CG2-150型仿型切割機設計說明書

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1、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(nèi)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?nèi)找嬖龃蟮纳詈蜕a(chǎn)的需要；機械設計使機械產(chǎn)品開發(fā)和技術改造的關鍵環(huán)節(jié)，使機械產(chǎn)品的第一步，機械的功能決定于

2、設計機械的質(zhì)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(zhì)就在于實現(xiàn)設計時所規(guī)定的質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)。 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

3、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(cè)重于割炬（動力部分），基壁，機架的設計。 本機器有轉(zhuǎn)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(cè)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(zhuǎn)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(diào)節(jié)割炬地升降位置，型壁套裝在聯(lián)結(jié)

4、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(zhuǎn)速3000-4000轉(zhuǎn)/min 輸入電源 50HZ,220V 外形尺寸與重量

5、 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

6、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

7、柱機架結(jié)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(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，即機器在完成相應的主要工藝過程中所產(chǎn)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

8、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(chǎn)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。

9、 7 慣性力。機械的運動部分加速或減速時，均會產(chǎn)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(zhuǎn)部件的離心力，往復運動的慣性沖擊，等都會產(chǎn)生干擾力。 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(zhì)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，β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

10、，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η=7.87 立柱穩(wěn)定安全系數(shù)公式η=P0/P>=η0 (材料穩(wěn)定系數(shù)) 所以：η>=η0 即7.87>=1.5-3.0 平臺臨界載荷P0=ηEl/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(diào)節(jié)閥，預熱氧調(diào)節(jié)閥，切割氧調(diào)節(jié)閥，壓力開關，夾遲器，管子，火口螺母和割嘴組成，

11、 當氧氣和乙炔通過管子來到火口螺母而產(chǎn)生一定的壓力當壓力一定程度時可調(diào)節(jié)壓力開關釋放混合氣體，點燃，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)可實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。 主壁的使用范圍為：300mm之內(nèi)可以實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。 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(zhuǎn)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(zhuǎn) → 點燃 → 打開預熱氧閥調(diào)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(diào)整速度。 管道的設計

12、： 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(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?qū)l(fā)生收束變形，一般收束量為管長的3-4%。因

13、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(zhuǎn)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(nèi)，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(nèi)徑的計算：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δ>=pd/2[δ]m 式中——工作壓力MPa D——管子的內(nèi)徑mm [δ]——許用

14、壓力MPa，對于鋼管[δ]=δb/s（δ0——抗拉強度MPa，S——安全系數(shù)，當P<7MPa時，S=8，當P<=17.5MPa時，S=6，當P>17.5MPa時，S=4。） 對于銅管[δ]<=25MPa。 由于零件是銅管，所以[δ]選擇25MPa。 δ>=Pd/2[δ]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(nèi)混合為預熱火，具有壽命長，安全可

15、靠等優(yōu)點。 30度配合面可與國內(nèi)外同類產(chǎn)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 10~20 450~380 0.2~0.3 >=0.3 1.3~1.8 340 1 1 20~30 400~320 0.25~0.35 >=0.3 2.5~3 470 2 1.2 30~50 350~280 0.25~0.35 3~4 470 3 1.4

16、 50~70 300~240 0.3~0.4 4.5~6 650 4 1.6 70~90 260~200 0.3~0.4 >=0.04 5.5~7 650 5 1.8 90~120 210~170 0.4~0.5 8.5~10.5 650 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

17、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(diào)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(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：其關閉件為圓錐體塞子，繞閥件中心、旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)90度，即可執(zhí)行開啟關閉的作用。 根據(jù)設備的情況，所以選擇旋塞閥。 參考文獻 機械零件手冊 中冊 機械設計手冊 機械零部件手冊 畢業(yè)設計指導書 機械設計書 上下冊 心得體會 這次的畢業(yè)設計是大學3年中的最后一個環(huán)節(jié)，是對3年的學習生活中所學的知識一個匯總和概括，使我們每個人都能了解自己學道了什么，理解多少，會運用多少，還有多少知識不了解，需要進一步了解，加深理解，所以，在以后的工作中，繼續(xù)學習和加深。在此我非常感謝常小章老師在設計過程中對我的指導和幫助。 由于是第一次做畢業(yè)設計難免有所不足之處，還望老師諒解。