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1、论文题目：薄皮钢管无屑切管机指导老师：陈锡渠 学生姓名：学号： 学院（系）：河南科技学院新科学院 专业年级：机械设计制造及其自动化 081班摘要n 传统切断机工作简单，工作可靠，使用维护方便 ，便于携带运输，价格便宜，但加工精度不高，适用 于加工精度不高的场合，对环境污染严重，生产效率 低，浪费资源，不利于实现自动化，劳动强度大。采 用无屑切削工艺，生产效率高，管材利用好，可对不 同直径，壁厚和长度的钢管做定长的切削，钢管自动 上料，自动切断，是一种典型的机电一体化产品，整 个过程完全实现了自动化。薄皮钢管无屑切管机的设 计是一项技术革新项目。切管机主要用于车辆，工业 或建材生产中的批量下料工
2、作，用于切割薄皮的金属 管。它的特点是工作平稳、连续、效率高、劳动强度 低、能保证尺寸精确度的要求，适应于在各种环境下 的连续工作。 课题意义n 1960年后，我国开始生产30mm以下的冷拔、冷 轧无缝高精度薄壁钢管，相继从无到有，从粗到精地 迅速发展和建成了十多个生产基地，我国钢管工业已 进入世界先进行列，然而，薄皮钢管切管机的发展却 跟不上钢管工业的步伐，随着现代化机械工业的发展 ，对切屑加工的工作效率和产品质量的要求也同时提 高，传统的钢管切管机切割质量差、尺寸误差大、材 料浪费大、后续加工工作量大、同时劳动条件恶劣、 生产效率低等。薄壁钢管无屑切管机这个课题，就是 为了提高薄壁钢管的切
3、割精度，防止切削时钢管变形 ，降低材料浪费，防止工业污染，实现无屑切削，使 钢管切割机的技术水平、整机性能不断取得进步，逐 步赶上国际先进水平，满足人们的需要。方案选择n锯弓锯割 n 锯弓锯割金属管， 需要弓锯往复运动和滑 枕摆动的进给与刀运动 ，但机器的结构比较复 杂，而且弓锯磨损快， 费用高，工效低。 车床切割 n 在车床上用切刀切 割金属管，大直径金属 管的切割比较困难，并 且占用一台车窗太不经 济，类似的专用的切管 机结构复杂，费用较高 。 砂轮式n 用砂轮切金属管， 需要砂轮旋转的切削运 动和摇臂向下的进给运 动，如J3G-400A型材料 切割机，此机器结构简 单，生产效率高，但砂
4、轮磨损较快，费用很高 。 碾压式n 用碾压的方法切割 金属管需要金属管旋转 的切削运动和圆盘刀片 向下的进给运动，这种 方法是连续切削的，生 产效率高，机器的结构 也不太复杂，缺点是会 使管子的切口内径缩小 。 经过方案的比较，了解以上方案之间各自的优、缺点 后，认为碾压式方案为最佳方案，最后确定采用该方案来 进行设计。 原理设计n 进料是由切管机尾部的夹具实现的，通过液压传 动控制夹具实现工件的自动进给。进料的时候，夹具 夹紧工件推动工件向前，直到工件达到设定的切割长 度为止，加工时该夹具不夹紧工件。在尾部夹具和滚 筒之间有一个液压夹具，工件从液压夹具的中间通过 ，该夹具在加工过程中夹紧工件
5、并随着工件转动，它 可以约束工件的轴向移动，可以减小工件的内径内缩 。切削时，滚筒的转动带动工件的转动，刀具与工件 接触，并随着刀具向下位移，对工件的压力增大，从 而达到切削工件的目的。刀具安装在滚筒上方，刀具 是由液压装置控制进给，以实现自动加工。 进给切削部分设计图123 451.进给夹具 2.液压夹具 3.调整丝杠 4.刀具 5.滚筒6.进、出油口6电动机的选择 n 我国三相交流异步电动机的品种规格较多，（特 别是鼠笼式感应电动机）具有结构简单、工作可靠、 价钱便宜、易购和维护方便等特点，在各行各业中得 到了更广泛的应用。特别是在中小型的设备，工作机 速度无特殊要求，而又长期带动稳定或变
6、动载荷的设 备中应得更多。因此本设备工作机的状况是；要求适 用各种环境中的连续工作。故而选择三相笼型异步电 动机，封闭式结构，电压380V，Y型，JO2系列小型异 步电动机为宜。拟定传动方案 n 传动方案的拟定，是传动机构的选择及布置间彼此联系 的两个方面。为了有较利用较佳传动方案，查得了几种传动 机构如下进行比较。特 性类 型带传动链传动齿轮传动蜗轮传动主 要 优 点中心距变化范围 较大，结构简单 ，传动 平稳，能 缓冲，可起过载 安全保险作用。中心距变化范围 较大，平均传动 比准确，比带传 动过载 能力大。外廓尺小传动 比 准确，效率高， 寿命长，适用的 功率和速度范围 大。外轮廓尺寸 小
7、 ，传动 比大并 且准确，工作 平稳，可制作 成自锁的传动主 要 缺 点外廓尺寸大，轴 上受力较大，传 动比不能严格保 证，寿命低。（ 约30005000小 时） 瞬时传动 比不准 确，不能用于精 密分度机构，在 冲击振动负 荷下 寿命低。 要求制造精度高 ，不有缓冲，高 速传动 精度不够 时有噪声。 效率低，中、 高速传动 装置 需用价贵的青 铜材料制造精 度高，加工比 较麻烦几种往复移动机构的特性比较 机构类型主要性能特点平面连杆 机构 结构单间，制造方便，行程距离较大，连接处为面接触， 能承受较大载荷；设计时 往往只能近似满足所需的运动规 律。 凸轮机构 可满足工作所需的任意运动规律，适
8、用于各种自动机械。但 一般行程较短，凸轮制造较复杂，凸轮和从动杆接触表面 易磨损，高速运转是冲击较大。 螺旋机构 运动精度较高，工作平稳，故多用于机床的进给机构及机械 的调整装置。可传递较 大的轴向力，并且容易实现反行自 锁，故常用于起重，升降装置中。但机械效率很低，螺纹容 易磨损，若采用滚珠螺旋，情况大为改善。 齿轮齿 条 机构 结构单间，制造方便，适用于行程较大的地方，但运动精度 及平稳性不及螺旋机构。 传动方案经过研究和分外，最后 确定为带传动、蜗杆传动、 齿轮传动等机构综合组成的 传动方案。并得出传动系统 方案图，如左图所示。此方 案利用了带传动具有缓冲和 过载打滑的特性，把它放在 电
9、动机之后作为第一级传动 是很合适的。此外，齿轮传 动，特别是开式齿轮传动， 也不宜放在高速级，因为在 这种条件下工作时容易产生 冲击和噪音，所以放在低速 级也是合理的。但单头蜗杆 传动，效率不高，功损较大 。 总体结构设计 n从原动机、传动装置到工作 机构的总布局，操作方式， 机器的形式和大致的轮廓尺 寸。动力经减速箱传给滚筒 ，使二个滚筒同向旋转。滚 筒上方装一双臂式支架，支 架上装有一个圆盘刀片。通 过液压系统自动控制刀具的 上下移动，在液压系统的推 动下刀片向下接触被切工件 ，直至切断钢管。总体结构 设计图如右图。123457891.机身 2.小皮带轮 3.进给夹具 4.液压夹具 5.调整丝杆 6.车刀 7.滚筒 8.直齿轮 9.直齿轮 10.大皮带轮 11.直齿轮 12.减速器 13.轴承端盖101112136致谢非常感谢在本次设计中曾给与我耐心指导 和亲切关怀的老师和同学，正是由于你们的帮 助和鼓励才使我能够在毕业设计过程中克服种 种困难，最终顺利完成论文，你们的学识和无 私奉献的精神也深深地影响着我。在此，请允许我再次向曾直接给与我多次 指导的导师表示最崇高的敬意！
