圓管切割機設計含CATIA三維及17張CAD圖-獨家.zip,圓管,切割機,設計,CATIA,三維,17,CAD,獨家 XXXX 開題報告 設計題目： 圓管切割機設計 學生姓名： XXX 學院名稱： XXXXX 專業(yè)名稱： XXXX 班級名稱： XXX 學 號： XXXXXXXXX 指導教師： XXX 教師職稱: XXX 學 歷： XXX 20XX年03 月24 日 １、 課題論證 1.1課題研究的目的與意義 在機械加工過程中，金屬材料切割常用方式有手工切割、半自動切割機切割及數控切割機切割。手工切割靈活方便，但手工切割質量差、尺寸誤差大、材料浪費大、后續(xù)加工工作量大，同時勞動條件惡劣，生產效率低。半自動切割機中仿形切割機，切割工件的質量較好，由于其使用切割模具，不適合于單件、小批量和大工件切割。其它類型半自動切割機雖然降低了工人勞動強度，但其功能簡單，只適合一些較規(guī)則形狀的零件切割。數控切割相對手動和半自動切割方式來說，可有效地提高板材切割地效率、切割質量，減輕操作者地勞動強度。在我國的一些中小企業(yè)甚至在一些大型企業(yè)中使用手工切割和半自動切割方式還較為普遍。所以，本課題研究的目的就是設計一臺圓管切割機機床，使其能夠完成自動夾緊、送料、切割、下料的過程。從而實現節(jié)省人力、降低勞動強度、提高質量、提高生產效率、保障加工安全等目的。 我國機械工業(yè)鋼材使用量已達到3億噸以上，鋼材的切割量非常大；隨著現代機械工業(yè)的發(fā)展，對鋼材切割加工的工作效率和產品質量的要求也同時提高。因而數控切割機的市場潛力還是很大、市場前景比較樂觀。本課題研究的意義就是通過對課題的深入了解，從而對我國的切割機市場的發(fā)展和趨勢有清晰的認識。圓管切割機在我國許多地方都有使用，不僅應用于建筑，還應用于汽車等多種應用領域。對我國經濟發(fā)展以及提高人們生活水平都具有重要意義。 1.2文獻綜述（相關課題國內外研究的現狀） 切割機情況 全國生產切割機的企業(yè) 40多家，以民營、個體、股份制企業(yè)居多。焊割機具在2000年的統(tǒng)計為：門式切割機380臺、小車式切割機14650臺、等離子切割機10500臺、焊割炬250 萬套，割嘴189萬只。 我國數控切割行業(yè)發(fā)展比較晚，國內有十幾家數控切割機生產廠家，每年市場需求量約在 350-400臺，基本滿足國內市場需求， 進口產品不足市場總量的 10 ％。 目前國內數控切割機生產廠家主要有上海伊薩切割機械有限公司、梅塞爾切割焊接有限公司 (昆山)，他們在技術上得到了國外技術的大力支持，因此產品在國內處于領先地位。而哈爾濱四海數控設備有限公司、哈爾濱焊接切割成套設備有限公司、哈爾濱電機有限責任公司機械電子設備制造廠、中船總公司船舶工藝研究所、深圳博利昌數控切割設備公司、無錫華聯(lián)焊割設備廠等企業(yè)，則利用各自企業(yè)自身的優(yōu)勢，在技術上發(fā)展也很快，產品滿足了不同用戶的需求。 我國切割行業(yè)的產品發(fā)展打破了焊接與切割之間的傳統(tǒng)界線，其產品已跨接焊接、切割兩大行業(yè)，有很多企業(yè)同時生產焊接和切割設備。 切割機行業(yè)存在問題 ： ⑴市場無序競爭，表現在互相貶低、互相壓價、互相挖人； ⑵研發(fā)投入少，或根本沒有投入； ⑶在機械和控制水平上與國外產品差別不大，但對國外控制系統(tǒng)了解不透，只停留在會應用的水平； ⑷企業(yè)間沒有合作，不能聯(lián)合起來開辟市場，比如在配套件的采購上企業(yè)集中起來會降低成本。 國外圓管切割機技術比國內發(fā)達，使用激光自動化切割技術。目前，國際上有代表性的激光切割設備制造商有：德國通快TRUMPF公司，瑞士百超BYSTRONIC，意大利PRIMA，美國WHITNEY公司和日本TANAKA公司等。這些國際知名公司已陸續(xù)開發(fā)出了大功率、大幅面、高速、飛行光路，三維立體、數控自動的激光切割機，并且每年都在推出新的機型。隨著激光切割機的逐步普及，市場要求進一步提高切割效率(高速切割)、降低待機時間(自動上下料系統(tǒng))、擴大應用面(向三維立體切割、厚板、高反射材料發(fā)展)、降低運行成本(降低電耗)等。由于國外的激光切割工藝比較成熟，目前的研究領域主要集中在數字模型對切割過程的模擬。 國外數控切割機的生產廠家主要集中在德國、美國和日本。其主要廠家有德國的伊薩(E SAB)、梅塞爾(MESSER)，日本的田中(TANAKA)、小池(KOIKE)，美國的L-TEC、林德(LINDA) 等。能夠代表數控等離子切割技術最高水平的?家集中在德國，德國伊薩的數控切割機是當今世界上品種最全，功能最多，水平最高，幾乎包括了所有非接觸式切割手段的數控切割機。 其中NEC520連續(xù)軌跡控制器與RPC600(單臺或雙臺并聯(lián))水射流式等離子系統(tǒng)配合可以切割130mm以下金屬板材；與HD3070精細等離子配合可對1～12mm金屬材料實施高速(7.6m/min)和高精度(接近激光切割下限)切割。 1.3課題研究的內容、總體方案及技術路線、進度安排等 本課題要求是設計一臺專用機床，用于加工鋼管，直徑20毫米，斜切角度0～45度，長度100～200毫米，壁厚1.5毫米。所以，需要研究的部分如下： ①各部分機構裝置的布局； ②送料機構的設計； ③夾具的設計； ④切割機構的設計及安裝； ⑤電機的選擇； ⑥各部件的計算與校核； 工作流程示意圖如下： 上料 裝卡 送料 切割 下料 （1）裝卡機構：夾緊裝置可分為機動夾緊與手動夾緊兩大類。機動夾緊中又有氣壓傳動、液壓傳動、氣液壓傳動、電動機傳動、電磁夾緊及真空夾緊等。手動夾緊是夾緊裝置中最簡單、最原始的形式，在小批和成批生產中仍然用的很廣。本課題要求對圓管進行加工，所以該機構采用V型塊和氣缸的配合來實現夾緊工作。 （2）送料機構：本課題要求定長送料，并且需要連續(xù)送料。常見的送料機構有電機絲杠傳送、氣缸傳送、機械連桿傳送這三種，綜合考慮到經濟性與復雜性以及課題要求程度，最后決定選用電機絲杠傳送類型做為送料機構。 （3）切割機構：本課題要求斜切角度0～45度。激光切割機為效率最快，切割精度最高，切割厚度一般較小。等離子切割機切割速度也很快，切割面有一定的斜度。火焰切割機針對于厚度較大的碳鋼材質。型材切割機采用單相交流串勵電動機為動力，靠通過傳動機構驅動平形砂輪片切割金屬工具，具有安全可靠、勞動強度低、生產效率高、切斷面平整光滑等優(yōu)點，適用于交流50/60Hz，額定電壓220V。廣泛用于圓形鋼管、異形鋼管、鑄鐵管、圓鋼、槽鋼、角鋼、扁鋼等型材進行切割加工。夾持工件的夾鉗鉗口與砂輪軸間的夾角可在左、右0到45度任意調節(jié)，有的產品右位置可在0到30度間任意調節(jié)。所以，選用型材切割機改造后安裝。 （4）下料機構：常見的下料方式有：1、不做安排，加工件自行落下；2、斜坡連接，一端與加工件下面接觸，另一端與外面料箱接觸；3、利用機械手夾持并移走。選用機械手夾持并移走方式。 1-步進電機 2-聯(lián)軸器 3-滾珠絲杠、螺母副、工作臺、夾具等 4-機械手 5-皮帶、帶輪 6-電動機 7-支撐 8-軸承、支撐座 9-切割片 本課題研究的是設計一臺圓管切割機，所以其設計路線如下： （1）切割機構設計：通過本課題的要求計算出滿足條件的切割砂輪片，并計算選擇與之能夠配合的皮帶。計算切割需要的速度等參數選用合適的電動機。其余部分的連接與安裝由計算后設計組裝。 （2） 夾緊機構設計：通過計算選用符合要求的V型塊與氣缸組合構成夾緊裝置。 （3）送料機構設計：通過本課題要求計算出滿足條件的步進電動機、絲杠、導軌、運動工作臺等組成送料機構。 （4）下料機構設計：選擇由絲杠傳動裝置與氣缸即夾具組成機械手爪。 進度安排 時間 計劃完成的任務及目標 第1周2017.3.13-2017.3.17 任務：1.完成外文翻譯； 目標：了解國內外切割機發(fā)展的現狀； 第2周2017.3.20-2017.3.24 任務：1.完成開題報告； 目標：為接下來設計確定初步計劃； 第3周2017.3.27-2017.3.31 任務：1.理清設計思想； 2.借閱相關書籍； 目標：為整體設計打下基礎； 第4周2017.4.3-2017.4.7 任務：1.開始切割機構設計； 2.計算并選擇電機、V帶及帶輪； 目標：完成切割機構設計計算； 第5周2017.4.10-2017.4.14 任務：1.畫出切割機構零件三維圖； 目標：完成組裝； 第6周2017.4.17-2017.4.21 任務：1.進行送料機構設計； 2.選擇相關零件； 目標：化出送料機構三維圖； 第7周2017.4.24-2017.4.28 任務：1.對前面設計中選擇零件進行校核； 目標：完成校核檢驗； 第8周2017.5.1-2017.5.5 任務：1.進行夾緊機構設計計算； 目標：選擇合適的零件； 第9周2017.5.8-2017.5.12 任務：1.進行下料機構的設計計算； 目標：選擇合適的零件； 第10周2017.5.15-2017.5.19 任務：1.進行總裝配； 目標：完成三維裝配圖； 第11周2017.5.22-2017.5.26 任務：1. 將三維圖轉換為工程制圖； 目標：完成圖的轉換； 第12周2017.5.29-2017.6.2 任務：1.編寫說明書； 目標：完成說明書的編寫； 第13周2017.6.5-2017.6.9 任務：1. 讓指導老師檢查并改正； 目標：把資料整理好，準備答辯； 1.4主要存在的問題 （1）切割機構的設計要滿足斜切角度在0到45度之間移動。 1.5參考文獻 [1] 組合機床設計，姜永武，劉薇娜，西南交通大學出版社， 2004，5-6。 [2] 機械設計，濮良貴，紀名剛主編，高等教育出版社，2001年。 [3] 液壓與氣壓傳動，許福玲，陳堯明主編，機械工業(yè)出版社，2000年。 [4] 機械設計課程設計手冊，第二版，吳宗澤，羅圣國主編，高等教育出版社，1992 年。 [5] 機械設計，譚慶昌主編，高等教育出版社，2004年。 [6] 滾動軸承的故障振動模型及應用研究，張中民，盧文祥，楊叔子主編，華中理工大學出版，1997年。 [7] 機械設計手冊，第四版，第四卷，成大先主編，化學工業(yè)出版社，2002年。 2、答辯組論證結論 （1）方案可行，技術路線清晰 □ （2）方案可行，技術路線基本清晰 □ （3）方案基本可行，技術路線不很清晰 □ （4）方案和技術路線不很清晰 □ （5）方案和技術路線不清晰 □ 3、指導教師意見： 教研室主任意見： 指導教師（簽名）： 教研室主任（簽名）： 年 月 日 年 月 日 注：(1) 開題報告是用文字體現的設計（論文）總構想，篇幅不必過大，但要把計劃設計的課題、如何設計、理論依據和研究現狀等主要問題說清楚； (2) 字數不少于3000字，參考文獻不少于6篇，印刷字符在10萬印刷符以上。