往复式裁板锯结构设计毕业设计

哈尔滨远东理工学院学士学位论文往复式裁板锯结构设计姓 名： 丛晓强 分 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 13140107 指导教师： 孙美娜 二 0 一七年五月二十日哈尔滨远东理工学院毕业设计任务书学生姓名 丛晓强 分院 机电工程学院 专业、班级 13 级机械 01 班指导教师姓名 孙美娜 职称 副教授 从事专业 机械工程 是否外聘 是 否题目名称 往复式裁板锯结构设计一、设计目的、意义设计目的：目前我国木工机械处在发展阶段，各种民营企业在迅速发展起来，他们迫切要求一种既可以满足一定精度，又操作方便，而且经济实惠的裁板锯。国外的大公司生产的机械价格昂贵，而国内的机器精度不高。因此本设计在这个背景下提出来的。通过本设计，培养学生对所学机械专业知识的综合运用，对机械结构的设计、参数设计和绘制计算机图纸的能力，检验所学习专业知识的综合利用能力，为今后工作打好基础。设计意义：本设计的内容包括主运动部分、进给运动部分和定位部分。主运动部分是靠在一对直线导轨上行走的锯架小车来实现的，由于小车的设计使得锯片的精度有很大提高；进给运动靠钢丝带动小车在导轨上往复运动；定位部分是通过单片机控制和挡块相连的丝杠上的步进电机来实现，它使得工人在操作时更加方便。二、设计内容、技术要求设计内容：主要结构设计计算，根据各个受力的计算，设计一种对板材进行锯切的往复式裁板锯。它包括机身、主锯、划线锯、定位滚珠丝杠、主锯电机、划线锯电机、步进电机、锯架小车和升降锯架板等总体结构和传动系统的设计，使其达到预期的设计要求和工作要求，并进行创新，提高设备的应用范围，在满足要求的情况下节约成本。技术要求：最大主轴转速 4700 r/min；最大加工长度 2500 mm；最大加工厚度 60 mm；主锯片直径 300 mm；划线锯片直径 120 mm；主锯片转速 4700 r/min；划线锯片转速 6100 r/min；进给速度 12 m/s。三、设计完成后应提交的成果1.说明书 内容应完整、准确，层次分明，数据可靠，文字简练，分析透彻，推理严谨，立论正确；论文采用的术语、符号、代号全文必须统一，并符合论文正文的撰写规范要求；(1) 中英文摘要，要求按照摘要四要素（目的、方法、结果、结论）撰写；(2) 总体结构的确定； (3) 主要零部件的设计计算； 2.图纸合计零号图 3 张左右。 四、设计进度安排2016 年 11 月 07 日 11 月 27 日：师生互选后，指导老师下达任务，学生收集资料，撰写并提交开题报告， 列出论文大纲；2016 年 11 月 28 日 12 月 16 日：制定、论证可行方案，进行总体结构设计；2017 年 02 月 27 日 03 月 31 日：进行零部件结构设计，撰写论文初稿，迎接期中检查；2017 年 04 月 01 日 04 月 16 日：审核图纸并完成设计说明书二稿；2017 年 04 月 17 日 05 月 12 日：确定终稿，按规范对图纸和设计说明书输出和装订，准备论文答辩。 五、主要参考资料1 刘军，盛冬发.理论力学M. 北京大学出版社，2013 年 9 月.2 戴宏亮.材料力学M.湖南大学出版社， 2014 年 2 月.3 周海.机械设计课程设计S. 西安电子科技大学出版社，2016 年 5 月.4 林明，卜昭海.液压与气压传动M. 哈尔滨工业大学出版社， 2016 年 8 月.5 成大先.机械设计手册M. 化学工业出版社，2016 年 4 月.6 吴宗泽，高志.机械设计课程设计手册S. 高等教育出版社，2012 年 5 月.7 丘宣怀.机械设计M.高等教育出版社， 2015 年 9 月.8 郭爱莲.新编机械工程技术手册S. 经济日报出版社，2014 年 12 月.9 马岩.我国木工机械行业厉兵秣马J. 林业机械与木工设备， 2015 年第 2 期.10刘小年.机械设计制图简明手册M. 机械工业出版社， 2015 年 3 月.11Bernard Penz：A simulated annealing method based on a clustering approach to determine bills of materials for a large product family. Int. J. Production Economics 117，2012.六、备注指导教师签字：年 月 日教研室主任签字： 年 月 日哈尔滨远东理工学院学士学位论文摘 要裁板锯是专门用于板材下料的木工机械，主要用于裁截胶合板、纤维板、刨花板、贴面板、层积板和塑料板等，是板式家具生产线的重要设备。本论文设计了一种对板材进行锯切的往复式裁板锯。它包括机身、主锯、划线锯、定位滚珠丝杠、主锯电机、划线锯电机、步进电机、锯架小车和升降锯架板。其中主锯、划线锯、主锯电机和划线锯电机设在升降锯架板上；机身的大梁上设有两条圆柱导轨；锯架小车轮支座上设有四个滚轮，机身上还装有钢丝绳；在机床一端设有牵引电机、减速器和一卷筒；锯架小车上设有四个滚轮与圆柱导轨相配，锯架小车与锯架升降板通过锯架轴联结；所述锯架小车上还设有气缸，实现锯架升降板的升降。本论文设计的裁板锯结构简单合理，经济实用、操作方便、运动精密、平稳、灵活、轻巧、耐用，不会因木糠、灰尘的积垢阻塞而影响工作，有足够的刚性满足工作范围的需要。关键词：往复式裁板锯；定位丝杠；小车；导轨；气缸哈尔滨远东理工学院学士学位论文IAbstractPanel Saw is a type of woodworking machinery that mainly used for plate-cutting. And it mainly used for cutting plywood, fibreboard, particle board, overlaying board, laminated board and plastic board, and it is an important equipment of the panel furniture production line. The paper talks about a sort of panel saw to saw panel wood, and the panel saw consists of main saw, second saw, positioning ball screw, main motor, second motor, step motor, a saw wagon and a lifting saw supporting board, etc. The main saw, second saw, main motor, second motor are fixed on the lifting saw supporting board. There are two cylinder guide ways on the beam. The saw wagon is fixed with 4 rolling wheels. There is a steel wire rope in the machine. There are traction motor, gear reducer and drum on the machine. There are four rolling wheel on the wagon which is campatable with column guideways. And the saw wagon is connected with lifting saw supporting board through saw supporting shaft. There is a cylinder on the saw wagon, which realize the up and down moving of lifting saw supporing board. The panel saw have many merits such as simple and reasonable in structure, economical and practical, be handled easily, high precision, stable, quick, and durable. The machine runs smoothly, and it cant affected by saw dust and dusty. The machines rigidity satisfies the needs of working scope.Keywords：Reciprocating Panel Saw; Locating Screw; Wagon; Guide Ways; Cylinder 哈尔滨远东理工学院学士学位论文II目 录摘 要 .IAbstract .II第 1 章 绪 论 .11.1 国内外裁板锯发展的概况 .11.1.1 裁板锯用途 .11.1.2 裁板锯分类 .11.1.3 各类裁板锯的性能特点 .11.1.4 我国裁板锯发展概况 .71.1.5 国外裁板锯发展概况 .81.2 本次设计的目的和设计思想 .81.3 本章小结 .8第 2 章 总体方案的设计 .82.1 往复式裁板锯的主要技术参数 .92.2 整体设计 .92.3 切削进给机构比较与选择 .102.4 定位系统选型 .102.5 进给系统的选型 .102.6 本章小结 .11第 3 章 主运动部分的设计与较合 .123.1 动力部分的设计 .123.1.1 主锯电动机的选择 .123.1.2 划线电动机的选择 .153.1.3 进给部分电动机的选择 .153.2 带轮的设计与计算 .163.2.1 主锯带轮的设计与计算 .16哈尔滨远东理工学院学士学位论文III3.2.2 划线锯带轮的设计与计算 .203.3 锯轴的设计与校核 .233.3.1 主锯轴的设计与校核 .233.3.2 划线锯轴的设计与校核 .283.4 轴承的选择与校核 .293.4.1 主锯轴承的选择与校核 .293.4.2 划线锯轴承的选择与校核 .303.4.3 其他轴承的选择与校核 .313.5 本章小结 .31第 4 章 切削机构的设计 .324.1 切削机构的结构 .324.2 切削进给机构工作过程 .324.3 本章小结 .32第 5 章 定位系统的设计 .335.1 丝杠定位系统的工作过程 .335.2 机床设计时对丝杠的要求及丝杠选择参数计算 .345.3 本章小结 .36第 6 章 进给系统的设计 .376.1 进给系统的结构设计 .376.2 皮带长度的计算 .376.2.1 第一级皮带的带长计算 .386.2.2 第二级皮带的带长计算 .396.3 进给速度的计算 .396.4 本章小结 .39第 7 章 气动系统 .407.1 气动系统结构与原理 .407.2 气动系统元件的选择 .40哈尔滨远东理工学院学士学位论文IV7.3 本章小结 .41结 论 .42致 谢 .43参考文献 .44哈尔滨远东理工学院学士学位论文0第 1 章 绪 论1.1 国内外裁板锯发展的概况1.1.1 裁板锯用途精密裁板锯的主要结构特点是使用两个锯片，即主锯片和划线锯片。当进行切削加工时，划线锯提前进行锯切，在被加工板件的底面先锯划出深度为 12mm、宽度比主锯片厚 0.10.2mm 的沟槽，以保证主锯片切削时锯口边缘不会撕裂，从而获得良好的锯切质量。划线锯片直径较小，通常为 120mm 左右，由单独的电机驱动。其锯片转速一般在9000r/min 以上，切削速度一般为 5660m/s。要求划线锯片与主锯片对齐在同一个垂直平面内。主锯片的直径般为 300400mm，由主电机通过三角带传动。根据主锯片直径和加工板件材种的不同，主锯片可利用塔轮进行变速，塔轮变速结构简单，属恒功率输出，比较符合木材加工的实际需要。主电机的功率一般为 49kw 。1.1.2 裁板锯分类精密裁板锯由主机锯台、铝质成型工作台导轨本体、移动支臂、活动定规靠尺、辅助工作台及电气控制箱等组成，有的还配有立铣装置的压料装置。精密裁板锯有卧式和立式两种，卧式裁板锯又分为手推式精密裁板锯和往复式精密裁板锯两种，手推式精密裁极锯一般不可调节裁切角度，用手从机台尾端推动工作台带动板材向前移动裁切。可调角度的精密裁板锯有 90、45 两种，通过主机锯台的移动角度实现裁切角度。往复式精密裁板锯带有自动压料装置和辅助送料支架，由电动控制主机锯台往复运动完成裁切。立式裁板锯其机械垂直竖立，主机锯台由卧式的左右或前后移动改为上下移动，可以减少机器占用工作场地的面积，但对厂房高度有一定要求.。1.1.3 各类裁板锯的性能特点1.立式木工裁板锯(锯片下置立式木工锯板机)如图 1-1 木工裁板锯（或称：推台锯）可用于各种人造板如贴面刨花板、纤维板、胶合板及实木板、塑料板、铝合金等多种材料的纵剖横切，广泛应用与板式家具行业以及车船制造等木材加工行业,属于木工机械当中的通用设备,市场需求量相对巨大.随着人造板在板式家具制造业、建筑装修业等行业的大量应用，传统的通用圆锯机无论是加工精度，还是生产效率等都已经不能满足其加工工艺的需要。因此，各式专门用于板材开料的圆锯机-木工裁板锯获得了迅速的发展。从生产率较低的手工进给或机械进给的中小型裁板锯，到生产率和自动化程度都很高的带有数字程序控制器或微机优化哈尔滨远东理工学院学士学位论文1并配以自动装卸料机构的各种大型组合纵横锯板系统，都在家具制造、建筑装修、车船制造等行业得到大量应用。(1) 机架 1 为钢架结构，能保证机床的稳定性。滑动导轨 4、工作台 15