变宽度圆盘剪切机虚拟样机设计与研究

机 的虚 拟 开 发 要 经 过
度 ，使得 材料的断裂韧度下降到一定程度 ，脆性断裂 占优势时 ，塑性 变形和侧 向挤压 的减小 ，使合成挤压 力 的方向更接近于剪刃的初始运动方 向 ，从而使裂纹 基本 沿预剪切方向产生。 在棒 料的高速剪切 中，要达到 比较理想 的剪切效 果 ，剪切 速度要求在 ５ ／ ｍ ｓ以上 。在 高速 剪切机 的设 计 中 ，动力系统 的设计是难点问题 。现有 的棒料高速
中的虚拟样机技术又称为机械 系统 动态仿真技术 。工
程师在计算机 上建立样机模型 ，对模 型进行各 种动态 性 能分 析 ，然后改进样机设计方案 ，用数字 化形式 代
替传统 的实验 样机实验 。运用虚拟样机技术 ，可以大 大简化机械产品 的设计开发过程 ，大 幅度缩 短产品开 发周期 ，大量 减少产品开发费用和成本 ，明显提 高产 品质量 ，提 高产品的系统级性能 ，获得最优 化和创新 的设计 产品 。 本 文利用高速剪切原理设计 出一 种双飞轮高速棒 料 剪切 机 ，然后在 Ｐｏ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ｒ ｎｉ ｅｉ 软件平台上建立 高 ／ ｎ ｎ 速棒料 剪切机零部件的三维立体模 型 ，通过 虚拟装配 技 术完 成 高 速 棒 料 剪 切 机 的 虚 拟 装 配 ，最 后 通 过 Ａ Ａ Ｓ的 Ｍ ｃ／ ｒ 模 块 ，将 其 导入 Ａ Ａ Ｓ下进 行 ＤＭ ｅｈ Ｐｏ ＤＭ 仿 真分 析 ，获得了高速棒料剪切机 主要零部 件的相关 运动学 及动 力学 特性 曲线 。高速棒 料剪 切
ｓ ｍｂ ｙ ｏ ｈｓ ｅ ｕ ｐ ｎ ａ ｄ ｓｎ ＡＭＳ ｖｅ ｏｔ ａ ｅ ｅ ｌ ｆｔ ｉ ｑ ｉ ｍｅ ｔｗ ｓ ｍａ ｅ ｕ ｉｇ ＡＤ ｉｗ ｓ ｆ ｒ ． ｗ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｖｉ ｕ ｌ ｒ ｔｔｐ ； ＡＤＡＭＳ； Ｂ ｒ ｙ ｒｓ ｔ ｒ ａ ｏｏ ｙ ｅ ｐ ａ ；Ｓ ｅ ｒ ｈ ａ

橡胶带圆盘自动剪切机设计作者：李晓琛来源：《中国高新技术企业》2016年第04期摘要：目前企业中常见橡胶切割机的切割方式是将橡胶带与衬纸一起切割，这种切割方式使其不易分离，效率较低。

针对这种现状，提出了橡胶带圆盘刀切割机的设计方案。

文章介绍了橡胶带圆盘刀切割机的设计过程，包括同步带、刀具轴、带轮轴、移动架、夹紧装置等部件的设计计算及Pro/E软件建模、装配以及电机、轴承、连轴器、键的选择与校核。

关键词：橡胶带;圆盘;自动剪切机;同步带;切割方式文献标识码：A中图分类号：TG333 文章编号：1009-2374（2016）04-0027-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.014随着现代机械加工业的发展，对切割的质量、精度要求的不断提高，对提高生产效率、降低成本、具有高智能化的自动切割功能的要求也在提升。

切割技术是机械行业发展中不可或缺的关键技术之一。

先进的切割技术是保证产品质量的关键因素，因此切割技术的发展将是我们关注的重点。

为了顺应主流市场的需求，切割机将主要向着结构简单，操作便捷、高效、安全、可靠的方向发展。

本课题拟采用圆盘刀切割的方法，实现对橡胶带和衬纸的分别切割，以消除传统切割方法中衬纸与橡胶分离难、效率低、安全系数低的弊端，达到橡胶带全自动连续切割。

这种切割机结构简单、操作便捷、效率较高，具有很高的适用价值。

1 常见切割机的性能对比随着机械行业各项技术水平的提高，人们对切割机的要求也在逐步增加。

从最初对小型工件的高速度、高精度的要求慢慢演变为对大型工件的高速度、高精度切割要求。

从以往对三维立体多轴的要求再发展到今天对全自动化和无人化的要求。

等离子切割机、火焰切割机、激光切割机、高压水射流切割机在切割领域中充当着佼佼者。

等离子切割机：切割领域宽，几乎可以切割所有金属板材，它切割速度快、效率高。

等离子在水下切割能消除切割时产生的噪声，粉尘、有害气体和弧光的污染，有效地改善工作场合的环境。

圆盘式果树修剪机动力系统包括液压油箱、散
援8援
圆园19 年第 4 期
新疆农机化
窑开发研究窑
热器、双联液压泵、溢流阀及油管和油管快速接头， 液压油箱下部安装双联液压泵、溢流阀及球阀，散热 器、回油滤清器安装在液压油箱上部；拖拉机后动力 输出轴通过万向传动轴驱动双联液压泵，球阀打开， 从而给升降系统的各个油缸、剪切系统的液压马达 供油提供动力，各个油缸和液压马达通过油管和油 管快速接头与动力系统连接；溢流阀用于调节动力 系统液压油路所需要的压力，维持液压油路正常运 行；当液压油路运行过程中油温升高，回油通过散热 器进行散热，当系统油液有杂质，则通过回油滤清器 进行过滤。
切割台主要由锯盘、轴组、联轴器、刀盘架、防护 罩 5 个主要部分组成，如图 2；通过锯盘的高速旋
剪切系统由多个平行排布的锯盘组成，锯盘由 液压马达驱动，液压马达与首个传递动力的锯盘之 间由弹性联轴器连接，传递动力的锯盘与其他锯盘 之间靠皮带传动；通过皮带张紧调节板调整轴承座 的平行距离，从而调整皮带的张紧，锯盘轴与轴承座 之间安装轴承，用以支撑锯盘的旋转；锯盘由下托板 跟上托板夹持，通过托板锁母锁紧，螺钉通过锁母挡 片把托板锁母锁止；剪切机构与升降机构连接通过 机架立管的与铰接结构用螺栓连接。 1.3 关键部件设计 1.3.1 切割刀台的设计
刀、气动剪刀、高枝剪等[9]。修剪作业时劳动强度大、 效率低下、生产成本高。一般盛果期核桃树修剪的 枝条都在 3~5 m 的高度，需要人工徒手攀爬或者登 梯子修剪，增加了作业中的危险性。
王哲，等[10]研制了回转圆盘刀式葡萄藤修剪机， 通过液压马达驱动顶部和侧面的圆盘刀，对葡萄藤 顶部和侧面进行修剪，实现了对葡萄树进行整株几 何修剪的目的；新疆农业大学机械交通学院龙魁，等 [11]设计了一种具有手动仿形机构的单侧往复式葡萄 藤修剪机，对葡萄藤侧面进行修剪，但作业速度不宜 过高。现有的对果树进行整株几何修剪的设备主要 都应用于对葡萄藤蔓、红枣树进行整形修剪，尚未发 现对核桃树进行整株几何修剪的机械修剪装置[12]。

机械2017 年第 5 期 第 44 卷新产品开发・45・基于 SolidWorks 的型材自动切割机 虚拟样机设计周琦（江阴职业技术学院 机电工程系，江苏 江阴 214405） 摘要：介绍了型材自动切割机的机械结构和工作原理，提出了基于 SolidWorks 软件建立其虚拟样机的设 计流程和方法。

完成了切割机中所有零件的三维造型，采用自底向上的方法进行虚拟装配，建立了切割 机的虚拟样机模型。

根据其工作原理对执行机构进行运动仿真并分析，为该款自动切割机的设计制造提 供了理论参考依据。

关键词：SolidWorks；型材自动切割机；三维造型；运动仿真 中图分类号：TB486 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2017.05.015 文章编号：1006－0316 (2017) 05－0045－04Virtual Prototype Design of the Profile Automatic Cutting Machine Based on SolidWorks ZHOU Qi( Department of Mechanical and Electronic Engineering, Jiangyin Polytechnic College, Jiangyin 214405, China ) Abstract：This article introduced the mechanical structure and working principle of profile automatic cutting machine, then put forward the design flow and method of virtual prototype based on SolidWorks. By completed the three-dimensional modeling of all parts about the cutting machine, conducted the virtual assembly by the design method of bottom-up, and then established the virtual prototype model of cutting machine. At last the simulation and analysis of the execution mechanism were conducted according to its working principle. This action provided a theoretical reference for the design and manufacture of the automatic cutting machine. Key words：SolidWorks；profile automatic cutting machine；3D modeling；motion simulation基于三维 CAD 技术的虚拟样机设计， 使设 计人员能够快速建立产品虚拟模型，提高产品 的直观性，减少设计的失误和错误。