鋸切倒角組合機組方案設(shè)計及力能參數(shù)仿真計算
發(fā)布時間:2021-08-06 15:58
隨著工業(yè)的發(fā)展,市場對棒料、管料的需求量越來越大,導(dǎo)致市場對棒料、管料加工的鋸切和倒角機床的需求很大,F(xiàn)在對棒料、管料的切斷和倒角加工是分開進行的,需要的操作人員較多,且機床占用的場地也較大。為此,本文擬設(shè)計一種將鋸切和倒角工序組合在一起的鋸切倒角組合機組,僅由一套控制系統(tǒng)進行機組的控制,以減少操作人員,減小機床占地面積,降低機床的總制造成本,并提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。首先本文提出了五種鋸切倒角組合機組的設(shè)計方案,并對方案優(yōu)劣進行了對比分析。然后從鋸切時間和鋸片受力的角度設(shè)計了鋸軸高度,并使用DOFORM-3D軟件對鋸切過程進行力能參數(shù)仿真分析。最后分析了倒角過程并對其力能參數(shù)進行仿真。在對鋸切過程的分析中,首先推導(dǎo)了凈鋸切行程和進鋸速度的計算公式,然后推導(dǎo)了凈鋸切時間的計算公式,最后結(jié)合鋸切力的大小確定合適的鋸軸高度。在對鋸切過程的仿真分析中,研究了不同工件模型對仿真結(jié)果的影響,并提出一種網(wǎng)格劃分方法,通過對仿真結(jié)果的分析,驗證了結(jié)果的合理性,并獲得鋸切過程的力能參數(shù)和鋸軸電機功率。在對倒角過程的仿真分析中,獲得了刀具的力能參數(shù)、工件溫度場和電機功率,并驗證了仿真結(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)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1雙頭倒角機Fig.1.1Doubleheadchamferingmachine
遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文112.鋸切倒角組合機組的方案設(shè)計單獨對棒料鋸切和倒角,鋸切機和倒角機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輸,這種情況下機器的占地面積較大,且每臺倒角機和鋸切機均需一個控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)較多。若能把鋸切機和倒角機組合為一個機組,并使用一個控制系統(tǒng)進行控制,便能減少控制系統(tǒng)的數(shù)量、機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化,以便于一人能同時管理多臺機器,從而降低人工成本;要縮短加工時間,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,并對其兩端倒2mm的倒角。為此,本文設(shè)計了五種鋸切倒角組合機組方案,均能實現(xiàn)從鋸切到倒角的自動化加工,并能同時對4根棒料倒角,具體如下。2.1機組方案一參照市場上現(xiàn)有的雙頭倒角機,機組方案一使用對稱方式布置。機組配有2臺鋸切機、2個主軸箱,每個主軸箱含有4個主軸,驅(qū)動4個倒角刀盤,能同時對4根棒料倒角。圖2.1為機組方案一的1/2剖分示意圖。1、鋸切機;2、鋸切定尺擋板;3、棒料軌道;4、棒料存儲倉;5、夾具;6、倒角機刀盤;7、鋸切機上料機構(gòu);8、倒角機上料兼夾緊機構(gòu);9、倒角定位機構(gòu)。圖2.1機組方案一示意圖Fig.2.1SchematicdiagramofunitschemeI
2.鋸切倒角組合機組的方案設(shè)計12未鋸切的棒料先由鋸切上料機構(gòu)7上料,由定尺擋板2調(diào)節(jié)鋸切長度,由鋸切機1切斷,隨后棒料由滑送軌道3進入倒角機的棒料存儲倉4。倒角定位機構(gòu)9對棒料定位并固定后,由倒角機上料兼夾緊機構(gòu)8對棒料進行倒角上料,并協(xié)同夾具5夾緊棒料,棒料被夾具夾緊后,倒角定位機構(gòu)9退回,隨后主軸箱驅(qū)動刀盤6對棒料進行倒角。倒角結(jié)束后倒角機上料兼夾緊機構(gòu)8退回,棒料落下。圖2.2倒角定位機構(gòu)示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofchamferpositioningmechanism倒角定位機構(gòu)如圖2.2所示,定位缸能使擋板沿棒料軸向移動,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,以便對棒料進行定位。2.2機組方案二機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)傳送帶運送至倒角機相應(yīng)位置,由推桿將棒料推入倒角機夾具上方的上料口,隨后棒料進入倒角機夾具,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機組方案二示意圖Fig.2.3SchematicdiagramofunitschemeII
【參考文獻】:
期刊論文
[1]300M超高強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. 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]冷鋸在棒材自動化鋸切控制上的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 唐致遠. 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的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 寇立峰,韓振宇,劉東海,韓剛,安巧聯(lián). 機床與液壓. 2015(02)
[7]淺談平頭倒棱機現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 林鍵津. 科技信息. 2014(15)
[8]型棒材成品優(yōu)化鋸切自動化算法設(shè)計[J]. 劉琪. 可編程控制器與工廠自動化. 2012(07)
[9]金屬切削變形本構(gòu)方程的研究[J]. 劉戰(zhàn)強,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[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]圓鋸機鋸切金屬過程力能參數(shù)計算研究[D]. 林學(xué)杰.中南大學(xué) 2012
[7]高速自動倒角機研制[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:3326065
【文章來源】:遼寧科技大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1雙頭倒角機Fig.1.1Doubleheadchamferingmachine
遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文112.鋸切倒角組合機組的方案設(shè)計單獨對棒料鋸切和倒角,鋸切機和倒角機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輸,這種情況下機器的占地面積較大,且每臺倒角機和鋸切機均需一個控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)較多。若能把鋸切機和倒角機組合為一個機組,并使用一個控制系統(tǒng)進行控制,便能減少控制系統(tǒng)的數(shù)量、機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化,以便于一人能同時管理多臺機器,從而降低人工成本;要縮短加工時間,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,并對其兩端倒2mm的倒角。為此,本文設(shè)計了五種鋸切倒角組合機組方案,均能實現(xiàn)從鋸切到倒角的自動化加工,并能同時對4根棒料倒角,具體如下。2.1機組方案一參照市場上現(xiàn)有的雙頭倒角機,機組方案一使用對稱方式布置。機組配有2臺鋸切機、2個主軸箱,每個主軸箱含有4個主軸,驅(qū)動4個倒角刀盤,能同時對4根棒料倒角。圖2.1為機組方案一的1/2剖分示意圖。1、鋸切機;2、鋸切定尺擋板;3、棒料軌道;4、棒料存儲倉;5、夾具;6、倒角機刀盤;7、鋸切機上料機構(gòu);8、倒角機上料兼夾緊機構(gòu);9、倒角定位機構(gòu)。圖2.1機組方案一示意圖Fig.2.1SchematicdiagramofunitschemeI
2.鋸切倒角組合機組的方案設(shè)計12未鋸切的棒料先由鋸切上料機構(gòu)7上料,由定尺擋板2調(diào)節(jié)鋸切長度,由鋸切機1切斷,隨后棒料由滑送軌道3進入倒角機的棒料存儲倉4。倒角定位機構(gòu)9對棒料定位并固定后,由倒角機上料兼夾緊機構(gòu)8對棒料進行倒角上料,并協(xié)同夾具5夾緊棒料,棒料被夾具夾緊后,倒角定位機構(gòu)9退回,隨后主軸箱驅(qū)動刀盤6對棒料進行倒角。倒角結(jié)束后倒角機上料兼夾緊機構(gòu)8退回,棒料落下。圖2.2倒角定位機構(gòu)示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofchamferpositioningmechanism倒角定位機構(gòu)如圖2.2所示,定位缸能使擋板沿棒料軸向移動,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,以便對棒料進行定位。2.2機組方案二機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)傳送帶運送至倒角機相應(yīng)位置,由推桿將棒料推入倒角機夾具上方的上料口,隨后棒料進入倒角機夾具,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機組方案二示意圖Fig.2.3SchematicdiagramofunitschemeII
【參考文獻】:
期刊論文
[1]300M超高強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. 工具技術(shù). 2018(03)
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[4]冷鋸在棒材自動化鋸切控制上的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 唐致遠. 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的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 寇立峰,韓振宇,劉東海,韓剛,安巧聯(lián). 機床與液壓. 2015(02)
[7]淺談平頭倒棱機現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 林鍵津. 科技信息. 2014(15)
[8]型棒材成品優(yōu)化鋸切自動化算法設(shè)計[J]. 劉琪. 可編程控制器與工廠自動化. 2012(07)
[9]金屬切削變形本構(gòu)方程的研究[J]. 劉戰(zhàn)強,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[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]圓鋸機鋸切金屬過程力能參數(shù)計算研究[D]. 林學(xué)杰.中南大學(xué) 2012
[7]高速自動倒角機研制[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:3326065
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