塑料圆管自动切割装置(附件)
本次设计是根据塑料圆管锯割现场出现的锯末多难处理，噪音大等问题，提出的一个新的切割方案,通过切割的方式来代替锯割以减少锯末和噪音。根据切割机的工作要求，本次设计的切割机构主要根据三爪卡盘的原理，利用三相步进电动机，V带传动带动齿轮轴，齿轮轴带动两个大齿轮旋转。一个大齿轮上通过平面螺旋槽带动卡爪进给，另一个大齿轮上带有卡槽，卡住卡爪让卡爪可以进行旋转运动，切割刀片安装在三个卡爪上。对于以上结构通过PLC控制系统，实现自动化生产，较少劳动力，降低成本，提高生产效率。 关键词 塑料圆管，自动，切割机目 录
1 引言 1
1.1 论文研究的背景及意义 1
1.1.1 国内外切割机发展状况1
1.1.2 课题研究背景2
1.1.3 课题研究的内容及意义2
2 切割机移动工作台结构设计 3
2.1 移动结构方案设计 3
2.1.1 移动结构设计要求3
2.1.2 设计方案的选择比较4
2.2 滚珠丝杠螺旋副设计 5
2.2.1 确定丝杠副导程6
2.2.2 确定当量转速及当量载荷6
2.2.3 预期额定动载荷6
2.2.4 确定允许的最小螺纹底径6
2.2.5 确定滚珠丝杠副的规格代号7
2.2.6 滚珠丝杠副轴承选择7
3 切割机构设计 7
3.1 切割机构的组成 8
3.1.1 工作原理8
3.2 切割刀具的设计 8
3.2.1 切割刀具材料的选择8
3.2.2 切削力的计算8
3.2.3 切削功率的计算9
3.3 电动机的选择 9
3.3.1 电动机输出功率的计算9
3.3.2 确定电动机转速9
3.3.3 选定电动机9
3.4 总传动比及传动比分 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
3.2.1 切割刀具材料的选择8
3.2.2 切削力的计算8
3.2.3 切削功率的计算9
3.3 电动机的选择 9
3.3.1 电动机输出功率的计算9
3.3.2 确定电动机转速9
3.3.3 选定电动机9
3.4 总传动比及传动比分配 10
3.5 带传动机构设计 10
3.5.1 V带的选择10
3.5.2 V带传动的设计计算10
3.6 卡槽齿轮的设计 12
3.6.1 选精度等级、材料及齿数12
3.6.2 按齿面接触强度设计12
3.6.3 校核齿根弯曲疲劳强度15
3.7 带平面螺旋槽齿轮设计 16
3.7.1 选精度等级、材料及齿数17
3.7.2 按齿面接触强度设计17
3.7.3 校核齿根弯曲疲劳强度19
3.7.4 平面螺旋槽的设计21
3.8 齿轮轴的设计 22
3.8.1 确定轴的材料及最小直径22
3.8.2 轴的结构设计22
3.8.3 轴的校核23
3.8.4 键的选择23
3.8.5 轴承的选择及校核25
4 机架的设计 26
4.1 机架设计概要26
4.2 机架材料的选择27
5 托轮结构的设计 27
5.1 组件部件27
5.2 托轮的作用 27
6 切割工作台导轨设计 28
6.1 导轨的设计要求28
6.2 导轨材料的选用 28
6.3 导轨的润滑及保护 29
6.3.1 导轨的润滑29
6.3.2 导轨的保护29
7 电气自动控制系统设计 29
7.1 PLC概要29
7.1.1 PLC的定义30
7.1.2 PLC的特点30
7.2 总体设计方案 30
7.3 PLC的选型 30
7.4 I/O地址分配 31
7.5 梯形图 31
结论 33
致谢 34
参考文献 35
1 引言
管材是塑料技术制品中的主要品种,成型管材的类型很多。塑料管材的主要应用范围是饮用水管、燃气管、建筑排水管、燃气管、农业用管、工业用管等。塑料管材的用途主要是输送液体、固体、气体,也可以作为电线、电缆的护套和结构材料[1]。一般的塑料管材生产线是由自动上料干燥机、挤出机、塑料管材模具、成型机、牵引机、切割机、翻料架等部分组成。塑料管材挤出成型要完成其工艺过程。除了其核心设备挤出机外,还必须配备各种相应的挤出成型辅机[2]。其中,挤出机对产品的质量和生产率有很大的影响,然而辅机的性能对产品的质量和生产率也有较大的影响,某些情况下甚至是决定性的[2]。而切割机是辅机中的核心设备。
随着塑料管原材料合成生产，管材制造设备和生产技术替代传统材料制作的排水管将成为必然发展趋势。同时在各种场合对不同的工况所使用的塑料管材机械也不尽相同，近年来由于塑料管材机械的应用范围的扩大，品种的增多以及质量的不断提高，对加工设计塑料管材机械提出了更高的要求，特别是在一些大型的塑料管材流水线上，塑料管材机械中的切割机承担了很重要的工作任务。这些塑料管材切割机要求运行平稳,使用寿命长，切割管材精度高。
1．1 论文研究的背景及意义
1.1.1 国内外切割机发展状况
在制造业当中有多种多样的加工方式，车钳刨磨等多种多样的加工工艺，其中有一种基础的工艺就是切割，就是将关键切割分离，这种工艺使用的范围十分广泛，使用量也非常的大，在机械加工行业中占有很大的比重，有着至关重要的作用。该种工艺的水平直接影响到产品的质量和精度[3]。
进入20世纪后电子技术得到快速发展,数控技术智能化程度也越来越高,其与实际生产结合越来越紧密;世界上第一台数控切管机于195
1 引言 1
1.1 论文研究的背景及意义 1
1.1.1 国内外切割机发展状况1
1.1.2 课题研究背景2
1.1.3 课题研究的内容及意义2
2 切割机移动工作台结构设计 3
2.1 移动结构方案设计 3
2.1.1 移动结构设计要求3
2.1.2 设计方案的选择比较4
2.2 滚珠丝杠螺旋副设计 5
2.2.1 确定丝杠副导程6
2.2.2 确定当量转速及当量载荷6
2.2.3 预期额定动载荷6
2.2.4 确定允许的最小螺纹底径6
2.2.5 确定滚珠丝杠副的规格代号7
2.2.6 滚珠丝杠副轴承选择7
3 切割机构设计 7
3.1 切割机构的组成 8
3.1.1 工作原理8
3.2 切割刀具的设计 8
3.2.1 切割刀具材料的选择8
3.2.2 切削力的计算8
3.2.3 切削功率的计算9
3.3 电动机的选择 9
3.3.1 电动机输出功率的计算9
3.3.2 确定电动机转速9
3.3.3 选定电动机9
3.4 总传动比及传动比分 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
3.2.1 切割刀具材料的选择8
3.2.2 切削力的计算8
3.2.3 切削功率的计算9
3.3 电动机的选择 9
3.3.1 电动机输出功率的计算9
3.3.2 确定电动机转速9
3.3.3 选定电动机9
3.4 总传动比及传动比分配 10
3.5 带传动机构设计 10
3.5.1 V带的选择10
3.5.2 V带传动的设计计算10
3.6 卡槽齿轮的设计 12
3.6.1 选精度等级、材料及齿数12
3.6.2 按齿面接触强度设计12
3.6.3 校核齿根弯曲疲劳强度15
3.7 带平面螺旋槽齿轮设计 16
3.7.1 选精度等级、材料及齿数17
3.7.2 按齿面接触强度设计17
3.7.3 校核齿根弯曲疲劳强度19
3.7.4 平面螺旋槽的设计21
3.8 齿轮轴的设计 22
3.8.1 确定轴的材料及最小直径22
3.8.2 轴的结构设计22
3.8.3 轴的校核23
3.8.4 键的选择23
3.8.5 轴承的选择及校核25
4 机架的设计 26
4.1 机架设计概要26
4.2 机架材料的选择27
5 托轮结构的设计 27
5.1 组件部件27
5.2 托轮的作用 27
6 切割工作台导轨设计 28
6.1 导轨的设计要求28
6.2 导轨材料的选用 28
6.3 导轨的润滑及保护 29
6.3.1 导轨的润滑29
6.3.2 导轨的保护29
7 电气自动控制系统设计 29
7.1 PLC概要29
7.1.1 PLC的定义30
7.1.2 PLC的特点30
7.2 总体设计方案 30
7.3 PLC的选型 30
7.4 I/O地址分配 31
7.5 梯形图 31
结论 33
致谢 34
参考文献 35
1 引言
管材是塑料技术制品中的主要品种,成型管材的类型很多。塑料管材的主要应用范围是饮用水管、燃气管、建筑排水管、燃气管、农业用管、工业用管等。塑料管材的用途主要是输送液体、固体、气体,也可以作为电线、电缆的护套和结构材料[1]。一般的塑料管材生产线是由自动上料干燥机、挤出机、塑料管材模具、成型机、牵引机、切割机、翻料架等部分组成。塑料管材挤出成型要完成其工艺过程。除了其核心设备挤出机外,还必须配备各种相应的挤出成型辅机[2]。其中,挤出机对产品的质量和生产率有很大的影响,然而辅机的性能对产品的质量和生产率也有较大的影响,某些情况下甚至是决定性的[2]。而切割机是辅机中的核心设备。
随着塑料管原材料合成生产，管材制造设备和生产技术替代传统材料制作的排水管将成为必然发展趋势。同时在各种场合对不同的工况所使用的塑料管材机械也不尽相同，近年来由于塑料管材机械的应用范围的扩大，品种的增多以及质量的不断提高，对加工设计塑料管材机械提出了更高的要求，特别是在一些大型的塑料管材流水线上，塑料管材机械中的切割机承担了很重要的工作任务。这些塑料管材切割机要求运行平稳,使用寿命长，切割管材精度高。
1．1 论文研究的背景及意义
1.1.1 国内外切割机发展状况
在制造业当中有多种多样的加工方式，车钳刨磨等多种多样的加工工艺，其中有一种基础的工艺就是切割，就是将关键切割分离，这种工艺使用的范围十分广泛，使用量也非常的大，在机械加工行业中占有很大的比重，有着至关重要的作用。该种工艺的水平直接影响到产品的质量和精度[3]。
进入20世纪后电子技术得到快速发展,数控技术智能化程度也越来越高,其与实际生产结合越来越紧密;世界上第一台数控切管机于195
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