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1、-小型锯床设计毕业设计(论文)密 级：毕业设计(论文)小型锯床设计THE DESIGN OF SMALLSAWING MACHINE-第 7 页图书分类号：学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知
2、识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要立式金属带锯床主要由三部分组成:机床机械结构设计：主要零件是两个大型锯轮，作用是用来切削待加工零件。其次是轴的设计方面，它的设计与锯轮的动力方面系相关，也是锯床你能够完成工作的基础。工作台滚珠丝杠计算校核：滚珠丝杠是工作台的最重要的组成部分之一，所以为了能让带锯床正常
3、工作，必须对丝杠部分进行严密的计算。锯床电气系统设计部分：为了使电气系统容易控制且工作状态稳定，我们选择能够互相配合使用的步进电机相和驱动器。选用三菱PLC控制的驱动器，就能够实现。带锯床拥有切割速率快、原料损耗小、尺寸精度高等特点。此外，金属带锯床，适应性强，功耗低，操作方便，维护好和多角度切割。因此，使用越来越广泛。关键词：金属带锯床 ；自动化 ；PLC； 滚珠丝杠 ；电气控制 AbstractVertical metal band sawing machine mainly consists of three parts: metal belt mechanical structure
4、design of sawing machine, sawing machine electrical control system design and a worktable ball screw calculation.the design of mechanical structureof themetalband sawing machine: the main componentsfortwo largewheels,are used forcuttingmetal parts.Followed by the design of the shaft and its design a
5、nd saw round of power system, but also saw you can finish the work.ball screw table calculation: ball screw is the most important part of, so in order to let the band sawing machine normal work must rigorous calculation of the screw part. saw the electrical system design part: in order to make the e
6、lectrical system is easy to control and stable working state, we choose to cooperate with each other using the stepper motor and drive.TheMitsubishiPLC controldriver,can be realized.With cutting speed,material lossis small and the sizeprecision ofband sawing machine.With cutting speed,material lossi
7、s small and the sizeprecision ofband sawing machine.In addition, metal band sawing machine, strong adaptability, low power, easy operation, good maintenance and multi angle cutting. Therefore, the use of more and more widely.Keywords:Automatic PLC Ball screwSawing machine Electric control Metal belt
8、目录摘要IAbstractII目录11 绪论11 .1金属带锯床设计背景11 .2金属带锯床研究范围11 .3金属带锯床的发展前景32 方案选择32.1弓形锯床优缺点32.2带锯床优缺点32.3飞锯机优缺点32.4圆锯床优缺点42.5方案确定43 机械系统设计53.1 金属带锯床的原理53.1.1立式带锯床结构原理53.1.2主要技术参数63.1.3锯带张紧装置的作用63.2主电机选型73.2.1初定锯带轮尺寸73. 2. 2计算切削力、切削功率73.2.3主电机功率估算83.2.4主电机选型83.3 蜗杆传动设计93.3.1传动比计算93.3.2选择蜗杆传动类型93. 3. 3选择蜗杆传动的
9、材料93.3.4涡轮蜗杆的设计与校核93.4选择减速器规格143. 5主电机轴的设计与校核143. 5. 1主电机轴的结构设计143. 5. 2主轴的强度校核153. 5. 3轴的刚度校核计算164传动部件的选择与校核184. 1脉冲当量的确定184. 2滚珠丝杠螺母副的计算与选型184. 3直线移动导轨副的计算与选型204. 4步进电动机减速箱的选用214. 5步进电动机的计算与选型21结 论25参考文献26致 谢27附录I 电气控制图281 绪论1.1金属带锯床设计的背景最近几年，我国的经济和科技能力发展很快。带动着带锯床产业的发展。随着时间推移和我过一些科技人员的创新，将带锯床和数控技术
10、结合，研究出更先进的数控带锯床。整体上说，我国的据床上的制造水平已经增强了很多很多。这些多亏了国家的科研机构和国家的政策引导，提高了公司研究更高水平剧床的积极性。当然还有很多学校科研人员不懈的努力和无私奉献，竭尽他们的所能为中国锯床的发展做出了巨大贡献。当然，尽管从整体上看，我国的制造水平有了一定的发展，也能生产出一些高端的锯床，但是国内的绝大多数工厂或者家庭作坊，却仍然以中低档，甚至很多快要报废的机床为主。这些机床很容易发生故障，修理费也很高，关键问题是工作效率低下，切割的工作面很是粗糙，难以满足需求。这些国产的锯床使用起来问题很大，相比之下，很多国外进口的锯床可能十几年都不坏，能够一直在车
11、间工作，给企业节省了很多成本，所以很多公司宁愿买外国的锯床也不愿意买国内的。还有一个原因是国内生产的锯床对一些特定材料的零件无能为力，例如有色金属、特硬材料等等。由此可见整个国家的锯床产业发展时需要以为国内工厂提供能够使用方便，不易坏能够出色完成工作的高档产品为目标。1.2 金属带锯床的研究范围 本次设计主要对机床的机械结构，传动结构，电气控制等部分进行设计和分析。同时对重要零件如主动锯轮，主电机等进行充分了解，根据实际来进行改进。1.3 金属带锯床的发展前景 （1） 提高加工精度。采用更先进的电动机，滚珠丝杠等部件来提高金属带锯床的加工精度。 （2）增大加工范围。在一个锯床上安装两个或多个锯
12、切系统，来同时完成对工件的二次切割。通过这个方法来提高工作效率。 （3）全数控化。 全数控化是数控机床的发展方向。有利于提高加工精度并且使得工作得以大范围进行。 （4）研发高档的锯床。目前我国的绝大多数工厂或者家庭作坊中的锯床，仍然以中低档，甚至很多快要报废的机床为主。高精度且高工作效率的金属带锯床少之又少。归根到底就是缺乏研究精神。像我国对高档锯床有那么高的需求，如果有单位愿意花费精力去研究的话，一定能够极大地推动中国带锯床的发展。2方案选择国外对锯床设备的研究工作进行的比较早。从弓形锯床、带锯床到圆盘锯床，低速到高速锯床的发展过程中不断更新换代，逐渐形成了一些有代表的产品。传统意义上的金属
13、锯切常被认为是简单地切断下料工序。随着现代制造工业朝着高效、高精度和经济性的方向发展，锯切作为金属加工的起点，已成为零件加工过程中重要的组成环节。锯切可以节约材料、减少二次加工量和提高生产效率，因此锯床特别是自动化据传以广泛应用于各个领域。锯床是工业加工生产中必不可少的一种工具。主要分为弓形锯床、带锯床、圆盘锯床和用于v管生产线上的飞锯机。2.1 弓形锯床优缺点弓形锯床是将弓子锯置于机架之上，由马达和曲柄驱动，使之做直线往复运动来切断工件的。此锯床具有切削速度慢，不能精密加工、锯带的松紧不易调整、且容易损坏等特点。这些缺点决定了弓形锯床不能被广泛使用，已逐渐被淘汰。2.2带锯床优缺点带锯床是将
14、薄而长的环形带锯条张紧在主、从动轮上，由主动轮带动带锯条连续运转进行锯切的，它分为立式金属带锯床和卧式金属带锯床两种类型。立式金属带锯床的锯架垂直设置。锯切时，工件进给运动，可用于板状。工件内、外轮廓的加工，特别适用于磨具的加工。卧式带锯床的锯架横向倾斜布置，以设在锯架一端的轧为支点，沿转动方向实现进给。工作时，带锯条借助导向块被扭转一定的角度，使锯齿垂直于工件进入。卧式带锯床的锯架又可分为固定式和可转角式两种形式。前者锯切剖面与被锯切件轴心线垂直，后者则可沿与被锯切轴心线成一条线，一面做进给运动，从而将工件切断。虽然回盘锯锯齿较厚，切除盘较大花费材料，但由于它的切削速度很高，线速度每分钟可达
15、几千米，甚至上万米所以目前应用比较广泛，尤其是在冶金行业，特别是在焊管生产线中更是得到了广泛的应用。2.3飞锯机的优缺点飞锯机是在线定长切割系统，他是冶金企业各种型材生产线尤其是焊管生产线上必不可少的重要设备，根据同步机构的运动方式的不同大致可分为两大类：具有直线往复运动同步机构的飞锯机。特点是结构简单、价格低下维修方便，但是其定尺粕度低，一般只适用于低晚焊管的生产条件。具有回转运动同步机构的飞锯机。其优点是在全部锯切过程中都与钥管的轴线垂直，回转台两端有锯切机构，与直线往复式锯机相比。由于没有逆向复位，惯性小，故可以节省辅助时间；其缺点是回转部分设变速回转时动载荷较大。2.4圆锯床优缺点圆锯
16、床垂直滑道上下进退刀，进刀稳定，刀具寿命长，锯切精度高，多组齿轮传动适合重型切削，精度稳定。精心设计送料系统，送料长设定6-700m/m（可三次送料）。结构坚固，可保持动作可靠性。独特的主夹钳设计夹力强又牢固。滑道自动给油润滑。机器寿命长。使用plc控制器，无接点，无毛病，维修简便。冷切液自动循环，确保工作切面平滑。控制钮集中，简易方便操作。配置自动锯切技术功能。2.5 方案确定 因为圆锯床主要用于重型切削，而任务书只是要求设计小型锯床，圆锯床不适用于本次设计；对于弓形锯床，它的工作速度太慢，精度也太低，处于快要淘汰的地位，此处也不予考虑；而飞焊机只适用于低晚焊管的生产，不符合任务书内容，所以
17、不选用；带锯床操作简单，节能高效，适用于锯切板材，锻件等钢材的锯切。与任务书锯切钢棒的条件吻合，所以最终决定使用立式带锯床。3 机械系统设计3.1 立式金属带锯床的原理 图3-1 金属带锯床装配图3.1.1立式金属带锯床结构设计 本次设计机床结构共有九个部分：锯床的机架、支撑锯轮的锯架、传动系统、电气控制系统、工作台、锯带冷却机制、还有进料系统和制导系统（1）机架：由底座、侧支柱、左右端支柱、两条导轨支架以及及外围护板组成。侧支柱、左右端支柱、导轨支架等，全部焊固在底座上面，合为一长方体框架。各部件安装在底座上。机架顶端固定内、外工作台。两条导轨支架上面平铺着表面加工过的钢轨，支承、同时供锯架
18、纵向来回滑移，以保证实现快进、工进、快退，从而完成切割工作。机架的内、外设计有护板，内护板用来接住工作台上流下来的铁屑、冷却水等，集中到容屑槽内。（2）主传动：使用的是交流变频无极调速齿轮减速箱，主动锯轮固装在主传动主轴上，和变速箱伸出轴连接在一起。 锯架：锯架是组焊的弓形箱体。箱体侧面装备有带锯条的操作台、导向机构、操作面板。箱体的下部份装备有滚轮机构、进给系统和冷却系统。箱体内部装备有锯轮从动锯轮I、从动锯轮II、电气系统、张紧机构、主动锯轮、与控制元件。锯架是由固定在底座上的滚子导轨支撑，通过进给系统驱动锯架左右滑移，从而完成切削和退刀的动作。锯架两端设计有行程开关，用来控制锯架的最大行
19、程。将电缆、液压油管经拖链、锯架腔内进入配电板，使机床整齐、美观、大方。（3）进给机构：组成部分有交流变频电动机、控制板、电磁离合器、减速箱、支架、滚珠丝杆以及导轨支架。锯架和滚轮机构用螺钉连接。电动机控制传动链，驱动两条导轨上的滚轮，使锯架获得可以调整的进给速度，数值显示在屏幕上。（4）工作台：内外工作台之间留有通槽供带锯条穿过。只需启动液压油缸，升高内工作台，就可以卸下垫板，更换锯条。3.1.2主要技术参数锯架采用矩形封闭断面，具有足够的刚度，两锯带导向器之距大于工件尺寸5mm，两导向槽平行度为0.01mm,锯带运动的直线轨迹与两固定钳连线的垂直度为0.005。工作台平面与锯带垂直度为0.
20、005，两锯轮锯带背定位面在垂直工作台平面内的平行度为0.02，两轮轴线平行度为0.01。送料导轨与夹紧固定钳面平行度为0.005。3.1.3锯带张紧装置的作用为了锯切不同的材料，需要不同的锯带。所以锯带的更换对锯床的生产效率影响很大，所以锯带张进装置的作用就是这个。我将张紧装置与据带轮连接，用这个装置来改变带锯轮的上下位置，从而使两个锯轮中心距改变，锯带张紧。这个设计的好处就是锯带的拆除和装配都很容易，无形中减少了浪费在拆卸上的时间。对于锯带张紧时，什么时候才是最适合的压力值，我们可以从已经有的数据库中选择，并且通过压力传感器监测，从而选取出最适合的压力值。结 论这个立式带锯床能基本实现半自
21、动化操作，满足任务书上的要求。第一章对金属带锯床的背景、研究范围、发展前景做了一些介绍。第二。三章根据任务书周期和锯切材料的要求，选择了主电机、涡轮蜗杆机构、工作台等主要零件，并对其进行各种强度校核，。确保了机床能够顺利完成所需工作。国内的绝大多数工厂或者家庭作坊，却仍然以中低档，甚至很多快要报废的机床为主。这些机床很容易发生故障，修理费也很高，关键问题是工作效率低下，切割的工作面很是粗糙，难以满足需求。这些国产的锯床使用起来问题很大，相比之下，很多国外进口的锯床可能十几年都不坏，能够一直在车间工作，给企业节省了很多成本，所以很多公司宁愿买外国的锯床也不愿意买国内的。我做这个毕业设计正是再这样
22、的基础上，希望能够对国产机床有一定的帮助。通过这次毕业设计，我受益良多。完成毕业设计的过程是一个对之前四年大学所有学习内容的复习、汇总融会贯通的过程。很多知识虽然在教室学习的时候貌似懂了，但当需要讲这些知识用于实践时 ，就有点无从下手，发现自己原来自己只是一知半解或者根本不了解。通过这次实践，我发现了这些问题，并且好好复习了专业知识，避免了以后真正工作时发现却来不及改正的尴尬。这次设计提高了我的动手能力，并让我发现。有些时候自己设计并不是什么难事，只要自己能够冷静的看待，并且勇敢的面对。相信自己，就能成功。参考文献1 王启义.中国机械设计大典.江西：江西科技出版社，20022 秦永元.惯性导航
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