【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 平面內(nèi)可以旋轉(zhuǎn) 15176。采用扇形齒輪，齒輪副可以進(jìn)行所要 求旋轉(zhuǎn)角度的微調(diào)（包括粗調(diào) 旋轉(zhuǎn)角度的作用） 有一定的要求，因此，可以 借用殼頂平面作基準(zhǔn)來調(diào)整與恢復(fù)主軸軸線在所要求的水平位置。 工作臺(tái)與夾具連接方式 本機(jī)床是一種輕型萬能工具磨刀機(jī)。因此可知，該機(jī)床可以用來磨各種類型 的刀具，由于在磨削不同類型的刀具時(shí)，使用的夾具也不一樣，故機(jī)床在設(shè)計(jì)時(shí)， 在小工作臺(tái)上面留有 T 形槽， T 形槽是用來固定工件座。在機(jī)床的制造時(shí)候，同 時(shí)也用了不同刀具的夾具裝置（夾具在制造的時(shí)要考慮刀具的 最 大 回 轉(zhuǎn) 角度）， 以 供 用 戶在 需 要 時(shí)更換。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 共 40 頁 12 磨頭 的使用調(diào)整 在刃磨銑刀盤時(shí)由于需要調(diào)整角度，所以磨頭也必須進(jìn)行調(diào)整。下面對(duì)磨頭 13 的調(diào)整做簡(jiǎn)要的介紹。 該磨刀機(jī)的磨頭是可以繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng) 360176。，而磨頭左右的擺角則只能在177。 15176。范圍內(nèi)調(diào)整。在刃磨銑刀盤的時(shí)候，首先應(yīng)該將砂輪的軸線調(diào)成與小工作臺(tái) 的 T 形槽垂直。在調(diào)整其垂直的方法是將其緊固螺母擰松，然后將磨頭轉(zhuǎn)動(dòng)到需 要的角度位置，在擰緊緊固螺母，其次應(yīng)調(diào)整砂輪軸線的水平，此磨刀機(jī)在磨頭 的加工時(shí)，將磨頭的頂端平面加工成與軸線水平的，在調(diào)整砂輪軸線的水平時(shí)， 只需要調(diào)整磨頭頂平面就可以了。在調(diào)整磨 頭的軸心線水平時(shí)，可以利用內(nèi)孔扳 手轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿通過齒輪帶動(dòng)扇形齒轉(zhuǎn)動(dòng)，扇形齒轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)磨頭的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到 磨頭的水平。 基座的結(jié)構(gòu)介紹 磨頭的底端是一個(gè)基座，基座的上面做成弧形，在弧形槽內(nèi)裝有導(dǎo)塊。導(dǎo)塊 和基座通過 T 形螺釘和螺母配合而連接成一體，當(dāng)擰松時(shí)，導(dǎo)塊可以在基座的弧 形槽內(nèi)滑動(dòng)。為了減少其滑動(dòng)過程的阻力（摩擦力），采用了弧形導(dǎo)軌?；⌒螌?dǎo) 軌應(yīng)經(jīng)表面處理后，硬度可以達(dá)到 HRC58— 64，這樣可以減少導(dǎo)軌的磨損量。導(dǎo) 塊在基座弧形槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是由齒輪和扇形齒嚙合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。在導(dǎo)塊的上面裝 有夾具軸和分度盤，分度盤通過過盈鍵和夾具軸連接在一起。下端由軸承蓋固定 在箱體上阻擋其軸向的運(yùn)動(dòng)。箱體與導(dǎo)塊是通過螺栓連接在一起。當(dāng)擰松螺栓時(shí)， 通過蝸輪蝸桿傳動(dòng)來帶動(dòng)導(dǎo)塊上面所有的零件一起轉(zhuǎn)動(dòng)（即微調(diào)）。當(dāng)達(dá)到一定 的位置要求時(shí)，擰緊螺母便可以了。此處用的分度盤要有很高的精度，故其要防 止灰塵，如果有灰塵的影響，必須將分度盤密封起來。在制造箱體時(shí)，考慮到安 裝的方便，將箱體分為上下兩部分。即上箱蓋和下箱座。上下箱體通過螺母和螺 釘連接在一起。在整個(gè)箱體旋轉(zhuǎn)時(shí)，同樣為了減少摩擦，在下箱體做里一個(gè)導(dǎo)軌， 該導(dǎo) 軌為了防止其橫向竄動(dòng)，才做成了圓形導(dǎo)軌 。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 共 40 頁 13 第二章 車刀分析以及刃磨方法 第一部分 車刀的參數(shù)分析 一，金屬切削發(fā)展簡(jiǎn)史 研究金屬 切削加工 過程中刀具與 工件 之間相互作用和各自的變化規(guī)律的一門學(xué)科。在設(shè)計(jì) 機(jī)床 和刀具、制訂機(jī)器零件的切削工藝及其定額、合理地使用刀具和機(jī)床以及控制切削過程時(shí)，都要利用金屬切削原理的研究成果，使機(jī)器零件的加工達(dá)到經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)和高效率的目的。 簡(jiǎn)史 金屬切削原理的研究始于 19 世紀(jì)中葉。 1851 年，法國人 M.科克基拉最早測(cè)量了 鉆頭 切削 鑄鐵 等材料時(shí)的扭矩 ,列出了切除單位體積材料所需功的表格 1864 年，法國人若塞耳首先研究了刀具幾何參 數(shù)對(duì)切削力的影響 1870 年 ,俄國人 ，提出了金屬材料在刀具的前方不僅受擠壓而且受剪切的觀點(diǎn)。 1896 年，俄國人 斯開始將 塑性變形 的概念引入金屬切削。至此，切屑形成才有了較完整的解釋。 1904 年，英國人 ，使切削力的研究水平跨前了一大步。 1907 年美國人 研究了切削速度對(duì)刀具壽命的影響，發(fā)表了著名的泰勒公式。 1915 年，俄國人 靠近切削刃的小孔中測(cè)得了刀具表面的溫度 (常稱人工熱電偶法 )，并用 實(shí)驗(yàn)方法找出這一溫度同切削條件間的關(guān)系 1924～ 1926 年 ,英國人 、美國人 電勢(shì)的原理測(cè)出了平均溫度（常稱自然熱電偶法）。 1938～ 1940 年美國人 H.厄恩斯特和 ，并且用摩擦力分析和 解釋了斷續(xù)切屑和連續(xù)切屑的形成機(jī)理。 40 年代以來，各國學(xué)者系統(tǒng)地總結(jié)和發(fā)展了前人的研究成果，充分利用近代技術(shù)和先進(jìn)的測(cè)試手段，取 得了很多新成就，發(fā)表了大量的論文和專著。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 共 40 頁 14 第三章 裝置的設(shè)計(jì) 第一部分 車刀刃磨裝置的結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)以前的車刀刃磨大致可分為手動(dòng)刃磨和用工具磨床進(jìn)行刃磨。手動(dòng)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(jìn)行進(jìn)行夾緊和進(jìn)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(dòng)磨削）。因此需要 設(shè)計(jì)出一磨削精度高于其他磨削方法，磨削效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的自動(dòng)化磨削裝置。 根據(jù)以上磨削方法，我們?cè)O(shè)想一可以實(shí)現(xiàn)可繞 X 軸， Y 軸， Z 軸，旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)并且在繞 X 軸時(shí)，不干涉 Y軸的運(yùn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)與工具磨床組合可實(shí)現(xiàn) 6個(gè)自由度，該機(jī)構(gòu)最初設(shè)想為利用球角控制刀架角度變化 ,但是該機(jī)構(gòu)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(shí)我們又設(shè)想出改造三向鉗，改造成步進(jìn)電機(jī)控制，但是設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)尺寸過大不符合設(shè)計(jì)要求。因此以上兩種機(jī)構(gòu)都不符合要求。 根據(jù)以上的設(shè)想，我們?cè)O(shè)計(jì)出利用類似與十字軸的結(jié)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)繞 X軸的旋轉(zhuǎn)，以及繞 Y軸的旋轉(zhuǎn)。同時(shí)利用步進(jìn)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。如圖九所示。 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺母上下移動(dòng)，當(dāng)螺母上下移動(dòng)時(shí)，使滑桿轉(zhuǎn)軸抬高或降低，帶動(dòng)工作臺(tái)面繞 Y軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。同理底下步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母使工作臺(tái)面繞 X軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。工作臺(tái)面底下的電機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)使刀架繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)，因此實(shí)現(xiàn)車刀在磨前刀面，后到面，副前刀面及副后刀面，所轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)， X 軸 和 Z 軸是聯(lián)動(dòng)的，也可以先走繞 X軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然后繞 Z 軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，當(dāng)前刀面與后刀面有一定角度 時(shí)， X， Y， Z 軸是聯(lián)動(dòng)的也可以分別轉(zhuǎn)動(dòng)，這些主要是控制 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 共 40 頁 15 方面做的，該機(jī)構(gòu)是可以同時(shí)聯(lián)動(dòng)也可以分別轉(zhuǎn)動(dòng)各個(gè)軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)該機(jī)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)自由度的約束。 這種機(jī)構(gòu)，在設(shè)計(jì)時(shí)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(shè)計(jì)，該機(jī)構(gòu)十字軸與普通十字軸完全不同，它是由三根軸構(gòu)成的， X 滑桿轉(zhuǎn)軸， Y滑桿轉(zhuǎn)軸，和固定轉(zhuǎn)軸，固定轉(zhuǎn)軸要比其他兩軸要粗，固定轉(zhuǎn)軸在和其他兩軸連接處是在中心線開了個(gè)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(zhuǎn)軸的槽中同時(shí)中間也打孔與固定轉(zhuǎn)軸孔的軸線重合，使 x 軸插入該孔中，實(shí)現(xiàn)當(dāng)工 作臺(tái)繞 y 軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)以 y 軸軸線為中心旋轉(zhuǎn)， x 軸也是一樣的。YXZ1 2 3 4 5 6 7 8 9 圖 車刀刃磨裝置的結(jié)構(gòu)圖 1. 步進(jìn)電機(jī) 2.. 絲杠 3. 螺母 4. x 滑桿轉(zhuǎn)軸 5. y 滑桿轉(zhuǎn)軸 6. 車刀 7. 蝸桿 8. 刀架 9. 蝸桿 Z 軸是通過，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的，整個(gè)裝置所采用的傳動(dòng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化了。如果在裝置中不采用具有自鎖功能的傳動(dòng)零件在整個(gè)切削過程中，刃磨裝置所受磨削力是可以產(chǎn)生逆?zhèn)鲃?dòng)的，因此，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(dòng)過程中，使傳動(dòng)摩擦大，但是它具有自鎖功能。而在 z 軸所采用的蝸輪蝸 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 共 40 頁 16 桿機(jī)構(gòu)本身是具有自鎖能力的，它們的具體細(xì)節(jié)將會(huì)在下一部分說明。 我們所設(shè)計(jì)的車刀刃磨裝置，機(jī)構(gòu)不僅可以用于刀具刃磨而且這種機(jī)構(gòu)是可以用于其它機(jī)床加工復(fù)雜工件。我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中，考慮到工作臺(tái)面可繞 x 軸 y軸各旋轉(zhuǎn)正負(fù) 30 度的角度變換，而在 z 軸可進(jìn)行完全旋轉(zhuǎn)。這種機(jī)構(gòu)的通用性強(qiáng)，使用方便，可以和多種機(jī)床進(jìn)行 組合。也可以把該種裝置看成是一個(gè)數(shù)控夾具。 （ 1） 刀架板的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)刀架板時(shí)主要要考慮到刀架板在工作時(shí)是否對(duì)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(gè)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?cè)O(shè)計(jì)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?cè)O(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 底板設(shè)計(jì)中，首先要考慮到板的厚度以及部分細(xì)節(jié)方面的設(shè)計(jì) ○ 1 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。 ○ 2 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(dòng)裝置以及電機(jī)的選擇設(shè)計(jì) 一 歩 進(jìn)電機(jī)選擇計(jì)算 （一）步進(jìn)電機(jī)的工作原理和特性 步進(jìn)電機(jī)如同普通電機(jī)，有轉(zhuǎn)子、定子和定子繞組分成若干相，每相的磁極上有極齒，轉(zhuǎn)子在軸上也有若干齒。當(dāng)某相定子繞組通以直流電激勵(lì)后，便能吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子上的齒和定子上的齒對(duì)齊。因此，它是按電磁鐵作用的原理進(jìn)行工作的，在外加脈沖信號(hào)的作用一步一步的運(yùn)轉(zhuǎn)，是一種將電 脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換相應(yīng)角位移的機(jī)電元件。步進(jìn)電機(jī)定子可以做成兩相或三、四、五和十相等。相繞組可以單拍或 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 共 40 頁 17 雙拍方式通電。步進(jìn)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)和特性有 : (1) 步距角。 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的定子繞組為 m，轉(zhuǎn)子齒數(shù)為 Z，通電方式系數(shù)為 k時(shí)，每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角，用 ? 表示則有 60mkz?? (51) 單拍通電時(shí) k=1，雙拍通電時(shí) k=2。 (2) 靜態(tài)步距角誤差 ?? ?? 是指步進(jìn)電機(jī)空載時(shí)，每步實(shí)際轉(zhuǎn)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?jǐn)?shù)表示