【《防盗门生产的剪切机结构计算设计案例》2400字】

防盗门生产的剪切机结构计算设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u27100防盗门生产的剪切机结构计算设计案例 1134911.1剪切机构 167951.2刀架的设计 2323421.3刀架滚动导轨的设计 365741.4齿轮的设计与计算 480411.5轴承的设计与校核 6171891.6电机的选型 8剪切机由伺服电机通过齿轮转动，将动力传递到凸轮上。当PLC发出剪切信号后，伺服电机转动，带动凸轮旋转一圈，凸轮使杠杆抬起，从而带动下刀架完成剪切动作。杠杆到支点距离是刀架到支点距离的６倍，是个非常省力的杠杆机构，铺平剪切一体机的铺平部分和剪切部分由PLC集中统一控制，交替工作完成板材的铺平和定长剪切。剪切机构定位准确、加工效率高的自动剪切机具有广泛的发展前景。以汽车行业为例，无论是汽车车门还是底盘，都非常需要高精度的自动剪切成套设备。能否根据不同的需求迅速改变加工工艺，生产不同长度、宽度的板材，将直接影响整条生产线的生产加工进度。纵向剪切和横向剪切是目前剪切系统中的两个重要组成部分，纵向剪切是在铺平机送料的同时，对向前行进运动的板料进行同步纵向剪切，将板料分条，从而去除板材的毛边。横向剪切方式应用的比纵向剪切方式多，横剪机能将板料分剪成一定长度的板材。剪切机根据刀刃不同的形状可分为三类，分别是：平行式剪板机、圆盘式剪板机和飞剪机。定长剪切机构由于剪切刀架的运动方式不同，可分为三类：如表4.5所示：飞剪技术可分为滚筒式、曲柄式、组合式。滚筒式飞剪布局简略，剪切效率高，但剪切时剪刃与轧件不垂直，附加挤压力会跟着轧件截面增大而增大，剪刃质量欠好，易破坏。曲柄式飞剪无附加方向挤压力，剪切结果好精度高，但因其曲柄回转半径小，导致剪切速率不高。组合式飞剪需要其剪刃在轧件前进方向的瞬时速度相等，结构与控制复杂，不能达到较高的精度。为了提高加工精度，本铺平剪切一体机将纵剪与横剪同时融入，横剪采用走停送料、静态剪切方式；纵向剪切采取旋转式同步剪切。操纵可调节间距的纵剪刃将板料两侧比较粗拙的废边切掉，提高了加工效率与产品质量。剪板机采用下切式，即上刀架固定不动，下刀架运动。剪板机由交流伺服电机驱动，通过齿轮、凸轮和连杆传动将动力传递给下刀架，控制刀架的上下竖直运动，完成剪切。在下刀架和连杆自身重力的作用下，下刀架复位，连杆在凸轮的带动下实现往复摆动。根据强度设计连杆结构，连杆选用45钢渗碳淬火，保证其刚度。刀架的设计刀架作为闸式剪板机的重要组成部件，结构合理、设计精巧的刀架具有较好的刚性和经济性。刀具材料结构不合理则会使板材的直线度降低，毛刺变大甚至发生刀片的崩刃。在剪切过程中剪板机主要用于剪切铝板、铝合金板或薄钢板，因此剪刃应有足够的刚度和强度。铺平剪切一体机的剪切刃是有倾角的V形剪切刃，这样可以使剪切时板块不发生窜动，并能使剪下的板块落入贮料小车时不歪斜。剪切时上、下刀刃同时与被剪金属接触，剪切过程快捷、高效。剪切过程的本质是将金属进行塑性变形过程，包括压入变形和剪切变形两个阶段。剪刃间隙、轧件的重量和轧件与剪刃的摩擦力可忽略不计。板材在压入变形时，剪刃对板材的作用力：其中：P为单位面积上的压力N/mm²；b为轧件宽度mm；h为轧件厚度mm；为相对切入深度%=Z/LZ为刀刃切入深度；L为剪切件的断面高；板材滑移剪切阶段剪切力P：为作用在板材剪切截面上的剪切抗力剪切力的计算一般以20#钢作为检验剪板机性能的实验材料。本铺平剪切一体机主要是对铝合金板或薄钢板进行铺平和定长剪切，剪切力不是同时作用在整个剪切长度上的。剪切力Pmax应由以下公式计算：其中：设计材料的强度极限（MPa）；剪板机下刀片的倾角（°）；K与刀片有关的系数；如表2.6所示：被剪切的相对切入厚度与材料有关，对碳钢一般取0.21；s该剪板机对材料设计的最大剪切厚度（mm）；由此可知，当确定剪板机的结构型号后，式中的、K、为常数本次设计的刀刃材料选用，硬度为，弹性模量为，摩擦因数0.2。被剪切后的板材会有残留的剪切应力，使被剪切板材不平整。通过铺平机出口处的第三对牵引辊，可使通过剪切的板材再次得到铺平，从而使剪切后的板材符合要求。刀架滚动导轨的设计闸式剪切机有很久使用的历史，应用非常广泛，但它的刀架导轨是传统形式的滑动导轨，摩擦阻力大，反复多次使用因温度升高而变形，磨损刀架，导致上下刀刃间隙增大。上世纪八十年代，我国引入了国外液压剪板机中采取的点式转动导轨技术。滚动导轨的出现克服了滑动导轨的问题，刀架两侧各分部4个滚轮，在碟形弹簧组的压力作用下刀架紧贴在两组导轨中竖直往复运动。（如图2.12、图2.13）滚动导轨优点分为以下4点：用滚动摩擦取代滑动摩擦，防止了导轨的磨损，也简化了润滑事情，提高了剪切精度，延伸了导轨的使用寿命。在碟形弹簧的作用下运动的刀架紧紧压在前滚轮上，保证了上下剪切刃的剪切间隙，保证了剪切质量。滚动导轨可以用过转动滚轮上的偏心轴来调整两刀刃间的刀片间隙，方便换刀。锁紧偏心轴后即实现了快速调整，方便装配和维修，避免了对滑动导轨的刮削工艺，省时省力。综上所述，利用滚动导轨极大地提高了闸式剪板机的性能水平，也为铺平剪切一体机的自动化供给了良好条件齿轮的设计与计算选择齿轮的类型、材料、精度及参数：选用闭式斜齿圆柱齿轮传动，齿轮精度为7级。选择齿轮材料：小齿轮45钢调质硬度：250HBS大齿轮45钢调质硬度：180HBS按齿面接触疲劳强度设计齿轮，初选小齿轮齿数=20,则大齿轮齿数为95。初选小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限设计每年工作300天取S=1则取较小的，则取计算齿轮直径：得计算齿轮模数取标准值中心距：取a=150mm螺旋角计算分度圆直径符合要求mm齿宽计算：mm圆整后取55mm取mm轴承的设计与校核对初选低速轴承7211C进行校核，受力分析：如图2.14所示：由轴的校核得计算轴向力：查表得N对于7211C型轴承，它的派生轴向力则所以计算轴承的单量载荷：因轴承运载中有轻微冲击验算轴承寿