开题报告 朱静

理工学院 毕业设计(论文)开题报告

题 目： 钢筋连接套自动倒角机机械系统设计 学生姓名： 朱静 学 号： 071615433 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 牛虎力

2011 年 3 月 26 日 毕业设计（论文）开题报告

— 1 — 1.文献综述 1.1我国自动倒角机的发展现状及概述 自动倒角机是一种自动化机械。机械自动化, 主要指在机械制造业中应用自动化技术, 实现加工对象的连续自动生产, 实现优化有效的自动生产过程, 加快生产投入物的加工变换和流动速度【1】。当前，中国机械制造业同世界先进水准也存在阶段性差距【2】。我国现阶段的机械制造业中产品数量较大的同类产品连续流水作业的切削加工生产中， 机械自动化设备仍然是半自动机床、自动机床、组合机床及其组成的自动线、回转体零件加工自动线等【3】。 目前国内钢铁企业在生产大圆钢棒材产品过程中，受定尺分段锯切、冷床收集等工序的影响，在棒材端部易产生飞边、毛刺及肿头现象，严重制约着产品表面质量的提高【4】。而且，随着市场经济的发展，棒材深加工单位及使用单位对棒材产品提出了更高、

更严的表面质量和包装质量要求【5】。为此，众多企业在棒材的精整工序采取了多种措施，如：人工手提砂轮机修磨方式、固定式砂轮机修磨方式、机加工车床切削方式等，但效果均不理想，主要存在的问题有： 其一、作业率低，不能与生产节奏有效匹配，易造成棒材积压，物流不畅。 其二、精整质量无法保证，其人工、砂轮修磨方式，棒材端部的肿头很难去除。其三、精整工序劳动强度大，作业环境恶劣。 其四、采用固定式砂轮机修磨方式及机加工车床切削方式时，棒材在生产过程中产生的不平直度，会导致棒材精整时整支旋转进给困难，棒材端部周期性摆动，对砂轮片、切削刀片造成较大冲击，易导致砂轮片、刀片崩裂，存在较大的安全隐患【6】。 1.2自动倒角机的发展前景 针对以上问题，自动倒角机可利用金属切削原理，将棒材定位，通过切削装置移动，刀具旋转完成棒材端部倒角。还可利用棒材步进式定位，端部固定，解决倒角过程中的棒材摆动问题。同时设计合理限位控制装置，完成切削装置的初始、工作、退回等动作的连续切换，同时根据生产要求，可连续调整倒角量的大小。倒角机系统自动化、流程化作业，可与整个棒材生产工序匹配，达到工作效率最优。该设备已经实现，还需有待提高。可编程控制器、微处理机、各种传感器、 新型刀具、控制系统及系统软件、电毕业设计（论文）开题报告 — 2 — 子计算机等将是今后机械自动化的主要技术基础【7】。21世纪将是以知识经济和信息社会为特征的时代,制造业面临信息社会中瞬息万变的市场对小批量多品种产品要求的严峻挑战。机械自动化技术的广阔发展前景也将越来越光明所以机械自动化、实现加工过程的灵活性将继续是未来发展的方向，这一方面的技术仍有待提高【8】。如何发展我国的机械自动化技术, 应实事求是, 一切从我国 的具体国情出发, 做好各项基础工作, 走中国的机械自动化技术发展之路。 1.3倒角机的分类 1.3.1、针对板材 按通俗名称分类，分为平板倒角机，钢板倒角机两种。 按机器使用性质分为：手提式倒角机，便携式自动行走倒角机，台式倒角机三种。机器构成如下 （1）手提倒角机：主要由三相电机，启动开关、壳体铸件，支撑挡板，刻度条，人性化手把。铣刀盘等部件组成，原理是通过电机带动滚铣刀盘上的刀片，对工件进行倒角作业 （2）便携式自动行走倒角机主要是由移动式行走架,三相电机. 涡轮,涡杆减速装置, 控制器：启动开关、紧急停按钮、反转按钮、磁热保护,壳体铸件,支撑轮等.角度轮等部件组成，其原理是电机通过减速机带动整体滚洗刀盘，通过刀盘滚动进行铣切倒角作业。达到小板钢板自走，大板机器自动行走。 （3）台式倒角机 是在由由机体、外角倒角工作台、定位托台、内角倒角工作台、内角转动刀头、外角转动刀头、电动机和传动机构组成，在机体水平上板上垂直安装内、外角转动刀头，其下端轴部设置传动机构，垂直升降的内角倒角工作台中心的内角刀头露孔中露出内角转动刀头，位于上述外角转动刀头正上方定位托台下侧的凹槽与外角倒角工作台的外角刀头露孔相结合，端面上构成外角转动刀头露出的外角刀头露孔，外角倒角工作台与机体水平上板之间设置升降装置，使外角倒角工作台垂直升降，以使外角刀头露孔中外角转动刀头露出可以调节【9】。 1.3.2、针对齿轮 齿轮倒角机适用于汽车、拖拉机、机床等行业对各种批量的内、外圆柱齿轮轴齿轮端面进行倒圆角、倒尖角和棱，能实现半自动化工作循环。 分类：卧式指形铣刀倒角机、立式指形铣刀倒角机、端面铣刀倒角机。工作原理如毕业设计（论文）开题报告 — 3 — 下 （1）卧式指形铣刀倒角机：工件轴线与刀具轴线布置于同一水平面内，采用指形铣刀切削、工作连续分度，工件主轴或刀架沿工件轴向往复移动对内、外圆柱齿轮进行倒圆角、倒尖角。具有自动进给，工件自动加紧装置，实现半自动化工作循环。 （2）立式指形铣刀倒角机:工件轴线布置于垂直面内，工作连续分度，刀架沿工件轴向上、下往复移动对内、外圆柱齿轮进行倒圆角、倒尖角。 （3）端面铣刀倒角机：工件轴线布置于垂直面内，工件间断分度并自动定位。刀具主轴或工件主轴实现冲程运动，对内、外圆柱齿轮进行倒尖角【10】。 1.4倒角机的适用范围和用途 倒角机的用途很广，它可用于工件焊接前边缘的倒角，使用于焊接前金属板材的去毛刺和倒角加工，对钢板边缘按所需角度进行洗切，以得到焊接所需的倒角角度。倒角机还可用于齿轮、钢筋连接套等零件边缘的倒角。倒角机的种类很多，针对不同工件的加工需要，有双面自动倒角机，单面自动倒角机等。倒角机适用于钢材、铸铁、硬质塑料、有色金属等材料【11】。

2、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径： 本次任务的设计题目是钢筋连接套自动双头倒角机总体设计及仿真，是一种为钢筋连接套倒角的设备。随着工业产品的大型化，该设备在机械行业中的使用越来越广泛，是典型的机电一体化产品。本次设计的主要任务是开发一套钢筋连接套双头自动倒角设备。该设备的特点如下： (1)能实现自动上料功能，节省人力。 (2)可对多种不同外径的连接套筒同时进行底孔与外缘倒角加工。 (3)设备通过简单的调整，能够满足多种不同尺寸的连接套的加工。 需要解决的问题是:可实现钢筋连接套的自动上料、气动滑块夹紧、两组车刀同时进刀与退刀双头同时倒角、连接套自动下料等功能。 该设备能加工的工件范围为： 毕业设计（论文）开题报告 — 4 — 毕业设计（论文）开题报告

— 5 — 2.1自动双头倒角机系统组成 钢筋连接套自动双头倒角机由机械装置和电气控制系统两部分组成。机械装置又由底座、上料机构、驱动机构、加紧定位机构、车刀纵向移动机构、刀架机构组成。 2.2自动上料机构的设计 在自动化加工、装配生产线中，能自动完成将工件向加工或装配机器供给并上料的装置称为自动上料装置。上料装置有多种，我先简单的列举以下几种： （1）料斗式上料机构 定义：将零件杂乱地贮存于贮料器后，能使零件自动定向进行供料的装置。 特点:将工件成批地导入料斗，从定向排列到送装置夹具地点全部自动完成。 适用范围：形状简单，重量不大，批量很大，生产率高，工序时间很短的工件紧固件、轴承、仪表、五金等。 （2）料仓式上料机构 定义:将人工整理好的零件储存于贮料器后进行供料的装置。 组成:料仓（贮存工件，有槽式料仓、转盘式料仓、斗式料仓等）、输料器（将工件从料仓输送到上料机构中，有V型输料槽、管型输料槽、轨道式输料槽）、隔料器（控制从输料槽进入送料器的工件数量，有气缸和弹簧传送的隔料器，有机械传动的销式隔料器，有旋转运动的隔料器等）、上料机构（将工件送到机床预定的部位）、卸料机构（可利用弹簧式卸料杆和卸料机械手）。 特点:工件靠人工定向排列，然后靠机构自动送装到夹具。 适用范围：用于产量大，但因重量、尺寸及几何形状特点难于自动定向排列的工件。如曲轴、连杆或单件工序时间长工件。 针对本台机床，综合考虑，我选用的上料机构是一个斜坡形料台，机床上还安装手轮，调节手轮，可以改变斜坡形料台的宽度，从而满足不同长度的工件对料台的要求。工人将钢筋连接套放入斜坡形料台上，由连杆机构实现连续自动进料，将其送入倒角工位。连杆机构的起始端连接方杠，动力源于方杠的摆动，而方杠的摆动又是由气缸带动的。 2.3车刀纵向移动驱动机构的设计 驱动机构由异步电动机带动大小皮带轮旋转，将动力传递给花键轴。同时大小皮带毕业设计（论文）开题报告 — 6 — 轮降低了异步电动机的输出功率，达到倒角所需要的功率，避免了因刀架旋转速度过快给刀头造成的损害。 2.4加紧定位机构的设计 加紧机构有多种，如 （1）斜楔加紧机构 原理是楔紧作用，主要用于机动加紧，且工件精度较高。 （2）螺旋加紧机构 采用螺旋直接夹紧或采用螺旋与其他元件组合实现夹紧的机构，称为螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构具有结构简单，夹紧力大，自锁性好和制造方便等优点，很适用于手动夹紧，因而在机床夹具中得到广泛应用。缺点是夹紧动作较慢，因此在机动夹紧机构中应用较少。螺旋夹紧机构分简单螺旋夹紧机构和螺旋压板夹紧机构。 （3）三爪自定心卡盘 它是一种常用的自动定心夹具，适用于装夹轴类，盘套类零件。 （4）四爪单动卡盘 它适用于形状不规则，非圆柱体，偏心，有孔距要求(孔距不能太大)及位置与尺寸精度要求高的零件。 （5）花盘 它与其他车床附件一起使用，适用于形状不规则，偏心及需要端面定位夹紧的工件。 （6）联动夹紧机构 是一种高效夹紧机构，它可通过一个操作手柄或一个动力装置，对一个工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时夹紧若干个工件。 根据本机床和加工工件特点，夹紧定位机构应保证棒材端部在倒角过程中的全定位及棒材中心线与动力头的同心度，从而保证倒角的均匀性。夹紧定位机构安装在切削装置前端，我设计的加紧机构由内夹块和外夹块组成。外夹块即上料机构中连杆机构的终端部分，有圆弧状结构，内夹块置于外夹块内侧，与外夹块相对，其终端部分设计成圆弧状，这是根据圆形工件的特点设计的。可调式，能针对不同的棒材直径需要进行调节。内外夹块配合将工件牢固地卡紧在工位上，避免了切削过程中工件的移动造成加工精确度降低。