江苏食品职业技术学院 2012届毕业项目
2 夹紧部分设计
2.1 夹紧机构设计要求
夹紧机构不但要求在切割之前机械手能够根据事先收到的信号准确地运动到每个工位，而且在切割过程中要夹紧运动着的棒料，使砂轮与棒料同步。
2.2 夹紧部分方案设计
夹紧部分是由液压缸推动机械手实现夹紧和放松的。这部分的两种可行性方案是：一是用一个机械手同时负责夹紧两根铸棒，根据需要对被切割的那条进行夹紧。二是用两个机械手，每个机械手负责夹紧一根铸棒。第一种方案中，机械手可通过一个二位液压缸和一个三位液压缸实现对棒料的夹紧。第二种方案中，每个机械手都需要两个二位液压缸来实现对棒料的夹紧。考虑到第一种方案设计工作量小，安装方便，而且控制简单，所以优先使用第一种方案。
1 2 3ST6ST7ST4ST5 6ST9 4ST8 5 图3-1 夹紧部分原理图
1-夹紧机械手；2-夹紧气压缸；3-横向行走气压缸；4-纵向行走板；5-纵向行走液压缸；6-横向行走板
夹紧部分原理如图3-1所示，夹紧气缸能使夹紧机械手夹紧或放松工件，当活塞向右移动时，机械手夹紧工件，当活塞向左移动时，机械手放松工件。横向行走气缸推动工作台左右移动，能控制机械手使之夹紧左边或右边的工件，从而对夹紧的工件进行切割。纵向行走液压缸的作用是当完成一次切割过程完成时，推动工作台使之恢复到初始位置。整个工作过程都由PLC控制实现。其中ST4-ST9为控制液压缸的行程开关。
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3 纵横行走部分的设计
3.1 纵横行走装置设计要求
纵横行走装置主要是为了配合切割装置和夹紧装置，使砂轮片和夹紧机械手能够在走刀过程中横向移动，迅速准确地达到工作位，在切割过程中能够随着棒料纵向移动，切完后在返回初始位置。
3.2 纵横行走部分方案设计
纵横行走装置主要是为了实现切割机砂轮片的纵向和横向移动，使之完成切割动作。为了设计和制造方便，在方案设计中纵、横向行走装置的原理大致相同，即采用结构简单而又便于控制的液压传动方式，液压缸带动纵向行走板或横向行走板在导轨上滑动。
在设计过程中，考虑到能量的损耗程度，纵横行走装置采用了直线导轨，既提高了运动系统的运动精度，又很大程度的减小了摩擦力，达到了节能的效果。
3.3 直线导轨的选择计算
3.3.1选定条件
（1）载荷 根据粗略计算，导轨上横向行走部分的总质量为200kg 所以重量W?m?g?200?10?2000N
（2)行程 根据设计结构的要求，选定行程Ls?2.5m
(3)往复次数 n1?2（次/分）
(4)寿命要求 假设机器寿命为5年，则导轨寿命为L L?5?365?24?35000小时
P假设安装4个滑块，要计算一个滑块的负载0，可用下式 P0?W2000??5000N 44同时由于两个滑块装在一个导轨上，因此接触系数fc?0.81。
3.3.2选择方式
（1）根据静态安全系数选型号
C0?fc?fsP0?fw
f其中 s—静态安全系数
fw （4-1）
—载荷系数 （在无外部冲击或振动、低速时取1.5）
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C0—基本额定静载荷
fs?5现设静态安全系数
fs?P0 （4-2） fc则有 C0?5?5000.81
?3086kgf
在正常运行时一般选取安全系数为5，根据上述情况，选取SBG35FL的导轨比较理想。（2）
?根据寿命要求选型号
根据标准寿命L计算公式 L?0.54?17500?9450km
若使用17500小时，则总的移动距离为L
f?fH?fcC3?)?50 （4-3） L?(TfwP0其中 fT——温度系数 （由手册查得当导轨的工作温度小于100?C时，其温度系
数取1.0[8]）
fH——硬度系数 （为了使直线运动系统达到最佳承载能力，需要保持导轨的硬度在HRC58-62，由手册查得fH为1.0[8]）
C——基本动载荷
L?(所以
fT?fH?fcC3?)?50fwP0
1?1?0.81C39450?(?)?501.5250
解得 C?3000kgf
因此，选取SGB45FL（C?3800kgf） （3）复查
理论上选取SGB35FL或上一级似乎比较恰当，但考虑到标准寿命，选择SGB45FL[8]更理想。纵横行走部分的结构图如图4-1所示：
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2 1 4-1纵横行走部分的结构图
1-横向行走导轨；2-纵向行走导轨
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4 液压传动系统设计
4.1液压传动机构
根据切割机的机构原理，绘制的机构简图如图5-1所示，其中ST0-ST4为控制液压缸的行程开关。
12 3 4ST0ST2ST1ST3 57 9 85-1切割机机构简图
1-带轮；2-传送带；3-电机；4-砂轮；5-升降液压缸；
6-横向行走液压缸；7-横向行走板；8-纵向行走液压缸；9-纵向行走板
4.2 液压传动原理图
走 刀返 回ST2ST0抬刀缸抬刀落刀ST3ST4夹 紧松 开夹紧缸ST6ST7ST8行走缸随 动 前 进返 回ST9ST5ST1DT1DT2DT3DT4DT5如图5-2液压传动原理图
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