邦迪管定尺滾切機(jī)設(shè)計(jì)含7張CAD圖.zip,邦迪管定尺滾切機(jī),設(shè)計(jì),CAD 一、任務(wù)書中本階段工作目標(biāo)與任務(wù)要求 根據(jù)任務(wù)書要求，本階段需要完成的任務(wù)是：總體設(shè)計(jì)草圖的設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)草圖的設(shè)計(jì)、部分部件的分析與計(jì)算。 二、目前已完成任務(wù)情況 目前，已完成滾切頭部分機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邦迪管矯直器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)床床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、以及總裝配圖的設(shè)計(jì)、滾切部分切削力的計(jì)算、矯直部分矯直力的計(jì)算以及校核、夾緊部分夾緊力的計(jì)算以及校核、滾珠絲杠和電機(jī)的選型。 1.滾切部分計(jì)算 管直徑Φ3.8~Φ9.8mm，切斷長(zhǎng)度200-2000mm，切斷精度±0.5mm，管材壁厚S為0.5mm-1.25mm，定長(zhǎng)下料長(zhǎng)度l為10mm，滾切精度為±0.5mm，滾切余量為0.05mm，相當(dāng)于0.5mm壁厚的鋼管分10刀切斷，每切一刀所需要的力是很小的，按鋼管在5s內(nèi)被切斷計(jì)算分析。 圖1.1 滾切力分析圖 Z——滾切余量，0.05mm/r,即2mm/s； 鋼管受到刀刃剪切作用，按照剪切力的計(jì)算公式有： 式中：——鋼管所受到的剪切應(yīng)力，單位為MPa； F——鋼管所受到的徑向載荷，單位為N； ——剪切面面積，單位為mm， ——鋼管抗剪強(qiáng)度，單位為MPa 通過代入數(shù)值計(jì)算得到刀具至少需要對(duì)邦迪管施加21.495N的剪切力 邦迪管受到刀刃擠壓作用，按照擠壓力的計(jì)算公式有： 式中：——鋼管所受到的擠壓應(yīng)力，單位為MPa； ——擠壓面面積，單位為mm ——邦迪管的抗壓強(qiáng)度，單位為MPa 通過代入數(shù)值計(jì)算得到刀具至少需要對(duì)鋼管施加18.94N的擠壓力， 取安全系數(shù)S=2，工件受到刀刃所施加的徑向壓力放大為43N。 如圖1.2所示，刀片能夠順利將鋼管材料軸向分離的條件是Fr應(yīng)大于或者等于鋼管材料的抗壓強(qiáng)度和抗剪?？芍狥r=F=43N。根據(jù)幾何關(guān)系得到正壓力的理論計(jì)算公式如下： 式中：——刀片斜角，30°。 代入數(shù)據(jù)得到Fn=220.83N。 極限狀態(tài)下的摩擦面積為刀片切斷鋼管的瞬間，利用inventor軟件分析得到刀片刃口與鋼管材料的摩擦面積為2.245mm2。假設(shè)摩擦面積S為兩倍接觸楔面面積，S=2.245×2=4.49 mm2。 圖1.2 摩擦面積示意圖 刀片對(duì)鋼管材料進(jìn)行滾切時(shí)，克服刀片接觸楔面接觸楔面與鋼管材料之間的摩擦力Fx如下： Fx=Fn×μ （2.4） =220.8.896×0.15 =33.43N 式中：Fx——刀片接觸楔面與鋼管材料之間的摩擦力，單位N； Fn——刀片與鋼管材料之間的正壓力，單位N； μ——刀片與鋼管材料之間的摩擦系數(shù)，0.15。 式中：P——刀片的切削功率，單位kw； v——切削速度，單位m/s； 2.滾切電動(dòng)機(jī)選型 按上一節(jié)切削功率的理論計(jì)算得到理論切削功率=105W。 傳動(dòng)裝置的總效率表示組成傳動(dòng)的各個(gè)裝置部分運(yùn)動(dòng)副效率之乘積，即 其中：、、...分別為每一傳動(dòng)副（帶、齒輪）、每對(duì)軸承的效率。 取帶傳動(dòng)效率，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率故總效率 初步估計(jì)主切削運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)的效率為 則初步得到電動(dòng)機(jī)需要輸出的功率為 因?yàn)榍邢鬟\(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為2400r/mim，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速（空載轉(zhuǎn)速）為 同步轉(zhuǎn)速n=60f/P， 式中：f——電源頻率； P——電機(jī)的極對(duì)數(shù)（P=1、2、3、……）。 根據(jù)和，由JB3074-82標(biāo)準(zhǔn)選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y80M1-2，其額定功率，滿載轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)矩2.2N.m. 3.滾珠絲杠的選擇 3.1 確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 根據(jù)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速和X向滑板最大速度，計(jì)算絲杠導(dǎo)程。X向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇松下MDMA152P1V，電機(jī)最高轉(zhuǎn)速為4500rpm。電機(jī)與滾珠絲桿通過減速器與聯(lián)軸器連接，聯(lián)軸器傳動(dòng)比為0.99，減速器減速比為3。軸向最大運(yùn)動(dòng)速度40m/min，即40000mm/min。則絲杠導(dǎo)程為 實(shí)際取，可滿足速度要求。 3.2 滾珠絲杠副的載荷及轉(zhuǎn)速計(jì)算 根據(jù)壓裝力的大小，及工作臺(tái)，工件總重量可求得滾動(dòng)導(dǎo)軌副的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌選用FFZL3206型兩根導(dǎo)軌副上共有四個(gè)直線軸承座安裝在工作臺(tái)上。查得FFZL3206型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的C0a=32kN； 法向載荷中靜載荷最大為： P=M×9.8=162×9.8=1587.6N0時(shí),得最大塑彎比為1.7，則最大彈塑性彎矩為1.7Mt。 粗棒半徑為R，細(xì)棒半徑為r,r/R=a,可以得到管材的矯直力矩， 在任意一點(diǎn)X處，外力矩和內(nèi)力矩的平衡式為 故可求得 如果使材料的達(dá)到極限彈塑性彎矩時(shí)，可得 將此值代入式（2-2）后，得 帶入管材的數(shù)據(jù)可得=48N/m,M=951.23N/m,F=778mN 式（2-3）表示一條在材料中點(diǎn)產(chǎn)生“塑性鉸”的塑性區(qū)分布規(guī)律的曲線， 圖2-7中的ζ-x曲線。 圖4.2 -x曲線，M-x曲線 在最大載荷情況下，極限彈塑性彎矩Mt發(fā)生在 處，即材料中點(diǎn)兩側(cè)0.21L范圍內(nèi)為塑性變形區(qū)S=0.42L. 銅的摩擦系數(shù)為0.15，根據(jù)資料可知，輪數(shù)為18時(shí)，矯直力大約為2800N，摩擦力為420N，總摩擦力為1680N，氣缸夾緊產(chǎn)生的最大靜摩擦力為8879N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于總摩擦力，因此，可以夾緊，并且可以進(jìn)行送料 5.已完成結(jié)構(gòu)圖 圖4.1總裝圖 圖4.2 矯直器 圖4.3 滾切裝置 三、存在的問題和擬解決方法 在做二維圖的設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)存在一些強(qiáng)度和精度問題，軸承的兩端支承需要用端蓋支撐定位，而不能用軸端擋圈定位，會(huì)導(dǎo)致精度存在問題，使得切管時(shí)刀具引偏；在選擇切割方式時(shí)，三刀，兩刀，一刀的選擇也很重要，因?yàn)榇嬖诎惭b精度的問題，安裝精度不符合，則會(huì)使刃口形狀產(chǎn)生很大的偏差，出現(xiàn)廢品；在矯直問題上，是否鋼絲矯直器的矯直力度可以滿足邦迪管的矯直，以及相關(guān)矯直原理的適用性的問題；定位方式上，還沒有具體確定定位反饋的方式，是用光柵尺作負(fù)反饋還是用編碼器作半閉環(huán)反饋 擬解決方法是，遇到的問題首先自己去查閱資料，自己解決問題，無法解決的問題，則去請(qǐng)教老師，經(jīng)過老師的悉心指導(dǎo)，一定可以解決解決所遇到的問題。再有，畫圖時(shí)，一定要細(xì)心領(lǐng)會(huì)機(jī)械制圖的要領(lǐng)，要以制造的眼光看問題，看看是否能制造出來，定位精度和切割精度是否滿足。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 四、系級(jí)教學(xué)單位審核意見： 中期考核分?jǐn)?shù)： 考核組長(zhǎng)簽字： 年 月 日