基于cad的棒料自动切断机的设计

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1、基于CAD的棒料自动切断机的设计摘要：棒料自动切断机是专门用于切断棒料专属设备，它适用于不锈钢、塑料等材质圆形及方形棒料。本文阐述基于CAD技术辅助棒料自动切断及设计流程，包括对其气动元件选型方法及气动接头常见设计方法，并采用了分散控制设计技术。关键词：自动切断机；棒料；气动元件；接头；分散控制；直线导轨；组件基于CAD技术棒料自动切断机能在一定尺寸范围内实施对轴承外圈的加工及对机械设备短轴切断工作，而对切断尺寸调整则主要通过更换夹具来实现。可以说，该设备在切断功能方面相当多元化，而且采用了分散控制模式，并基于PLC控制器实现了对某些气动

2、元件及电机动力元件实时控制，它取代了传统的集中控制模式，设计及功能实现更加简易化，缩短了标准外构建的生产周期，降低了成本。1棒料自动切断机的技术概述1.1主要技术条件通常情况下，棒料切割直径在5〜100mm范围内，切割长度在20〜200mm范围内，切割速度达到40〜100ft/min,而且切割速度可以根据切割对象进行调整。它的切割重复精度能够保持在±0.2mm左右，适合包括铜、铝、塑料等管材、棒材切割加工环节。棒料自动切割机还要求要在一定范围内夹具中才能通用，在加工过程中要求工件断面不存在任何毛刺，不损伤工件的表面功能。当自动切断机无料运

3、转时，能够启动自动停机或报警功能。1.2基本工作原理首先，棒料自动切断机由12个零件组件组合而成，它们分别为工作平台、支撑架、直线导轨、推动气缸、夹紧气缸I、夹紧气缸II、圆锯片、气缸、电机、减速机、切断托架、钢管。当钢管不转动时，圆锯片就可以开始锯切材料，其具体技术流程为：先要采用手动形式进行上料，上料后将夹紧气缸II夹紧，并将夹紧气缸I松开，同时推动气钢管主动移动实现切断。当切断后气缸活塞杆就会自动缩回，同时夹紧气缸II松开。此时再次推动气缸活塞伸出实现对钢管的定长进料操作，当进料位置达到要求长度时夹紧夹紧气缸II，松开夹紧气缸I，并

4、同时推动气缸活塞缩回，保持电动机处于运转状态，逐渐沿水平方向靠近切割钢管实现切断，如此一来就是一套完整的自动切断机切割过程［1］。2基于CAD的棒料自动切断机的结构设计2.1送料组件及气动元件选型棒料自动切断机主要送料组件是由支撑架、直线导轨、推动气缸及夹紧气缸I所共同组成的。直线导轨属于标准的外购件设备，一般企业会参照自身实际需求与选型手册来选择考核型号。并在设计图纸过程中，基于CAD的2D与3D模型库来调用具体型号下的2D与3D图纸，实现对直线导轨元件的最终选择。在气动元件选型方面，主要以推动气缸及夹紧气缸I为主，目前我国比较常用的还

5、是海外外购品牌。它的具体选型步骤为：首先确定气缸的类型，根据实际状况选择双作用或单作用气缸，并考核它的弹簧压出及压回特性；然后选择缸径尺寸、气缸行程以及气缸系列；最后选择气缸的安装方法、缓冲形式，根据上述两项来选择它的磁性开关及其它相关功能配件。需要注意的是，自动切断机的送料是根据气缸来实现往复运动的，也就是说最好要选择双作用气缸，并根据气缸的实际输出力度来分析不同缸径状态下工作介质的压力范围值（一般取值为0.3〜0.7MPa）。然后才能确定负载，保证二者确定后才根据输出力表来明确缸径尺寸，计算钢管与支撑架的具体摩擦力，包括直线导轨的摩擦

6、力系数。再者，在气动元件选型过程中必须确保实际需要距离小于所选气缸行程的标准行程。如果自动切割机的切割材料长度为20〜200mm，那么它的选择行程就应该针对可调型气缸展开，保证可调行程在50mm左右，并选择拥有轴向固定架的安装方法，最后确定接管口径。在确定气缸基本型号后，基于CAD的2D与3D模型库在网络上下载相关图纸，调用模型直接进行CAD工程装配图的绘制工作。2.2自动切断机气缸的接头设计由于气缸与工作元件相互连接，所以在送料组件中，推动气缸与工作台面就应该实现连接，其连接方法是在二者之间增加一个接头组件（鱼眼接头），从而构成转动副连

7、接模式。如果是采用浮动接头还可以实现固定连接，有效消除连接所带来的基础误差。针对气缸与工作元件的固定连接形式，在设计过程中通常会采用凹形连接接头设计方式。此时自动切断机要与推动气缸形成基于工作台面的基本连接模式，然后利用活塞杆穿过凹型口，并且在接头组件的两端截面固紧螺母，例如T型接头，它借助活塞杆与螺纹将两个接头全部连接在一起，这样就能最终实现气缸与工作元件之间的相互连接。除此之外，夹紧组件也应该在钢管完全进料以后到位，利用夹紧气缸II将其夹紧，待到一定延时后再切断组件，实现完整的棒料切割操作流程。2.3切断组件与机架组件的设计基本设计主

8、要由圆锯片、电机、气缸、减速机共同完成。一般会选择一体减速电机来实现切断过程。将圆锯片安装在电机输出轴上，并将其与电机一同固定在工作台面。当直线导轨将机架与工作台面连接后，气缸就可以开始驱动工