全自动切割装置的分析与优化(附件)
全自动切割装置是一种数控控制代替传统人力切割的智能化切割机，具有极大的发展前景。全自动自动切管机由数控装置控制，通过设定的程序或者装置特性自动完成上料、送料、夹紧、切割，并循环工作。此次设计的是一种全自动切管装置，主要工作对象是大小不同以及各种材料的管材。完成的工作是对现有装置的分析以及自己对装置的结构优化设计，主要是切管机中机体，传动轮的设计。包括总体结构的设计，送料方案的拟定，送料装置的设计，各主要传动件的结构尺寸设计（轴的尺寸、转速、功率、强度的计算，轴承选择与校核），夹紧装置、电动机及其他部件的选择。建立三维模型，绘制总装配图。本设计所完成的切管机主要是对30至50毫米圆管的切割加工。做出尽量优秀的设计，能提高工业生产效率，具有着积极重要的意义。关键词 切管机；分析优化；结构设计；送料方案目录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2全自动切割装置研究现状与发展 1
1.2.1现状与发展 1
1.2.2国内现状 1
1.3研究目的与意义 2
1.4本文的主要内容 3
第二章 现有自动切割装置分析 4
2.1引言 4
2.2切割机基本原理 4
2.3现有切割机的原理与结构 4
2.3.1数控系统 4
2.3.2切割方式 5
2.3.3送料装置 6
2.3.4夹紧装置 6
2.3.5精度控制方式 7
2.3.6故障诊断与维护 7
2.4合丰机械切割机 8
2.5参考方案 9
第三章 优化方案选择 10
3.1引言 10
3.2切割方式 10
3.3夹紧装置 11
3.4送料定位方式 12
3.4.1送料方式 12
3.4.2送料夹紧 14
3.4.3压力感应装置 16
3.4.4行程开关 17
3.4.5上料装置 18
3.5电动机 18
3.6液压系统原理 18
3.7建立三维模型 19
第四章PRO
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夹紧装置 11
3.4送料定位方式 12
3.4.1送料方式 12
3.4.2送料夹紧 14
3.4.3压力感应装置 16
3.4.4行程开关 17
3.4.5上料装置 18
3.5电动机 18
3.6液压系统原理 18
3.7建立三维模型 19
第四章PROE结构分析 21
4.1PROE软件介绍 21
4.2分析 21
4.2.1主轴的应力分析 21
4.2.2底座支架应力分析 23
第五章 结构设计与计算 26
5.1机体的分布及元件设计 26
5.2轴的校核 28
5.3轴承的校核 29
5.4键与联轴器的选择与校核 31
5.5机体结构的计算校核 32
5.6部分切割装置二维图 35
小结 37
致谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1研究背景
随着科学技术的不断发展，生产水平不断提高，轻工业对钢管的需求量越来越大，传统的手工切割、半自动切割不仅浪费人力，而且生产效率低下，现有的全自动切管机虽然品种多样，但技术是不断发展的，科学没有尽头。
针对不同材料，不同管材的全自动切管装置，结合现有的产品进行分析优化，提取精华设计出自己的装置。按照国家对普通本科生毕业素质的要求，尽自己所能，利用所学知识，做出一套满意的设计。
1.2全自动切割装置研究现状与发展
1.2.1现状与发展
经过几十年的发展，数控切割机不仅在切割能源方面有了极大发展和在数控控制系统面也取得了长足的发展，切割方式已由单一的刀片、火焰切割发展为目前的多种能源(等离子、激光、高压水射流)切割方式。
数控切割机控制系统起初功能单一、复杂编程和输入方法、自动化程度不高，发展到如今，已功能已经十分完善，控制方式逐渐智能化、图形化以及网络化。
驱动系统也从的步进驱动、模拟伺服驱动到今天的全数字式伺服驱动。
随着现代机械加工业地发展，对切割的质量、精度要求的不断提高，对提高生产效率、降低生产成本、具有高智能化的自动切割功能的要求也在提升。
1960年，第一台激光切割器，红宝石激光器问世，激光加工技术至今已发展到第三个时期了，目前还在被研究，将来一定会有更大的舞台。
目前国际最流行的切割方式是等离子切割，切割精度也十分高，而且成本相比于激光切割，显得低廉。德国的伊萨公司，日本的田中公司，美国的海宝公司等，都拥有世界高水平的等离子切割技术。有资格代表数控等离子切割技术最高水平的厂家在德国。目前为止，数控等离子切割机的最高配置如下 ：让nec520连续轨迹控制器与rpc600水射流式等离子系统配合可以实现对120毫米以下的金属板材的切割，与hd3070精细等离子共同切割可以实现对1~12mm金属材料高速和高精度切割。
1.2.2国内现状
二十世纪八十年代，我国的数控切割技术才开始起步，属于起步较晚的工业大国，现实发展也较为落后。但近年来，国内有部分高校、科研单位、制造厂商对数控水切割技术开始关心，进行了一系列系统的研究，并逐步开发生产了各种规格的数控等离子切割设备，也逐渐缩小了与国外先进技术的差距。
可以值得高兴的是，经过不断研发，中国的切割机也有在某些方面，产品的技术性能赶上乃至超过了国外的先进产品，具体体现在：?
? 1.数控操作系统与等离子切割系统的电磁兼容技术。??
2.与热切割工艺要求相符的专用型控制软件，该类控制软件具有如下特点：?
(1)软件用图形输入方式，相比于代码输入输入，操作更加快捷。????
(2)输入方式变得多元化，所有的调控趋向于指令化。
(3)利用自动套料的编程软件，最大可以提高10% 的板材利用率。
不过，本着实事求是的精神。从整体上来看，全自动切割的普及在我国还是十分落后的，这也是我国基本国情所致，劳动力太多，劳动力素质水平普遍不够高，高素质人才的匮乏。国外发达国家切割行业已经有百分之九十为数控技术控制下料，而我国数控技术控制下料仅为所有切割下料的百分之十，而逐渐发展成为切割主流的数控等离子切割机在我们国家更是少之又少。
另一方面，我国的数控切割机产品与发达国家的数控切割机差距实际上并不是很大，性能也是比较稳定的，但是主要部件的质量还难以保证（这在中国很多行业、很多方面都是如此，也算是基本国情）。举个例子，顺捷1325数控等离子切割机是一种自动化的高效切割机器，在我国属于高精尖的技术配置了，切割精度也已达到了国际优良指标。但值得注意的是，顺捷1325的等离子电源采用的是美国海宝公司的产品。（如配备美国海宝等离子电源，那么精度切割精度可达到激光切割机下限），换言之，我们国家还没有能力设计出高精度的等离子电源。
1.3研究目的与意义
数控切割机就是用数字程序驱动机床运动，随着机床运动时，随机配带的切割工具对物体进行需要的切割。这种机、电、液一体化的切
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2全自动切割装置研究现状与发展 1
1.2.1现状与发展 1
1.2.2国内现状 1
1.3研究目的与意义 2
1.4本文的主要内容 3
第二章 现有自动切割装置分析 4
2.1引言 4
2.2切割机基本原理 4
2.3现有切割机的原理与结构 4
2.3.1数控系统 4
2.3.2切割方式 5
2.3.3送料装置 6
2.3.4夹紧装置 6
2.3.5精度控制方式 7
2.3.6故障诊断与维护 7
2.4合丰机械切割机 8
2.5参考方案 9
第三章 优化方案选择 10
3.1引言 10
3.2切割方式 10
3.3夹紧装置 11
3.4送料定位方式 12
3.4.1送料方式 12
3.4.2送料夹紧 14
3.4.3压力感应装置 16
3.4.4行程开关 17
3.4.5上料装置 18
3.5电动机 18
3.6液压系统原理 18
3.7建立三维模型 19
第四章PRO
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
夹紧装置 11
3.4送料定位方式 12
3.4.1送料方式 12
3.4.2送料夹紧 14
3.4.3压力感应装置 16
3.4.4行程开关 17
3.4.5上料装置 18
3.5电动机 18
3.6液压系统原理 18
3.7建立三维模型 19
第四章PROE结构分析 21
4.1PROE软件介绍 21
4.2分析 21
4.2.1主轴的应力分析 21
4.2.2底座支架应力分析 23
第五章 结构设计与计算 26
5.1机体的分布及元件设计 26
5.2轴的校核 28
5.3轴承的校核 29
5.4键与联轴器的选择与校核 31
5.5机体结构的计算校核 32
5.6部分切割装置二维图 35
小结 37
致谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1研究背景
随着科学技术的不断发展，生产水平不断提高，轻工业对钢管的需求量越来越大，传统的手工切割、半自动切割不仅浪费人力，而且生产效率低下，现有的全自动切管机虽然品种多样，但技术是不断发展的，科学没有尽头。
针对不同材料，不同管材的全自动切管装置，结合现有的产品进行分析优化，提取精华设计出自己的装置。按照国家对普通本科生毕业素质的要求，尽自己所能，利用所学知识，做出一套满意的设计。
1.2全自动切割装置研究现状与发展
1.2.1现状与发展
经过几十年的发展，数控切割机不仅在切割能源方面有了极大发展和在数控控制系统面也取得了长足的发展，切割方式已由单一的刀片、火焰切割发展为目前的多种能源(等离子、激光、高压水射流)切割方式。
数控切割机控制系统起初功能单一、复杂编程和输入方法、自动化程度不高，发展到如今，已功能已经十分完善，控制方式逐渐智能化、图形化以及网络化。
驱动系统也从的步进驱动、模拟伺服驱动到今天的全数字式伺服驱动。
随着现代机械加工业地发展，对切割的质量、精度要求的不断提高，对提高生产效率、降低生产成本、具有高智能化的自动切割功能的要求也在提升。
1960年，第一台激光切割器，红宝石激光器问世，激光加工技术至今已发展到第三个时期了，目前还在被研究，将来一定会有更大的舞台。
目前国际最流行的切割方式是等离子切割，切割精度也十分高，而且成本相比于激光切割，显得低廉。德国的伊萨公司，日本的田中公司，美国的海宝公司等，都拥有世界高水平的等离子切割技术。有资格代表数控等离子切割技术最高水平的厂家在德国。目前为止，数控等离子切割机的最高配置如下 ：让nec520连续轨迹控制器与rpc600水射流式等离子系统配合可以实现对120毫米以下的金属板材的切割，与hd3070精细等离子共同切割可以实现对1~12mm金属材料高速和高精度切割。
1.2.2国内现状
二十世纪八十年代，我国的数控切割技术才开始起步，属于起步较晚的工业大国，现实发展也较为落后。但近年来，国内有部分高校、科研单位、制造厂商对数控水切割技术开始关心，进行了一系列系统的研究，并逐步开发生产了各种规格的数控等离子切割设备，也逐渐缩小了与国外先进技术的差距。
可以值得高兴的是，经过不断研发，中国的切割机也有在某些方面，产品的技术性能赶上乃至超过了国外的先进产品，具体体现在：?
? 1.数控操作系统与等离子切割系统的电磁兼容技术。??
2.与热切割工艺要求相符的专用型控制软件，该类控制软件具有如下特点：?
(1)软件用图形输入方式，相比于代码输入输入，操作更加快捷。????
(2)输入方式变得多元化，所有的调控趋向于指令化。
(3)利用自动套料的编程软件，最大可以提高10% 的板材利用率。
不过，本着实事求是的精神。从整体上来看，全自动切割的普及在我国还是十分落后的，这也是我国基本国情所致，劳动力太多，劳动力素质水平普遍不够高，高素质人才的匮乏。国外发达国家切割行业已经有百分之九十为数控技术控制下料，而我国数控技术控制下料仅为所有切割下料的百分之十，而逐渐发展成为切割主流的数控等离子切割机在我们国家更是少之又少。
另一方面，我国的数控切割机产品与发达国家的数控切割机差距实际上并不是很大，性能也是比较稳定的，但是主要部件的质量还难以保证（这在中国很多行业、很多方面都是如此，也算是基本国情）。举个例子，顺捷1325数控等离子切割机是一种自动化的高效切割机器，在我国属于高精尖的技术配置了，切割精度也已达到了国际优良指标。但值得注意的是，顺捷1325的等离子电源采用的是美国海宝公司的产品。（如配备美国海宝等离子电源，那么精度切割精度可达到激光切割机下限），换言之，我们国家还没有能力设计出高精度的等离子电源。
1.3研究目的与意义
数控切割机就是用数字程序驱动机床运动，随着机床运动时，随机配带的切割工具对物体进行需要的切割。这种机、电、液一体化的切
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