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【新闻】小型金相试样切割机机械部分的设计铁岭

发布时间:2020-10-18 21:50:17 阅读: 来源:地漏厂家

金相试样的制作过程通常包括截取试样、镶嵌试样、磨平试样和抛光试样四个步骤。制样过程中每个阶段都必须细心操作,因为任何失误都会影响随后步骤试样的制取。正确制得适合金相观察的试样是进行各种研究的基础。制取失败的试样严重影响金相分析的组织,错误显微组织会带来不可估量的后果。制备好的试样需要代表所要研究的对象,要保证金相试样的分析表面成镜面而没有划痕缺陷,否则不利于显微组织的观察。目前,在各个企业和科研院所制取试样的方法仍然停留在手工制取的阶段。手工制样过程中步骤繁多,要求制样者具有熟练的技术水平和丰富的处理试样的经验,因而制取式样的效率非常低。随着信息工程和控制论的飞速发展,计算机控制的机械制取金相试样的设备逐渐取代了传统的手工制取试样的设备,效率有了很大程度的提高,制取金相试样的质量也更加完美。国外的金相试样切割机的发展较好,但是价格昂贵。国内的金相试样切割机自动化程度低,精度低,因此设计开发自动化的金相试样切割机具有重要的意义。高自动化的金相试样切割机主要有机械部分和控制部分组成,本文针对金相试样切割机的机械部分进行相关零部件的选择和结构设计,以适合机电一体化产品对机械结构的需求。

2机械总体设计设计的切割机采用台式结构,切割方式采用主电机和砂轮片固定不动的形式,步进电机驱动进给系统,使装有试样的工作台靠近砂轮片,根据试样大小选择相应的切割模式进行切削。

设计的金相试样切割机机械部分由机体、切割机构、进给机构、夹具、冷却系统组成。主电机和轴支撑架安装在H型钢底座上,由2根V带进行动力传输,主电机经带轮传动后带动切割片转动,可保护切割机构在发生意外时不受损坏。为适应各种材料的转速要求,主轴可选转速为3000r/min、1500r/min、1000r/min,可以由单片机控制主电机的工作极数来控制主轴转速。纵向步进电机安装在机架上,电机伸出端与纵向丝杠用联轴器连接后通过轴承座安装在机架上,纵向螺母与横向进给架固定,横向进给电机通过联轴器与横向丝杠连接安装在横向进给架上,横向螺母与竖直进给架固定,竖直进给电机通过联轴器与竖直丝杠连接安装在竖直进给架上,竖直螺母与进给工作台固定带动试样进给。整个进给机构用一个进给罩与外界隔离以防止灰尘等对进给机构造成损害。整个切割过程在封闭状态下进行,三个进给方向都设有两个限位开关和一个位移传感器,以便于控制和防止过行程。

叫进给机构示意。纵向进给2.横向进给3.竖直进给3主要部件的设计机架采用H型钢焊接,可以在H型钢的适当位置加工出用于螺栓联接的孔,可以方便地固定进给机构、切割用带传动让主电机的转动,传递给切割主轴,从而带动砂轮片旋转。为了皮带的安装和定期张紧,设计主电机的位置可以在水平面内前后移动;为了减小皮带对主轴的径向力,主轴带轮设计成卸荷式带轮;为了调整轴承轴向间隙,设计了调整垫片;为了使主轴有良好的润滑条件,采用油润滑并设计了油标,可以方便地知道润滑状态。

3.2进给机构速度在一定范围内连续可调,选用步进电机为进给电机。

为了使进给过程稳定和避免低速爬行现象,采用滚珠丝杠将电机的转动转换成机构的移动。在本金相试样切割机的工作过程中,进给机构受力不大,而且有滚珠丝杠的力矩增大作用,故步进电机实际输出的转矩很小,可以用凸缘联轴器直接将步进电机的输出端与丝杠相连。此设计中选用GB/T5843GY1.进给机构的形式三坐标测量机的测量主体形式。该设计中纵向移动由纵向丝杠螺母完成,横向移动由与纵向螺母联接的横向丝杠螺母完成,竖直移动由与横向螺母联接的竖直丝杠螺母完成,如所示。

3.3夹具与冷却系统设计由于螺旋夹紧机构是夹紧机构中广泛应用的装置,具有自锁性好、夹紧行程调节范围大、增力比大等特点。为了避免试样表面造成损坏,采用螺旋压板夹紧机构螺旋夹紧。手轮的设计是为了提高装夹工件的灵活性。

为了使试样在装夹后自动与砂轮片的轴心对齐,两压块均做成活动的,在同一根轴上分别加工出左旋螺纹和右旋螺纹,利用旋向不同可使与左旋螺纹和右旋螺纹分别联接的两压块移动方向不同,这样可以达到试样装夹的自动定心,保证了试样在装夹后试样轴线与主轴轴线在同一竖直平面内,简化了切割过程。

在切割试样时,若试样直线进给,砂轮片可以切割的最大试样直径为砂轮的有效切割深度,如果在进给一个半径值后试样旋转180再次进给,在这种情况下砂轮片可以加工的最大试样半径为砂轮的有效切割深度。这样,当切割同一直径大试样时,可以用直径较小的砂轮片,有利于切割机的小型化。在实际中每次旋转120以降低操作难度。

本文设计的冷却系统主要由冷却泵、浇水罩、入水管、出水管、水箱、回水管和过滤网组成。为了满足小型设备的需要,节省机械装置,设计中把半圆形砂轮片的防护罩改装成浇水罩。砂轮罩实际上设计成双层的结构,可以盛装预先选择好的冷却液。在砂轮罩内层开设许多小孔,并在砂轮罩下部作出特定角度的小孔,目的是使喷射出的冷却液可以达到砂轮片与试样接触的任何一处,大大提高了冷却效果。必须指出的是,控制系统应该将冷却系统的工作在主电机工作前就开始,切割过程中,冷却泵将水箱中的冷却液抽出,喷射到切割的试样和砂轮上,确保同时冷却。水箱中配备有过滤网,可以将冷却液带来的切屑过滤掉。实现冷却液的循环再使用。

4结论主轴转速采用三相变速异步电动机变速驱动,可以在切割不同材料时选择不同转速,省去变速机构,简化了系统结构,提高了传动效率。

进给机构选用步进电机驱动,并采用滚珠丝杠传动,提高了进给传动效率,避免了低速进给时的爬行。每个进给方向上的两个行程开关可以确保机器在控制系统失灵时机器不会损坏。

设计了一种多功能夹具,使切割机系统可以切割的试样直径加倍,增大了切割范围并使机器小型化。

孙维连,王成彪,许丽红,等。金相切割机的国内外研究概况。理化检验-物理分册,2003,39(7):357-360.高中彭。基于触摸屏和PLC的大型金相试样切割机控制系统的研究。保定:河北农业大学,2007.王会强。大型四轴金相试验切割机的机械设计与研究。张家口:河北农业大学,2006.蝗虫跳跃原理的仿真验证及其优化分析刘晓慧,胡进寿,李江波,代爽爽,王晓昱,高旭,金悦(西安交通大学机械工程学院,西安710049)利用ADAMS软件建立三维简化模型,对蝗虫的跳跃进行了仿真分析,并对简化模型进行结构尺寸优化,使蝗虫跳跃的高度和距离达到最优。对优化后的模型进行发散性思考,可为跳跃机器人的研宄提供。

机器人提供模型和原理基础。

2蝗虫的结构及跳跃原理蝗虫的结构见。蝗虫的身体呈扁平状,由头部、胸部、腹部三部分构成。其胸部有三对足,前足和中足较短,起支撑身体平衡作用,后足较长,在跳跃过程中起着重要作用。

1引言近年来人们越来越重视将生物的一些特殊结构运用于生产生活,建立了仿生学。现今应用于救援、探测、越野等领域的机器人大多采用轮式、履带、行走等几类移动方式,在条件恶劣的场合有着明显的缺陷,跳跃机器人应运而生。在自然界中像蝗虫、袋鼠、跳蚤等生物的弹跳能力很强,根据它们相同的结构,人们进行了大量仿生跳跃机器人的研究。跳跃机器人在机器人领域中有着其自身的优点:(1)可以越过数倍于自身尺寸的障碍物;2)跳跃运动的突然性与爆发性有助于机器人躲避危险;3)与爬行和步行运动方式结合,可以大大提高机器人的活动范围。

另外,在星际探索中,由于月球和火星表面重力加速度大大低于地球,跳跃运动能充分利用这个优势,节省运动能量和扩展活动空间。

蝗虫后足可以简化为(a)所示机构,即由AB、CD和DE三根杆组成、以B和D为支点。从蝗虫后足结构可以看出蝗虫肌肉的连接点在胫节的端处C,蝗虫跳跃时腿节的肌肉瞬间发力,利用跗节对地面的支撑形成一个杠杆结构将身体抬起,向前跳跃。在蝗虫跳跃的瞬间蝗虫跗节对地面有一个作用力,利用地面的反作用力使蝗虫的身体向上运动。由此可见是腿节肌肉的作用与跗节的作用相互配合使蝗虫完成跳跃的过程。

样切割机的研究;陈晖(1974-),女,副教授,硕士生导师,主要研宄方向为材料开发与制造。

通过对蝗虫结构的深入探究,在陈勇等对蝗虫结构分析的基础上,从蝗虫跳跃的原理入手,给蝗虫大腿增加了肌肉的驱动之后,进行运动学及动力学分析。利用ADAMS虚拟样机技术建立蝗虫动力学模型,以蝗虫的跳跃高度和距离为优化目标对蝗虫的大腿结构做优化分析,得到蝗虫的优化结构。优化后的蝗虫结构使蝗虫跳跃的高度和距离都有较大的提高,为当今跳跃机器人的研究提供,为结构简单化、构件轻量化、高效能的跳跃王启平。机床夹具设计。哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003.(编辑明涛)

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