摘 要
切割机分为火焰切割机、等离子切割机、激光切割机、水切割等。激光切割机的效率最快，切割精度最高，切割厚度一般较小。等离子切割机切割速度也很快，切割面有一定的斜度。火焰切割机针则是对于厚度较大的碳钢材质。水切割，又称水刀切割，是一种利用高压水流切割的机器。在电脑的控制下能任意雕琢工件，而且受材料质地影响小。
自动切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割的效率、切割质量，减轻操作者的劳动强度。目前在我国的一些中小企业甚至在一些大型企业中使用手工切割和半自动切割方式还较为普遍。
本文针对工厂的实际生产需求，提出了设计题目。设计出符合要求的板材切割机，并对机床的机械系统、气动系统、控制系统等方面进行了全面设计。
机械系统设计中，本文首先设计出加工过程中所需要的皮带型号、动力部分、导轨、机械滑台等。此外，文中也对工件加工中所需的刀具以及工作台进行了简单的设计。
气动系统设计中，本文先对加工过程中所需的压力及杠杆原理进行综合利用，并以此为基础，计算出此设计中所需要的气缸的缸径，并选择出适合要求的气缸型号。
最后，希望此次设计的板材切割机能满足预期的设计要求，并能在实际应用中取得良好的效果。
关键词：切割，机械系统，气动系统，控制系统
Abstract
Cutting machine, plasma cutting machine is divided into flame, laser cutting machine, water cut, etc. Laser cutting machine for efficiency is highest, the fastest, precision cut thickness general lesser. Plasma cutting machine cutting speed is quick, cutting surface has certain Angle. Flame cutting carbon based on the qualitative thick.Water cut, also known as water knife cutting, is a kind of using high pressure water cutting machine. Under the control of the computer can carve any artifact, but also affected by the material quality little .
Automatic cutting relative to manual and semi-automatic cutting way, can effectively improve the efficiency of plate cutting, cutting quality, reduce the labor intensity of operators. At present, some small and medium-sized enterprises in our country and even in some big companies using manual cutting and semi-automatic cutting way is also more common.
Based on the actual production factory, puts forward the design demand topic. Designed to meet the requirements of sheet metal, and the mechanical system of machine tools, pneumatic system and control system of the overall design etc.
Among the Mechanical system designing, this paper first designed the processing belt model, dynamic part of the process need, guide rail, mechanical sliding table and so on. In addition, the article also required in the processing of cutting tools and the workbench has carried on the simple designed.
Pneumatic system design, this paper first needed to process the pressure and the lever principle for comprehensive utilization, and based on this, the design is calculated in the cylinder cylinder diamethe needs, and choose the suitable requirements of cylinder type.
Finally, I hope this design sheet cutting function meets the design requirements and expectations in application of good effect.、
Keywords: cutting and mechanical system, pneumatic system, control system
目 录
摘 要 III
Abstract IV
目 录 V
1 绪论 1
1.1本课题的研究内容和意义 1
1.2国内外的发展概况 1
1.3本课题应达到的要求 2
2 切割部分的选取及设计 3
2.1 切屑工具的选取 3
2.2 电机的选取 3
2.3 同步齿形带传动设计 3
2.4 气缸的选择 5
2.4.1 气动系统的设计 5
2.4.2 设计依据和装置的工作要求 6
2.4.3 气动元件及配管尺寸的确定 7
3 运动部分设计 10
3.1 滚珠丝杠的计算与选用 10
3.1.1 丝杠的计算选择 11
3.2 轴承的选择 13
3.2.1 轴承的校核计算 14
3.2.2 轴承的润滑及密封 16
3.3 直线导轨的选择计算 17
3.3.1 选定条件 17
3.3.2 选择方式 17
3.4 轴的结构设计 18
4 零部件的结构作用 20
4.1 直线导轨的作用 20
4.2 连接组件的结构设计 22
4.3 小滑台的结构设计 23
5 T形槽加工工艺 20
5.1 刀具材料 24
5.2 刀具选择 24
5.3 加工工艺安排 25
5.3.1 开直槽 25
5.3.2 加工T型槽 25
6 结论与展望 27
6.1结论 27
6.2不足之处及未来展望 27
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
1.1本课题的研究内容和意义
本次毕业设计要求设计一种由电动机传动，以及气压系统固定夹紧的切割机，实现FRP工作台T行槽的切割，原理方案的功能实现，总体方案的设计，结构形式，结构参数，工作参数的设计。研究内容如下：
(1) 阅读外文资料，并翻译外文文献5000字左右，语句要求通顺、流畅、准确；
(2) 根据加工产品上T形槽的具体结构和加工要求，拟定分析设备设计方案；
(3) 运用三维软件进行三维的造型设计和三维装配；
(4) 绘制设备总装图和关键零部件二维工程图；
(5) 编写设计说明书，符合本科论文的格式要求，语言简洁、流畅、层次分明；
随着科技和经济的快速发展，社会对自动化设备的需求越来越大，FRP板的切割也不例外，它要求其实现的速度快，功能多，多方位切割，切割有力度，为此，FRP板材切割机也就被研发出来了。FRP--(Fiberglass-Reinforced Plastics )纤维增强复合塑料是由增强纤维和基体两者共同组成。纤维（或称晶须），它的直径很小，一般都在10μm以下，缺陷较少而且较小，断裂应变约在千分之三十以内，是一种脆性材料，容易断裂、损伤和腐蚀。基体相对于纤维来说，模量、强度都要低很多，但其可以经受住较大的应变，往往具有较好的粘弹性和弹塑性，是一种韧性材料。所以FRP有如下特性：高强、耐腐蚀性能好、轻质、电性能好、可设计性好、工艺性优良、热性能良好。。。
本课题以设计为主线，设计一台切割机，用于在FRP工作台上加工T形槽。通过本设计不仅可以解决实际生产加工问题，而且可以了解产品设计过程，锻炼工程设计和解决实际问题的能力，为产品设计打下良好的基础。
1.2国内外的发展概况
现今为止，机电一体化产品已经广泛应用于各种加工业中。切割技术也有了突飞猛进的发展。随着科技和经济的快速发展，社会对自动化设备的需求越来越大，FRP板的切割也不例外，它要求其实现的速度快，功能多，多方位切割，切割有力度，为此，FRP板材切割机也就被研发出来了。
FRP工作台T形槽切割机是一种专用设备，可以提高生产效率，切割精度比较高，使用轻巧简便，成本低廉。在能满足精度要求的前提下，不失为一种好的选择，应用前景良好。设计方案有待完善，软件应用的熟练程度需要加强，刀具旋转精度与丝杠间隙的精度尚需进一步分析提高。
整个结构过程都是由PLC控制的，其结构简单合理，设备性能良好，使用寿命长，安全系数高等特点，满足了大批量自动化的生产要求。
1.3本课题应达到的要求
以电动机为动力源，结构紧凑，制造方便。割据角可调节，以适应要求形状的T形槽的加工。刀轮更换方便，刀具可自行润滑，加上传动装置可自动运行及停止功能。该切割机具有手动和半自动相结合的特点，操作简便，灵活，运转平稳，从而使降低劳动强度，提高生产效率。完成设备的机械部分、气动部分、电气部分的设计及相关计算，绘制好机械部分设计的CAD三维图和主要二维图纸。
本次设计要求是在下图工作板上切割T型槽。
图1.1 工作板
2 切割部分的选取及设计
2.1 切屑工具的选取
由于要切出T型槽，如何选择刀具是至关重要的,根据材料特性和加工要求的工作台，可以选择两种类型的刀具进行处理：一个用于立式铣刀、直槽加工,可以选为钨钢刀具材料，另一个为T形槽铣刀，根据要求加工,选择T形槽高速钢工具，但这种工具很容易损坏，难以提高处理速度，延长刀具寿命，提高加工效率，刀具材料可以转换通用高速钢粉末冶金高速钢取代，为了改善排屑性能，可适当减少齿数，可增大容屑空间。
2.2 电机的选取
根据刀具的要求，先选用较常用的Y系列三相异步电动机这是由于安装尺寸Y系列三相异步电动机和电力水平与国外先进的同类型产品的并驾齐驱,因此具有良好的国外同类产品之间的兼容性，引进设备替换及供配套出口，选取功率为3Kw，满载时的转速为2840r/min.额定电流6.3A，功率因数0.87，效率为82%，额定转矩为32N㎡。
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