本文關(guān)鍵詞：多模式臺(tái)式砂輪切割機(jī)的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：砂輪切割機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、汽車、航天、科研教育等眾多領(lǐng)域,是不可缺少的機(jī)械加工設(shè)備。隨著材料科學(xué)的不斷發(fā)展,對(duì)砂輪切割機(jī)的切割能力和切割質(zhì)量都提出了新的要求,這就需要不斷開發(fā)新的切割設(shè)備滿足新型材料的加工需求。傳統(tǒng)砂輪切割機(jī)在切割新型材料時(shí)切割質(zhì)量并不理想,易出現(xiàn)切口不平整、切割路線偏斜,工件表面組織變化等問題。因此急需設(shè)計(jì)一臺(tái)高效率、高精度、高自動(dòng)化的砂輪切割機(jī),可減少工件后續(xù)加工難度,提高切割精度、降低生產(chǎn)成本。滿足多種形狀工件的批量和單件高質(zhì)量切割加工。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是切割機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、夾具、空間布局、冷卻機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算,采用UG三維建模軟件對(duì)各零部件實(shí)體建模,并按與實(shí)體1：1比例裝配構(gòu)建虛擬樣機(jī)。UG軟件建模使零部件設(shè)計(jì)精確度增加、位置準(zhǔn)確度變高、研發(fā)周期縮短。通過多次優(yōu)化使內(nèi)部空間布局合理,大大增加加工空間。設(shè)計(jì)裝夾圓柱形、矩形、薄片形、多邊形等形狀工件的夾具,裝夾緊固穩(wěn)定性增加。控制系統(tǒng)硬件以PLC作為運(yùn)動(dòng)控制核心,單片機(jī)作為顯示和輸入的人機(jī)交換模塊,二者通過串行接口通信。控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中編寫了PLC與單片機(jī)通信程序,確定傳輸中單片機(jī)的優(yōu)先地位。針對(duì)加工工件類型不同設(shè)計(jì)了五種切割模式,最大的發(fā)揮了切割機(jī)的工作潛力。用戶通過人機(jī)交換模塊將加工參數(shù)和選擇的切割模式傳送給PLC,PLC及時(shí)響應(yīng)控制一臺(tái)變頻器、三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和開關(guān)元件執(zhí)行切割,使砂輪片、工作臺(tái)、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作完成切割任務(wù)。工作期間電磁傳感器、報(bào)警裝置和單片機(jī)看門狗電路等對(duì)運(yùn)行的切割進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,確保工作的安全穩(wěn)定性。切割機(jī)切割的執(zhí)行部件是砂輪片,砂輪片損耗量對(duì)切割質(zhì)量有直接影響。在切割過程中由于人為操作不當(dāng)和加工參數(shù)選擇不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生砂輪片的爆裂現(xiàn)象。采用UG軟件建立砂輪片有限元模型導(dǎo)入ANSYS軟件進(jìn)行分析,對(duì)砂輪片有限元模型施加不同工況載荷,觀察砂輪片在不同工況條件下應(yīng)力與形變分布,進(jìn)行對(duì)比分析可以確定各個(gè)加工因素對(duì)砂輪片損耗的影響程度,為加工參數(shù)選擇和提高砂輪使用壽命提供參考,同時(shí)對(duì)砂輪片及其主軸進(jìn)行模態(tài)分析,以免發(fā)生共振造成的破壞。
【關(guān)鍵詞】：砂輪切割機(jī) 機(jī)械系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG48
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 選題背景9-10
• 1.2 砂輪切割機(jī)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 砂輪切割機(jī)國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 砂輪切割機(jī)國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 面臨的技術(shù)問題12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容12-13
• 2 臺(tái)式砂輪切割機(jī)設(shè)計(jì)的影響參數(shù)分析及方案確定13-20
• 2.1 臺(tái)式砂輪切割機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)13-17
• 2.1.1 影響臺(tái)式砂輪切割機(jī)尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)的因素13-15
• 2.1.2 影響臺(tái)式砂輪切割機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)的因素15
• 2.1.3 影響臺(tái)式砂輪切割機(jī)動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)的因素15-16
• 2.1.4 影響臺(tái)式砂輪切割機(jī)砂輪片選擇的因素16-17
• 2.2 切割機(jī)總體方案的確定17-18
• 2.3 切割機(jī)總體方案的設(shè)計(jì)18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 3 臺(tái)式砂輪切割機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)20-35
• 3.1 主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-26
• 3.1.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)22-24
• 3.1.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)24-26
• 3.2 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)26-27
• 3.3 擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)27-29
• 3.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)29-30
• 3.5 夾具設(shè)計(jì)30-32
• 3.6 整機(jī)運(yùn)動(dòng)校驗(yàn)32-34
• 3.7 本章小結(jié)34-35
• 4 臺(tái)式砂輪切割機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)35-50
• 4.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)35-36
• 4.2 切割機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)36-42
• 4.2.1 PLC選型37-38
• 4.2.2 變頻器選型與主軸電機(jī)外接電路38-39
• 4.2.3 步進(jìn)電機(jī)選型與進(jìn)給系統(tǒng)外接電路39-40
• 4.2.4 人機(jī)交換控制器設(shè)計(jì)40-42
• 4.3 切割機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)42-49
• 4.3.1 切割機(jī)控制主程序設(shè)計(jì)42-47
• 4.3.2 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 5 砂輪片切割過程中靜力分析與模態(tài)分析50-63
• 5.1 砂輪片受力過程理論分析50-51
• 5.2 切割機(jī)砂輪片有限元模型建立與靜力分析51-58
• 5.2.1 砂輪片有限元模型建立52-53
• 5.2.2 砂輪片的靜力分析53-58
• 5.3 切割機(jī)主軸及砂輪片的模態(tài)分析58-62
• 5.3.1 砂輪片主軸模態(tài)分析58-60
• 5.3.2 砂輪片模態(tài)分析60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68-69
• 致謝69-70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：322898