麻花鉆刃磨裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　通過(guò)對(duì)實(shí)際情況的分析調(diào)查以及對(duì)現(xiàn)有麻花鉆刃磨方法的比較和研究，采用內(nèi)錐面刃磨麻花鉆的方法。本設(shè)計(jì)闡述了內(nèi)錐面刃磨麻花鉆的刃磨原理、刃磨參數(shù)和工藝方案的確定、主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算、砂輪的選取與安裝等一系列問(wèn)題，從而在研究分析的基礎(chǔ)上參考現(xiàn)有主要磨床的設(shè)計(jì)和改造方法，以及結(jié)合內(nèi)錐面刃磨鉆頭進(jìn)行的一些實(shí)驗(yàn)和目前在鉆頭刃磨技術(shù)方面所得的成

2、果，設(shè)計(jì)出了合理有效、安全可靠、經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)捷的麻花鉆內(nèi)錐面刃磨裝置。</p><p>　　關(guān)鍵詞：麻花鉆；內(nèi)錐面刃磨；刃磨裝置設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　According to the actual situation analysis investigation and existing tw

3、ist drill grinding method of comparison and research, with the inner cone grinding of twist drill method. The elaborate design of the inner cone grinding of twist drill, the grinding principle of grinding parameters and

4、the identification process, the calculation of grinding wheel spindle speed, the selection and installation and a series of problems, and on the basis of research and analysis with reference to the existing m</p>

5、<p>　　Key words: twist drill; the inner cone grinding; grinding device design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractⅡ</p>

6、<p>　　第1章 緒論- 1 -</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)麻花鉆刃磨裝置的意義- 1 -</p><p>　　1.2 麻花鉆刃磨技術(shù)研究概述- 1 -</p><p>　　1.2.1 麻花鉆刃磨裝置國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)- 1 -</p><p>　　1.2.2 存在的主要問(wèn)題- 4 -</p>

7、;<p>　　1.3 麻花鉆刃磨方法的比較- 5 -</p><p>　　第2章 麻花鉆內(nèi)錐面刃磨的理論分析- 6 -</p><p>　　2.1 麻花鉆的幾何特性- 6 -</p><p>　　2.1.1 麻花鉆的結(jié)構(gòu)- 6 -</p><p>　　2.1.2 麻花鉆的幾何參數(shù)- 7 -</p>

8、<p>　　2.2 麻花鉆的傳統(tǒng)刃磨方法- 8 -</p><p>　　2.3 麻花鉆的內(nèi)錐面刃磨方法- 9 -</p><p>　　2.4 麻花鉆的內(nèi)錐面刃磨原理及- 10 -</p><p>　　刃磨參數(shù)優(yōu)化- 10 -</p><p>　　2.4.1 鉆頭刃磨原理- 11 -</p><

9、;p>　　2.4.2 刃磨參數(shù)的優(yōu)化- 11 -</p><p>　　第3章 麻花鉆刃磨裝置的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 13 -</p><p>　　3.1 刃磨裝置的總體方案- 13 -</p><p>　　3.2 絲杠螺母副的設(shè)計(jì)計(jì)算- 14 -</p><p>　　3.2.1 橫縱向進(jìn)給的設(shè)計(jì)計(jì)算- 14 -</p

10、><p>　　3.2.2 垂直進(jìn)給的設(shè)計(jì)計(jì)算- 19 -</p><p>　　3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算- 23 -</p><p>　　3.3.1 橫向進(jìn)給方向上錐齒輪的設(shè)計(jì)- 23 -</p><p>　　3.3.2 垂直進(jìn)給方向上錐齒輪的設(shè)計(jì)- 27 -</p><p>　　3.4 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)

11、計(jì)算- 31 -</p><p>　　第4章 麻花鉆裝夾及分度裝置設(shè)計(jì)- 32 -</p><p>　　第5章 電動(dòng)機(jī)及砂輪的選擇- 41 -</p><p>　　5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇- 41 -</p><p>　　5.2 砂輪的選擇- 41 -</p><p>　　結(jié) 論- 43 -</p

12、><p>　　致 謝- 44 -</p><p>　　參考文獻(xiàn)- 45 -</p><p><b>　　Contents</b></p><p>　　AbstractI</p><p>　　Chapter1 introduction- 1 -</p><p>　　1.

13、1 The research purpose and meaning of designing twist drill- 1 -</p><p>　　1.2 research an overview of twist drill gringing technology- 1 -</p><p>　　1.2.1 Overview of twist drill sharpening

14、device- 1 -</p><p>　　1.2.2 The main problems- 4 -</p><p>　　1.3 Compare of twist drill grinding method- 5 -</p><p>　　Chapter2 The theoretical analysis of twist the inner cone g

15、rinding- 6 -</p><p>　　2.1 Geometric properties of the twist drill- 6 -</p><p>　　2.1.1 Structure of the twist drill- 6 -</p><p>　　2.1.2 Geometric parameters of the twist drill

16、- 7 -</p><p>　　2.1 The traditional grinding method of the twist drill- 8 -</p><p>　　2.3 The inner cone grinding method of the twist drill- 9 -</p><p>　　2.4 The inner cone grin

17、ding theory of the twist drill and- 10 -</p><p>　　optimizing of grinding parameters - 10 -</p><p>　　2.4.1 The inner cone grinding theory of the twist drill- 11 -</p><p>　　2.4.2

18、 optimizing of grinding parameters- 11 -</p><p>　　Chapter3 twist drill grinding equipment mechanical system design - 13 -</p><p>　　3.1 Program of grinding device - 13 -</p><p>

19、　　3.2 Design and calculation of screw –nut pairs- 14 -</p><p>　　3.2.1 Horizontal and vertical feed design calculation- 14 -</p><p>　　3.2.2 design and calculation of the vertical feed- 19 -

20、</p><p>　　3.3 Bevel gear drive system design calculation- 23 -</p><p>　　3.3.1 Cross feed direction bevel gear design- 23 -</p><p>　　3.3.2 Perpendicular to the bevel gear design

21、- 27 -</p><p>　　3.4 Design and calculation of the guide - 31 -</p><p>　　Chapter4 Twist drill clamping and dividing device- 32 -</p><p>　　Chapter5 Selection of the motor an whe

22、el- 41 -</p><p>　　5.1 Motor Selection- 41 -</p><p>　　5.2 Wheel Selection- 41 -</p><p>　　Conclusion- 43 -</p><p>　　Thanks- 44 -</p><p>　　References-

23、 45 -</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)麻花鉆刃磨裝置的意義</p><p>　　麻花鉆在金屬切削加工中應(yīng)用很廣泛,用來(lái)加工各種孔，已經(jīng)有一百多年的歷史,現(xiàn)在全世界每年消耗的鉆頭數(shù)以?xún)|計(jì),在美國(guó)汽車(chē)制造行業(yè)中,機(jī)械加工中鉆孔工序的比重約占50%,而飛機(jī)制造業(yè)中鉆孔工序所占比例更高[1]。

24、麻花鉆不僅可以在一般結(jié)構(gòu)材料上鉆孔，經(jīng)過(guò)修磨還可以在一些難加工材料上鉆孔，它仍然是孔加工的主要工具，而它的刃磨對(duì)加工有著非常重要的影響。金屬切削刀具的幾何形狀和角度是影響刀具性能和被加工工件質(zhì)量的主要因素之一。鉆頭也不例外，合理選擇鉆頭的幾何形狀和角度，可以很大程度上改善鉆削特性。如蘇聯(lián)查波羅什變壓器生產(chǎn)聯(lián)合公司對(duì)麻花鉆的切削部分幾何形狀進(jìn)行了改進(jìn)，使得主切削刃呈圓弧狀，這種鉆頭的壽命高于標(biāo)準(zhǔn)鉆頭壽命，在加工碳鋼時(shí)刀具壽命可提高0.6到

25、5倍；加工鑄鐵時(shí)刀具壽命可提高5倍以上，同時(shí)加工表面粗糙度可提高1到2級(jí)[2]。由于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，另外麻花鉆刃磨也是麻花鉆制造中最終成形的加工階段，麻花鉆的形狀、尺寸、各刀面及幾何角度等，都是由刀具刃磨來(lái)完成的。所以，麻花鉆刃磨是麻花鉆制造工藝過(guò)程的一個(gè)重要工序，其質(zhì)量好壞對(duì)麻花鉆的切削性能和使</p><p>　　1.2 麻花鉆刃磨技術(shù)研究概述<

26、/p><p>　　1.2.1 麻花鉆刃磨裝置國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)</p><p>　　在麻花鉆刃磨以及其它形狀刀具刃磨技術(shù)和數(shù)控研究方面，近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家作了不少的研究工作，也開(kāi)發(fā)出一些較先進(jìn)刀具刃磨設(shè)備目前國(guó)外的工具磨床生產(chǎn)均采用數(shù)控萬(wàn)能工具磨床和CNC磨削加工技術(shù)。近幾屆的國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上美國(guó)、德國(guó)、日本、、瑞士等國(guó)展出的多軸(五軸及五軸以上)聯(lián)動(dòng)數(shù)控萬(wàn)能工具磨床都可以用來(lái)制造和刃磨各

27、種刀具[3]。德國(guó)Walter公司的HELITRONIC POWER PRODUCTION CNC工具磨床是一臺(tái)生產(chǎn)型(PRODUCTl0N)五軸CNCI具磨床，可用于制造各種金屬切削刀具。機(jī)床配有測(cè)量定位系統(tǒng)，將測(cè)頭固定安裝在磨頭上，用于實(shí)現(xiàn)刀具定位，可縮短磨削周期。該機(jī)床采用Walter公司自己開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用數(shù)控系統(tǒng)HMC500及其軟件。除了能提供各種通用刀具磨削軟件外，它還開(kāi)發(fā)了一種新的“靈活編程”軟件，通過(guò)該軟件可以設(shè)計(jì)刀具。<

28、;/p><p>　　瑞士SCHNEEBERGERl公司的GEMINI CNC工具磨床是一臺(tái)五軸CNCI具磨床，它主要用于生產(chǎn)和修磨各種不同形狀的小尺寸刀具。機(jī)床采用立柱移動(dòng)式布局結(jié)構(gòu)，剛性好，結(jié)構(gòu)緊湊，精度高，同時(shí)配有自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，方便刀具的安裝及磨削，它采用一個(gè)固定安裝的三維測(cè)頭，既可用于測(cè)定刀具毛坯幾何形狀，在刀具修磨前測(cè)量又可用來(lái)保證刀具磨削質(zhì)量，它適合于磨削各類(lèi)刀具。</p><p>

29、　　此外，日本(株)宇都宮制作所開(kāi)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[4]。</p><p>　　我國(guó)在過(guò)去的幾十年里，由于對(duì)工具技術(shù)重視不夠，導(dǎo)致在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)數(shù)控設(shè)備的同時(shí)，由于國(guó)內(nèi)刀具質(zhì)量不過(guò)關(guān)(材料和刃磨技術(shù)都有很大差

30、距)，不得不同時(shí)進(jìn)口刀具及刃磨設(shè)備，其幾個(gè)相當(dāng)昂貴，而且僅配有限的刃磨軟件，如需刃磨各種刀具，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)床的價(jià)值、充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)還需另購(gòu)其軟件，生產(chǎn)成本更高了[5]。這些廠家為了保持技術(shù)壟斷，其系統(tǒng)往往是封閉的，用戶想自行開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件是非常困難的。萬(wàn)能數(shù)控磨床價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的加工中心，由此可見(jiàn)其技術(shù)含量較高。</p><p>　　國(guó)內(nèi)在數(shù)控工具磨床的研究、開(kāi)發(fā)方面起步較晚，可以說(shuō)是從80年代中期開(kāi)始的，其研究、

31、開(kāi)發(fā)還處于樣機(jī)或單臺(tái)極少量試生產(chǎn)階段。近些年，我國(guó)已有幾家在研制數(shù)控工具磨床，取得了一些成就[5]。武漢機(jī)床廠的MK6025／3數(shù)控萬(wàn)能工具磨床是最近研制成功的新一代工具磨床。該機(jī)床采用了華中I型數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)，并且配有華中理工大學(xué)各種刀具加工軟件，能自動(dòng)完成各類(lèi)普通及復(fù)雜刀具的加工或刀具的刃磨，解決了普通工具磨床需要附件才能解決的復(fù)雜磨削問(wèn)題。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

32、導(dǎo)程)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(guò)程的自動(dòng)磨削。湖南大學(xué)研制的MK6340/3數(shù)控群鉆刃磨機(jī)床。該機(jī)床五軸數(shù)控，交流伺服驅(qū)動(dòng)，液壓夾緊，TVGA彩顯，中文操作界面，固化一組標(biāo)準(zhǔn)群鉆刃磨程序，使用這些程序時(shí)用戶只需輸入鉆頭的特征參數(shù)即可進(jìn)行刃磨。用戶可用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控語(yǔ)言進(jìn)行編程，自行開(kāi)發(fā)新鉆型刃磨程序?？扇心ト恒@、螺旋面鉆、雙平面鉆及其它鉆頭。目前

33、己有產(chǎn)品[6]。</p><p>　　北京航空航天大學(xué)從七十年代開(kāi)始，在刀具刃磨方面開(kāi)展了一系列的工作，先后研制開(kāi)發(fā)了四代數(shù)控刀具刃磨機(jī)床。四代刃磨機(jī)都采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)單元，控制系統(tǒng)依次為單板機(jī)、單片機(jī)及微機(jī)。第一代為六軸數(shù)控刃磨機(jī)，第二代為七軸數(shù)控群鉆刃磨機(jī)，它們的控制機(jī)采用TP841單板機(jī)，上位機(jī)采用APPLE II微機(jī)。第二代的改進(jìn)型為單片機(jī)控制系統(tǒng)。第三代刃磨機(jī)采用美國(guó)HUFFMAN工具磨的結(jié)構(gòu)，控制

34、系統(tǒng)采用工業(yè)PC機(jī)為上位機(jī)，單片機(jī)為控制機(jī)。第四代采用六桿結(jié)構(gòu)，在世界上率先將虛軸的結(jié)構(gòu)引進(jìn)到刃磨機(jī)上。還有華中理工大學(xué)研制了MK6026六軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控刃磨機(jī)，咸陽(yáng)機(jī)床廠開(kāi)發(fā)的MK6025/3數(shù)控萬(wàn)能工具磨床，營(yíng)口冠華機(jī)床廠的M6025K萬(wàn)能工具磨床和武漢機(jī)床附件廠的GW.1萬(wàn)能磨刀機(jī)，均為普通型工具刃磨機(jī)床。</p><p>　　放眼未來(lái)，不難看出數(shù)控刃磨是未來(lái)的發(fā)展方向。機(jī)械式刃磨機(jī)，它的刃磨運(yùn)動(dòng)由齒輪和凸輪

35、來(lái)實(shí)現(xiàn)，要在一個(gè)刃磨機(jī)上實(shí)現(xiàn)多品種多規(guī)格的工具的刃磨，機(jī)床機(jī)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)需要附帶許多配件，即使這樣也只能刃磨系列的產(chǎn)品，而不能刃磨用戶隨意要求的刀具。數(shù)控刃磨機(jī)的刃磨運(yùn)動(dòng)由數(shù)控軸運(yùn)動(dòng)合成，理論上可以實(shí)現(xiàn)各種刃磨，調(diào)整簡(jiǎn)便，功能擴(kuò)展容易。隨著數(shù)控技術(shù)的日益發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)成本的下降，可靠性增強(qiáng)，開(kāi)發(fā)、使用和維護(hù)越來(lái)越簡(jiǎn)單，其性能價(jià)格比將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機(jī)械式自動(dòng)刃磨機(jī)，而且它更能適應(yīng)未來(lái)市場(chǎng)小批量多品種多樣化的需求，更有利于計(jì)算機(jī)集成制造[7]。&

36、lt;/p><p>　　1.2.2 存在的主要問(wèn)題</p><p>　　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。工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，麻花鉆幾何角度不易控制，一致性差，隨意性大，自動(dòng)化程度低，刃磨效率低下，刃磨質(zhì)量無(wú)法保證。</p><p>　　在麻花鉆數(shù)控刃磨技術(shù)研究方面，國(guó)內(nèi)起步較晚，

37、相關(guān)的設(shè)備和數(shù)控系統(tǒng)主要依賴(lài)于進(jìn)口，因此，刀具的數(shù)控刃磨技術(shù)受到了很大的局限性。國(guó)外對(duì)于刀具的數(shù)控刃磨的研究較早，開(kāi)發(fā)的設(shè)備主要是三軸、多軸聯(lián)動(dòng)的大型數(shù)控工具磨床或磨削加工中心，它們的價(jià)格昂貴，對(duì)于普通的車(chē)刀刃磨來(lái)講，進(jìn)口的成本過(guò)高，不合乎國(guó)情。</p><p>　　另外，現(xiàn)在使用的內(nèi)錐面刃磨法有一個(gè)很大的缺陷：如果刃磨參數(shù)選的不當(dāng)，常常會(huì)出現(xiàn)后刀面的尾部向上翹起的現(xiàn)象，也就是翹尾現(xiàn)象[2]，有時(shí)翹尾現(xiàn)象還很?chē)?yán)重

38、（如圖1-1所示），當(dāng)翹尾到一定程度之后，用這種鉆頭鉆孔時(shí)，鉆頭后刀面的尾端就直接頂在了孔底，從而使鉆頭無(wú)法鉆削。因此在廣泛使用的麻花鉆錐面刃磨過(guò)程中，必須減小或克服這種翹尾現(xiàn)象，但在選擇刃磨參數(shù)時(shí)往往不能發(fā)現(xiàn)，等到刃磨出來(lái)時(shí)才能發(fā)現(xiàn)是否存在翹首現(xiàn)象[8]。</p><p>　　圖1-1 翹尾現(xiàn)象</p><p>　　1.3 麻花鉆刃磨方法的比較</p><p>

39、;　　金屬切削刀具的幾何形狀和角度是影響刀具性能和被加工工件質(zhì)量的主要因素之一。對(duì)于鉆頭，選擇恰當(dāng)?shù)娜心シ椒梢垣@得合理的幾何形狀和角度，這樣可以提高加工質(zhì)量和加工效率，很大程度上改善鉆削特性。</p><p>　　目前，麻花鉆的刃磨方法有平面刃磨法、錐面刃磨法、圓柱面刃磨法、螺旋面刃磨法等。</p><p>　　平面刃磨法刃磨動(dòng)作簡(jiǎn)單，效率高，但橫刃垂直于鉆軸，軸向抗力大，鉆孔擴(kuò)張量大，

40、一般認(rèn)為這種方法只適宜于刃磨小直徑鉆頭。錐面刃磨法師目前國(guó)內(nèi)外采用最普遍的鉆頭后刀面刃磨方法之一。由于其刃磨成形運(yùn)動(dòng)單一，因而在手工刃磨和機(jī)械刃磨中被廣泛采用。刃磨后鉆頭的優(yōu)點(diǎn)是后角分配較為合理，主切削刃形狀好且散熱性好，強(qiáng)度高；缺點(diǎn)是橫刃長(zhǎng)。工作條件差。這種方法刃磨的效率低于螺旋面和平面刃磨法。螺旋面刃磨法包括標(biāo)準(zhǔn)螺旋面刃磨和復(fù)雜螺旋面刃磨。螺旋面鉆尖的定心好，切入平穩(wěn)，軸向阻力小，鉆孔擴(kuò)張量小。標(biāo)準(zhǔn)螺旋面刃磨的鉆尖較弱，不適宜鉆高強(qiáng)

41、度材料，而復(fù)雜螺旋面刃磨的鉆尖既可以保持螺旋面鉆尖的優(yōu)點(diǎn)，又可以改善鉆尖強(qiáng)度。該方法的缺陷是會(huì)降低工藝系統(tǒng)的剛度，調(diào)整機(jī)床復(fù)雜，因此更適合于數(shù)控加工。圓柱面刃磨法較錐面刃磨法更簡(jiǎn)單，調(diào)整參數(shù)更少，但它有一個(gè)十分嚴(yán)重的缺陷是主切削刃的法后角沿整個(gè)主刃都是相等的[8]。</p><p>　　內(nèi)錐面刃磨法是刃磨麻花鉆的一種新方法，砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是刃磨主運(yùn)動(dòng)。砂輪的內(nèi)錐面代替了外錐面刃磨的擺動(dòng)夾具，可使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸

42、小，調(diào)整方案方便；采用優(yōu)化刃磨參數(shù),計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)調(diào)整刃磨參數(shù),刃磨的鉆頭幾何角度精確且兩切削刃對(duì)稱(chēng)性好,特別適合刃磨使用要求較高的鉆頭,如數(shù)控機(jī)床用麻花鉆；內(nèi)錐面鉆頭刃磨機(jī),只需輸入鉆頭直徑,機(jī)床自動(dòng)調(diào)整,可以精確刃磨不同直徑的鉆頭,機(jī)床操作簡(jiǎn)單，可以刃磨出高質(zhì)量的麻花鉆。將砂輪修成內(nèi)錐面，鉆頭放在內(nèi)錐面上進(jìn)行磨削，形成麻花鉆的圓錐面的后刀面。刃磨鉆頭時(shí)通過(guò)修整砂輪半錐角、軸間角、錐頂距、附加旋轉(zhuǎn)角（偏距是鉆頭中心低于砂輪錐面中心的距

43、離，鉆頭附加旋轉(zhuǎn)角是被磨削的主切削刃水平安裝后再附加轉(zhuǎn)動(dòng)的而一個(gè)角度）[9]，可使鉆頭得到所需的后角、橫刃斜角以及頂角。 </p><p>　　第2章 麻花鉆內(nèi)錐面刃磨的理論分析</p><p>　　2.1 麻花鉆的幾何特性</p><p>　　2.1.1 麻花鉆的結(jié)構(gòu)</p><p>　　麻花鉆是金屬切削加工中使用最廣泛刀具，它可以在

44、各種零件加工中使用，其種類(lèi)較多，由于它的作用不同，因此，它的形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)等也就不同。本章只對(duì)錐柄麻花鉆的幾何特征以及參數(shù)進(jìn)行研究分析。</p><p>　　錐柄麻花鉆主要由工作部分、頸部和柄部組成。結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。</p><p><b>　　(a)</b></p><p><b>　　(b)</b></p&

45、gt;<p>　?。╝）麻花鉆的組成 （b）切削部分</p><p>　　圖2-1 麻花鉆的組成</p><p>　　工作部分又由導(dǎo)向部分和切削部分組成，其中鉆頭的導(dǎo)向部分由兩條螺旋槽所形成的兩螺旋形刃瓣組成，兩刃瓣由鉆芯連接，鉆頭的切削部分由兩個(gè)螺旋形前面、兩個(gè)由刃磨得到的后面、兩條韌帶（副后面）、兩條副切削刃和一條橫刃組成。</p><p>

46、　　鉆頭的柄部用于夾持刀具和傳遞動(dòng)力。通常直接在12mm以下的小直徑鉆頭采用直柄；而直徑大于16mm的較大直徑鉆頭采用錐柄，錐柄可以傳遞較大扭矩，錐柄后端的扁尾用于傳遞扭矩和便于卸下鉆頭；直徑在12mm至16mm之間的鉆頭直柄和錐柄均可采用。</p><p>　　頸部是柄部和工作部分的連接處，并作為磨削外徑時(shí)砂輪退刀和打標(biāo)記的位置，也是頸部是柄部和工作部分不同材料的焊接部分。</p><p&g

47、t;　　2.1.2 麻花鉆的幾何參數(shù)</p><p>　　麻花鉆刃磨的幾何參數(shù)如圖2-2所示。圖中L為刃磨錐面錐頂?shù)姐@頭軸線</p><p>　　圖2-2 麻花鉆的刃磨幾何參數(shù)</p><p>　　之間的距離，即錐頂角A；K為錐面軸線與鉆頭軸線間的距離，即偏距e；為錐面軸線與鉆頭軸線間的夾角，即軸間角θ；2Φ為錐面的錐頂角。切削刃上任意一點(diǎn)的后角是該點(diǎn)的切削平面

48、與后刀面之間的夾角。鉆頭后角不在主剖面度量，而是在以鉆軸為軸心的圓柱剖面內(nèi)度量，鉆頭后角的變化如圖2-2所示。</p><p>　　2.2 麻花鉆的傳統(tǒng)刃磨方法</p><p>　　對(duì)于手工刃磨麻花鉆而言，在刃磨過(guò)程中需要工作人員仔細(xì)認(rèn)真，刃磨好壞直接影響鉆孔的質(zhì)量和鉆削效率。刃磨麻花鉆。要求兩個(gè)主切削刃和鉆芯線之間的夾角要對(duì)稱(chēng)，刃長(zhǎng)要相等，否則鉆削時(shí)會(huì)出現(xiàn)單刃切削或者孔徑變大以及產(chǎn)生臺(tái)

49、階形等弊病。刃磨前，鉆頭切削刃應(yīng)置在砂輪中心水平面上或者稍高一些，鉆頭中心與砂輪外圓柱面母線在水平面內(nèi)夾角等于頂角一半，同時(shí)鉆尾向下傾斜。鉆頭刃磨時(shí)，用右手握住鉆頭前端支點(diǎn)，左手握鉆尾，以鉆頭前端支撐點(diǎn)為圓心鉆尾上下擺動(dòng)，向上擺動(dòng)不得高出水平線，當(dāng)磨出副后角，向下擺動(dòng)也不能太多，以防磨掉另一條主刃刀。刃磨時(shí)要略帶旋轉(zhuǎn)，但是也不能轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)多，特別是在刃磨小直徑麻花鉆時(shí)，更得注意。當(dāng)一個(gè)主切削刃磨削完畢以后，把鉆頭轉(zhuǎn)過(guò)180º刃磨另

50、一個(gè)主切削刃，人和手要保持原來(lái)的位置和姿勢(shì)，這樣容易達(dá)到兩刃對(duì)稱(chēng)的目的，刃磨方法與磨前一個(gè)主切削刃時(shí)相同。刃磨時(shí)應(yīng)注意隨時(shí)用冷卻液冷卻，以防刃口發(fā)熱退火降低硬度。初次刃磨時(shí)要注意防止外緣出現(xiàn)副后角。完成后要對(duì)麻花鉆的角度進(jìn)行檢測(cè)，通常使用目測(cè)和用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)麻花鉆磨好后通常采用目測(cè)法進(jìn)行檢查。方法是：把鉆頭垂直豎在于眼睛等高位置，在明亮的背景下用肉眼觀</p><p>　　2.3 麻花鉆的內(nèi)錐面刃磨方法

51、</p><p>　　本裝置的設(shè)計(jì)采用新型的內(nèi)錐面刃磨法，內(nèi)錐面刃磨操作簡(jiǎn)單，通過(guò)內(nèi)錐面的刃磨可以直接形成后刀面。刃磨鉆頭時(shí)通過(guò)修整砂輪半錐角、調(diào)整軸向角、錐頂距、偏距、附加旋轉(zhuǎn)角(偏距是鉆頭中心低于砂輪錐面中心的距離，鉆頭附加轉(zhuǎn)動(dòng)角度是被磨削的主切削刃水平安裝后再附加轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。)，可使鉆頭得到所需的后角、橫刃斜角以及頂角[9]。</p><p>　　運(yùn)用此種麻花鉆刃磨裝置，要注意刃磨

52、參數(shù)的確定:首先要理解優(yōu)化刃磨參數(shù)這個(gè)概念，為使鉆頭刃磨后得到合理的主切削刃外緣后角，橫刃斜角和頂角，建立錐面與鉆頭幾何角度的理論計(jì)算公式，考慮到砂輪的結(jié)構(gòu)及刃磨中鉆頭與砂輪不得干涉等約束條件，對(duì)半錐角、軸間角、錐頂距、偏距、附加旋轉(zhuǎn)角這五個(gè)刃磨參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，就可得到麻花鉆的優(yōu)化刃磨參數(shù)，即:每一直徑的麻花鉆要求的刃磨角度下對(duì)應(yīng)著幾組刃磨參數(shù)。確定刃磨參數(shù):軸間角的值等于麻花鉆頂角的一半減去半錐角，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的頂角為118º。

53、砂輪半錐角較小時(shí)，鉆頭柄部及裝夾鉆頭夾具與砂輪錐面發(fā)生干涉。刃磨標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆時(shí)，半錐角為29.5º。鉆頭柄部與砂輪錐面母線相平行，可利用較多地錐面來(lái)磨削鉆頭。為使鉆頭刃磨方法簡(jiǎn)單，便于調(diào)整，刃磨參數(shù)易優(yōu)化，軸間角、砂輪半錐角取定值，分別為30º和29º。當(dāng)刃磨鉆頭頂角不是標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，軸間角、砂輪半錐角取:半錐角等于軸間角等于1/4個(gè)麻花鉆頂角錐頂距是鉆尖中心點(diǎn)到內(nèi)錐面頂點(diǎn)的距離，它的大小隨鉆頭直徑變化，直徑越小

54、，錐頂距值越小。刃磨鉆頭，錐頂距值較大時(shí)，鉆頭靠近砂輪外口處，觀察操作方便，便于刃磨，確定刃磨參數(shù)應(yīng)選取A值較大優(yōu)化刃磨參數(shù)數(shù)</p><p>　　圖2-3 鉆頭刃磨原理圖</p><p>　　2.4 麻花鉆的內(nèi)錐面刃磨原理及刃磨參數(shù)優(yōu)化</p><p>　　2.4.1 鉆頭刃磨原理</p><p>　　內(nèi)錐面刃磨法是刃磨麻花鉆的一種新

55、方法,刃磨原理如圖2-3 所示,砂輪修成內(nèi)錐面,鉆頭放在砂輪的內(nèi)錐面上磨削,形成麻花鉆的圓錐面后刀面。刃磨鉆頭時(shí),通過(guò)修整砂輪半錐角δ,調(diào)整軸間角θ、錐頂距A 、偏距e 、附加旋轉(zhuǎn)角β,可使鉆頭得到所需的后角α,橫刃斜角Ψ和頂角2Φ 。</p><p>　　2.4.2 刃磨參數(shù)的優(yōu)化</p><p>　　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，建立錐面與鉆頭幾

56、何角度的理論計(jì)算公式，考慮到砂輪的結(jié)構(gòu)及刃磨中鉆頭與砂輪不得干涉等約束條件，對(duì)半錐角δ，軸間角θ、錐頂距A 、偏距e 、附加旋轉(zhuǎn)角β五個(gè)刃磨參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，就可得到麻花鉆的優(yōu)化刃磨參數(shù)，即：每</p><p>　　表 2-1 麻花鉆優(yōu)化參數(shù)</p><p>　　半錐角δ=29º 軸間角θ=30º</p><p>　　一直徑的麻花鉆在要求的刃磨角

57、度下對(duì)應(yīng)著幾組刃磨參數(shù)?？紤]到砂輪的結(jié)構(gòu)及刃磨中鉆頭與砂輪不得干涉等約束條件, 對(duì)刃磨參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,表2-1列出了d0 = 3～20mm 范圍內(nèi)部分麻花鉆的優(yōu)化刃磨參數(shù)。</p><p>　　第3章 麻花鉆刃磨裝置的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 刃磨裝置的總體方案</p><p>　　此刃磨裝置采用內(nèi)錐面刃磨原理，內(nèi)錐面砂輪采用螺栓連接連接在主軸上

58、，帶動(dòng)主軸的電動(dòng)機(jī)以一定角度布置，此角度為與水平方向夾角為。</p><p>　　圖3-1 麻花鉆刃磨裝置結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　Y方向上進(jìn)給布置在X上，在進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用梯形絲杠傳動(dòng)，使導(dǎo)軌選擇矩形與三角形相結(jié)合的導(dǎo)軌形式，操作者操作方便，通過(guò)一對(duì)傳動(dòng)比為1的錐齒輪進(jìn)行變向，使Y方向進(jìn)給手輪布置在正對(duì)操作者的方向。Z方向進(jìn)給也采用梯形絲杠帶動(dòng)，同時(shí)通過(guò)傳動(dòng)比為1的錐齒輪嚙合

59、，使Z方向的進(jìn)給手輪布置在水平位置上，便于操作者操作。而裝夾麻花鉆的裝夾分度裝置通過(guò)螺栓連接一定角度安放在刃磨裝置的T形槽上。在操作過(guò)程中，可以方便的通過(guò)裝夾裝置上的分度手輪對(duì)麻花鉆刃磨中的角度參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在安裝分度裝夾裝置時(shí)，要注意安裝時(shí)定位準(zhǔn)確，裝夾可靠。總體方案參考麻花鉆內(nèi)錐面刃磨工藝試驗(yàn)，如圖3-1所示。</p><p>　　3.2 絲杠螺母副的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3

60、.2.1 橫縱向進(jìn)給的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1. 各軸方向進(jìn)給尺寸的確定</p><p>　　X方向主要負(fù)責(zé)參數(shù)A的調(diào)整，根據(jù)砂輪尺寸確定橫向進(jìn)給尺寸，由內(nèi)錐面刃磨麻花鉆工藝試驗(yàn)可知，選擇內(nèi)錐面砂輪為GB80#ZR1A·P60ｘ45ｘ6，A的最大尺寸為75mm所以橫向進(jìn)給尺寸取整為80mm。為了防止干涉，應(yīng)使麻花鉆在安裝時(shí)不受床身的干涉。由文獻(xiàn)[11]可計(jì)算出麻花鉆的

61、導(dǎo)程，20mm麻花鉆螺旋角為30º。</p><p>　　式中L——麻花鉆工作長(zhǎng)度</p><p><b>　　R——麻花鉆直徑</b></p><p><b>　　β——麻花鉆螺旋角</b></p><p>　　取麻花鉆整體長(zhǎng)度為350mm，取橫縱向進(jìn)給尺寸為250mm,再加上雙螺母以及

62、定心套約為60mm。</p><p>　　所以橫向進(jìn)給尺寸為320mm。</p><p>　　X.Y軸滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)副的主要失效形式是磨損，故螺桿的直徑和螺母的而高度通常是按耐磨性計(jì)算確定的。</p><p>　　關(guān)于絲杠螺母副傳動(dòng)的間隙調(diào)整方法，由于采用整體式螺母。</p><p

63、>　　由文獻(xiàn)[12]，選擇雙螺母消除間隙的方法，即同時(shí)又兩只螺母與絲桿嚙合，裝配時(shí)將右側(cè)螺母相對(duì)于左側(cè)螺母轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，再用螺釘進(jìn)行緊固，其中襯套的作用在于得右側(cè)螺母定心。這種方法可以消除雙向間隙，提高螺紋面的接觸剛性。</p><p><b>　　螺桿中經(jīng)</b></p><p>　　類(lèi)比法：類(lèi)比CA6140上刀架絲杠。</p><p&g

64、t;　　圖紙標(biāo)注為 T22×5-9</p><p>　　可知螺桿大徑 </p><p>　　螺桿中徑 </p><p><b>　　(2)公稱(chēng)直徑</b></p><p><b>　　(3)螺距</b></p&g

65、t;<p>　　公稱(chēng)直徑為22mm,選擇螺距為5mm</p><p><b>　　(4)螺紋導(dǎo)程</b></p><p>　　取螺紋線數(shù) </p><p><b>　　(5)螺母旋合長(zhǎng)度</b></p><p>　　整體螺母取φ=1.2—1.5 在此設(shè)計(jì)中選用整

66、體式螺母，取φ=1.5。</p><p><b>　?。?）旋合圈數(shù)</b></p><p>　　(7) 螺紋工作高度</p><p>　　(8) 螺紋表面工作強(qiáng)度</p><p><b>　　由文獻(xiàn)查得</b></p><p><b>　　MP</b>

67、</p><p>　　式中 ε——螺紋形式系數(shù)，梯形螺紋ε=0.8</p><p>　　φ——螺母長(zhǎng)度與螺桿中徑之比，整體式螺母φ=1.2—1.5 取φ=1.5 </p><p>　　[P]——許用壓強(qiáng)，由文獻(xiàn)選取，材料選用：螺母與螺桿皆可選用鋼，所以[P]=7.5—13MP 取[P]=10MPa</p><p><b>　　

68、(9) 驗(yàn)算自鎖</b></p><p><b>　　螺紋升角：</b></p><p>　　由文獻(xiàn)查得當(dāng)量摩擦角：</p><p><b>　　取 </b></p><p>　　所以絲杠反行程自鎖。</p><p>　　因?yàn)榇搜b置絲杠轉(zhuǎn)速慢，受力不大且不受沖擊和

69、受壓，因此不需對(duì)螺桿螺母的危險(xiǎn)截面強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及臨界轉(zhuǎn)速進(jìn)行校核。而且此刃磨裝置只負(fù)責(zé)簡(jiǎn)單刃磨，精度不高，所以不用對(duì)絲杠螺母副進(jìn)行剛度校核。</p><p>　　絲杠具體參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[13]</p><p>　?。?0）絲杠有關(guān)公差選擇</p><p>　　由文獻(xiàn)[14]表3-23得:</p><p>　　因?yàn)榇搜b置為普通機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)。所以選

70、擇精度等級(jí)為10級(jí):相鄰螺距允差為50um，螺距累積允差140um。</p><p>　　由文獻(xiàn)[12]表3-24得:</p><p>　　中徑橢圓度公差22um，外徑跳動(dòng)公差320um，外徑公差d4，絲杠的齒面表面粗糙度外徑表面粗糙度以及內(nèi)徑表面粗糙度均為1.6 。</p><p>　　由文獻(xiàn)[12]表3-25得:</p><p>　　中徑

71、上偏差+360um，用作公益基準(zhǔn)時(shí)的內(nèi)徑公差D4，螺母的齒面表面粗糙度外徑表面粗糙度以及內(nèi)徑表面粗糙度均為3.2。</p><p>　　由文獻(xiàn)[12]表3-26得:</p><p>　　外徑下偏差-250um，內(nèi)徑下偏差-565um，中徑上偏差-52um，中徑下偏差-462um，內(nèi)徑上偏差+250um。</p><p><b>　　軸承的選擇</b&

72、gt;</p><p>　　由文獻(xiàn)查得：選用d=15mm軸承代號(hào)為30302的單列圓錐滾子軸承。</p><p>　　表3-1 梯形螺紋牙型</p><p>　　橫向進(jìn)給軸承的內(nèi)圈以及錐齒輪的軸向定位采用軸用彈性擋圈，其尺寸參數(shù)由文獻(xiàn)[15]查出。</p><p>　　給螺母定位的襯套尺寸由文獻(xiàn)[16]得出。</p><

73、p>　　軸承端蓋的選擇參看文獻(xiàn)[17]。</p><p>　　由軸承外徑?jīng)Q定螺栓為M8螺栓數(shù)目為4。</p><p>　　對(duì)于固定軸承端蓋的螺栓，具體參數(shù)參看文獻(xiàn)[15]。</p><p>　　畫(huà)法參看文獻(xiàn)[18]。</p><p><b>　　手輪直徑的確定</b></p><p>　　式

74、中F一一軸向力，= 8912.11N</p><p><b>　　螺紋升角:</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[13]查得，當(dāng)量摩擦角:</p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　N·mm</b></p><p>

75、;<b>　　所以取</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　關(guān)于此進(jìn)給手輪所在軸以及軸上零件的繪制:</p><p>　　錐齒輪的軸向定位采用軸肩以及軸套，軸套尺寸由文獻(xiàn)[16]得出，此軸上的兩個(gè)軸承選用單列圓錐滾子軸承，尺寸由文獻(xiàn)[14]得出軸承的軸向定位采用軸用彈性擋圈，其尺寸由文獻(xiàn)[15

76、]查出。</p><p>　　此軸上另一軸承的軸向定位采用軸用彈性擋圈以及軸套，其尺寸由文獻(xiàn)[15]以及文獻(xiàn)[16]分別得出。</p><p>　　此進(jìn)給上的手輪以及分度盤(pán)的選取:</p><p>　　其中分度盤(pán)的具體參數(shù)由文獻(xiàn)[16]查得，此分度盤(pán)由3個(gè)零件組成，分別是:刻度盤(pán)體、刻度環(huán)以及片簧，其具體參數(shù)由文獻(xiàn)[16]查得。此分度盤(pán)通過(guò)圓頭平鍵鍵與軸連接，由文獻(xiàn)

77、[19]確定鍵的尺寸。小手輪的具體參數(shù)由文獻(xiàn)[16]查得。</p><p>　　在此處選擇A型小手輪。</p><p>　　分度盤(pán)的軸向定位采用六角薄螺母，其具體參數(shù)參看文獻(xiàn)[15]。</p><p>　　小手輪中的嵌套由文獻(xiàn)[15]查得。</p><p>　　小手輪上的銷(xiāo)的尺寸參看文獻(xiàn)[15]。</p><p>　　

78、(橫縱向進(jìn)給手輪及分度盤(pán)形式相同。)</p><p>　　3.2.2 垂直進(jìn)給的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1. Z軸滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　滑動(dòng)螺旋副的主要失效形式是磨損，故螺桿的直徑和螺母的高度通常是按耐磨性計(jì)算確定的。</p><p>　　垂直進(jìn)給的移動(dòng)距離，根據(jù)內(nèi)錐面刃磨原理，刃磨直徑為20mm以?xún)?nèi)的標(biāo)準(zhǔn)麻花

79、鉆，其要求的偏距變化為3.2mm。為防止干涉，因砂輪直徑為60mm,麻花鉆最大直徑為20mm,加之螺母旋合長(zhǎng)度與電機(jī)軸中心高以及電機(jī)座厚度15mm。因此，確定垂直進(jìn)給尺寸為230mm。</p><p><b>　　(1)螺桿中經(jīng)</b></p><p>　　類(lèi)比法：類(lèi)比M7132A精密臥軸矩臺(tái)平面磨床的垂直進(jìn)給。</p><p>　　圖紙標(biāo)注為

80、： T30ｘ3—8</p><p>　　可知此螺桿大徑 </p><p>　　螺桿中經(jīng) </p><p><b>　　公稱(chēng)直徑</b></p><p><b>　　(3) 螺距</b></p><p>　　公稱(chēng)直

81、徑為30mm，選擇螺距為3mm</p><p><b>　　螺紋導(dǎo)程</b></p><p>　　取螺紋線數(shù) </p><p>　　由公式 </p><p><b>　　螺母旋合長(zhǎng)度</b></p><p>　　整體螺母取

82、φ=1.2—1.5， 在此設(shè)計(jì)中選用整體式螺母 取φ=1.5。</p><p><b>　　旋合圈數(shù)</b></p><p><b>　　螺紋工作高度</b></p><p><b>　　螺紋表面工作強(qiáng)度</b></p><p><b>　　N</b>

83、;</p><p>　　參照文獻(xiàn)[13]，ε——螺紋形式系數(shù)，梯形螺紋ε=0.8</p><p>　　φ——螺母長(zhǎng)度與螺桿中徑之比，整體式螺母φ=1.2—1.5 取φ=1.5 </p><p>　　[P]——許用壓強(qiáng)，由《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取，材料選用：螺母與螺桿皆可選用鋼，所以[P]=7.5—13MPa 取[P]=10MPa。</p><

84、p><b>　?。?）驗(yàn)算自鎖</b></p><p><b>　　螺紋升角：</b></p><p>　　由文獻(xiàn)查得當(dāng)量摩擦角：</p><p><b>　　取 </b></p><p>　　所以絲杠反行程自鎖。</p><p>　　因?yàn)榇搜b置絲

85、杠轉(zhuǎn)速慢，受力不大且不受沖擊和受壓，因此不需對(duì)螺桿螺母的危險(xiǎn)截面強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及臨界轉(zhuǎn)速進(jìn)行校核。而且此刃磨裝置只負(fù)責(zé)簡(jiǎn)單刃磨，精度不高，所以不用對(duì)絲杠螺母副進(jìn)行剛度校核。</p><p><b>　　絲杠有關(guān)公差的選擇</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[12]表3-23得:</p><p>　　因?yàn)榇搜b置為普通機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)。所以選擇精度等級(jí)

86、為10級(jí):相鄰螺距允差為50um，螺距累積允差140um。</p><p>　　由文獻(xiàn)[12]表3-24得:</p><p>　　中徑橢圓度公差22um，外徑跳動(dòng)公差320um，外徑公差d4，絲杠的齒面表面粗糙度外徑表面粗糙度以及內(nèi)徑表面粗糙度均為1.6。</p><p>　　由文獻(xiàn)[12]表3-25得:</p><p>　　中徑上偏差+36

87、0um，用作公益基準(zhǔn)時(shí)的內(nèi)徑公差D4，螺母的齒面表面粗糙度外徑表面粗糙度以及內(nèi)徑表面粗糙度均為3.2。</p><p>　　由文獻(xiàn)[12]表3-26得:</p><p>　　外徑下偏差-150um，內(nèi)徑下偏差-465um，中徑上偏差-37um，中徑下偏差-392um，內(nèi)徑上偏差+150um。</p><p><b>　?。?1）軸承的選擇</b>

88、;</p><p>　　由文獻(xiàn)[14]查得：選用d=15mm軸承代號(hào)為30302的單列圓錐滾子軸承。</p><p><b>　　由文獻(xiàn)查得：</b></p><p>　　垂直進(jìn)給下端軸承選用d＝20mm軸承代號(hào)為32004的圓錐滾子軸承與推力球軸承51204配合的形式。圓錐滾子軸承關(guān)于推力球軸承的軸向定位采用軸套，而圓錐滾子軸承的外圈定位采用

89、孔用彈性擋圈。</p><p>　　其具體參數(shù)分別由文獻(xiàn)[16]以及文獻(xiàn)[15]查得垂直進(jìn)給軸承的內(nèi)圈以及錐齒輪的軸向定位采用軸用彈性擋圈，其尺寸參數(shù)由文獻(xiàn)查出。</p><p>　　垂直進(jìn)給上端軸承由文獻(xiàn)[14]:</p><p>　　選用d=25mm軸承代號(hào)為32905的單列圓錐滾子軸承。</p><p>　　軸承端蓋的選擇參看文獻(xiàn)[17

90、]：由軸承外徑?jīng)Q定螺栓為M8螺栓數(shù)目為4。</p><p>　　對(duì)于固定軸承端蓋的螺栓，具體參數(shù)參看文獻(xiàn)[15]。</p><p>　　畫(huà)法參考文獻(xiàn)[18]。</p><p>　　為保證此垂直進(jìn)給絲杠的穩(wěn)定性，在絲杠螺紋下端安裝一深溝球軸承，由文獻(xiàn)[14]查得：</p><p>　　選用d=25mm 軸承代號(hào)為61805的深溝球軸承（GB/T

91、276-1994）。</p><p>　　軸與錐齒輪之間的軸向定位采用圓頭平鍵連接，鍵的尺寸由文獻(xiàn)查得：</p><p>　　此錐齒輪軸向定位采用軸用彈性擋圈，其尺寸由《標(biāo)準(zhǔn)緊固件使用手冊(cè)》表20-10查得。</p><p>　　表3-2 梯形螺紋牙型</p><p><b>　　手輪直徑的確定</b></p&g

92、t;<p>　　式中F一一軸向力， = 19037.11N</p><p><b>　　螺紋升角:</b></p><p>　　由文獻(xiàn)查得，當(dāng)量摩擦角:</p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　N·mm</b></p

93、><p><b>　　所以取</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.3.1 橫向進(jìn)給方向上錐齒輪的設(shè)計(jì)</p>

94、<p>　　1. X 進(jìn)給方向上的錐齒輪：</p><p><b>　　錐齒輪設(shè)計(jì)原始參數(shù)</b></p><p>　　軸交角： </p><p>　　齒數(shù)比初值： </p><p>　　小齒輪轉(zhuǎn)矩：即絲杠轉(zhuǎn)矩</p><p

95、><b>　　N·mm</b></p><p><b>　　N·m</b></p><p>　?。?） 小齒輪大端分度圓直徑初值 由文獻(xiàn)[13]查得：</p><p>　　小齒輪齒數(shù) 由文獻(xiàn)[13]查得：</p><p><b>　　大齒輪齒數(shù) <

96、;/b></p><p>　　齒數(shù)比 </p><p>　　模數(shù) </p><p>　　在文獻(xiàn)[13]中選擇標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b>　　小齒輪分錐角 </b></p><p><b>　　時(shí)：</b></p>

97、<p>　　錐距 </p><p>　　齒寬 </p><p>　　所以 取 （取二者中小者）</p><p>　　齒輪具體參數(shù)見(jiàn)表3-3</p><p>　　此錐齒輪的齒頂圓直徑小于160mm，可做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。</p><p>　　此錐齒輪與

98、軸連接的鍵的參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[19]：</p><p>　　齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　校核公式 </p><p>　　式中 ——彈性影響系數(shù)</p><p>　　表 3-3 錐齒輪具體參數(shù)</p><p>　　根據(jù)此裝置的特點(diǎn)，選擇兩嚙合齒輪材料為球墨鑄鐵QT600-2</p>

99、<p>　　由文獻(xiàn)[19]查得：</p><p><b>　　載荷系數(shù)K</b></p><p>　　式中 KA——使用系數(shù)：因?yàn)榇藝Ш淆X輪在機(jī)床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上</p><p>　　由文獻(xiàn)[19]查得：</p><p>　　動(dòng)載荷系數(shù)：因?yàn)榇藝Ш淆X輪在進(jìn)給手輪上，轉(zhuǎn)速約為0.4m/s。</p>

100、<p>　　由文獻(xiàn)[19]查得：</p><p>　　齒間載荷系數(shù)分配系數(shù)KHα：可取1</p><p>　　齒向載荷分布系數(shù)KHβ： </p><p>　　軸承系數(shù)KHβbe由文獻(xiàn)[19]查得：</p><p><b>　　MPa</b></p><p><b>　　結(jié)果：

101、 </b></p><p><b>　　齒輪的許用應(yīng)力：</b></p><p>　　式中 ——疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) =1</p><p><b>　　——壽命系數(shù)</b></p><p>　　N——齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)系數(shù)</p><p>　　n——估計(jì)齒輪轉(zhuǎn)

102、速為120r/min</p><p>　　由N查文獻(xiàn)[19]得：</p><p><b>　　齒輪的疲勞極限：</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[19]查得：</p><p>　　結(jié)果 ： </p><p><b>　　所以校核合格。</b></p>

103、<p>　　3.3.2 垂直進(jìn)給方向上錐齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　Z進(jìn)給方向上的錐齒輪</p><p>　?。?）錐齒輪設(shè)計(jì)所需要的原始參數(shù)</p><p>　　軸交角： </p><p>　　齒數(shù)比初值： </p><p>　　小齒

104、輪轉(zhuǎn)矩：即絲杠轉(zhuǎn)矩</p><p>　?。?） 小齒輪大端分度圓直徑初值 由文獻(xiàn)[13]查得：</p><p>　?。?）小齒輪齒數(shù) 由文獻(xiàn)[13]查得：</p><p>　　（4）大齒輪齒數(shù) </p><p>　?。?）齒數(shù)比 </p><p>　　(6 ) 模數(shù)

105、 </p><p>　　在文獻(xiàn)[13]中選擇標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　(7) 小齒輪分錐角 </p><p><b>　　時(shí)：</b></p><p>　　(8) 錐距 </p><p>　　(9) 齒寬 </p&

106、gt;<p>　　所以 取 （取二者中小者）</p><p>　　齒輪具體參數(shù)見(jiàn)表3-4</p><p>　　此錐齒輪的齒頂圓直徑小于160mm，可做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。</p><p>　　此錐齒輪與軸連接的鍵的參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[19]：</p><p>　　（10） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><

107、p>　　校核公式 </p><p>　　式中 ——彈性影響系數(shù)</p><p>　　根據(jù)此裝置的特點(diǎn)，選擇兩嚙合齒輪材料為45#調(diào)制后表面淬火，齒面硬度為40-50HRC</p><p>　　由文獻(xiàn)[19]查得：</p><p><b>　　載荷系數(shù)K</b></p><p>

108、　　式中 KA——使用系數(shù)：因?yàn)榇藝Ш淆X輪在機(jī)床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上</p><p>　　由文獻(xiàn)[19]查得：</p><p>　　動(dòng)載荷系數(shù)：因?yàn)榇藝Ш淆X輪在進(jìn)給手輪上，轉(zhuǎn)速約為0.4m/s。</p><p>　　由文獻(xiàn)[19]查得：</p><p>　　表 3-4 錐齒輪具體參數(shù)</p><p>　　齒間載荷系數(shù)分配

109、系數(shù)KHα：可取1</p><p>　　齒向載荷分布系數(shù)KHβ：</p><p>　　軸承系數(shù)KHβbe由文獻(xiàn)[19]查得：</p><p><b>　　MPa</b></p><p><b>　　結(jié)果： </b></p><p><b>　　齒輪的許用應(yīng)力：&

110、lt;/b></p><p>　　式中 ——疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) =1</p><p><b>　　——壽命系數(shù)</b></p><p>　　N——齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)系數(shù)</p><p>　　n——估計(jì)齒輪轉(zhuǎn)速為120r/min</p><p>　　由N查文獻(xiàn)[19]得：</p>

111、;<p><b>　　齒輪的疲勞極限：</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[19]查得：</p><p><b>　　結(jié)果 ： </b></p><p><b>　　所以校核合格。</b></p><p>　　3.4 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算</p>&l

112、t;p>　　（1）導(dǎo)軌的類(lèi)型選擇</p><p>　　根據(jù)此裝置的工作條件和載荷特點(diǎn)由文獻(xiàn)[20]查得：這里選擇一個(gè)V型和一個(gè)平面。</p><p><b>　　截面形狀</b></p><p>　　V型導(dǎo)軌選擇凸型對(duì)稱(chēng)，頂角：矩形導(dǎo)軌（平導(dǎo)軌）選擇凸型。</p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)尺寸<

113、;/b></p><p>　　由文獻(xiàn)[20]查得：</p><p><b>　　由文獻(xiàn)查得：</b></p><p>　　第4章 麻花鉆裝夾及分度裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）裝夾及分度基本原理</p><p>　　采用KZ型三爪自定心卡盤(pán)進(jìn)行裝夾，將卡盤(pán)連接在如同CA6140主軸的

114、軸上，軸上裝有軸承以便分度時(shí)旋轉(zhuǎn)角度，且軸上裝有錐齒輪，而調(diào)節(jié)角度的刻盤(pán)和手輪則安放在與此錐齒輪所在軸垂直的小錐齒輪軸上。運(yùn)用這種裝夾及分度的優(yōu)點(diǎn)是：三爪自定心卡盤(pán)裝夾精度高且可自動(dòng)定心，錐齒輪副傳動(dòng)精確，且可采用不同的傳動(dòng)比，使此裝置操作方便省力快捷。</p><p>　?。?）KZ型三爪自定心卡盤(pán)參數(shù)的確定</p><p>　　具體參數(shù)由文獻(xiàn)[21]查得：</p><

115、;p>　　選擇型號(hào)為：KZ100型，因?yàn)镵Z100的D，因?yàn)榭字睆綖?2mm，滿足本裝置最大麻花鉆刃磨直徑為20mm的要求。</p><p>　?。?）軸上軸承的選用</p><p>　　由于在裝夾的時(shí)候，要確保裝夾麻花鉆的位置可靠，使麻花鉆的鉆頭盡量少的從三爪自定心卡盤(pán)中露出，所以要將固定三爪自定心卡盤(pán)的軸設(shè)計(jì)成空心軸。</p><p>　　通過(guò)類(lèi)比法，類(lèi)比

116、CA6140的主軸，確定此空心軸的外徑為40mm，內(nèi)徑為24mm。</p><p>　　由文獻(xiàn)[14]查得：</p><p>　　此空心軸右側(cè)選用d=40mm 軸承代號(hào)為32908的單列圓錐滾子軸承。</p><p>　　在軸段的設(shè)計(jì)中，考慮到安裝軸承的要求，應(yīng)使安裝軸承的軸端比其它軸端的直徑大5mm。</p><p>　　左側(cè)軸承選用d=

117、45mm 軸承代號(hào)為32909的單列圓錐滾子軸承，與此大錐齒輪所嚙合的小錐齒輪所在軸上選用的軸承為d=25mm 軸承代號(hào)為32005的單列圓錐滾子軸承。</p><p><b>　　錐齒輪傳動(dòng)副設(shè)計(jì)</b></p><p>　　錐齒輪設(shè)計(jì)所需要的原始參數(shù)：</p><p>　　軸交角： </p>&l

118、t;p>　　齒數(shù)比初值： </p><p>　　圖 4-1 KZ型三爪自定心卡盤(pán)</p><p>　　小齒輪轉(zhuǎn)矩：由于采用手動(dòng)進(jìn)給，所以轉(zhuǎn)矩不會(huì)超過(guò)50N·m。</p><p>　?。?） 小齒輪大端分度圓直徑初值 由文獻(xiàn)查得：</p><p>　?。?）小齒輪齒數(shù) 由文獻(xiàn)[13]查得：<

119、/p><p>　?。?）大齒輪齒數(shù) </p><p>　?。?）齒數(shù)比 </p><p><b>　?。?）模數(shù)</b></p><p>　　在文獻(xiàn)[13]中選擇模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p>　　（10）小齒輪分錐角 </p><p><b&

120、gt;　　時(shí)：</b></p><p>　　錐距 </p><p>　　齒寬 </p><p>　　所以取 </p><p>　　齒輪具體參數(shù)見(jiàn)表4-1</p><p><b>　　軸上零件尺寸的確定</b></p>