【正文】 tube, so it is widely applied to various industries, but for aluminum pipe fixed length cutting of mechanical automation equipment is lack, so automatic pipe cutting machine, and to the developing trend of aluminum tube industry at present, automatic pipe cutting machine has the very good development prospect. In order to be able to save the human labor and can improve the efficiency of production, not only to plete the design of pipe cutting machine and considering the design of the automatic assembly line, so as to achieve automatic production enterprise, management and control, more conducive to the interests of the whole enterprise. Mechanical automation equipment is widely used in industrial production, but the mechanical automation equipment design process is very plicated, only according to the reasonable method to carry on the design can obtain the expected machinery automation equipment. And only specification machinery automation equipment can improve the mechanization level of our country, improve the economic benefits of enterprises. Keywords： Aluminum tube cutting Mechanical automation Assembly line 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)論文 4 目 錄 1 緒論 機械自動化設備在工業(yè)生產(chǎn)中應用十分的廣泛，不過機械自動化設備的設計過程非常的復雜，只有按照合理的方法進行設計才能得到預期的機械自動化設備。 1 河 北 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 作 者： 荀濤 學 號： 110502 學 院： 機械工程學院 系 (專業(yè) )： 機械設計制造及其自動化 題 目： 自動圓管切割機機械設計 指導者： 陳貴亮 高級工程師 評閱者： 2021 年 5 月 15 日 2 畢業(yè)設計（論文）中文摘要 題 目 ： 自動圓管切割機機械設計 摘要： 近些年來鋁以及鋁管行業(yè)在我國發(fā)展的非常迅速，由于鋁管的優(yōu)良性能，所以它被廣泛的應用到了各個行業(yè)中，但是對于鋁管的定長切割方面的機械自動化設備卻比較缺乏，所以自動圓管切割機應運而生，并且以目前鋁管行業(yè)的發(fā)展趨勢來看，自動圓管切割機械的具有很好的發(fā)展前景。 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計還要考慮到自動化流水線的設計，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。并且只有規(guī)范的機械自動化設備才能提高我國的機械化水平，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。 課題背景 錯誤 !未定義書簽。 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2 我國目前機械自動化的發(fā)展現(xiàn)狀 3 本課題研究的基本內(nèi)容 3 本課題主要研究解決的難點問題和擬采用的辦法 6 功能的實現(xiàn) 6 驅(qū)動方式的選擇 11 斜面設計 12 料箱擋板設計 15 換工位結(jié)構(gòu)設計 17 軸的設計及校核 21 進料同步帶輪選型與計算 24 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)論文 5 結(jié) 論 29 致 謝 本次課題需要 設計一種用于自動切割薄壁圓管的切割機的機械系統(tǒng)，圓管為直徑為 2050mm，壁厚小于 3mm 的鋁質(zhì)管，原料長度 3000mm。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。有人對我國鋁消耗量進行了研究，根據(jù)研究結(jié)構(gòu)我們可 以明確的知道鋁在國內(nèi)消耗量非常的大，僅僅是 2021 年國內(nèi)消費的原生鋁就達到了 104t,另外再生鋁消耗量為 104t,由數(shù)據(jù)我們不難看出中國已經(jīng)成為鋁的消耗大國 [1]。 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。根據(jù)相關(guān)資料顯示僅僅 2021 年一年的時間我國的鋁合金管消耗總量就達到了約 620 萬噸，不僅如此我國的鋁合金管消費量仍然在不斷的增加，鋁合金管的市場非常廣闊 [3]。 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 。 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)論文 2 課題研究目的和意義 傳統(tǒng)的 圓管切割機 是以人工操作無齒鋸切割為主， 需要人工 測量圓管長度然后切割。在此種切割機的基礎(chǔ)下我們需要設計一種自動圓管切割機，本次課題研究的方向是設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。在機械生產(chǎn)過程中廣泛的使用自動化生產(chǎn)線，能夠很大程度上提高勞動效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量，除此之外還能夠改善工人勞動條件、降低能源消耗 [4]。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]。我國的機械制造行業(yè)不僅在生產(chǎn)設備、生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率方面低于發(fā)達國家的現(xiàn)有水平，在產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品種類和產(chǎn)品性能方面也存在很大的差距。 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，同時隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，各種新型科學技術(shù)不斷被運用到機械自動化當中，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，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]。 鋁管的規(guī)格為：圓管直徑為 2050mm，壁厚小于 3mm ，原料長度 3000mm，切割長度200500mm。 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 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)和氣壓控制原理設計。 本課題主要研究解決的難點問題和擬采用的辦法 在現(xiàn)已查閱的資料情況下部分結(jié)構(gòu)已經(jīng)可以確定：切割單元（無齒鋸）、上料機構(gòu)（斜坡結(jié)構(gòu)）、夾緊機構(gòu)（氣缸加 V型塊）、去毛刺部分（ 拋光刷 ）。 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)的整體造價與設計的復雜程度，所以最后確定落料方式為沿斜坡滑落入 料箱。 上料機構(gòu)：經(jīng)過查閱資料以及適用性分析，最終采用斜坡的形式進行上料，并使用氣缸以及設計的夾具實現(xiàn)每次一根圓管的上料。 輸送 機