节能环保型切割机的研究与设计

【摘要】：砂轮切割机在金属下料、铸件去冒口等相关工序及机械制造相关行业中得到大量使用,据不完统计,我国每年对切割机的需求量在10万台以上。大量使用的原因是其适用性强,树脂砂轮片可以切削软的金属零件如铜,铝及硬的金属零件如淬火后的碳钢,高速钢。其切削速度快,劳动强度低,操作简单,切割成本低。但这些切割机大多数属于手控切割,切割过程火花和切屑飞溅,污染环境;由于砂轮片破碎和飞屑,操作者易受伤害。随着能源资源的紧缺和低碳概念的提出,国内工厂的节能减排工作也越来越受到重视,所以,研究一种节能、环保、自动和经济型切割机势在必行。 本文切割机的主导设计思想是对切割机动力源的改进以及对机构的创新,同时注重对切割机节能环保方面的研究。主要针对保定市沧龙不锈钢精密铸造有限公司在完成制腊、模组焊接、模组清洗、上料、干燥、熔腊、浇注、脱壳等相关工序后,需要把工件切割下来,即切割浇口工序;其次为了满足工厂的节能减排要求,研究了砂轮切割的理论及实际切割过程,总结出了节能环保型切割机面临的技术难题,采用机电液一体化系统设计的思想,对节能环保型切割机进行了系统的分析,对其整体造型、机械结构和控制系统进行了设计。机械设计主要完成了整机的外型,传动装置、夹具的设计计算,利用AUTOCAD、UG等软件进行了绘图和参数优化,提高了机械系统的设计精度和效率。控制系统采用继电器和电磁阀进行控制,控制简单,使用方便。通过大量实验,对切割数据进行分析,总结出了零件尺寸与切割力之间的对应关系。即:零件尺寸d在0mm-20mm范围内时F=(20+2d)N,零件尺寸d在20mm-50mm范围内时F=3.5dN;找出了切割材料硬度与砂轮硬度、磨损率之间的关系,即:硬质砂轮片适合切割脆、硬性材料,切割用时短、砂轮磨损较少。 本文设计的节能环保型切割机采用砂轮切割的方法,喷雾除尘装置兼有冷却功能,本切割机采用半封闭的切割方式,增强了系统的环保特性和操作安全性。实验表明,该液压节能切割机设计新颖,性能可靠,降低了劳动强度,提高了工作效率,同时达到了工厂的节能减排要求。 【关键词】：切割机 节能 环保
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TG48
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 引言9-10
• 2 概述10-17
• 2.1 切割技术10-11
• 2.2 课题研究的背景及意义11
• 2.3 国内外切割机的研究概况11-15
• 2.3.1 国内切割机研究概况12
• 2.3.2 国内切割技术现状研究概况12-14
• 2.3.3 国外切割机研究概况14-15
• 2.4 砂轮切割面临的技术难题15-16
• 2.5 本课题的主要研究内容16-17
• 3 切割机的设计思想和方案确定17-23
• 3.1 切割机的设计思想17-18
• 3.2 切割机的设计任务18-19
• 3.3 切割机总体方案的确定19-23
• 3.3.1 切割机切割方式的分析19-21
• 3.3.2 切割机总体方案的确定21-22
• 3.3.3 技术路线22-23
• 4 切割机的机械结构设计23-35
• 4.1 切割机总体方案设计23-26
• 4.2 砂轮片的选择26-27
• 4.3 砂轮片堵塞钝化原因分析27-30
• 4.3.1 砂轮堵塞的类型和机理27-28
• 4.3.2 砂轮自身对堵塞的影响28-29
• 4.3.3 影响砂轮切割的外界因素29-30
• 4.4 切割机防护装置的设计30-31
• 4.5 切割机夹具方案的研究31-35
• 4.5.1 机床夹具的分类31-32
• 4.5.2 本切割机夹具的基本要求32
• 4.5.3 本切割机夹具的设计方案32-35
• 5 切割机的控制系统设计35-40
• 5.1 切割机电气控制设计35-36
• 5.2 切割机液压控制设计36-39
• 5.2.1 切割机液压回路设计36-38
• 5.2.2 切割机液压缸的设计38-39
• 5.3 电气保护措施39-40
• 6 切割机的性能试验分析40-47
• 6.1 切割机重力大小的性能试验分析40-42
• 6.1.1 试验方法40
• 6.1.2 试验过程40-41
• 6.1.3 试验结果41-42
• 6.2 砂轮片性能试验分析42-47
• 6.2.1 试验方法42-43
• 6.2.2 试验过程43-45
• 6.2.3 试验结果45-47
• 7 结论与展望47-48
• 参考文献48-50
• 在读期间发表的学术论文50-51
• 作者简历51-52
• 致谢52-53

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