機械畢業(yè)設計9CG2-150型仿型切割機

目錄 1 前言 2 課題簡介 3 機架的設計 4 割炬的設計 5 基臂的鑄造工藝 6 參考文獻 7 體會 畢業(yè)設計的目的 畢業(yè)設計是學生完成教學計劃的最后一個極為重要的實踐性環(huán)節(jié)，是使學生綜合運用所學過的基本理論，基礎知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內的工程技術問題而進行的一次基本訓練，這對學生即將從事有關的技術工作和未來事業(yè)的開拓有一定的意義。 設計說明的概述 -機械設計的任務是從社會需求出發(fā)；創(chuàng)造性的設計出具有特定功能的新機械或改進原有機械設計的性能，以 滿足人們日益增大的生活和生產的需要；機械設計使機械產品開發(fā)和技術改造的關鍵環(huán)節(jié)，使機械產品的第一步，機械的功能決定于設計機械的質量；性能和成本；也只要是在設計階段決定的；而制造過程的本質就在于實現(xiàn)設計時所規(guī)定的質量。 本人的畢業(yè)設計的課程是 CG2-150型仿型切割機，是一種靠模生產的高效率半自動氣割低碳合金鋼扳的機器，由于采用靠模仿型；可以很方便的切割出各種形狀，適用于批量生產。 本機體積較小，自重輕，切割范圍大，特別適合于野外工作；它廣泛地被大中小型工廠使用。 CG2-150型切割機的最顯著的特點是 每分鐘能割完厚度為 50-750mm地切割面，在相同工作量下與使用氣割 相比較，縮短工時近 2倍，并且克服了以前用氣割下后鋼板，鋼管時地切割面積步光滑，尺寸誤差較大，而且有時因氧氣回火出現(xiàn)傷人現(xiàn)象等弊端，給電氣焊工帶來了很大地方便。 本人只要側重于割炬（動力部分），基壁，機架的設計。 本機器有轉動系統(tǒng)，樣板安裝在型臂前端地模板架上，磁滾輪面靠平樣板側面，表面吸力大于 16N，磁滾輪由直流伺服電機帶動三級減速機構轉動，三級減速由前級一對螺旋齒輪；中間一對平齒輪；后級一對蝸輪幅組成速度比為 1/175，磁滾輪 使用高級永磁合金直徑為 10mm，當磁滾輪沿樣板周邊移動；帶動主壁下面地割炬，割炬正確地割出與樣板相同形狀地工件。 主軸固定在機座上，作為基壁地支點；設有平衡裝置，與主壁上安裝地磁滾輪，割炬保持平衡運動，底座下部裝有蝸桿可以在垂直方向調節(jié)割炬地升降位置，型壁套裝在聯(lián)結管上端可以作 360度地回轉， 360度范圍內可作垂直升降和水平位置地調正。 技術參數(shù) 名稱 150型 150A型 氣割鋼板厚度范圍 5-100mm 5-100mm 氣割最大圓周直徑 600mm 1800mm 氣割最大正（長方形） 500*500mm,400*900mm,450-750mm 1270*1270mm 氣割最大長度 1200mm 1750mm 氣割速度 50-750mm/min 電動機 Z3-11型直流電動機，功率 25W，電壓 110V，電流 0.5A， 轉速 3000-4000轉 /min 輸入電源 50HZ,220V 外形尺寸與重量 型號 150型 150A型 機器外型尺寸 190*335*80mm 149*335*800mm 凈重 43kg 52kg 1 機架 機架時各種機械地基本部件，它主要起支承作用， 機械的其他部件一般固定在機架上，有些部件是在機架的導軌面上運動。機架起基準作用，以保證各部件間正確的相對位置，并且使整個機器組成一個整體。在其他部件及工件本身的重量與工作過程中的載荷（包括各種沖擊力）作用下，機架要有足夠的強度，而且變形部超過允許值。此外還應考慮機架的動剛度，阻尼，熱變形性，尺寸穩(wěn)定性，疲勞強度等。對于移動式機器的機架則要求重量輕；對于在寒冷、酷熱、潮濕等環(huán)境下工作的機架分別要求耐高溫、耐低溫、抗銹 燭 等性能 機架在機器中的尺寸一般較大，它往往與機器的整體布局，機器的造型美觀，操作方便，加工 工藝性好。 機架的分類 為了便于比較，下面機架的幾種分類： 按機型求分，可分為：臥式、立式。 臥式則分：橫梁式機架、平板式機架。 立式則分：單立柱、雙立柱、多立柱。 按材料及制造方法分：金屬機架、非金屬機架。 金屬機架分：鑄造機架、焊接機架、組合機架 非金屬機架分：花崗巖機架、混凝土機架、塑料機架。 本設備的機架屬于金屬機架中的鑄造機架，它采用了高強度的鋁錠 合金 精密壓鑄制成，重量輕，強度高。 選擇單立柱機架是因為：單立柱機架結構簡單，操作零件所受彎矩大，受力不能太大，如 圖： 1、主壁 2、基壁 3、立柱 4、底座 力的基本類型 機架上承受著多種多樣的力和和力矩（彎矩及轉矩），但大體上可以分為以下幾種類型： 1、工藝力：這是最重要、最基本的力，即機器在完成相應的主要工藝過程中所產生的力量，如各種切削機床中的切削力；各種扎制設備中的扎制力與扎制力矩，各種鍛壓設備中的鍛壓 件塑性成型力等等。 對于同一臺機器；由于完成的工藝不同，工藝力也相應的有所變化。 在同一道工序中，變形力隨工作行程的增加而上升，且在鍛件厚度越薄時；變形力上升越快。如圖所示： 在許多機械中，工藝力隨眾多因素變化而變化。因此，在一般機械中，機架的受力分析按額定負載（公稱負載）來進行。額定負載示該機械所允許的最大負荷。超過此負荷，過 負荷保險機構應起作用，以防事故發(fā)生。 還應注意，工藝力的作用位置或方式不同，機架的受力情況也會改變。 2 預緊力 對于預緊力機架，一直處于預緊力作用下；因此在受力分析時，除了工作載荷外，還要考慮預緊力。預緊力與工作載荷不是簡單的疊加關系，即在工作載荷（軸向拉力）作用下，預緊力會響應減少。 3 輔助工藝力 這是指在主要工藝完成過程中所需的主要輔助動作產生的力量。 4 重力 指工件和機器部件的重量。當與工藝力相比；所占比例很小時，往往可以忽略不計。 7 慣性力。機械的運動部分加速或減速時，均會產生相應的慣性力， 并作用于機架上。 8 沖擊或振動干擾力。外來的撞擊，旋轉部件的離心力，往復運動的慣性沖擊，等都會產生干擾力。 中心載荷( b ) 彎 矩 載 荷）正推力載荷( c ) 側 推 力 載 荷機架的材料及制造方法 機架的材料蝸選擇碳素鋼，以下就對鋼材此材料進行分析尺寸 系數(shù) 是由于實際構件壁疲勞實驗用的試件尺寸要大恩多，因而降低了疲勞極限；表面 系數(shù) 數(shù) 時考慮表面加工質量對疲勞強度的影響；兩者均可以在有關機械工程手冊中查到，對于鋼， 值可參考下圖： 表面系數(shù) 1 拋光 2 磨削 3 精車 4 粗車 5 軋制加工表面 6 淡水腐蝕表面 7 海水腐蝕表面 本設備的材料使用的時鋼材，鋼材的穩(wěn)定系數(shù)為 1.5-3.0之間。 所以我在確定機架最大 高度時，必須要首先計算出穩(wěn)定安全數(shù)： 查表得立柱穩(wěn)定系數(shù)為 =7.87 立柱穩(wěn)定安全系數(shù)公式 =P0/P= 0 (材料穩(wěn)定系數(shù) ) 所以 ： = 0 即 7.87=1.5-3.0 平臺臨界載荷 P0= El/L2=100kg Fi=Pl3/3EL=42mm Fd=(1+ 1+2L/Fd )Fi=64mm 平臺得最大高度 hmax=Pl/W=fd/fi=800mm 割炬 割炬部分由乙炔調節(jié)閥，預熱氧調節(jié)閥，切割氧調節(jié)閥，壓力開關，夾遲器，管子，火口螺母和割嘴組成， 當氧氣和乙炔通過管子來到火口螺母而產生一定的壓力當壓力一定程度時可調節(jié)壓力開關釋放混合氣體，點燃，產生氣鋒，切割鋼板。 基壁、主壁的氣割范圍： 基壁的使用范圍為： 400mm之內可實現(xiàn) 360度旋轉。 主壁的使用范圍為： 300mm之內可以實現(xiàn) 360度旋轉。 割炬部分的運動： 1、將 220V的電壓源插頭插入電源插座。 2、打開電源開關。 3、本機可作逆向運動切換開關可以改變磁滾輪旋轉方向，必須在電動機停止后進行。 4、打開自動控制閥 打開乙烯閥 1/3轉 點燃 打開預熱氧閥調整火焰，對鋼板預熱 打開切割氧閥 切割樣板鋼 根據(jù)需要調整速度。 管道的設計： 管子：在液壓氣閥及潤滑油系統(tǒng)的管道中常用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等，由于本管子的設計不計壓力和彎曲情況，按價格來選用銅管。 1、膠管：膠管的彎曲半徑不宜過小，一般不應小于（表 30） 膠管內徑 4 6 8 10 13 19 22 膠管外徑 13 15 17 19 23 29 32 最小彎曲半徑 90 100 110 130 190 260 320 膠管與管接頭的聯(lián)結外應留有一段直的部分，比較長度不應 小于管外徑的兩倍。 2、膠管的長度應考慮到膠管在通入氣體后長度方向將發(fā)生收束變形，一般收束量為管長的 3-4%。因此膠管安裝時應避免處于拉緊狀態(tài)。 3、膠管在安裝時應保證不發(fā)生扭轉變形，為方便安裝可沿官長涂以色紋，以便檢查。 4、膠管的管接頭軸線，應盡量放置在運動的平面內，避免兩端互相運動時膠管受扭。 5、膠管應避免與機械上夾角部分相接觸和摩擦，以免管子損壞。 管子內徑的計算：管子的內徑 D，按流速選取 d=1130 Q/V mm 式中 ： Q-氣體流量 m3/s V-流速 m/s薦用 流速 ， 一般選取 V=2-3m/s d=1130 q/2 =30mm 金屬管子壁厚 =pd/2 m 式中 工作壓力 MPa D 管子的內徑 mm 許用壓力 MPa，對于鋼管 = b/s（ 0 抗拉強度 MPa， S 安全系數(shù)，當 P17.5MPa時， S=4。） 對于銅管 =Pd/2 mm=p*30/2*25=1.5 （ P根據(jù)壓力來選 擇，見表。 37-9-42 接頭螺母的選擇 由于接頭螺母是表準件；根據(jù)螺紋直徑 d=11.5mm 螺母 M16*-6H GB3763.83 所以根據(jù)表 37-9-26選用 割嘴的選擇 等壓式割嘴采用整體式制造成形，以氧氣和乙烯在嘴內混合為預熱火，具有壽命長，安全可靠等優(yōu)點。 30度配合面可與國內外同類產品互換。 由于割嘴式標準件，由下表選擇： 割嘴號 切割氧孔徑 mm 切割厚度mm 切割速度mm/min 氣體壓力 Mpa 氣體消耗量 (參考） 氧氣 乙炔 氧氣 m/h 乙炔 l/h 0 0.8 1020 450380 0.20.3 =0.3 1.31.8 340 1 1 2030 400320 0.250.35 =0.3 2.53 470 2 1.2 3050 350280 0.250.35 34 470 3 1.4 5070 300240 0.30.4 4.56 650 4 1.6 7090 260200 0.30.4 =0.04 5.57 650 5 1.8 90120 210170 0.40.5 8.510.5 650 表中數(shù)據(jù)切割條件 1 氧氣純度不低于 2 被切割鋼材含碳量 =0.45。 3 切割方式為垂直切割 4 氧氣壓力是指割炬前的切割氧壓力 閥門的選用 閥門是管道系統(tǒng)的重要組成部件，用于啟閉，節(jié)流和保證設備安全運行。由于閥門式標準件，只要選用參考機械零件手冊選用。表 37-9-3 閥門的類型： 1、閘閥：閘閥的關閉件主要式閘板；有楔形和平行兩種。 2、截止閥：主要作用調節(jié)性比較好，流體以閥座下面向上流動，所以安裝時應順介質流閥，不能裝反。 3、止向閥：此閥又稱單向閥，主要有旋啟式與升降式兩種 。 4、旋塞閥：其關閉件為圓錐體塞子，繞閥件中心、旋轉來執(zhí)行開關的任務。 5、球閥：其關閉件為球體。 6、蝶閥：碟閥的閥座做在閥體上，圓盤狀閥瓣固定在閥桿上，將其旋轉 90度，即可執(zhí)行開啟關閉的作用。 根