機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)9CG2-150型仿型切割機(jī)

目錄 1 前言 2 課題簡(jiǎn)介 3 機(jī)架的設(shè)計(jì) 4 割炬的設(shè)計(jì) 5 基臂的鑄造工藝 6 參考文獻(xiàn) 7 體會(huì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生完成教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)極為重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基本理論，基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問(wèn)題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練，這對(duì)學(xué)生即將從事有關(guān)的技術(shù)工作和未來(lái)事業(yè)的開拓有一定的意義。 設(shè)計(jì)說(shuō)明的概述 -機(jī)械設(shè)計(jì)的任務(wù)是從社會(huì)需求出發(fā)；創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出具有特定功能的新機(jī)械或改進(jìn)原有機(jī)械設(shè)計(jì)的性能，以 滿足人們?nèi)找嬖龃蟮纳詈蜕a(chǎn)的需要；機(jī)械設(shè)計(jì)使機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)改造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使機(jī)械產(chǎn)品的第一步，機(jī)械的功能決定于設(shè)計(jì)機(jī)械的質(zhì)量；性能和成本；也只要是在設(shè)計(jì)階段決定的；而制造過(guò)程的本質(zhì)就在于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的質(zhì)量。 本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)的課程是 CG2-150型仿型切割機(jī)，是一種靠模生產(chǎn)的高效率半自動(dòng)氣割低碳合金鋼扳的機(jī)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(chǎn)。 本機(jī)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(jī)的最顯著的特點(diǎn)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(shí)近 2倍，并且克服了以前用氣割下后鋼板，鋼管時(shí)地切割面積步光滑，尺寸誤差較大，而且有時(shí)因氧氣回火出現(xiàn)傷人現(xiàn)象等弊端，給電氣焊工帶來(lái)了很大地方便。 本人只要側(cè)重于割炬（動(dòng)力部分），基壁，機(jī)架的設(shè)計(jì)。 本機(jī)器有轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)面，表面吸力大于 16N，磁滾輪由直流伺服電機(jī)帶動(dòng)三級(jí)減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，三級(jí)減速由前級(jí)一對(duì)螺旋齒輪；中間一對(duì)平齒輪；后級(jí)一對(duì)蝸輪幅組成速度比為 1/175，磁滾輪 使用高級(jí)永磁合金直徑為 10mm，當(dāng)磁滾輪沿樣板周邊移動(dòng)；帶動(dòng)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(jī)座上，作為基壁地支點(diǎn)；設(shè)有平衡裝置，與主壁上安裝地磁滾輪，割炬保持平衡運(yùn)動(dòng)，底座下部裝有蝸桿可以在垂直方向調(diào)節(jié)割炬地升降位置，型壁套裝在聯(lián)結(jié)管上端可以作 360度地回轉(zhuǎn)， 360度范圍內(nèi)可作垂直升降和水平位置地調(diào)正。 技術(shù)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(zhǎng)方形） 500*500mm,400*900mm,450-750mm 1270*1270mm 氣割最大長(zhǎng)度 1200mm 1750mm 氣割速度 50-750mm/min 電動(dòng)機(jī) Z3-11型直流電動(dòng)機(jī)，功率 25W，電壓 110V，電流 0.5A， 轉(zhuǎn)速 3000-4000轉(zhuǎn) /min 輸入電源 50HZ,220V 外形尺寸與重量 型號(hào) 150型 150A型 機(jī)器外型尺寸 190*335*80mm 149*335*800mm 凈重 43kg 52kg 1 機(jī)架 機(jī)架時(shí)各種機(jī)械地基本部件，它主要起支承作用， 機(jī)械的其他部件一般固定在機(jī)架上，有些部件是在機(jī)架的導(dǎo)軌面上運(yùn)動(dòng)。機(jī)架起基準(zhǔn)作用，以保證各部件間正確的相對(duì)位置，并且使整個(gè)機(jī)器組成一個(gè)整體。在其他部件及工件本身的重量與工作過(guò)程中的載荷（包括各種沖擊力）作用下，機(jī)架要有足夠的強(qiáng)度，而且變形部超過(guò)允許值。此外還應(yīng)考慮機(jī)架的動(dòng)剛度，阻尼，熱變形性，尺寸穩(wěn)定性，疲勞強(qiáng)度等。對(duì)于移動(dòng)式機(jī)器的機(jī)架則要求重量輕；對(duì)于在寒冷、酷熱、潮濕等環(huán)境下工作的機(jī)架分別要求耐高溫、耐低溫、抗銹 燭 等性能 機(jī)架在機(jī)器中的尺寸一般較大，它往往與機(jī)器的整體布局，機(jī)器的造型美觀，操作方便，加工 工藝性好。 機(jī)架的分類 為了便于比較，下面機(jī)架的幾種分類： 按機(jī)型求分，可分為：臥式、立式。 臥式則分：橫梁式機(jī)架、平板式機(jī)架。 立式則分：?jiǎn)瘟⒅?、雙立柱、多立柱。 按材料及制造方法分：金屬機(jī)架、非金屬機(jī)架。 金屬機(jī)架分：鑄造機(jī)架、焊接機(jī)架、組合機(jī)架 非金屬機(jī)架分：花崗巖機(jī)架、混凝土機(jī)架、塑料機(jī)架。 本設(shè)備的機(jī)架屬于金屬機(jī)架中的鑄造機(jī)架，它采用了高強(qiáng)度的鋁錠 合金 精密壓鑄制成，重量輕，強(qiáng)度高。 選擇單立柱機(jī)架是因?yàn)椋簡(jiǎn)瘟⒅鶛C(jī)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)架上承受著多種多樣的力和和力矩（彎矩及轉(zhuǎn)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(jī)器在完成相應(yīng)的主要工藝過(guò)程中所產(chǎn)生的力量，如各種切削機(jī)床中的切削力；各種扎制設(shè)備中的扎制力與扎制力矩，各種鍛壓設(shè)備中的鍛壓 件塑性成型力等等。 對(duì)于同一臺(tái)機(jī)器；由于完成的工藝不同，工藝力也相應(yīng)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(shí)；變形力上升越快。如圖所示： 在許多機(jī)械中，工藝力隨眾多因素變化而變化。因此，在一般機(jī)械中，機(jī)架的受力分析按額定負(fù)載（公稱負(fù)載）來(lái)進(jìn)行。額定負(fù)載示該機(jī)械所允許的最大負(fù)荷。超過(guò)此負(fù)荷，過(guò) 負(fù)荷保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)起作用，以防事故發(fā)生。 還應(yīng)注意，工藝力的作用位置或方式不同，機(jī)架的受力情況也會(huì)改變。 2 預(yù)緊力 對(duì)于預(yù)緊力機(jī)架，一直處于預(yù)緊力作用下；因此在受力分析時(shí)，除了工作載荷外，還要考慮預(yù)緊力。預(yù)緊力與工作載荷不是簡(jiǎn)單的疊加關(guān)系，即在工作載荷（軸向拉力）作用下，預(yù)緊力會(huì)響應(yīng)減少。 3 輔助工藝力 這是指在主要工藝完成過(guò)程中所需的主要輔助動(dòng)作產(chǎn)生的力量。 4 重力 指工件和機(jī)器部件的重量。當(dāng)與工藝力相比；所占比例很小時(shí)，往往可以忽略不計(jì)。 7 慣性力。機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部分加速或減速時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的慣性力， 并作用于機(jī)架上。 8 沖擊或振動(dòng)干擾力。外來(lái)的撞擊，旋轉(zhuǎn)部件的離心力，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性沖擊，等都會(huì)產(chǎn)生干擾力。 中心載荷( b ) 彎 矩 載 荷）正推力載荷( c ) 側(cè) 推 力 載 荷機(jī)架的材料及制造方法 機(jī)架的材料蝸選擇碳素鋼，以下就對(duì)鋼材此材料進(jìn)行分析尺寸 系數(shù) 是由于實(shí)際構(gòu)件壁疲勞實(shí)驗(yàn)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(shí)考慮表面加工質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響；兩者均可以在有關(guān)機(jī)械工程手冊(cè)中查到，對(duì)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(shè)備的材料使用的時(shí)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(jī)架最大 高度時(shí)，必須要首先計(jì)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(tái)臨界載荷 P0= El/L2=100kg Fi=Pl3/3EL=42mm Fd=(1+ 1+2L/Fd )Fi=64mm 平臺(tái)得最大高度 hmax=Pl/W=fd/fi=800mm 割炬 割炬部分由乙炔調(diào)節(jié)閥，預(yù)熱氧調(diào)節(jié)閥，切割氧調(diào)節(jié)閥，壓力開關(guān)，夾遲器，管子，火口螺母和割嘴組成， 當(dāng)氧氣和乙炔通過(guò)管子來(lái)到火口螺母而產(chǎn)生一定的壓力當(dāng)壓力一定程度時(shí)可調(diào)節(jié)壓力開關(guān)釋放混合氣體，點(diǎn)燃，產(chǎn)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(nèi)可實(shí)現(xiàn) 360度旋轉(zhuǎn)。 主壁的使用范圍為： 300mm之內(nèi)可以實(shí)現(xiàn) 360度旋轉(zhuǎn)。 割炬部分的運(yùn)動(dòng)： 1、將 220V的電壓源插頭插入電源插座。 2、打開電源開關(guān)。 3、本機(jī)可作逆向運(yùn)動(dòng)切換開關(guān)可以改變磁滾輪旋轉(zhuǎn)方向，必須在電動(dòng)機(jī)停止后進(jìn)行。 4、打開自動(dòng)控制閥 打開乙烯閥 1/3轉(zhuǎn) 點(diǎn)燃 打開預(yù)熱氧閥調(diào)整火焰，對(duì)鋼板預(yù)熱 打開切割氧閥 切割樣板鋼 根據(jù)需要調(diào)整速度。 管道的設(shè)計(jì)： 管子：在液壓氣閥及潤(rùn)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(shè)計(jì)不計(jì)壓力和彎曲情況，按價(jià)格來(lái)選用銅管。 1、膠管：膠管的彎曲半徑不宜過(guò)小，一般不應(yīng)小于（表 30） 膠管內(nèi)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(jié)外應(yīng)留有一段直的部分，比較長(zhǎng)度不應(yīng) 小于管外徑的兩倍。 2、膠管的長(zhǎng)度應(yīng)考慮到膠管在通入氣體后長(zhǎng)度方向?qū)l(fā)生收束變形，一般收束量為管長(zhǎng)的 3-4%。因此膠管安裝時(shí)應(yīng)避免處于拉緊狀態(tài)。 3、膠管在安裝時(shí)應(yīng)保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，為方便安裝可沿官長(zhǎng)涂以色紋，以便檢查。 4、膠管的管接頭軸線，應(yīng)盡量放置在運(yùn)動(dòng)的平面內(nèi)，避免兩端互相運(yùn)動(dòng)時(shí)膠管受扭。 5、膠管應(yīng)避免與機(jī)械上夾角部分相接觸和摩擦，以免管子損壞。 管子內(nèi)徑的計(jì)算：管子的內(nèi)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(nèi)徑 mm 許用壓力 MPa，對(duì)于鋼管 = b/s（ 0 抗拉強(qiáng)度 MPa， S 安全系數(shù)，當(dāng) P17.5MPa時(shí)， S=4。） 對(duì)于銅管 =Pd/2 mm=p*30/2*25=1.5 （ P根據(jù)壓力來(lái)選 擇，見表。 37-9-42 接頭螺母的選擇 由于接頭螺母是表準(zhǔn)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(nèi)混合為預(yù)熱火，具有壽命長(zhǎng)，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。 30度配合面可與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品互換。 由于割嘴式標(biāo)準(zhǔn)件，由下表選擇： 割嘴號(hào) 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(shè)備安全運(yùn)行。由于閥門式標(biāo)準(zhǔn)件，只要選用參考機(jī)械零件手冊(cè)選用。表 37-9-3 閥門的類型： 1、閘閥：閘閥的關(guān)閉件主要式閘板；有楔形和平行兩種。 2、截止閥：主要作用調(diào)節(jié)性比較好，流體以閥座下面向上流動(dòng)，所以安裝時(shí)應(yīng)順介質(zhì)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(guān)閉件為圓錐體塞子，繞閥件中心、旋轉(zhuǎn)來(lái)執(zhí)行開關(guān)的任務(wù)。 5、球閥：其關(guān)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(zhuǎn) 90度，即可執(zhí)行開啟關(guān)閉的作用。 根