夾具裝置是間歇式薄壁不銹鋼管切管機(jī)的主要部分，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的根本，同時(shí)也是保證切管機(jī)切割效率和切割精度的前提，因此設(shè)計(jì)夾具要根據(jù)工件的不同形狀選用不同的夾緊裝置。如圖為夾具裝置示意圖，由于間歇式切削切管機(jī)切削的薄壁不銹鋼管直徑為?100mm～?150mm，屬于一定的范圍值，因此本設(shè)計(jì)選用定心性好的V型夾具。V型夾具既有良好的強(qiáng)度，能夠承受較大的切削阻力，同時(shí)又屬于標(biāo)準(zhǔn)件，能夠滿足互換性的要求，夾具的結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單，制造成本較低。為了提高夾具的使用效率，本夾具以復(fù)式螺旋傳動(dòng)原理為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，即通過絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得兩個(gè)夾具同向移動(dòng)或者相向移動(dòng)，從而快速的對(duì)鋼管進(jìn)行夾緊或者復(fù)位。夾具的夾角采用90°，同時(shí)夾具固定在兩個(gè)滑塊上，兩個(gè)夾具的中心位置即為鋼管的中心位置，圖為夾具的具體結(jié)構(gòu)原理圖。

  當(dāng)薄壁不銹鋼管達(dá)到固定位置時(shí)，絲杠在電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)兩個(gè)夾具相互靠近，對(duì)鋼管進(jìn)行加緊，當(dāng)鋼管被切斷時(shí)，絲杠反向轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)夾具相互離開，并到達(dá)預(yù)期位置，鋼管繼續(xù)送料，進(jìn)行下一次的夾緊。從夾具的整個(gè)工作狀態(tài)中可以看出，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)一周，夾具的相對(duì)位移則為兩倍的螺距，因此具有較高的工作效率。由于薄壁不銹鋼管的線膨脹系數(shù)較大，散熱性較差，并且間歇式切削切管機(jī)的切削速度較高，工作時(shí)間長(zhǎng)，因此在切削的過程中容易產(chǎn)生大量的熱，從而降低刀具的使用壽命，影響切割質(zhì)量，為了保證切管機(jī)的高效工作，需要對(duì)切管機(jī)使用切削液，同時(shí)設(shè)計(jì)出可循環(huán)利用的冷卻液裝置。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐得出的經(jīng)驗(yàn)可知，噴霧的冷卻方式效果最好，并且具有設(shè)備體積小，冷卻液利用率高，較為環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，因此本設(shè)備采用噴霧的冷卻方式。切管機(jī)在工作時(shí)，切削液通過噴液口對(duì)刀具進(jìn)行冷卻，并通過漏液口流入盛液箱內(nèi)，再由冷卻泵通過噴液口對(duì)刀具進(jìn)行冷卻，從而完成了冷卻液的循環(huán)使用。但是刀具在對(duì)鋼管切割的過程中會(huì)產(chǎn)生切屑，這些切屑會(huì)通過冷卻液流入盛液箱內(nèi)，因此在盛液箱內(nèi)安裝了兩級(jí)濾網(wǎng)，對(duì)冷卻液進(jìn)行過濾，過濾后的冷卻液通過冷卻泵再次使用，如此反復(fù)循環(huán)。這種結(jié)構(gòu)的制造工藝較為方便，同時(shí)也容易實(shí)現(xiàn)冷卻液的收集，盛液箱中裝有過濾網(wǎng)，依靠冷卻液的自身重力進(jìn)行過濾，不但降低了能耗，而且提高了過濾的效率和過濾的質(zhì)量。

  本章首先闡述了間歇式切削薄壁不銹鋼管切管機(jī)的設(shè)計(jì)總圖和工作流程，并說明了這種切削方式的可行性，其次，介紹了間歇式切削切管機(jī)切割裝置的設(shè)計(jì)，并得出了行星齒輪和刀具的具體設(shè)計(jì)參數(shù)，為切管機(jī)的加工制造提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。根據(jù)間歇式切削切管機(jī)的加工特性和薄壁不銹鋼管的自身特性，設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的夾具裝置，確定了夾具的具體參數(shù)，并對(duì)切削過程中出現(xiàn)的夾緊力進(jìn)行了計(jì)算，最后，根據(jù)切管機(jī)的工作條件，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的冷卻裝置，并對(duì)冷卻方式做出了介紹。

  1. 間歇式切削薄壁不銹鋼管切管機(jī)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是保證刀具能夠?qū)︿摴苓M(jìn)行連續(xù)切割，由于兩把刀具相互對(duì)稱，因此刀具需要轉(zhuǎn)動(dòng)奇數(shù)圈才能夠滿足連續(xù)切割的求，綜合了刀具的切割速度、切削力、切管機(jī)的尺寸等因素，本設(shè)計(jì)選用刀具自轉(zhuǎn)三周對(duì)鋼管達(dá)到切割要求，即太陽輪與行星齒輪的直徑比為3。

  2. 根據(jù)間歇式切削切管機(jī)切削過程中的切削力，計(jì)算出了有效切削所需要的最大轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)切削的最大轉(zhuǎn)矩選用的主電機(jī)為HF-SN302J-S100型伺服電機(jī)，功率為3KW，額定轉(zhuǎn)矩為28.3N·m。

  3. 通過齒輪、鋼管之間的幾何關(guān)系，計(jì)算出了間歇式切削切管機(jī)刀具的直徑，并根據(jù)薄壁不銹鋼管的材料特性選用鋸齒形高速鋼刀具，根據(jù)切割特性確定刀具的齒數(shù)和刃傾角。

  4. 通過夾具與鋼管的幾何關(guān)系以及力學(xué)關(guān)系，計(jì)算出了夾具所需的最大夾緊力，根據(jù)最大的夾緊力判斷鋼管是否會(huì)發(fā)生明顯的夾緊變形。

  本文以薄壁不銹鋼管作為研究對(duì)象，針對(duì)目前國(guó)內(nèi)薄壁不銹鋼鋼管切管機(jī)存在的切割精度低、自動(dòng)化程度低等問題進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)目前切管機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了一定的論述。并且以三維軟件仿真和分析為基礎(chǔ)，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的手段，完成了間歇式切削切管機(jī)切削過程的受力分析，計(jì)算出了相應(yīng)的數(shù)值，并以此為基礎(chǔ)提出了行星式雙刀對(duì)稱偏心安裝的間歇式切削方式，設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的切管機(jī)，并達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，得出如下結(jié)論：

  1. 本文綜合了國(guó)內(nèi)外各種切削方式，對(duì)比分析了相應(yīng)切削方式存在的優(yōu)點(diǎn)與不足，針對(duì)切割精度不高、自動(dòng)化程度低、設(shè)備費(fèi)用昂貴等問題提出了間歇式切削切管機(jī)，這種切管機(jī)的綜合性能較好，在同等的條件下切割精度較高，設(shè)備的費(fèi)用也較低。

  2. 本文以行星式切管機(jī)為基礎(chǔ)，提出了行星式雙刀對(duì)稱偏心安裝的間歇式切削方式，在對(duì)比分析了兩種傳動(dòng)方案以后確定了其中的一種，并確定了整體的切割流程，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的切割設(shè)備。

  3. 以計(jì)算得到的切削力為條件，設(shè)計(jì)出了行星式雙刀對(duì)稱偏心安裝間歇式切割切削的切管機(jī)，確定了相關(guān)部件的設(shè)計(jì)尺寸，選取了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件，繪制出了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，通過三維軟件的模擬仿真獲得了較好的設(shè)計(jì)結(jié)果。

  4. 利用有限元對(duì)切管機(jī)的主要零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，分析的結(jié)果較為合理，并對(duì)不合理的部分或者不滿足要求的部分進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，從而為實(shí)際生產(chǎn)提供了較為可靠的理論基礎(chǔ)。

   本文設(shè)計(jì)的間歇式薄壁不銹鋼管切管機(jī)所切削的不銹鋼管的直徑范圍還存在一定的局限性，并且由于時(shí)間和實(shí)驗(yàn)條件的限制也僅設(shè)計(jì)了切管機(jī)的機(jī)械部分，對(duì)于其控制部分還未涉及，因此有待今后設(shè)計(jì)的切管機(jī)能夠進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。首先是切管機(jī)切割范圍、切割厚度和切割材料的完善，其次是切管機(jī)控制系統(tǒng)的完善。通過這兩個(gè)部分的完善可以設(shè)計(jì)出適用范圍更廣，切割材料更多的切管機(jī)。