風(fēng)機(jī)筒形零件成型專用設(shè)備總體結(jié)構(gòu)及控制設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 題 目： 風(fēng)機(jī)筒形零件成型專用設(shè)備總體結(jié)構(gòu)及控制設(shè)計(jì) 要 國內(nèi)有很多生產(chǎn)大型風(fēng)機(jī)的企業(yè)， 風(fēng)機(jī)主要是在大型電廠、礦山以及鍋爐里用來排除氣體、煙塵以及往鍋爐里通入空氣的設(shè)備。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要任務(wù)是通過自己所學(xué)的知識(shí)，完成風(fēng)機(jī)的一個(gè)筒形零件的成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 通過分析工件的變形情況，工作的過程，設(shè)計(jì)出工作部分的各個(gè)部件，包括工作部分和夾緊部分的設(shè)計(jì)，同時(shí)還要分析工作情況設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的系統(tǒng)，并且完善對(duì)整個(gè)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵 詞： 風(fēng)機(jī) ；筒形；專用設(shè)備 of ir in to to in is a to as as to to 錄 要 . I . 1 章 緒論 . 1 立題依據(jù)： . 1 研究目標(biāo)： . 1 研究內(nèi)容： . 1 決的關(guān)鍵問題： . 1 總體進(jìn)度： . 2 第 2 章 工件分析 . 3 件的分析及輥?zhàn)拥拇_定 . 3 工件分析： . 3 子的設(shè)計(jì)： . 5 第 3 章 工作部分 . 7 案的確定 . 7 . 8 作軸的設(shè)計(jì)： . 8 作軸箱的設(shè)計(jì)校核： . 11 軌設(shè)計(jì)： . 11 工作部分床身的設(shè)計(jì)： . 14 工作部分設(shè)計(jì)總結(jié)： . 15 第 4 章 夾緊部分設(shè)計(jì) . 17 緊部分設(shè)計(jì)的方 案： . 17 位機(jī)構(gòu)方案： . 17 緊機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)： . 17 夾緊部分結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)： . 18 定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)： . 18 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)： . 20 夾緊部分總體設(shè)計(jì)： . 26 第 5 章 設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 28 第 6 章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 29 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案： . 29 作過程的分析以及流程圖： . 29 . 30 . 31 結(jié) 論 . 32 致 謝 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) . 33 附錄 1 . 34 錄 2 . 40 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 1 頁 第 1 章 緒論 立題依據(jù)： 風(fēng)機(jī)主要是在大型電廠、礦山以及鍋爐里用來排除氣體、煙塵以及往鍋爐里通入空氣的設(shè)備。圓臺(tái)筒形零件是連接排氣孔與煙筒或排氣通道的一個(gè)零件，一般這個(gè)零件都是雙曲面形的，這樣符合氣體流動(dòng)學(xué)的原理。本次業(yè)設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)一種加工這種零件的成型設(shè)備。（如圖 1 圖 1工零件示意圖 研究目標(biāo)： 現(xiàn)在公司里 還是用傳統(tǒng)的手工方法加工，主要是加熱工件后再用棍子壓制加工成型。效率低、成品率低，而且工人勞動(dòng)條件差。本次設(shè)計(jì)目的就是設(shè)計(jì)出一種近似于小型旋壓設(shè)備，常溫下完成零件的成型加工即冷軋機(jī)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成成型設(shè)備的總體結(jié)鉤設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，大大提高生產(chǎn)效率，減輕工廠加工的工作量，將工人從繁重的工作中解脫出來，對(duì)于工業(yè)化進(jìn)程具有重大的促進(jìn)作用。 研究內(nèi)容： 通過分析零件的形狀，設(shè)計(jì)加工用的滾子。完成加工過程設(shè)計(jì)，加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。考慮到零件要加緊所以要設(shè)計(jì)加緊機(jī)構(gòu)，包括定位設(shè)計(jì)和加緊 設(shè)計(jì)，同時(shí)完成加緊機(jī)構(gòu)和工作機(jī)構(gòu)的裝配。要提高加工效率，減輕勞動(dòng)量，設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)完成加工。 決的關(guān)鍵問題： 本設(shè)計(jì)是實(shí)際工廠中所遇到的問題，零件的成型加工就是旋壓的生產(chǎn)過程。工件的變形很大而且是不同尺寸系列，這樣對(duì)加工設(shè)備的要求很多（如圖 1工件加工過程畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 2 頁 最大的變形量達(dá) 70，最高的工件與最低工件高度差是 300，最小直徑與最大直徑差 1500，這樣在一個(gè)設(shè)備上完成加工對(duì)設(shè)備的尺寸及控制要求很高。同時(shí)加工過程中褶皺，撕裂等還有許多未知因素。這樣都是設(shè)計(jì)中的難題。同時(shí)本設(shè)計(jì)是機(jī)床類設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中的要求是能完成工作過程前提下可以適當(dāng)放大設(shè)計(jì)安全系數(shù)，保證安全。 圖 1件變形圖 總體進(jìn)度： 分析零工件選擇合適的加工工序，設(shè)計(jì)滾子的形狀（查閱小型軋制裝備），選擇滾子的支撐機(jī)構(gòu)（查閱機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)機(jī)及小型軋制機(jī)械裝備），設(shè)計(jì)工作機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)加緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析工作過程完成自動(dòng)控制。 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 3 頁 第 2 章 工件分析 件的分析及輥?zhàn)拥拇_定 工件分析： 圖 2件變形應(yīng)力圖 如圖 2工作過程是將一個(gè)圓筒形的薄板壓制成雙曲面形的零件，分析它的受力： 應(yīng)力的大小應(yīng)當(dāng)是在大于彈性變形而小于塑性變形的范圍內(nèi)，這樣保證加工過程實(shí)現(xiàn)并且安全。但是輥?zhàn)拥氖芰Ψ秶蠹s是一條曲線，所以很難有準(zhǔn)確的計(jì)算公式或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算來測算出這個(gè)力，也不可能采用實(shí)驗(yàn)來實(shí)地測量這個(gè)力。 這樣查找類似的書籍環(huán)件軋制理論和技術(shù)得到與此很相似的加工過程公式 ,這樣來計(jì)算工件在加工過程中的受力： 軋制受力的分析： 如圖 2 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 4 頁 圖 2制變形受力分析圖 環(huán)形軋制力能參數(shù)計(jì)算方法： 公式 : p=n (2M=M 輾 +M 形 +M 摩 (2 211221 22 M (2 31m a i i a xm i nm a 行(2彎(2 磨 (2 1F 磨 (2這樣得出 ： p=0 F= 4 這是最大的工件受力，而且是在工件變形最大的時(shí)候受力最大，如果對(duì)此工件加工安全那么所有的工件都會(huì)安全，因此以后的所有零件的設(shè)計(jì)、校核都是按照此力計(jì)算的。 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 5 頁 輥?zhàn)拥耐拱记蕬?yīng)當(dāng)和工件的曲率形狀差不多，這樣才能完成工件的成型加工，但是同時(shí)輥?zhàn)拥那蕬?yīng)當(dāng)比工件的曲率大一些，這樣以抵消一部分彈性變形產(chǎn)生的形變反彈（如圖 2 2 圖 2子形狀圖 輥?zhàn)邮芰χ饕氖菈毫Χ殷w積很大，根據(jù)工作的狀況以及查閱資料分析，常用的軋輥材料有合金、鍛鋼、合金鑄鋼和鑄鐵等。根據(jù)我國金屬機(jī)械材料標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定軋為 55556060軋有 9960軋鋼生產(chǎn)新技術(shù) 600問冶金工業(yè)出版社出版一書中提到“一般用于薄板、中板、中型、型鋼札機(jī)的精軋機(jī)及四輥機(jī)支撐輥為肖氏硬度為 60氏硬度約為85 分析本畢業(yè)設(shè)計(jì)的加工過程為類似于冷軋的加工過程，并且工件為薄板形的，但是工件的厚度很薄為 6以選擇輥?zhàn)佑貌牧蠜]有必要為特硬面，選用肖氏硬度為 60 同時(shí)考慮由于工件的高度不是唯一的，而是一系列的，所以輥?zhàn)右彩且幌盗械?。同時(shí)還要壓住輥?zhàn)?，所以還設(shè)計(jì)一些壓塊，保證完成所有工件的加工。 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 6 頁 如圖 2 圖 2塊圖 壓塊 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 7 頁 第 3 章 工作部分 案的確定 工件是圓筒形的 ,而且加工過程在轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下進(jìn)行成型加工的，那么加工方式可以是工件橫著放置（臥式）也可以是工件豎著放置（立式），這是兩種不同的設(shè)計(jì)方案。如圖 3放）、圖 3放）。 分析以上兩種方案，第一種方案占地面積小，加緊部分空間位置合適而且簡單，但是輥?zhàn)影惭b更換很不方便，工件安裝不方便，同時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)即不能滿足所有系列的而且實(shí)際上根本不能實(shí)現(xiàn)夾緊工作。第二種方案設(shè)計(jì)出來占地面積大并且加緊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是便于工件安裝，輥?zhàn)痈鼡Q，而且很容易完成各個(gè)系列工件的加工。綜合以上 兩種方案，考慮到實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)際，這種大型工件的生產(chǎn)設(shè)備可以不太計(jì)較空間的大小，而且是大批量的生產(chǎn)，所以選定第二種方案作為本畢業(yè)設(shè)計(jì)的最終方案。 圖 3案 1 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 8 頁 圖 3案 2 圖 3軸受力圖 分析軸上所受到的力，首先受到很大的彎扭組合力，同時(shí)加工用的輥?zhàn)蛹拜S又有很畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 9 頁 大的重力（如圖 3這樣采用上端為深溝球軸承，下端為圓錐滾子軸承（壓力角 250）。同時(shí)考慮到軸向要固定，上端采用單向推力球軸承。同時(shí)為了安裝與更 換輥?zhàn)臃奖?，軸與輥?zhàn)优浜系牡胤綖榉叫危线呌寐菽笖Q緊。以下為軸的各部分校： 軸的校核： 軸承軸承圖 3作軸彎矩扭矩圖 軸受到彎扭組合力加上輥?zhàn)蛹拜S自身重力產(chǎn)生的壓力，壓力對(duì)軸的安全性影響很小，故此軸只要進(jìn)行彎扭組合產(chǎn)生的應(yīng)力校核就行，而且工件要求的精度不高，變形不必考慮：如圖 3000000的最細(xì)端為 11024 （ 3 W=.2 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 10 頁 這樣求出 50 另外一段只有彎矩而且直徑為 80扭轉(zhuǎn)校核 0 0 3 （ 3 所以整根軸都是安全的。 深溝球軸承： P=30 C=238機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 年1241010 6 （ 3 所以軸承安全。 角接觸滾子軸承： 輥?zhàn)雍洼S的質(zhì)量估算為 2 噸 =20a=20000N 0000N 2 所以 X= Y=1500N C=4381 6 81010 6 （ 3 所以軸承安全。 以上所有的計(jì)算都是在最大的工件加工和在最大的受力情況下計(jì)算校核的，在這種情況下安全的話，那么在所有情況下應(yīng)當(dāng)都會(huì)安全，所以軸以及軸承這樣設(shè)計(jì)確定安全。 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 11 頁 作軸箱 的設(shè)計(jì)校核： 軸箱完全是根據(jù)軸以及軸承的尺寸，同時(shí)考慮工作過程進(jìn)行設(shè)計(jì)。 如圖 3圖 3作軸箱圖 軸箱的徑向尺寸是根據(jù)軸承制定的，軸承已經(jīng)是安全的了，軸箱是不轉(zhuǎn)動(dòng)的只受到壓力的作用，所以應(yīng)當(dāng)是安全的，而且這也只是暫時(shí)的尺寸，加上導(dǎo)軌及機(jī)床床身其他部分，尺寸應(yīng)當(dāng)比這個(gè)大許多，根據(jù)開始的設(shè)計(jì)理念，應(yīng)當(dāng)安全可靠。 輥?zhàn)右约拜S的重量很大，而且最大的工件加工用的輥?zhàn)芋w積很大，這樣整個(gè)軸箱加上輥?zhàn)有螤钍穷^大腳輕的整體，這 樣一般的機(jī)床上的定位導(dǎo)軌很不穩(wěn)定。 采用大寬度的燕尾槽，這樣工作過程中穩(wěn)定性好，并且加工過程中要求的精度不高，所以這樣完全可以滿足要求。同時(shí)考慮為了便于床身的加工，設(shè)計(jì)燕尾槽的不是一個(gè)整畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 12 頁 體的，而是由兩塊壓塊組成的，一邊是固定的，另一邊是可以有很大的間隙調(diào)節(jié)的，這樣既方便加工又方便安裝。同時(shí)工作時(shí)便與滴入潤滑油，更加方便加工。 如圖 3 圖 3軌圖 固定塊是很大的鑄鐵，這樣需要校核的是固定的螺栓，現(xiàn)在選擇的是 下是螺 栓的校核： 導(dǎo)軌及螺栓的校核： 在工作過程中，由于進(jìn)給方向的摩擦力相對(duì)于軋制力很小，并且受力方向與軋制力相同，所以可以忽略不計(jì)。這樣實(shí)際上在工作過程中只受到翻轉(zhuǎn)力矩， 如圖 3 圖 3力圖 實(shí)際上三角形分布受力在32處總體力之和。 F 軌 =F 軌 =42253N 校核導(dǎo)軌螺栓受力： 2253N 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 13 頁 2253N M= 1）確定受力最大螺栓軸向工作載荷： 首先確定在 p 52 81842 2538 在 M 作用下每個(gè)螺栓受到的工作載荷 a x （ 3 7604+5281=22885N （ 2）確定螺栓的預(yù)緊力 F ： 8= 1 （ 3 18 （ 3 2253N 2885N f=s= 計(jì)算 4 1 22 2 8 8 8 3 0 （ 3 （ 3）確定 （ 3 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 14 頁 s=360 3S 所以 336 0 0 5 1 4 1 所以取 安全的 根據(jù)最大工件的變形量為 75及安裝工件拆卸工件的要求進(jìn)給量為變行量的3 倍，選擇導(dǎo)軌的長度為為 726給的行程為 300樣導(dǎo)軌就能符合工作的要求了。 工作部分床身的設(shè)計(jì)： 綜合以前的工作軸箱和進(jìn)給的設(shè)計(jì)尺寸，以及最大輥?zhàn)影纪鼓５某叽纾紤]留出以后設(shè)計(jì)加緊機(jī)構(gòu)的空間，同時(shí)考慮傳動(dòng)系統(tǒng)中有錐齒輪轉(zhuǎn)換方向，軸和齒輪所占的空間，軸及軸承安裝的空間，以及減速器傳入機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)的連軸器空間，這樣就可以設(shè)計(jì)出床身總體的結(jié)構(gòu)。 如圖 3 深圖 3身圖 由于整個(gè)機(jī)床的重量很大，而且考慮到震動(dòng)對(duì)工件加工的影響不大，而且電機(jī)和減畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 15 頁 速器都是在外邊安裝的，所以整個(gè)機(jī)床可以直接放在工作車間里，不必固定在 地面上。 考慮液壓缸的安裝，以及液壓回路接線接管的考慮，留出一部分空間來安裝驅(qū)動(dòng)的元器件，這樣機(jī)床床身就可以設(shè)計(jì)出來了。 工作部分設(shè)計(jì)總結(jié)： 綜合以上的各個(gè)部分設(shè)計(jì)，選擇各個(gè)部分的零件，標(biāo)準(zhǔn)件，加工件，以及參考驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，進(jìn)給液壓缸的選擇，現(xiàn)在可以把各個(gè)部分組合起來，把工作部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來，參看裝配圖； 如圖 3 圖 3作部分裝配圖 工作的過程是先把工件放到加工的位置，然后液壓缸快速進(jìn)給，把工件夾緊。然后在加緊部分工 作完成后進(jìn)行成型加工，成型加工過程中液壓缸微量，同時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，完成工件整周的成型加工。同時(shí)在工作過程中液壓缸、電機(jī)可以隨時(shí)暫停畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 16 頁 工作便于隨時(shí)檢查工件的加工情況。當(dāng)檢測到工件加工的尺寸達(dá)到要求時(shí)液壓缸、電動(dòng)機(jī)停止工作，等到夾緊機(jī)構(gòu)松開以后，液壓缸快速退回到起始位置，這樣便是工作部分的工作過程。 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 17 頁 第 4 章 夾緊部分設(shè)計(jì) 緊部分設(shè)計(jì)的方案： 夾緊部分分為定位機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)兩部分，首先確定定位機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)的方法和機(jī)構(gòu)。 首先確定定位機(jī)構(gòu)，工件的加工過程是水平，而且要 求工件在工作過程中轉(zhuǎn)動(dòng)以便于整周加工均勻。這樣參照工廠里薄板卷板生產(chǎn)設(shè)備中的定位機(jī)構(gòu)，采用大平面定位方法，同時(shí)考慮到加工過程中工件要轉(zhuǎn)動(dòng)，采用滾子在下邊隨著工件轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣既可以滿足定位要求又可以減少摩擦。 緊機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)： 確定夾緊機(jī)構(gòu)的方案，首先要確定夾緊的位置，有 3種選擇。 如圖 4模 凹模工件A 緊位置示意圖 從圖上可以看出有 A、 B、 C 3個(gè)地方可以夾緊， 在 制方便。但是只能實(shí)現(xiàn)工件比輥?zhàn)痈叩墓ぜ?工，不能實(shí)現(xiàn)隨意系列工件加工，而且沒有空間安裝夾緊機(jī)構(gòu)，所以這種方案不行。在 樣空間上允許，結(jié)構(gòu)更加簡單，而且可以對(duì)任意尺寸的工件夾緊，但是在這個(gè)位置夾緊對(duì)于整個(gè)工作工程根本沒有什么作用，所以這種方案也不行。在 C 處夾緊，兩個(gè)對(duì)稱的位置施力，這樣 完畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 18 頁 全可以夾緊，而且可以滿足所有工件工作要求，而且還有足夠得空間來安裝夾緊機(jī)構(gòu)。 這樣確定夾緊部分的最終方案，定位機(jī)構(gòu)為大平面，夾緊機(jī)構(gòu)用滾子夾住。 夾緊部分結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)： 定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)： 根據(jù)前面確定的方案，定位機(jī)構(gòu)采用大 平面定位，根據(jù)工作部分和最小最大工件的位置確定定位機(jī)構(gòu)的大小選擇。最小的工件直徑 700大的工件直徑 2000照最大的直徑設(shè)計(jì)確定大平面的大體面積，同時(shí)考慮到還要留出夾緊機(jī)構(gòu)位置 ,現(xiàn)在先設(shè)計(jì)定位用的滾子。 從傳動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算出來的夾緊力為 2000N，在底面上最少有 3個(gè)滾子同時(shí)工作，考慮工作過程中有震動(dòng)以及其他的因素影響，安全系數(shù)取 S=樣分到每個(gè)滾子上的力為 1000N，同時(shí)滾子要在工件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)隨著工件轉(zhuǎn)動(dòng)，以減少摩擦力這樣用滾動(dòng)軸承支撐滾子，這樣設(shè)計(jì)出滾子的結(jié)構(gòu)； 如圖 4 圖 24位滾子圖 滾子及軸承的校核：單個(gè)滾子受到的最大的力為 1000N,當(dāng)滾子最危險(xiǎn)的時(shí)候是作用力在滾子最中間的時(shí)候，那樣滾子中間受到最大的彎矩，而且變形最大。在這里變形對(duì)工件的加工影響不大，所以不用校核撓度。當(dāng)作用力作用在軸承位置時(shí)，軸承受到最大力 1000N，這樣是軸承最危險(xiǎn)的時(shí)候，這樣校核軸承的安全性 . 如圖 4 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 19 頁 軸承最危險(xiǎn)時(shí)受力位置軸最危險(xiǎn)時(shí)受力位置圖 4位滾子受力圖 滾子軸的校核：軸受到彎矩和扭矩，扭矩是由 于摩擦產(chǎn)生的，在整個(gè)加工過程中相對(duì)于彎矩可以忽略不考慮，所以軸的校核只進(jìn)行彎曲校核。如圖 4F 1000 a x （ 4 所以滾子的軸是安全的。 軸承校核：最危險(xiǎn)的時(shí)候是作用力作用在軸承上的時(shí)候力為 1000N P=1 C= 0106（ 4 n=2000/50=40 3 圖 4位滾子彎扭力圖 h 100876 00611 0 36 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 20 頁 所以說軸承絕對(duì)安全 同時(shí)支撐整個(gè)滾子軸、軸承的支架都是受到壓力，軸和軸承已經(jīng)安全了，那么支架也是安全的。連接定位機(jī)構(gòu)和定位平板的螺釘基本上不受到力，所以不用校核，這樣定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完成。 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)： 根據(jù)先前確定夾緊機(jī)構(gòu)位置的方案，選擇夾緊 位置為在兩邊的側(cè)面，這樣的夾緊位置既可以滿足工作的需要，又可以滿足不同工件的夾緊要求，同時(shí)還可以有足夠的空間來安放加緊機(jī)構(gòu)。但是考慮到有兩個(gè)夾緊位置，兩個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)要同時(shí)到達(dá)夾緊位置同時(shí)加緊，這樣就要設(shè)計(jì)一個(gè)同步進(jìn)給機(jī)構(gòu)。采用絲杠帶動(dòng)導(dǎo)塊，到塊上有一根棍子，同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)沿著導(dǎo)軌方向進(jìn)給。設(shè)計(jì)出工作原理簡圖，如圖 4 電機(jī)減速器導(dǎo)向塊絲杠導(dǎo)向棍導(dǎo)軌夾緊機(jī)構(gòu)圖 4夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)給圖 由 于工件是轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以夾緊的部件也要隨著工件轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣才能減少摩擦力，保證工作順利。 這樣夾緊部件必須是能滾動(dòng)的，所以采用圓柱形的壓緊滾子。同時(shí)要隨著工件轉(zhuǎn)動(dòng)，滾子要和軸作成一體的，這樣才能同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)軸要轉(zhuǎn)動(dòng)必須有軸畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 21 頁 承來支撐，采用深溝球軸承。加工的工件是一系列的，最大工件夾緊時(shí)只要移動(dòng)很少的距離很小，最小的工件高度很低，夾緊時(shí)要移動(dòng)很大的距離。這樣夾緊最少移動(dòng) 300樣必須采用導(dǎo)軌使加緊能夠移動(dòng)，這樣夾緊滾子必須是獨(dú)立的，于是采用獨(dú)立的一個(gè)箱體來安裝滾子， 如圖 4 圖 4夾緊滾子箱體 以下是對(duì)軸以及軸承 的校核： 滾子軸最危險(xiǎn)的時(shí)候是力離軸承最遠(yuǎn)端時(shí)候，夾緊力為 1000N，安全系數(shù)為 3，這樣計(jì)算載荷為 3000N，這樣對(duì)軸及軸承校核。 分析受力如圖 4夾緊滾子受力圖 0 70411 111 128 5 （ 4 F=3000N 軸的校核 :軸最細(xì)端為 70最危險(xiǎn)的地方是軸承的位置。 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 22 頁 8 5 52 8 0 0m a x 55 3 （ 4 所以軸是安全的。 軸承校核：上邊計(jì)算到 P= C=60作時(shí)溫度基本上不會(huì)升的很高，所以 工作時(shí)有震動(dòng)這樣 用的是深溝球軸承，所以 3 轉(zhuǎn)動(dòng)速度 n=2000/70=30 這樣計(jì)算出 7 0 3 3 3 66 （ 4 這樣軸承絕對(duì)安全。 接 下來是夾緊進(jìn)給問題，夾緊結(jié)構(gòu)以及箱已經(jīng)設(shè)計(jì)完成，那么怎樣完成夾緊的進(jìn)給設(shè)計(jì)，依然參照工作部分設(shè)計(jì)的方法，采用大的燕尾槽形的結(jié)構(gòu)，用液壓缸驅(qū)動(dòng)他進(jìn)行工作，這樣設(shè)計(jì)導(dǎo)軌和安裝液壓缸的位置。 如圖 4 在工作過程中，由于進(jìn)給方向的摩擦力相對(duì)于軋制力很小，并且受力方向與軋制力相同，所以可以忽略不計(jì)。這樣實(shí)際上在工作過程中只受到翻轉(zhuǎn)力矩。一切都是按照工作部分進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 導(dǎo)軌受到壓力，整體都是受到壓力，而且零件都是鑄鐵的，能夠承受到很大的壓力，并且夾緊零件的體積比燕尾槽的體積大多了，所以只要進(jìn)行螺栓的校核就行了。 以下就是螺釘?shù)男：耍?畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 23 頁 圖 4緊機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌圖 F=3000N x=00實(shí)際上三角形分布受力在32處總體力之和。 F 軌 =M F 軌 =15882N 校核導(dǎo)軌螺栓受力 5882N 5882N M= 1）確定受力最大螺栓軸向工作載荷。 首先確定在 用下每 個(gè)螺栓受到的軸向工作載荷 p 992161588216 在 M 作用下每個(gè)螺栓受到的工作載荷 a x （ 4 x=15882+620=16400N （ 2）確定螺栓的預(yù)緊力 F 16= 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 24 頁 1 （ 4 116 （ 4 5882N 6400N f= 計(jì)算 4 3 4 11 6 4 0 0 6 1（ 3）確定 （ 4 360s S=3 所以 : 336 0 02 4 3 4 所以取 螺釘是安全的。 同時(shí)有兩個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)要移動(dòng)到工作位置，根據(jù)設(shè)計(jì)原理中采用絲杠帶動(dòng)導(dǎo)向塊在工作方向進(jìn)給，導(dǎo)向塊上固定導(dǎo)向棍隨著導(dǎo)向塊一起進(jìn)給，導(dǎo)向棍帶動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)沿著 45 度方向移動(dòng)到要夾緊的位置。這樣夾緊機(jī)構(gòu)要沿著一個(gè)軌跡移動(dòng)，還有夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)給的導(dǎo)軌設(shè)計(jì)，進(jìn)給時(shí)需要很小的力就能，所以都采用直線軸承，這樣摩擦力很小。這樣導(dǎo)軌就采用雙直線棍子，如圖 4 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 25 頁 圖 4給導(dǎo)軌圖 導(dǎo)軌校核： 夾緊機(jī)構(gòu)的重量為 00量對(duì)應(yīng)的重力為 8000N,這樣作用在每根導(dǎo)軌上的重力為 4000N,最危險(xiǎn)的時(shí)候是在中間的時(shí)候，這時(shí)候彎矩最大，變形最大。 P=4000N 200軌的直徑為 60樣校核導(dǎo)軌的安全性能。 軸的強(qiáng)度足夠了。 撓度 36212m a x （ 4 x=a=p=4000N E=210 這樣算出來是 3件允許的變形范圍是 5以整個(gè)導(dǎo)軌系統(tǒng)都是安全的。絲杠以及導(dǎo)塊都是進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)導(dǎo)軌里都是用的直線滾珠軸成，都是標(biāo)準(zhǔn)件而且受到的力很小，所以都是安全的。這樣夾緊系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成夾緊部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 如圖 4業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 26 頁 圖 4緊機(jī)構(gòu)總裝圖 夾緊部分總體設(shè)計(jì)： 現(xiàn)在已經(jīng)把定位機(jī)構(gòu)和夾 緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完成，以下的任務(wù)是把定位機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)組合起來，并且還要和工作部分組合起來成為一部完整的機(jī)床。 這樣采用定位機(jī)構(gòu)在上邊，把定位機(jī)構(gòu)都安裝在一塊大平板上，這樣所有的定位機(jī)構(gòu)就形成一個(gè)大的平面，把工件平放到上邊，這樣工件定位完成。夾緊機(jī)構(gòu)安裝在定位機(jī)構(gòu)的下邊，也是有一個(gè)大的平板，這樣夾緊機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的絲杠、電機(jī)以及減速器都可以安裝在這個(gè)平板上。同時(shí)定位機(jī)構(gòu)的平板留出一部分空間，夾緊機(jī)構(gòu)從下邊的平板驅(qū)動(dòng)，穿過定位機(jī)構(gòu)的平板在上邊完成夾緊工作。這樣夾緊部分實(shí)際上是由兩層組成的，兩層之間的支撐采用柱子 樣式。 如圖 4 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 27 頁 圖 4緊部分總裝圖 同時(shí)還要與工作臺(tái)配合完成整體的工作，這樣支撐就是兩個(gè)階梯形的圓柱柱子。下邊的階梯支撐來承受加緊部分的重量，上邊的階梯來承受定位機(jī)構(gòu)的重量。整個(gè)夾緊部分的面積很大，這樣平板的中間部分有可能會(huì)向下彎曲，這樣在中間的位置也加上支撐，這樣有 5個(gè)支撐整個(gè)夾緊部分不會(huì)有向下塌陷的問題。夾緊部分和工作部分的連接采用螺釘連接，工作部分已經(jīng)固定了，加緊部分也是固定穩(wěn)定的，而且工作部分和夾緊部分的重量很大，不會(huì) 再水平方向上有很大的作用力，采用螺栓連接是安全的。夾緊部分的結(jié)構(gòu)。 夾緊部分的工作方式，當(dāng)工作部分夾緊完成的時(shí)候，夾緊部分的夾緊機(jī)構(gòu)開始沿著導(dǎo)軌向工件移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)工件一定的距離時(shí)，傳感器測量到信號(hào)，便把夾緊機(jī)構(gòu)停止，然后液壓缸拉動(dòng)滾子到要夾緊的位置，等到夾緊了液壓缸保持恒壓然后工作部分開始正式的工作。等到成型加工完成以后，液壓缸上升到最高位置停止不動(dòng)，然后加緊機(jī)構(gòu)開始后退到最開始的位置，這樣就完成的夾緊工作的整個(gè)過程。 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 28 頁 第 5 章 設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 整個(gè)設(shè)備的工作部分和夾緊部分都已經(jīng)設(shè)計(jì)完成，這樣設(shè)備的總體 設(shè)計(jì)自然水到渠成，把工作部分和夾緊部分安裝起來就是設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)。 如圖 5 5裝圖 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 29 頁 第 6 章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案： 分析工作過程，有夾緊過程和工作過程兩部分組成，在工作部分液壓缸要實(shí)現(xiàn)快速夾緊慢速工作進(jìn)給然后快速松開，夾緊部分是 2維控制的傳感器很多，這樣至少有 8個(gè)被控制量而且信息量也有 10個(gè)以上的信號(hào)，這樣多的檢測信息和控制量選擇 以整個(gè)控制過程選用 作過程的分析以及流程圖： 工作過程是：開始時(shí)點(diǎn)擊夾緊給與信號(hào)工作部分液壓缸快速進(jìn)給，夾緊工件時(shí)輸出信號(hào)，過一小段時(shí)間夾緊部分的夾緊機(jī)構(gòu)開始進(jìn)給，到達(dá)工件一定距離時(shí)傳感器發(fā)出信號(hào)，再過一段時(shí)間夾緊機(jī)構(gòu)的液壓缸收縮，當(dāng)液壓缸夾緊輸出信號(hào)這樣夾緊工作完成；工作時(shí)點(diǎn)擊工作按鈕時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)液壓缸進(jìn)給，點(diǎn)擊暫停時(shí)，工作部分停止隨時(shí)檢查工件是否加工合格，這是工作部分；當(dāng)工件加工合乎要求時(shí)，點(diǎn)擊松開按鈕開始松開工件，先是夾緊機(jī)構(gòu)的液壓缸松開，到了最頂上的時(shí)候傳感器輸出信號(hào)液壓缸停止運(yùn)動(dòng)，過一段時(shí) 間夾緊機(jī)構(gòu)開始退回，到達(dá)初始位置時(shí)輸出信號(hào)停止運(yùn)動(dòng)，過一段時(shí)間工作部分的液壓缸縮回到初始位置時(shí)停止工作。這是工件加工的全過程，詳細(xì)過程參看流程圖。 如圖 6 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 30 頁 停止工作部分松開夾緊機(jī)構(gòu)移動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)松開程圖 輸入輸出信號(hào)都有 10 多個(gè)，那么選擇 0 端子的型號(hào)這樣可以滿足控制的信號(hào)數(shù)量了。 表 6地址分配表 輸入信號(hào) 地 址 輸出信號(hào) 地 址 開始按鈕 0000 運(yùn)行空端子 2000 夾緊按鈕 0001 運(yùn)行燈 1000 傳感器 1 0002 夾緊 1 1001 傳感器 2 0003 夾緊 2 1002 傳感器 3 0004 夾緊 3 1003 工作按鈕 0005 工 作 1004 暫停按鈕 0006 松開 1 1005 松開按鈕 0007 松開 2 1006 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 大學(xué)教務(wù)處 第 31 頁 停止按鈕 0100 松開 3 1007 傳感器 4 0101 傳感器 5 0102 傳感器 6 0103 傳感器 1：工作部分夾緊時(shí)液壓回路流量開關(guān)輸出的信號(hào)。 傳感器 2：夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)給到合適位置距離傳感器輸 出的信號(hào)。 傳感器 3：夾緊機(jī)構(gòu)液壓缸夾緊時(shí)液壓回路流量開關(guān)輸出的信號(hào)。 傳感器 4：夾緊機(jī)構(gòu)液壓缸松開到達(dá)最頂端時(shí)液壓回路里流量開關(guān)的輸出信號(hào)。 傳感器 5：夾緊機(jī)構(gòu)退回是到達(dá)初始位置距離傳感器輸出的信號(hào)。 傳感器 6:工作部分液壓缸退回到初始位置時(shí)液壓回路里流量開關(guān)的輸出信號(hào)。 夾 緊 1：工作部分液壓缸快速進(jìn)給閥的控制。 夾 緊 2：夾緊機(jī)構(gòu)快速進(jìn)給的電機(jī)繼電器的控制。 夾 緊 3：夾緊機(jī)構(gòu)液壓缸夾緊工件的控制。 工 作：工作部分液壓缸慢速高壓進(jìn)給和工作電機(jī)繼電器同時(shí)工作。 松 開 1：夾緊機(jī)構(gòu)液壓缸快速 伸開夾緊松開液壓閥的控制。 松 開 2：夾緊機(jī)構(gòu)回到初始位置運(yùn)動(dòng)電機(jī)繼電器控制。 松 開