【正文】 最后我還要感謝我身邊的同學(xué)們，在畢業(yè)設(shè)計過程中我遇到了很多的困難，比如三維軟件使用過程中的問題，是我身邊的同學(xué)幫助我克服了過程中的一個個困難，與他們一起生活、學(xué)習(xí)，是我一生中最難忘的記憶。經(jīng)歷過學(xué)校安排的幾次課程設(shè)計之后，我有了幾次設(shè)計的經(jīng)驗，這支持我能夠順利完成本次畢業(yè)設(shè)計的，并且通過這次設(shè)計，對于我的專業(yè)能力提高有很大的幫助，對于我的以后工作、學(xué)習(xí)會有很大的幫助。 本次設(shè)計主要完成了機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，但是對于本機械系統(tǒng)的控制方面并沒有進行考慮，所以關(guān)于本機械系統(tǒng)的自動化設(shè)計方面需要另外進行考慮。 計算皮帶根數(shù) Z V帶的額定功率 rP 根據(jù)《機械設(shè)計》第八版，由 mmdd 711 ? ， rpmn 2881 ? ， ?i 和 A 型帶，查表 84a、查表 84，可以得出： kWP ? ， kWP ?? 根據(jù)《機械設(shè)計》第八版，查表 85，可以得出： ??K ， ?LK kWKKPPP Lr )()( 00 ???????? ? （ 53） V帶根數(shù) Z 2 ??? rcaPPz（ 54）， Z取 4根 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 27 計算單根 V 帶的初拉力的最小值 min)( 0F 由表 83得 z型帶的單位長度質(zhì)量 mkgq /? 所以 ? ? ? ? ? ? NqvzvK PKF ca 22m i n0 ????? ??????? ? ?（ 55） 應(yīng)該使帶的實際初拉力 ? ?min00 FF 計算壓軸力 PF 壓軸力的最小值為 ? ? ? ? NNFzFP i i nm i n2 10m i n ??????o?（ 56） 如圖圖 。 d 。 ?FrFa ，根據(jù)《機械設(shè)計》第八版中表 135，查到深溝球軸承最大 e為 ， 此時 eFrFa 初步計算當(dāng)量載荷 p 根據(jù)《機械設(shè)計》第八版式 138a， ? ?YFaXFrfP p ??? ，按照表 136， ~?Pf河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 21 取 ?Pf ，查表 135得 X=1， Y=0。因此，在設(shè)計有剛度要求的軸時，必須進行剛度的校核計算。 軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。 圖 進行軸的強度校核計算時，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。 圖 換工位結(jié)構(gòu)設(shè)計 換工位結(jié) 構(gòu)的功能是將完成切割之后的定長的圓鋁管送到去除毛刺的機構(gòu)位置處，為完成這個動作本次設(shè)計選擇用氣缸。該方法因其操作簡單、移動方便、成本低等特點得到廣泛應(yīng)用。這種去毛刺方法分干法去毛刺和濕法去毛刺。固定 V型塊，連接件，以及該夾具機構(gòu)與滾珠絲杠配合的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是在滿足其實用功能的前提下對其進行輕量化改進。并且，這個壓力是比較小的狀態(tài)，氣缸的壓力可以進行適當(dāng)調(diào)大，所以該氣缸足夠滿足使用要求。如圖 。 氣缸選型 SMC 系列 MY1B20G100 缸徑 20mm，行程 100mm 工作氣源設(shè)定為 p= 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 13 圖 夾具設(shè)計 由于切割時采用的是無齒鋸切割所以可以根據(jù)磨削加工的計算方法，計算切割圓管時的切削力。 斜面設(shè)計 常用材料摩擦因數(shù)（有潤滑的條件下）鋼 — 鋁 ?? 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 12 保證 ??? co sm gsin mg? 才可以使得圓管下滾 所以 ?? tan? 設(shè)計時初取 L=350mm，故求得 h7mm 設(shè)計選定 L=350mm， h=50mm. 如圖 ，考慮節(jié)省材料以及加工過程的難易程度 ，決定將斜面做成3mm 的不銹鋼板材，然后跟料箱焊接成一體。雖然無齒鋸很成熟但是對于本次設(shè)計并不能完全適用，隨意需要對現(xiàn)有無齒鋸進行改 進。無齒鋸?fù)ǔ１环Q為砂輪切割機或熱鋸，被廣泛 的應(yīng)用于切割型鋼、管材、棒材、方坯和薄板等工作 , 并可以完成定長切割，對于切割高硬度合金或非金屬材料在各種條件下的切割，型材切割機控制面板上設(shè)有停止、快速返回等按鈕，可以根據(jù)需要完成特定的功能，切割機的轉(zhuǎn)速以及進給速度都可以通過智能儀表進行參數(shù)設(shè)定。但是在擁有這些優(yōu)點的同時它的缺點也很明顯比如說伺服驅(qū)動需要增設(shè)液壓源，并且在使用的過程中容易產(chǎn)生液體泄漏，液壓驅(qū)動的使用有很多的限制所以目前多用于需要特大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。步進電機驅(qū)動多數(shù)是開環(huán)控制，控制簡單但跟其它電機驅(qū)動相比輸出功率比較小，多用于低精度小功率系統(tǒng)。 生產(chǎn) 設(shè)備的功能分解、求解過程和 生產(chǎn) 工藝的設(shè)計過程是一個相輔相成，互相促進的過程， 設(shè)計過程需要 以產(chǎn)品 生產(chǎn)的 工藝流程為主線， 還需要考慮到 產(chǎn)品的性能要求， 然后 對功能求解過程進行檢查和優(yōu)化， 依次為基礎(chǔ) 提出新的工藝方法， 這樣就可以完成對生產(chǎn) 設(shè)備 的進一步優(yōu)化設(shè)計改造 。非標(biāo) 準(zhǔn) 自動化設(shè)備設(shè)計 一個很明顯的 特點 是重視 設(shè)計 的 標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和簡約化的 總 原則。 下料機構(gòu)：完成去除毛刺后可以將圓管延斜坡滑落至料箱，完成下料。 輸送 機構(gòu)的設(shè)計：對于連續(xù)進料，定長切割，電機絲杠方式輸送，可以依靠轉(zhuǎn)角來控制圓管進料長度，完成一根圓管切割之后，可以用電機反轉(zhuǎn)回到初始位置進行下一次的工作循環(huán)。 下料機構(gòu) 自然落料可能會使薄鋁管變形成為廢料，機械手落料又會無形中增加機構(gòu)的整體造價與設(shè)計的復(fù)雜程度，所以最后確定落料方式為沿斜坡滑落入 料箱。 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。 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(dāng)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]。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]。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。 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 。 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。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。 17 軸的設(shè)計及校核 12 料箱擋板設(shè)計 6 驅(qū)動方式的選擇 6 功能的實現(xiàn) 3 本課題主要研究解決的難點問題和擬采用的辦法 3 本課題研究的基本內(nèi)容 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 錯誤 !未定義書簽。 課題背景 為了能夠節(jié)省人力勞動并且能夠提高生產(chǎn)效率，不僅要完成圓管切割機械的設(shè)計還要考慮到自動化流水線的設(shè)計，這樣才能實現(xiàn)企業(yè)自動化生產(chǎn)，管理 和控制，更有利于企業(yè)整體利益的提升。 機械自動化設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分的廣泛，不過機械自動化設(shè)備的設(shè)計過程非常的復(fù)雜，只有按照合理的方法進行設(shè)計才能得到預(yù)期的機械自動化設(shè)備。 課題研究目的和意義 7 驅(qū)動方式的確定 11 圓管質(zhì)量計算 17 軸承的選型及校核 20 滾珠絲杠副尺寸選擇計算 28 參 考 文 獻 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