【導(dǎo)讀】越占據(jù)重要的位置。其工作原理為印刷電路板放在傳動裝置上輸送，傳到刀具下方，刀具將其過長的引腳剪掉。它在整個生產(chǎn)印刷電路板的工藝過程中是必不可少的。在這次設(shè)計中，我完成了以下工作：設(shè)計方案的選擇與確定，相關(guān)設(shè)計計算，

　　

【正文】 板間有一定的過盈配合。這樣既可以保護 PCB板正面的電子元件不被擠壓摩擦而遭受破壞，也有效的起到固定的作用。 傳動裝置的整體設(shè)計計算 電動機的選擇 查 機械設(shè)計課程設(shè)計 表 得 表 24 方案號 電機 類型 額定 功率 同步 轉(zhuǎn)速 滿載 轉(zhuǎn)速 額定 電流 1 Y100L24 3KW 1500r/min 1420r/min 2 Y90L4 1500r/min 1400r/min 根據(jù)以上兩種可行同步轉(zhuǎn)速電機對比可見，方案 2 功率 小且質(zhì)量價格也比較 合 理，所以選擇 Y90L4 型電動機。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 26 變頻器容量的校核 當(dāng)通用變頻器驅(qū)動一臺電動機時 MNINVN kII ? 式中 INVN —— 通用變頻器額定輸出電流（ A）； K—— 電流波形補償系數(shù)，一般取 ～ ； MNI —— 電動機額定輸入電流（ A）。 我選擇的 SINAMICS G110 系列變頻器外形尺寸為 B 型，功率為 。所以額定輸出電流 INVNI =1500W/380V=，取 k=，電動機額定輸入電流為 ， ≥ =。可見變頻器容量滿足要求。 用變頻器控制電機實質(zhì)上是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。 其工作原理為 p sf )1(60n ?? 。 其中 s 轉(zhuǎn)差率， s = 100121 ??nnn ％ ； pfn 601? （ 1n 為同步轉(zhuǎn)速）； f —— 頻率； p —— 電動機極對數(shù)。 計算得pfn 601?= 150025060 ?? r/min 1001500 140015001 21 ????? n nns％ ? ％ 通過改變頻率來改變電動機的轉(zhuǎn)速，從而達到要求。工頻為 50Hz。 一般情況下，工作機要求連續(xù)不能間斷的工作。 這樣，設(shè)計中就存在一個變頻 器可能損壞的問題，這時須立即將輸入頻率變?yōu)楣ゎl，即在沒有變頻器的作用下，能夠繼續(xù)工作。但是，在我的設(shè)計中，如果一旦將變頻轉(zhuǎn)為工頻，那么在減速器的作用下，根據(jù)傳動比 降低到一定轉(zhuǎn)速，但遠遠大于要求的速度，這對傳動過程是很危險的，所以我設(shè)計的剪腳機是不能接在工頻條件下工作的。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 27 所需要調(diào)節(jié)的頻率范圍 我選擇的變頻器采用外接開關(guān)和電位器，這樣能較好的保護變頻器和整個傳動系統(tǒng)。 根據(jù)同步帶的速度知通過蝸輪蝸桿減速器的轉(zhuǎn)速為 6～ 16r/min，傳動比 ，可知入軸轉(zhuǎn)速為 6 =117r/min～ 16 =312r/min。 根據(jù)變頻器的工作原理，p sf )1(60n ??， 當(dāng)入軸轉(zhuǎn)速為 117r/min 時，??? ?? )(60 2117f ；當(dāng)入軸轉(zhuǎn)速為 312r/min 時， )(60 2312 ??? ??f Hz。即，變頻器要始終在 Hz～ Hz 內(nèi)變化。 Hz 對應(yīng)的同步帶速度為1m/min, Hz 對應(yīng)的同步帶速度為 3m/min。 綜上所述，我的傳動裝置是這樣的： 由變頻器控制電機，讓變頻器 的頻率顯示在 ，此時電動機的轉(zhuǎn)速為 117r/min，此轉(zhuǎn)速即為 蝸輪蝸桿減速器的入軸轉(zhuǎn)速，再通過傳動比為 的減速，得到的轉(zhuǎn)速為117/=6r/min，即傳送帶以 1m/min 的速度運動。需要加速時，再增加變頻器的頻率，一直到 時為最大頻率，傳送帶到達最大速度 3m/min。 由于蝸輪蝸桿減速器是按照入軸轉(zhuǎn)速為 312r/min 設(shè)計，是入軸的最大轉(zhuǎn)速，因此不管速度為多大，它都是滿足要求的。 如果變頻器出現(xiàn)故障，則馬上斷開電源，使電動機停止轉(zhuǎn)動。因為不能馬上將變頻接到工頻電源上，原因 上面已經(jīng)提到，所以這是我設(shè)計的一個不足之處。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 28 第三章 刀具運動及其動力裝置 刀具的選擇 刀具材料分析 常用的刀具材料高速鋼、硬質(zhì)合金品種很多，已普遍應(yīng)用。在開辟新的用途和提高性能的同時，也在增加產(chǎn)量；在刀具市場上占有相當(dāng)大的比重。由于研制了新品種，硬質(zhì)合金也用以制造鉆頭、絲錐、鉸刀等低速刀具。 隨著切削加工技術(shù)的發(fā)展，為適應(yīng)切削加工的高速、高效率和高精度的需求，應(yīng)有效地開發(fā)新的切削刀具，以適應(yīng)被加工材料的多樣化和最大限度地提高加工效率。因此，現(xiàn)有的普通刀具材料如高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷 刀具已難以解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的新問題，所以開發(fā)研制新刀具材料勢在必行。 近幾年來，國內(nèi)外都相繼開發(fā)了刀具材料新品種，并廣泛得到應(yīng)用，從而使生產(chǎn)率和刀具使用壽命大為提高。 刀具的 選擇 我的設(shè)計 中， 只是剪掉印刷電路板的引腳， 這一過程用手動操作也是很容易的。且剪腳高度為 1mm，所以對刀具的要求 可以說是非常低的 。 因此普通刀具材料就能夠滿足 我設(shè)計中的 切削要求。 刀具的固定 經(jīng)查閱資料，我 決定選用螺紋加螺栓的固定方式。并且讓這兩種螺紋連接方式的旋向相反，這樣就可以保證電機反轉(zhuǎn)時刀具不至于脫落。 如下圖。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 刀具的運動 在我的設(shè)計中，刀具直接由電動機控制。 電動機軸直接與刀具的安裝軸連接，這樣刀具的運動就變得很簡單。 電動機的選擇 根據(jù)調(diào)查時所收集到的數(shù)據(jù)上網(wǎng)查到合適的電機型號及其參數(shù)如下： Y8012 電機 工作電壓 380V，額定功率 （馬力），額定電流 ,轉(zhuǎn)速 2825 r/min。 聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)電機轉(zhuǎn)軸的大小，確定選擇的聯(lián)軸器為 HL7 聯(lián)軸器 19 40， 與之相對的聯(lián)軸器選擇 HL6 聯(lián)軸器 30 60，這樣就確定了 用螺栓 與刀具相連 的 軸的尺寸 。 確定軸的尺寸 根據(jù)選擇的聯(lián)軸器可知， 與電機軸相連的部分為 30mm。 因為有聯(lián)軸器，軸的長度很長，這樣在中間加一個過渡軸，下面與刀相連的軸直徑也為 30mm。 由于軸上要開螺紋孔與刀具相連，這樣軸很容易變形，螺紋孔也容易鉆偏，故在軸上加一個軸套，這樣就不會有上述問題。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 30 細節(jié)處理 刀架的安裝 當(dāng)?shù)毒吲c軸直接相連，軸又通過聯(lián)軸器與電機軸相連，這樣必須要有一個刀架才能保證刀具的正常運動和整個機械系統(tǒng)的安全。 刀架安裝在可移動導(dǎo)軌上，能在可移動導(dǎo)軌上自由移動，拆卸的時候，只要將螺 母擰掉就可以將刀架取下，這樣就能夠滿足經(jīng)常換刀、洗刀的設(shè)計要求。 導(dǎo)軌的功用是承受載荷和導(dǎo)向。在導(dǎo)軌副中，運動的一方叫動導(dǎo)軌，不動的一方叫支承導(dǎo)軌。若導(dǎo)軌承載后變形，則直接影響部件之間的相對位置精度和導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度，因此要求導(dǎo)軌油足夠的剛度。 導(dǎo)軌的變形主要取決于導(dǎo)軌的形狀、尺寸及與支承件 的連接方式、受載情況等。 直線導(dǎo)軌的截面形狀主要有四種：矩形、三角形、燕尾形和圓柱形，它們可以互相組合，每種導(dǎo)軌副中還有凹、凸之分。 在這里我選擇使用矩形 — 燕尾形導(dǎo)軌，因為它 有 能承受較大的顛覆力矩， 剛度高，制造簡單， 間隙調(diào) 整方便 等優(yōu)點 。 適用于載荷較大而導(dǎo)向要求略低的機床。 如圖 所示。 導(dǎo)軌面間的間隙對機床工作性能有直接影響，如果間隙過大，會影響運動精度和平穩(wěn)性；間隙過小，運動阻力大，導(dǎo)軌的磨損加快。 導(dǎo)軌常用壓板、鑲條來調(diào)整。 （ 1）壓板 壓板用來調(diào)整導(dǎo)軌面的間隙和承受顛覆力矩。 （ 2）鑲條 鑲條調(diào)整矩形導(dǎo)軌和燕尾形導(dǎo)軌的側(cè)向間隙。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 31 圖 矩形 — 燕尾形導(dǎo)軌 1： 螺栓 2：可移動導(dǎo)軌 3： 鑲 條 4： 調(diào) 整螺 釘 5： 壓 板 6：支承 導(dǎo)軌 刀架的固定方式 在我 的設(shè)計中，使 可移 動導(dǎo)軌與刀架焊接，支承導(dǎo)軌與立柱焊接，用螺栓來固定，并預(yù)留了扳手所需要的空間。用螺釘、壓板和鑲條來調(diào)整軌道結(jié)合面的間隙，且他們還內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 32 可以保證導(dǎo)軌有較高的剛度。為了提高耐磨性，防止咬焊，動導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌采用不同的材料：支承導(dǎo)軌選用淬硬鋼，動導(dǎo)軌采用 HT200。 因為在應(yīng)用的時候 PCB 板剪腳高度變化很?。?PCB 板的引腳高度要求保留 1～2mm 即可）， 這樣情況下，如果刀具的高度可調(diào)，很難保證它的精度。而且在這個設(shè)計中， 可以通過調(diào)整模具的高度來調(diào)整 剪腳高度，所以刀具可以固定不動 。即 這里實現(xiàn)的功能是：將刀架 固定在立柱的某一合適的高度處，且刀架要便于拆卸以便刀具的打磨。選用這種方案就能較好的滿足要求。 刀架部分總結(jié) 機床上的刀架是安放刀具的重要部件。刀庫和機械手組成的自動換刀裝置，成為加工中心的主要特征。按結(jié)構(gòu)形式分為方刀架、轉(zhuǎn)塔刀架、回輪式刀架等。在我的設(shè)計中，雖然不需要自動換刀，但我也借鑒了這種刀架，選擇了方刀架，將我設(shè)計的刀具與電機相連軸以及聯(lián)軸器等放入箱體內(nèi)，讓箱體作為刀架。這樣使設(shè)計看起來更加簡單明了。 以上為我設(shè)計的所有內(nèi)容。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 33 結(jié)束語 經(jīng)過了半個學(xué)期的機械設(shè)計實踐， 我們學(xué)到了很多東西，尤其是關(guān)于機械設(shè)計的各個程序以及以前學(xué)到的機械的內(nèi)容在實際中的應(yīng)用。 我的設(shè)計思想是在一次偶然的情況下確定的，在這之前，我對此的了解程度為零，我從一無所知到慢慢將一臺機器設(shè)計成形，這其中的困難有很多，途中幾度遇到十分棘手的問題，但是，在老師的幫助下，我終于使將它完成了，這個結(jié)果對我來說 ，本身就是一個極大的鼓勵，盡管設(shè)計中還有很多技術(shù)性的問題以我現(xiàn)在的水平，還不足以解決，但我相信在以后的工作學(xué)習(xí)中，我會以這次設(shè)計為起點，更多的學(xué)習(xí)和實踐 ，來拓展我的知識面。這次的設(shè)計，對我來說，不僅僅是對 一個簡單機械的設(shè)計，而是我以后工作的開始，所以我盡力去完成所有內(nèi)容，包括不是我們專業(yè)所學(xué)的問題。 在設(shè)計 變頻調(diào)速器的時候，我一度被困難壓住了。在后來看來，雖然好像只是選擇一個變頻器那樣簡單，但事實上，選擇變頻器也有好多的難點，為了我的設(shè)計中能有真正屬于自己的想法，我都一一克服了。 就像設(shè)計 說明書里的簡圖 那樣，為了實現(xiàn)這一裝置，我曾經(jīng)研究了很久的時間，并且請教了好多的同學(xué)，終于想出 這樣的方案。只是在變頻與工頻的轉(zhuǎn)換部分，我沒有細作研究，因為在我的設(shè)計里沒有用到轉(zhuǎn)換的問題。 那時考慮的不周到，這個地方 沒有想清楚。其 實，我的設(shè)計中有很多地方都是用的新思路去自己設(shè)計實現(xiàn)，太多的細節(jié)了，時間也比較急迫，以至于出現(xiàn)了 很多的不足，我相信，只要我 有足夠的時間， 我 一定可以把這個自動剪腳機設(shè)計的非常好的。 我的設(shè)計就這樣結(jié)束了，我覺得我盡我的努力去完成了它，不管結(jié)果內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 34 怎樣， 我這大學(xué)里的最后一個學(xué)期是沒有白費的，我鞏固了所學(xué)的知識，也學(xué)到了很多新的知識，剛開始拿到題目時，真的以為自己沒辦法做下去， 但是 ，我很享受我設(shè)計的過程，因為 在這個過 程中學(xué)到的創(chuàng)新的意識和克服困難的勇氣是難以忽略的大收獲，這比我選擇一個簡單的題目，并且將它做 到十分正確還要吸引我 。 總的說來，這次設(shè)計實踐不僅讓我鞏固了機械設(shè)計的理論知識，還讓我 學(xué)到了很多學(xué)問之外的東西 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 35 參考文獻： 【 1】成大先 機械設(shè)計手冊第五版 第一卷，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021； 【 2】成大先 機械設(shè)計手冊第五版 第二卷，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021； 【 3】成大先 機械設(shè)計手冊第五版 第四卷，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021； 【 4】汪琪 李鈞 機械設(shè)計計算 ，中國致公出版社 , 1998； 【 5】濮良貴 紀名剛 機械設(shè)計第八版，高等教育出版社， 2021； 【 6】沈樂年 劉向鋒 機械設(shè)計基礎(chǔ)， 清華大學(xué)出版社 1997； 【 7】王金 機械設(shè)計課程設(shè)計 ，東北大學(xué)出版社 ， 1999； 【 8】陳秀等 課程設(shè)計圖冊 ，高等教育出版社 ， 1999； 【 9】姚永明 非標(biāo)準設(shè)備設(shè)計，上海交通大學(xué)出版社， 1999； 【 10】謝家瀛 組合機床設(shè)計簡明手冊，機械工業(yè)出版社 ， 1994； 【 11】張靜菊等 特種膠帶傳動的設(shè)計與使用手冊，化學(xué)工業(yè)出版社， 1990； 【 12】趙世華 金屬切削機床，航空工業(yè)出版社， 1996； 【 13】呂汀 石紅梅 變頻 技術(shù)原理與應(yīng)用，機械工業(yè)出版社， 2021； 【 14】曾毅 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計與維護，濟南山東科學(xué)技術(shù)出版社， 2021； 【 15】張燕賓 變頻調(diào)速 460 問，機械工業(yè)出版社， 2021； 【 16】方文中 同步帶傳動 —— 設(shè)計制造使用，上?？茖W(xué)普及出版社， 1993； 【 17】伊年柯等 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