型材双角锯床结构设计
随着社会的快速发展，机械行业也在飞速的进步。铝型材在近些年兴起，是现代社会生产中比较普遍使用到的材料，由于其质量轻，密度低，耐腐蚀性强，可塑性高，所以被广泛使用在航空、建筑、汽车零件等行业。而伴随着铝型材市场的兴起，其配套行业也等到了飞速发展，其中就包括切割行业。型材切割机是主要的铝型材加工设备，本课题设计完成了机床的机械基础结构部分的设计，主要注重机床、工作滑台、导轨、刀具进给系统、气动夹紧装置、锯床主传动系统的研究与设计，通过初期理论计算与中期的试验比较确定了个零件尺寸，对于主要零件如齿轮、轴、轴承、键等进行了反复校核，确保其准确性。本机是为了适应我国铝塑门窗加工业的发展而开发的新机型，该机主要用于铝门窗、幕墙型材的加工，本机具有强度高、性能稳定、易操作等特点，刀具使用硬质合金齿锯片，切削速度高、生产率高、加工精度高。两锯头即可单独工作，也可同时工作，同时工作时，能一次切出所需要的长度及型材两端角度，能准确切削出45°~90°的角。
目录
1．绪论 1
1.1产品设计背景 1
1.2机械基础总体方案设计简述: 2
1.3型材双角锯整体设计要求： 3
1.4型材双角锯基本参数的确定： 3
1.5绘图软件的选择： 3
2主要元件的计算和选择 4
2.1主电机的选择： 4
2.2带轮的设计选择： 6
2.3刀具主轴的设计： 9
2.4气动装置和夹紧装置的计算与选择： 12
2.4.1夹紧装置的选择： 12
2.4.2气动进给装置的选择： 13
2.5齿轮的选取： 16
2.6滚珠丝杠副的选择： 18
2.7轴承座的选择： 20
2.8导轨的选取： 21
2.9锯片的选取： 22
3主体机床及其周边连接的设计 23
3.1机床的设计思路： 23
3.2滑台的设计选择： 24
3.3支撑架的设计： 24
3.4机箱的设计： 26
3.5箱体侧面挡板设计： 27
3.6箱体内滑台的设计： 28
3.7光轴
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
固定座： 29
3.8锯床所需切割角度定位装置的设计： 29
4锯床设计工作的确认和总结 30
总结和展望 31
参考文献 32
致谢： 33
1．绪论
1.1产品设计背景
近十年，随着我国各地基础建设增多和工业进程加快，有色金属行业也快速发展起来，而在其中铝型材就首当其冲得到广泛使用。根据调查，2012年，国内工业铝型材产业的市场需求量超过了400万吨，在2006年时，我国的铝型材产量已超过，成为全球最大的铝型材主要生产基地和消费市场。相信在未来的社会发展中，铝型材将越来越被广泛的使用，产量与消费量也将越来越高。
铝型材产业的快速扩张也带动了服务铝型材行业的迅猛发展，其中以切削行业最为快速。国内也成立了中国焊接学会和焊接协会推过和发展切割技术，前几年还要依靠进口的大型切割机也逐渐被国内自主研发的切割机替代。国内切割行业在多年的学习和积累经验后在世界切割领域跨出了一大步。
切割机不仅在工业领域得到发展，在小企业和家用也扮演了很重要的角色，最为常见的就是锯切机。早些年，由于锯切技术较欧美等国的起步较晚，国内的小型锯切机床体系不成熟，一直沿用弓形锯床，但其锯切速度较慢，使生产效率很低，并且切割一些有角度要求的铝型材时也存在精度问题，尤其是对有特殊要求的产品更是无能为力，以最普遍的铝合金门窗见图1.1铝合金门窗为例，为了切割到拥有角度的产品见图1.2铝型材，就可能产生角度问题。本课题研究就是致力研究解决这些问题，大大提高效率，更好的解决角度的问题，并能处理一些具有特殊要求的型材。
图1.1 铝合金窗
图1.2 铝型材
1.2机械基础总体方案设计简述:
本设计产品由左锯头、右锯头、机床、托料架、工作台、气动系统、电动系统等主要部分组成。机械简图如图所示1.3。
图1.3 机械简图
1.3型材双角锯整体设计要求：
本锯床为了适应中国铝合金门窗加工业的发展新模型而设计开发的新机型，该机主要用于铝门窗、幕墙型材的加工，本设计研发的锯机具有高强度、稳定性能、操作方便等特点，刀具选择使用硬度高、韧性好、耐磨耐腐蚀的硬质合金齿锯片，本锯床具有较高的切削速度、生产率高、良好的加工精度。工作时两锯头即可单独工作，也可同时工作，同时工作时，能一次切出所需要的长度及型材两端角度，如切削出所需的、角。
1.4型材双角锯基本参数的确定：
主电源 三相异步
转速
输出功率
工作气压
耗气量
锯片规格：
切削角度：
外形尺寸：
1.5绘图软件的选择：
我们在学校最早接触的Auto CAD，其是由美国欧特克有限公司（Autodesk）出品的一款自动计算机辅助设计软件，可以绘制二维图纸和简单三维设计。但随着时代的变迁，工业大力发展，机械类产品越来越复杂，二维图已经不能形象描述产品。所以，三维软件更加受到欢迎，其中以UG、PROE、SolidWorks三款三维比较有名，而我本次课题设计选择了SolidWorks，相对与UG和PROE, SolidWorks比较偏向设计方面，相比于UG和PROE要掌握一定的3D基础知识，SolidWorks入门比较容易，并且其一直以操作灵活，运行速度快，设计过程简单、便捷著称。
2主要元件的计算和选择
2.1主电机的选择：
电机的选择，首先我们要了解是什么力在做功，根据自己查找书籍和与老师交流得知，主要做工的是切削力。所谓的切削力就是指刀具在金属切割过程中，能使加工工件或者材料发生变形的力。切削力的来源于三个方面：
克服被加工材料弹性变形的抗力；
克服被加工材料塑性变形的抗力：
克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面与已加工表面之间的摩擦力；
上面说提到的各力总和作用在刀具上合力,不过还是要考虑实际的应用，分解为进给力、背向力、主切削力三个力。
翻阅了大量书籍，计算主切削力的经验公式，由于不同材料的公式有所区别，本课题所研究的材料是铝合金，所以公式为：
目录
1．绪论 1
1.1产品设计背景 1
1.2机械基础总体方案设计简述: 2
1.3型材双角锯整体设计要求： 3
1.4型材双角锯基本参数的确定： 3
1.5绘图软件的选择： 3
2主要元件的计算和选择 4
2.1主电机的选择： 4
2.2带轮的设计选择： 6
2.3刀具主轴的设计： 9
2.4气动装置和夹紧装置的计算与选择： 12
2.4.1夹紧装置的选择： 12
2.4.2气动进给装置的选择： 13
2.5齿轮的选取： 16
2.6滚珠丝杠副的选择： 18
2.7轴承座的选择： 20
2.8导轨的选取： 21
2.9锯片的选取： 22
3主体机床及其周边连接的设计 23
3.1机床的设计思路： 23
3.2滑台的设计选择： 24
3.3支撑架的设计： 24
3.4机箱的设计： 26
3.5箱体侧面挡板设计： 27
3.6箱体内滑台的设计： 28
3.7光轴
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
固定座： 29
3.8锯床所需切割角度定位装置的设计： 29
4锯床设计工作的确认和总结 30
总结和展望 31
参考文献 32
致谢： 33
1．绪论
1.1产品设计背景
近十年，随着我国各地基础建设增多和工业进程加快，有色金属行业也快速发展起来，而在其中铝型材就首当其冲得到广泛使用。根据调查，2012年，国内工业铝型材产业的市场需求量超过了400万吨，在2006年时，我国的铝型材产量已超过，成为全球最大的铝型材主要生产基地和消费市场。相信在未来的社会发展中，铝型材将越来越被广泛的使用，产量与消费量也将越来越高。
铝型材产业的快速扩张也带动了服务铝型材行业的迅猛发展，其中以切削行业最为快速。国内也成立了中国焊接学会和焊接协会推过和发展切割技术，前几年还要依靠进口的大型切割机也逐渐被国内自主研发的切割机替代。国内切割行业在多年的学习和积累经验后在世界切割领域跨出了一大步。
切割机不仅在工业领域得到发展，在小企业和家用也扮演了很重要的角色，最为常见的就是锯切机。早些年，由于锯切技术较欧美等国的起步较晚，国内的小型锯切机床体系不成熟，一直沿用弓形锯床，但其锯切速度较慢，使生产效率很低，并且切割一些有角度要求的铝型材时也存在精度问题，尤其是对有特殊要求的产品更是无能为力，以最普遍的铝合金门窗见图1.1铝合金门窗为例，为了切割到拥有角度的产品见图1.2铝型材，就可能产生角度问题。本课题研究就是致力研究解决这些问题，大大提高效率，更好的解决角度的问题，并能处理一些具有特殊要求的型材。
图1.1 铝合金窗
图1.2 铝型材
1.2机械基础总体方案设计简述:
本设计产品由左锯头、右锯头、机床、托料架、工作台、气动系统、电动系统等主要部分组成。机械简图如图所示1.3。
图1.3 机械简图
1.3型材双角锯整体设计要求：
本锯床为了适应中国铝合金门窗加工业的发展新模型而设计开发的新机型，该机主要用于铝门窗、幕墙型材的加工，本设计研发的锯机具有高强度、稳定性能、操作方便等特点，刀具选择使用硬度高、韧性好、耐磨耐腐蚀的硬质合金齿锯片，本锯床具有较高的切削速度、生产率高、良好的加工精度。工作时两锯头即可单独工作，也可同时工作，同时工作时，能一次切出所需要的长度及型材两端角度，如切削出所需的、角。
1.4型材双角锯基本参数的确定：
主电源 三相异步
转速
输出功率
工作气压
耗气量
锯片规格：
切削角度：
外形尺寸：
1.5绘图软件的选择：
我们在学校最早接触的Auto CAD，其是由美国欧特克有限公司（Autodesk）出品的一款自动计算机辅助设计软件，可以绘制二维图纸和简单三维设计。但随着时代的变迁，工业大力发展，机械类产品越来越复杂，二维图已经不能形象描述产品。所以，三维软件更加受到欢迎，其中以UG、PROE、SolidWorks三款三维比较有名，而我本次课题设计选择了SolidWorks，相对与UG和PROE, SolidWorks比较偏向设计方面，相比于UG和PROE要掌握一定的3D基础知识，SolidWorks入门比较容易，并且其一直以操作灵活，运行速度快，设计过程简单、便捷著称。
2主要元件的计算和选择
2.1主电机的选择：
电机的选择，首先我们要了解是什么力在做功，根据自己查找书籍和与老师交流得知，主要做工的是切削力。所谓的切削力就是指刀具在金属切割过程中，能使加工工件或者材料发生变形的力。切削力的来源于三个方面：
克服被加工材料弹性变形的抗力；
克服被加工材料塑性变形的抗力：
克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面与已加工表面之间的摩擦力；
上面说提到的各力总和作用在刀具上合力,不过还是要考虑实际的应用，分解为进给力、背向力、主切削力三个力。
翻阅了大量书籍，计算主切削力的经验公式，由于不同材料的公式有所区别，本课题所研究的材料是铝合金，所以公式为：
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