1、瓷砖倒棱机设计The design of ceramic tile chamfering machine学生姓名 学号所在学院 班级所在专业申请学位 工学学位指导教师 职称副 指 导 教 师 职称答辩时间目 录目 录设计总说明 .Iintroduction .II1 设计目的 .12 设计应用范围 .13 设计原理及原理图 .14 瓷砖倒棱机总体结构设计 .24.1 锯片的选择 .24.2 切削参数 .34.3 切削参数的计算 .44.4 电动机的选用 .54.4.1 传动链 .54.4.2 确定低速电机的容量 .54.4.3 依据电动机功率 P 和转速 n 选择电动机 .74.5 瓷砖倒棱机
2、机架设计 .84.6 传送带的设计 .94.7 滚动轴承的选取 .104.8 滚筒的设计 .114.8.1 传动滚筒最小直径的确定 .134.8.2 筒体的厚度 .134.8.3 传动滚筒轴直径的计算 .144.8.4 材料的确定 .164.9 瓷砖夹具设计 .175 瓷砖切割机整体效果图 .196 设计总结 .20鸣 谢 .21参考文献 .22设计总说明I设计总说明本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、石材切削机床、低速电动机、工程材料等多方面的知识。小型半自动瓷砖倒棱机是包括倒棱机的设计应用范围、各部分的设计（切削参数、切削参数的计算、电动机的选用、瓷砖倒棱机机架设计、传送带的设计
3、、滚动轴承的选取、滚筒的设计、瓷砖夹具设计） 。在倒棱机设计中要首先对倒棱机进行分析，了解倒棱机的工作原理，并设计倒棱机的结构，并选择各部件的材料，尺寸；接着各部件的连接方式，关键是找到一个与滚筒相配合的低速电机；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与倒棱机的连接部件以及其它部件；最后画出瓷砖倒棱机的转配图。关键词：切削参数；电动机的选用；传动；机架；夹紧。ABSTRACTIIINTRODUCTIONThe design involves a mechanical fixture design and manufacturing tech
4、nology, stone-cutting machine tools, construction materials, low speed motor, and other aspects of knowledge.Includes small semi-automatic tile chamfering machine chamfering machine design applications, design of the parts (cutting parameters, calculation of cutting parameters, motor, tiles selectio
5、n of chamfering machine design, design, selection of rolling bearing, roller conveyor design design, tiles of clamp). Chamfering machine design would be the first to analyze the chamfering machine, see how the chamfering machine works and chamfering machine design of structure and select the materia
6、l of the various components, dimensions; Then the parts are connected, the key is to find the one with which the cylinder is combined with low-speed motor and design of special fixture for, select the individual components designed fixture, Positioning components, clamping elements, guide components
7、, fixtures and chamfering machine parts and other parts of the connection; last drawn tile chamfering machines go plan.KEYWORDS：Selection of cutting parameters；motor；transmission；rack；clamping. 届本科生毕业设计 1 瓷砖倒棱机设计毕业设计说明书1 设计目的随着近年来我国经济的快速发展，人们生活的不断提高，建筑方面也越来越红火，对于瓷砖的需求量也在不断的提高。而我国的建筑行业有这样的规定，在楼房外面用瓷砖
8、做表面装修时，阳角拐角的地方的两块瓷砖一定要在背面倒出 45的棱角。而这一工作现在大部分靠人手来完成，不但劳动量大，而且对于工人的要求也很高，手稍有颤抖就可能刮伤釉质导致掉瓷。另一方面，市场对于倒棱瓷砖的需求量很大，如果单靠人手，成本也太高。现在市场上的瓷砖切割机主要是把瓷砖放入切割机下面，靠手用力去推来完成倒棱的工作，不但耗时而且费力。另外市场上也有些大型自动磨边机可实现瓷砖倒棱机，但是费用比较高，且不能磨 45mm 以下小尺寸瓷砖。综上所述，要设计一台半自动瓷砖倒棱机设备，既可以解决了人手瓷砖倒棱成本高效率低的问题，也可以解决大型切割机设备不能切割小尺寸瓷砖的问题。在效率和成本中间找到一个
9、平衡点。本设备的主要设计目的是对小尺寸的外墙装饰瓷砖进行倒棱工作的。比如：(300300mm、250250mm、200200mm、150150mm、100100mmd 等规格的瓷砖） 。解决人手倒棱效率低、成品率低、劳动强度大等问题。2 设计应用范围由于瓷砖在建筑行业中的需求量非常大，尤其是在集中铺贴瓷砖时，常常须要若干个工人特地手工倒棱。而半自动瓷砖倒棱机由于价格便宜，生产效率高，必定可以受到广大建筑工人的钟爱，从而收到显著的经济效益。而加工的外墙装饰石材尺寸小于 300300mm，厚度不大于 10mm 的，(如：陶瓷、大理石、半瓷墙砖、全瓷墙砖)。3 设计原理及原理图本设备以高速旋转的金刚
10、石锯片切除硬质材料为基本工作原理。如下图所示，主电机 2 带动金刚石锯片 3 高速旋转，电机 7 将动力经两次带传动减速传至滚筒 9，滚筒9 旋转带动与水平面成 45角的传送带 10 移动。工作时，将瓷砖放在传送带 10 的待届本科生毕业设计 2 加工区，在带的摩擦力和限位挡板 6 的作用下，瓷砖进入加工区，被夹持弹性橡胶滚柱 4 靠变形弹力压紧在传送带 10 上，从而实现瓷砖的夹紧。同时，瓷砖与垂直安置的金刚石锯片接触并进行切割倒棱动作，之后传送带再将瓷砖送到已加工区，完成功能动作。主电机 2 与金刚石锯片组成独立作用的切割机，切割机与机架之间用燕尾槽导向连接，用蝶尾手拧螺钉紧固，使切割机可
11、以方便的拆卸下来，进行手提式自由切割加工。4 瓷砖倒棱机总体结构设计4.1 锯片的选择瓷砖倒棱机所加工的是石材，陶瓷等硬脆材料。所以平时用的一般锯片不能满足加工的要求，必须选择金刚石锯片。金刚石锯片主要由两部分组成：基体和刀头。基体是粘结刀头的主要支撑部分，而刀头则是在使用过程中起切割的部分，一般来说，刀头会在使用过程中不断耗损。综合以上条件初选：锯片直径 110，其转速范围 6080-8680r/min假定本设备加工瓷砖厚度为 10，倒棱作业时 = h=14.14，可取最大进pa2给量即 1.5m/min，约合 25mm/s。切削方式为顺切。届本科生毕业设计 3 图 4-1 金刚石锯片4.2
12、 切削参数从石材加工工具与技术赵民编著电子工业出版社出版（以下简称为【1】 ）中查得一下切削参数：由【1】P111 页知：（1） 、选择锯片:选择锯片要使金刚石刀头的金刚石浓度、粒度、结合剂、硬度与石材的硬度和耐磨性相适应。金刚石锯片有宽水口和窄水口两种。宽水口锯片用于切厚度大的板材，窄水口的锯片适用于切割厚度小的石材和硬度高的石材。（2） 、切割速度：金刚石锯片切割花岗岩的最佳切削速度为 2035m/s，切割大理石的最佳切削速度为 3550m/s。选择金刚石锯片时，应考虑最佳线速度。（3）切割深度：板材厚度超过 30以上时，应进行分层切割，以减少金刚石损耗。一般每次切深不能超过 30。为保证
13、切割出的板材边缘平直，切入深度应超过所割板材厚度 510。（4）进给速度：根据我国的石材加工性能，切割厚度为 20板材的推荐进给速度，大理石为 1-2m/min，花岗岩为 0.3-0.5m/min。切入切出时适当减小进给速度，保持平稳，以防止崩掉边角。（5）操作：板材切割时，磨光的表面上，锯片的速度方向和进给方向一致。新锯片和不能自锐的锯片，应先切割耐火砖使之锋利，否则会造成切割阻力大、切割中锯片跑偏等现象。(即要求尽量是顺切)（6）冷却水：锯片切割时才时要有足够的冷却水对锯片进行冷却。冷却水的作用主要有两方面：一方面是冷却，防止锯片切削温度过高；另一方面是及时冲掉切屑，届本科生毕业设计 4
14、水流量一般为 33.3-66.6L/min。4.3 切削参数的计算由一【1】P25 知：在利用垂直力 和水平力 求法向力 和切向力 的过程中，许多研究人员直接vFhnFt让 等于 ， 等于 ，这在切深 很小的磨削中，这是一种方法误差不大，但在tFhnpa较大，特别是大切深锯切加工中，该方法导致很大的误差，因此应当根据它们之间pa的力学关系求出具体数值。顺切时若锯切水平力 的方向与进给速度 的反方向相同，hFfV则它们之间有如下关系： sincohvnFsit式中， 为锯切合力所在地位置角，但 的大小不容易确定，如果按锯切力的大小与锯屑的厚度成正比例计算，则锯切力在锯切弧区内的分布基本上为三角分
15、布，因而锯切合力所在的位置角（2/3）a，a 为锯切弧区角（a=arccos（1-2 ） ） ， 为spda/p切割深度， 为锯片直径。sd由【1】P26 知：在同样的锯切加工系统下，锯切过程中锯片承受的载荷基本上是由锯切工艺参数和石材的种类所决定的。各种锯切参数条件下锯片受到的法向力 和切向力 可以由nFt测量所得的锯切功率 P，锯切垂直力 和锯切水平力 通过计算得到。根据实验得出vFh的切削力经验公式如下： BaVpfn859.071.9.0Fft .23式中： 切割深度 14.14mm；pa进给速度 25mm/s；fV金刚石节块宽度 1.8mm。B由【1】P109 表 6-4 锯片尺寸得
16、：外径：110mm届本科生毕业设计 5 内孔：16/20mm刀头宽度 B（即金刚石节宽）：1.8mm刀头高度：10mm由以上得出：=0.98516 14.14 1.8174.6NnF=0.22316 14.14 1.892.5Nta=arccos（1- ）spda2a=arccos（1- ）108.a=arccos0.74a=42= a=28又 = cos+ sinnFvhF= sin- cost经计算：sin28=0.47Cos28=0.88有以上计算得出： =59.6NvF=-77.3N（负号表示力的方向与进给方向相反）h4.4 电动机的选用4.4.1 传动链查机械设计基础与实训何克祥、张
17、景学主编电子工业出版社出版【2】1 主运动：石材切割机主轴金刚石锯片（此处用瓷砖专用切割机代替）2 进给运动：低速电机主轴带传动传动轴带传动滚筒轴传送带4.4.2 确定低速电机的容量（1）计算低速电机所需功率 电动机所需功率由工作机所需功率和传动装置0P的总效率按下式计算543210/wP届本科生毕业设计 6 式中： 为低速电机理论功率;0P为工作机所需的功率;w、 为带传动的效率13、 为轴承效率24为卷筒效率5（2）计算工作机所需功率 工作机所需功率 （kw）应由机器的工作阻力和wPwP运动参数确定。可由下式计算或 wVFP10wnT950式中： 为工作积极的阻力，N；为工作机的线速度，m/s;wv为工作机的转矩，N.mT为工作机的转速，r/minwn为工作机的效率对于带式运输机，一般取 96.04.w由于瓷砖倒棱机工作时， 会使金刚石刀片给瓷砖一向传送带的力，使瓷砖与传vF送带更好的接触，从而避免了打滑现象的发生，这个力是有益的。是传送带克服的阻力，这也是进给电机要克服的(即电动机的功率主要用来做瓷tF砖的进给运动用)综上可得：（仅克服 所需功率）1wP95.021.tF又由【1】P26 知：（电机理论功率）ftVF0WP31.25.9查机械设计课程设计手册第三版由清华大学吴宗泽、北京科技大学罗圣国主
