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1、1600镁合金带材精整机组-分条圆盘剪机架设计本科毕业设计1600镁合金带材精整机组-分条圆盘剪机架设计Design of Split Disc Shear for Mg Alloy Strip Finishing Unit学 院（系）： 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 2016年6月 yI 毕业设计（论文）任务书学院（直属系）： 时间： 2016 年 3 月 16日学 生 姓 名 指 导 教 师 设计（论文）题目1600镁合金带材精整机组分条圆盘剪机架设计主要研究内容1.带材分条技术及发展现状。2.1600镁
2、合金带材精整线分条技术方案确定。3.分条圆盘剪结构设计及力能参数计算。4.完成分条圆盘剪主体结构图纸设计。研究方法结合国内外分条圆盘剪相关资料，运用材料力学、机械设计、轧钢设计、轧钢工艺等基础知识和专业知识，对1600镁合金带材精整线上分条圆盘剪进行设计。主要技术指标(或研究目标)坯料厚度8-10mm，宽度1600mm，最多分四条进行考虑设计，坯料温度250，材料AZ31。教研室意见教研室主任（专业负责人）签字： 年 月 日说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。摘 要AZ31镁合金它具有较好的室温强度,良好的延展性以及优良的抗大气腐蚀能力。是目前商业化应用最广
3、泛的变形镁合金,高精度的分条圆盘剪是板带精整质量的重要保证，被广泛应用于带材的生产中。本文通过分条圆盘剪对AZ31镁合金分条的工程实例及相关设备结构的深入了解，并从材料力学、动力学和经济的角度出发，重点对分条圆盘剪的主传动系统、剪刃间隙调整机构进行设计，并对刀盘轴和齿轮进行了强度校核；同时通过功率核算，确定了电动机的型号。确保各构件在工作中符合实际工况，提高分条剪切品质。关键词：AZ31镁合金；分条圆盘剪；强度校核Design of Split Disc Shear for Mg Alloy Strip Finishing UnitAbstractAZ31 magnesium alloy wh
4、ich has good strength at room temperature, good ductility and excellent resistance to atmospheric corrosion. Is at present, the most widely used and the commercial application of wrought magnesium alloy, high precision disc shear is plate with fine quality the important guarantee, is widely used in
5、the production of the strip.The points of the disc shear in-depth understanding of AZ31 magnesium alloy strip project and other related equipment structure, and from material mechanics, dynamics and economic point of view, focus on a disc shears of the main drive system, cutting blade clearance adju
6、sting mechanism is designed, and the cutter shaft and gear were strength check; also through power calculation to determine the type of motor. Ensure that all components at work in accord with the actual conditions, improve the shearing quality.Key words: AZ31 magnesium alloy；disc shear；Strength che
7、ck目 录太原科技大学毕业设计（论文）任务书I摘 要IIABSTRACTIII目 录IV引 言11 绪 论21.1 课题背景21.2 分条圆盘式剪切机国内外的发展现状21.3 分条圆盘剪的结构32 分条圆盘剪力能参数的计算52.1 分条圆盘剪剪切力的计算方法52.1.1 柯洛辽夫公式52.1.2 诺沙利公式72.1.3 其他计算公式72.2 分条圆盘剪的力能参数计算82.2.1 剪切坯料规格及性能82.2.2 分条圆盘式剪切机结构参数的选择92.3 分条圆盘剪的电机选择计算122.3.1 剪切力矩的计算122.3.2 剪切时电机功率的计算及选择123 刀盘轴的结构设计153.1 刀盘轴的材料选
8、择及其主要力学性能153.2 刀盘轴上零件布置及其基本参数153.2.1 初步确定刀盘轴的最小直径153.2.2 刀盘轴上零件布置及基本参数163.2.3 刀盘轴的强度校核164 轴承的选取及校核194.1 轴承类型的选择194.1.1 轴承的受力情况分析194.1.2 轴承型号的确定194.2 轴承的寿命校核205 齿轮传动系统的设计225.1 齿轮材料及其主要力学性能225.2 齿轮的设计225.3 齿轮的受力分析255.4 校核齿面接触疲劳强度266 连接轴和键的选择286.1 连接轴的类型和用途286.2 万向连接轴的设计286.3 滑块式万向接轴的强度计算306.3.1 带有切口的扁
9、头强度计算306.3.2 叉头强度计算316.3.3 轴体强度计算356.3.4 万向接轴的许用应力和安全系数366.4 键的选择366.4.1 键的尺寸选择366.4.2 键联接强度计算367 联轴器与齿轮机座387.1 联轴器的分类387.2 联轴器的选择387.3 联轴器的强度计算397.4 齿轮机座的作用及类型397.5 齿轮机座的结构398 系统的润滑418.1 润滑剂的作用418.2 润滑方式的选择418.2.1 轴承的润滑418.2.2 齿轮传动的润滑418.2.3 滑块式万向接轴的润滑428.2.4 齿轮机座的润滑42结 论43参考文献44外文翻译45致 谢61引 言随着IT、
10、电工电讯、汽车配件、办公机器、家电、五金制品等行业的发展，驱动着金属成型行业，尤其是金属薄板精密裁切行业的迅速发展。基于节材节能环保的经济发展理念，要求不断提高金属制品的精度并提高材料的利用率，而宽幅面的金属板材卷料纵向分切成所需宽度的带材是制造精密金属制品的基础，只有确保分切加工精度才能充分保证材料的利用率与金属制品的精度，这就对金属薄板精密分切技术提出了越来越高的要求。而镁合金是迄今为止工程上所使用的密度最低的金属结构材料，它可通过塑性变形提供不同形状的板、棒、管、型材及锻件，满足多样的结构件需要。AZ31镁合金是典型的变形镁合金。为适应不同的应用领域，剪切是必不可少的。圆盘剪具有可连续纵
11、向剪切运动钢板和薄带钢的特性，广泛用在板、带生产车间各辅助机组中，按其用途和结构可分为两大类:切边圆盘剪及分条圆盘剪。分条圆盘式剪切机的上下刀片都是圆盘式的，该设备一般用于卷料的纵切机组、连续退火和镀锌等得工作线上。本文对于同轴、多对刀盘的分条圆盘剪力能参数进行计算，重点对分条圆盘剪的主传动系统、剪刃间隙调整机构进行设计，并对刀盘轴和齿轮进行了强度校核。1 绪 论这些年镁合金在汽车工业、航空航天以及3C数码行业得到了大范围的使用。镁合金不仅具有优秀的机械性能、环境保护的性能以及产品薄壁化、轻量化的趋势，并且可以大幅度提高生产效率和成品率。目前，在钢铁企业和有色板带生产企业中因产品规格和品种的变
12、化，（例如：镁合）。有时需要金属板卷纵切，通过旋转圆盘剪把钢带顺着轧制方向切开取得所需宽度的加工方法。1.1 课题背景剪切机是用于剪切金属材料的一种机械设备。在轧制生产过程中，大断面钢锭和钢坯通过轧制后，其断面变小，长度增加。为了满足后续工序和产品尺度标准的要求，各种钢材生产工艺过程中都必须有剪切工序。剪切机的用处即是用来剪切定尺、切头、切尾、切边、切试样及切除轧件的局部缺陷等。剪切机有各种类型，平刃剪、斜刃剪、圆盘剪和飞剪。平刃剪用于剪切方坯，斜刃剪用于剪切板材。而圆盘式剪切机的上、下剪刃是圆盘状的，剪切时剪刃以相等于轧件的运动速度做圆周运动，形成了一对无端点的剪刃，因此可连续纵向剪切运动着
13、的钢板及薄带钢。用于纵向剪切钢板及带钢的边或将钢板和带钢纵向切成窄条，作为焊管坯料和车圈的坯料等。通常布置在连续式钢板轧机的纵切机组工作线上，广泛用于纵向剪切厚度小于的钢板及薄带钢。分条圆盘剪一般具有多对刀盘，刀盘都以一定的间距布置在两根用的刀盘轴上，也有较少数量的分条圆盘剪刀盘是布置在独立的刀盘轴上。1.2 分条圆盘式剪切机国内外的发展现状我国从20世纪70年代末开始引入冶金技术和装备，经过多年的引入、消化及吸收，装备技术水平获得了飞速发展，有些已接近或达到国际先进水平。圆盘剪从使用厂家来看，大致可以分为两大类:一类是带材轧制生产厂家。这些厂家大多数为大中型企业，技术力量雄厚，设备精良。分条
14、圆盘剪切机多用于薄带钢纵向切成窄条，有些厂家为降低轧制生产成本和增加灵活性，依据自己的生产能力设置原料纵剪机组剪切窄带钢。纵剪机组的好坏直接影响全部生产线的运转情况和产品质量，因此要求分条圆盘式剪切机可以承受大吨位、高效率和高带材表面质量保护措施。机组的稳定性和自动化程度高，这类机组多从国外引进。另一类是专业金属带材剪切厂家。主要做带材来料分剪或为某定点厂家供给一定标准的带材。工厂规模通常较小，设备出资也较小。因为剪切的材料品种标准繁杂，性能不一，且要求不一样，因而设备配置小而全，全而精。从单机、全机械机和小幅宽的直流液压机都有。剪切材料的状态从特软到特硬，自动化程度低，设备配置比较低，人为参与较多，这类设备大多数都是国产。从市场需求来看，发展空间很大。现在国内外金属带材剪切机组虽然在性能、配置和控制等方面有较大差距，但剪切工艺基本一样。进口设备分切带材厚度范围小，速度高，效率高，价格太高，一次性出资比较大，中小型企业承受不起。我国的这个行业大中小型企业很多，大部分都选用的是国产设备，但国产设备在分切过程中，经常出现产品质量不稳定，效率低等问题。国产分条圆
