小型钢管切割机结构设计（含CAD图纸和说明书）.zip

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IV
学院
毕业设计(论文)
题目小型钢管切割机结构设计
姓名
院(部)机械工程学院
专业机械设计制造及其自动化
指导教师
年月日
I
学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的毕业设计及学位论文,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成果。对本文的研究做出重要贡献的个人或集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名:
年月日
学位论文版权使用授权书
本论文作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计及学位论文的规定,学生在校学****期间毕业设计及论文的知识产权单位归属洛阳理工学院。同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权可以将本学位论文的全部和部分内容编入有关数据库进行检索,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。
作者签名:
指导教师签名:
年月日
摘要
IV
II
基于solidworks的切管机设计
摘要
本次设计主要针对于管材加工行业存在的若干问题进行分析后有针对性进行优化设计,切管机作为管材加工主要加工工具,许多设计人员进行一次次产品换代升级。
进行切管机设计分析时,首先,我认真了解该机器的发展过程,了解目前市场上比较受欢迎产品,设计之初,我列出了几种不同的思路方案,根据具体加工条件选择合适的方案,之后应计算相关功率数值等因素,合理选用电动机,进行传动比计算,然后合理分配传动比在此基础上合理选择传动零件,设计较为合理传动系统。进而精确计算选取各个零件的符合国家标准的数值,保证该型号切管机最后的装配工作。总之是要确定切管机的整体方案,使用三维建模软件优化完善主要零部件,然后再确保相关数据和公式的有效性,进而通过计算得到相关参数,随后基于Solidworks三维建模软件优化完善切管机的关键零部件,绘制切管机的零件图,装配图,进而保证零部件在装配时占据准确的位置,最后对整体工作进行校核检验数据完整性与准确性整体的优化。
关键词:切管机,传动系统,受力分析,三维建模。
摘要
IV
前言
III
DesignOfPipeCuttingMachineBasedOnSolidWorks
ABSTRACT
,pipecuttingmachineisupgradedbymanydesignersoneafteranother.
Whendesigningandanalyzingthepipecuttingmachine,firstofall,,Ilistedseveraldifferentideasandschemes,,Ishouldcalculatetherelevantpowervaluesandotherfactors,reasonablyselectthemotor,calculatethetransmissionratio,,,,itisnecessarytodeterminetheoverallschemeofthepipecutter,optimizeandperfectthemainpartsbyusingthethree-dimensionalmodelingsoftware,thenensurethevalidityofrelevantdataandformulas,,basedonSolidworksthree-dimensionalmodelingsoftware,optimizeandperfectthekeypartsofthepipecutter,drawthepartdrawingsandassemblydrawingsofthepipecutter,,checkandverifytheintegrityandaccuracyofthedataforoveralloptimizationoftheoverallwork.
KEYWORDS:Pipecuttingmachine,transmissionsystem,forceanalysis,3Dmodeling.
IV
前言
IV
目 录
前 言 1
第1章确定切管机设计方案 3
3
3
3
第2章传动方案设计 6
6
6
6
6
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7
9
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10
11
13
第3章结构设计 19
19
19
20
20
20
23
27
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28
28
29
结论 31
致谢 32
参考文献 33
IV
前 言
我国的制造业位居世界发展前列,制造业水平发展迅速。各种机电产品广泛应用于各种加工行业,随着社会经济的快速发展,促进了各项科技的进步,层出不穷的新技术被快速应用于制造业的各个角落。在各行各业快速发展的同时,消费者所追求的也在不断提高,向着模块化、智能化、集成化方向发展,产品科技含量逐步提高。在传统加工方法基础上,快速成型技术、数控机床加工制造、机器人加工制造、计算机辅助加工、3D软件虚拟制造、智能制造等新的加工制造方法不断涌现。逐步提高我国制造行业市场竞争力和产品质量,逐步使得我国制造业迈上新台阶。
我们的日常生活中每一个人都或多或少的与管材有着直接或间接的联系,各类管材的加工方法也会有着千差万别,这主要区别于管材的加工商会存在不同种类的技术问题,加工生产出来的管材在尺寸,硬度,切口质量等方面出现各种各样的问题,就具体而言,在以往的管材加工中,为满足临时使用需求,许多个人或行业操作工人通常利用一些简单加工工具和方法,在没有具体加工方案的指导下,直接手工完成管材的切削,这直接导致加工产品不合格,有时也是勉强使用加工后的管材,再往深的一层考虑,此类的加工方案完全不能实现工厂化生产更不要说实现产品的系列化,集成化。一旦不能实现加工管材的批量化生产,就远远无法满足社会上许多对加工产品的需求,这种现象一旦持续下去就会发展成为一种影响社会进步的制约因素。在目前工业快速发展的情况下,许多的厂家对切管机也提出了更高的要求,就目前来讲设计一种更加便利更加高效的切管机已经是大势所趋,这些厂家希望有关的设计人员更多的注重切管机的使用者感受,更多的站在操作工人的角度上去分析问题,他们更希望更为先进的切管机问世,能够帮助操作工人提高加工管材的效率,显著降低工人的劳动强度,更重要的是切管机要设计安装保险装置,这样在出现意外时能够有效的保护操作工人个人生命健康,唯有这样在满足以上这些要求,才会有更多的客户认可设计人员的辛勤工作,这样无论是生产切管机的厂家还是使用切管机去加工管材厂家都可以从中获得较为可观的效益。助力这类行业取得更好的发展,由此促进其他行业的发展,在设计切管机时努力做好设计工作,使之成为国家科技进步的有利因素。促进各行各业获得长远发展。
切管机这一行业历经了许多年的发展,在建国初期国家一穷二白,像管材加工装置基本可以说是零,当时是以美国,德国,日本这些老牌的发达国家,它们这些老工业强国,拥有较为强大的制造能力,我国开始了赶超之路,从最初的只能做简单的直线往复运动的锯片,到由电机驱动自动加工的今天,我国所能生产的切管机能够在这些老牌强国中争得一席之地。最近几年,各个行业的都发展迅速,自动化程度越来越高,各式各样的切管机不断涌现,使之标准化、系列化、模块化逐渐成为共识。随着切管机的不断更新换代,全新的切管机将会焕发出强大的生命力。
分析研究目前国内外的切管机,在机器正常工作时,能够完成被加工管材的自动运送和主要工作部分的自动切割是每个设计人员应该考虑的问题。本次设计切割机着重研究分析的两个部分。本次设计主要是利用Solidworks三维仿真软件研究分析主要工作部分。在研究分析时需要分析计算切管机的送料部分与切割部分的尺寸分配。其次是对各个零件的尺寸进行计算,所采用的各个零件的尺寸需要满足切割机本身的受力要求、装配要求。进而确保该机器能够批量生产,符合国家标准、企业的使用要求。
前言
2
IV
考虑到每种类型的机器从设计之初到投入使用都必须认真考虑其中的方方面面,普遍的共识,一个产品的性能可以从许多方面入手,而彻底的变革或是技术工艺的提高或是机器的根本有重大的技术突破。然而就目前来讲,只需要考察本机器主要应用于哪一个方面,这样就可以有测重点的对某一方面进行投入。
首先要简化工人操作流程,主要采用自动送料自动切割。其中要优化切管机辅助部分和主要工作部分,降低结构的复杂性。适量采取廉价减震措施,总之提高切管机整体工艺是本次设计的主要目标。最终使得切管机能够操作简单、维护简单、生产成本降低、符合消费者需求。
根据目前市场实际生产效果来看,不同系列的切管机还存在或多或少的不足之处,总结来看可分为:
设备依然没有现代化需求,工人劳动强度依然有待降低。
切管机比较笨重,结构有待于优化,缺乏运输的便利性。
不能很好的满足使用要求,适用范围不足够大
使用过程中存在震动,造成产品精度下降。
切管机生产成本高,工艺合理性亟需提高。
本次设计时就将着重考虑到切管机以后的应用场合,平衡好该机器各种性能之间的关系,分门别类生产出不同类型的切管机,使之想这系列化发展。
结合以上所谈,本次的设计将着重提高切管机零件数据的准确度,提高该类机器的整体质量,同时将有侧重点的关注该机器的各方面性能,针对不同的使用条件,努力是切管机发挥更大的潜力。
前言
2
IV
3
第1章确定切管机设计方案

切管机工作时主要针对管状金属零件的切割,考虑到切管机在工作时的情况,高温切屑四处飞溅,对旁边工作人员的安全有一定的威胁;加工金属管件时如果精度达不到,会影响加工产品的质量;如果切管机结构分布很松散,则有可能引起机器内部故障,影响加工效率;部件排列的不规则可能会导致使用切割机时,有一定的麻烦。所以为了更好的设计,需要在设计过程中满足要求:
(1)切管机整体结构紧凑、简单、符合力结构。
(2)操作时确保安全性、可靠性。
(3)保证产品达到一定的精度等级。
(4)保证各个结构的合理性。
(5)在量产成品时投入要低。

工作转速:
割片直径:
管件直径:
电机功率:
电机转速:
每天工时:10小时

本次毕业设计的任务主要是针对常见的切管机暴露出的若干问题加以分析,提出具体解决方案:
方案一:
割刀加工管材:此种方案是通过在台架上将被切割管材加以固定,将切断刀安装在可以转动的刀架上,切断刀可以进行水平和竖直移动,当管材固定完毕后与台架一起做高速旋转运动,切断刀逐步靠近管材完成切割。切割的效率较高,但成本较高,且机床本身比较笨重,难以运输无法实现机动灵活。系统的组成又比较繁杂,维修难度大。
该机构结构图如图1-1所示。
图1-1切断刀割切金属管材
前言
IV
4
方案二:
采用锯弓锯切金属管材:通过偏心轮等装置实现锯片往复运动,根据实际情况看该切削运动不能连续运动,此外锯片消耗大、可靠性低。在遇到所切割的物料直径波动较大时,需要重复更换锯条,直接导致效率低下,成本成倍增加。该机构结构图如图1-2所示。
图1-2锯弓锯切金属管材
方案三:
砂轮机切割金属管材:砂轮切管机分两个主要部分,砂轮和摇臂。在加工管材时,摇臂和砂轮分别控制送料和切割,根据不同的要求可加工不同尺寸的金属管材。砂轮机的优点在于结构简单,效率高。便于灵活机动,而缺陷是当选用砂轮进行金属管材加工时,砂轮本身磨损较大,导致成本升高,且需要频繁更换砂轮片。该机构结构图如图1-3所示。
图1-3砂轮机切割管材
方案四:
辊压式切管机:第一部分,通过传动机构进而带动加工管材作旋转运动,第二部分,通过控制装置操作圆盘刀片逐步靠近加工管材。被加工管材经过光滑滚筒的滚动完成送料,金属圆盘刀片经过螺旋传动完成进给运动。经反复论证该方案可连续工作,生产效率比较高,成本较低,机械结构简单,便于维护。该机构结构图如图1-4所示。
前言
IV
5
图1-4辊压式加工
分析论证四种方案,对比各种优缺点,参照各种切割条件,以及各种数据,决定使用最后一种设计思路。
该机器运行时,电动机输出功率,输入到减速器中再经由传动系统将动力输入到滚筒,间接带动管材转动,完成进料工作。进行管材加工时,手轮通过螺旋传动带动圆形割片作进给运动,割片逐渐靠近旋转的管材,碾压式完成管材切割。该机构结构图如图1-5所示。
图1-5基于Solidworks设计的切管机总图
前言
IV