【正文】 一般取5~15。則此拋光機需要冷卻液流量由下式得：考慮到實際因素取Q=12。計算文獻參考參考文獻所需冷卻系統(tǒng)的流量不大，壓強亦不高，選取DB型電泵。選取表41電泵技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定流量額定揚程電機額定數(shù)據(jù)重量Kg功率 （W）同步轉(zhuǎn)速(r/min）效率%功率因數(shù)額定倍數(shù)DS12A123403000552冷卻液箱應(yīng)有足夠的有效容積，已經(jīng)使用過的冷卻液能自然冷卻，將由切削區(qū)帶來的熱量自由散發(fā)掉。冷卻液箱的容積一般可取冷卻液泵每分鐘輸出冷卻液容積的410倍。根據(jù)前面計算和冷卻液箱規(guī)范JB/GQZ2981設(shè)計冷卻箱的長度高規(guī)格為：冷卻液箱通常有兩種結(jié)構(gòu)形式：利用床身或底座等鑄件內(nèi)一個足夠大的空腔作為冷卻液箱。精密機床不適合采用這種形式，因為產(chǎn)生的熱變形可能影響機床的加工精度。此外，冷卻液箱的清洗也不方便。用鋼板焊接件單獨做成冷卻液箱。這種單獨的冷卻液箱，通常都與主機分開，用于精密機床，應(yīng)使冷卻液從切削區(qū)通過最短的途徑迅速的從機床上排除到冷卻液箱。本拋光機箱體內(nèi)部件不復(fù)雜，并且溫升對拋光影響不大，采用單獨的冷卻箱，放置在機床下面，這樣方便冷卻液的更換和清理。結(jié)論本設(shè)計結(jié)合立式磨床的基本要求和特點，采用比較分析的方法，對立式鋼坯校驗試樣表面拋光機進行設(shè)計，所做的工作主要由以下幾個方面：掌握了拋光的主要意義和主要拋光方法。了解了國內(nèi)外拋光機的開發(fā)研制現(xiàn)狀和制約我們拋光機研制發(fā)展的因素。方案設(shè)計。對拋光輪和主電機的連接方法和工作臺與工作臺電機之間的傳動以及冷卻系統(tǒng)設(shè)計了多種連接方案并選了合適方案。設(shè)計計算。根據(jù)設(shè)計內(nèi)容及主要設(shè)計參數(shù)進行計算。計算的內(nèi)容包括：電動機功率的計算以及確定電動機型號，主要工作軸的設(shè)計與校核，減速系統(tǒng)的設(shè)計計算，主要部件的選擇和校核編寫設(shè)計說明書。參考文獻[1] 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Chiang,2007致謝時光飛逝，四年的大學(xué)時光生活就要結(jié)束了，本次畢業(yè)設(shè)計的完成。標志著大學(xué)生活的結(jié)束。林晨教授的悉心指導(dǎo)和嚴格要求下，本論文得以圓滿完成。在這次畢業(yè)設(shè)計完成的同時，我的專業(yè)知識也得到了進一步的鞏固。導(dǎo)師嚴謹?shù)淖黠L(fēng)和踏實的態(tài)度使我深受感動。借此論文之際，謹向我的導(dǎo)師表示我真誠的感謝和崇高的敬意！ 在論文設(shè)計的過程中，我查閱了與專業(yè)知識有關(guān)的很多資料，這使我對本專業(yè)知識有了進一步的了解，同時再設(shè)計的過程中我們還得到了其他同學(xué)的熱情幫助。再次，我向所用給過我無私幫助的同學(xué)表示衷心的感謝。在設(shè)計的過程中，一起與其他同學(xué)討論了拋光機的特點、部件的最優(yōu)選擇、參數(shù)的選擇以及整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后結(jié)合同學(xué)們提出的寶貴意見得出了最解方案的。在確定拋光機結(jié)構(gòu)時，導(dǎo)師給我提出了寶貴的意見，最后非常感謝林老師是對我們的幫助。在論文寫作過程中，我的專業(yè)知識得到了鞏固和系統(tǒng)化，并且在實踐中學(xué)到了學(xué)多課堂上學(xué)不到的知識，這為我以后的工作和生活打下了堅實的基礎(chǔ)。沒有導(dǎo)師的細心的指導(dǎo)，沒有同學(xué)們的熱情幫助，本論文不能順利完成。再次感謝林老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助！在此表示真誠的感謝！可變微幾何PCBN刀具硬車削,*,(3)ca美國 新澤西州 羅格斯大學(xué) 工業(yè)與系統(tǒng)工程系b土耳其安卡拉 bilkent大學(xué)，工業(yè)工程系，c美國，俄亥俄州，辛辛那提 techsolve公司土耳其安卡拉、中東技術(shù)大學(xué)，b kaftanoglu(1)提交摘要：本文介紹了在硬車削刀具有可變邊緣設(shè)計聚晶立方氮化硼刀片調(diào)查。用均勻可變邊緣設(shè)計的聚晶立方氮化硼刀片車削淬硬AISI4340鋼，力和刀具磨損測量是精確的。三維有限元模型是用來預(yù)測切屑形成，力，溫度和均勻和可變邊緣微幾何工具刀具磨損。預(yù)測力和刀具磨損輪廓與實驗結(jié)果進行比較。溫度分布和刀具磨損輪廓顯示變量邊緣微幾何設(shè)計的優(yōu)點。關(guān)鍵詞：硬切削；刀具；幾何邊緣1 引言 硬車削是一種更靈活，更環(huán)保和更高的切削量替代磨削。然而，就工藝可靠性和表面質(zhì)量而言仍落后研磨。在硬車削，聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具的各種邊緣加工（倒角半徑，橢圓形或瀑布邊，見圖1）是首選，以保護切削刃不崩刃。對于一個給定的應(yīng)用邊緣的準備工作應(yīng)仔細選擇，因為它影響到加工工件的表面完整性。硬車削過程中產(chǎn)生的熱量也受由邊緣加工由于在工件周圍材料的流動前沿變化的影響。例如，一個倒角面提供了過多的負角度的切割作用，結(jié)果產(chǎn)生高熱量。由于達到了溫度PCBN刀具在很高切削速度的硬車削過程中迅速磨損。在一個恒定的未變形切屑厚度的邊緣半徑比(λ=tu/rε)應(yīng)保持沿PCBN刀片和工件之間的接合區(qū)域中最邊緣的制劑均勻地施加在PCBN圓角半徑刀片。沿著刀片的刀尖圓弧半徑均勻邊緣微幾何的副切削刃產(chǎn)生一個非常小刃口半徑的未切割切屑厚度。這將導(dǎo)致更多的犁耕比在小切削刃導(dǎo)致過度生熱和快速磨損剪切。沿所述插入件的角半徑可變邊緣微幾何尺寸具有減小這種熱積聚在切削刃使硬車削在較高的切割速度的潛力，并以較少的刀具磨損飼料（參照圖2）。 本文旨在探討在微觀幾何形狀插入邊設(shè)計，硬車削通過實驗和有限元分析（FEA）時的變邊緣的影響。圖1 瀑布（rε1：rε2）和圓形（rεA）磨削微觀幾何形狀邊緣設(shè)計2 可變微觀幾何形狀邊緣設(shè)計 盡管均勻的邊緣制備增強刀具切削刃，但切削效率較低，尤其是當(dāng)未變形切屑厚度比刀具半徑的減小時。隨著摩擦因數(shù)的增大和切屑厚度相對刃口半徑比的降低，這種現(xiàn)象會更明顯。工件實在沿著刀尖圓弧半徑 在幾何切削的末端被固定住。低效的切削導(dǎo)致工件的受力增加又反過來導(dǎo)致機械和熱負荷增加使得溫度上升。圖2展示了在切削過程中插入不變邊緣的切屑負荷。切屑的厚度由相當(dāng)于進給量的最大值變化到與刀尖圓弧半徑等大的最小值。圖3給出了一個變化的邊緣設(shè)計工具CAD模型?？梢钥闯鯝點的邊緣半徑大于B點和C點的邊緣半徑，與B和C的關(guān)系是rεArεBrεC在截面AA這是主要的（首要）切削刃，切削厚度大于邊緣半徑表示標準切割。在截面BB，在主要（首要）邊緣的端部，切屑厚度等于邊緣半徑，在這個位置相比剪切作用摩擦作用更占優(yōu)勢。在截面CC，在較小的切削刃（尾端），刀尖圓弧半徑大于切屑厚度，加工材料摩蹭工件。這種摩擦作用導(dǎo)致刀具和工件的表面溫度升高，被認為是阻礙了刀具的性能。 圖2恒定和變化圍觀幾何形狀設(shè)計圖3變量珩磨邊緣設(shè)計的CAD模型3 實驗程序 在這項研究中，將退火硬化AISI 4340鋼（40 HRC）使用PCBN刀片（50% + 40% + 6%立方氮化硼的TiC WC）與四個不同的需要被考慮的微觀幾何形狀（176。的倒角，50毫米（40毫米）的恒定珩磨刃口半徑 工作流（WF）珩磨半徑rε=30:60μm，變化珩磨刃口半徑rεA=50μm rεB=10μm）。車削實驗是用一圓柱形棒狀試樣，其直徑71毫米為305mm和長度進行。車削實驗是用一根直徑71mm長度305mm的圓柱形棒狀試樣進行的。固體頂端PCBN刀片（TNG423）配合一個MTGNR123B右刀架，提供0導(dǎo)角，5前角，和5后角使用。切削力用安裝在數(shù)控車床刀架盤上的用測力儀（type9121）測量。但必須指出的是，PCBN刀片（TNG423）在實驗中使用的圓角半徑為R= ，意味著切削由插入（D R）的圓角半徑完成。每個插入測量的力的平均值在圖4所示。 圖4 測量切削4340鋼的切削力 在測量徑向（推力）力（Ft）=125m/min, f=, d=1mm的切削條件，邊緣半徑為30:60μm的珩磨產(chǎn)生最低的徑向力，其次是可變邊緣半徑為50μm的珩磨。變化的邊緣設(shè)計將產(chǎn)生比其他邊緣微幾何形狀的設(shè)計更高的切向（切削）力（Fc)。如果減小進給速度（f=）將會使切削力減小。用倒角車削時的徑向力最大而變化珩磨時的切削力最小。這些結(jié)果可能意味著更高效的切割方式是變化的邊緣微幾何形狀的設(shè)計，會導(dǎo)致較低的徑向力和稍高的切向力。測力安裝在有切削條件和微觀幾何設(shè)計參數(shù)（rε1和rε2）的功能的線性對數(shù)模型上。推力，進給和切削力的表達式給出了方程（1）（3），, , and %。 （1） （2） （3）4 3D有限元建模 早期的有限元（FE）模型的研究提供關(guān)于邊緣加工對影響的基本信息過程變量，如切屑形成，力，溫度和壓力。然而，在3D硬車削FE的研究是非常有限的。Klocke和Kratz 利用三維有限元建模研究倒角邊設(shè)計在修光刃刀片特別標識的工具面高溫區(qū)39。熱點39。最近，Aurich 和Bil引入分段切屑的三維有限元模型。在這項研究中，用有限元建模軟件（變形3D）被用來研究均勻和過程變量在微變量幾何邊緣設(shè)計的影響。該有限元軟件基于一個隱含的拉格朗日計算常規(guī)連續(xù)自適應(yīng)網(wǎng)格。工件以一種材料組成為變形體且由JohnsonCook表示的材料模型剛性理想彈塑性材料（見公式（4））被建模，其中A =1504MPa，B =569MPa，N =，C == ，Tmelt=1426C 這些是來自Gray提供的AISI4340鋼的參數(shù)。 (4)工件是由具有70mm的彎曲模型來表示直徑是與實驗條件一致。工件只以一個線段（158）進行建模，以保持網(wǎng)格單元的小尺寸。工件模型包括200,000個元素。工件的底面在各個方向上都被固定。切削工具被建模為一個剛體，通過使用125000元素以指定的切割速度運動。一個很細的網(wǎng)格密度定義刀具的前端，在切削區(qū)獲得良好的過程輸出分布。最小單元尺寸的工件和刀具網(wǎng)格設(shè)定為 。熱邊界條件的定義是以允許熱量從工件傳遞到刀具。熱傳導(dǎo)系數(shù)，h，被定義為壓力的函數(shù)如表1，其他的熱力學(xué)性能在表2中給出。所有的模擬運行在相同的切削條件（V = 300m/min，F(xiàn) = ，D = 1mm）。在三維有限元模型，剪摩擦系數(shù)，m和壓力相關(guān)的剪切摩擦系數(shù)，M = F（P），以此為為基準，以確定微幾何刀具和工件之間的摩擦。在模擬中使用的壓力取決于剪切摩擦模型如表3。有限元模擬結(jié)果的各種摩擦值在表4中給出。依賴于壓力的剪切摩擦產(chǎn)生最好的預(yù)測力（如粗體）。特別是，減少的剪切摩擦觀察不同磨練的微觀幾何PCBN刀片。比較實驗和模擬力（FC，切削力，F(xiàn)t，軸向力，F(xiàn)Z，進給力）示于圖5，發(fā)現(xiàn)模擬切削力與實驗值十分接近。 表1熱傳導(dǎo)系數(shù)p[Mpa]030180300420600h[kWm2k1]51887222410500 表2工件和刀具材料的機械性能AISI 4340PcBN密度[kg m3]78504280彈性模數(shù)[GPa]205587泊松比比熱[J kg1K1]475750導(dǎo)熱系數(shù)[W m1K1]44熱膨脹性[μm/m K1] 表3與壓力有關(guān)的剪摩系數(shù)p[Mpa]5001000150020002500m1m2表4 摩擦系數(shù)對過程輸出的影響mFt[N]Fc[N]Fz[N]Tool[C]倒角2997002361020m1386775335853WF,rε1=30μm,rε2=60μm342