毕业论文-金相试样切割机的设计

设计题目：金相试样切割机的设计摘要金相试样切割机主要用于金相试样的截取和各种材料的下料、切口等，在冶金、汽车、航空航天等制造业中应用极为广泛。20世纪90年代后，金相制样技术发展极为迅速，金相试样切割机作为金相取样设备也取得了很大的进步。本设计通过对金相试样切割机的整体造型、机械结构和控制系统进行了分析，完成了切割机主体结构的设计，控制系统采用了铣床导轨原理，实现了低成本和手动化。最后确定切割机的装配总图。通过此次设计，掌握了相关设计的主要步骤，并对于Pro—E软件应用方面有了进一步的提高。关键词：金相试样切割机，机械设计，手动控制，控制系统，低成本MetallographicsamplecuttingmachinedesignAbstractMetallographicsamplecuttingmachinemainlyusedfortheinterceptionofmetallographicspecimensandcuttingmaterial,incision,etc.,inthemetallurgical,automotive,aerospaceandothermanufacturingindustriesinawiderangeofapplications.Afterthe20thcentury,90's,metallographicsamplepreparationisextremelyrapidtechnologicaldevelopment,metallographicmetallographicspecimencuttingmachineasthesamplingequipmenthasalsomadegreatprogress.

Thedesignofmetallographicsamplecuttingmachine'soveralldesign,mechanicalstructureandcontrolsystemanalysis,completedthemainstructureofcuttingmachinedesign,controlsystemusestheprincipleoftherailmillingmachinetoachievealow-cost-basedandmanual.

Cuttingmachinetofinalizethegenerallayoutoftheassembly.Withthisdesign,isincontrolofthemainstepsrelatedtothedesignandthePro-Esoftwareapplicationshasbeenfurtherimproved.Keywords：Metallographicsamplecuttingmachines,Mechanicaldesign,Manualcontrol,Controlsystems,Low-cost目录1引言 12设计要求 13切割机的总体设计过程 23.1电动机的选择 2选择电动机类型和结构形式 2电动机的参数选择 23.2传动机构的设计 3轴的计算 33.2.2轴的结构设计 43.3控制系统的设计 4夹具的主要结构与使用 4进给机构的设计 54用Pro/E软件对切割机进行实体造型和装配 8切割机各主要零件的实体造型 84.2切割机的装配 145结束语 15致谢 15参考文献 161引言金属零件的力学性能不仅与它的化学成分有关，也与它的金相组织密切有关。金相检验是控制和评定产品质量不可缺少的重要手段，是科学研究中研究新材料、新工艺和提高金属制品内在质量的重要方法。要进行金相分析，就必须制备能用于微观检验的样品——金相试样。通常，金相试样的制备要经过取样、镶嵌、磨光和抛光几个步骤。每个步骤都应该细心操作，因为任何阶段上的失误都可能影响最后的结果，因为这可能会造成组织假象，从而得出错误的结论。金相试样的制备是通过切割机、镶嵌机、磨／抛光机来完成。金相试样的截取是金相试样制备过程中一个重要环节。截取试样的方法有手锯、锯床、砂轮切割机和线切割机等等。根据零件的形状和材料，选择适当的方法来切割。目前砂轮切割机广泛应用于金相试样的截取上，主要原因是其适应性强，树脂砂轮片可切割软的金属零件如铜、铝及合金和硬的金属零件如淬火后的碳钢、高速钢；金刚石切割机可切割超硬材料如硬质合金、陶瓷等。另外其切割速度快、劳动强度低、操作简便和切割成本低。选择可靠性高的金相试样切割机，可以提高制样效率和质量，降低成本，提高经济效益。金相试样切割机主要特点：本切割机的切割砂轮直接固定在与电动机的轴同轴线相连接的轴上，利用导轨的横向和纵向的移动来切割固定在钳口中的试样电动机固定在底座上，轴套套在电动机的轴上，砂轮片由螺母和轴肩加以固定。加紧装置固定在导轨上滑板，可沿纵向移动的，由手柄的转动来移动钳口把试样夹紧在钳座中，当转动手柄时，就可以进行试样切割了。机器工作时，由罩壳将砂轮片等档住，以防冷却液飞溅和砂轮片碎裂时飞出伤人。2设计要求金相试样切割机的具体设计要求为：（1）利用Pro/E软件设计（2）确定结构的尺寸（3）绘制相应的零件图、实体图及总装配图3切割机的总体设计过程根据工件运动和砂轮片运动形式可将金相切割机分为两类，一类为工件运动，砂轮片固定不动的切割机；另一类为工件固定不动，砂轮片运动的切割机。本切割机采用的运动方式是工件运动，砂轮片固定不动的切割模式。电动机的选择选择电动机类型和结构形式根据已知的电源、工作条件、和功率特点选择电动机的类型和结构形式是：Y2系列三相异步电动机。电动机的参数选择根据设计任务书，由有关手册查出电动机性能参数如下：表1电动机性能参数电动机型号额定功率满载转速kwr/minY2-631-41370电动机主要外形如图1所示，安装尺寸列于下表2：图1电动机主要外形和安装尺寸表2电动机的安装尺寸中心高H外形尺寸L×AC×HD底脚安装尺寸A×B底脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×G160225×130×180100×80711×23传动机构的设计切割机的切割砂轮直接固定在与电动机的轴同轴线相连接的轴上，根据切割砂轮的规格尺寸设计轴的尺寸并检验。轴的计算1)安装切割砂轮的轴与电动机轴直接通过套筒连接，首先都轴进行设计计算。已知轴上的功率P，转速n，求转矩T：P=0.12KWn=1370r/min2)初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。根据有关手册取，于是得dmin=A0=112=4.97mm输入轴的最小直径显然是安装切割机砂轮处轴的直径dⅠ-Ⅱ,。根据砂轮的规格尺寸，故dⅠ-Ⅱ=10mm，LⅠ-Ⅱ=8mm。3）轴的挠度计算由于轴与电机轴同步转动，选择联轴器。为了方便，联轴器与轴做成一体，长度L=40mm，其中LⅠ-Ⅱ=8mm，则LⅡ-Ⅲ=32mm。挠度计算公式如下：ymax=Pa2(3L-a)/6EI<=[y]式中：P—切割时作用在轴上的力，（这一力很小）；a—切割点至支撑点的距离，即LⅡ-Ⅲ，a=32mm；L—轴的长度，L=40mm；E—弹性模量，查手册：E=206GPa；I—惯矩，I=∏d4/64;[y]—许用挠度，[y]=。则d>=为了满足切割砂轮的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ轴段右端需制出一轴肩，而且为了避免电动机的轴向窜动，选择推力球轴承加以轴向固定。根据标准件轴承的内径尺寸，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径dⅡ-Ⅲ=20mm.轴承类型：51204（GB/T301--1995）。砂轮的轴向固定轮安装在轴上后，左端用轴肩来固定，右端使用螺母。所以轴的Ⅰ-Ⅱ段攻有螺纹，由于要留有砂轮装配空间，故螺纹长度占有6mm。螺母规格：D=M10（GB/T6174）轴的结构设计图2轴控制系统的设计3.3.1夹具的主要结构与使用如图所示,该夹具由手轮、丝杆、丝母、左夹具、右夹具组成。丝母和左夹具是固定不动的,当旋转手轮时,丝杆依靠螺旋作用前进或后退,用来夹紧或松开工件，丝母在夹紧或松开过程中起导向和支承作用。由此可见这种夹具是依靠非常简单的螺旋运动前进或后退,来实现对工件的夹紧或松开。例如我们驱动夹具压杆前进50mm,压杆的螺距为5mm,当手轮旋转一周时压杆前进了5mm。通过计算可知,若要实现压杆前进50mm,手轮需旋转10圈。图3夹紧装置关于夹紧力的计算,夹紧力的计算可有下式进行:W=QL/（r1tgΦ1+r2tg(α+φ2)）式中:Q—手驱动力取Q=300N;L—手轮半径L=10mmr1—压杆端部与工件间的当量摩擦半径,假设压杆与工件为点接触,则r1=0;r2—压杆螺纹中径的一半,r2=(注:压杆螺纹为10mm);Φ1—压杆端部与工件间的摩擦角,tgΦ1=01;α—压杆螺纹升角;α=2°28′;Φ2—压杆螺纹螺旋副的当量摩擦角，Φ2=6°38则夹紧力W≈1974(N)。对工件的夹紧力为:W′=Wf=9868×0.7=1382(N)f—卡爪与压杆之间的摩擦系数由此得出,该夹具已完全可以实现对工件的夹紧(一般砂轮切割机夹具的的夹紧力只需800N～1300N)。进给机构的设计导轨由横向螺杆和纵向螺杆带动，横向螺杆通过导块运动带动导轨横向移动，纵向螺杆通过导块运动带动导轨纵向移动。螺杆一端分别安装有手轮，手轮上刻有刻度，以满足不同的切割要求。导轨为了实现横向和纵向进给，可以把工作台分为上滑板、中滑板、下滑板三部分。导轨的行程为80mm，则滑板尺寸的长、宽为100mm，而高度随情况而定，具体数值见图4、图5、图6。由于横向及纵向螺杆在进给过程中受力很小，强度及其他性能指标均能满足。根据情况选择螺杆直径为12mm，螺距为5mm，当手轮旋转一周时螺杆前进了5mm。。手轮直径比螺杆稍大为20mm，上面刻有100个小格，每小格为。导块与螺杆装配一起，在螺杆旋转时导块分别引领和带动上滑板或中滑板进行横向或纵向移动。故导块上开有螺纹孔，为了与螺杆配合，孔径为12mm，螺距为5mm。具体位置尺寸见图4、图5。为保证导轨正常工作，导轨滑动表面之间应保持适当的间隙。间隙过小，会增加摩擦阻力；间隙过大，会降低导向精度。导轨的间隙如依靠刮研来保证，工作量很大，而且导轨经过长期使用后，会因磨损而增大间隙，需要及时调整，故导轨应有间隙调整装置。本切割机采用燕尾槽型导轨，需要在水平方向上调整间隙。用螺钉调整镶条位置。具体如下：图4上滑板图5中滑板图6下滑板图7进给装置4用Pro/E软件对切割机进行实体造型和装配切割机各主要零件的实体造型图8轴的实体图图9左夹具实体图图10右夹具实体图图11丝杆实体图图12夹具实体图图13上滑板实体图图14中滑板实体图图15下滑板实体图图16进给系统实体图4.2切割机的装配5结束语在此次设计的过程中，培养了我的综合运用所学知识的能力，分析和解决实际中所遇到问题的能力，并且能巩固和深化我所学的专业知识，使我在调查研究和收集资料等方面有了显著的提高，同时在理解分析能力、制定设计计算和绘图能力方面有较大的进步；另外我的技术分析和组织工作的能力也有一定程度的提高。致谢非常感谢学院领导和老师给我提供了这次良好的深入学习的机会和宽松的学习环境。通过这次毕业设计，不但使我将大学期间所学的专业知识再次回顾学习，而且也使我学到了专业领域中一些前沿的知识。非常感谢在本次设计中曾给予我耐心指导和亲切关怀的老师及帮助过我的同学，正是由于他们的帮助和鼓励才使我能够在毕业设计过程中克服种种困难，最终顺利完成论文，他们的学识和为人也深深地影响着我。在此，请允许我再次向曾直接给予我多次指导的导师表示最忠诚的敬意！同时也感谢百忙之中前来参加答辩的各位老师、专家和教授!参考文献［1］成大先.机械设计手册[Ｍ].北京：化学工业出版社，2004［2］成大先.机械设计手册第四版[Ｍ].北京：化学工业出版社，2002［3］毛谦德,李振清.袖珍机械设计手册第三版[Ｍ].北京：机械工业出版社，2007［4］机械设计实用手册编委会.机械设计实用手册[Ｍ].北京：机械工业出版社，2008［5］陈立德.机械设计基础课程设计[Ｍ].北京：高等教育出版社，2006［6］濮良贵，纪名刚.机械设计第八版[Ｍ].北京：高等教育出版社，2007［7］朱金波.Pro/E3.0工业产品设计完全掌握[Ｍ].北京：兵器工业出版社，2007［8］金鑫，陈雪梅，贾长治.Pro/[Ｍ].北京：机械工业出版社，2007［9］曹岩.Pro/机械设计实例精解[Ｍ].北京：机械工业出版社，2007［10］朱文坚，黄平，吴昌林.机械设计[Ｍ].北京：机械工业出版社，2005［11］朱龙根.机械设计[Ｍ].北京：机械工业出版社，2006［12］吴克坚，于晓红，钱瑞明.机械设计[Ｍ].北京：高等教育出版社，2003aganemploymenttribunalclaiEmloymenttribunalssortoutdisagreementsbetweenemployersandemployees.Youmayneedtomakeaclaimtoanemploymenttribunalif:youdon'tagreewiththedisciplinaryactionyouremployerhastakenagainstyouyouremployerdismissesyouandyouthinkthatyouhavebeendismissedunfairly.Formoreinformu,takeadvicefromoneoftheorganisationslistedunder

Furtherhelp.Employmenttribunalsarelessformalthansomeothercourts,butitisstillalegalprocessandyouwillneedtogiveevidenceunderanoathoraffirmation.Mostpeoplefindmakingaclaimtoanemploymenttribunalchallenging.Ifyouarethinkingaboutmakingaclaimtoanemploymenttribunal,youshouldgethelpstraightawayfromoneoftheorganisationslistedunder

Furtherhelp.ationaboutdismissalandunfairdismissal,see

Dismissal.Youcanmakeaclaimtoanemploymenttribunal,evenifyouhaven't

appealed

againstthedisciplinaryactionyouremployerhastakenagainstyou.However,ifyouwinyourcase,thetribunalmayreduceanycompensationawardedtoyouasaresultofyourfailuretoappeal.Rememberthatinmostcasesyoumustmakeanapplicationtoanemploymenttribunalwithinthreemonthsofthedatewhentheeventyouarecomplainingabouthappened.Ifyourapplicationisreceivedafterthistimelimit,thetribunalwillnotusuallyaccepti.IfyouareworriedabouthowthetimelimitsapplytoyouIfyouarebeingrepresentedbyasolicitoratthetribunal,theymayaskyoutosignanagreementwhereyoupaytheirfeeoutofyourcompensationifyouwinthecase.Thisisknownasa

damages-basedagreement.InEnglandandWales,yoursolicitorcan'tchargeyoumorethan35%ofyourcompensation

ifyouwinthecase.you'reclearaboutthetermsoftheagreement.Itmightbebesttogetadvicefromanexperiencedadviser,forexample,ataCitizensAdviceBureau.

TofindyournearestCAB,includingthosethatgiveadvicebye-mail,clickon

nearestCAB.Formoreinformationaboutmakingaclaimtoanemploymenttribunal,see

Employmenttribunals.The(lackof)airupthereWatchmCaymanIslands-basedWebb,theheadofFifa'santi-racismtaskforce,isinLondonfortheFootballAssociation's150thanniversarycelebrationsandwillattendCity'sPremierLeaguematchatChelseaonSunday."IamgoingtobeatthematchtomorrowandIhaveaskedtomeetYayaToure,"hetoldBBCSport."Formeit'sabouthowhefeltandIwouldliketospeaktohimfirsttofindoutwhathisexperiencewas."Uefahas

openeddisciplinaryproceedingsagainstCSKA

forthe"racistbehaviouroftheirfans"during

City's2-1win.MichelPlatini,presidentofEuropeanfootball'sgoverningbody,hasalsoorderedanimmediateinvestigationintothereferee'sactions.CSKAsaidtheywere"surprisedanddisappointed"byToure'scomplaint.InastatementtheRussiansideadded:"WefoundnoracistinsultsfromfansofCSKA."Agehasreachedtheendofthebeginningofaword.Maybeguiltyinhisseemstopassingalotofdifferentlifebecametheappearanceofthesameday;Maybebackinthepast,tooneselftheparanoidweirdbeliefdisillusionment,thesedays,mymindhasbeenverymessy,inmymindconstantly.Alwaysfeeloneselfshouldgotodosomething,orwritesomething.Twentyyearsoflifetrajectorydeeplyshallow,suddenlyfeelsomething,doit.一字开头的年龄已经到了尾声。或许是愧疚于自己似乎把转瞬即逝的很多个不同的日子过成了同一天的样子；或许是追溯过去，对自己那些近乎偏执的怪异信念的醒悟，这些天以来，思绪一直很凌乱，在脑海中不断纠缠。总觉得自己似乎应该去做点什么，或者写点什么。二十年的人生轨迹深深浅浅，突然就感觉到有些事情，非做不可了。Theendofourlife,andcanmeetmanythingsreallydo?而穷尽我们的一生，又能遇到多少事情是真正地非做不可？Duringmychildhood,thinkluckymoneyandnewclothesarenecessaryforNewYear,butastheadvanceoftheage,willbemoreandmorefoundthatthosethingsareoptional;Juniorhighschool,thoughttohaveacrushonjustmeansthattherealgrowth,butoverthepastthreeyearslater,hiswritingofalumniinpeace,suddenlyfoundthatisn'treallygrowup,itseemsisnotsoimportant;Theninhighschool,thinkdon'twanttogiveventtooutyourinnervoicecanbeinthehighschoolchildrenofthefeelingsinaperiod,butwaseventuallyinfarctionwhengraduationpartyinthethroat,lateragainstoodonthepitchhehassweatprofusely,lookedathisthrownabasketballhoops,suddenlyfoundhimselfhasalreadycan'trememberhisappearance.童年时，觉得压岁钱和新衣服是过年必备，但是随着年龄的推进，会越来越发现，那些东西根本就可有可无；初中时，以为要有一场暗恋才意味着真正的成长，但三年过去后，自己心平气和的写同学录的时候，突然就发现是不是真正的成长了，好像并没有那么重要了；然后到了高中，觉得非要吐露出自己的心声才能为高中生涯里的懵懂情愫划上一个句点，但毕业晚会的时候最终还是被梗塞在了咽喉，后来再次站在他曾经挥汗如雨的球场，看着他投过篮球的球框时，突然间发现自己已经想不起他的容颜。Originally,thisworld,canproduceachemicalreactiontoanevent,inadditiontoresolutely,havetodo,andtime.原来，这个世界上，对某个事件能产生化学反应的，除了非做不可的坚决，还有，时间。Aperson'stime,yourideasarealwaysspecialtoclear.Want,want,lineisclear,asifnothingcouldshakehis.Alsoonceseemedtobedeterminedtodosomething,butmoreoftenishebackedoutatlast.Dislikehiscowardice,finallyfoundthattherearealotoflove,therearealotofmiss,likeshadowreallyhavebeendoomed.Thosewhodo,justgreenyearsoneselfgiveoneselfanarminjection,orisaself-righteousspiritual.一个人的时候，自己的想法总是特别地清晰。想要的，不想要的，界限明确，好像没有什么可以撼动自己。也曾经好像已经下定了决心去做某件事，但更多的时候是最后又打起了退堂鼓。嫌恶过自己的怯懦，最终却发现有很多缘分，有很多错过，好像冥冥之中真的已经注定。那些曾经所谓的非做不可，只是青葱年华里自己给自己注射的一支强心剂，或者说，是自以为是的精神寄托罢了。Atthemoment,theskyisdark,theairisfreshfactorafterjustrained.Suddenlythoughtofblueplaidshirt;Thosewerebrokenintovariousshapesofstationery;Fromthecorneratthebeginningofdeepfriendship;Havedeclaredtheendoftheencounterthathaven'tstartplanning...Thoseyears,thosedaysofdo,finally,likeyouth,willendinourlife.此刻，天空是阴暗的，空气里有着刚下过雨之后的清新因子。突然想到那件蓝格子衬衫；那些被折成各种各样形状的信纸；那段从街角深巷伊始的友谊；还有那场还没有开始就宣告了终结的邂逅计划……那些年那些天的非做不可，终于和青春一样，都将在我们的人生中谢幕。Baumgartnerthedisappointingnews:Missionaborted.rplaysanimportantroleinthismission.Startingattheground,conditionshavetobeverycalm--windslessthan2mph,withnoprecipitationorhumidityandlimitedcloudcover.Theballoon,withcapsuleattached,willmovethroughthelowerleveloftheatmosphere(thetroposphere)whereourday-to-dayweatherlives.ItwillclimbhigherthanthetipofMountEverest(5.5miles/8.85kilometers),driftingevenhigherthanthecruisingaltitudeofcommercialairliners(5.6miles/9.17kilometers)andintothestratosphere.Ashecrossestheboundarylayer(calledthetropopause),ecanexpectalotofturbulence.Weoftencloseourselvesoffwhentraumaticeventshappeninourlives;insteadoflettingtheworldsoftenus,weletitdriveusdeeperintoourselves.Wetrytodeflectthehurtandpainbypretendingitdoesn’texist,butalthoughwecantrythisallwewant,intheend,wecan’thidefromourselves.Weneedtolearntoopenourheartstothepotentialsoflifeandlettheworldsoftenus.生活发生不幸时，我们常常会关上心门；世界不仅没能慰藉我们，反倒使我们更加消沉。我们假装一切仿佛都不曾发生，以此试图忘却伤痛，可就算隐藏得再好，最终也还是骗不了自己。既然如此，何不尝试打开心门，拥抱生活中的各种可能，让世界感化我们呢？Wheneverwestarttoletourfearsandseriousnessgetthebestofus,weshouldtakeastepbackandre-evaluateourbehavior.Theitemslistedbelowaresixwaysyoucanopenyourheartmorefullyandcompletely.当恐惧与焦虑来袭时，我们应该退后一步，重新反思自己的言行。下面六个方法有助于你更完满透彻地敞开心扉。Wheneverapainfulsituationarisesinyourlife,trytoembraceitinsteadofrunningawayortryingtomaskthehurt.Whenthesadnessstrikes,takeadeepbreathandleanintoit.Whenwerunawayfromsadnessthat’sunfoldinginourlives,itgetsstrongerandmorereal.Wetakeanemotionthat’sfleetingandmakeitasolidevent,insteadofsomethingthatpassesthroughus.当生活中出现痛苦的事情时，别再逃跑或隐藏痛苦，试着拥抱它吧；当悲伤来袭时，试着深呼吸，然后直面它。如果我们一味逃避生活中的悲伤，悲伤只会变得更强烈更真实——悲伤原本只是稍纵即逝的情绪，我们却固执地耿耿于怀Byutilizingourbreathwesoftenourexperiences.Ifwedamthemup,ourliveswillstagnate,butwhenwekeepthemflowing,weallowmorenewnessandgreaterexperiencestoblossom.深呼吸能减缓我们的感受。屏住呼吸，生活停滞；呼出呼吸，更多新奇与经历又将拉开序幕。2.EmbracetheuncomfortableWeallknowwhatthattwingeofanxietyfeelslike.Weknowhowfearfeelsinourbodies:thetensioninournecks,thetightnessinourstomachs,etc.Wecanpracticeleaningintothesefeelingsofdiscomfortandletthemshowuswhereweneedtogo.我们都经历过