【正文】 ................................................................................. 25 滾珠絲杠的原理及其他知識(shí)： ....................................................................................................................... 25 滾珠絲杠的具體選擇 ......................................................................................................................................... 26 導(dǎo)軌 ................................................................................................................................................................................ 26 導(dǎo)軌的介紹及選擇條件 .................................................................................................................................... 26 導(dǎo)軌的計(jì)算 .......................................................................................................................................................... 27 導(dǎo)軌的具體選擇 ................................................................................................................................................. 29 致 謝 ....................................................................................................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................................................................. 31 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 1頁 共 31頁 研究目的及其意義 鉆孔是金屬加工工藝系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)零件加工成形的主要工具，其性能和質(zhì)量直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、效率和成本。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于線切割的麻花鉆后刀面螺旋面法刃磨裝置設(shè)計(jì) 李劍 （陜理工機(jī)械學(xué)院機(jī)自專業(yè) 081 班，陜西 漢中 723003） 指導(dǎo)教師：白海清 [摘要 ]： 鉆頭是機(jī)械制造中常用刀具之一，在機(jī)械制造業(yè)中，用來加工各種孔，占有很重要的地位。為保證零件的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低加工成本，麻花鉆在用鈍后或根據(jù)加工工件的不同需要重磨 (重新刃磨 )然后才能繼續(xù)使 用。如何實(shí)現(xiàn)麻花鉆高精度、高效率、高可靠性和專用化，已成為未來機(jī)械領(lǐng)域研究的主要課題之一。手工刃磨主要依靠于工人師傅的技能，刃磨質(zhì)量取決于工人技術(shù)水平，刃磨精度難以保證；在工具磨床上利用調(diào)整三向鉗來刃磨，此種方法由于調(diào)整比較復(fù)雜，刃磨效率低下，實(shí)際應(yīng)用較少。目前，國(guó)內(nèi)還缺少專門刃磨麻花鉆的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車刀刃磨機(jī)。該機(jī)床采用 Walter 公司自己開發(fā)的專用數(shù)控系統(tǒng) HMC500 及其軟件。 還包括有日本 (株 )宇都宮制作所開發(fā)生產(chǎn)的 SGR． 003A 型全自動(dòng)小直徑刀具磨床，五軸五聯(lián)動(dòng)的 JUNGNER560cNC 工具磨床，美國(guó) HUFFMAN 公司的 HS． 87R 型數(shù)控工具磨床，日本牧野公司的 NX． 40 型十軸數(shù)控工具磨床等都是技術(shù)先進(jìn)，性能優(yōu)越的數(shù)控機(jī)床。 國(guó)內(nèi)在數(shù)控工具磨床的研究、開發(fā)方面起步較晚，可以說是從 80 年代中期開始的，其研究、開發(fā)還處于樣機(jī)或單臺(tái)極少量試生產(chǎn)階段。該機(jī)床還配備測(cè)量系統(tǒng)，在數(shù)控系統(tǒng)測(cè)量軟件支持下，將被磨刀具的有關(guān)幾何參數(shù) (如螺旋角或?qū)С?)及安裝位置 (如起始點(diǎn)位置 )等參數(shù)自動(dòng)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，自檢測(cè)系統(tǒng)可以自動(dòng)判斷加工刀具的起始點(diǎn)，自動(dòng)生成加工程序并實(shí)現(xiàn)整個(gè)加工過程的自動(dòng)磨削?？扇心ト恒@、螺旋面鉆、雙平面鉆及其它鉆頭?，F(xiàn)在還在研究與開發(fā)“智能銑刀刃磨機(jī) 和“智能 車刀刃磨機(jī)”等項(xiàng)目。第二代的改進(jìn)型為單片機(jī)控制系統(tǒng)。 1． 2． 2 發(fā)展趨勢(shì) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 4頁 共 31頁 通過以上刃磨設(shè)備的發(fā)展?fàn)顩r，不難看出數(shù)控刃磨是未來的發(fā)展方向。 存在的主要問題 國(guó)內(nèi)大部分廠家的對(duì)麻花鉆的刃磨，還停留在由技術(shù)工人手工刃磨階段，而手工刃磨主要依靠工人的技能，刃磨質(zhì)量受操作者技術(shù)水平的影響。 課題來源與主要研究?jī)?nèi)容 機(jī)械零件的加工工藝及工裝設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生必須具備 的能力，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是進(jìn)行麻花鉆后刀面刃磨裝置設(shè)計(jì)。本章只研究普通外麻花鉆的幾何特征以及參數(shù)，以下對(duì)鉆頭進(jìn)行分析 : 鉆頭幾何特征 圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 6頁 共 31頁 圖 查表得Φ 20的麻花鉆基本數(shù)據(jù)為： 鋒角 2Φ =118186。根據(jù)參考文獻(xiàn) ,為使鉆頭刃磨后得到合理的主切削刃外緣后角α ,橫刃斜角Ψ 和頂角 2Φ。②鉆頭繞自身軸線的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)ω，鉆頭沿自身軸線的平移運(yùn)動(dòng) V1 和鉆頭沿 砂輪軸線方向的平移運(yùn)動(dòng) V2，鉆頭軸線與砂輪軸線的夾角始終為θ。沿軸線移動(dòng)距離 h，沿垂直于軸線 方向的位移為零， 則有 ? ?πR2htanα 1fc ? 若鉆頭繞自身軸線旋轉(zhuǎn) 90186。顯然這里的切削刃強(qiáng)度很低，所以用漸開螺旋面法刃磨的鉆頭不適宜切削高強(qiáng)度材料。它不僅使電火花加工的應(yīng)用得到了發(fā)展，而且某些方面已取代了電火花穿孔、成形加工。其基本物理原理是自由正離子和電子在場(chǎng)中積累，很快形成一個(gè)被電離的導(dǎo)電通道。然后通過 NC 控制的監(jiān)測(cè)和管控，伺服機(jī)構(gòu)執(zhí)行，使這種放電現(xiàn)象均勻一致，從而達(dá)到加工物被加工，使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀 精度 的產(chǎn)品。繞在運(yùn)絲筒 4 上的電極絲 1 沿運(yùn)絲筒的回轉(zhuǎn)方向以一定的速度移動(dòng)，裝在機(jī)床工作臺(tái)上的工件 3 由工作臺(tái)按預(yù)定控制 軌跡 相對(duì)與電極絲做成型運(yùn)陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11頁 共 31頁 動(dòng)。目前精度可達(dá) ，表面質(zhì)量也接近磨削水平。 臺(tái)灣 的低速走絲電火花線切割機(jī)起步雖然較晚，但這幾年來發(fā)展迅速。低速走絲電火花線切割機(jī)的技術(shù)含量高、市場(chǎng)前景好，可以獲得較高的回報(bào)，是電加工行業(yè)各個(gè)廠家的 “必爭(zhēng)之地 ”、 “戰(zhàn)略陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 12頁 共 31頁 高地 ”。由于加工過程中電極絲增加了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以立式回旋電火花線切割機(jī)與其他類型線切割機(jī)相比，最大的區(qū)別在于走絲系統(tǒng)。 與單向低速走絲電火花線切割機(jī)床相比，往復(fù)高速走絲電火花線切割機(jī)床在平均 生產(chǎn)率 、切割精度及 表面粗糙度 等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上還存在較大差距。因此我們的生產(chǎn)企業(yè)必須充分注意到這個(gè)問題，一定要按系統(tǒng)工程來做，真正把這一技術(shù)用好，把這一產(chǎn)品做好。在切割某些刀具要求的大錐度時(shí)，一般采用兩種方法：一是將被加工刀具偏擺成一定的角度， 即頂刃后角 an （圖 1）；二是將鉬絲在 V 向偏擺成一定的角度，其值亦為禮 an （圖 2）。所以偏擺鉬絲法比偏擺刀具法得到了更廣泛的應(yīng)用。 扳手三爪鉆頭夾： 本設(shè)計(jì)的麻花鉆直徑為 20mm，為了滿足設(shè)計(jì)要求，決定采用扳手三爪鉆頭夾。 45MPa錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ( 錯(cuò)誤 !未找到引用源。所有尺寸都已經(jīng)確定，陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 18頁 共 31頁 上半部分為兩個(gè)相同的軸承，具體參數(shù)為 d=40mm， D=68mm， B=15mm,基本額定動(dòng)載荷 Cr=,基本額定靜載荷 Cor=；下半部分參數(shù)為 d=12mm， D=28mm，B=8mm,基本額定動(dòng)載荷 Cr=,基本額定靜載荷 Cor=. 軸承的校核 Fa/Fr〉 （查機(jī)械設(shè)計(jì)第七版表 135） 則 X=,Y=。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中， 有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。主要用于兩軸要求嚴(yán)格對(duì)中并在工作中不發(fā)生相對(duì) 位移 的地方，結(jié)構(gòu)一般較簡(jiǎn)單，容易制造，且兩軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速相同，主要有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。 聯(lián)軸器屬于機(jī)械通用零部件范疇 ，用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。 聯(lián)軸器的注意事項(xiàng)： （ 1） .安裝與維護(hù)：聯(lián)軸器外形尺寸，即最大徑向和軸向尺寸，必須在機(jī)器設(shè)備允許的安裝空間以內(nèi)。 （ 2） .工作環(huán)境：聯(lián)軸器于各種不同主機(jī)產(chǎn)品配套使用，周圍的工作環(huán)境比較復(fù)雜，如 溫度 、 濕度 、 蒸汽 、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕 介質(zhì) 、 鹽水 、 輻射 等狀況，是選擇聯(lián)軸器時(shí)必須考慮的重要因素之一。 （ 4） .選用標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)人員在選擇聯(lián) 軸器時(shí)首先應(yīng)在已經(jīng)制定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及獲國(guó)家專利的聯(lián)軸器中選擇，只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器和專利聯(lián)軸器不能滿足設(shè)計(jì)需要時(shí)才需自己設(shè)計(jì)聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器的選擇： 轉(zhuǎn)矩計(jì)算：傳動(dòng)系統(tǒng)中動(dòng)力機(jī)的 功率 應(yīng)大于工件機(jī)所需功率。初步選定聯(lián)軸器型號(hào)（規(guī)格），從標(biāo)準(zhǔn)中可查得聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速 [n]和最大徑向尺寸 D、軸向尺寸 L0,就滿足聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速 n≤ [n]。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的 頻率 和 脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為 “步距角 ”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。因此用好步進(jìn) 電機(jī) 卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。 步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。 二是控制方便。 直線步進(jìn)電機(jī) ： 或稱線性步進(jìn)電機(jī)，是由磁性轉(zhuǎn)子鐵芯通過與由定子產(chǎn)生的脈沖電磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，直線步進(jìn)電機(jī)在電機(jī)內(nèi)部把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為線性運(yùn)動(dòng)。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 24頁 共 31頁 說明： 進(jìn)給系統(tǒng)主要由滾珠絲杠螺母副和工字型導(dǎo)軌組成 . 步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與絲杠相連，絲杠兩端是固定的軸承支架，支架固定在下支撐板上，絲杠上的絲杠螺母副連接在連接板上；導(dǎo)軌固定在下支撐板上，導(dǎo)軌滑塊固定在連接板上。 聯(lián) 軸器 聯(lián)軸器的知識(shí)也在上一章節(jié)中講到，這里不做介紹。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。 滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器組成。 用的循環(huán)方式有兩種：外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。如圖所示，外循環(huán)滾珠絲杠螺母副按滾珠循環(huán)時(shí)的返回方式主要有端蓋式、插管式和螺旋槽式。 當(dāng)滾珠絲杠作為主動(dòng)體時(shí)，螺母就會(huì)隨絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度按照對(duì)應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是導(dǎo)軌，其作用是支承和導(dǎo)向。 圖 導(dǎo)軌 對(duì)該導(dǎo)軌設(shè)計(jì)的基本要求為 : 作用在滑座上的載荷 F 約為 200N，滑座個(gè)數(shù)4M?，單向行程長(zhǎng)度 L=7 ㎜，每分鐘往復(fù)次數(shù)為 4，用于輕型機(jī)床的工作臺(tái)。 速度大于 60m/min 2~ 計(jì)算額定動(dòng)載荷 滑座的運(yùn)動(dòng)速度最大為 5m/min15m\min，工作溫度在 100C0以下，導(dǎo)軌滾道硬度為 60HRC，無明顯沖擊和振動(dòng)，每根導(dǎo)軌上滑塊配置數(shù)為 2。在這短短幾個(gè)月的時(shí)間里，白老師在學(xué)業(yè)上指導(dǎo)，使我較為順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 白老師交給我的不僅僅是專業(yè)知識(shí)，他的態(tài)度和品格更使我受益匪淺