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畢業(yè)設計 論文 題 目 鋸條齒部刃磨機設計 學 院 專 業(yè) 學生姓名 指導教師 I 摘 要 為了減少工件的尖端部分鋸齒 需要處理的葉片尖端鋒利的牙齒的嘴 但一段時 間后 鋸片磨損鈍鋸齒 表面質量片一端切割變差 甚至不能滿足供應商的要求 所 以我們必須改變鋸片研磨 本文設計的鋸片研磨機 首先 研究全方位的鋸工具市場形勢 特別是鋸片加工 基于該方案具有磨鋸片 然后 計算大小結構各構件的主要成分 然后 電氣控制系 統(tǒng)的設計 最后 通過一個繪圖軟件的邊緣磨鋸片 AutoCAD 裝配圖 主要零件圖和電 氣原理圖 通過這次設計 建設大學的專業(yè)知識 例如 機械設計 材料力學 公差和互換 性和機械制圖 掌握產品設計方法和經驗的起重機使用 AutoCAD 軟件 對今后的工作 生活是非常重要的 關鍵字 鋸條 刃磨機 砂輪 撥齒 II Abstract In order to cut off the workpiece In the tip of the sawtooth need to process a sharp cusps blade outlet but after a period of time of wear and tear serrated cutting edge blunt after sawing the workpiece surface quality becomes poor even can t meet the supply requirements then we must change the saw blade grinding This paper describes the design of saw blade grinder Firstly based on sawing tools especially blade market and processing status of a full range of research based on proposed the saw blade grinding machine scheme then design and calculation of the size of the structure of the major components then on the electrical control system design Finally through the AutoCAD drawing software drawn the saw blade grinding machine assembly drawing part drawings and electrical schematics Through the design the consolidation of the University of the professional knowledge such as mechanical principles mechanical design mechanics of materials tolerance and interchangeability theories mechanical drawing master the design method of hoisting machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software for the future work in life is of great significance Keywords Blade Grinding Grinding wheel Gear shifting III 目 錄 摘 要 I Abstract II 第 1 章 緒 論 1 1 1 研究背景及意義 1 1 2 鋸條刃磨機研究及發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 2 1 鋸齒磨削的現(xiàn)狀 1 1 2 2 鋸齒磨削機的現(xiàn)狀與發(fā)展前景 1 1 3 現(xiàn)有鋸條刃磨機簡介及存在問題 2 1 3 1 現(xiàn)有鋸條刃磨機簡介 2 1 3 2 現(xiàn)有鋸條刃磨機存在問題 2 1 4 主要內容及基本要求 3 第 2 章 總體方案設計 4 2 1 鋸條概述 4 2 2 砂輪類型選取 6 2 3 砂輪驅動形式的選取 7 2 4 進給傳動裝置的選取 7 2 4 1 齒輪齒條機構 7 2 4 2 絲杠螺母機構 8 2 5 導軌的選取 8 2 6 總體的設計 9 第 3 章 結構設計計算 11 3 1 主要技術參數(shù)的確定 11 3 2 電機的選取 11 3 3 進給絲杠的計算 11 3 3 1 擬定設計參數(shù) 11 3 3 2 確定工作負載 12 3 3 3 確定螺紋中徑 12 IV 3 3 4 螺母高度的計算 12 3 3 5 基本牙型高度 121H 3 3 6 手輪驅動力計算 12 3 4 絲杠的校核 13 3 4 1 臨界壓縮負荷 14 3 4 2 臨界轉速 14 3 4 3 固有頻率 15 3 4 4 扭轉剛度 16 3 5 砂輪的設計 17 3 5 1 砂輪的選擇 17 3 5 2 砂輪的平衡方法 18 3 5 3 砂輪的修整 19 3 6 底座機架的設計 20 3 6 1 機架結構類型 20 3 6 2 機架結構的選擇 20 3 6 3 機架的確定 21 第 4 章 電氣控制系統(tǒng)設計 22 4 1 刃磨工藝流程分析 22 4 2 硬件設計 23 4 2 1 硬件部分總體分析 設計 23 4 2 2 PLC 選型 23 4 2 3 其它硬件的選型 設計 26 4 3 軟件設計 27 4 3 1 PLC 軟件設計 27 4 3 2 PLC 程序調試 31 總 結 33 參考文獻 34 致 謝 35 1 第 1 章 緒 論 1 1 研究背景及意義 為了減少工件的尖端部分鋸齒 需要處理的葉片尖端鋒利的牙齒的嘴 但一段 時間后 鋸片磨損鈍鋸齒 表面質量片一端切割變差 甚至不能滿足供應商的要求 所以我們必須改變鋸片研磨 一般來說 本廠采用邊磨鋸片的不同類型 但是 無 論前進方向的砂輪磨削機 它是沿半徑方向的圓鋸片 研磨在鋸齒根和葉片的尖端 部分的橫截面 使電弧中 切削刃是空的 燃燒的齒尖淬火時 容易 使用壽命降 低鋸片 公司多年來一直為鋼鐵工業(yè)和金屬鋸條切狀態(tài)的問題和修復后使用的生存 分析 特殊設計的原則 作為新鋸片銑齒 制造刃磨鋸片軸向式破碎機破碎后很近 的鋸齒形和鋸片生產后 證明可以大大提高使用效果修復鋸片 可以給用戶帶來可 觀的經濟效益 1 2 鋸條刃磨機研究及發(fā)展現(xiàn)狀 1 2 1 鋸齒磨削的現(xiàn)狀 我們的木材和木材產業(yè)的發(fā)展 木材制造商的出現(xiàn) 要求的硬質合金鋸片的增 加 使市場潛力鋸片在許多硬質合金 不斷更新設備 許多商都鋸片的本廠專業(yè)生 產 提高生產效率和效益的提高 在實踐中 鋸材生產技術水平 由于磨和低使用 不當 往往使鋸片不能滿足工程質量要求 生命質量不僅對特產品 但也增加了費 用 鋸片通常是由完全修復 通過這種技術性很強的工作 輔助過程 工作時間不 固定 因此磨削工作往往是低在木材加工中的生產管理 1 2 2 鋸齒磨削機的現(xiàn)狀與發(fā)展前景 考慮刀具刃磨困難 需要專業(yè)的磨 不但是不提高工作效率 提高加工質量 將直接影響壽命的鋸片 同時 為了降低加工成本 提高效率 由于數(shù)字技術的發(fā) 展趨勢 鋸齒磨床 PLC 作為控制核心 能夠充分利用其豐富的軟件功能的控制目 的 從而克服了傳統(tǒng)繼電器和接觸器的部分 多個聯(lián)系人線 缺點和復雜 鋸齒磨床生產效率大大提高 但在我國 由于豐富的人力資源 更重要的是 2 研磨機 價格相對較高 初始投資較大 對多個鋸齒磨床 集成度是不高 這些因 素直接推廣應用研磨機的應用 現(xiàn)在是比較研磨機 研磨機 鋸齒目前主要來自進 口 中國研究在這個方向上相對較低 技術不不是錛 Z 成熟 但有一個機械制造技 術的高度 但長期影響進口 采用研磨機或更少 從現(xiàn)在存在的問題 研究了鋸齒研磨機 我們的國家需要解決的幾個方面的問 題 以實現(xiàn)廣泛的應用 提高了效率和精度 取代進口 第一 精度需要加強沒有 達到精度要求 機器不 降低成本 當然 這不是通過降低質量來實現(xiàn)機器最初對 質量不比別人更好 如果有質量問題 這是完全沒有提高集成度 莫邪 N 多個鋸齒 研磨機 我們能找到一種方法來代替機 從而降低了成本 提高了簡單 實用 1 3 現(xiàn)有鋸條刃磨機簡介及存在問題 1 3 1 現(xiàn)有鋸條刃磨機簡介 目前 許多廠家生產的外部鋸片磨內 主要是德國和法國制造商瓦格納沃爾默 韓國 日本和其他制造商 制造商和雜質 設備的一部分轉化為自己和處理 通過 文學主要的鋸片制造永等人 北京科技大學 將兩者的優(yōu)點相結合 日本 德國和 其他設備的研究在國外的 強大的 廣泛的應用 3 其他制造商更穩(wěn)定的機床廠武 漢 德普模仿是 50 年代的兩個模型 這是 m6620 和 m6615 生產中 到目前為止 基本上不 許多的鋸片磨除變速機構有一定的差異 研磨的原理是相同的 沿半徑 方向鋸片研磨向外從外到內 刀 這些設備是用于工業(yè)生產廠生產現(xiàn)場鋸片和企業(yè) 來說 重要的是使金屬冷熱切圓刀片鋸削加工過程 1 3 2 現(xiàn)有鋸條刃磨機存在問題 在這個過程中鋸片研磨 在許多方面 介紹的方法上 送料輪徑向沿半徑方向 的鋸片 砂輪在圖 2 中所示位置 1 往復運動后 2 軸向邊緣磨圓鋸齒 在使用過程 中 兩個端點上的軸向齒時齒尖圓弧淬火易燃燒 在切削過程中很容易磨損或傾斜 從而改變實際的位置鋸齒形切 影響切割鋸片 鋸片使用 RAD 電源簡稱 IALE 全國目前磨 切割和實際使用壽命是新電影 50 70 的電影 一部分齒形徑向進 給磨削鋸片可以修復 應用范圍有限 在該裝置中 在邊緣結構的結構形式是不同的 但現(xiàn)有的磨機負荷 導向輪是 3 普通型滑動 磨損快 設備精度低 方向盤的轉動操作 更大的危險 1 4 主要內容及基本要求 對鋸類工具特別是鋸條市場并加工現(xiàn)狀進行全方位調研 寫出此類工具及加 工設備 加工方法的綜述村料 設計一臺鋸條齒部自動刃磨機 鋸條參數(shù)如下 鋸切普通碳鋼帶鋸條 帶鋸條的齒尖是 HSS M42 的材料 其最大參數(shù)為 80 x1 6 寬 厚 2 3 前面的參數(shù)你再落實一下 完成此設備的結構設計及相關計算 完成控制系統(tǒng)的選型或設計 繪制其裝 配圖與部分零件圖 圖紙量符合第 2 項要求 撰寫電子 紙質設計計算說明書 綜合運用所學專業(yè)知識 參考相關資料 按時獨立保質保量完成畢業(yè)設計課 題 4 第 2 章 總體方案設計 2 1 鋸條概述 1 帶鋸條切削的特點 一方面 比較帶鋸條切割為優(yōu)勢 他有一個通用的清楚 使用帶鋸條可以幾乎 所有類型的切割鋼鐵 從材料的使用比較的話 它的優(yōu)越性 如下圖所示 使用材料的切割速度和密 切相關 在切斷成本高今天 節(jié)約資源 使用帶鋸刀片帶鋸切割優(yōu)勢取決于原弓鋸 床圓鋸 歐洲 尤其是德國 可以看到在推廣帶鋸顯著的優(yōu)越性 這表明帶鋸 利用率實例比較 材料 45 號鋼 尺寸 100mm 參數(shù) 按 61 23KG M 計算 切斷數(shù) 10000 個 切縫尺寸 每 10000 個切縫的重量 帶 鋸 1 6mm 979 68KG 弓 鋸 2 5mm 1530 75KG 圓盤鋸 3 0mm 1836 90KG 由此可見 光從切縫所節(jié)約的材料費用就可以說明帶鋸條鋸切的絕對優(yōu)勢 以目前市場迅速擴張的為例 273407N 鋸條厚度 0 9mm 分齒量 0 34mm 2 1 58mm 鋸口寬度 2 帶鋸條的選定方法 為了進行有效的切割 大小和形狀的鋸片基體材料的品種和選擇和切削材料是 合適的材料 選擇合適的齒是至關重要的 5 材料的特性與鋸條的切斷范圍 雖然形狀切割的材料 材料選擇帶鋸條和切割條件 但由于影響切削材料的硬 6 度 帶鋸條往往難以充分發(fā)揮其材料硬度的內部和外部的相同的值 但由于制作材 料不同 家組織 內應力 力學性能差 切割鋸條的直接或間接的 材料的硬度和切削密切經常說的 這種材料是有點難 但這是可以切割鋸片 如何把握 軟 硬 這兩個概念順利切 我們經常用 硬度 來表示概念金屬耐大小的所謂的硬度壓痕壓的能力 抵抗 局部變形的塑料的硬度 常用的標記 布氏硬度 HB 和洛氏硬度 HRC 和維氏 硬度 HV 整個帶鋸條的高硬度材料可能產生的熱量和摩擦滑動摩擦 產生的切削性能較 低 真的很難很難材料應該根據(jù)切割材料的硬度來選擇切削條件 如果低硬度刀具 材料 有必要提高線速鋸片 切割效率也可以同時考慮因素無切削齒 不可放大 但如不銹鋼硬度低 切削大的粘性物質生活存在線性 鋸片要慢 切割效率會降低 考慮其無屑 齒距也相應擴大 3 鋸條參數(shù)如下 各種齒形分齒量的參數(shù) 齒型 分齒量 mm 8Z 5 8Z 0 32 0 05 6Z 4Z 4 6Z 3 4Z 0 34 0 05 2 3Z 0 37 0 05 1 2Z 0 48 0 05 1 1Z 0 52 0 05 各種規(guī)格鋸條的厚度表 規(guī) 格 M19 M27 M34 M41 M54 M67 厚 度 0 9mm 0 9mm 1 06mm 1 25mm 1 6mm 1 6mm 齒型和齒距的對照表 齒距單位 mm 齒型 3Z 4Z 6Z 8Z 5 8Z 4 6Z 齒距 8 5 6 4 4 2 3 2 4 1 5 1 齒型 3 4Z 2 3Z 1 1Z 7 齒距 7 3 10 2 19 5 2 2 砂輪類型選取 目前使用的砂輪 有兩個砂輪 氧化鋁 氧化鋁砂白韌性更強 但硬度稍低 即砂輪由砂輪倒齒部 適用于磨損刀鋸片和手柄第硬質合金高速砂輪 氧化鋁 又稱白剛玉砂輪 另一個是碳化硅砂輪 砂硬度高 切削性能好 但更脆弱鋸片適 用于硬質合金材料 研磨的外觀通常是綠色的 2 3 砂輪驅動形式的選取 目前 機械設備主傳動形式為三大類 液壓驅動 氣壓驅動和驅動電機 液壓傳動具有輸出功率大 精度高 無級變速 敏感 可實現(xiàn)連續(xù)控制等優(yōu)點 但有更多的液壓傳動能量損失 泄漏損失 壓力損失等 傳動效率比較低 液壓傳 動設備 如 各種液壓站 液壓控制閥等 適用于重載 低速驅動 成本 lev ce 驅動模式是不合適的 功率 質量比氣動控制 體積小 結構緊湊 密封問題低和低 co t mais 由于氣 體壓縮速度慢 精度低 時不易控制 氣源運輸站 所以 這種模式的驅動和液壓 驅動 是不合適的 驅動電機和驅動氣動或液壓控制相比 具有可定位準確 靈敏 可實現(xiàn)連續(xù)軌 跡控制的高速高精度伺服 優(yōu)點 此外 結構簡單 控制容易 維修方便 不污染 環(huán)境 因此 該裝置由電動機驅動 2 4 進給傳動裝置的選取 2 4 1 齒輪齒條機構 該機構的特點是制作簡單 低一般 由于結構和減速齒輪齒數(shù)較少 如 C620 車床 1 12 齒 因此 系數(shù)小 齒側間隙較低 所以行駛的穩(wěn)定性 特別是在非常 8 低的速度是最主要用于比較的更高的速度和精度 而且不需要多機電力系統(tǒng)中常見 的太高 齒條齒輪不自鎖 垂直移動當他是不可靠的 一些研究所離子 如銑床 以提高其穩(wěn)定性 只使用一個蝸桿傳動和齒條這個設計 2 4 2 絲杠螺母機構 絲杠螺母傳動的特點有如下幾點 1 本身的高速下降 因此 中速和低速運動部件 不使用減速機構很多 但 由于高速下降 不適合高速行駛 如果運動速度大于高速旋轉絲杠磨損很快 因此 這一機制 低速機中使用的工具 2 能夠傳遞軸向力本身的傳輸速度比 因此 需要旋轉螺釘?shù)男?適用于 機床和惡化的機構 3 移動的運動精度 對接觸區(qū)的絲杠和螺母 并連續(xù)接觸 因此比較轉移 提高精度齒條 螺桿精度的提高和方便 精度 機床作為執(zhí)行機構和調節(jié)機構 4 的傳動效率低 可自傳輸效率通常是約 50 因此不能用于傳輸螺母絲 杠垂直運動部件具有自鎖功能 防止部件下降 因此 選擇在螺桿螺母傳動 2 5 導軌的選取 工作單元機床沿導軌表面移動 導軌是保證工作臺 刀架導軌面 滑動板運動 方向 為了使工作元件沿運動和抵抗機床的扭矩 通常是兩個軌道結合某大型機床 剛度 以確保工作部件 也可在導軌 例如三大飛機 等等 機床導軌上的使用通常是由兩個導桿 通常配置一個帶或導流板 以調整間隙 的表面或預防的顛覆 圖 2 1 導向原理 直線運動導軌移動部件 以便只沿一個方向移動 導軌必須限制運動構件的 9 X Y 和 Z 三圍繞旋轉軸線移動和兩個方向 與導軌必須僅與方向 導軌的計劃 每個導軌由兩部分組成的平面長而窄 限制了 X 和 Z 方向的移 動和 Z 軸和 X 軸的旋轉 但由于導軌面很窄 但他并不局限在 Y 軸旋轉 為此 我 們增加了表面的一個計劃或導軌 以限制其繞軸旋轉 圓柱導軌化合物組成 一個圓柱形限制 x 和 z 方向移動和繞 X 軸和 Z 軸轉動的 結合后可以抑制繞軸旋轉 雙是圓柱形的 符合導向力 這是很好的 2 6 總體的設計 該機器是屬于小型的工具機械 設計要求機構簡單 結構緊湊 外形小 體積 小 質量輕 方便搬運 操作簡單 使得加工效果好 效率高 其結構總圖如下圖 2 2 所示 圖 2 2 總體布局圖 砂輪是直接連接到電機軸 電機通過三角導盤 螺母和螺釘可實現(xiàn)前后方向 還可以實現(xiàn)俯仰運動 在運動過程中鋸片的促進機制速度變化導致砂輪俯仰電源 該裝置可適應不同形式的鋸片 10 第 3 章 結構設計計算 3 1 主要技術參數(shù)的確定 鋸條參數(shù)為 鋸切普通碳鋼帶鋸條 帶鋸條的齒尖是 HSS M42 的材料 其最大 參數(shù)為 80 x1 6 寬 厚 2 3 3 2 電機的選取 11 3 3 進給絲杠的計算 3 3 1 擬定設計參數(shù) 估算砂輪結構總重量 50KG 手輪直徑 90mm 有效傳動距離 270mm 3 3 2 確定工作負載 工作負荷是一個工作機 軸向壓力的實際作用在滾珠絲杠導軌 導軌的選擇 和摩擦系數(shù) 0 05 12 max0 5 2NFG 拉 3 3 3 確定螺紋中徑2 250 8 3 1Fdmp 3 3 4 螺母高度的計算 21836Hdm 3 3 5 基本牙型高度 1H10 5 42P 3 3 6 手輪驅動力計算 圖 3 1 絲杠受力圖 13 3 4 絲杠的校核 螺旋副的拉伸和壓縮系統(tǒng)的剛度對系統(tǒng)定位精度的軸向壓縮和張力的自振頻率 扭轉剛度的扭轉振動固有頻率的影響 以承受軸向載荷的螺旋副的剛度系統(tǒng)的壓力 可通過牽引絲杠本身壓縮剛度 KS 剛度對 KC 螺釘接觸軸承內圈 滾動接觸剛度 KB 螺母座剛度計算 KH 結合不同類型的扭轉剛度的支持 根據(jù)計算參數(shù)的螺 釘 14 3 4 1 臨界壓縮負荷 支持模式對剛度的影響 支持模式的兩端固定螺釘和預拉伸 可以最大限度地 提高絲杠的潛力 3 4 2 臨界轉速 222max30910crccffdEInknLAL 式中 A 絲杠最小橫截面 2642 7 84d 15 3 4 3 固有頻率 610 sAElKNma 16 3 4 4 扭轉剛度 絲杠的扭轉剛度按下式計算 47 8mTdKL 式中 絲杠平均直徑 L 絲杠長度 rmN973650 21847KT 扭轉振動的固有頻率 17 3TTswzKJ 3 5 砂輪的設計 3 5 1 砂輪的選擇 砂輪的特性由磨料 粒度 硬度 粘合劑和五因素決定的組織 1 磨料 磨具使用氧化物 碳化物磨料和高度是 3 種 船和工廠常用的砂輪 碳化硅 氧化氧化鋁硬度低 hv2000 hv2400 韌性 鋸片磨損在金屬的高速應用 白叫白剛玉 剛玉為灰褐色 碳化硅砂輪的硬度高于氧化鋁砂輪高 hv2800 以上 脆性和鋒利的 和具有 良好的導熱性和優(yōu)良的導電性 適用于耐磨硬質合金刀片 碳化硅砂輪是常用的黑 色和綠色其中 綠色碳化硅砂輪更適合磨削硬質合金鋸片 18 2 大小的磨料顆粒度的大小表示 顆粒通過數(shù)字多少每英寸長度上的孔作 為標志 例如 磨料粒度 60 每英寸長度上是剛性的篩 60 眼 因此 一個數(shù)高于磨 料更細 粗磨鋸片數(shù)量選擇小顆粒磨 精磨鋸片 即必須細磨粒數(shù) 的砂輪 砂輪 在船上使用的表第 46 0 或努力 3 砂輪硬度硬度是反映在磨粒磨削力的作用下 砂輪表面 下降的程度 輪 使表面的磨料顆粒的脫落 軟磨料砂輪 容易脫落 砂輪磨粒的軟 硬硬和軟 的 是兩個不同的概念 必須區(qū)分清楚 砂輪或必須靈活的高速鋼和硬質合金棒鋸 片 此外 選擇砂輪時還應考慮砂輪和代理船安裝一般選用陶瓷結合劑 代碼 和 組織的第二輪 綜上所述 我們應根據(jù)鋸條材料正確選用砂輪 選擇砂輪如圖所示 采用碗型 BW 砂輪端面刃磨法 選擇砂輪的粒度 80 磨料為單晶白剛玉 符號為 GBD 硬 度為中軟 符號為 陶瓷 符號為 A 黏結劑 結構參數(shù)為 外徑 125mm 厚度 1ZR 63mm 內徑 25mm 具體的砂輪型號為 GBD ABW125x63x25 801ZR 圖 3 2 碗形砂輪 GBD ABW125x63x25 801ZR 3 5 2 砂輪的平衡方法 當中心的旋轉軸和砂輪的不一致 不失衡原因葉輪的幾何不對稱 砂輪密度不 規(guī)則的一部分 當安裝偏心等 平衡葉輪高速旋轉產生振動 影響加工質量 嚴重受損 也建立了砂輪機 因 此 使用砂輪直徑大于 125 毫米必須平衡 方法 1 車輪平衡 19 自動平衡的方法 在機床上安裝傳感器的儀器 在旋轉的砂輪測量 包括砂輪 卡盤 通過手柄或按鈕 平衡的方向和距離的調整塊 觀察數(shù)字顯示儀表 使調整 到最小的不平衡 3 5 3 砂輪的修整 一段時間后砂輪工作表面出現(xiàn)磨粒鈍化 密封面 變形等現(xiàn)象 影響正常的工 作和磨削質量 直接影響工件的表面 因此 必須定期砂輪修整 以保持鋒利的磨 粒 從而避免裂紋的產生及退火磨削燒傷 端面碗形砂輪在本設計中 一般的石頭 手工修整 使表面凹錐內的表現(xiàn) 如圖 3 3 所示 圖 3 3 油石修整砂輪 砂輪硬度 硬 一般可 TH24CYASF20 x150 200 圓錐形或圓柱形外表面的外 表面的磨削用砂輪工作表面 特別是鋸片的幾何精度和表面粗糙度要求很高 難以 滿足要求手矯直 通常用金剛石筆修整裝置 通過整理 20 3 6 底座機架的設計 在機械工件支撐或接收 機架支撐塔接收罐 如齒輪減速器殼體 機床床身集 體機架等 3 6 1 機架結構類型 3 6 2 機架結構的選擇 選擇形狀的框架結構是一個復雜的過程 在形式 結構構件截面結構和節(jié)點相 結合的具體情況進行仔細的分析 對課程結構進行比較 對各種技術設備標準和要 求的不同 統(tǒng)一的框架結構 方法的選擇更加困難 但機械結構 可以使用下列一 般規(guī)則 這些規(guī)則 以節(jié)省材料的選擇必須遵循的一般規(guī)律的形式 1 內力分布結構和材料性能必須適應 以發(fā)揮優(yōu)勢軸力可以充分利用桿件 的軸向力 截面上的分布是均勻的材料 所有材料都得到了充分的 s 彎矩作用下的 截面應力分布不均勻 使材料的應力分布是不經濟的 在機械結構方面的許多部件都是沿垂直方向的桿軸的彎矩 沿軸變化非?？?有豎向荷載的彎矩曲線 曲率 和整個地球曲率和負荷的比例 最大彎矩只短 長 的部分的材料不能充分利用 這是另一個原因是受彎構件是不經濟的 2 結構的作用是基于由力作用點的最短距離的電荷傳輸材料 結構 使用 更省 3 結構的連續(xù)性 降低內力 節(jié)省材料 3 6 3 機架的確定 綜合考慮機器的工作時所受的力 我選用機體材料 HT200 鑄造機架 力學性能 21 200MPa 340MPa 適于制造箱體 底座類零件 b s 第 4 章 電氣控制系統(tǒng)設計 4 1 刃磨工藝流程分析 鋸片研磨砂輪主要用于鋸齒 完成這一任務的研磨機應具有以下功能 8 1 手動功能 主要用于調試的牙齒 夾片 電源 泵輪磨削 磨削 在退漿 如果正常運行的組件 9 2 調節(jié)功能 主要用于設置齒數(shù) 噴嘴槽數(shù) 距離 速度的交流電源的 OA 系統(tǒng) 輸入速度和磨壩 AB 速度 速度 退火時間 AO 齒數(shù)粉碎 OA 的距離 距 離 AB 參數(shù) 3 自動功能 自動完成鋸齒鋸片磨角側的過程 根據(jù)角度鋸片研磨機旁手動 自動調整功能 可以在控制面板外側角磨機分為 顯示界面 光源 手動 自動調節(jié)旋鈕 按鈕 停止按鈕緊急啟動按鈕 如圖 4 1 總體功能圖的邊角打磨機 圖 4 2 所示 圖 4 1 操作面板 22 設定 手動 自動 總 齒 數(shù) A C 設定 F 2 磨進速 度 F 3 F 1 撥 齒 F 2 夾 片 F 3 進 刀 F 5 砂 輪 F 6 磨 進 F 7 磨 退 功能 磨 削 次 數(shù) 撥 齒 時 間 水 口 槽 數(shù) A C 距 離 O A 速 度 進 B A 速 度 磨 進 A B 退 速 度 A O 退 速 度 磨退速 度 F 4 F 5 O A 距 離 A B 距 離 距離設 定 F 6 齒數(shù) F 1 磨削次 數(shù) F 4 退 刀 F 8 水 泵 圖 4 2 總體功能圖 4 2 硬件設計 4 2 1 硬件部分總體分析 設計 通過上述過程的橫向角度研磨機的鋸片分析主要控制點 我們對齒片 壓縮氣 體 三閥開關控制繼電器 砂輪 控制泵啟動和關閉繼電器 控制信號線的異步電 動機的啟動 停止 等等 這些控制點是開關量信號通過 PLC 發(fā)出指令打開或關閉的 控制 12 系統(tǒng)總體的框架如圖 4 3 所示 人機界 面 提供L C D 顯示和各功 能鍵 P L C 提 供輸 入輸出所 需控 制點 通 信 R S 2 3 2 輸入 節(jié)點 輸出 節(jié)點 接近 開關 按鍵等 各繼電 器 控制步 進電機等 圖 4 3 鋸條側角磨削機系統(tǒng)框圖 PLC 是整個控制系統(tǒng)的硬件核心 下面我們對 PLC 進行選型 4 2 2 PLC 選型 23 1 控制點確定 為了確定 PLC 的功能 方便選擇 我們需要對控制點進行了分析 I O 點計數(shù) 通過前面的分析 我們知道我們的目的是控制側角磨鋸片 控制范圍包括用于夾片 一顆芯片上 三種氣體控制閥砂輪繼電器 交流接觸器 繼電器控制水泵 電機控 制信號線 I O 控制根據(jù)點 I O 點分配表 如表 4 所示 表 4 1 I O 點數(shù)分配 信號作用 輸入信號 控制 輸出過程 電源 啟動 限位開關 磨刀在初始點 磨削到位 砂輪在初始點 模件旋轉到位 完成 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 開砂輪 水泵 磨刀進 磨削 磨刀退 磨齒 旋轉 磨進 磨退 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 2 PLC 選型 PLC 的普及 越來越多的種類和數(shù)量的 PLC 產品 近年來 從 外國的 PLC 產品 有幾十個廠家的產品組裝或自己的發(fā)展模式 100 許多品種的 PLC 形式它 的結構 性能 容量 控制系統(tǒng) 編程方法 價格和其他不同的是 在適當?shù)那闆r 下也不同 因此 選擇指標的經濟和 PLC 技術對提高 PLC 控制系統(tǒng)起著重要的作 用 選擇包括 PLC 選型 選擇能力 I O 模塊選擇 d 是電源模塊 分別介紹了 PLC 的選型上 我們的系統(tǒng) 13 機型選擇 基本原則是根據(jù)類型選擇 滿足安全可靠 維護和發(fā)布更改成本應考慮 結構合理 安裝方便 對復雜系統(tǒng)通常需要選擇模塊式 PLC 或選擇整體式 以較低的價格 功能需要而不是一個開關控制裝置可以小型 PLC 而不應該去選擇增強型 PLC 的功能 機器必須是統(tǒng)一的 最好是 PLC 型企業(yè) 以促進互操作性 24 如果在線編程控制裝置 根據(jù)工藝要求確定設備的工藝變化不多 應選擇 PLC 離線編程線 反之亦然 響應時間是滿足需求 功能的通信網(wǎng)絡 看看是否需要將網(wǎng)絡決定工廠自動控制 容量選擇 能力 存儲 PLC 的 I O 點數(shù)和存儲用戶數(shù) 字 的意義 這兩個方面 在選 擇 PLC 型號不應盲目追求高性能指標 但在 I 地方存儲容量和數(shù)量的點 O 除了滿 足控制系統(tǒng)的要求 應留有余地 使保留或擴展系統(tǒng) I O 點通常可由 10 15 的實 際需要記憶幅度一般可以從 25 到 30 根據(jù)實際需要考慮的余地 14 I O 模塊的選擇 I O 部分價格一半的價格 I O 電路模塊和性能的不同 直接影響了應用 PLC 和價格范圍 應根據(jù)實際情況合理選擇 根據(jù)這些標準 考慮到我們的控制系統(tǒng)控 制開關體積 可以考慮 PLC 系統(tǒng)的輸入和輸出的 8 點 8 分 歐盟市場的情況下 技 術支持 本廠生產的 PLC 產品和售后服務 整體情況 網(wǎng)絡通信等 我們選擇工作 穩(wěn)定可靠 抗干擾臺達 PLC 型和價格更基本性能 輸入點 16 16 點輔助繼電器輸 出 通常 M511 M0 512 點程序容量 內置 RAM 1808 步 基本命令的命令類 型 順序 32 包括在步驟輸入 輸出控制 控制模式再生模式后 控制裝置的計 算程序存儲器來回往復掃描 程序語言指令定時器和梯形圖 100MS64 112 計數(shù) 器 圖 4 4 是 PLC 外部接線圖 25 圖 4 4 PLC 外部接線圖 4 2 3 其它硬件的選型 設計 我們在這里主要介紹選擇的步驟和手段的 PLC 控制電機 1 一步 2H090MH SH 型系統(tǒng)中的選擇和相應的驅動電機 司機需要交流電 源 5V 和 60 V V 交流電機 包括報警燈及其他用交流 380V 轉換在變壓器交流 220V 它還使用了一個交流變壓器交流 220V 60 如果你想改變步進電機轉向 此 外 兩個控制信號 信號控制步進電機在運行中 一個信號控制步進電機方向 在 步驟 1 6 發(fā)動機控制作為控制信號的選擇 Y7 作為控制信號的方向 A A B B 是 用來連接步進電機 不同的組合可以產生步進電機不同的方向 接線如圖 4 5 所示 15 步進電機驅動器 A A B B C P D I R C P D I R E N E N A C 6 0 P L C Y 6 P L C Y 7 D C 2 5 V D C 2 5 V J 1 9 J 2 0 J 2 1 J 2 2 J 1 7 J 1 8 26 圖 4 5 步進電機驅動器連線圖 2 PLC 控制步進電機 PLC 控制步進電機 系統(tǒng)圖如圖 4 6 在控制面板的 設置參數(shù) 如移動的距離 速度和方向 價值調整后讀這些 PLC 脈沖結果 管理 控制信號驅動電機 實現(xiàn)目標距離 速度 方向控制 脈沖信號 輸 入 輸 出 控 制 面 板 位置 速度 方向 啟 停 驅 動 器 步 進電機 方向信號 圖 4 6 PLC 控制步進電機系統(tǒng)示意圖 基于需求控制研磨機的性能特點 結合組件的邊角鋸片 外圍電路設計的電動 磨床控制系統(tǒng)的接線方案如圖 4 7 所示 空氣開關 保險絲 A C 3 8 0 V A C 2 2 0 V A C 6 0 V 步進電機 驅動器 2 4 V 開關 電源 氣動閥 1 人機 界面 K M 1 交流接觸器 K M 3 總控交流接觸器 電源急停 M M K M 2 交流接觸器 砂輪電機 水泵電機 A C 3 8 0 V A C 2 2 0 V 工作 臺燈 3 5 W 報警燈 A C 2 2 0 V A C 1 2 V K J 1 繼電器 K J 2 繼電器 K J 6 繼電器 5 V G N D P L C Y 6 P L C Y 7 A A B B c p d i r 去步進 電機 P L C C 0 2 4 V G N D 氣動閥 2 氣動閥 3 P L C Y 3 P L C Y 4 P L C Y 5 P L C C 1 P L C 繼電器 K J 3 繼電器 K J 4 繼電器 K J 5 C C H 1 H 2 K 1 K 2 2 4 V 限位 圖 4 7 鋸條刃磨機電氣系統(tǒng)連接圖 4 3 軟件設計 4 3 1 PLC 軟件設計 1 編程軟件選型及介紹 該裝置 PLC 是專門為工業(yè)自動控制和發(fā)展 主要使用對象是技術人員和維修人 27 員 以滿足他們的傳統(tǒng)習慣和掌握 PLC 的能力 一般不直接使用的計算機程序語言 通常面向過程控制 調度問題的 自然語言 IEC 世界電子技術領域制定全球標準 國際電工委員會 于 1994 年 5 月公布 的標準控制器編程 IEC1131 標準 提供在外觀和操作類似于標準鼓勵不同類型 PLC 廠家的標準定義的表達 五種 PLC 編程語言 16 梯形圖 語句表 功能塊圖 結構文本 順序功能圖 梯形圖是基于傳統(tǒng)的電氣控制電路圖的形狀類似于進化的系統(tǒng)裝置的控制電路 通過接觸 線圈和功能塊盒等等 如果梯形圖用圖形化編程語言 PLC 更廣 其主要 特點是 某些編程元素在 PLC 梯形圖和繼電器的名字 但他們不是真實的 即物理硬件 繼電器 但在使用元編程軟件 存儲單元的寄存器單元的對應每個存儲器元件的編 程 PLC 和相應的輔助繼電器 M0 例如 如果存儲單元的狀態(tài)對應的 0 線圈 M0 梯形圖沒有電力 常開觸點斷開 常閉觸點閉合 M0 0 或叫了 副 1 或狀 態(tài)作品 根據(jù)現(xiàn)有的關系之間的聯(lián)系和邏輯梯形圖 計算出的開 關狀態(tài)的編程元素對應 于每個線圈的圖 稱為邏輯梯形圖邏輯解算方案 根據(jù)圖像按從上到下 從左到右 的結果 計算 邏輯解算后可以 utilis es solveur 邏輯是一個值在注冊表匹配方法的 基礎上 而不是根據(jù)瞬時狀態(tài)的外部輸入觸點 每個元素的梯形圖編程中的常開觸點和常閉觸點可多次使用無限 通過相應的外部輸入狀態(tài)的獨特的繼電器電路的輸入狀態(tài) 因此在梯形圖不應 具有繼電器線圈 2 PLC 程序設計 應用設計的核心是 PLC 控制系統(tǒng)的設計 設計 PLC 的應用 首先要充分了解 控制對象的情況 如生產技術 工作環(huán)境 及其控制技術的特點 要求 等等 因 此 設計了 PLC 控制系統(tǒng) 包括控制系統(tǒng)的設計圖 PLC 型號選擇 確定輸入和輸 28 出設備的致動器 確定 PLC 接線等 這些因素在本章是對了這項工作的基礎上 設 計了一個程序 應用 PLC 的詳細計劃 17 計算機程序設計類似于一般應用 設計 應用 PLC 控制結構系統(tǒng)的過程和設 備的要求 基于軟件的系統(tǒng)規(guī)范 使用相應的程序設計語言 編寫用戶控制程序和 相應的工藝文件培訓過程應包括 設計 熟悉被控對象 熟悉編程器和編程語言 參數(shù)表的定義 程序框圖的設計 程序的編寫 程序的調試 程序說明書的編寫 前三個階段已經完成 我們計劃中的一部分 最重要的一部分 實施流程圖的 自動繪畫 有兩個部分是固定 手動復位 可在打開的程序 和程序可以選擇到 雙 方的調試 故障時間 平時都是自動進行的 圖 4 8 部分 自動執(zhí)行流程圖 圖 4 8 自動磨削流程圖 下表 4 2 為 PLC 控制指令 表 4 2 PLC 控制指令程序 29 地址 指令 操作數(shù) 0 LD M0 0 1 AND I0 0 2 AND I0 3 3 AND I0 5 4 S M0 1 5 R M0 0 6 LD M0 1 7 AND I0 1 8 S M0 2 9 S M0 5 10 R M0 1 11 LD M0 2 12 AND I0 2 13 S M0 3 14 R M0 2 15 LD M0 5 16 AND I0 3 17 S M0 4 18 R M0 3 19 LD M0 5 20 AND I0 4 21 S M0 6 22 R M0 5 23 LD M0 6 24 AND I0 5 25 S M0 7 26 R M0 6 27 LD M0 7 28 CD C0 29 LD M0 4 30 AND M0 7 31 AND C0 32 S M1 0 33 R M0 4 34 R M0 7 35 LD M0 1 36 AND I0 6 37 S M0 2 38 S M0 5 39 R M0 1 40 LD M0 4 41 AND M0 7 30 42 ANI C0 43 S M1 1 44 R M0 4 45 R M0 7 46 LD M1 1 47 AND I0 7 48 S M0 0 49 R M1 1 50 LD M0 0 51 SC C0C 3 52 LD M0 1 53 OUT Q4 0 54 OUT Q3 7 55 LD M0 2 56 OUT Q4 1 57 LD M0 3 58 OUT Q4 2 59 LD M0 5 60 OUT Q4 3 61 LD M0 6 62 OUT Q4 4 63 LD M1 0 64 OUT Q4 5 65 LD M1 1 66 OUT Q4 6 67 END 至此 PLC 軟件設計完成 4 3 2 PLC 程序調試 PLC 程序的調試方法有幾種 編程軟件的模擬器 用于指定地址的輸入值 并 觀察輸出是否符合設計要求 如果不是這樣的話 檢查程序 以消除錯誤 這種方 法不需要實際與 PLC 連接 直接在電腦上完成 非常方便 還可以避免一個錯誤 調試好以后下載到 PLC 上的實現(xiàn) 如果他沒有得到正確的結果 必須檢查硬件設備 這時另一個嫌疑人 方法是首先仔細檢查程序正確后 沒問題離子的編譯錯誤 語 言 完成了 PLC 不直接下載 及各種現(xiàn)場設備連接 但在入口連接開關輸出可以連 接到發(fā)光二極管 當然比不上燒電路本調試方法主要應用在系統(tǒng)開關量為主 否則 怎么不方便 而我們身邊鋸片角度磨床控制系統(tǒng)符合這些條件 營養(yǎng) 拆卸工具 31 開關砂輪 水泵的開關量 所以我們通過編寫的 編譯程序下載到 PLC 之上 連接 開關 輸出狀態(tài)顯示發(fā)光二極管的調試 連續(xù)地改變 直到程序符合設計要求 最 后 機械連接裝置的調試 這可以是一種很好的保護 32 總 結 本畢業(yè)設計使用中幾乎所有我們專業(yè)的大學 這是我們大學所學專業(yè)知識的一 次綜合調查和評價 通過這次畢業(yè)設計 使我們對知識有一個通道之前 理解和整 合的管狀組件 例如 我們在設計過程中需要的材料的機械制圖 工程設計 材料 力學 工程力學 寬容的基礎和 CAD 計算機輔助繪圖和專業(yè)知識范圍內的合作 在 設計的過程中 我們不僅了解一點舊知識 使我們發(fā)現(xiàn)很多細節(jié)沒有注意這些細節(jié) 問題是如果我們可以確定關鍵設備的合格的技術人員 另外 我覺得畢業(yè)兩個月的設計極大地豐富我們的知識 我學到了很多知識 不僅在更多的專業(yè)知識 在這一過程中 設計 由于需要運用知識 這要求我們在 互聯(lián)網(wǎng)或圖書館的訪問 在設計方案 需要我們對工作環(huán)境的裝卸機械的豬和工作 能力的有了一定的了解 為選擇合適的方案 沒有問題 由于注意到 在這方面 我們必須認識到 通過實踐和查閱資料 可以做的更好 33 參考文獻 1 韓會杰 郭繼富 張艷龍 郭穎 金屬熱切圓鋸條裂紋產生原因分析及預防 J 機電設備 2008 1 35 36 2 郭繼富 李永佳 萬紅俠 金屬冷熱切圓鋸條瓢曲變形原因初探 J 軋鋼 2006 8 60 62 3 田湛 李應強 基于 ADAMS 的鋸條磨齒機撥齒機構接觸仿真 J 冶金設備 2006 1 27 28 5 高學滿 主編 金屬切削機床掛圖 上海交通大學出版社 2000 5 6 天津大學 哈爾濱工業(yè)大學 主編 機床設計圖冊 上?？茖W技術出版社 1986 3 7 湖南大學機械系機造教研室 編 機床設計 國防工業(yè)出版社 1995 5 8 上海機床廠 七二一 工人大學 磨床設計制造 上海人民出版社 1999 1 9 孫志禮 冷興聚 魏延剛 曾海泉 主編 機械設計 東北大學出版社 1986 10 蔡春源 主編 新編機械零件設計手冊 遼寧科技出版社 1993 11 機床設計手冊 編寫組 機床設計手冊 機械工業(yè)出版社 1986 12 邱宣懷 蔡春源 汪愷 機械設計手冊 機械工業(yè)出版社 1998 3 13 浦林祥 金屬切削機床夾具設計手冊 機械工業(yè)出版社 1996 14 馮辛安 黃玉美 杜君文 機械制造裝備設計 機械工業(yè)出版社 2001 12 15 李洪 實用機床設計手冊 遼寧科學技術出版社 1999 1 34 致 謝 大學生活即將結束 在這四年 我遇到了很多朋友熱心幫助教授工作設計成功 的完成不是他們的熱情幫助和顧問的指導 教師和學生在這里都給予指導和幫助我 的畢業(yè)這表示最誠摯的謝意 首先 設計指導 感謝你緊張的工作 試圖引導時間 我們總是關心我們的進 展狀況 要求我們掌握幫助教師管理在整個設計過程中 從實際操作數(shù)據(jù)準備階段 它提供了指導 我不僅學到了書本上的知識 更學會操作方法 其次 給予幫助教師設計的畢業(yè)生 與我的同學以誠摯的感謝 在設計的過程 中 他們給了我很多的幫助和無私的關懷 更重要的是提供信息 在許多方面 我 們的技術 此外 也給所有的學生我的幫助表示感謝 總之 本設計的結果是教師和學生 在一個月內 我們合作的非常愉快 教會 我很多偉大的真理 是一種資產 我的生活 我在新教師和學生對我的幫助表示感 謝