圆柱零件内孔去毛刺倒角机的设计

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1、圆柱工件口去毛刺倒角机的设计任务书1.毕业设计(论文)题目： 圆柱工件口去毛刺倒角机的设计 2.题目背景和意义： 去毛刺机广泛用于中小精密零件去毛刺、去飞边、倒棱角、除锈、去氧化皮、电镀前处理、及去除加工刀纹等，特别适合一些形状复杂、微型精密零件、异型易变形薄臂、薄片、窄缝等零部件去毛刺的难题。去毛刺机最大优点是，在去毛刺的同时，不改变工件尺寸精度，外观及手感显著提高。去毛刺机目前已经广泛推广于中小型零件批量生产加工，完全取代了落后的传统去毛刺工艺，去毛刺效率、效益显著提高。 3.设计(论文)的主要内容(理工科含技术指标)：1）生产实践调研，了解生产中对该类设备的需求状态。2）设定设备生产能力

2、，进行设备总体设计。加工的零件年产量为10000件，绘出可加工工件详细图样。3）设备详细设计，绘制装配图及关键零件图，传动部分需详细计算及必要的校核，要求设计专用夹具。4.设计的基本要求及进度安排(含起始时间、设计地点)：开题报告完成时间 2014年12月12日前（完成内容：论文综述，方案确定，外文翻译，毕业设计工作管理手册及撰写规范），中期报告完成时间2013年5月10日前（完成内容：论文或设计内容完成的基础工作报告），论文答辩时间2013年4月17日前（完成内容：按要求完成所有应完成的工作），设计地点：学校 5.毕业设计(论文)的工作量要求：所写论文除满足学院论文的基本规定外，还需要达到以

3、下要求：1）根据提供的总图及技术要求读懂机构并进一步完善总图1张；2）根据所给出的总图进行机械结构设计和传动系统1套；3）根据相关已知参数正确选择电机减速器1套；4、机械结构的零件图1套；5、毕业设计说明书1份（1.5万字以上）；6、传动系统的设计理论及选择依据1套；7、绘图量为3张（折合成A0号图纸计算）以上实验（时数）或实习（天数）： 图纸（幅面和张数）： 绘图量为3张（折合成A0号图纸计算）以上 其他要求： 按照学校毕业进度和质量完成该毕业设计。 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日圆柱零件内孔去毛刺倒角机的设计摘要机械零件上的毛刺有些是由于切削加工过程中塑性变形引起的；有

4、些是铸造、模锻等加工的飞边，还有些是焊接挤出的残料。随着工业化和自动化程度的提高，机械加工领域，特别是航空、航天、仪器仪表领域中，对机械零件制造精度要求的提高和机构设计的微型化，毛刺的危害性尤为明显，逐渐引起人们的普遍重视，并开始对毛刺的生成机理及去除方法进行研究。本次设计主要基于圆柱零件内孔的毛刺去除进行研究，在查阅相关文献的基础上，首先介绍了去实际生产中所用的相关毛刺工艺，选用合适的去毛刺工艺、确立研究方案并对去毛刺倒角机进行结构设计和主要零部件进行计算、校核。关键词：去毛刺工艺、毛刺、去毛刺倒角机Bore cylindrical parts deburring chamfering ma

5、chine designAbstractGlitch on some mechanical parts is due to the cutting process plastic deformation; some are fly casting, forging and other processing side, but also some residual material extrusion welding. As industrialization and increased automation, machining areas, especially in aviation, a

6、erospace, instrumentation field, to improve the precision machine parts manufacturing and mechanical design miniaturization, especially the dangers of glitches, gradually attracted peoples universal attention, and began to remove the burr formation mechanism and method of study.This design is based

7、on burr hole in the cylindrical part of the removal of research, based on the relevant literature, first introduced glitches related to the actual production process used, the appropriate choice of deburring process, establish research programs and deburring chamfering machine design and the main co

8、mponents are calculated, check.Keywords: deburring process, burrs, chamfering machine deburringII主要符号表螺杆分度圆直径梯形螺纹牙侧角轴向力整体式螺母许用压强蜗杆的驱动转矩外螺纹小径螺杆所受应力螺杆材料的许用应力材料屈服极限螺纹牙底宽度旋合全数螺母材料许用应力螺母材料的许用弯曲应力临界载荷稳定性安全校核系数螺杆的柔度螺杆最大工作长度螺杆危险界面惯性半径长度系数螺纹传动的效率梯形螺纹螺旋升角当量摩擦角III 目 录摘要IAbstractII主要符号表III1.绪论3 1.1课题的提出背景及意义3 1

9、.1.1题目背景3 1.1.2研究意义3 1.2去毛刺倒角工艺的研究现状3 1.2.1国内外研究情况3 1.2.2去毛刺倒角工艺未来的发展趋势4 1.3毛刺的产生原因及危害5 1.3.1毛刺的产生原因5 1.3.2毛刺的危害6 1.4主要研究的内容及设计要求6 1.4.1主要研究方案6 1.4.2设计要求62.去毛刺倒角工艺概述7 2.1人工去毛刺7 2.2刷子去毛刺8 2.3电解去毛刺8 2.4化学去毛刺8 2.5高温去毛刺9 2.6滚磨去毛刺9 2.7热能去毛刺9 2.8喷射法去毛刺103去毛刺倒角机的结构设计11 3.1确定去毛刺倒角机的去毛刺工艺11 3.2去毛刺倒角机的结构设计11

10、3.2.1去毛刺倒角机的基本结构11 3.2.2去毛刺倒角机组部件的组成及作用124升降丝杆螺母副的强度校核14 4.1丝杆材料的选取14 4.2螺纹牙型的选取14 4.3耐磨性计算15 4.4验算丝杠自锁情况16 4.5计算螺杆驱动转矩16 4.6计算螺杆的强度17 4.7 螺纹牙的强度计算18 4.8螺纹牙稳定性的计算18 4.9 传递效率的计算195结论与展望20 5.1结论20 5.2展望20参考文献21致谢22291绪论1.1课题的提出背景及意义1.1.1题目背景 在生产实践中，机械零件的毛刺常常不可避免的存在于加工过程当中，毛刺去除是机械制造行业必须首要解决的质量问题。而在制定毛刺

11、去除方案时，首先应着眼于设计，尽可能避免在机械系统中设计容易产生毛刺的零件，另外，还要根据零件毛刺的类型进行毛刺除去工艺的分析和研究，不断完善现有的技术水平。根据加工工件的不同材质类别及加工工艺，可将毛刺分为正、负两种类型。其中正毛刺是在机床切削塑性材料或经过冲压，铸造等处理工艺后产生的，其由于凸出成型面而得名，并且加工过程中的工艺参数是影响毛刺成形及外形尺寸的主要因素；而负毛刺则是在切削脆材料时产生的崩口、边缘坏损等缺陷，严重的负毛刺甚至可以使母材表面形成微小的裂纹，导致不合格品的生产，因而对于机械零件毛刺控制及去除工艺现状的研究具有非常重要的现实意义。1.1.2研究意义 由于毛刺的存在将导

12、致整个机械系统不能正常，工作使可靠性、稳定性降低。当存在毛刺的机器做机械运动或震动时，脱落的毛刺会造成机器滑动表面过早磨损、噪音增大，甚至使机构卡死，动作失灵；某些电气系统在随主机运动时，会因毛刺脱落而造成回路短路或使磁场受到破坏，影响系统正常工作；对于液压系统元件，如果毛刺脱落，毛刺将存在于各液压元件微小的工作闻隙内，造成滑阀卡死、使回路或滤网堵塞而造成事故，还会引起流体紊流或层流，降低系统的工作性能。比如：液压专家认为，影响液压件性能和寿命的原因有70是毛刺造成的；对于变压器，带有毛刺的铁心比清除毛刺的铁心铁损增加2090，并随频率的增加而加大。毛刺的存在还影响机械系统的装配质量，影响零件

13、后序加工工序的加工质量及检验结果的准确性。1.2去毛刺倒角工艺的研究现状1.2.1国内外研究情况 1953 年,日本许多厂家就开始研制用于汽车刹车鼓、汽缸体、变速箱体等大中型铸件的专用自动去毛刺机。由于这种去毛刺机械对零件的适应性差、价格贵等因素未能得到普遍推广应用,但这为后来发展起来的铸件去毛刺技术奠定了良好基础。在理论研究面，1958 年日本京都大学的奥岛教授发表了“关于切削过程中的毛刺现象”的论文，对产生毛刺的现象及毛刺的分类进行了论述。1959 年,宇都宫大学隈部教授发表了题为“用振动切削减少毛刺的探讨”的论文。1967 年,静岗大学财满教授发表了“关于铝合金板钻孔形成的毛刺的研究”一

14、文。同年,美国的R. 威廉提出了将研磨剂与硅树脂混合在一起,作为介质,压入装有零件的模具中,将零件内表面和孔的毛刺去掉(即挤压珩磨去毛刺技术) ,取得初步成功,现该项技术已成为美国专利。1971 年,日本综合铸件中心在职业训练大学木下教授等的指导下,研制了数控式砂带磨削装置,可以去除任意形状铸件的毛刺。同年12 月,日本磨粒加工研究会举办了“去毛刺工艺讲座”,会上发表了磨粒、砂布、超声波、化学、电解等方法去除毛刺的论文。1972 年,小山株式会社研制的铸件去毛刺机、日本小松制作所的汽缸体自动去毛刺装置均获得日本自动化机械奖。日本东京芝浦电气生产技术研究所的高孝哉对20 余种主要的去毛刺方法的去

15、毛刺原理、毛刺的大小、位置、去毛刺零件的形状、自动化难易程度、作业设备费用、特征等进行了深入研究和论述。1973 年,美国狄地洲大学格里列斯皮完成了题为“机械加工中毛刺形成与性质”的论文,分析了机械加工过程中毛刺的形成原理,并论述了实验过程中对毛刺的观测。美国对机械零件去毛刺技术比较重视,是因为美国机械制造业发展迅速,产量高、批量大、质量要求高等因素,而用手工去毛刺满足不了生产发展的需要。为交流有关毛刺问题的科研成果，国际毛刺技术组织在1976年9月2830日在美国德克萨斯洲的霍斯顿召开了首届抑制毛刺的国际会议，对有关毛刺问题进行了学术交流；之后，于1977年6月在缝美国费城召开了控制毛刺和表

16、面加工精度的第2次国际学术会议，又于1979年10月召开了第3次毛刺问题的国际学术会议，交流研究及控制研究成果。国际生产工程学会(CIRP)也在其学术会议上，相继就关于切削毛刺生成机理与去除技术等研究内容进行了学术交流，促进了毛刺生成机理与成控制研究的深入发展。在2000年9月召开的第5 届国际去毛刺和表面精整大会上，讨论了以IS09000为基础的毛刺检查标准，其中包括40多项关于毛刺的技术问题。目前，去毛刺技术已受到各工业发达国家的普遍重视，我国原机械部液压行业就把去毛刺技术列为“七五”期间提高液压产品质量的主要攻关项目。随着我国工业化进程的加快，零件去毛刺技术的应用范围日益广泛。有越来越多

17、的部门开始重视零件去毛刺技术的研究和应用，并已取得丰硕的研究成果。1.2.2去毛刺倒角工艺未来的发展趋势 为提高去毛刺技术的研究水平和使用效果，建议从以下几方面着手：1)加强技术转化，研究推广无毛刺加工工艺和新型去毛刺技术，尽快改进已有试验用设备，投入实际生产，加强成熟技术的推广应用。2)深化理论研究，在总结生产实践经验和试验研究数据的基础上，探索去毛刺的新技术、新工艺，研究多方法复合加工技术。3)应用数字技术设计制造自动化、智能化去毛刺设备，提升机械制造行业的整体水平。由于自动化技术的应用,数控机床已发展为柔性制造单元( FMC) 、柔性制造系统( FMS) 及功能完善的计算机集成制造系统(

18、CIMS) ,加工生产率成倍提高,而去毛刺技术未能适应其发展要求。从某种意义上讲,切削毛刺的产生在一定程度上延缓了机械工业向自动化、无人化方向发展的进程,阻碍了切削加工效率和加工精度的提高 。为自动加工设备配套的去毛刺机械是今后的研究方向。目前,国外已成功研制了用于CNC 数控机床上的去毛刺技术,并已投入使用。该项技术的核心是一套按不同几何形状确定的刀具,由刀杆、去毛刺工具和特殊轴承结构三部分组成,具有非常短暂的工作节拍和很高的去毛刺质量。国内研制的由PC控制一组轮刷作为切削工具的半自动齿轮端面去毛刺机床已研制成功并投入使用。展望去毛刺技术,无毛刺冲制工艺 已经研制成功,以德国Bosch 公司

19、研制的柔性去毛刺系统FDS( Flexible Deburring) 和包括切屑处理、清洗在内的柔性清整系统FFS(Flexible Finishing System) 为代表的高度自动化的去毛刺技术已得到应用,这标志着去毛刺技术正向高新技术领域迈进。1.3毛刺的产生原因及危害1.3.1毛刺的产生原因 机械零件加工方法大致可分为去除材料加工、变形加工、附加加工等。在各种加工中，与所要求的形状、尺寸不符的、在被加工零件上派生出的多余部分即为毛刺。毛刺的产生随加工方法的不同而变化。根据加工方法的不同毛刺大致可分为：铸造毛刺：在铸模的接缝处或浇口根部产生的多余材料，毛刺的大小一般用毫米表示。锻造毛刺

20、：在金属模的接缝处，由于锻压材料的塑性变形而产生的。电焊、气焊毛刺：电焊毛刺是焊缝处的填料凸出于零件表面上的毛刺；气焊毛刺，是瓦斯切断时从切口溢出的熔渣。冲压毛刺：冲压时，由于冲模上的冲头与下模之间有间隙，或切口处刀具之间有间隙，以及因模具磨损产生毛刺。冲压毛刺的形状，根据板的材料、板的厚度、上下模之间的间隙，冲压零件的形状等而有所不同。切削加工毛刺：车、铣、刨、磨、钻、铰等加工方法也能产生毛刺。各种加工方法产生的毛刺，随刀具和工艺参数的不同而产生不同的形状。加工部分的金属受挤压而断裂，这个过程分为三个阶段：(1)弹性变形阶段，这是因为被切金属受到刀具前面的推挤的作用形成；(2)塑性变形阶段，

21、是刀具后续一定运动过程中，使工件内部应力增大而产生；(3)当工件和刀具两者之间的相互作用力达到金属断裂强度时，不被使用的金属从工件上被切除，形成切屑。在切削过程中这三个阶段是连续的，并且在切下多余金属的最后断裂处，刀具的作用力使基体金属材料发生变形和切屑与基体材料的断裂，而产生毛刺。1.3.2毛刺的危害 毛刺的危害由于毛刺的存在将导致整个机械系统不能正常工作使可靠性、稳定性降低。当存在毛刺的机器做机械运动或震动时，脱落的毛刺会造成机器滑动表面过早磨损、噪音增大，甚至使机构卡死，动作失灵；某些电气系统在随主机运动时，会因毛刺脱落而造成回路短路或使磁场受到破坏，影响系统正常工作；1.4主要研究的内

22、容及设计要求1.4.1主要研究方案 本研究课题针对圆柱工件孔口毛刺进行去毛刺倒角机的设计。包括去毛刺倒角机的升降丝杆螺母副的强度校核。1.4.2设计要求：1）先进行生产实践调研，了解生产中对该类设备的需求状态。2）设定生产能力进行设备总体设计。加工的零件年产量为10000件，给出可加工零件的详细图样。3）设备详细设计，绘制装配图及关键零件图，传动部分需详细计算及必要的校核。设计需要专用夹具。4）图纸总量3张A0（折合）。 2.去毛刺倒角工艺概述 清除毛刺的工作就是在保证配件原状不变的情况下，对其外表进行平滑加工，清除毛刺因为人们越来越清楚的知道毛刺存在的危害性，人类已经对清除毛刺展开了各种各样

23、方式手段的探索现在国际上许多单位都在探索怎样降低毛刺抑或没有毛刺措施的运用就是在产品策划以及技术策划过程中就想到毛刺可能出现的情况，把毛刺减小到最低性。生产程序中使用有助于清除毛刺的技术手段，优异的清除毛刺机床设施在各种各样清除毛刺手段中，手工清除毛刺方式对毛刺尺寸、毛刺匀称性以及严重性要求都不高。但是使用机器抑或电化学方式清除毛刺就对其尺寸、匀称以及严重性有一定程度的需求。我们要想到工件的材料，工件制造时的手段，工件的大小、形状，出现毛刺的位置以及毛刺自身的尺寸。在不影响零件大小精准度!外貌和方位精准度的根本上，符合最佳规范，并且还要想到不能出现二次毛刺。在众多去毛刺方法中，机械去毛刺是最早

24、、最广泛采用的方法，其特点是使用简单，成本低。使用锉刀、固结砂轮、铲刀、钢丝刷、针刷、研磨砂带及油石等带磨料的材料都属于此类方法。但随着中国制造业竞争日益激烈，对产品质量要求也日益提高，此类加工的零件质量精度已不能满足更为严格的标准要求。越来越多的企业意识到作为提高零件总体质量中一个重要的环节，如何提升去毛刺工艺无疑成为一个重要课题，去毛刺效果对最终零件的质量、表面外观至关重要。下面简单介绍一些常用去毛刺方法。选择去毛刺方法时应考虑零件本身的材质、加工精度、几何尺寸及毛刺太小和部位等因素；还要注意改善去毛刺作业的环境和条件，降低生产成本，提高生产率。毛刺清除后应能达到所期望的去毛刺标准、不能降

25、低零件尺寸精度要求和改变零件表面形态。在选择去毛刺设备时，应综合考虑零件的产量、生产周期、零件的性能、材质、形状、尺寸、加工精度、毛刺存在部位、大小等因素，还要考虑加工后不能产生二次毛刺。常见的去毛刺方法及其特点为：2.1人工去毛刺 人工去毛刺是最普通、最传统的方法之一，适用于去除精度要求不高零件表面的毛刺。人工去毛刺的工具主要有锉刀、油石、砂布、钢丝刷等，去毛刺效果主要依靠放大镜等检测器具完成。这种方法不仅劳动强度大，对工人技术要求高，而且浪费工时，生产效率低，去毛刺质量不稳定。2.2刷子去毛刺刷子去毛刺是利用特制的刷子(圆形刷、碗形刷、宽幅刷、侧磨刷、底磨刷、直线刷、弯曲刷、挠曲磨孔剥等)

26、，通过动力驱动(或手动)刷子旋转，对工件进行磨削去毛刺，还可以对工件进行倒棱、微精加工和抛光。这种去毛刺方法分干法去毛刺和湿法去刺。毛刺可分为金属类毛刷和非金属类毛刷。各种刷子的适用范围，要根据零件形状、材料、毛刺部位和大小等因素选择。去毛刺时，研磨刷旋转并做轴向进给，刷子对工件产生磨削，毛刺被去掉。该方法因其操作简单、移动方便、成本低等特点得到广泛应用。具有挠性的刷子可适应工件的形状，还能去掉一些复杂外形棱边上的毛刺，适于圆筒类零件的精密珩磨和内表面抛光的粗加工等。去金属类工件毛刺，应选用琴钢丝、不锈钢丝等制成的毛刷；去软材质的毛刺时，应选用铜丝毛刷。去塑料类工件毛刺时，宜选用化学纤维丝或动

27、物纤维丝类毛刷，这样能达到较好的去毛刺效果。去毛刺时，刷子去毛刺与砂带磨削去毛刺方法并用的情况较为普遍。去毛刺效果较为理想。2.3电解去毛刺 这是利用电能、化学能溶解阳极去掉毛刺。零件与直流电源的正极相连为阳极，成形工具与直流电源的负极相连为阴极，两极之间保持一定的间隙，让电解液循环流动。当阳极和阴极浸入溶液并通入直流电后，阳极表面发生电化学反应，零件表面被溶解的金属与电解液形成黏性液体集中在零件表面的低凹处，具有较高的电阻和较小的导电率，可以保护零件表面不腐蚀或少腐蚀；而毛刺突出于零件表面，在温差的影响下，液膜难以形成，通电后电力线高度集中于毛刺部分，距阴极最近的毛刺将以最快速度溶解，直到毛

28、刺全部溶解，边缘逐渐形成圆角，即达到去毛刺的目的。可以使用电解去毛刺机床。当生产批量不大时，可用整流器将交流电变成直流电而制成简单的设备。根据零件结构，制作与零件形状相似的专用夹具(工具阴极)，用黄铜或紫铜等导电好的材料制成，不加工部位涂环氧树脂进行隔离保护。常用的电解液有NaCI、NaN02和NaN03等溶液。此法适用于有色、黑色金属零件，特别适用于形状复杂的零件及用机械、手工方法难以去除的内孔、交叉孔及内表面的毛刺，能去除特硬零件如钼、镍、钛、淬火零件的毛刺。2.4化学去毛刺 将清洗干净的金属零件放到化学溶液(50)中，零件表面金属将以离子形式转到溶液中。这些离子聚集在工件表面，经化学反应

29、形成一层电阻大、电导率小的黏液膜，保护工件表面不被腐蚀，而毛刺突出于表面，化学作用会将毛刺去掉。加工时，只要一个槽子即可。根据去毛刺工件材料的不同，用不同的化学溶液。其主要成分可以是盐酸、磷酸、硫酸、盐酸二基苯胺和水等，按比例配制。化学去毛刺适用于小的金属零件，可以去除厚度小于007 mm的细小毛刺。2.5高温去毛刺 先将需要去毛刺的零件放在紧固的密封室内，然后送入一定压力的氢氧混合气体，经火花塞点火后，混合气体瞬时爆炸，放出大量的热，瞬时温度高达3 300以上。由于爆炸时间极短，使零件的毛刺被烧掉，而零件的其他部分来不及变化。爆炸时，高压气体无孔不入，零件的所有内孔、交叉孔、槽、深孔等的毛刺

30、均能被烧掉。需要有专用高温去毛刺机床。此法去毛刺适用于任何结构形状的金属、塑料、橡胶零件，特别是形状复杂而用手工又难去除毛刺的零件。操作过程中，根据不同零件的材料选择合适的氢氧混合比(指密封室中氢气和氧气的摩尔质量比)，钢、合金钢、铜对混合气不敏感，氢氧混合比在2：12：2范围均可，铝合金的略高于2：1。其次要选择充气压力(指密封室内混合气压力j，一般来说，钢、合金钢充气压力高，黄铜次之，铝合金更低。零件在去毛刺前，必须清洗干净并烘干；去毛刺后，放入磷酸混合溶液中进行中和处理，去除氧化膜。2.6滚磨去毛刺 把一定比例的工件和磨料放入封闭的滚筒，在滚筒转动过程中，零件与磨料、零件与零件问产生磨削

31、，去除毛刺。滚磨去毛刺设备有专用去毛刺机和离心滚抛机。磨料可用石英砂、木屑、氧化铝、陶瓷、白云石、碳化硅、金属环等。根据零件的材料、形状和尺寸以及毛刺部位和大小等进行选择。用此方法，零件变形小，设备简单，易操作，磨料来源广，经济性好，但大毛刺难去除。2.7热能去毛刺 热能去毛刺工艺是由美国莫托洛的克斯国际公司于1970 年首先研制出来的。1971 年美国福特公司首先使用。1973 年德国、日本随之研制成功,并有产品在市场销售。80 年代初,工业发达国家生产的汽车气化器壳体90 %以上使用热能去毛刺工艺。1981 年我国徐洲液压支架厂从德国引进了一台热能去毛刺机,之后国内远东机械厂、威海东华机械

32、厂也相继研制出热能去毛刺机,并已作为产品销售。东风化油器有限公司等国内生产企业也对热能去毛刺工艺进行了大量研究,取得了良好的效果。热能去毛刺是一种简单的化学反应过程。将待除毛刺的零件放置在坚固的密封室内,利用通入混合的氢气和氧气点燃时发生爆炸的瞬间,将零件表面、棱边、内孔的毛刺去掉。该项技术具有去毛刺质量好,效果稳定,生产率高等特点,但加工成本较高。对金属、塑料、橡胶等任何结构形状零件的毛刺,特别是形状复杂而用手工难于去除的零件效果显著。但不适于面积体积比过大及易变形的薄壁零件。随着精密零件的大量使用,热能去毛刺的应用领域将日益扩大,前景广阔。2.8喷射法去毛刺 喷射法去毛刺有喷射砂粒去毛刺和

33、喷射水去毛刺两种方法。喷射砂粒去毛刺是将配制好的喷射物质,通过管道输送到喷嘴,从喷嘴高速喷射到工件的毛刺部位,使喷射材料对零件进行切削,达到去毛刺的目的。优点:不受零件形状、加工部位的限制,只要喷射物质能喷到的地方都可以去毛刺和倒角,对大型零件特别是铸造件效果尤为显著。但去毛刺时噪音大,长期工作对人体有一定伤害。喷射水去毛刺是利用高压水力喷射时所具有的冲击力和切割作用去除零件表面的毛刺。日本利克斯公司研制出的RX707 型深孔精密去毛刺机,采用数字控制,通过高压水的喷射,可去除铝件等精密深孔内部的毛刺,效果良好。3去毛刺倒角机的结构设计3.1确定去毛刺倒角机的去毛刺工艺根据零件毛刺的类型和零件

34、的特点采用刷子去毛刺。用特制的刷子圆盘刷，通过电动机的驱动刷子旋转，对工件进行磨削去毛刺，还可以对工件进行倒棱、微精加工和抛光。去毛刺时，研磨刷旋转并做轴向进给，刷子对工件产生磨削，毛刺被去掉。该方法因其操作简单、移动方便、成本低等特点得到广泛应用。具有挠性的刷子可适应工件的形状，还能去掉一些复杂外形棱边上的毛刺，适于圆筒类零件的精密珩磨和内表面抛光的粗加工等。去金属类工件毛刺，应选用琴钢丝、不锈钢丝等制成的毛刷；去软材质的毛刺时，应选用铜丝毛刷。去毛刺时，刷子去毛刺与砂带磨削去毛刺方法并用的情况较为普遍。去毛刺效果较为理想。3.2去毛刺倒角机的结构设计去毛刺倒角机主要的结构及各部件的主要作用

35、1. 升降丝杆螺母副 2.电机固定座 3.床身 4.直线导轨副 5.刷盘驱动电机 6.刷盘 7.待加工工件 8.夹具体总成 9. 送料托板 图3.1去毛刺倒角机的基本结构简图3.2.1去毛刺倒角机的基本结构 去毛刺倒角机（如图3.1所示）主要由：床身、电机固定座、直线导轨副、升降丝杆螺母副、刷盘驱动电机、刷盘、工件专用夹具体和送料托板组成。其整个工作过程大致为：先通过丝杆螺母副1将刷盘6的高度调节到合适的高度；再将待加工工件7放在特制的夹具体总成8中，夹具体8固定在送料托板9上，通过手可以拉（推）托班9进行送料；送料的同时开启刷盘驱动电机5带动刷盘6进行旋转运动，通过刷子旋转，对圆柱件内孔进行

36、磨削去毛刺，还可以对工件进行倒棱、微精加工和抛光。在刷盘与圆柱件磨削的过程中刷盘也会有磨损此时也可通过升降丝杆再次的调节刷盘的工作高度，以便合理的使用刷盘。3.2.2去毛刺倒角机组部件的组成及作用 升降丝杆螺母副：丝杆螺母副是利用丝杆和螺母的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同，可分为滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋。滑动螺旋结构简单，便于制造，易于自锁，但是其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30%40%），磨损快，传动精度低等。相反，滚动螺旋和静压螺旋的摩擦阻力小，传动效率高（一般为90%以上），但是结构复杂，特

37、别是静压螺旋还需要供油系统，因此只在高精度、高效率的主要传动中才用。滑动螺旋传动采用的牙型有矩形、梯形和锯齿形，其中梯形和锯齿形螺纹应用最广。丝杆螺母副在去毛刺倒角机中的作用主要是：通过丝杆螺母副来调节刷盘的工作高度。1） 电机固定座：用于固定直线导轨副和刷盘驱动电机。2） 床身：用于整个去毛刺倒角机的支撑作用。3） 直线导轨副：直线导轨常简称为导轨，它的作用是支承并引导运动部件沿给定轨迹和行程作直线往复运动。导轨由两个相对运动的部件组成，一个部件固定在机架上，称为定轨，另一个在定轨上移动，称为动轨。当运动件沿着承导件作直线运动时，承导件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外

38、力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。导轨多用于需要作直线往复运动的执行器。导轨的运动性能在低速时要求平稳、无爬行、定位准确，高速时要求惯量小、无超调或振荡。按轨面摩擦性质可将导轨分为滑动导轨、滚动导轨； 滑动导轨结构简单，刚性好，摩擦阻力大，连续运行磨损快，制造中轨面刮研工序的要求很高。滑动导轨的静摩擦因数与动摩擦因数差别大，因此低速运动时可能产生爬行现象。滑动导轨常用于各种机床的工作台或床身导轨，装配在动轨上的多是工作台、滑台、滑板、导靴、头架等。导轨截面有矩形、燕尾形、V形、圆形等。重型机械中常将几种截面形状组合使用，共同承担导向和支承的作用。滚动导轨是在运动部

39、件与支承部件之间放置滚动体，如滚珠、滚柱、滚针或滚动轴承。滚动导轨的优点是：摩擦系数不大予滑动导轨摩擦系数的1/10，静摩擦因数与动摩擦因数差别小，不易出现爬行现象，可用小功率电动机拖动，定位精度高，寿命长。滚动导轨多用于光学机械、精密仪器、数控机床、纺织机械等。由于去毛刺倒角机所用的直线导轨并不需要经常运动且速度较低。所以采用滑动直线导轨副。4） 刷盘驱动电机：为刷盘提供驱动力，带动刷盘旋转。5） 刷盘：刷盘刷子部分用不锈钢丝组成。作用：通过刷盘的旋转是刷盘的刷子部分与工件有毛刺的地方进行磨削已达到去除毛刺、对工件进行倒棱、微精加工和抛光的效果。6） 待加工工件：待加工的圆柱零件。7） 夹具

40、体总成：夹具体（如附图3.2所示）总成主要由夹具体、夹具锁紧螺母、压缩弹簧、夹具加紧圆珠组成。其主要作用为：防止在去毛刺的过程中由于刷盘和工件的接触而使工件窜动影响去毛刺的效果。1.夹具锁紧螺母 2.压缩弹簧 3.夹具加紧圆珠 4.夹具体8） 送料托板：固定专用的夹具总成。 图3.2夹具体总成示意图 4升降丝杆螺母副的强度校核螺旋传动是利用螺杆和螺母的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。滑动螺旋传动的失效形式： （1）螺纹磨损（2）螺杆及螺母螺纹牙的塑性变形或断裂 （3）螺杆失稳（4）螺距变化 滑动螺旋传动，除以上的失效形式外，对于高速的长螺杆，应验

41、算其临界转速，以防止产生过度的横向振动；要求螺旋自锁时，应验算其自锁条件。螺纹磨损：滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或压力），同时螺杆与螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动，因此螺纹磨损是其主要失效形式。螺杆及螺母螺纹牙的塑性变形或断裂：对于受力较大的传力螺旋，螺杆受到拉力（或压力），而螺纹牙则会受到剪力和弯矩的作用，会引起螺杆和螺纹牙的塑性变形或断裂。螺杆失稳：长径比很大的螺杆，受压后会引起侧弯而失稳.螺距变化：精密的传导螺旋，受力后螺杆螺距要发生变化，而引起传动精度的降低，因应根刚确定。4.1丝杆材料的选取1）对材质的要求 根据任务书可知，螺杆是在低速、强烈磨损、扭矩不大的工作环境下工

42、作的，因此螺杆必须要耐磨损，寿命长；强度刚度适中；具有良好的切削加工性能；热处理后，残余应力小，热变形小等。2）常用材料及热处理 目前我国常用的螺杆材料有45号钢、40Cr、氨化钢、38CrMoAl等。45号钢便宜，加工性能好，但耐磨耐腐蚀性能差。热处理的方式先调质处理，洛氏硬度达到220270，再采用高频淬火，硬度达到4548。根据我所设计的传动需求，选择45号钢作为螺杆的材料。4.2螺纹牙型的选取 螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同，可分为滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋。滑动螺旋结构简单，便于制造，易于自锁，但是其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30%-40%），磨损快，传动精度低等。

43、相反，滚动螺旋和静压螺旋的摩擦阻力小，传动效率高（一般为90%以上），但是结构复杂，特别是静压螺旋还需要供油系统，因此只在高精度、高效率的主要传动中才用。5滑动螺旋传动采用的牙型有矩形、梯形和锯齿形，其中梯形和锯齿形螺纹应用最广。1）梯形螺纹 螺纹的一种，牙型为等腰梯形，牙型角为30。内外螺纹以锥面贴紧不易松动。与矩形螺纹相比，传动效率略低，但工艺性好，牙根强度高，对中性好。如用剖分螺母，还可以调整间隙。梯形螺纹是最常用的传动螺纹。我国标准规定30梯形螺纹代号用“Tr”及公称直径螺距表示，左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”，右旋则不注出。例如Tr366；Tr448LH等。另外，其传动效率较低

44、，但自锁能力好，螺纹牙可以双向受力，螺纹牙的强度较高，并且磨损后可以对其间隙进行补偿，螺纹径向跳动对运动精度的影响不大，车削，铣削，磨削均可加工，且加工精度高，加工工艺性较好，其可以在较差的环境下工作。2）矩形螺纹 在传动上，矩形螺纹处了效率上略高于梯形螺纹外，其余的几乎没有什么优点，精确制造困难，螺纹副磨损后，间隙难以补偿与修复；对中精度低，牙根强度弱。矩形螺纹比梯形螺纹加工,测量方便, 使用时摩擦力小，且其传动效率高，但自锁性能较差，螺纹牙可以双向受力，但螺纹牙的强度较低，且磨损后无法对间隙进行补偿，螺纹径向跳动对运动没有影响。只能车削加工，不能铣削或者磨削，且加工精度不高，加工也较为困难

45、，多用于较好的环境下工作。根据任务书分析，该蜗轮丝杠升降机传动效率要求不高，但螺纹要具有自锁性，并有一定的强度，综合以上考虑和分析，选择梯形螺纹最好。4.3耐磨性计算耐磨性又称耐磨耗性。材料的耐磨损性能，用磨耗量或磨耗指数表示。要先进行耐磨性的计算，得到螺纹磨损失效的数据，才能由此确定螺杆的直径，从而确定螺杆的具体尺寸。计算要用到这样一公式 4.1式中表示螺杆分度圆直径，表示梯形螺纹牙侧角，表示轴向力， F=300，表示整体式螺母取，取，表示许用压强，查表取表4.1 滑动螺旋副材料的许用应力钢铸铁2.4131861247代人数据计算得到结果表2梯形螺纹选取公称直径D2螺距P中经d2=D2大径D

46、小径d12582526234.4验算丝杠自锁情况根据任务书要求，梯形螺纹丝杠要求具有自锁能力，所以必须对丝杠的自锁情况进行验算。所需用到的公式 4.2=5.82=5.82式中表示梯形螺纹螺旋升角，表示螺纹导程，表示梯形螺纹牙型角，代入数据计算得到螺纹升角约为5.82，通常使用值小于这个度数。 4.3式中表示当量摩擦角，表示螺旋副的摩擦系数， 查表，取。表4.3滑动螺旋副的摩擦系数螺杆螺母的材料摩擦系数f钢青铜淬火钢青铜钢钢钢铸铁0.080.100.060.080.110.170.120.15代入数据计算得，由于，故满足自锁条件。4.5计算螺杆驱动转矩 计算螺杆的驱动转矩，主要是为计算螺杆强度服

47、务的，此计算是必须的。所需用到这样一个公式。 式中表示蜗杆的驱动转矩，其他参数同上，代入数据计算得T=15625Nmm4.6计算螺杆的强度螺杆强度的计算是一种校核计算，主要验证所选择的螺杆（包括材料和尺寸）是否符合要求，该计算是至关重要的。所需公式： 式中表示外螺纹小径，表示螺杆所受应力，表示螺杆材料的许用应力，选取。 表4.4 滑动螺旋副材料的许用应力螺旋副材料许 用 应 力（）螺杆钢此处为材料屈服极限，稳定载荷时，许用应力取大值。表4.5 螺纹常用材料的力学性能钢号抗拉强度屈服点疲劳极限弯曲拉压10340420210160220120150Q215340420220Q23541047024

48、0170220120160355403202203001702204561036025034019025015MnVB1000120080040Cr750100065090032044020024030CrMnSi10801200900代入数据计算得结果11.14N/mmmm，由于，故螺杆的强度符合要求。4.7 螺纹牙的强度计算1）许用切应力校核校核公式为 （4.6）式中表示公称直径，d=25，表示轴向力， F=300，表示螺纹牙底宽度， b=0.65P=5.2，表示旋合全数，表示螺母材料许用应力，取代入数据计算得T大约为0.076MPa，由于，故符合要求。2）许用弯曲应力校核校核公式为： 式

49、中=300表示螺纹工作高度，表示螺母材料的许用弯曲应力，查表代入数据计算：得到结果约为=13.15，由于，故符合要求4.8螺纹牙稳定性的计算细长螺杆在受到较大的轴向压力时候可能会丧失稳定性，其主要与临界载荷、螺杆材料和长度系数有关。所需用到以下公式： =67360式中表示临界载荷，表示稳定性安全校核系数，取，螺杆的柔度，=31.3。表示螺杆最大工作长度，l=300cm，表示螺杆危险界面惯性半径，故i=5.75，表示长度系数，查表6，取表4.6 螺杆的长度系数端部支承情况长度系数两端固定一端固定，一端不完全固定一端铰支，一端不完全固定两端不完全固定两端铰支一端固定，一端自由0.500.600.7

50、00.751.002.00代入数据计算得FC大约为67340，符合FC/FS的要求，因此螺杆稳定性符合要求。4.9 传递效率的计算传递效率的计算公式为： （4.9）式中表示螺纹传动的效率，表示梯形螺纹螺旋升角，表示当量摩擦角，代入数据计算得=42.5%。5结论与展望5.1结论现在，各个单位对清除毛刺的手段日益关注，针对清除毛刺的技术需求要日益提升。所以清除毛刺的技术也获取了飞速的前进，已经从简单的手工制作朝着机器化、智能化以及主动化的方向前进。一些单位对于清除毛刺的方式已经制定了相关的讲解文件，尤其是继电设备清除毛刺，在制定清除毛刺技术讲解文件的过程中，要避免工件形状变化、工件装箱情况、工件分

51、离与清除毛刺设施工作的技术系数等明确的进行规定，同时在制造过程中严格实施清除毛刺手段。还有，为了减少清除毛刺的费用，提升经济利润，清除毛刺以及掌控毛刺出现要一起受到关注。本文以圆柱零件内孔的去毛刺为研究对象，做了大量的研究工作，对去毛刺倒角机进行了结构设计和相关计算、校核。完成了去毛刺倒角机的整体设计。本论文的主要内容归结起来主要有以下几个方面：（1）介绍了现在生产过程中主要使用的去毛刺工艺及去毛刺的方法。（2）根据零件的特点和确定的去毛刺工艺对去毛刺倒角机进行结构设计，并介绍了各关键零部件的组成和作用。（3）对丝杠螺母副进行计算和强度校核。使其满足设计需求。确定去毛刺倒角机能够正常工作。5.

52、2展望 为了使毛刺去除工艺的应用效果能够达到产品的质量要求，我们可以从以几个方面入手进行深入的分析和研究：1)推进技术转换进程，加强对加工工艺新型技术的研究和推广工作，使新工艺、新技术尽快投入到实际的生产应用之中。2)推进和深化技术理论研究，通过不断的总结生产实践经验，分析实验数据，进一步加强对新工艺、新技术的探索和理论分析工作。3)推进自动化、智能化毛刺去除工艺的研究及推广工作，不断提升加工及机械制造行业的技术水平。由于毛刺的产生原因很多、而且在精密零件的去毛刺过程比较复杂。因此，去毛刺倒角机的设计研究比较困难。由于时间和条件有限，仍然有一些问题需要进一步的研究和探讨，所以，本文对去毛刺倒角

53、机的设计过程进行了一定的简化。不过，在这次毕业设计的过程中还是学到了很多的东西，而且完成这篇论文自己也学习了很多关于去毛刺倒角机设计方面的知识，这使我受益匪浅对我日后的工作会有很大的帮助。 参考文献01 夏腾飞，喻明显，张荣华，吴希民.共规喷油器体电解去毛刺机床的设计与研J.02 姚敏茹，XXXX，李福援.机械零件毛刺控制及去除工艺现状J.新技术新工艺.2005（12）03 幕斌.机械零件毛刺去除工艺探析J.科技传播2012-2（上）04 王敏.机械零件去毛刺的方法J.工程机械与维修2007（2）05 鲍桂刚.机械零件去毛刺工艺J.机械工人（2000年第二期）06 王敏.机械零件去毛刺工艺J.

54、凿岩机械气动工具，2006（2）07 张慧.生机械零件去毛刺工艺的现状与发展J.北京建筑工程学院报 2001（4）08 陈昊.浅谈机械零件去毛刺工艺J.城市建设理论研究2011（31）09 张芳丽.去毛刺新方法J.世界制造技术与装备市场2001（1）10 发动机厂连杆车间.连杆去毛刺机j.发动机厂11 李道育.试论砂光质量，效率和成本J.林产工业2011（1）12 柳春.新型去毛刺机的研究与应用J.2003（5）13 朱勋鹏，郭艳玲.圆周阵列去毛刺机床设计与研究J.组合机床与自动化加工技术2014（8）14 宋平.砂光设备与砂光技术J.家具2012（2）15 A.Boschetto A. Ru

55、ggiero F.Veniali. Deburring of sheet metal by barrel finishing.sheet Metal 2007 12th致谢本课题的设计及学位论文的完成是在我的导师XXXX老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度、严谨的治学精神、精益求精的工作作风，深深的感染和激励了我。XXXX老师不仅在学业上给我以精心的指导，同时还在思想上、生活上给我以无微不至的关怀。在此谨向XXXX老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢答辩组的其他老师，感谢他们对我错误的指正，他们使我对课题的认识更加深刻，同时我还要感谢在一个毕业论文小组的同学们，在这段时间内我们相处的很愉快也相互帮组与支持，克服了一个又一个的困难与疑惑，直到论文的完成。在此我再一次真诚的向帮助过我的老师和同学表示感谢！祝你们工作顺利，生活幸福!