1、本科毕业论文（20 届）大直径管定距快速切割装置设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 大直径管定距快速切割装置设计 1课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解常用机械加工设备应用以及机械结构原理、熟练掌握机械及相关产品及其零部件结构等方面的设计方法及设计思想等内容，为学生在毕业后从事结构设计等方面的工作打好基础。2主要任务（1）根据现有的各种机械机构，通过对
2、生产过程的充分了解,确定大直径管定距快速切割装置的设计方案，并绘制该方案的结构总体图。 （2）设计结构总体图中所有非标零部件结构图。 （3）对所有非标零部件结构进行尺寸设计计算。 （4）针对以上设计过程，完成设计说明书一本。 3主要参考资料1. 王伯平. 互换性与测量技术基础M. 北京: 机械工业出版社，2013 2. 王运炎. 机械工程材料 M. 北京: 机械工业出版社，20143. 濮良贵. 机械设计 M. 北京: 高等教育出版社，2006 年4. 张世昌. 机械制造技术基础 M. 北京: 高等教育出版社 20064进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 分析题目，确定设计思路 3 月
3、3 日3 月 23 日2 学习相关知识，收集资料、确定方案 3 月 24 日4 月 13 日3 设计结构总图，及所有非标零件图等 4 月 14 日5 月 4 日4 编写设计说明书 5 月 5 日6 月 1 日5 完成毕业论文及答辩工作 6 月 2 日6 月 22 日审核人： 2014 年 12 月 30 日I大直径管定距快速切割装置设计摘要：本说明书介绍的是一种大直径管定距快速切割装置的设计过程。这个装置的主要功能是把 PVC 管材进行快速定距切割。要使它顺利完成这个功能，设计的方法主要包括：切割装置的设计，定位装置的设计和夹紧装置的设计。其中切割装置采用电动切割，定位装置采用定位档板，夹紧装
4、置采用哈夫块配合弹簧和气泵进行夹紧。装置设计完成后的操作过程是：打开气泵，压缩弹簧，从而夹紧管材，打开切割机，进行切割，切割后关闭切割机，再关闭气泵，哈夫块在弹簧的作用下弹起，取下切割好的管材，并推动剩余的管材定位，准备下一次切割。此装置设计实现后能够大幅提高塑料管材切割的生产效率，不仅减轻了工人的劳动强度。也同时使切割下管材的垂直度和长度精度得到提高。关键词：塑料管材(PVC)；手动；快速切割Large-diameter pipe cutting device designed to quickly set distanceAbstract: the introduction of this
5、 manual is a kind of large diameter pipe distance fast cutting device design process. The devices main function is to cut the PVC pipe for rapid spacer. To make it complete the function, design method mainly includes: the design of the cutting device, positioning device design and the design of the
6、clamping device. The cutting device adopts electric cutting, positioning device adopts positioning baffles, clamping device using hough block with spring and air pump to clamp. Device design after the completion of the operation process is: open air pump, compression spring, thus the clamping tube,
7、open the cutter, cutting, cutting closed after cutting machine, and then close the air pump, hough blocks under the action of the spring bounce, remove the cut pipe, and push the rest of the pipe positioning, ready for the next cut. After this device design implementation can greatly improve the pro
8、duction efficiency of plastic pipe cutting, not only reduce the labor intensity of the workers. At the same time to cut the pipe verticality and length accuracy was improved. Key words: plastic pipes (PVC), and manually, fast cuttingII目录1 引言 .11.1 塑料管材的应用现状 .11.2 塑料管材切割装置的现状 .11.3 设计方案的选择比较 .22 切割装置
9、的设计 .42.1 切割装置的选择 .42.2 切割装置的安装 .63 定位装置的设计 .93.1 定位装置的选择比较 .93.2 档板尺寸的确定 .93.3 定位装置的安装 .104 夹紧装置的设计 .124.1 夹紧装置综述 .124.2 夹紧装置的方案选择比较 .134.3 夹紧装置中弹簧的选择 .174.4 弹簧的固定 .204.5 夹紧装置中板材的选择 .204.6 夹紧装置中气泵的选择 .214.6 气泵压力的检验 .225 测量装置的设计 .245.1 测量装置的选择比较 .246 装置底座的设计 .246.2 底座结构设计 .256.3 底座结构尺寸计算 .25III6.4 底
10、座材料的选择 .267 结论 .29参考文献 .30致 谢 .3111 引言1.1 塑料管材的应用现状随着社会经济和科学技术的不断发展,各种各样的塑料管材广泛地运用于石油，化工，农业，手工，轻工和服务业等不同的行业的多种场合。在城建的快速化中，例如各大中小城市的公共基础设施建设工程中，很多新型材料的大口径管材相继出现并被加以应用，在城市建设中，塑料管材以重量轻、 结实耐用、环保无污染、不易腐蚀，可塑性强等优势得到青睐。“塑料和传统的材料不一样，技术发展的的步伐特别快，不断出现的新技术、新材料、新工艺使塑料管相对传统材料的优势也越来越突出。塑料管材与传统的金属管和水泥管相比，具有重量轻，一般仅为
11、金属管的 1/6-1/10,有较好的耐腐蚀性，抗冲击和抗拉强度，塑料管内表面比铸铁管光滑的多、摩擦系数小、流体阻力小、可降低输水能耗 5%以上，综合节能好，制造能耗右降低 75%，运输方便，安装简单，使用寿命长达 30-50 年。【1】”在机械行业中，塑料管材的应用也日趋广泛，许多由钢铁等金属管材做成的机械设施也正在向非金属管材过度，其中对于托辊这个常用配件，目前厂家正在大量生产塑料托辊，运用于输送机，传送带等各个机械设备中。1.2 塑料管材切割装置的现状当前，我国切管机与基础制造装备行业仍然存在的突出问题是：自主开发能力薄弱，专业化的配套体系尚未形成，功能部件的发展滞后，产品自动化水平低，可
12、靠性、精度保持性差。特别是在一些普通的生产车间，自动化程度仍然很低。例如托辊厂在2生产塑料托辊时仍然采用手动切割为主的生产形式。具体是从塑料管生产厂家买回成品塑料管进行加工。由于成品长度与实际托辊长度不符，需要先进行切割。工人把塑料管材放置于槽钢上，用脚踩住固定，目测长度后用市面上的切割机进行切割。这样切割存在以下几个问题：1. 管材切割后管子的垂直度达不到要求；2.切割下来的管材长度精度达不到标准；3.塑料管由于发热变形严重。所以在切割后还要在机床上进行二次打磨，从而达到规定长度。不仅费时费力，造成生产效率低下，而且质量达不到高标准。1.3 设计方案的选择比较本次设计的大直径管定距快速切割装
13、置，其主要的要求是能够快速对长度 12m，直径 113mm 的塑料管（PVC）进行定位，然后切出定距（3m）长的管材。为了实现这个特定功能，有两个方案可供选择：方案：采用机床式结构进行切割。对现有机床进行改造，卡盘把管材夹紧，把切割刀固定在机架上，用切割刀片对管材进行切割。结构示意如图 1.1 所示：图 1.13方案二：采用切割机式结构进行切割。用自主设计的夹紧装置对管材进行夹紧，采用小型切割机对管材进行切割。结构示意如图 1.2 所示：图 1.2对方案二的结构进行改进设计后，本次设计的结构原理图如图 1.3 所示：图 1.3方案一的特点：结构复杂，对大型机床的改造成本高，而且管材的长度长，装
14、卡夹紧管材有一定的困难，而且在机架上固定定位装置，切割装置也不方便。方案二的特点：结构简单，自己设计机架结构，方便切割装置，夹紧装置以及定位4装置的固定。而相较于方案一的成本较低。综上所诉采用方案二。2 切割装置的设计2.1 切割装置的选择方案一 自己设计切割装置：采用发动机带动刀具切割。包括设计机架，机壳，电动机的选型，刀具的选型，以及各零部件的尺寸计算。方案二 从市面上直接买现有的切割管机进行改装。显然，方案一不仅需要大量的工作和计算，而且成本较方案二高。而方案二合适，简单且成本低廉。具有可操作性。选型的切割装置是：J3G3-400 重型全铜 2.2kw/220v 如图 2.1 所示产品参数： 额定转速：2800r/min砂轮： 400*3*32mm（外径*厚度*孔径）夹钳角度： 0- -45最大切口长度： 130mm重量： 55kg额定频率：50HZ额定输入功率：3000W切削速度： 60m/s
