刀架进给模拟机构.docx
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刀架进给模拟机构.docx
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刀架进给模拟机构
数控综合实训总结
设计题目:
刀架进给模拟机构
组长:
张勇
成员:
张智亚、张海楠、马长强、邹佳兵、徐帅、王姜鹏、郭善伟、于春林、唐梦雪
专业班级:
数控技术09-313
指导教师:
孔凡坤、张光普
黑龙江农业工程职业学院
2011年9月10日
摘要
数控机床是一种高度自动化的机床,在加工工艺与加工表面形成方法上,与普通机床是基本相同的,最根本的不同在于实现自动化控制的原理与方法上。
数控机床是用数字化的信息来实现自动控制的,将于加工零件有关的信息——工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数(进给执行部件的进给尺寸),切削加工的工艺参数(主运动和进给运动的速度、切削深度等),以及各种辅助操作(主运动变速、刀具更换、冷却润滑液启停、工件加紧松开等)等加工信息——用规定的文字、数字和符号组成的代号,按一定的格式编写成加工程序单,将加工程序通过控制介质输入到控制装置中,由数控装置经过分析处理后,发出各种与加工程序相对应的信号和指令控制机床进行自动加工。
这一数字控制的原理与过程通过机床的组成将得到更明确的说明。
刀架是数控机床的传统结构,刀架的合理采用,利于提高加工精度的一致性,另外,加工工艺适应性和连续的工作能力也明显提高,尤其是在加工几何形状比较复杂的零件时,除了控制系统能提供相应的控制算法,对执行机构发出相应的控制指令外,数控机床配备易于控制的刀架,便于一次装夹所需刀具,灵活、方便地完成各种几何形状的加工。
目录
摘要2
目录3
刀架进给模拟机构4
简介4
机构设计5
(一)方案一5
将滚子设计成偏心式5
(二)方案二6
将滚子与扇形连接设计成为齿轮6
(三)方案三7
支架设计成锥形7
(四)方案四8
装配图9
切削用量的选择21
(一)切削用量的选择原则21
(1)粗加工时切削用量的选择原则21
(2)精加工时切削用量的选择原则21
(二)切削用量的选择方法21
(1)背吃刀量的选择21
(2)进给量的选择21
(3)切削速度的选择22
(三)机床功率的校核22
冷削液及其选择23
(一)切削液的作用23
⑴冷却作用23
⑵润滑作用23
⑶清洗作用23
(二)切削液的种类23
⑴水溶液23
⑵乳化液24
机械工序卡片25
程序52
底座52
滚子53
手柄54
加工分析55
1、铣底板轮廓时上下没对齐及表面比较粗糙。
55
2滚子在加工Ф60时中间出现一道切痕。
56
加工工艺分析57
底座57
支架57
实施单58
任务表格60
结论63
参考文献64
刀架进给模拟机构
简介
刀架进给模拟机构结构:
该机构由底板、2个机架、滚子、扇形、挡板、上盖、滑块、连杆、销钉、手柄等11个部件组成。
刀架进给模拟机构工作原理:
用手摇手柄带动滚子移动,滚子转动能使销钉在滚子凹槽内滑动,由于销钉与扇形相连,因此销钉的移动带动扇形摆动,扇形与滑块通过齿轮相连,扇形摆动带动滑块移动。
刀架进给模拟机构用途:
刀架是机床最普遍的一种辅助装置。
它可以使工件在一次装夹完成多种甚至所有加工工序,以缩短加工的辅助时间,减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差,从而提高加床的加工效率和加工精度。
但是很多人都不知道它的工作原理,不知道它的各部件是怎样的,因此制作了刀架进给模拟机构。
机构设计
(一)方案一
将滚子设计成偏心式
在此方案中将滚子加工为偏心式,工件结构简单便于加工,工件的加工可以在普通的机床上就能够完成,在机械加工中符合方便快捷的加工要求。
但是在加工过程中很难保证在两次装夹之后还能保正滚子的同轴度,同时在传动时由于是偏心的结构,所以传动的精度不便于控制,同时只能完成竖直方向的往返运动,不能完成水平方向的往返运动,这设计与上盖的设计不相符。
(二)方案二
将滚子与扇形连接设计成为齿轮
在该方案中齿轮结构能够保证很高的传动精度比,可以用于高精度机械的加工。
而且在使用过程中耐磨性比较好,应为受力均匀,且面积大。
但是在该方案中齿轮的加工有一定的困难,应为齿轮得啮合。
而且只有当齿轮是回转的才能保证水平方向的往返运动,若是直齿轮就只能完成竖直方向的运动,且不能完成往返运动,不符合设计的要求。
并且扇形上的齿轮也不易加工。
(三)方案三
支架设计成锥形
在该方案中由于支架为锥形,为了能够使扇形在摆动过程中始终保持与水平面垂直,所以后面的挡板也相应的变为梯形.
在此方案中支架在竖直反方向的受力设计最为合理,而且在外观工艺性较符合美学要求,于此同时所用材料也减少,符合经济性。
但是在该方案中由于支架的改变,使得挡板变为梯形,而且挡板上还有3个孔,在加工过程中由于挡板不是矩形,不容易找到水平面,不能保证精度要求,不利于加工,在加工过程中耗时比较长,导致成本加工效率降低,而且在加工锥形支架时同样有不利于装夹,当在保证加工精度要求时所装夹工件比较少,安全性很低,并且在打侧孔时由于面是倾斜的,钻刀很难保证垂直钻入,且不符合加工工艺。
并且锥形支架与上盖接触的面积减少,使德受力比较集中,且不均匀,导致强度降低。
所以该方案在支架上虽然满足了美学的要求,但同时以此而改变的部件在加工上不能满足加工用时较少的要求,降低了生产效率,不符合经济要求。
(四)方案四
将滚子上的槽设计为球型
在该方案中可以完成滑块水平方向的往返运动,而且销钉与滚子接触为圆弧面接触,增大了接触面积,同时减小摩擦,增大了耐磨性,并且手柄只需要在一个反向上运动也能完成往返运动,于此同时还能保证一定的传动精度。
装配图
切削用量的选择
在数控加工中,切削用量的大小对切削力、切削功率、道具磨损、加工质量和加工成本均有重要影响。
合理选择切削用量,就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下,充分发挥机床和刀具的切削性能,使切削效率高,加工成本。
(一)切削用量的选择原则
为了减少数控机床装刀具所花费的辅助时间,在选择切削用量时,首先要保证刀具的耐用度不低于加工一个零件的时间,或保证刀具耐用度不低于一个工作班,最少不低于半个工作班,以保证加工的连续性。
切削用量主要包括背吃刀量、进给量和切削速度,一般按下列原则进行选择:
(1)粗加工时切削用量的选择原则
首先选取尽可能大的背吃刀量;其次要根据机床动力和刚性的限制条件等,选取尽可能大的进给量;最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度(主轴转速)。
(2)精加工时切削用量的选择原则
首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量;其次根据工件表面粗糙度的要求,选取较小的进给量;最后在保证刀具耐用度的前提下尽可能选取较高的切削速度(主轴转速)。
(二)切削用量的选择方法
(1)背吃刀量的选择
选择背吃刀量应根据数控机床工艺系统的刚性、刀具的材料和参数及工件加工余量等来确定。
一半在粗加工(Ra=10~80um)时,一次进给应尽可能切除全部余量。
毛坯余量很大或余量不均匀时,粗加工也可分几次进给,但应当把第一、二次进给的背吃刀量尽量取得大一些。
在中等功率的数控机床上,背吃刀量可达8~10mm。
半精加工(Ra=1.25~10um)时,背吃刀量取为0.25~2.00mm。
精加工(Ra=0.32~.25um)时,背吃刀量取为0.1~0.4mm。
(2)进给量的选择
进给量是数控机床切削用量的重要参数。
在选择进给量时,应根据零件的表面粗糙度、加工精度要求及工件材料等因素,参考切削用量手册进行选取。
在粗加工时,由于对工件表面质量没有太高的要求,这时考虑机床进给机构的强度和刚性及刀杆的强度和刚性等限制因素,根据加工材料、刀杆尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量来选择尽可能打的进给量。
在半精加工和精加工时,则应按零件表面粗糙度要求,根据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度来选择进给量,如精铣时可取20~25mm/min,精车时可取0.10~0.20mm/r。
在选择进给量时,还应该注意零件加工中的某些特殊因素,如在轮廓加工中,应考虑轮廓拐角处的超程问题。
特别是在拐角较大、进给速度较高时,应在接近拐角处适当降低进给速度,在拐角吼在逐渐升速,以保证拐角处的加工精度。
(3)切削速度的选择
切削速度一般要根据已经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度进行选择。
可用经验公式计算,也可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查表选取或者参考有关切削用量手册选取。
切削速度确定后,按式计算出机床主轴转速n(对有级变速的机床,须按机床说明书选择与所计算转速n接近的转速)。
在选择切削速度时,还应考虑以下几点:
a加工带外皮的工件时,应适当降低切削速度。
b断续切削时,为减小冲击和热应力,应适当降低切削速度。
c加工大件、细长件和薄壁工件时,应选用较低的切削速度。
d在易发生震动的情况下,切削速度应避开自激震荡的临界速度。
e应尽量避开积屑瘤产生的区域。
(三)机床功率的校核
当Pe〈P′e时,选择的切削用量可在指定的机床上使用;当Pc〈P′e,则说明机床功率没有得到充分发挥,这时可以规定较低的刀具耐用度(如采用机夹可转位刀片的合理耐用度可选为15~30min),或采用切削性能更好的刀具材料,以提高切削速度的办法使切削功率增大,达到提高生产效率的目的。
当Pc〉P′e时,则选择的切削用量不能在指定的机床上使用,这时可调换功率较大的机床,或根据所限定的机床功率降低切削用量(主要是降低切削速度)。
这时虽然机床功率得到充分利用,但刀具的性能得不到充分发挥。
冷削液及其选择
在金属切削过程中,合理选择切削液,可改善工件与道具之间的摩擦状况,降低切削力和切削温度,减轻道具磨损,减小工件的热变形,从而达到提高刀具的耐用度、加工效率和加工质量的目的。
(一)切削液的作用
⑴冷却作用
切削液可迅速带走切削过程中产生的热量,降低切削区的温度。
切削液的流动性越好,比热、导热系数和气化等参数越高,则其其冷却性能越好。
⑵润滑作用
切削液能在道具的前、后刀面与工件之间形成一层润滑薄膜,可减少或避免刀具与工件或切屑间的直接接触,减轻摩擦和粘结程度,从而减轻刀具的磨损,提高工件表面的加工质量。
为保证润滑作用的实现,要求切削液能够迅速渗入刀具与工件或切屑的接触界面,形成润滑薄膜,并且在高温、高压及剧烈摩擦的条件下不被破坏。
⑶清洗作用
使用切削液可以将切削过程中产生的大量切削、金属碎片和粉末,从刀具、工件上及时冲洗掉,避免切屑粘附刀具、堵塞排屑和划伤已加工表面。
这一作用对于磨削、螺纹加工和深孔加工等工序尤为重要。
为此,要求切削液有良好的流动性,并且在使用时有足够大的压力和流量。
⑷防锈作用
为减轻工件、刀具和机床受周围介质的腐蚀,要求切削液具有一定的防锈作用。
防锈作用的好坏,取决于切削液本身的性能和加入的防锈添加剂的品种和比例。
(二)切削液的种类
常用的切血液可分为水溶液、乳化液和切削油三大类。
⑴水溶液
水溶液是以水为主要成分的切削液。
水德导热性能好,冷却效果好。
但但村的水容易使金属生锈,并且润滑性能差。
因此,常在水中加入一定量的防锈添加剂、表面活性物质或油性添加剂等,使其既具有良好的防锈性能,又具有一定的润滑性能。
在配置水溶液时,要特别注意水质情况,如果是硬水,必须先进行软化处理。
⑵乳化液
乳化液是将乳化油用95%~98%的水稀释而成,呈乳白色或半透明状。
乳化液具有良好的冷却作用,但润滑、防锈性能较差。
经常加入一定量的油性、极压添加剂和防锈添加剂,配制成极压乳化液或防锈乳化液。
⑶切削油
切削油的主要成分是矿物油,少数采用动植物油或复合油,纯矿物油不能在摩擦界面形成坚固的润滑膜,润滑效果较差。
在实际使用中,常加入油性添加剂、极压添加剂和防锈添加剂,以提高其润滑和防锈作用。
机械工序卡片
机械工程学院
机械加工工序卡
产品型号
零件图号
DZ—1--11
产品名称
刀架进给模拟机构
零件名称
底座
工序号
工序名称
材料牌号
加工设备名称
一
铣削
45号钢
数控铣床
毛坯种类
坯件外型尺寸
坯件来源
铸件
260×155×40mm
工装夹具名称
检测量具名称
平口虎钳
游标卡尺
切削液
乳化液
共3页
第1页
工步号
工步内容
主轴
转速
进给
速度
背吃
刀量
检测量
具名称
选用
刀具
1、
粗铣250X150X32表面及R10圆弧
1500
2000
0.5
0~300游标卡尺
Ф40盘铣刀
2、
精铣250X150X32轮廓及R10圆弧
2500
2000
0.5
0~300游标卡尺
Ф20立铣刀
设计日期
审核日期
标准化日期
会签日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
机械工程学院
机械加工工序卡
产品型号
零件图号
DZ—1--11
产品名称
刀架进给模拟机构
零件名称
底座
工序号
工序名称
材料牌号
加工设备名称
二
粗、精铣
45号钢
数控铣床
毛坯种类
坯件外型尺寸
坯件来源
铸件
250×150×25mm
工装夹具名称
检测量具名称
平口虎钳
0~150mm游标卡尺
切削液
乳化液
共3页
第2页
工步号
工步内容
主轴
转速
进给
速度
背吃
刀量
检测量
具名称
选用
刀具
1、
粗铣250X150X15表面
1500
2000
0.5
0~300游标卡尺
Ф40盘铣刀
2、
精铣250X150X15轮廓
2500
2000
0.5
0~300游标卡尺
Ф20立铣刀
3、
粗铣凹槽
1500
2000
0.5
0~300游标卡尺
Ф40盘铣刀
4.、
精铣凹槽
2500
2000
0.5
0~300游标卡尺
Ф20立铣刀
设计日期
审核日期
标准化日期
会签日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
机械工程学院
机械加工工序卡
产品型号
零件图号
DZ—1--11
产品名称
刀架进给模拟机构
零件名称
底座
工序号
工序名称
材料牌号
加工设备名称
三
钻孔
45号钢
数控铣床
毛坯种类
坯件外型尺寸
坯件来源
铸件
250×150×25mm
工装夹具名称
检测量具名称
平口虎钳
0~150mm游标卡尺
切削液
乳化液
共3页
第3页
工步号
工步内容
主轴
转速
进给
速度
背吃
刀量
检测量
具名称
选用
刀具
5
钻4×13孔
300
30
游标卡尺
12的钻刀
6
钻4×16孔
300
30
游标卡尺
10的立铣刀
设计日期
审核日期
标准化日期
会签日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
机械工程学院
机械加工工序卡
产品型号
零件图号
ZJ—2--11
产品名称
刀架进给模拟机构
零件名称
支架
工序号
工序名称
材料牌号
加工设备名称
一
铣削
HT200
数控车床
毛坯种类
坯件外型尺寸
坯件来源
铸件
180×85X50mm
工装夹具名称
检测量具名称
平口虎钳
0~300mm游标卡尺
切削液
乳化液
共2页
第1页
工步号
工步内容
主轴
转速
进给
速度
背吃
刀量
检测量
具名称
选用
刀具
1、
粗铣175X80X42mm上表面
1500
2000
0.5
0~300游标卡尺
40盘铣刀
2、
精铣175X80X42mm上轮廓
2500
2000
0.5
0~300游标卡尺
20立铣刀
设计日期
审核日期
标准化日期
会签日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
机械工程学院
机械加工工序卡
产品型号
零件图号
ZJ—2--11
产品名称
刀架进给模拟机构
零件名称
支架
工序号
工序名称
材料牌号
加工设备名称
二
铣削、钻削
HT200
数控铣床
毛坯种类
坯件外型尺寸
坯件来源
铸件
180×85X50mm
工装夹具名称
检测量具名称
平口虎钳
0~300mm游标卡尺
切削液
乳化液
共2页
第2页
工步号
工步内容
主轴
转速
进给
速度
背吃
刀量
检测量
具名称
选用
刀具
1、
铣175X80X40mm下表面和凹槽及钻Ф21的孔
1500
2000
0.5
0~300游标卡尺
40盘铣刀
2、
钻Ф12、Ф6孔
300
30
0~300游标卡尺
Ф12、Ф16钻刀
设计日期
审核日期
标准化日期
会签日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
机械工程学院
机械加工工序卡
产品型号
零件图号
产品名称
刀架进给模拟机构
零件名称
滚子
工序号
工序名称
材料牌号
加工设备名称
一
车削
HT200
数控车床
毛坯种类
坯件外型尺寸
坯件来源
铸件
Ф80×165mm
工装夹具名称
检测量具名称
三爪卡盘
0~150mm游标卡尺
切削液
乳化液
共3页
第1页
工步号
工步内容
主轴
转速
进给
速度
背吃
刀量
检测量
具名称
选用
刀具
1、
粗车端面(车平)
300~450
0.2~0.3
1~2
0~150游标卡尺
90°合金外圆车刀
2
粗车外圆Ф60×56mm、Ф16×13mm、Ф20×15mm
300~450
0.2~0.3
1~2
0~150游标卡尺
90°合金外圆车刀
3
精车外圆Ф60×56mm、Ф16×13mm、Ф20×15mm及切槽
600~800
0.2~0.3
1~2
0~150游标卡尺
90°合金外圆车刀
4
打中心孔
300
0.5
设计日期
审核日期
标准化日期
会签日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
机械工程学院
机械加工工序卡
产品型号
零件图号
产品名称
刀架进给模拟机构
零件名称
滚子
工序号
工序名称
材料牌号
加工设备名称
二
车削
HT200
数控车床
毛坯种类
坯件外型尺寸
坯件来源
铸件
Ф80×96mm
工装夹具名称
检测量具名称
三爪卡盘
0~150mm游标卡尺
切削液
乳化液
共3页
第2页
工步号
工步内容
主轴
转速
进给
速度
背吃
刀量
检测量
具名称
选用
刀具
1、
粗车端面(车平)
300~450
0.2~0.3
1~2
0~150游标卡尺
90°合金外圆车刀
2、
粗车外圆Ф60×56mm、Ф20×mm
300~450
0.2~0.3
1~2
0~150游标卡尺
90°合金外圆车刀
设计日期
审核日期
标准化日期
会签日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
机械工程学院
机械加工工序卡
产品型号
零件图号
产品名称
刀架进给模拟机构
零件名称
滚子
工序号
工序名称
材料牌号
加工设备名称
三
HT200
加工中心
毛坯种类
坯件外型尺寸
坯件来源
铸件
Ф60×165
工装夹具名称
检测量具名称
三爪卡盘
0~150mm游标卡尺
切削液
无
共3页
第3页
工步号
工步内容
主轴
转速
进给
速度
背吃
刀量
检测量
具名称
选用
刀具
1、
加工Ф10的圆弧槽
300~450
0.2~0.3
1~2
0~150游标卡尺
90°合金外圆车刀
设计日期
审核日期
标准化日期
会签日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
机械工程学院
机械加工工序卡
产品型号
零件图号
产品名称
刀架进给模拟机构
零件名称
扇形
工序号
工序名称
材料牌号
加工设备名称
一
线切割
HT200
DM-CUT线切割床
毛坯种类
坯件外型尺寸
坯件来源
铸件
120×40×8mm
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- 关 键 词:
- 刀架 进给 模拟 机构