鋸切倒角組合機(jī)組方案設(shè)計(jì)及力能參數(shù)仿真計(jì)算
發(fā)布時(shí)間:2021-08-06 15:58
隨著工業(yè)的發(fā)展,市場對(duì)棒料、管料的需求量越來越大,導(dǎo)致市場對(duì)棒料、管料加工的鋸切和倒角機(jī)床的需求很大,F(xiàn)在對(duì)棒料、管料的切斷和倒角加工是分開進(jìn)行的,需要的操作人員較多,且機(jī)床占用的場地也較大。為此,本文擬設(shè)計(jì)一種將鋸切和倒角工序組合在一起的鋸切倒角組合機(jī)組,僅由一套控制系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)組的控制,以減少操作人員,減小機(jī)床占地面積,降低機(jī)床的總制造成本,并提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。首先本文提出了五種鋸切倒角組合機(jī)組的設(shè)計(jì)方案,并對(duì)方案優(yōu)劣進(jìn)行了對(duì)比分析。然后從鋸切時(shí)間和鋸片受力的角度設(shè)計(jì)了鋸軸高度,并使用DOFORM-3D軟件對(duì)鋸切過程進(jìn)行力能參數(shù)仿真分析。最后分析了倒角過程并對(duì)其力能參數(shù)進(jìn)行仿真。在對(duì)鋸切過程的分析中,首先推導(dǎo)了凈鋸切行程和進(jìn)鋸速度的計(jì)算公式,然后推導(dǎo)了凈鋸切時(shí)間的計(jì)算公式,最后結(jié)合鋸切力的大小確定合適的鋸軸高度。在對(duì)鋸切過程的仿真分析中,研究了不同工件模型對(duì)仿真結(jié)果的影響,并提出一種網(wǎng)格劃分方法,通過對(duì)仿真結(jié)果的分析,驗(yàn)證了結(jié)果的合理性,并獲得鋸切過程的力能參數(shù)和鋸軸電機(jī)功率。在對(duì)倒角過程的仿真分析中,獲得了刀具的力能參數(shù)、工件溫度場和電機(jī)功率,并驗(yàn)證了仿真結(jié)果的合理性。通過分...
【文章來源】:遼寧科技大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1雙頭倒角機(jī)Fig.1.1Doubleheadchamferingmachine
遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文112.鋸切倒角組合機(jī)組的方案設(shè)計(jì)單獨(dú)對(duì)棒料鋸切和倒角,鋸切機(jī)和倒角機(jī)的上料和下料位置均需留出較大的空間來保證工人的正常通行和物料的運(yùn)輸,這種情況下機(jī)器的占地面積較大,且每臺(tái)倒角機(jī)和鋸切機(jī)均需一個(gè)控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)較多。若能把鋸切機(jī)和倒角機(jī)組合為一個(gè)機(jī)組,并使用一個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制,便能減少控制系統(tǒng)的數(shù)量、機(jī)器的占地面積和工人的數(shù)量,從而降低制造成本。鋸切倒角一體化組合機(jī)組要求結(jié)構(gòu)簡單,便于維修,制造成本低;要盡量保證加工精度高,便于提高市場競爭力;要做到從開始鋸切到倒角完成完全自動(dòng)化,以便于一人能同時(shí)管理多臺(tái)機(jī)器,從而降低人工成本;要縮短加工時(shí)間,以提高生產(chǎn)率。工件基本參數(shù):被加工材料為長的圓棒料,棒料直徑50mm,材料為42CrMo4,要求將長棒料鋸切為300mm的短棒料,并對(duì)其兩端倒2mm的倒角。為此,本文設(shè)計(jì)了五種鋸切倒角組合機(jī)組方案,均能實(shí)現(xiàn)從鋸切到倒角的自動(dòng)化加工,并能同時(shí)對(duì)4根棒料倒角,具體如下。2.1機(jī)組方案一參照市場上現(xiàn)有的雙頭倒角機(jī),機(jī)組方案一使用對(duì)稱方式布置。機(jī)組配有2臺(tái)鋸切機(jī)、2個(gè)主軸箱,每個(gè)主軸箱含有4個(gè)主軸,驅(qū)動(dòng)4個(gè)倒角刀盤,能同時(shí)對(duì)4根棒料倒角。圖2.1為機(jī)組方案一的1/2剖分示意圖。1、鋸切機(jī);2、鋸切定尺擋板;3、棒料軌道;4、棒料存儲(chǔ)倉;5、夾具;6、倒角機(jī)刀盤;7、鋸切機(jī)上料機(jī)構(gòu);8、倒角機(jī)上料兼夾緊機(jī)構(gòu);9、倒角定位機(jī)構(gòu)。圖2.1機(jī)組方案一示意圖Fig.2.1SchematicdiagramofunitschemeI
2.鋸切倒角組合機(jī)組的方案設(shè)計(jì)12未鋸切的棒料先由鋸切上料機(jī)構(gòu)7上料,由定尺擋板2調(diào)節(jié)鋸切長度,由鋸切機(jī)1切斷,隨后棒料由滑送軌道3進(jìn)入倒角機(jī)的棒料存儲(chǔ)倉4。倒角定位機(jī)構(gòu)9對(duì)棒料定位并固定后,由倒角機(jī)上料兼夾緊機(jī)構(gòu)8對(duì)棒料進(jìn)行倒角上料,并協(xié)同夾具5夾緊棒料,棒料被夾具夾緊后,倒角定位機(jī)構(gòu)9退回,隨后主軸箱驅(qū)動(dòng)刀盤6對(duì)棒料進(jìn)行倒角。倒角結(jié)束后倒角機(jī)上料兼夾緊機(jī)構(gòu)8退回,棒料落下。圖2.2倒角定位機(jī)構(gòu)示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofchamferpositioningmechanism倒角定位機(jī)構(gòu)如圖2.2所示,定位缸能使擋板沿棒料軸向移動(dòng),配合定位擋塊可調(diào)整棒料的軸向位置,擋板伸縮缸可使擋板伸出和縮回,以便對(duì)棒料進(jìn)行定位。2.2機(jī)組方案二機(jī)組方案二的鋸切和倒角是分離的,其布局方式如圖2.3所示。長的棒料被鋸切為短的棒料后,經(jīng)傳送帶運(yùn)送至倒角機(jī)相應(yīng)位置,由推桿將棒料推入倒角機(jī)夾具上方的上料口,隨后棒料進(jìn)入倒角機(jī)夾具,倒角完成后由夾具中的推桿將加工完的棒料推出,其加工流程如圖2.4所示。圖2.3機(jī)組方案二示意圖Fig.2.3SchematicdiagramofunitschemeII
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]300M超高強(qiáng)度鋼車削加工性能仿真模擬分析研究[J]. 郭昌盛,張昌明,王永鑫,申琪. 精密成形工程. 2019(03)
[2]切削用量對(duì)車削40CrNiMo切削力影響的仿真研究[J]. 陶亮,劉愛軍,陳超,紀(jì)斌,潘克強(qiáng). 工具技術(shù). 2018(03)
[3]基于DEFORM 3D的鈦合金高速車削有限元仿真[J]. 張曉,靳伍銀. 工具技術(shù). 2017(08)
[4]冷鋸在棒材自動(dòng)化鋸切控制上的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 唐致遠(yuǎn). 通訊世界. 2015(11)
[5]基于ABAQUS的不銹鋼鋸切仿真研究[J]. 王翌碩,賈曉鳴,王林,邵鴻麗. 工具技術(shù). 2015(05)
[6]型材金屬雙頭鋸切機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 寇立峰,韓振宇,劉東海,韓剛,安巧聯(lián). 機(jī)床與液壓. 2015(02)
[7]淺談平頭倒棱機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 林鍵津. 科技信息. 2014(15)
[8]型棒材成品優(yōu)化鋸切自動(dòng)化算法設(shè)計(jì)[J]. 劉琪. 可編程控制器與工廠自動(dòng)化. 2012(07)
[9]金屬切削變形本構(gòu)方程的研究[J]. 劉戰(zhàn)強(qiáng),吳繼華,史振宇,趙丕芬. 工具技術(shù). 2008(03)
[10]金屬冷切圓鋸片在軋鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 郭繼富. 冶金設(shè)備. 2005(01)
博士論文
[1]不銹鋼加工中切削力分析預(yù)測研究[D]. 李炳林.華中科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]金屬鋸切圓鋸片的仿生設(shè)計(jì)[D]. 高知輝.吉林大學(xué) 2016
[2]不銹鋼材料鋸切加工切削規(guī)律的研究[D]. 王翌碩.華北理工大學(xué) 2015
[3]冷鋸機(jī)鋸片的鋸齒結(jié)構(gòu)和鋸切工藝參數(shù)研究[D]. 黃虎.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2014
[4]切削加工過程與殘余應(yīng)力仿真研究[D]. 施春宇.蘭州理工大學(xué) 2014
[5]20CrMo材料本構(gòu)模型及螺旋錐齒輪干切有限元仿真[D]. 龔黎軍.中南大學(xué) 2012
[6]圓鋸機(jī)鋸切金屬過程力能參數(shù)計(jì)算研究[D]. 林學(xué)杰.中南大學(xué) 2012
[7]高速自動(dòng)倒角機(jī)研制[D]. 臧福海.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[8]PLC和組態(tài)軟件在變電站控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 劉洪春.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[9]葉片精鍛過程三維熱力耦合有限元模擬[D]. 蔡旺.西北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3326065
【文章來源】:遼寧科技大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1雙頭倒角機(jī)Fig.1.1Doubleheadchamferingmachine
遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文112.鋸切倒角組合機(jī)組的方案設(shè)計(jì)單獨(dú)對(duì)棒料鋸切和倒角,鋸切機(jī)和倒角機(jī)的上料和下料位置均需留出較大的空間來保證工人的正常通行和物料的運(yùn)輸,這種情況下機(jī)器的占地面積較大,且每臺(tái)倒角機(jī)和鋸切機(jī)均需一個(gè)控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)較多。若能把鋸切機(jī)和倒角機(jī)組合為一個(gè)機(jī)組,并使用一個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制,便能減少控制系統(tǒng)的數(shù)量、機(jī)器的占地面積和工人的數(shù)量,從而降低制造成本。鋸切倒角一體化組合機(jī)組要求結(jié)構(gòu)簡單,便于維修,制造成本低;要盡量保證加工精度高,便于提高市場競爭力;要做到從開始鋸切到倒角完成完全自動(dòng)化,以便于一人能同時(shí)管理多臺(tái)機(jī)器,從而降低人工成本;要縮短加工時(shí)間,以提高生產(chǎn)率。工件基本參數(shù):被加工材料為長的圓棒料,棒料直徑50mm,材料為42CrMo4,要求將長棒料鋸切為300mm的短棒料,并對(duì)其兩端倒2mm的倒角。為此,本文設(shè)計(jì)了五種鋸切倒角組合機(jī)組方案,均能實(shí)現(xiàn)從鋸切到倒角的自動(dòng)化加工,并能同時(shí)對(duì)4根棒料倒角,具體如下。2.1機(jī)組方案一參照市場上現(xiàn)有的雙頭倒角機(jī),機(jī)組方案一使用對(duì)稱方式布置。機(jī)組配有2臺(tái)鋸切機(jī)、2個(gè)主軸箱,每個(gè)主軸箱含有4個(gè)主軸,驅(qū)動(dòng)4個(gè)倒角刀盤,能同時(shí)對(duì)4根棒料倒角。圖2.1為機(jī)組方案一的1/2剖分示意圖。1、鋸切機(jī);2、鋸切定尺擋板;3、棒料軌道;4、棒料存儲(chǔ)倉;5、夾具;6、倒角機(jī)刀盤;7、鋸切機(jī)上料機(jī)構(gòu);8、倒角機(jī)上料兼夾緊機(jī)構(gòu);9、倒角定位機(jī)構(gòu)。圖2.1機(jī)組方案一示意圖Fig.2.1SchematicdiagramofunitschemeI
2.鋸切倒角組合機(jī)組的方案設(shè)計(jì)12未鋸切的棒料先由鋸切上料機(jī)構(gòu)7上料,由定尺擋板2調(diào)節(jié)鋸切長度,由鋸切機(jī)1切斷,隨后棒料由滑送軌道3進(jìn)入倒角機(jī)的棒料存儲(chǔ)倉4。倒角定位機(jī)構(gòu)9對(duì)棒料定位并固定后,由倒角機(jī)上料兼夾緊機(jī)構(gòu)8對(duì)棒料進(jìn)行倒角上料,并協(xié)同夾具5夾緊棒料,棒料被夾具夾緊后,倒角定位機(jī)構(gòu)9退回,隨后主軸箱驅(qū)動(dòng)刀盤6對(duì)棒料進(jìn)行倒角。倒角結(jié)束后倒角機(jī)上料兼夾緊機(jī)構(gòu)8退回,棒料落下。圖2.2倒角定位機(jī)構(gòu)示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofchamferpositioningmechanism倒角定位機(jī)構(gòu)如圖2.2所示,定位缸能使擋板沿棒料軸向移動(dòng),配合定位擋塊可調(diào)整棒料的軸向位置,擋板伸縮缸可使擋板伸出和縮回,以便對(duì)棒料進(jìn)行定位。2.2機(jī)組方案二機(jī)組方案二的鋸切和倒角是分離的,其布局方式如圖2.3所示。長的棒料被鋸切為短的棒料后,經(jīng)傳送帶運(yùn)送至倒角機(jī)相應(yīng)位置,由推桿將棒料推入倒角機(jī)夾具上方的上料口,隨后棒料進(jìn)入倒角機(jī)夾具,倒角完成后由夾具中的推桿將加工完的棒料推出,其加工流程如圖2.4所示。圖2.3機(jī)組方案二示意圖Fig.2.3SchematicdiagramofunitschemeII
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期刊論文
[1]300M超高強(qiáng)度鋼車削加工性能仿真模擬分析研究[J]. 郭昌盛,張昌明,王永鑫,申琪. 精密成形工程. 2019(03)
[2]切削用量對(duì)車削40CrNiMo切削力影響的仿真研究[J]. 陶亮,劉愛軍,陳超,紀(jì)斌,潘克強(qiáng). 工具技術(shù). 2018(03)
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[5]基于ABAQUS的不銹鋼鋸切仿真研究[J]. 王翌碩,賈曉鳴,王林,邵鴻麗. 工具技術(shù). 2015(05)
[6]型材金屬雙頭鋸切機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 寇立峰,韓振宇,劉東海,韓剛,安巧聯(lián). 機(jī)床與液壓. 2015(02)
[7]淺談平頭倒棱機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 林鍵津. 科技信息. 2014(15)
[8]型棒材成品優(yōu)化鋸切自動(dòng)化算法設(shè)計(jì)[J]. 劉琪. 可編程控制器與工廠自動(dòng)化. 2012(07)
[9]金屬切削變形本構(gòu)方程的研究[J]. 劉戰(zhàn)強(qiáng),吳繼華,史振宇,趙丕芬. 工具技術(shù). 2008(03)
[10]金屬冷切圓鋸片在軋鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 郭繼富. 冶金設(shè)備. 2005(01)
博士論文
[1]不銹鋼加工中切削力分析預(yù)測研究[D]. 李炳林.華中科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]金屬鋸切圓鋸片的仿生設(shè)計(jì)[D]. 高知輝.吉林大學(xué) 2016
[2]不銹鋼材料鋸切加工切削規(guī)律的研究[D]. 王翌碩.華北理工大學(xué) 2015
[3]冷鋸機(jī)鋸片的鋸齒結(jié)構(gòu)和鋸切工藝參數(shù)研究[D]. 黃虎.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2014
[4]切削加工過程與殘余應(yīng)力仿真研究[D]. 施春宇.蘭州理工大學(xué) 2014
[5]20CrMo材料本構(gòu)模型及螺旋錐齒輪干切有限元仿真[D]. 龔黎軍.中南大學(xué) 2012
[6]圓鋸機(jī)鋸切金屬過程力能參數(shù)計(jì)算研究[D]. 林學(xué)杰.中南大學(xué) 2012
[7]高速自動(dòng)倒角機(jī)研制[D]. 臧福海.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[8]PLC和組態(tài)軟件在變電站控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 劉洪春.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[9]葉片精鍛過程三維熱力耦合有限元模擬[D]. 蔡旺.西北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3326065
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