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制造 液压 剪切 设计 CAD

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板簧制造液压剪切机的设计含4张CAD图,制造,液压,剪切,设计,CAD

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摘要剪切机是机械生产中关键的辅助设备之一，运用电液结合对其进行自动化控制实现了剪切机的高效率、低噪声、操作简单、维护方便等诸多优点。液压技术作为实现现代传动与控制的关键基础技术之一，已成为工业机械、工程建设机械及国防尖端产品等不可缺少的基础，是它们向自动化、高精度、高效率、高速度方向发展的关键技术。PLC是近几年发展起来的一种新型工业控制器,由于它把计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广泛等优点与控制器系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来，而其本身又具有体积小、重量轻、能耗低等特点，在工业过程控制中的应用越来越广泛。加之PLC以其在硬件设计中采用了屏蔽、滤波、光电隔离等技术，在软件设计中采用了故障检测、信息保护与恢复等措施，进一步提高了PLC的可靠性。本课题中我主要进行板簧制造液压剪切机设计、PLC控制系统设计，该部分的完成是为了实现剪切机的自动化加工，减少劳动强度，提高加工效率。本文详细介绍了设计的整个过程。关键词：液压系统；集成油路；泵站；可编程控制器；全自动剪切机1前言剪切机属于锻压机械中的一种，主要应用在金属加工行业。产品广泛适用于：轻工、航空、船舶、冶金、仪表、电器、不锈钢制品、钢结构建筑及装潢行业。剪切机的主要分类：机械剪切机、数控剪切机、液压剪切机、数控摆式剪切机、数控前送料摆式剪切机、液压摆式剪切机、超厚液压摆式剪切机、液压闸式剪切机、深喉口剪切机、脚踏剪切机、精密剪切机。“十三五”期间，液压剪切机在结构与配置方面跨越了各行其道的阶段，逐步向国际主流靠拢。目前多数液压剪切机，机架采用整体焊接结构、经时效处理、具有良好的强度、刚度和精度保持性；采用集成式液压系统伺服驱动，极大提高了机床运行的可靠性；根据被剪板料的材质、厚度和剪切长度，自动完成剪切角度、剪切行程、刀片间隙和后挡料的调整；可配备前送料系统或后托料装置，集送料、卸料于一体，有效地提高了设备自动化程度。剪切生产线是在数控剪切机基础上发展起来的专用设备，由开卷机、展平机、剪切机及其辅助装置组成。剪切生产线按剪切形式可分为横剪线和纵剪线，也有既可横剪也能纵剪的复合剪切线。横剪线将卷料经开卷、校平后剪切成定尺矩形；纵剪线将卷料经开卷、校平、分条剪切后收卷；复合剪切线同时具备横剪线与纵剪线的功能，可根据生产计划轮番使用。剪切生产线可加工冷轧钢板、镀锌钢板、不锈钢板、彩涂钢板、铝板等金属板材，特别适用于车辆制造、家用电器、食品机械、包装机械以及钢板配送中心等行业。22板簧制造液压剪切机设计研究状况、发展趋势及成果解放前遗留下的剪切机工业极其落后。全国只有一家工厂兼产少量剪切机。中华人民共和国成立后,开始了恢复国民经济。随着民族资本主义工商业的改造,将几十家私人小型铁工厂组织成了两个公私合营的生产剪切机的工厂。但也只能生产一些手动和小型机械传动的剪切机。这就是建国初期剪切机工业的基础。五十年代开始测绘、仿制国外的剪切机,为发展我国剪切机工业奠定了基础。六十年代初期开始逐步转入自行设计制造阶段。并开始发展品种规格,技术水平也有一定的提高。随着社会的发展，设计制造水平不断提高。进行了新工艺,新结构的试验研究工作。对老产品不断地进行改造。并研制了一批新产品。如发展了液压传动剪板机;进行了棒料精密剪切工艺试验研究,发展了精密棒料剪切机的新品种,填补了我国棒料精密剪切的空白,试制了手动仿形的冲型剪切机新品种;发展了双盘剪切机的系列产品;研制了重型剪切机品种,如Q11Y一7x7000型液压剪板机,2512000毫米滚剪机,1000吨和1250吨棒料剪等。剪切机的使用性能和结构性能也不断提高。制造质量,剪切质量也有显著提高和改善。减少工时,提高生产率,降低成本方面也取得了可喜成绩。为改变这种中国剪切机落后的局面，1959年曾组织一次剪板机系列设计,并初步拟出系列参数。一九六五年我国自行设计制定了第一12.5x2000闸式液压传动剪板机,从此开始发展我国液压传动剪板机品种。1970年开始相继发展了机械传动和全液压传动摆动刀架品种,相应代替了机械传动的老产品。现在剪切板厚大于12毫米的全部采用液压传动型式。品种规格发展很快,曾经发展过45个品种规格,经过产品整顿、淘汰、更新,现在定型生产的还有21个。目前我国生产的液压传动剪板机有两个基本类型,双缸串联(闸式)和双缸并联(摆式)。液压传动剪板机的特点:剪切力恒定,可防止超载,振动小,工作平稳,因此延长刀具和机床寿命。操作方便,有点动、单次行程、连续行程和中途返程,易于实现自动化。可减少机械加工和装配工时,避免了大的偏心轴、齿轮、飞轮、离合器等难制零、部件,结构简单紧凑,体积小、重量轻,外形美观。在国外，汽车工业发展迅速，因此板簧在国外市场中的需求越来越大。钢 材的毛坯形式，也逐步从板料变为卷料，横剪线得到越来越普遍的应用，横剪 生产线的运行线速度及剪切速度达到较高水平。国外剪板机经过几十年的研究 应用，其理论研究已经比较成熟，其应用也发展较快。目前，美国、法国、德 国等发达国家对剪板机的研究较深入和先进，这些国家的研究学者对剪切力的 研究、剪切质量的提高、剪板机有限元仿真分析、新型剪板机结构设计等方面， 做了大量的工作。韩国釜山国际大学采用有限元软件 ANSYS，研究分析了不同形状、大小的板料在进行剪切过程时受到的剪切力。KMaiti 等研究了厚度在011mm范围内薄板的剪切加工过程，得到一些重要参数如冲 裁力、剪切问隙等对剪切加工过程的影响规律。美国的Caruso等发明了一 种新型剪板机，该新型剪板机能随钢板的材料、规格等因素进行调整，达到最 佳的剪切条件，提高了板料剪切质量。随着科学技术的迅猛发展和剪切机制造技术的飞速提高，以及社会对于剪切机多样化产品需求的不断扩大，剪切机产品的更新换代十分迅速。剪切机产品的多样化，使得剪切机的生产规模逐渐由过去大批量生产为主向以中、小批量生产方式占主导地位转变，并促进了数控剪切机的发展。板簧制造液压剪切机设计的目的和意义改革开放30多年以来，我国的剪切机行业在学习、仿制以及自主创新的道 路上发展较迅速。但我国的剪切机，在效率、精度、智能化、自动化、环保化 等各方面，与美、德、同等国之间的差距还较大。我国剪切机的设计、制造、 使用、创新能力等仍属于中低档，从制造手动普通的剪切机到学习、仿制及使 用欧、美、日等的数控剪板机，没有积累充足的高效自动化的剪切机设计、制造及使用经验；对整台剪切机及其元器件和控制系统的质量、可靠性、稳定性、 耐用性等方面缺乏理性认识和深厚的科技知识；没有完全掌握精通其关键的机电液气光元器件、功能部件、数控系统、硬件和软件等相关知识，技术上不过关；对剪切机技术中工艺、精度、效率、自动化、智能化及低碳环保化等方面 没有深入掌握及运用。目前对于在剪板机设计中如何进一步地提高其使用性能 和降低生产制造成本，缺乏基本知识和方法是十分致命的关键问题。 设计是机床技术的灵魂。本文从剪切机结构设计角度出发，以剪板切设计中上述某些关键问题作为研究内容，以安徽巨威机床制造有限公司的QCl 2Y-4 2500型液压摆式剪切机的设计开发作为研究实例，分析该剪切机在剪切过程下的静力学性能和模态性能，为剪切机的设计和优化提供计算依据：进行剪切机床身的应力应变试验测试，来验证剪切机有限元分析的可靠性及准确性；基于制造工艺约束对剪切机的床身和上刀架分别进行拓扑优化，为新型剪切机的结构设计提供参考；设计理论上的回归，形成新的剪切机设计方法。液压传动作为液压剪切机的关键部分，有许多突出的优点，它在工业中应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。为了积极贯彻国家的有关政策，响应国家号召，推剪切行业的发展，本课题以研究出一种新型的剪切机为目的，这种剪切机应该区别于以往的剪切机，具备自动化程度高、生产效率高、可靠性及安全性高等优点，通过综合分析设备的各种参数， 并考虑设备的技术经济指标来进行剪切机的主机结构和液压系统的方案设计，剪切机的控制系统将采用可编程序控制器（PLC）。其中对剪切机主机结构和液压系统的设计以及 控制系统的硬件和软件设计，将为以后设计同种类型的机电液一体化产品时提供一定的理论依据和经验方法。参考文献1. 汪大鹏，刘白主编.带补偿措施的串联液压缸新同步回路M，传动技术，2012（4）2. 成大先.机械设计手册（单行本）：液压传动S.北京：化学工业出版社，2014.13. 张利平主编.液压站设计与使用M.北京：海洋出版社，2014.14. 濮良贵 纪名刚机械设计M北京：高等教育出版社，20155. 成大先.机械设计手册（第4版第四卷）S.北京：化学工业出版社，2014.16. 杨宝光主编.锻压机械液压传动M，北京：机械工业出版社，20187. 丁树模主编.液压传动M.北京：机械工业出版社，20188. 樊瑞,李建华.液压技术M.中国纺织出版社,20199. 戴一平主编.可编程控制器技术M.北京：机械工业出版社，2012.510. 牛永生主编.机械制造技术M.陕西科技出版社,2012.111. 俞启荣主编.机床液压传动M.北京：机械工业出版社，201412. 章宏甲，黄宜主编.液压传动M.北京：机械工业出版社，201313. 路甬祥.液压气动技术手册S.北京：机械工业出版社，2014.514. 汪启明.基于单片机控制的液压泵站设计研究J.制造业自动化2013年06期15. Harrg L.S tewart.M.Printed in the U.S.A,201516. James W.M urdock,P.E. Fluid Mechanics and its applications M. Printed in the U.S.A,201917. Richard R.Kibbe.marchine Tool PracticesM. Printed in the U.S.A,201218. HindhedeI,Uffe.Machin