畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 任 務(wù) 書(shū)設(shè)計(jì)（論文）題目： 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì) 姓名 學(xué)院 機(jī)械工程 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 班級(jí) 指導(dǎo)老師 教研室主任 一、基本任務(wù)及要求：任務(wù) 1.總體方案設(shè)計(jì)（平面、三維、爆炸圖） 要求 1.圖紙折合 A0 不少于 3.0 張 2.主要技術(shù)參數(shù)確定 2.說(shuō)明書(shū)論文不少于 1.5 萬(wàn)字 3. 主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3. 電控系統(tǒng) 4. 主要零部件設(shè)計(jì) 4. 分步控制 5. 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5. 獨(dú)立完成 6.應(yīng)用相關(guān)合適軟件分析研究 二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間：第 1 周：課題熟悉 資料查閱 第 10 周：設(shè)計(jì)零件 第 2 周：開(kāi)題報(bào)告 文獻(xiàn)綜述 第 11 周：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 3 周：擬定總體方案 第 12 周：分析研究 第 4 周：總裝圖草案、初定主要結(jié)構(gòu) 第 13 周：部分程序 第 5 周：機(jī)動(dòng) 第 14 周：說(shuō)明書(shū)（論文）撰寫(xiě) 第 6 周：畢業(yè)實(shí)習(xí) 及實(shí)習(xí)報(bào)告 第 15 周：說(shuō)明書(shū)（論文） 設(shè)計(jì)審核 第 7 周：平面、三維、爆炸圖 第 16 周：說(shuō)明書(shū)（論文）設(shè)計(jì)審核 第 8 周： 平面、三維、爆炸圖 第 17 周：答辯 第 9 周： 主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告系： 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：年 5 月 10 日畢業(yè)實(shí)習(xí)的目的與意義畢業(yè)實(shí)習(xí)是我們專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的重要部分，其目的在于通過(guò)實(shí)習(xí)使學(xué)生獲得基本生產(chǎn)的感性知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大知識(shí)面；也是學(xué)生接觸社會(huì)、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國(guó)情的一個(gè)重要途徑，逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到社會(huì)的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們初步擔(dān)任技術(shù)工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗(yàn)企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實(shí)際知識(shí)，對(duì)我們以后的工作，都是十分必要的基礎(chǔ)。能把我們所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，開(kāi)闊我們的視野；也是我們對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行歸納與總結(jié)，使課堂上的知識(shí)掌握的更牢固；也能使我們更好的接觸社會(huì)、了解社會(huì)，為以后進(jìn)入社會(huì)奠定基礎(chǔ)。實(shí)習(xí)時(shí)間：2008 年 3 月 1 日—4 月 28 日實(shí)習(xí)地點(diǎn)及其簡(jiǎn)介： 公司概況 桂林市空調(diào)機(jī)廠位于國(guó)際旅游名城桂林市，是國(guó)有中型企業(yè)。原電子機(jī)械工業(yè)部定點(diǎn)生產(chǎn)空氣除濕機(jī)、空調(diào)機(jī)等制冷設(shè)備的重點(diǎn)企業(yè)，全國(guó)制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會(huì)成員，也是廣西唯一取得單元式空調(diào)機(jī)、空氣除濕機(jī)生產(chǎn)許可證的企業(yè)。工廠從 1971 年開(kāi)始生產(chǎn)空調(diào)制冷產(chǎn)品，經(jīng)過(guò) 30 多年的實(shí)踐，培養(yǎng)了一批專(zhuān)業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)業(yè)務(wù)骨干，積累了豐富的技術(shù)及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)?？照{(diào)制冷產(chǎn)品已形成系列化，現(xiàn)主要生產(chǎn)空氣除濕機(jī)、恒溫恒濕機(jī)、單元式空調(diào)機(jī)、掛壁式房間空調(diào)器、風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組、車(chē)用空調(diào)機(jī)等 80 多個(gè)品種的系列產(chǎn)品，產(chǎn)品曾多次榮獲國(guó)家及自治區(qū)優(yōu)秀產(chǎn)品獎(jiǎng)。工廠經(jīng)過(guò)“七 ·五、八·五“ 兩期大規(guī)模的技術(shù)改造，從日本、美國(guó)引進(jìn)了多功能自動(dòng)沖床、數(shù)控自動(dòng)沖片機(jī)、彎管機(jī)及全套自動(dòng)噴塑設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備等先進(jìn)設(shè)備，使空調(diào)制冷產(chǎn)品的工藝裝備和加工設(shè)備基本完善，加工自動(dòng)化程度達(dá) 85%以上，有效地提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力。目前，年生產(chǎn)能力達(dá) 12 萬(wàn)臺(tái)套。 主要產(chǎn)品 桂林市空調(diào)機(jī)廠生產(chǎn)產(chǎn)品主要用于調(diào)節(jié)空氣環(huán)境，有 6 大系列 80 多個(gè)品種，其中包括：除濕機(jī)系列、房間空調(diào)器（掛機(jī)系列、柜機(jī)系列） 、單元式空調(diào)機(jī)（風(fēng)冷柜區(qū)空調(diào)系列、水冷柜區(qū)空調(diào)系列、恒溫恒濕機(jī)系列、船用空調(diào)系列） 、車(chē)用空調(diào)機(jī)系列、冷熱水機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤(pán)管系列。目前，根據(jù)產(chǎn)品主要用途分為四大類(lèi)： 1、除濕機(jī)系列 該廠從 70 年代開(kāi)始生產(chǎn)除濕機(jī)，產(chǎn)品全部采用名牌全封閉壓縮機(jī)、高風(fēng)壓風(fēng)機(jī)、高效換熱器，技術(shù)水平在國(guó)內(nèi)處于先進(jìn)地位。為適應(yīng)市場(chǎng)環(huán)境的變化，我廠加大除濕機(jī)的開(kāi)發(fā)力度，豐富除濕機(jī)產(chǎn)品系列。新開(kāi)發(fā)了 CFZ2.0DC 型車(chē)用除濕機(jī)和 CFZ0.4D 型家用環(huán)保無(wú)氟除濕機(jī)，現(xiàn)已投放市場(chǎng)。目前，除濕機(jī)系列品種已擴(kuò)大到 13 種規(guī)格 22 個(gè)型號(hào)。 2、家用空調(diào)機(jī)系列 從 92 年開(kāi)始家用空調(diào)機(jī)生產(chǎn)，目前已經(jīng)形成 11 個(gè)品種系列產(chǎn)品。產(chǎn)品以良好的質(zhì)量和優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)，在廣西及周邊地區(qū)樹(shù)立起良好的桂星品牌形象。桂星牌家用空調(diào)于 2001 年獲得桂林市消費(fèi)者協(xié)會(huì)推薦產(chǎn)品，桂林市空調(diào)機(jī)廠獲得消費(fèi)者信得過(guò)單位。 3、中型柜式商用空調(diào)系列 該廠生產(chǎn)的中型柜式商用空調(diào)系列是指制冷量從 2 萬(wàn)大卡/小時(shí)至 10 萬(wàn)大卡/小時(shí)的風(fēng)冷型、水冷型柜式空調(diào)產(chǎn)品。LD36 型水冷柜式空調(diào)曾獲 98 年桂林市科技進(jìn)步四等獎(jiǎng)、自治區(qū)新產(chǎn)品優(yōu)秀成果三等獎(jiǎng)。我廠生產(chǎn)的桂星牌單元區(qū)空氣調(diào)節(jié)機(jī)由國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局抽查為合格產(chǎn)品，由中國(guó)質(zhì)量檢驗(yàn)協(xié)會(huì)頒發(fā)合格產(chǎn)品證書(shū)，并于 2001 年入編《國(guó)家監(jiān)督抽查合格產(chǎn)品薈萃》 。 實(shí)習(xí)內(nèi)容：本次實(shí)習(xí)以生產(chǎn)實(shí)習(xí)為主，生產(chǎn)實(shí)習(xí)是學(xué)習(xí)工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)的一項(xiàng)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在開(kāi)拓我們的視野，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)意識(shí)，鞏固和理解專(zhuān)業(yè)課程。實(shí)習(xí)方式主要是到生產(chǎn)車(chē)間參觀，并跟隨工人師傅一起搞生產(chǎn)，親身體驗(yàn)生產(chǎn)的過(guò)程，了解生產(chǎn)的流程。總裝車(chē)間是對(duì)空調(diào)機(jī)配件進(jìn)行組裝成機(jī)，該廠除了一些連接銅管、外殼以及一些內(nèi)部連接部件外，其它重要部件都是從外買(mǎi)進(jìn)的，如壓縮機(jī)等。 而該車(chē)間的具體生產(chǎn)流程如下： 1. 領(lǐng)料: 按明細(xì)表領(lǐng)齊各零,部件,標(biāo)準(zhǔn)件,緊固件.進(jìn)入工作場(chǎng)地 .并備齊各裝配工具. 2 . 底盤(pán)裝配 : 按圖將安裝于底盤(pán)上之個(gè)部件分別逐一固定牢固并注意某些部件安裝后應(yīng)保證的自由度,注意各緊古件的安裝順序,及各部件的相對(duì)位置關(guān)系,保證形位公差要求, 3. 二層及骨架裝配: 將骨架用緊固堅(jiān)固定于底盤(pán)上，將二層底固定在骨架的相應(yīng)位置,并用螺釘上緊. 4. 換熱器裝配:將換熱器用緊固件緊于二層底及骨架上,此時(shí)應(yīng)注意調(diào)整好所裝配的尺寸,以保證今后裝配工作順利進(jìn)行. 5 . 焊管: 用氧焊將各連銅管焊接,焊接應(yīng)牢固,焊料應(yīng)均勻,不得有沙眼,開(kāi)裂及任何泄漏,現(xiàn)象.板換器,四通閥,高,低壓開(kāi)關(guān)焊接時(shí)均要浸水或濕布淋水冷卻。要求充氮?dú)獗Ｗo(hù)焊。 6. 試漏 對(duì)焊好的管的系統(tǒng)內(nèi)充入氮?dú)?對(duì)所有產(chǎn)品均充入 2.4MPa 壓力的氮?dú)膺M(jìn)行浸水試漏.以浸入水中 5 分鐘 無(wú)氣泡滲出為合格。 7 . 檢驗(yàn)：檢驗(yàn)員跟班檢驗(yàn)，保證浸水時(shí)間。 8 . 穩(wěn)壓試漏：在浸水試漏結(jié)束后，出水進(jìn)入工作場(chǎng)地，停置 12 小時(shí)；保壓，穩(wěn)壓，當(dāng)環(huán)境溫度影響每升高或降低 1 度，允許壓力值偏差 3%。不允許有超過(guò)氣溫影響的壓力降出現(xiàn)。否則應(yīng)重新進(jìn)行工序“6” 的工作，并延長(zhǎng)入水時(shí)間至10min。穩(wěn)壓 12 小時(shí)確定不漏后，系統(tǒng)減壓至 1.4MPa，直至放氣抽真空。 9. 外殼安裝：按圖紙要求在各相應(yīng)零部件處粘貼聚乙烯軟泡沫板；再將外殼各件逐一安裝好，同時(shí)將各風(fēng)機(jī)固定安裝牢固；最后將前面板各件定位安裝好后再拆下，以便開(kāi)展下一工序工作。 10 .抽真空：接上工序?qū)⑾到y(tǒng)內(nèi)的氮?dú)饩徛懦觯?dāng)系統(tǒng)內(nèi)氮?dú)獾膲毫咏虻扔诖笥趬毫r(shí)接入真空泵，進(jìn)行抽真空工作，抽真空至-0.1MPa （表壓力）壓力下，繼續(xù)抽真空 20 分鐘。 11. 檢驗(yàn)：檢驗(yàn)員跟班檢驗(yàn)抽真空質(zhì)量時(shí)間。 12. 充注共質(zhì)：對(duì)完成上工序的系統(tǒng)按工藝要求續(xù)充工質(zhì)，達(dá)到工藝規(guī)定值后進(jìn)持口及收尾工作。 13. 面板安裝：按要求在進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)部的各種清潔處理，機(jī)內(nèi)不允許有殘留污物及鐵屑存在。安裝面板各件，要整體外觀應(yīng)勻稱(chēng)，各配合面間隙應(yīng)勻等分配，固定件應(yīng)固定牢固；磁鋼吸合件應(yīng)具備足夠的吸合力。 14.耐壓絕緣測(cè)試：使用南京民威電子儀器有限公司生產(chǎn)的：MS2675 型自動(dòng)絕緣耐壓測(cè)試儀。實(shí)習(xí)心得：要想對(duì)事物有深的理解，就必須親身去體驗(yàn)，才能把理論與實(shí)踐相結(jié)合，加深對(duì)事物的理解，因此對(duì)我來(lái)說(shuō)，這次實(shí)習(xí)是給我一個(gè)機(jī)會(huì)去體驗(yàn)生產(chǎn)實(shí)踐，將全面檢驗(yàn)我各方面的能力：學(xué)習(xí)、生活、心理、身體、思想等等。就像是一塊試金石，檢驗(yàn)我能否將所學(xué)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去。在這個(gè)科技時(shí)代中，高科技產(chǎn)品品種類(lèi)繁多，生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程也各不相同，但不管何種產(chǎn)品，從原料加工到制成產(chǎn)品都是遵循一定的生產(chǎn)原理，通過(guò)一些主要設(shè)備及工藝流程來(lái)完成，通過(guò)一個(gè)多月的實(shí)習(xí)，通過(guò)實(shí)踐，使我學(xué)到了很多實(shí)踐知識(shí)。所謂實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)在生產(chǎn)安全的前提下，以及力所能及的范圍內(nèi)，親自體驗(yàn)了生產(chǎn)的苦與樂(lè)。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，使我得到實(shí)踐動(dòng)手的培養(yǎng)，獲得更多的感性認(rèn)識(shí)，從而增加對(duì)理論知識(shí)的更深層次的理解，它與實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系更為密切，更為直觀。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，能把專(zhuān)業(yè)課與實(shí)際生產(chǎn)更好的聯(lián)系起來(lái)，真正把專(zhuān)業(yè)課學(xué)好，為靈活運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)中的問(wèn)題，盡快適應(yīng)今后的工作大好基礎(chǔ)。為盡快適應(yīng)今后的工作做準(zhǔn)備。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，了解工廠、企業(yè)等單位的組織機(jī)構(gòu)、基本現(xiàn)狀，管理模式及其發(fā)展前景。同時(shí)能更好地培養(yǎng)自己的勞動(dòng)技能和創(chuàng)新意識(shí)。 畢 業(yè) 論 文題 目： 機(jī)械式拉絲模拋光及設(shè)計(jì) 系： 機(jī) 械 工 程 專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 完成日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題 目： 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì) 系： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 4 月 21 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告1．文獻(xiàn)綜述：結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫(xiě) 2500 字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。文 獻(xiàn) 綜 述0 引言我國(guó)金屬制品行業(yè)自建國(guó)以來(lái)有了很大的發(fā)展在金屬制品拉拔行業(yè)中，拉絲模是非常重要的易耗工具，該工具經(jīng)歷了鑄鐵絲扳，合金鋼模、鉆石模、硬質(zhì)合金模、聚晶模等發(fā)展階段。硬質(zhì)合金于1923年由德國(guó)人發(fā)明，1927年試用，1940年廣泛始用于拉絲行業(yè)，促進(jìn)了金屬制品行業(yè)的發(fā)展，特別對(duì)鋼絲行業(yè)的生產(chǎn)起了重要的作用。五十年代我國(guó)發(fā)展了自己的硬質(zhì)合金工業(yè)，硬質(zhì)合金拉絲模的使用也逐步地普及開(kāi)來(lái)，同時(shí)一些大型企業(yè)從蘇聯(lián)引進(jìn)了當(dāng)時(shí)比較先進(jìn)的硬質(zhì)合金工業(yè)生產(chǎn)成套設(shè)備，制造工藝和模具孔型設(shè)計(jì)理論，在那時(shí)對(duì)我國(guó)拉絲模制品行業(yè)的發(fā)展起了巨大的推動(dòng)作用，當(dāng)時(shí)我國(guó)模具利造業(yè)發(fā)展也很快。八十年代以來(lái)，拉絲模在國(guó)際上有了新的發(fā)展。無(wú)論是理論上，還是制造工藝方面，以及拉絲模具使用方面都發(fā)生了大的變革。一些原來(lái)被認(rèn)為正確的理論和觀點(diǎn)，如四十年代由美國(guó)的機(jī)械工程師設(shè)計(jì)出拉絲模。R 型系列孔塑，已不適應(yīng)當(dāng)今的高速拉拔生產(chǎn)的要求。而在拋光機(jī)方面，機(jī)械拋光是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的拋光方法，其正確的工藝和操作方法是在保證獲得優(yōu)質(zhì)的型材和其他條件的情況下具有最高的拋光速率。選擇可靠性高的試樣拋光機(jī)，可以提高制樣效率和質(zhì)量，減少試樣廢品率，從而降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，獲得樣品質(zhì)量的高度一致性。1 國(guó)內(nèi)外拉絲模拋光機(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展目前我國(guó)拉絲模鑲套水平相當(dāng)?shù)?，我?guó)拉絲模坯經(jīng)燒結(jié)后，模坯外徑公差標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0．6～3．0ram。如果不進(jìn)行外圓磨削，在裝鑲外套時(shí)，過(guò)盈量就難滿(mǎn)足要求，嚴(yán)重影響鑲套質(zhì)量，不是上口崩裂，就是下部與外套結(jié)合不緊密，這是拉拔時(shí)導(dǎo)致模具破裂舶重要原因。目前鑲套工藝有冷鑲和熱鑲兩種。模坯模套楹糙度很差，模套規(guī)格也沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)．裝套壓力、裝套過(guò)盈量等都不十分考究，一些制模專(zhuān)業(yè)廠家，尤其是一些小廠及個(gè)體戶(hù)，模套材質(zhì)復(fù)雜，有用 45 號(hào)鋼，也有用別種鋼；模套有用電爐加熱，也有用煤爐加熱{拉模芯坯沒(méi)有預(yù)熱；有用各類(lèi)壓機(jī)的，也有用大錘貫頂?shù)模瑢?shí)是一種落后的原始操作。加熱溫度高或時(shí)間長(zhǎng)，模坯壓下去，使模套內(nèi)孔變形或把硬質(zhì)臺(tái)盒 第 n 卷化鐵皮壓墊在模套內(nèi)孔的四壁及底部，造成補(bǔ)強(qiáng)失效，導(dǎo)致拉絲模破裂。根據(jù)解剖國(guó)外模得知，國(guó)外模套材質(zhì)采用 20Mn 低合金鋼，同時(shí)模套內(nèi)孔粗糙度在 0．80；加熱溫度較低，內(nèi)孔壁僅僅是一種烤蘭色，絕無(wú)氧化鐵皮。據(jù)說(shuō)，當(dāng)前國(guó)外有散熱片式拉絲模，即在拉絲模外有多個(gè)同心環(huán)狀槽溝，形成環(huán)狀散熱片，擴(kuò)大了外套面積，增強(qiáng)了散熱冷卻能力，同時(shí)外套還保留了足夠厚的套皮，以起到外套的補(bǔ)強(qiáng)作用，這種設(shè)計(jì)考慮了冷卻效果，又顧及了補(bǔ)強(qiáng)作用，但給模套制作帶來(lái)了困難。研磨工藝是拉絲模深度加工成型的重要工序，我國(guó)制模廠家基本相同，分三個(gè)步驟粗磨，細(xì)密(精磨)，拋光，其加工方法基本相似，但使用的磨料不一。粗磨主要是將模坯各部角度尺寸大致磨好．一般使用碳化硼(240 號(hào))或用涂在瞻棒上的金剛砂研磨，有些廠家采用電解擴(kuò)孔研磨。對(duì)于機(jī)械研睹，應(yīng)注意磨料粒度、磨針質(zhì)量等。目前國(guó)外采用高速拉絲模研磨機(jī)，一般都采用在金屬磨針表面鍍上金剛石，如西德 Bremer plate 拉絲模制造廠僅 l5 人的工廠每天生產(chǎn)各種規(guī)格的拉絲模 15000 只，其生產(chǎn)效率為我國(guó)專(zhuān)業(yè)制模效率的 360 倍以上他們用的是 5000～ 10000 轉(zhuǎn)／分的手提式研磨機(jī)(機(jī)重小于 0．5kg)，他們用的磨針是規(guī)范化，模針直徑不一，長(zhǎng)度相同，針尖角度標(biāo)準(zhǔn)化，工作錐角分別為 8～20。，進(jìn)出口角分別為 60。、75。、90。等，一般規(guī)定每制作 4～5 只拉絲模更換一根針，這樣以確保各類(lèi)錐角的正確尺寸，又如拋光一個(gè)模子，只需 0．5 分鐘左右。國(guó)外幾乎不采用電懈法研磨，主要是這種方法不經(jīng)濟(jì)，造成浪費(fèi)，同時(shí)此法是采用陽(yáng)極溶介法將硬質(zhì)合金中粘結(jié)劑鈷溶解，破壞了鈷的粘結(jié)作用，使碳化物顆粒脫落，達(dá)到磨削目的。我國(guó)有一些制模廠家希望使用不同的電解錐子，經(jīng)電解磨削后直接生產(chǎn)成品模，想除去機(jī)械研磨工序。盡管采用不同電解液配方，調(diào)整電解時(shí)的電壓、電流，能達(dá)到較高的表面精度。但決不能直接用于拉絲。因?yàn)椋?jīng)電解后，硬質(zhì)合金表面形成微裂紋，又由于合金中的鈷被電解液浸蝕，形成凸凹不平，失去對(duì)表面碳化鎢粘結(jié)作用，形成表面疏拾層．通過(guò)電子顯微鏡的觀測(cè)，證實(shí)了這一點(diǎn)。所以電解磨削后的模具必須進(jìn)行機(jī)械研磨。為提高研磨效率，當(dāng)今有些國(guó)家都采用超聲波研磨機(jī)和風(fēng)動(dòng)高速研磨機(jī)2 拉絲模的分類(lèi)3 機(jī)械式拋光機(jī)的工作原理以DGN多功能電動(dòng)研磨拋光機(jī)中DGN-TW調(diào)頻調(diào)幅往復(fù)式研磨器為側(cè)進(jìn)行分析．DGN-TW的性能指標(biāo)為：一 最大振幅Amax =l2ram最高頻率fmax =267Hz： 由于其研磨頭的運(yùn)動(dòng)屬諧振動(dòng)，位移為·DGN—Tw的研唐頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度為20m／s,即手工研磨速度的3o倍左右，所以大大提高了工作效率。2.把式(2)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，即得加速度將式(I)代人式(8)得a= 如不考慮a的方向， 只考慮其大小， 則｜A｜=根據(jù)式(1) ：因?yàn)閍min=Amax所以｜amax｜=Amax. W2=i2× (2 x 267)2≈ 33738．3(m，s )由于DGN— TW 的研磨頭運(yùn)動(dòng)加速度如此之高．因此研磨頭帶動(dòng)磨具和磨料對(duì)于披研磨表面產(chǎn)生強(qiáng)烈暫作用。其作用主要有3個(gè)方面。1．打擊作用研鏖頭的振動(dòng)力為F垂直分力為F，F(xiàn)，=m ·a， m-- 振動(dòng)部件質(zhì)量由于F，曲作用使被研表面受到高顫打擊作用，致使 波峰” 破碎。2． 碾壓作用由于磨科的硬度大大高于被研模具材料的硬度，因此磨?？蓪⑾鄳?yīng)大小的 波峰”碾碎，壓平。3．切削作用在碾壓的同時(shí) 磨粒的刃部將更小的“波峰”切掉(見(jiàn)圖1)。(圖1)旋轉(zhuǎn)式研磨頭的工作原理是依靠研磨頭高速旋轉(zhuǎn)(其殘速度可達(dá)2~m／s)帶動(dòng)磨具，磨料對(duì)教研唐表面進(jìn)行切削、碾壓 致使散觀波峰逐漸消失， 從而達(dá)到降低模具工作部分表面的粗糙度的目的。4 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與工作原理1. 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1- 異步電動(dòng)機(jī) 2-帶傳動(dòng) 3-工件定位板 4-工件 5 拋光絲夾頭 6-導(dǎo)軌7-往復(fù)架 8-直流調(diào)速電動(dòng)機(jī) 9-帶傳動(dòng) 10-曲柄 11-連桿2.工作原理以上的拉絲模的回轉(zhuǎn)速度為 850r/min,拋光絲的往復(fù)移動(dòng)速度 100—1000m/min,拉絲模的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)異步電動(dòng)機(jī)和一級(jí)平帶傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。傳動(dòng)比按電動(dòng)機(jī)速度與拉絲?；剞D(zhuǎn)速度的比值選擇，拋光絲的往復(fù)移動(dòng)通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和帶傳動(dòng)的串連來(lái)實(shí)現(xiàn)的，選擇直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速。參考文獻(xiàn)[1] 張春林 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告２．開(kāi)題報(bào)告：一、課題的目的與意義；二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望；三、課題主要內(nèi)容和要求；四、研究方法、步驟和措施開(kāi) 題 報(bào) 告一、課題的目的與意義機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)是實(shí)用新型涉及一種拋光機(jī)。它包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)桿、設(shè)置在導(dǎo)桿上的支架、拋光帶；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接在電機(jī)軸上的偏心輪、鉸接在偏心輪偏心軸上的曲柄；曲柄的另一端與導(dǎo)桿的一端鉸連接；導(dǎo)桿通過(guò)一對(duì)同軸設(shè)置的導(dǎo)套連接在機(jī)架上；在導(dǎo)桿中部橫向連接有支架，拋光帶穿越拉絲模模孔連接在支架上。本實(shí)用新型用機(jī)械傳動(dòng)代替手工操作，通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)桿的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；通過(guò)連接在導(dǎo)桿上相對(duì)于模孔做直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的拋光帶，實(shí)現(xiàn)了對(duì)?？椎膾伖饧庸?。大大節(jié)約了加工時(shí)間、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了拋光質(zhì)量、節(jié)約了研磨材料。我國(guó)拉絲模制造工業(yè)從八十年代起，發(fā)展較快，但總的來(lái)說(shuō)與國(guó)外還有不小的差距，我國(guó)制模工業(yè)還比較落后，加強(qiáng)制模管理，提高拉絲模質(zhì)量水平，推動(dòng)制模工藝技術(shù)的進(jìn)步，是當(dāng)前的重要課題。本課題拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì)就是著眼于用新型涉及一種對(duì)拉絲模具進(jìn)行拋光加工的拉絲模具高速拋光機(jī)其特點(diǎn)是拉絲模具放置定位腔是一個(gè)由旋轉(zhuǎn)端蓋和旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成的圓錐形空腔，改進(jìn)后的拉絲模具定位腔具有通用性，電機(jī)激磁控制電路設(shè)置了激磁可調(diào)開(kāi)關(guān)，在定時(shí)控制線(xiàn)路和振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)速度控制線(xiàn)路之間設(shè)置了一個(gè)啟動(dòng)保護(hù)電路，經(jīng)過(guò)如此改進(jìn)后的拉絲模具高速線(xiàn)拋光機(jī)往復(fù)振動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)拋光，改造簡(jiǎn)單，安全可靠。且大大的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力。制訂與國(guó)外等同的拉絲模產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，所以必須搞專(zhuān)業(yè)化管理，目前國(guó)內(nèi)有必要成立專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)，以進(jìn)一步加強(qiáng)拉絲模拋光機(jī)制造管理。機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)是自己制模，并且同時(shí)實(shí)現(xiàn)拋光，太大地減少了拉絲廠輔助部門(mén)的人員和資金占用，提高了經(jīng)濟(jì)效益。二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望我國(guó)拉絲模制造工業(yè)從八十年代起，發(fā)展較快，但總的來(lái)說(shuō)與國(guó)外還有不小的差距，我國(guó)制模工業(yè)還比較落后，加強(qiáng)制模管理，提高拉絲模質(zhì)量水平，推動(dòng)制模工藝技術(shù)的進(jìn)步，是當(dāng)前的重要課題。八十年代以來(lái)，我國(guó)金屬線(xiàn)材加工行業(yè)有好幾十個(gè)廠家，先后引進(jìn)了上百臺(tái)高速拉紱設(shè)備，在使用過(guò)程中，由于種種原因，普遍未達(dá)到設(shè)計(jì)水平，其中拉絲模的質(zhì)量是關(guān)鍵，因此改進(jìn)和提高我國(guó)拉絲模的制造工藝技術(shù)水平已成為刻不容緩的重要任務(wù)。從長(zhǎng)計(jì)議，應(yīng)當(dāng)由中國(guó)模協(xié)牽頭，以拉絲模專(zhuān)業(yè)委員會(huì)為主成立專(zhuān)門(mén)的管理機(jī)構(gòu)，專(zhuān)業(yè)的研究機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)制模業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)，采取有力手段，推進(jìn)優(yōu)勝劣汰的進(jìn)程，同時(shí)，要大力采用符合國(guó)際要求的拉絲模先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備，改變檢測(cè)設(shè)備不配套、不完善、不規(guī)范的現(xiàn)狀。目前，國(guó)內(nèi)無(wú)一個(gè)統(tǒng)一的拉絲模產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，必須按《質(zhì)量管理和質(zhì)量保證》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，全面推行貫徹IsO9000，按照國(guó)際制模標(biāo)準(zhǔn)制訂與國(guó)外等同的拉絲模產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。所以必須搞專(zhuān)業(yè)化管理，目前國(guó)內(nèi)有必要成立專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)，以進(jìn)一步加強(qiáng)拉絲模制造管理。在西德、意太利、日本、美國(guó)等工業(yè)先進(jìn)國(guó)家，拉絲廠都不自己制模，甚至修模都請(qǐng)專(zhuān)業(yè)制模廠家加工，太大地減少了拉絲廠輔助部門(mén)的人員和資金占用，提高了經(jīng)濟(jì)效益。而縱觀國(guó)內(nèi)外拋光機(jī)的狀況，國(guó)內(nèi)研發(fā)的拋光機(jī)在性能和外觀等方面還存在一定差距。例如，國(guó)內(nèi)研制的拋光機(jī)多數(shù)機(jī)型的拋光盤(pán)為單盤(pán)或雙盤(pán)，有水龍頭，但冷卻條件差。而國(guó)外研制的全自動(dòng)拋光機(jī)，能夠自動(dòng)控制冷卻液的流量，整個(gè)操作過(guò)程采用全自動(dòng)化模式，節(jié)省了人工并有效地提高了研究效率與質(zhì)量。所以，當(dāng)前的發(fā)展是趨向全自動(dòng)化的，如果在自動(dòng)化的基礎(chǔ)上加以相結(jié)合，就更能提高技術(shù)質(zhì)量。拉絲工業(yè)向大盤(pán)重、高速化發(fā)展，直線(xiàn)型拉絲模的優(yōu)勢(shì)日漸被認(rèn)識(shí)，當(dāng)今企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)集中表現(xiàn)在產(chǎn)品款式、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期及產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模。機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)作為工作母機(jī), 在企業(yè)未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中將發(fā)揮關(guān)鍵的作用, 并將成為本世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的主導(dǎo)。為了使高速加機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)的高生產(chǎn)效率, 近幾年來(lái), 包括拉絲模具的改造，自動(dòng)拋光不斷涌現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)機(jī)械式拉絲模拋光, 是提高生產(chǎn)力,減少工序，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。所以發(fā)展應(yīng)用的前景廣闊。三、課題主要內(nèi)容和要求1、主要內(nèi)容本課題研究的是機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì)，按導(dǎo)師要求完成開(kāi)題報(bào)告、機(jī)械部件的總裝圖和部分的零部件圖和說(shuō)明書(shū)等。在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作中，應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能，分析與解決問(wèn)題。通過(guò)學(xué)習(xí)、研究與實(shí)踐，使得理論認(rèn)識(shí)深化、知識(shí)領(lǐng)域擴(kuò)展、專(zhuān)業(yè)技能延伸。要求方案可行、結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，并滿(mǎn)足給定的設(shè)計(jì)技術(shù)條件。據(jù)數(shù)機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì)的主要要點(diǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、重復(fù)定位精度和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面2、任務(wù)要求（1）總體方案設(shè)計(jì)（2）主要技術(shù)參數(shù)確定（3）主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）主要零部件設(shè)計(jì)（5）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3、設(shè)計(jì)基本要求（1）查閱資料（2）說(shuō)明書(shū)論文不少于 1.5 萬(wàn)字（3）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（4）獨(dú)立完成（5）參加畢業(yè)答辯四、研究方法、步驟和措施1、課題研究方法依據(jù)課題任務(wù)書(shū)的要求，收集相關(guān)資料并加工、整理和正確使用工具書(shū)；掌握有關(guān)程序的設(shè)計(jì)、分析問(wèn)題的方法、設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制；具有分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力。樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，有嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；在設(shè)計(jì)中，應(yīng)能樹(shù)立正確的整體思路和各學(xué)科間的聯(lián)系，把有關(guān)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。2、課題研究步驟（1）熟悉設(shè)計(jì)的課題，查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；（2）畢業(yè)實(shí)習(xí)、進(jìn)行有關(guān)課題問(wèn)題的調(diào)研；（3）擬定設(shè)計(jì)的總體方案并進(jìn)行力學(xué)分析；（4）繪制總裝配圖；（5）繪制相關(guān)的零部件圖；（6）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；3、課題研究的措施（1）研究機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)的構(gòu)造，了解其工作原理和特點(diǎn)。（2）研究機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)拉絲、拋光部分，選擇最佳設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。（3）研究機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)的受力情況，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)其主要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度計(jì)算。（4）根據(jù)設(shè)計(jì)要求及計(jì)算結(jié)果，繪制機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)的總裝配圖及其主要零件圖。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見(jiàn)：1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：指導(dǎo)教師： 年 月 日所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人： 年 月 日I摘 要通過(guò)拉絲模拋光機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖，在消化、吸收、引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)。本設(shè)計(jì)以機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)完成了控制拋光絲往復(fù)移動(dòng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和夾緊拉絲模的夾緊裝置設(shè)計(jì)，帶傳動(dòng)裝置具體參數(shù)和尺寸的設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵零部件及總裝圖的三維造型。在拋光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要完成了滑動(dòng)導(dǎo)軌和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的詳細(xì)連接設(shè)計(jì)，以及零件連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電機(jī)選擇。該拋光機(jī)的特點(diǎn)在于用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)控制拋光絲的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)拋光絲的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和夾具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)拉絲模內(nèi)孔的研磨拋光。關(guān)鍵詞：拉絲模拋光機(jī)；導(dǎo)軌；夾緊裝置；帶傳動(dòng)IIAbstractOn the basis of advanced foreign technology and the abroad picture materials of drawing die, the drawing die polishing machine has been designed creatively.Basing on the mechanical structural design, the creative design finished the design of hydraulic system which is used to control the reciprocating movement of polishing wire as well as the clamping device which is used to clamp polishing wire. And the specific parameters ,dimensions of belt driver transmission device, key components and the three-dimensional modeling have also been designed here. In the design of control system, I have mainly finished the four important designs which are hydraulic cylinders, fuel tanks, the structure of pumping systems’ connection parts and the choosing of coupling. The characteristics of this polishing machine is that it uses the double-piston hydraulic cylinders to control the reciprocating movement, then realizes the lapping and polishing on the hole in drawing die with the compound motion which is formed by the drawing wire’s reciprocating movement and the fixture’s rotary motionKey Words: Drawing Die polishing machine; hydraulic transmission;clamping device ; belt transmission. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文題 目 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì) （院） 系 機(jī) 械 工 程 學(xué)院 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 導(dǎo)師姓名 完成日期 誠(chéng) 信 聲 明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表過(guò)的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過(guò)的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。作者簽名： 日期： 年 月 日目錄摘要 ⅠAbstract .Ⅱ第 1章 緒論 .11.1 引言 11.2 課題研究的目的和意義 .11.2.1 課題的來(lái)源及研究 11.2.2 國(guó)內(nèi)外拉絲模拋光機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 21.3 課題研究?jī)?nèi)容與思路 .31.3.1 課題的研究?jī)?nèi)容 31.3.2 課題的研究思路 41.4 小結(jié) 4第 2章 設(shè)計(jì)方案確定 .52.1 拋光過(guò)程分析 52.2 課題方案的分析與確定 .52.2.1 方案設(shè)計(jì)一 .52.2.2 方案設(shè)計(jì)二 52.2.3 方案設(shè)計(jì)三 6第 3章 拉絲模拋光機(jī)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 73.1 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 .83.1.1 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)特點(diǎn) 83.1.2 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)二維圖 8第 4章 拉絲模相關(guān)設(shè)計(jì) .104.1 帶傳動(dòng) .104.1.1 概述 .104.1.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .104.2 電機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì) 144.2.1 確定小帶輪與電機(jī)連接處的鍵 .144.2.2 電機(jī)的螺栓組連接設(shè)計(jì) 154.3 拉絲模夾具設(shè)計(jì) 184.3.1 確定方案 184.3.2 確定要限制的自由度 184.3.3 定位方案選擇 .184.3.4 夾緊方案確定 .194.3.5 夾具體與定位鍵 .19第 5章 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)的 PLC控制設(shè)計(jì) 15.1 概敘 225.2 自動(dòng)編程控制原理 .225.3 拉絲模拋光機(jī)邏輯可編程控制器 225.3.1 可編程控制器的基本概念 225.3.2 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 245.3.3 可編程控制器的分類(lèi) 255.4 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .265.4.1 可編程控制器的選擇 265.4.2 內(nèi)部接線(xiàn) 265.5 部分程序 27結(jié)論 30參考文獻(xiàn) 31致謝 32附錄 330第 1 章 緒論1.1 引言我國(guó)金屬制品行業(yè)自建國(guó)以來(lái)有了很大的發(fā)展在金屬制品拉拔行業(yè)中，拉絲模是非常重要的易耗工具，該工具經(jīng)歷了鑄鐵絲扳，合金鋼模、鉆石模、硬質(zhì)合金模、聚晶模等發(fā)展階段。無(wú)論是理論上，還是制造工藝方面，以及拉絲模具使用方面都發(fā)生了大的變革。而在拋光機(jī)方面，機(jī)械拋光是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的拋光方法，其正確的工藝和操作方法是在保證獲得優(yōu)質(zhì)的型材和其他條件的情況下具有最高的拋光速率。選擇可靠性高的試樣拋光機(jī)，可以提高制樣效率和質(zhì)量，減少試樣廢品率，從而降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，獲得樣品質(zhì)量的高度一致性。我國(guó)目前采用的拉絲模研磨工藝是五十年代初從蘇聯(lián)引進(jìn)的針磨工藝。這種工藝的可靠性不高，且生產(chǎn)效率較低。機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì)正是為了提高拉絲模使用壽命、拉絲模內(nèi)孔的拋光精度、拋光效率等而開(kāi)發(fā)的。本課題設(shè)計(jì)的將是一種新型拉絲模線(xiàn)研磨拋光機(jī)，該機(jī)主要由卡具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、絲架往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。該機(jī)特點(diǎn)在于可將拉絲模的內(nèi)孔一次研磨拋光成型，使生產(chǎn)效率大大提高。絲架往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，采用配重平衡，從而使絲架高、低速運(yùn)行平穩(wěn)，加工范圍增寬，加工精度提高，使加工小孔徑拉絲模具成為現(xiàn)實(shí)。而機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)方面：一是拋光絲往復(fù)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；二是卡具放置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。1.2 課題研究的目的和意義1.2.1 課題的來(lái)源及研究目前中國(guó)已經(jīng)成為全球線(xiàn)材制品大國(guó)。但是從經(jīng)濟(jì)效益看，差距卻很大。全行業(yè)各類(lèi)產(chǎn)品基本生存在上下游企業(yè)的夾縫中，長(zhǎng)期以來(lái)在微利和虧損的邊緣徘徊。這些必須引起全行業(yè)的高度關(guān)注。我國(guó)線(xiàn)材制品行業(yè)普遍面臨成本壓力，其根本出路還是加強(qiáng)科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新，增加高附加值產(chǎn)品的比重，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)管理，節(jié)約資源，提高競(jìng)爭(zhēng)力。預(yù)計(jì) 2010 年，國(guó)內(nèi)中高碳線(xiàn)材制品的消費(fèi)量將增長(zhǎng)至 865 萬(wàn)噸（未包括凈出口量）?！笆晃濉逼陂g，我國(guó)中高碳線(xiàn)材制品消費(fèi)量將持續(xù)增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)率將有所下降。因?yàn)?，中高碳線(xiàn)材（硬線(xiàn)）的制造成本與普通低碳鋼線(xiàn)材的成本差距逐漸縮小，為進(jìn)一步發(fā)展中高碳線(xiàn)材制品生產(chǎn)提供了條件。另外，隨著中高碳線(xiàn)材制品生產(chǎn)成本的降1低，特別是建筑行業(yè)用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度鋼絲及制品的價(jià)格與普通低碳鋼絲的差距逐漸縮小，為中高碳線(xiàn)材制品在建筑行業(yè)推廣創(chuàng)造了條件，這將帶動(dòng)中高碳制品消費(fèi)總量的持續(xù)增長(zhǎng)。線(xiàn)材行業(yè)的不斷發(fā)展對(duì)拉絲模提出了越來(lái)越多的要求，低成本高質(zhì)量就要求拉絲模的使用壽命要更長(zhǎng)，內(nèi)孔精度要更高，總之就是要提高拉絲模的質(zhì)量。拉絲模的內(nèi)孔由圓柱面與圓錐面組成，見(jiàn)圖 1.1。圓錐面為對(duì)線(xiàn)材（工件）的壓縮區(qū)，圓柱面為拉絲模的定徑區(qū)（拋光區(qū)），其直徑大小與線(xiàn)材尺寸相對(duì)應(yīng)。拉絲模的質(zhì)量直接辯證唯物線(xiàn)材的形狀、尺寸、表面粗糙度及使用壽命。我國(guó)目前采用的拉絲模?？籽心スに囀俏迨甏鯊奶K聯(lián)引進(jìn)的針磨工藝。它的工作原理是，模具旋轉(zhuǎn)，針狀磨頭在磨孔內(nèi)做微移動(dòng)或擺動(dòng)，以達(dá)到加工?？椎哪康?，見(jiàn)圖 1.2。這種工藝的可靠性不高，且生產(chǎn)效率較低。針狀磨頭設(shè)計(jì)成錐狀是為了使其在模也內(nèi)穿進(jìn)方便，同時(shí)在磨削過(guò)程中產(chǎn)生徑向分力以提高磨削效果。但因此也帶來(lái)很多弊端。首先，針狀磨頭的錐度使加工出來(lái)的模孔也具有錐度，使用有錐度的模孔拉絲時(shí)，起定徑作用的僅僅是錐狀?？椎男《耍ㄒ?jiàn)圖 1.3）。定徑區(qū)小，因而在拋光作業(yè)時(shí)的接觸面積小，那么由于拉絲模工作過(guò)程中作用在磨擦表面微觀體積上周期性的接觸載荷或交變應(yīng)力的存在，極易使表面或次表面形成裂紋。由此造成模孔劇烈磨損，線(xiàn)材拋光質(zhì)量差。其次，針狀磨頭是手工修制的，磨頭形狀極難呈現(xiàn)理想圓錐形。因此，在研磨過(guò)程中，由于針磨頭呈錐面，徑向分力存在，且?guī)缀醪豢赡芡耆胶?，由此而產(chǎn)生的偏心力使懸置的磨頭呈現(xiàn)撓曲，從而加工出偏心的模孔。另一方面，由于模頭的不規(guī)則，在磨削過(guò)程中出現(xiàn)高頻交變應(yīng)力，以致產(chǎn)生振動(dòng)。對(duì)于一個(gè)“ 懸臂梁”結(jié)構(gòu)，在加工過(guò)程中存在的振動(dòng)，將對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的壽命有所影響。圖 1.1 圖 1.2 圖 1.3圖 2.1 拉絲模的拉拔過(guò)程從考核產(chǎn)品或設(shè)備可靠性的角度一看，主要指標(biāo)是壽命和性能。顯而易見(jiàn)，針磨工藝是比較落后的。所以就要求改進(jìn)國(guó)內(nèi)的拉絲模拋光技術(shù)，本課題就是在消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制出高速線(xiàn)拋光機(jī)。21.2.2 國(guó)內(nèi)外拉絲模拋光機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀研磨工藝是拉絲模成型的主要工序。它分為三個(gè)步驟，粗磨、細(xì)磨(精磨)、拋光。加工方法基本相似，但使用磨料不一。據(jù)中國(guó)機(jī)床商業(yè)網(wǎng)報(bào)道，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種模具的加工工藝要求越來(lái)越高。提高模具拋光的速度和質(zhì)量使我國(guó)模具制造工藝達(dá)到世界先進(jìn)水平，已成為刻不容緩的重要課題。目前，國(guó)外拉絲模拋光效果最好的是日本、美國(guó)，而意大利、瑞典、丹麥等國(guó)拋光質(zhì)量次之。機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)是實(shí)用新型涉及一種拋光機(jī)。它包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)桿、設(shè)置在導(dǎo)桿上的支架、拋光帶；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接在電機(jī)軸上的偏心輪、鉸接在偏心輪偏心軸上的曲柄；曲柄的另一端與導(dǎo)桿的一端鉸連接；導(dǎo)桿通過(guò)一對(duì)同軸設(shè)置的導(dǎo)套連接在機(jī)架上；在導(dǎo)桿中部橫向連接有支架，拋光帶穿越拉絲模?？走B接在支架上。本實(shí)用新型用機(jī)械傳動(dòng)代替手工操作，通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)桿的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；通過(guò)連接在導(dǎo)桿上相對(duì)于?？鬃鲋本€(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的拋光帶，實(shí)現(xiàn)了對(duì)?？椎膾伖饧庸ぁ４蟠蠊?jié)約了加工時(shí)間、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了拋光質(zhì)量、節(jié)約了研磨材料。我國(guó)拉絲模制造工業(yè)從八十年代起，發(fā)展較快，但總的來(lái)說(shuō)與國(guó)外還有不小的差距，我國(guó)制模工業(yè)還比較落后，加強(qiáng)制模管理，提高拉絲模質(zhì)量水平，推動(dòng)制模工藝技術(shù)的進(jìn)步，是當(dāng)前的重要課題。本課題拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì)就是著眼于用新型涉及一種對(duì)拉絲模具進(jìn)行拋光加工的拉絲模具高速拋光機(jī)其特點(diǎn)是拉絲模具放置定位腔是一個(gè)由旋轉(zhuǎn)端蓋和旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成的圓錐形空腔，改進(jìn)后的拉絲模具定位腔具有通用性，電機(jī)激磁控制電路設(shè)置了激磁可調(diào)開(kāi)關(guān)，在定時(shí)控制線(xiàn)路和振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)速度控制線(xiàn)路之間設(shè)置了一個(gè)啟動(dòng)保護(hù)電路，經(jīng)過(guò)如此改進(jìn)后的拉絲模具高速線(xiàn)拋光機(jī)往復(fù)振動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)拋光，改造簡(jiǎn)單，安全可靠。且大大的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力。制訂與國(guó)外等同的拉絲模產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，所以必須搞專(zhuān)業(yè)化管理，目前國(guó)內(nèi)有必要成立專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)，以進(jìn)一步加強(qiáng)拉絲模拋光機(jī)制造管理。機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)是自己制模，并且同時(shí)實(shí)現(xiàn)拋光，太大地減少了拉絲廠輔助部門(mén)的人員和資金占用，提高了經(jīng)濟(jì)效益。1.3 課題研究?jī)?nèi)容與思路1.3.1 課題的研究?jī)?nèi)容本課題在結(jié)合中國(guó)的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，開(kāi)發(fā)一種高效、優(yōu)質(zhì)的拉絲模拋光生產(chǎn)設(shè)備，主要針對(duì)拉絲模拋光機(jī)的卡具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的3反求設(shè)計(jì)，對(duì)拋光絲往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。本課題的卡具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是指夾持拉絲模，并帶動(dòng)拉絲模一起作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主要包括以下幾個(gè)方面：其一，將拉絲模定位夾緊，要拋光拉絲模的內(nèi)孔就必須要確保拉絲模的定位定心精度；其二，將帶運(yùn)動(dòng)拉絲模一起作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該拉絲模拋光機(jī)的工作原理是利用拋光絲的往復(fù)運(yùn)動(dòng)及拉絲模的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)拉絲模內(nèi)孔進(jìn)行拋光的，所以該卡具機(jī)構(gòu)的主要任務(wù)就是將拉絲模固定在一定的高度并且使其能夠做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所以課題根據(jù)拉絲模的主要工藝過(guò)程，設(shè)計(jì)出的卡具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要有以下幾個(gè)部分：夾緊、旋轉(zhuǎn)。該課題的控制系統(tǒng)是指能使拋光絲作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。1.3.2 課題的研究思路本課研究的主要設(shè)計(jì)思路是：（1）通過(guò)查資料、結(jié)合傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)和機(jī)械線(xiàn)材行業(yè)的發(fā)展需要，設(shè)計(jì)拉絲模拋光機(jī)卡具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及拋光絲往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的大體部件。（2）采用 UG 軟件初步設(shè)計(jì)出拉絲模拋光機(jī)的主體結(jié)構(gòu)，以及各個(gè)附屬機(jī)構(gòu)。（3）根據(jù)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定其結(jié)構(gòu)并選定各零件的材料。（4）繪制主體結(jié)構(gòu)的三維圖紙和工程圖紙，關(guān)鍵零件的三維圖紙、工程圖紙和有限元分析。（5）通過(guò)計(jì)算完成各個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的自由度的分析和計(jì)算；分析各個(gè)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)的方程。（8）根據(jù)要求和設(shè)計(jì)過(guò)程，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。1.4 小結(jié)結(jié)合三維實(shí)體建模技術(shù)、二維建模技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)等技術(shù)對(duì)原有的拉絲模拋光機(jī)進(jìn)行整體反求創(chuàng)新改造設(shè)計(jì)，用液壓系統(tǒng)來(lái)代替連桿機(jī)構(gòu)對(duì)拋光絲往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，同時(shí)，對(duì)操作人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)可以加速生產(chǎn)效率和質(zhì)量。應(yīng)用以上的分析我們?cè)O(shè)計(jì)的拉絲模拋光機(jī)一定能滿(mǎn)足生產(chǎn)者的需求，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳步，獲得更大的利潤(rùn)。4第 2 章 設(shè)計(jì)方案的確定2.1 拉絲模的拋光過(guò)程分析根據(jù)本課題——機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì)的要求及所要實(shí)現(xiàn)的加工功能，即，拉絲模的夾持旋轉(zhuǎn)和拋光絲對(duì)拉絲模內(nèi)孔拋光的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其整個(gè)拉絲模拋光機(jī)的拋光過(guò)程為：裝夾拉絲模 裝夾拋光絲 起動(dòng)機(jī)器 拋光絲往復(fù)運(yùn)動(dòng) 拋光?？讖膾伖膺^(guò)程可以看出，拉絲模拋光機(jī)的主要工作部件是拋光絲的往復(fù)移動(dòng)和拉絲模的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，拋光絲在控制系統(tǒng)的作用下在拉絲模內(nèi)孔內(nèi)上下移動(dòng)，而拉絲模在夾持機(jī)構(gòu)——卡具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的固定下通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，拋光絲和拉絲模的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生磨擦，從而對(duì)模孔定徑區(qū)進(jìn)行拋光加工。2.2 課題方案的分析與確定根據(jù)拉絲模拋光機(jī)的拋光過(guò)程，設(shè)計(jì)了以下幾個(gè)可行性方案，分別如下。2.2.1 方案設(shè)計(jì)一拋光絲的往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用電控（PLC）系統(tǒng)控制，這種控制系統(tǒng)要求操作人員要具有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，能熟練掌握零件的工藝規(guī)程并且編制其加工程序，目前在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用局限性還比較小。2.2.2 方案設(shè)計(jì)二用磨液射流磨削拋光拉絲模模芯。磨液射流磨削拋光原理是磨液在高速氣流的帶動(dòng)下，通過(guò)噴射，得到很高和速度。磨削拋光時(shí)，雖然磨粒的質(zhì)量很小，但因速度很高，故磨料具有足夠的動(dòng)能對(duì)金屬或非金屬表面進(jìn)行磨削拋光加工。磨削拋光時(shí)，作用于工件表面上的沖擊力可分解為水平分力 Px 和垂直分力 Py（如下圖所示）。a)受力圖 b)拋光機(jī)的組成圖 2.2 磨液射流磨削拋光原理5這種拋光機(jī)主要適用于生產(chǎn)中的各種復(fù)雜曲表面的拋光。2.2.3 方案設(shè)計(jì)三采用帶傳動(dòng)來(lái)控制拋光絲的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。帶傳動(dòng)控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用軸完成傳遞轉(zhuǎn)矩的過(guò)程。因?yàn)椋≒LC ）控制方式的靈活性和便捷性，PLC控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。凸輪在帶傳動(dòng)下做圓周運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)導(dǎo)軌的做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而導(dǎo)軌通過(guò)絲夾頭與拋光絲連接，并帶動(dòng)拋光絲作往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而對(duì)拉絲模內(nèi)孔進(jìn)行拋光。這種控制系統(tǒng)既保證了拉絲模內(nèi)孔的加工精度，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，對(duì)操作人員的專(zhuān)業(yè)要求不如數(shù)控系統(tǒng)的高，而適用范圍又比較廣。所以，綜上所述，該拉絲模拋光機(jī)拋光絲的往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用電控（PLC）系統(tǒng)來(lái)控制。6第 3 章 拉絲模拋光機(jī)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合拉絲模拋光機(jī)系統(tǒng)的原理圖（圖 2.1）可知分為兩種傳動(dòng)系統(tǒng)，一為拉絲模夾持機(jī)構(gòu)采用直接驅(qū)動(dòng)方式，由于是旋轉(zhuǎn)，故選擇帶傳動(dòng)。這是根據(jù)給定條件、機(jī)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單明了、機(jī)構(gòu)相容性等選擇的方案。二為拋光絲的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于拋光絲的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比較快，采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)。原理是曲柄的搖擺動(dòng)作轉(zhuǎn)換成拋光絲的往復(fù)移動(dòng)并對(duì)外做功。用電控系統(tǒng)控制的拉絲模拋光機(jī)其系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。拉絲模拋光機(jī)的原理圖如 3.1 所示,三維造型如圖 3.2 所示。圖 3.1 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)原理圖1- 異步電動(dòng)機(jī) 2-帶傳動(dòng) 3-工件定位板 4-工件 5 拋光絲夾頭 6-導(dǎo)軌7-往復(fù)架 8-直流調(diào)速電動(dòng)機(jī) 9-帶傳動(dòng) 10-曲柄 11-連桿7圖 3.2 拉絲模拋光機(jī)三維圖3.1 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介3.1.1 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)特點(diǎn)導(dǎo)向精度高，不會(huì)出現(xiàn)間隙，能自動(dòng)補(bǔ)償磨損。一般選取三角形頂角 γ=90°,重型機(jī)械采用大頂角 γ=110°～120°。當(dāng)水平力大于垂直力，V 形導(dǎo)軌兩側(cè)受力不均勻時(shí)，采用不對(duì)稱(chēng) V 形導(dǎo)軌。承載能力大，制造方便。必須留有側(cè)向間隙。不能補(bǔ)償磨損。用鑲條調(diào)整時(shí)，會(huì)降低導(dǎo)向精度。需注意導(dǎo)軌的保護(hù)。尺寸緊湊，適用于要求高度小﹑導(dǎo)軌層數(shù)多的場(chǎng)合。可構(gòu)成閉式導(dǎo)軌。用一根鑲條可以調(diào)整各面的間隙。剛度比平面導(dǎo)軌小。8制造簡(jiǎn)單，彎曲剛度小，主要用于受軸向載荷的導(dǎo)軌。適用于同時(shí)作直線(xiàn)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合 3.1.2 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)二維圖9第 4 章 拉絲模的相關(guān)設(shè)計(jì)4.1 帶傳動(dòng)4.1.1 概述如圖帶傳動(dòng)由主動(dòng)輪 1、從動(dòng)輪 2 及緊套在其上的環(huán)形傳動(dòng)帶 3 組成。環(huán)形傳動(dòng)帶采用易彎曲的撓性材料制成。帶傳動(dòng)按工作原理可分為摩擦帶傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)，本機(jī)構(gòu)中采用的是摩擦帶傳動(dòng)（V 帶傳動(dòng)）。圖 4.1 帶傳動(dòng)示意圖4.1.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇 V 帶型號(hào)根據(jù)要求選擇所需電動(dòng)機(jī)，查文獻(xiàn)[3]選取型號(hào)為 Y802-4，其額定功率為0.75KW，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為 1390r/min，同步轉(zhuǎn)速為 1500 r/min，質(zhì)量為 18kg。確定計(jì)算功率，查文獻(xiàn)[10]表 4.6 得工作情況系數(shù) K =1.4，則有AWPKAca 705.1???按 、 =1390 r/min 查文獻(xiàn)[6]的圖 3.5-1，選 O 型 V 帶。KWPca7.0?1n（2）確定帶輪直徑 、d2①選取小帶輪直徑 ：參考文獻(xiàn)[6]的圖 3.5-1 及表 3.5-5，選取小帶輪直徑1=71mm。1d②驗(yàn)算帶速： smndv /17.5)06/(197)06/(1 ???????③確定從動(dòng)帶輪直徑 ： = ，查表 3.5-5 取2di853=112mm。2d④計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比： .17/2/12??di10⑤驗(yàn)算從動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)速： ，（880-850）min/805.1/39/12 rin??/850 100%=3.5%,所以 允許。?m802r?（3）確定中心距 和帶長(zhǎng)adL①初選中心距 ：0，m)127()127(. 0????? ma361.80?取 =250 mm。0a②計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ：0Lmadda14.782504)1()7(2502121????????由文獻(xiàn)[10]的表 4.2 得 =800 mm。dL③計(jì)算中心距 ：a 256)21.7850(20 ???????④確定中心距高速范圍： mLd 803.63.max ??24012501in???4．驗(yàn)算小帶輪包角 ：1?，ooodoa 120760258061802 ?????????合適。17（5）確定 V 帶根數(shù) z①確定額定功率 ：0P由 =71mm、 =5m/s 和 =6m/s，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得 Z 型 V 帶的額定功率分別為1dv0.53KW 和 0.62KW，用線(xiàn)性插值法求 =5.27m/s 時(shí)的額定功率 值，v0P11=0PKW5.0)27.(563.0.3. ????②確定 V 帶根數(shù) z： （ -包角系數(shù)， -長(zhǎng)度系數(shù)），查文LacKP)(0??aL獻(xiàn)[6]得 =0.04KW,查表 3.5-10 得 =0.98,表 3.5-11 得 =1.0；0P? K所以 z 根，取 z=2 根。3.1098.)4.5.(7????（6）計(jì)算單根 V 帶初拉力 F查文獻(xiàn)[6]表 3.5-1 得單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.0612kg/m, NqvKvzPFac 35.827.061.)98.52(7.50)15.2(02 ?????????（7）計(jì)算對(duì)軸的壓力 QFNzFQ 2710sin35.82sin210 ?????（8）確定帶輪的結(jié)構(gòu)=71mm,采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)； =112 mm 的帶輪和拉絲模夾具體設(shè)計(jì)成一體，以1d 2d便帶動(dòng)拉絲模一起作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)上面 3.1.2 所計(jì)算出的帶輪結(jié)構(gòu)尺寸，利用 Pro/E 三維實(shí)體建?？梢缘贸鰩л喌慕Y(jié)構(gòu)圖。其中小帶輪圖如圖 4.2,大帶輪如圖 4.3:12圖 4.2 小帶輪圖圖 4.3 大帶輪圖134.2 電機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)4.2.1 確定小帶輪與電機(jī)連接處的鍵電動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸示意圖，如圖 4.4 所示。圖 4.4 電動(dòng)機(jī)的外形和安裝尺寸所選電動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸，查手冊(cè) [3]中表 20-2，如表 4-1 和 4-2 所示。表 4-1 電機(jī)安裝尺寸(單位： )mH A B C D E FⅹG G K80 125 100 50 19 40 6ⅹ6 15．5 10表 4-2 電機(jī)外形尺寸(單位： )AB AD AC HD AA BB HA L160 150 85 170 34 130 10 285（1）鍵連接的選擇鍵連接的選擇包括類(lèi)型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。由于電機(jī)和小帶輪的材料都已經(jīng)確定了，據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和式作重要條件來(lái)選擇鍵連接的類(lèi)型；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來(lái)取定。鍵的主要尺寸為截面尺寸 b、h 和長(zhǎng)度 L。由于電機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)件，所以與之相關(guān)的鍵的基本尺寸 b、h 已經(jīng)確定為 6、6；長(zhǎng)度 L 可參照輪轂長(zhǎng)度 B 從標(biāo)準(zhǔn)中選取，一般取 L=B-（5～10）mm，由 B=40 mm 查標(biāo)準(zhǔn)取 L=32 mm，初選 A 型平鍵，材料為 45 鋼。（2）鍵連接的強(qiáng)度校核14在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，各零件的受力如圖 3.4 所示。普通平鍵連接的主要失效形式是工作面的壓潰，按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算；導(dǎo)向平鍵和滑鍵的主要失效形式是工作面的過(guò)度磨損，按工作表面上的壓強(qiáng)進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計(jì)算。只有在嚴(yán)重過(guò)載情況下，平鍵連接才有可能出現(xiàn)如圖 3.4 沿 a-a 面的剪斷。圖 4.5 平鍵連接情況假設(shè)鍵的工作表面上載荷均勻分布,合成后的集中力 F(圓周力)作用于接觸面高度中點(diǎn),參照?qǐng)D 3.4,可得普通平鍵連接的擠壓強(qiáng)度條件 ??ppdklT???2式中 T─傳遞的轉(zhuǎn)矩,單位為 N. mm；k─鍵與輪轂的接觸高度，單位為 mm；d─軸的直徑，單位為 mm；l─鍵的工作長(zhǎng)度，單位為 mm；[ ]─鍵、軸、輪轂 3 者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為 MPa；p?由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得電機(jī)的相關(guān)參數(shù)為 d=19mm、k=3mm、l=L-b=32-6=26 mm，查參考文獻(xiàn)[10]的表 12.1 有[ ]=125～150MPa，則有p ][1.326190. ppMPa??????由以上可見(jiàn)所選鍵滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。4.2.2 電機(jī)的螺栓組連接設(shè)計(jì)已知工作載荷 ，力的作用線(xiàn)在垂直方向上，底板高 ，其余尺NFQ170? mh160?寸見(jiàn)圖 4.6。15設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表 4-2:圖 4.6 電機(jī)螺栓組連接表 4.2 螺栓連接設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容 設(shè)計(jì)結(jié)果（1）螺栓組受力分析① 水平方向上分力 xF② 垂直方向上分力 y③ 翻轉(zhuǎn)力矩 M由圖 4.6 知 方向上不受力xQyF?mN??)08.( 0?xFNy17mM?6.3（2）失效形式分析該連接可能出現(xiàn)以下幾種失效形式:(1)在 作用下，電機(jī)可能向下滑移；y(2)最上邊的受拉螺栓可能被拉斷或產(chǎn)生塑性變形；為防止滑移，應(yīng)保證有足夠的預(yù)緊力。（3）計(jì)算 作用下M受力最大螺栓所受的最大工作拉力 maxF由文獻(xiàn)[10]的式 13.8 NLzi )05.4/(.613/ 22maxax ????NF68max?（4）計(jì)算最大工作拉力 FN68max? NF68?16（5）計(jì)算螺栓所受總拉力 ?F① 計(jì)算預(yù)緊力 0F② 計(jì)算螺栓總拉力 ?由底板不滑移條件:,可得:yfxFkCzFf???)(210 )(210 xkfz?查文獻(xiàn)[10]的表 13.9 得 ,則.021??C,取 , ,則8.012??C.fk6.fN5.3187)6.7(40 ????設(shè)計(jì)時(shí)取 F350C)682.0(210 ????——可靠度系數(shù)； ——接合面間的摩擦因子，接fkf合面干燥時(shí) ，否則取 ；6.0~?f 1.0~6.?f——螺栓個(gè)數(shù)。z2.1?fk60NF35.1?（6）確定螺栓直徑 d選螺栓材料 35 鋼，性能等級(jí) 4.6 級(jí),查表 13.5 得:,查表 13.7 取安全系數(shù) ,螺栓材MPaS240??5.1?S料的許用應(yīng)力 MPaS605.1//][由式 13.21, ，按mFd1.352.][1??????GB196-81 粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng) ,其d8，可滿(mǎn)足要求，故可選 M8m03.647.1??的螺栓。35 鋼，4.6 級(jí)MPaS240??S=1.5 16][md03.?8?647.1（7）校核接合面工作2498)3(A???,故不0max?p?17能力:接合面上部不出現(xiàn)縫隙3 387.401)6210(6)2(6mhbW?????由式 13.9, WMFCzAxp??)(210ax?71.087.463.3549max????MPp會(huì)出現(xiàn)縫隙（8）驗(yàn)算預(yù)緊力 0F對(duì)碳素鋼,要求 FS?).0~(0?2221 7.34/647./ mdA????NNS350963.6. ??預(yù)緊力 符合0F要求所以電機(jī)的連接選用 M8 的普通螺栓連接。4.3 拉絲模夾具設(shè)計(jì)4.3.1 確定方案根據(jù)已經(jīng)給定的未加工的硬質(zhì)合金拉絲模，其上下兩底面和圓周面的尺寸和精度已經(jīng)確定并加工好。該夾具是在拉絲模拋光時(shí)用來(lái)確定拋光絲與?？椎奈恢镁龋⒛苁箳伖饨z對(duì)拉絲模中心孔進(jìn)行研磨拋光的機(jī)構(gòu)。4.3.2 確定要限制的自由度按照加工要求，拉絲模拋光機(jī)拋光模心時(shí)拋光絲做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且拉絲模在上下方向上不應(yīng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此應(yīng)限制拉絲模上下運(yùn)動(dòng)的自由度。拉絲模在異步電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下隨模座做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，相對(duì)模座來(lái)說(shuō)還要限制 X-Y 方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。另外兩個(gè)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)自由度已經(jīng)隨著拉絲模與模座的圓周面接觸受到了限制。即加工拉絲模時(shí)應(yīng)限制六個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。4.3.3 定位方案選擇拉絲模以其上下兩底面及其圓周面為定位基準(zhǔn)，夾具體加工出與其相配合的孔用來(lái)定位拉絲模，利用壓板、雙頭螺柱和滾花螺母相配合來(lái)限制其五個(gè)自由度，最后18在壓板上做一凸臺(tái)，在拉絲模上做出與其相對(duì)應(yīng)的孔，安裝時(shí)兩者配合限制其最后的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。4.3.4 夾緊方案的確定根據(jù)工件夾緊的原則，如圖 4.6 所示，將工件放入夾具體內(nèi)，夾具體加工出與工件配合的孔用來(lái)定位工件，利用壓板、圓柱頭六角螺釘相配合來(lái)限制除轉(zhuǎn)動(dòng)自由度外的其它五個(gè)自由度，最后在壓板上做一凸臺(tái)，在工件上做出與其相對(duì)應(yīng)的孔，安裝時(shí)兩者配合限制其轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。由于工件和其夾具體需要在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此其夾緊裝置不宜太復(fù)雜，為使加緊可靠，裝拆方便,采用內(nèi)六角圓柱頭螺釘來(lái)固定。夾具體 壓板 拉絲模 內(nèi)六角頭螺釘圖 4.6 拉絲模夾具裝配圖4.3.5 夾具體與定位鍵19由于拉絲模形狀規(guī)則，且要加工的內(nèi)孔與拋光絲的位置已經(jīng)確定，故不需要另加對(duì)刀塊。夾具體時(shí)用來(lái)固定工件并和機(jī)床連接的裝置。在該拉絲模拋光機(jī)中，夾具體和帶動(dòng)拉絲模轉(zhuǎn)動(dòng)的帶輪做成一體，以簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，節(jié)約成本。夾具體與軸承等部件一起安裝在夾具體座內(nèi)，并通過(guò)夾具體底座固定在機(jī)床支承導(dǎo)軌上。這樣工件就和機(jī)床連接在了一起。定位鍵是用來(lái)確定夾具與機(jī)床工作臺(tái)之間正確相對(duì)位置的元件。在該機(jī)床中，壓板上的凸臺(tái)除了有限制其自由度的作用以外，還起到定位鍵的作用，確保拉絲模的中心與拋光絲的軸心在一條直線(xiàn)上。為保證拉絲模在夾具體內(nèi)安裝穩(wěn)定，利用壓板、內(nèi)六角圓柱頭螺釘相配合把拉絲模固定在夾具體內(nèi)，方便加工且提高精度，方便固定。4.3.5 電動(dòng)機(jī)的選擇工業(yè)上一般用三相交流電源，無(wú)特殊要求一般選用三相異步交流電動(dòng)機(jī)。最常用Y 型系列籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，價(jià)格低，適用于不易燃、不易爆，無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的場(chǎng)合。由于啟動(dòng)性好，也適用于某些要求較高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的機(jī)械。需要經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的機(jī)械，要求電動(dòng)機(jī)有較小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較強(qiáng)的過(guò)載能力，應(yīng)選用起重及冶金 YZ（籠型）系列 YZR（繞線(xiàn)型）系列異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，按安裝位置不同，有臥式和立式兩類(lèi)；按防護(hù)不同有開(kāi)啟式、防護(hù)式（防滴式）、封閉式及防爆式等 。可根據(jù)安裝需要和防護(hù)要求選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。常用結(jié)構(gòu)為臥式封閉式電動(dòng)機(jī)。根據(jù)石材加工生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)的要求和工作條件的客觀原因，決定選用一般的電動(dòng)機(jī)即臥式封閉式電動(dòng)機(jī)。割裝置和拋磨裝置選定的電機(jī)見(jiàn)下表 3.1 和表 3.2。表 4.3 拉絲模裝置選用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)形式功率和轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 最大轉(zhuǎn)矩Y112M-2 4kw 3000r/min 2890r/min 118Kg 2.2表 4.4 拋光機(jī)裝置選用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)形式功率和轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 最大轉(zhuǎn)矩20Y160M1-8 7.5kw 750r/min 720r/min 119Kg 2.04.3.6 轉(zhuǎn)速的確定設(shè)計(jì)時(shí)，須根據(jù)不同機(jī)構(gòu)的性能要求，合理確定拋光機(jī)機(jī)構(gòu)的最大工作能力，即主軸所能傳遞的最大功率或最大扭矩。對(duì)于所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)件（如主軸、傳動(dòng)軸）尺寸，主要是根據(jù)它所傳遞的最大扭矩進(jìn)行計(jì)算。傳動(dòng)件傳遞的扭矩 大小與它所傳nM遞的功率 和轉(zhuǎn)速 n 兩個(gè)參數(shù)有關(guān)。N對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)件，其額定扭矩 （即需要傳遞的最大扭矩）按下式計(jì)算nM（N m） (3.1)950dnjj??式中 ——傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）；jn——傳動(dòng)件所傳遞的功率（kw）；N——主電動(dòng)機(jī)的額定功率（kw）；d——從主電動(dòng)機(jī)到該傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率。?由上式可知，當(dāng)傳動(dòng)件的傳遞功率為一定時(shí)，若轉(zhuǎn)速取得偏低，則傳遞的扭矩就偏大，使傳動(dòng)件尺寸不必要地增大。因此，須根據(jù)機(jī)構(gòu)的實(shí)際工作情況，經(jīng)濟(jì)合理地確定計(jì)算轉(zhuǎn)速并計(jì)算傳動(dòng)件的尺寸是該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的一個(gè)重要問(wèn)題。主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 是主軸傳遞全部功率（此時(shí)電動(dòng)機(jī)為滿(mǎn)載）時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。從計(jì)jn算轉(zhuǎn)速起至主軸最高速間的所有轉(zhuǎn)速都能夠傳遞全部功率，而扭矩則隨著轉(zhuǎn)速的增加而減少，此為恒功率工作范圍。低于主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的各級(jí)轉(zhuǎn)速所能傳遞的扭矩與計(jì)算轉(zhuǎn)速下的扭矩相等，它是該機(jī)床的最大傳遞扭矩（功率則隨轉(zhuǎn)速的降低而減少），此為恒扭矩工作范圍。根據(jù)拋光機(jī)往復(fù)移動(dòng)的速度為線(xiàn)速度，100-1000m/s,最后得到轉(zhuǎn)速分別為：拉絲模軸 ,拋光機(jī)軸min/30r??min/70r??21第 5 章 機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 概述可編程控制器（PLC）是一種新型的通用自動(dòng)化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強(qiáng)，可靠性高，使用靈活方便，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用越來(lái)越廣泛。機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì)的 PLC 控制系統(tǒng)必須具備控制拉絲模拋光機(jī)的全部功能和要求 。它的作用是按照控制裝置的信號(hào)或指令作往返運(yùn)動(dòng)，以使機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)能完成指定的動(dòng)作。5.2 自動(dòng)控制原理圖 5.1 是本實(shí)用新型的自動(dòng)控制電路原理圖。圖 5.1 自動(dòng)控制原理圖27-拋光機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng) 開(kāi)關(guān) 28-拋光機(jī)復(fù)位開(kāi)關(guān) 30-步進(jìn)電機(jī)開(kāi)關(guān)31-電磁離合器開(kāi)關(guān) 1、9、17、29-電控單元5.3 拉絲模拋光機(jī)邏輯可編程控制器5.3.1 可編程控制器的基本概念1、可編程控制器的定義可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。222、可編程控制器的特點(diǎn)（1）控制程序可變 其控制操作功能通過(guò)軟件編制確定，在生產(chǎn)工藝改變或生產(chǎn)設(shè)備更新時(shí)，不必改變 PLC 硬件設(shè)備，只需要改變編程程序就能改變控制方案，具有良好的柔性。（2）采用面向過(guò)程語(yǔ)言，編程方便 可編程控制器用于代替繼電器控制，而且其出現(xiàn)以后，大多數(shù)可采用類(lèi)似繼電器控制電路圖形式的“梯形圖”進(jìn)行編程，控制線(xiàn)路清晰直觀，稍加培訓(xùn)即可進(jìn)行編程，普遍受到歡迎。PLC 與個(gè)人計(jì)算機(jī)連成網(wǎng)絡(luò)或加入到集散控制系統(tǒng)之中時(shí)，通過(guò)在上位機(jī)上用梯形圖編程，程序直接下裝，使編程更加容易，更加方便。（3）功能完善 由于計(jì)算機(jī)的強(qiáng)運(yùn)算處理能力，現(xiàn)代 PLC 不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、步進(jìn)控制功能，還能完成 A/D，D/A 轉(zhuǎn)換、模擬量處理、高速計(jì)數(shù)、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，可以通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行顯示、報(bào)警、記錄、進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà)，使控制水平大大提高。（4）擴(kuò)展靈活 PLC 產(chǎn)品均帶有擴(kuò)展單元，可以方便地適應(yīng)不同 I/O 點(diǎn)數(shù)及不同輸入、輸出方式的需求。模塊式 PLC，各種功能模塊制成插板，可以根據(jù)需要靈活配置，從幾個(gè) I/O 點(diǎn)的最小型系統(tǒng)到幾千個(gè)點(diǎn)的超大型系統(tǒng)均可以實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)展靈活，組合方便。（5）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試工作量少 當(dāng)需要組成控制系統(tǒng)時(shí)，用簡(jiǎn)單的編程方法將程序存入存儲(chǔ)器內(nèi)，接上相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)，便可以構(gòu)成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，不需要繼電器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。它的輸出可以直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（負(fù)載電流一般可達(dá) 2A），中間一般不需要設(shè)置轉(zhuǎn)換單元，因此大大簡(jiǎn)化了硬件的接線(xiàn)，減少設(shè)計(jì)及施工工作量，同時(shí)，PLC 又能事先進(jìn)行模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量，并且PLC 的監(jiān)視功能很強(qiáng)，模塊化結(jié)構(gòu)大大減少了維修量。（6）可靠性高 可編程控制器采用大規(guī)模集成電路，可靠性要比有接點(diǎn)的繼電器系統(tǒng)高得多。同時(shí)，在其自身設(shè)計(jì)中，又采用了冗余措施和容錯(cuò)技術(shù)，因此其平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間（MTBF）超過(guò) 20000h，而平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）則少于 10min。另外，其輸入輸出采用了屏蔽、隔離、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)措施，提高了抗工業(yè)環(huán)境干擾的能力，使 PLC 適用于工業(yè)環(huán)境使用，可靠性大大提高。3、可編程控制器的分類(lèi)按容量大致可分為“小”、“中”、“大”三種類(lèi)型。小型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)在 256點(diǎn)以下（其中把小于 64 點(diǎn)的 PLC 稱(chēng)為超小型機(jī)）；中型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)在 256 以上，2048 點(diǎn)以下，內(nèi)存在 8K 以下；大型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)在 2048 點(diǎn)以上。大型 PLC 可以和23計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)成一體，并增加刀具精確定位、機(jī)床速度和閥門(mén)控制等功能，可實(shí)現(xiàn)管理和控制一體化，可與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，成為工廠自動(dòng)化的重要設(shè)備。按硬件結(jié)構(gòu)的不同，將 PLC 分為整體式結(jié)構(gòu)、模塊式 PLC 和疊裝式 PLC 三類(lèi)。5.3.2 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)如圖 5.2 所示。其主體由三個(gè)部分組成，主要包括中央處理器 CPU、存儲(chǔ)系統(tǒng)輸入/輸出接口、存儲(chǔ)器系統(tǒng) ROM 和 RAM 等，系統(tǒng)電源在 CPU 模塊內(nèi)，也可單獨(dú)視為一個(gè)單元。編程器一般看作 PLC 的外設(shè)。PLC 內(nèi)部采用總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。圖 5.2 可變成控制器的結(jié)構(gòu)這里可以把 PLC 作為一個(gè)系統(tǒng)。外部開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)以及各種傳感器檢測(cè)的信號(hào)作為 PLC 的輸入變量，它們經(jīng) PLC 的輸入端子進(jìn)入 PLC 的內(nèi)部，經(jīng) PLC 的內(nèi)部邏輯運(yùn)算等各種運(yùn)算后，產(chǎn)生輸送變量，送到輸出端子作為輸出，驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。PLC 可以被看作是控制系統(tǒng)的中間處理環(huán)節(jié)，它將輸入變量經(jīng)一定的控制方式轉(zhuǎn)變成為輸出變量。所以一個(gè) PLC 控制系統(tǒng)可描述為：輸入變量→PLC→輸出變量。輸入部分收集、暫存被控對(duì)象實(shí)際行動(dòng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息；PLC 即邏輯部分，則是處理輸入部分所取得的信息，并按被控對(duì)象實(shí)際動(dòng)作要求產(chǎn)生輸出結(jié)果；輸出部分向被控設(shè)備提供實(shí)時(shí)操作與處理。其中邏輯部分采用了大規(guī)模集成電路構(gòu)成的微處理器和存儲(chǔ)器，并且生產(chǎn)廠家對(duì)微處理器進(jìn)行了軟件、硬件開(kāi)發(fā)，為用戶(hù)提供了大量的便于編程的邏輯部件，如繼電器邏輯、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器和寄存器等。同時(shí)，提供了描述這些邏輯部件的符號(hào)和語(yǔ)言，即編輯語(yǔ)言。PLC 的基本組成部分協(xié)調(diào)一致，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制。245.3.3 可編程控制器分類(lèi)可編程控制器（PLC）分為內(nèi)裝型 PLC 和外置型（獨(dú)立型）PLC 兩大類(lèi)。內(nèi)裝型 PLC 安裝在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部，具有如下特點(diǎn)：內(nèi)裝型 PLC 實(shí)際上是數(shù)控系統(tǒng)裝置本身帶有 PLC 功能，內(nèi)裝型 PLC 功能通常是作為可選功能提供給用戶(hù)的；數(shù)控裝置內(nèi)部，內(nèi)裝型 PLC 可與數(shù)控系統(tǒng)共用一個(gè) CPU，也可以單獨(dú)有一個(gè)專(zhuān)用的 CPU；硬件電路可與數(shù)控系統(tǒng)電路制作在同一塊印制電路板上，也可以單獨(dú)制成一個(gè)附加板插于數(shù)控系統(tǒng)裝置上，它的電源可以與數(shù)控系統(tǒng)共用，不需要專(zhuān)門(mén)配置；有些內(nèi)裝型 PLC可以利用數(shù)控系統(tǒng)的顯示器和鍵盤(pán)進(jìn)行梯形圖或語(yǔ)言的編程調(diào)試，無(wú)需裝配專(zhuān)門(mén)的編程設(shè)備。目前，絕大多數(shù)多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)均可選擇具有內(nèi)裝型 PLC 功能。由于大規(guī)模集成電路的采用，帶與不帶內(nèi)裝型 PLC，數(shù)控系統(tǒng)的外形尺寸沒(méi)有明顯差別。內(nèi)裝型 PLC 與數(shù)控系統(tǒng)之間的信息交換是通過(guò)公用的 RAM 區(qū)完成的，因此內(nèi)裝型 PLC 與數(shù)控系統(tǒng)之間沒(méi)有連線(xiàn)，信息交換量大，安裝調(diào)試更加方便，且結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性好。與擁有數(shù)控系統(tǒng)后，再配置一臺(tái)通用的 PLC 相比，無(wú)論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上對(duì)用戶(hù)都是有利的。獨(dú)立型 PLC 在數(shù)控系統(tǒng)外部，自身具備完備的軟硬件功能，具備如下特點(diǎn)：（1）獨(dú)立型 PLC 本身即是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其具備 CPU、EPROM、RAM、I/O接口以及編程器等外部設(shè)備的通信接口、電源等。（2）獨(dú)立型 PLC 的 I/O 模塊種類(lèi)齊全，其輸入、輸出點(diǎn)數(shù)可以通過(guò)增減 I/O 模塊靈活配置。（3）與內(nèi)裝型 PLC 相比，獨(dú)立型 PLC 功能更強(qiáng)，但是一般要配置單獨(dú)的編程設(shè)備。獨(dú)立型 PLC 與數(shù)控系統(tǒng)之間的信息交換可通過(guò) I/O 接口對(duì)接的方式，也可以采用通信方式。I/O 對(duì)接方式就是將數(shù)控系統(tǒng)的輸入、輸出點(diǎn)通過(guò)連線(xiàn)與 PLC 的輸入、輸出點(diǎn)連接起來(lái)，適用于數(shù)控系統(tǒng)與各種 PLC 的信息交換。但由于每一點(diǎn)的信息傳遞需要一根信號(hào)線(xiàn)，所以這種方式連線(xiàn)多，信息交換量小。采用通信方式可克服上述 I/O 對(duì)接的缺點(diǎn)，但采用這種方式的數(shù)控系統(tǒng)與 PLC 必須采用同一通信協(xié)議。一般來(lái)說(shuō)數(shù)控系統(tǒng)與 PLC 須是同一家公司的產(chǎn)品。采用通信方式時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)與 PLC 的連線(xiàn)少，信息交換量大而且非常方便。255.4 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.4.1 可編程控制器選擇在設(shè)計(jì)過(guò)程中，因?yàn)榭紤]到有 5 個(gè)輸入點(diǎn)，7 個(gè)輸出點(diǎn)，故可以選擇三菱公司推出的 系列的一款芯片 —— -32MR-001。這款芯片的輸入點(diǎn)數(shù)為 16，輸出點(diǎn)數(shù)為N2FZN2FZ16，故可以滿(mǎn)足所需求的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。5.4.2 內(nèi)部接線(xiàn)內(nèi)部接線(xiàn)圖如圖 5.3 所示。 圖 5.3 內(nèi)部接線(xiàn)圖表 5.1 可編程控制器輸入/輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)功能輸入點(diǎn) 功能 輸出點(diǎn) 功能X000 啟動(dòng)按鈕 Y000 控制電機(jī)X001 正轉(zhuǎn)按鈕 Y001 控制拋光機(jī)正轉(zhuǎn)X002 反轉(zhuǎn)按鈕 Y002 控制拋光機(jī)反轉(zhuǎn)X003 限位開(kāi)關(guān) Y003 控制電磁離合器M0 輔助繼電器 Y004 保證工作的動(dòng)力源265.5 部分程序：ORG 0000HAJMP MAINLJMP INT1SORG 0030HMAIN:MOV SP,#60HMOV R0,30HSETB IT1SETB EX1SETB EAMOV DPRT,#7FF0HLOOP:MOVX @DPTR,A;-------------------BEGIN: JNB P1.5 BEGINJNB P1.1 FUWEI ;判斷是否復(fù)位WAIT:SJMP WAIT ;等待中斷，讀取 A/D 轉(zhuǎn)換值MOV A,@R0MOV B,#2DIV AB MOV @R0,AINC R0MOV @R0,AXUNFAN: ;給電機(jī)送脈沖信號(hào)MOV DPTR,#8400HMOVX A,#01HMOV @DPTR,AACALL DELAYMOVX A,#03H27MOV @DPTR,AACALL DELAYMOVX A,#02HMOV @DPTR,A ACALL DELAYMOVX A,#06HMOV @DPTR,A ACALL DELAYMOVX A,#04HMOV @DPTR,AACALL DELAYMOVX A,#05HMOV @DPTR,AACALL DELAYMOV A,@R0DEC AMOV @R0,ADJNZ XUNFAN FUWEI: ;復(fù)位子程序ACALL XUNFAN2JNB P1.1 FUWEISJMP WAITXUNFAN2:MOV DPTR,#8400HMOVX A,#01HMOV @DPTR,AACALL DELAYMOVX A,#05HMOV @DPTR,AACALL DELAYMOVX A,#04HMOV @DPTR,A 28ACALL DELAYMOVX A,#06HMOV @DPTR,A ACALL DELAYMOVX A,#02HMOV @DPTR,AACALL DELAYMOVX A,#03HMOV @DPTR,AACALL DELAY INT1S:MOVX A,@DPTRMOV @30H,ARETI ;-----------------WAIT2: 發(fā)送反向脈沖信號(hào)JNB P1.2 WAIT2JIXUN:MOV DPTR,#8400HMOVX A,#01HMOV @DPTR,AACALL DELAYMOVX A,#03HMOV @DPTR,AACALL DELAYMOVX A,#02HMOV @DPTR,A ACALL DELAYMOVX A,#06HMOV @DPTR,A ACALL DELAYMOVX A,#04H29結(jié)論本課題在結(jié)合國(guó)內(nèi)外拉絲模拋光機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和中國(guó)傳統(tǒng)工藝和生產(chǎn)實(shí)踐，創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)。該拉絲模拋光機(jī)利用線(xiàn)拋光工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的針磨工藝對(duì)拉絲模進(jìn)行修整，這大幅度的提高設(shè)備的可靠性、修整質(zhì)量和生產(chǎn)率，且延長(zhǎng)模具的使用壽命。在這三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，本設(shè)計(jì)在參考大量的文獻(xiàn)基礎(chǔ)之上，結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)要求，主要完成了以下幾個(gè)方面的工作：（1）拉絲模拋光機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)和主要技術(shù)參數(shù)的確定；（2）采用了三維軟件（UG）設(shè)計(jì)拉絲模拋光機(jī)的主體結(jié)構(gòu)，以及各個(gè)附屬機(jī)構(gòu)； （3）拉絲模拋光機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)； （4）設(shè)計(jì)和繪制了主體結(jié)構(gòu)的工程圖紙，關(guān)鍵零部件的三維設(shè)計(jì)；（5）根據(jù)要求和設(shè)計(jì)過(guò)程，編寫(xiě)了設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、繪制圖紙。畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整的拉絲模拋光機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專(zhuān)業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過(guò)程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種管道的安裝方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求。提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無(wú)數(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來(lái)，也必然會(huì)讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。