . 2 2 5 . 27 6 . 5Hr p M p arr? ?? ? ? ??? 此時由于 max? ＜ ??? ，所以安全。 2）缸底部分 本設計采用的是缸底為平底的，平 底缸當作均步載荷作用且周邊剛性固定的中心有孔的圓孔來考慮，最大彎曲應力發(fā)生在圓板的周邊，可以按平板公式 [2]計算： 1012 2 .2 6 .1 1 .7 0 .8 7 32 2 .2 6 .1rdr? ? ??? ? ?? 2 21222 . 2 6 . 1 0 . 7 5 0 . 7 5 7 0 . 5 70 . 8 7 1pr M p at? ? ?? ? ? ?? 式中： ? ——缸底因為開孔而引入的削弱系數(shù) 此時許用應力取最小 的值為 100Mpa，由于 ? ＜ ??? ，所以安全。 3）活塞桿強度驗算 活塞桿常用 3 45 鋼等材料，對于沖擊震動很大的活塞桿，也可以使用 55 鋼與 40Cr。這里選用的是 45 鋼作為活塞桿材料。其力學性能為： MPas 340?? ， MPab 700?? ， n 取2～ ， 則： ? ? ns?? ? =142～ ，取 ? ?s? 為 177Mpa。 活塞桿計算長度根據(jù)行程而定： ls =S+L1 +H+（ 10～ 20） =230+40+26+20=316mm 式中： S——最大的行程， S=230mm L1 ——導向套的長度，一般取活塞桿直徑的 倍以上，即： 1 0 .6 0 .6 6 1 3 6 .6L d m m? ? ? ? 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 18 8 H——活塞桿插入活動橫梁的長度，取 H 為 61 24 .4d mm? ? ? 由于 316 5 .1 8 1 061SId ? ? ?，則按以下公式驗算： ? ? ? ???? ??? 2124 dd F 液壓缸的最大推力為： 2 2 6 53 .1 4 0 .1 2 4 2 .2 1 0 1 .0 6 1 0F D p N?? ? ? ? ? ? ? 所以： 522m a x 1 64 4 1 . 0 1 0 0 0 . 2 7 2 7[ ] 3 . 1 4 1 7 7 1 0Fd d m m m?? ??? ? ? ? ? ??? 式中： d——活塞桿直徑 1d ——空心活塞桿內(nèi)徑，對于實心活塞桿 mmd 01 ? ?——活塞桿的壓或拉應力 由于本設計中活塞桿直徑 d=61mm＞ dmin=27mm，所以活塞桿滿足強度要求。 液壓元件的選擇 1）選擇泵和驅(qū)動電機 取系統(tǒng)的泄漏系數(shù) [8]為 K=,則液壓泵的最大流量為： 31. 1 0. 00 06 65 0. 00 07 31 5 /BQ KQ m s? ? ? ?退 液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力為 ，如取進油路上的壓力損失為0MPa ，則考慮系 統(tǒng)動態(tài)壓力因素的影響，液壓泵的額定工作壓力為： BP ( 0) ( 1 25% ) ? ? ? ? ? 由于 10 個液壓缸并聯(lián)，所以： BP 5 10 27. 5 aMP? ? ?總 根據(jù) BQ 和 Bp ，查手冊選用 D7B002 型高壓低噪聲定量葉片泵，該泵的額定流量為,排量為 ，公稱壓力為 25MPa 。又因為該液壓系統(tǒng)的最大功率出現(xiàn)在退回階段，如果取液壓泵的總效率為 ，則液壓泵驅(qū)動電機所需的功率為： ? ? ? ?KWqpP BB ????? 根據(jù)此數(shù)值查閱手冊，選取 Y160M 型電動機，其額定功率 KWPn ? ，額定轉(zhuǎn)速遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 19 9 min750 rnn ? 。 2）閥類元