【文章內(nèi)容簡介】 值1 級2 級。這種方法可以減少車刀磨削成本而且可以當場進行非常方便。（2）使用工具磨床進行研磨該方法研磨精度高于手工磨削并且不需要工作經(jīng)驗非常豐富的工人。使用M6020工具磨床進行磨削，用三向鉗夾緊車刀，利用分度盤對車刀角度進行調(diào)節(jié)。其刃磨步驟為：1).2),角度比刀片大2~3度3).4)精磨前刀面及斷削槽5)：第三部分 常用車刀的尺寸大小及角度參數(shù) （1）車刀的種類和用途車刀種類很多，具體可按用途和結構分類。 車刀可分為：外圓車刀、內(nèi)孔車刀、端面車刀、切斷車刀、螺紋車刀等。 常用的幾種車刀a)直頭外圓車刀 b)彎頭外圓車刀 c)90176。外圓車刀 d)寬刃精車外圓車刀e)內(nèi)孔車刀 f)端面車刀 g)切斷車刀 h)螺紋車刀按結構分類 車刀按其結構可分為：整體車刀、焊接車刀、機夾車刀和可轉位車刀。（2）焊接車刀 1. 車刀刀桿截面形狀及選擇 車刀刀桿截面形狀有矩形、方形和圓形三種。一般用矩形，切削力較大時采用方形，圓形多用于內(nèi)孔車刀。刀桿高度H可按車床中心高選擇。 2. 刀槽形狀及選擇 刀槽形狀應根據(jù)車刀類型、刀片型號選擇。 刀槽形狀的選擇原則應該是：在保證焊接強度前提下，盡量減少焊接面數(shù)及焊接面積兩種。目前在于盡量減小焊接應力。 焊接車刀常用刀槽形狀名稱簡 圖特點適用刀具配用刀片開口槽制造簡單，焊接面最少，刀具應力小外圓刀、彎頭刀、切槽刀ACCBB2半封閉槽夾持刀片較牢固，焊接面大，容易產(chǎn)生焊接應力外圓車刀AAAAABD1封閉槽夾持刀片牢固，焊接應力大，易產(chǎn)生裂紋螺紋刀C1嵌入槽用于底面積較小的刀片，增加焊接面，提高結合強度切斷刀切刀槽刀A1　C3V形槽燕尾槽 （1）刀片牌號 指車刀切削部分的刀具材料。一般根據(jù)工件材料選擇刀片牌號。（2）刀片型號 指刀片形狀和規(guī)格尺寸。刀片型號由一個字母和三位數(shù)字組成。字母和第一位數(shù)字表示刀片形狀的型號，后兩位數(shù)字代表刀片主要尺寸參數(shù)。 我國目前將刀片分A、B、C、D、E、F六種型式，各式又有多種形狀。其中A、B、C型主要用制造各種車刀，D、E用于制造銑刀、鉆頭和絞刀，F(xiàn)型用于制造工具。 （GB52448GB524585）中部分硬質合金刀片的常用型號型號刀片簡圖主要尺寸 /mm用途舉例A1L=6～70К190176。的外圓車刀和內(nèi)孔車刀、寬刃光刀A2L=8～25端面車刀、不通孔車刀A3L=10～4090176。外圓車刀、端面車刀A4L=6～50端面車刀、直頭外圓車刀、內(nèi)孔車刀C1B=4～12螺紋車刀C3B=～切斷刀、切槽刀（3）可轉位車刀 可轉位車刀由刀桿、刀片和夾緊元件組成（）。正多邊形刀片上壓制出卷屑槽并經(jīng)過精磨，可以轉位使用，幾條切削刃全用鈍后，可更換相同規(guī)格的刀片，使用起來很方便。 可轉位車刀的組成1—刀桿 2—刀墊 3—刀片 4—夾緊元件可轉位車刀的幾何角度完全由刀片和刀槽的幾何角度組合而成。切削性能穩(wěn)定，適合于大批量生產(chǎn)。 刀片形狀很多，常用的有三角形、偏8176。三角形、凸三角形、正方形、五角形和圓形等。 對夾緊結構的要求是：夾緊可靠，重復定位精確，操作方便，結構簡單，制造容易，而且夾緊元件不應防礙切屑流出。常用的夾緊機構有偏心式，杠銷式、杠桿式、楔銷式和上壓式。 4. 轉位車刀與焊接式的刀具比較，有以下優(yōu)點：（1） 因刀片不經(jīng)焊接、刃磨，可避免熱應力和裂紋，硬質合金材料保持了原有的機械性能、切削性能、硬度、抗彎強度，提高了刀具的耐用度。（2） 可以工業(yè)大生產(chǎn)的方式，提供了先進的、合理的刀具幾何參數(shù)。（3） 只有這種可轉位式的車刀才能采用先進的涂層刀片。（4） 刀片轉位迅速、準確，更換方便，效率提高，在數(shù)控、加工中心、自動線上尤為重要。 （5） 有利于標準化設計和大量生產(chǎn)，保證質量。 （6） 刀桿長期使用，節(jié)省大量鋼材；省卻刃磨工序，減少硬質合金的額外消耗，刀具費用降低。（4）車刀角度的換算在設計和制造刀具時，需要對不同參考系之間的角度進行換算。 當車刀刃傾角較大時，常需要標注出法平面內(nèi)角度?？赊D位車刀刀片本身角度是法平面給出的，但安裝到刀槽就需計算出正交平面內(nèi)的角度。 給出了刃傾角λs≠0176。車刀主切削刃上選定點在正交平面、法平面內(nèi)的各標注角度。 正交平面與法平面的角度換算圖中Mb為正交平面Po與前刀面Ar的交線，MC為法平面Pn與前刀面Ar的交線，Ma為正交平面Po、法平面Pn與基面Pr三者的交線。則有： tanγn=tanγoCosλs Cotαn=CotαoCosλs ，一般在已知γo、αo、Кr、λs的情況下，可計算出γf、αf和 γp、αp。以上為機加車刀與普通車刀不同該車刀大多部分為一次性刀頭，但是該車刀刃磨裝置用于普通外圓車刀，可減少加工成本，一個車刀可多次使用因此使用。因此該裝置可應用于大多數(shù)普通機加工廠。2刀具刃磨參數(shù)由于刀具加工材料的不同，對刀具的各項參數(shù)要求也不盡相同。故為了滿足加工需求，必須選出合理的刀具參數(shù)。 （1） 高速鋼車刀工件材料 前角后角 鋼和鑄鋼（400~500）Mp20~258~12（700~1000）MP5~105~8鎳鉻鋼和鉻鋼 (700~800)MP5~155~7灰鑄鋼(160~180) HBS126~8(220~260)HBS66~8可緞鑄鋼(140~160)HBS156~8(170~190) HBS126~8鋼鋁 巴氏合金25~308~12中硬青銅及黃銅108鎢2015鈮20~2512~15銅合金3010~12鎂合金25~3510~15電木010~12纖維紙板014~16硬橡膠2~018~20軟橡皮40~7515~20塑料和有機玻璃20~2530 車刀的刀具角度根據(jù)以上金屬切削資料及刀具資料設計出車刀刃磨裝置的機構和具體設計及零件設計。第三章 裝置的設計第一部分 車刀刃磨裝置的結構分析根據(jù)以前的車刀刃磨大致可分為手動刃磨和用工具磨床進行刃磨。手動刃磨在前面已經(jīng)講過，利用工具磨床刃磨可減小加工誤差，并且效率高于手工刃磨。磨床刃磨是利用三向鉗進行進行夾緊和進行角度確定，但是磨削過程中需要多次裝夾工件而且磨削精度不高（精度不一定高于手動磨削）。因此需要設計出一磨削精度高于其他磨削方法，磨削效率高，結構簡單，成本低廉的自動化磨削裝置。根據(jù)以上磨削方法，我們設想一可以實現(xiàn)可繞X軸，Y軸，Z軸，旋轉的機構并且在繞X軸時，不干涉Y軸的運動。該機構與工具磨床組合可實現(xiàn)6個自由度，該機構最初設想為利用球角控制刀架角度變化,但是該機構在磨削過程中不能承受磨削力，出現(xiàn)偏移，使磨削精度下降。同時我們又設想出改造三向鉗，改造成步進電機控制，但是設計出結構尺寸過大不符合設計要求。因此以上兩種機構都不符合要求。根據(jù)以上的設想，我們設計出利用類似與十字軸的結構，來實現(xiàn)工作臺繞X軸的旋轉，以及繞Y軸的旋轉。同時利用步進電機可實現(xiàn)聯(lián)動。如圖九所示。當步進電機轉動時帶動絲杠轉動，使螺母上下移動，當螺母上下移動時，使滑桿轉軸抬高或降低，帶動工作臺面繞Y軸旋轉，轉動一定角度。同理底下步進電機帶動絲杠螺母使工作臺面繞X軸進行旋轉。工作臺面底下的電機帶動蝸輪蝸桿機構使刀架繞Z軸旋轉，因此實現(xiàn)車刀在磨前刀面，后到面，副前刀面及副后刀面，所轉動的角度。但是一般磨削是用砂輪面去磨，因此在磨削后刀面時，X 軸和Z軸是聯(lián)動的，也可以先走繞X軸進行旋轉，然后繞Z軸進行旋轉，當前刀面與后刀面有一定角度時，X，Y，Z軸是聯(lián)動的也可以分別轉動，這些主要是控制方面做的，該機構是可以同時聯(lián)動也可以分別轉動各個軸，根據(jù)實驗該機構不會出現(xiàn)自由度的約束。 這種機構，在設計時主要考慮到x軸和y軸的連接部分，也就是十字軸的初步設計，該機構十字軸與普通十字軸完全不同，它是由三根軸構成的，X滑桿轉軸，Y滑桿轉軸，和固定轉軸，固定轉軸要比其他兩軸要粗，固定轉軸在和其他兩軸連接處是在中心線開了個槽子和孔，Y軸在連接處是削去兩端圓弧部分使其插入固定轉軸的槽中同時中間也打孔與固定轉軸孔的軸線重合，使x軸插入該孔中，實現(xiàn)當工作臺繞y軸轉動時以y軸軸線為中心旋轉，x軸也是一樣的。 車刀刃磨裝置的結構圖 1. 步進電機 2.. 絲杠 3. 螺母 4. x滑桿轉軸 5. y滑桿轉軸 6. 車刀 7. 蝸桿 8. 刀架 9. 蝸桿 Z軸是通過，蝸輪蝸桿機構實現(xiàn)傳動的，整個裝置所采用的傳動部件都是具有自鎖功能的，因此減少了裝置的零件數(shù)目，把結構簡單化了。如果在裝置中不采用具有自鎖功能的傳動零件在整個切削過程中，刃磨裝置所受磨削力是可以產(chǎn)生逆?zhèn)鲃拥模虼?，我們采用的是非滾珠絲杠，就是在螺母中沒有滾珠，雖然在傳動過程中，使傳動摩擦大，但是它具有自鎖功能。而在z軸所采用的蝸輪蝸桿機構本身是具有自鎖能力的，它們的具體細節(jié)將會在下一部分說明。我們所設計的車刀刃磨裝置，機構不僅可以用于刀具刃磨而且這種機構是可以用于其它機床加工復雜工件。我們在設計過程中，考慮到工作臺面可繞x軸y軸各旋轉正負30度的角度變換，而在z軸可進行完全旋轉。這種機構的通用性強，使用方便，可以和多種機床進行組合。也可以把該種裝置看成是一個數(shù)控夾具。（1） 刀架板的設計在設計刀架板時主要要考慮到刀架板在工作時是否對其它零件產(chǎn)生干涉，還有刀架板中刀架的位置，要能切削方便與砂輪有一個好的位置不至于砂輪闖到磨削裝置上。根據(jù)這些要求我們設計出將刀架部分用一半圓弧凸出使砂輪與磨削裝置有一定距離。我們設計刀架板厚20mm總長180mm在邊緣處有一半徑為45mm的圓弧突出。具體零件可參考刀架板零件圖。（2） 底板的設計 底板設計中，首先要考慮到板的厚度以及部分細節(jié)方面的設計再裝絲杠螺母的地方采用厚度為35mm，比其它地方后。這樣要鉆空放入軸承。在其它地方板厚為15mm ，底板總長為175mm總寬為165mm。材料為q235第二部分傳動裝置以及電機的選擇設計一 歩進電機選擇計算（一）步進電機的工作原理和特性步進電機如同普通電機，有轉子、定子和定子繞組分成若干相，每相的磁極上有極齒，轉子在軸上也有若干齒。當某相定子繞組通以直流電激勵后，便能吸引轉子，使轉子上的齒和定子上的齒對齊。因此，它是按電磁鐵作用的原理進行工作的，在外加脈沖信號的作用一步一步的運轉，是一種將電脈沖信號轉換相應角位移的機電元件。步進電機定子可以做成兩相或三、四、五和十相等。相繞組可以單拍或雙拍方式通電。步進電機主要技術參數(shù)指標和特性有:(1) 步距角。當步進電機的定子繞組為m，轉子齒數(shù)為Z，通電方式系數(shù)為k時，每輸入一個脈沖信號，轉子轉過的角度稱為步距角，用表示則有 (51)單拍 通 電 時k=1，雙拍通電時k=2。(2) 靜態(tài)步距角誤差是指步進電機空載時，每步實際轉過的角度與理論步距角之差。以角度單位或理論步距角的百分數(shù)表示。(3) 精度通常指的是最大步距誤差和最大累積誤差，步距誤差是空載運行一步的實際轉角的穩(wěn)定值和理論值之間的最大值，用理想步距的百分數(shù)表示。累積誤差時指，從任意位置開始，經(jīng)過任意步后任意的實際角位移和理論角位移之差。(4) 最大靜轉矩所謂靜態(tài)是指步進電機的通電狀態(tài)不變，轉子保持不動的定位狀態(tài)。靜轉矩即是步進電機處于定位狀態(tài)下的電磁轉矩，它繞組內(nèi)的電流和失調(diào)角之間的函數(shù)。失調(diào)角就是在定位狀態(tài)下，如果在轉子上加一個負載使轉子轉過一個角度。并能穩(wěn)定下來，這時轉子上受到的電磁轉矩和負載轉矩相等，該電磁轉矩即為靜轉矩。角度B稱為失調(diào)角。對應于某式調(diào)角最大的轉矩，為最大靜轉矩，一般來說材大的電機，負載轉矩也大。 (5) 最大起動轉矩只有在外加的轉矩小于峨時才能啟動，該性能表示步進電機啟動時的負載能力。(6) 響應頻率在某一個頻率范圍內(nèi)，步進電機可以任意運行而不丟步，則這一最大頻率稱為響應頻率。通常用啟動頻率來作為衡量指標。它是指在一定負載下直接起動而不丟步的極限頻率。(7) 運行頻率和矩頻特性運行頻率指拖動一定負載使頻率連續(xù)上升時，能使步進電機不失步運行的極限頻率。矩頻特性包括起動矩頻特性和運行矩頻特性。起動矩頻特性指在給定的驅動條件下，負載慣量一定時，起動頻率和負載轉矩之間的關系，又稱為牽入特性。運行矩頻特性指負載慣量不變時，運行頻率和負載轉矩之間的關系，又稱為牽出特性。 步進電機慣頻特性(8) 慣頻特性在負載力矩一定時，頻率和負載慣量之間的關系，稱為慣頻特性。慣頻特性分為啟動慣頻特性和運行慣頻特性。如圖52所示。對于步進電機的控制，了解其性能參數(shù)必須的，因為在進行步進電機選擇和軟件設計時，它的性能決定整個控制系統(tǒng)的性能。(二)步進電機選擇和計算1初選步進電機型16