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FRP工作台T形槽切割机的设计开题报告.doc

FRP工作台T形槽切割机的设计【带CAD三维】【21张图纸】【优秀】

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摘要III

AbstractIV

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

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

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。

FRP工作台T形槽切割机的设计.jpg

QQ截图20131103170547.gif

内容简介：: 无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目: FRP工作台T形槽切割机的设计信机系机械工程及自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：） 2012年 11月 29日课题来源FRP材料制作的Table top是Siemens公司生产的医疗设备中的一个部件，根据使用要求，必须在Table top上加工T形槽。为此，需要设计相应的专用加工设备。本课题来源于企业实际生产，将所学知识与实践紧密结合。科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）一，课题的科学意义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，它要求其实现的功能多，速度快，切割有力度，多方位切割，为此，FRP板材切割机也就被研发出来了。FRP-(Fiberglass-Reinforced Plastics )纤维增强复合塑料由增强纤维和基体组成。纤维（或晶须）的直径很小，一般在10m以下，缺陷较少又较小，断裂应变约为千分之三十以内，是脆性材料，易损伤、断裂和受到腐蚀。基体相对于纤维来说，强度、模量都要低很多，但可以经受住大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。故FRP有如下特性：轻质高强、耐腐蚀性能好、电性能好、热性能良好、可设计性好、工艺性优良。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。二，研究概况，水平和发展趋势在机械加工过程中，板材切割常用方式有手工切割、半自动切割机切割及数控切割机切割。手工切割灵活方便，但手工切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好，由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割。其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的零件切割。数控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。三，应用前景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。研究内容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，并翻译与所学专业或课题相关的外文文献5000字左右，语句通顺、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造型设计、三维装配； 4.进行设备气动控制设计；5.绘制设备总装图和关键零部件二维工程图；6. 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；毕业设计作为重要的学习实践环节，本人在设计工作中做到积极主动，严谨细致、灵活，使设计方案、工程图纸符合国家标准。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析各部分系统：电动机带动皮带轮，控制前后进程。气动系统进行固定。手动调节角度。确定动力问题后，采取先难后易的方法，先解决T型槽的角度如何改变，采用类似半圆仪的带有角度标志的半圆盘控制刀具的角度，使刀具可以小范围的转动，解决T型槽的角度问题。传动系统，电动机带动丝杠运转，丝杠上设计可以安装刀具装置，通过丝杠旋转运动，控制刀具的横向运动以电动机转速控制刀具运动速度。当FRP板材按正确位置放好后，采用杠杆原理与气动系统，使固定系统下移，将板材压紧在切割机底座上，从而实现板材固定。切割完成后，气压系统松动，释放压力即可。可行性分析：通过各主要部分系统的确定，主要问题可以解决。细节问题也可以方便的处理，总的来说，此方案的可行性没有问题。研究计划及预期成果1. 2012.11.1211.24 搜集、阅读、整理相关文献资料，英文翻译，明确切割机的功能，预期达到的性能指标等。2. 2012.11.2511.30 撰写开题报告。3. 2012.12.012013.3.1 完成实训。4. 2013.3.044.19 总体结构设计。电动机的选择，参数确定，强度计算，刀具的材料和类型的选择，刀具和重要部件的有限元分析，优化设计，通过三维造型设计，进行三维装配。完成设计规定量的设计图纸。 5. 2013.4.225.17 编写设计说明书。6. 2013.5.205.25 修改设计图纸，完成设计任务。预期成果：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。特色或创新之处以电动机为动力源，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。刀夹自行润滑，刀轮更换方便，加上传动装置，自动运行停止功能。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。已具备的条件和尚需解决的问题已具备的条件：1. 已了解切割机的工作原理和工作路线，对切割机的结构已经有初步的认识，也具备机械设计，包括电机的选择和刀具的选择等的能力。2. 能够运用软件进行设计、模拟。3. 相关资料齐全，有了初步可行的设计方案，技术条件具备。

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