毕业论文定稿-滚轮式剥线装置设计

原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763X X X X 学 院毕 业 设 计(XXXX 届)题 目 滚轮式剥线装置设计 学 院 xxxxxxxxxxxxx 学院 专 业 班 级 xxxxxxxx 班 学 号 xxxxxxxxxx 学生姓名 xxxxx 指导教师 xxxxxxx 完成日期 xxxx 年 x 月 x 日 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763滚轮式剥线装置设计姓名：XXXX 指导老师：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 学院摘 要目前我国线缆行业正处于稳定增长阶段，未来几年，智能电网、核能发电、铁路、机场、建筑、家电等产业蓬勃发展，电线电缆产品的需求量也将快速增长。受国内信息化和工业化建设拉动，光纤光缆等电缆产业，在电力、轨道交通和海洋经济的带动下，也实现大幅增长。由于整个市场容量的扩大，传统的通信电缆市场规模预计会保持每年 3000 万芯公里左右的用量。一些特种电缆如铁路信号电缆、船用电缆、汽车电线、矿用电缆、海上采油平台电缆等会有较大的需求增长。随着国家振兴装备制造业的战略发展规划的实施,中国装备制造业将实现从“中国制造”到“中国创造”的转变，必将推动中国装备制造业的大进步和大发展，也将拉动装备制造特种电缆的市场需求大幅增长。随着电缆需求量的增长，对电缆剥线装置的需求也在逐年增加，现有的剥线装置品类繁多，功能各异，本次设计针对粗电缆的剥线要求采用了滚轮式剥线装置。本装置由剥线刀具及刀架，起固定骨架作用的支架座板，提供压紧的支座套筒和调节丝杠，定位和压紧电缆的滚轮及支架组成。设计出的装置具有以下特点：1、能够应用于直径 1050mm 电缆剥线，能够迅速适用于不同规格电缆剥线要求；使用安全，携带方便；2、剥线方式操作简单，效率高，剥线效率大于每分钟 2 米；3、该装置外型美观，加工方便，可靠实用。关键词：线缆 增长 粗电缆 滚轮式 剥线 效率 方便原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763Roller wire stripping device designName:XXXXXX Teacher: XXXXXXXXXXXX University AbstractChinas cable industry is in a stage of steady growth in the next few years, smart power grids, nuclear power, railway, airport, construction, household appliances and other industries are booming demand for wire and cable products will grow rapidly. By domestic information technology and industrialization construction of pulling fiber optic cable and other cable industry, electricity, rail transport and marine economy driven to achieve substantial growth. Due to the expansion of market capacity the traditional communication cable market size is expected to maintain an annual amount of about 30 million kilometers. Some special cables such as railway signaling cables, marine cables, automotive wire, mining cables, offshore oil platform cable will have greater growth in demand. With the implementation of the strategic development plan to revitalize the equipment manufacturing industry, Chinas equipment manufacturing industry will shift from “Made in China“ to “Created in China“, will promote the progress and development of Chinas equipment manufacturing industry, will also pull the equipment manufacturing special cables market demand increased significantly.With the growth of demand for cable, cable stripping device is increasing year by year, and the stripping device many kinds, different functions, the design with a thick cable stripping requirements roller stripping devicethe device consists of stripping knives and razors, a fixed skeleton bracket base plate, compression of the bearing sleeve and the adjustment screw, positioning and clamping cable roller and bracket. The design of the device has the following characteristics: 1, can be applied to a diameter of 10-50mm cable stripping, can quickly apply to different specifications Cable Stripper requirements; safe to use, easy to carry; Stripping simple operation, high efficiency, stripping line efficiency is greater than 2 meters per minute; 3, the device looks, easy to process, reliable and practical.Keywords: convenient cable growth thick cable wire roller type stripping efficiency原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763目录一、绪论51.1 背景及意义51.2 现有剥线装置的慨况与分析71.2.1 气动电缆剥皮机.71.2.2 全自动电脑剥线机81.2.3 激光剥线机.91.2.4 滚轮式电缆剥线钳10二、课题技术分析112.1 粗电缆用滚轮式剥线装置112.2 特点分析11三、滚轮式剥线装置方案拟定123.1 定位装置的选择123.2 夹紧方式及元器件选择123.3 滚轮式剥线装置主要部件的设计143.3.1 总装配图.143.3.2 支架座板163.3.3 支座套筒.173.3.4 调节丝杠.183.3.5 定位滚轮支架.193.3.6 定位滚轮.203.3.7 压紧滚轮支架.213.3.8 压紧滚轮.223.3.9 滚轮销钉.233.3.10 固定刀架.243.3.11 双头刀具.253.3.12 环切刀架.263.3.13 环切刀具.27四、设计计算284.1 刀具选择284.1.1 刀具耐用度.284.1.1 刀具角度选择.294.1 切削力314.2 影响切削力的因素314.3 切削力计算的经验公式31五、总结34六、致谢35七、参考文献36原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763一、绪论1.1 背景及意义未来几年，智能电网、核能发电、铁路、机场、建筑、家电等产业蓬勃发展，电线电缆产品的需求量也将快速增长，电缆市场需求急剧升温。造船、铁道、飞机、宇航、石油、化工、冶金和核电等行业都需要用到大量的电缆。由于整个市场容量的扩大，传统的通信电缆市场规模预计会保持每年 3,000 万芯公里左右的用量。一些特种电缆如铁路信号电缆、船用电缆、汽车电线、矿用电缆、海上采油平台电缆等会有较大的需求增长，同时，环保电线电缆应用也已成国际趋势。随着国家振兴装备制造业的战略发展规划的实施,中国装备制造业将实现从“中国制造”到“中国创造”的转变，必将推动中国装备制造业的大进步和大发展，也将拉动电缆设备相关产业链的市场需求大幅增长。本次设计主要完成粗电缆的滚轮式剥线装置，该项目的研究具有很重要的实用价值，首先，本装置简单小巧，制作难度低，操作简单，性能可靠，安全稳定，提高了工作效率，使劳动变得相对的简单化，专业化，标准化，减轻了操作人员的负担。其次，在一些比较偏远或工况较差的地方，本装置有极大的适用性，通过简单地人工操作就可以实现装置的全部功能，能为国家、企业节约大量的资金。本次设计就是主要通过研究电缆的特点以及查阅相关手册，进行有效的理论计算和校核，并应用绘图知识画出相应的三维图和平面图。掌握设计的一般流程，来完成对原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763滚轮式剥线装置的设计。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397631.2 现有剥线装置的慨况与分析1.2.1 气动电缆剥皮机气动电缆剥皮机是采用气电式控制，使用前需先接上电源及空压机。加工前将线材放入固线刀内，而后脚踩踏板开关，始可成型。加工线材长短可由刀具座前端之小气缸移动前，后而测得。如加工时，内线有伤到之痕迹，可由刀座气缸后面之微调装置调整。加工线材之外皮有严重夹痕时，可用有夹线气缸之微调改善。线材大小不同时，则刀具亦不同，须更换刀具再行使用。气动电缆剥皮机的优点是：斜背式机座符合人体工学，加快操作人员之速度与品质。往复式双进气，动作迅速，无弹簧断裂之虑，剥线能力强。可调整适用于各种 AC/DC 电源线，电子线，多芯线及特殊线材。缺点是使用时需要电力供应，结构复杂，制造难度较高，使用方法比较复杂，不能很好的适应比较恶劣的应用环境。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397631.2.2 全自动电脑剥线机全自动电脑剥线机是采用高速微处理器，与先进的运动控制技术相结合的线束加工设备。显示部分选用带触摸屏的点阵液晶。产品适用于电线电缆、同轴电缆、护套线、排线的加工。全自动电脑剥线机由整直器（线束的校正装置） ，进线轮压力调节钮（进线轮两轮之间的压力调节） ，进线轮上升开关，进线轮间隙调节钮，刀架机构（切刀装置） ，进线孔，进线轮，导管（线材进入刀架前起导引） ，出线轮上升开关，出线轮间隙调节钮，出线轮压力调节钮，出线轮，液晶屏等机构组成。全自动电脑剥线机的优点是加工出的线束，长度一致，外观漂亮，加工效率高。缺点是体积较大，不便携带，使用时需要电力供应，结构复杂，制造难度较高，一般不能加工较粗的电缆，使用方法比较复杂，使用者需要系统学习后才能掌握使用方法，不能很快的投入使用，同时对环境要求比较苛刻。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397631.2.3 激光剥线机激光剥线机是集激光、机械、电控于一体的激光设备。可根据需要定制切割线的位置、激光功率、切割速度，以达到彻底的剥除电缆层目的。激光剥线机可分为机架结构、冷却系统、运动系统、控制系统、光路系统、X/Y 轴丝杠运动模组、气路系统等部分。激光剥线机的优点是采用精密线性丝杠运动模组，精度高、速度快、寿命长、磨损小、结构紧凑、运行平稳。采用非接触式加工方法，高精度精确控制剥线长度，不会损伤铜芯，解决了刀具剥线难以控制，割浅剥不干净，割深易将铜芯割断，无法剥多层线材等问题。利用激光加工速度很快的优势，大大提高生产效率；与传统方式相比，可提高几十倍的效率；可精确控制剥线位置、尺寸和深度；重定位精度高，一致性好。激光剥线机缺点是主要是针对比较高端的精细线材的加工，并不是所有的线材都适合采用激光，有些材质是不吸收激光能量的，如没有涂层的金属表面、PP 等等，因此，对不同材质的产品要选用不同功率的激光，而有些产品则无法使用激光。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397631.2.4 滚轮式电缆剥线钳滚轮式电缆剥线钳，它是由上、下手柄、刀片、滚轮、滚轮止动装置组成。刀片装在下手柄钳日部位的刀片槽内。滚轮装在上手柄钳口部位与刀片对应的位置处，滚轮在径向具有 90V 型槽，在轴向具有 90V 型槽形。本装置还设置了刀片深度定位机构和调整、夹紧机构。本装置工作过程如下：剥离电缆线皮时，将止动板 l0 向手柄方向推，将止动销压入滚轮 2 的 R 槽内。把电缆线放入滚轮轴向 V 型槽内，刀片切入转动切割周，即完成电缆线皮的径向切割。将止动板 10 反方向推回，弹簧 13 弹起止动销 14，把电缆线放入滚轮径向 V 型槽内，刀片切入拉动电缆线或拉动剥线钳，就完成了电缆线皮的轴向切割，这样电缆线皮即被剥下。本装置优点是携带方便，结构简单，缺点是上下手柄在槽孔中的定位不牢靠，易打滑，且切割范围较小，无法加工较粗电缆。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763二、课题技术分析2.1 粗电缆用滚轮式剥线装置此次毕业设计的任务为独立设计粗电缆用滚轮式剥线装置，使得能够应用于直径 1050mm 电缆剥线，使用安全，携带方便，剥线效率大于每分钟 2 米，手动操作安全，操纵力小于 2 公斤。2.2 特点分析电缆直径 1050mm，通过滚轮固定夹紧，完成轴向与径向切割，定位滚轮与压紧滚轮需定位可靠并有效转动降低摩擦力，刀具选择合理，有足够的刚度并可靠耐磨，刀具支座结构简单，便于刀具更换。滚轮式剥线装置应体积小巧，外形美观，重量轻便，便于携带及使用。111原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763三、滚轮式剥线装置方案拟定3.1 定位装置的选择自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿 OX,OY,OZ 三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。被加工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；被加工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。在电缆切割过程中，为了调整和控制不可避免产生的焊接应力和变形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。认真分析电缆加工过程可知宜运用电缆以圆柱外表面为基准进行定位，定位滚轮采用 V 形铁定位，辅助以顶部两滚轮夹紧。3.2 夹紧方式及元器件选择夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。夹紧装置应使工件对着切削力。夹紧力不能太大而引起工件变形和破坏。电缆应支撑在夹紧点的下面，当设计定位滚轮和夹紧滚轮时，夹紧装置的设计应确保提供合适的夹紧力和操作的快速和安全。对夹紧机构的基本要求如下：（1） 、夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763位的安全可靠。（2） 、夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量（3） 、夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。（4） 、结构力求简单，便于制造和维修。为了满足以上基本要求，可采用螺旋夹紧机构。用螺杆推动顶部定位滚轮及夹紧滚轮夹紧组合实现电缆夹紧的机构为螺旋夹紧机构，它具有结构简单，通用性好，夹紧可靠，增力比大等特点。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3 滚轮式剥线装置主要部件的设计3.3.1 总装配图根据各个主要部件的设计，装配出该滚轮式剥线装置外型总装图。套筒底座与座板采用 M6 螺栓连接，其他螺母的型号为 M6，M8螺母连接。使用时操作者有条件的情况下可将本装置临时固定，拉动电缆切割；也可通过其他操作者或固定物简单固定电缆，通过握持孔拉动本装置切割电缆；环切时旋转本装置切割即可。装置总装图的大致图形如图 3.1、3.2 所示：图 3.1 总装图一原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763图 3.2 总装图二原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.2 支架座板支架座板为整个滚轮式剥线装置的骨架，中部开孔使电缆能够穿过整个支架，座板上部左右及下部中间位置钻孔，以定位滚轮支座套筒。座板下部两端位置开握持孔，便于操作者握持整个装置。具体设计方案如图 3.3 所示：图 3.3 支架座板原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.3 支座套筒为使滚轮和支架位置可调，在座板上固定支座套筒，通过丝杠旋紧调节滚轮和支架的动作，已达到夹紧电缆的目的。支座套筒内部分为两部分上端为滑孔，供滚轮支架往复滑动，滚轮支架通过螺钉限制转动及滑出；下部为加工螺纹，通过丝杠旋紧实现滚轮支架动作。具体设计方案如图 3.4 所示：图 3.4 支座套筒原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.4 调节丝杠螺旋调节机构即为用螺杆直接夹紧或与其他元件组合实现工件调节的机构，它具有结构简单，通用性好等特点。在滚轮式剥线装置的支座套筒中安装一调节丝杠，丝杠顶端加工为类似六角头螺栓结构，便于通过扳手操作，当顺时针旋转即可实现压紧动作，起到压紧的作用并形成自锁。结合以上特点，设计需与支座套筒配合的调节丝杠方案如图 3.5 所示：图 3.5 调节丝杠原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.5 定位滚轮支架定位滚轮支架的作用是将滚轮固定在支架上并整体安装在支座套筒上。支架上部开槽，通过销钉将定位滚轮安装在支架上。支架下部开通槽，使整个支架能够固定在支座套筒上部，并能上下滑动。滑槽的作用是通过套筒上的螺栓限制其在套筒中旋转并能上下滑动，具体设计方案如图 3.6 所示。图 3.6 定位滚轮支架原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.6 定位滚轮定位滚轮滚轮在径向具有 90V 型槽。把电缆线放入滚轮 V 型槽内，辅助压紧滚轮定位，刀片切入拉动电缆线或拉动剥线钳，就完成了电缆线皮的轴向切割，电缆线皮即被剥下。滚轮为圆柱体径向切 V 型槽，电缆直径较小时直接通过 V 型槽定位，直径较大是通过压紧滚轮辅助压紧定位；滚轮通过销钉固定在滚轮支座上。具体设计方案如图 3.7 所示。图 3.7 定位滚轮原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.7 压紧滚轮支架在座板上部两端设置压紧滚轮装置，与定位滚轮装置类似，目的是当电缆直径较大（大于 V 型槽深度较多时） ，通过压紧滚轮装置辅助定位，滚轮支架的作用是将滚轮固定在支架上并整体安装在支座套筒上。支架上部开槽，通过销钉将压紧滚轮安装在支架上。支架下部开通槽，使整个支架能够固定在支座套筒上部，并能上下滑动。滑槽的作用是通过套筒上的螺栓限制其在套筒中旋转并能上下滑动，具体设计方案如图 3.8 所示。图 3.8 压紧滚轮支架原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.8 压紧滚轮压紧滚轮辅助定位滚轮定位。滚轮为圆柱体两侧面各切掉部分防止与定位滚轮支架干涉，电缆直径较小时直接通过 V 型槽定位，直径较大是通过压紧滚轮辅助压紧定位；压紧滚轮通过销钉固定在滚轮支座上。具体设计方案如图 3.9 所示：3.9 压紧滚轮原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.9 滚轮销钉滚轮通过销钉安装在滚轮支架上，销钉一端加工螺纹，通过螺母固定，并在螺纹部分径向加工通孔，通过开口销，防止滚轮转动过程中固定螺栓松动脱落。具体设计方案如图 3.10 所示：3.10 滚轮销钉原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.10 固定刀架为了能够使刀具插入深度可调并能快速可靠锁紧，在座板顶部焊接固定刀架，刀架开通孔，用于放置刀具，前部开孔，攻丝，通过螺栓将刀具快速可靠锁紧。具体设计方案如图 3.11 所示：图 3.11 固定刀架原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.11 双头刀具滚轮式剥线装置的刀身采用圆柱体式，两端均加工出刀头，便于快速更换。刀具材质选用高速钢，高速钢特别适用于制造成形刀具，加工刀具；由于高速钢硬度，耐磨性，耐热性不及硬质合金，因此只适于制造中、低速切削的各种刀具，本装置切削速度较低，适宜选用高速钢作为刀具材料。具体设计方案如图 3.12 所示：图 3.12 双头刀具原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.12 环切刀架为使电缆能快速准确的环切剥落，在座板背面焊接环切刀架，到家中部开通孔，侧端上部开刀具孔，刀具通过螺栓紧固与拆换。切割时，首先夹紧电缆，通过旋转滚轮剥线装置完成切割，方便快捷。环切刀架设计方案如 3.13 所示：图 3.13 环切刀架原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397633.3.13 环切刀具环切刀具刀身采用板式，通过刀架上的滑槽与螺栓快速固定。刀具材质选用高速钢，高速钢特别适用于制造成形刀具，加工刀具；由于高速钢硬度，耐磨性，耐热性不及硬质合金，因此只适于制造中、低速切削的各种刀具，本装置切削速度较低，适宜选用高速钢作为刀具材料。具体设计方案如图 3.14 所示：图 3.14 环切刀具原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763四、设计计算4.1 刀具选择4.1.1 刀具耐用度刀具磨损到一定限度就不再继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准。国际标准 ISO 统一规定以后带面上测定的磨损带宽度 VB 作为刀具磨损钝标准。在生产实际中，为可更方便、快速、准确地判断刀具的磨损情况，一般是以刀具耐用度来间接地反映刀具的磨钝标准。刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准所经历的总切削时间称为刀具耐用度。刀具耐用度与刀具重磨次数的乘积就是刀具寿命，即一把新刀具从开始投入使用直到报废为止的总切削时间。切削用量对刀具耐用度的影响十分显著。目前刀具磨损耐用度与切削用量之间的数学关系式还只能用实验的方法得到：式中 CT耐用度系数；M、n、p指数。指数 M、n、p 随切削条件而变，而且 0Mnp。这表明切削速度对刀具耐用度影响最大，进给量次之，切削深度影响最小。这与二者对切削温度的影响顺序一致，同时也说明切削温度是影响刀具耐用度的主要因素。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763式中的系数 C 及指数 m、y、x、亦随切削条件而变。用该式可以计算出在指定的 f、ap、与 T 的情况下所允许的切削速度。确定刀具合理耐用度的方法有三种：第一种方法是根据单工件时最小的原则来制定耐用度，称为最高生产率耐用度 Tp：第二种反复法是根据每个工件工序成本最低原则来制定耐用度，称为最低成本耐用度 Tc：第三种方法是根据单位时间内获得的盈利最大来制定耐用度，称为最大利润耐用度 Tpr。分析可知，这三种耐用度之间存在如下关系，即 TPTPRTC。终上所述，本装置刀具材质宜选用高速钢，高速钢特别适用于制造成形刀具，加工刀具；高速钢前角大抗弯强度大耐冲击；硬质合金前角小抗弯强度小不耐冲击，由于高速钢硬度，耐磨性，耐热性不及硬质合金，因此只适于制造中、低速切削的各种刀具，本装置切削速度较低，适宜选用高速钢作为刀具材料。4.1.1 刀具角度选择刀具工作角度是刀具在工作参考系中定义的一组角度。在切削过程中，由于刀具安装位置和进给因素的影响，使刀具在工作角度（即刀具的实际切削角度）不同于其在静止参考系中的角度。刀具切削部分的几何参数，对切削过程中的变形、切削力、切削温度、加工质量都有显著影响。选择合理的刀具几何参数，就是要在保证加工质量和刀具经济耐用度的前提下，达到提高生产率、