基于SolidWorks手动切割机的改进设计及运动分析

    0 引言

    随着我国经济的快速发展，建筑业和制造业规模不断扩大，金属加工、电器安装、设备维修等施建部门对角钢、槽钢、工字钢等金属型材的切割需求量不断增加，手动或半自动切割方式由于切割机结构简单、操作方便、成本低而在大部分的中小型金属型材加工企业得到越来越广泛的使用。但目前市场上大部分的手动切割机都是靠电机的惯性制动，切片在电机的带动下慢慢停止转动，效率低下，且容易伤到人。

    是Windows平台下第一款三维机械CAD软件，为设计师提供了简易方便的工作界面，其首创的特征管理，能够将设计过程的每一步记录下来，并形成特征管理树，可以提供不同的设计方案，减少设计过程中的错误，提高产品质量，是一款易学易用的设计软件。

    本文针对市场上的通用型号切割机存在的制动缓慢、容易造成操作人员割伤的缺陷，在综合分析某型号手动切割机结构的基础上，运用对其进行结构改进设计，实现切割机快速制动，并进行运动分析验证。

    1 型材手动切割机的结构设计

    根据中小型切割要求，设计切割机可切割型材尺寸范围为1000mmx500mmx50mm，设计其结构包含动力装置、定位调节装置、进给装置、刹车装置，如图1 所示。动力装置主要由电机和锯片组成，实现提供动力源功能。定位调节装置由手柄、调节螺杆、定位板和角度板组成，实现确定被切割型材切割位置的功能，进给装置由手柄、锯片、压缩弹簧组成，实现切割进给的功能。刹车装置由刹片把、刹片、把手和刹线组成，实现切割机快速、安全制动的功能。

    图1 切割机结构设计框架图

    参照某品牌型号样机，利用三坐标测量工具测出主要零件的关键尺寸，运用SolidW orks建模模块对零件进行逐一建模和设计，设计的切割机主要零件如图2所示。

    2 型材手动切割机的装配

    2.1 三维装配

    虚拟装配是运用三维软件完成三维实体模型的最终步骤，是将零部件按照特定的配合关系组装成整体并能满足设计功能的过程。提供了自上而下和自下而上两种方式，自上而下装配是根据装配体去设计零件，各零件需要完全配合，自下而上装配是完成零件后去组装装配体，各零件间的尺寸配合无关联性。本文选择自下而上装配方式。