轮胎拆装机设计【轮胎拆卸 扒胎机】(全套含CAD图纸)
买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 1 页 共 46 页摘 要随着汽车维修行业的发展,车轮拆装机的需求量也在增加。但我国的拆装机和发达国家相比还存在着巨大的差距,主要表现为产品可靠性差,寿命短,性能不够稳定,故障多及自动化水平低等。本课题设计生产的机器快速车轮拆装机兼拆胎,装胎一体,拆装机转盘的转动采用电机驱动,本次设计将松胎、卡爪的松紧两部分的动力设备统一为气压机,它对于其他机械系统来说具有结构简单,易制造,容易实现自锁以及可以简单地把充气功能附加上去等优点,这对于改善汽车维修行业工作条件具有现实意义。设计的内容包括:拆装机的结构设计、轮胎拆装机控制系统的设计。设计主要分为四个部分:第一部分是绪论,第二部分是车轮拆装机的现状及发展趋势,第三部分是设计方案的拟定,第四部分是设计研究的内容。最后还包括结束语、致谢和参考文献。关键词:轮胎拆装机、自动化、气动、控制、买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 2 页 共 46 页Abstract With the development of the vehicle maintenance industry, the demand for aircraft wheels of entry has also increased. But Chinas entry machine and developed countries than there is still a big gap, mainly for the poor reliability of products, short life expectancy, lack of stability, many failures and low level of automation. The subject design and production of machinery - Fast-wheel-entry and demolition births, with one child, entry-wheel motor-driven by the rotation, this design-child, the tightness card claws of two parts for the reunification of the power equipment Air pressure machine, it is for other mechanical system is simple in structure, easy to manufacture, easy to achieve self-locking and can function simply by filling the advantages of additional boost, to improve working conditions for the vehicle maintenance industry is of practical significance. The design includes: dismantling of the structural design, tire-entry control system design. Design is divided into four main parts: the first part is the introduction, the second part of the dismantling of the wheel the status quo and development trend of the third part of the programme is to design the development, design study is the fourth part of the contents. Finally, including the conclusion, thank and references. Key words: tire-entry, automation, pneumatic, control,买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 3 页 共 46 页1 绪 论 .61.1 选题的目的和意义 .61.1.1 选题目的 .61.1.2 现实意义 .61.1.3 理论意义 .81.2车轮拆装机的现状及发展趋势 .81.2.1现状: .81.2.2趋势: .82 拆胎机的结构分析及总体方案确定 .102.1 拆胎机动力方案的拟定 .102.2 拆胎机的结构分析 .112.2.1 轮胎拆装机的总体结构示意图 .112.2.2 拆装机的结构设计拟定 .122.2.3 回转工作台的要求 .142.3 轮胎拆装机主要技术规格的确定 .142.3.1 主要技术规格的内容 .152.3.2 主要技术规格的确定 .152.4. 动力系统的设计 .182.4.1 选择传动机构类型 .182.4.2 电机的选择 .182.4.3. 计算传动装置总传动比和分配各级传动比 .202.4.4 V 带传动的设计计算 .212.4.5 蜗轮蜗杆的设计计算 .232.4.6 轴承的校核 .272.4.7 主轴的强度校核 .282.4.8 大气缸的设计 .292.4.9 平键连接(动连接)校核 .292.5.0 电路系统的组成 .302.5.1. 作台动作的说明 .312.5.2 电气连锁电气保护装置 .312.5.3 气动控制系统设计 .323 安装与调试 .343.1 轮胎拆装机的安装顺序 .343.2. 设备的初始调试 .343.3 卡爪夹紧系统的调试 .353.3.1 卡爪运动的原理 .353.4 分离铲调试 .353.5 六方杆的锁紧调整 .363.6 拆装头的调整 .363.7 气源三联件的调试与调整 .383.8 常见故障及排除方法 .393.9 维护和安全操作规程 .403.9.1.维护和保养 .403.9.2.安全操作规程 .40买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 4 页 共 46 页总 结 .42致 谢 .43参考文献 .44买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 5 页 共 46 页买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 6 页 共 46 页1 绪 论1.1 选题的目的和意义1.1.1 选题目的毕业设计是我们在大学期间所有课程中的最后一门课程,也是大学里面最重要最关键的一个环节。它要求我们把在这将近四年的大学生涯所学到的东西都融会到此次毕业设计中,目的是想让我们在进入社会工作之前来进行一次全方位训练和提高,因此,它要求选择设计题目的难易程度和工作量都是比较高的,它不管是对于我们将来要从事的工作还是巩固我们所学过的知识都有着非常重要的意义。针对本次毕业设计,老师安排我们到一些汽修店或4S店进行了实习。为了能顺利成功的完成这次毕业设计。首先,我们必须把所学的知识真正的应用到实践中去,这样可以锻炼和提高我们解决实际情况的能力;其次,这次设计的题目是轮胎拆装机的设计 ,这样可以使我了解到拆胎机的结构和其他设计要求等等;此次设计的拆胎机结构虽然不是很复杂,但对从机器外形我们不能对其内部结构有确切的了解,而面临的困难还有我之前对轮胎性能了解较少等。因此本次设计对我以后工作有很重要的指导意义:培养我们运用机械制造及有关课程(机械设计、机械原理、液压传动与气压传动、 1公差与技术测量等)知识,结合生产实习、毕业实习中学到的实践知识,独立地分析和解决问题。能根据轮胎的定位进行对应夹具的设计,运用学过的机械设计和机械原理的相关理论知识,学会拟定设计方案,完成传动机构的设计,提高结构设计能力。培养我们熟悉并运用有关手册、标准与规范、图表等技术资料的能力。进一步培养我们识图、制图、运算和编写技术文件等的基本技能。1.1.2 现实意义汽车是发展国民经济的重要交通工具之一 ,随着我国国民经济的持续高速增长 ,汽买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 7 页 共 46 页车的保有量与日俱增 ,汽车维修行业也有了长足的发展 ,已形成了集车辆修理、维护、检测和配件供应等多种功能于一体的车辆技术状况保障体系。已成为道路运输行业的重要组成部分 ,对确保车辆安全行驶、高效低耗的运作 ,促进道路运输业的发展 ,发挥了有力的保障作用 ,随着经济体制改革的不断深入 ,我国汽车维修企业呈现出良好的发展趋势。十年来,我国的汽车保有量增长迅速 ,技术水平和档次也大大提高 ,原有的维修作业方式和生产经营管理模式 ,越来越不适应社会各方面对汽车维修的要求。加大技术投入和技术改造的力度 ,走内涵发展的道路 ,振兴汽车维修业 ,已经成为汽车维修界有识之士的共识 ,人们越来越体会到设备对维修能力的决定性。一些骨干维修企业千方百计地筹措资金 ,实施技术改造 ,改善作业体系。购置了汽车举升机、电子调漆机、轮胎平衡机、汽车喷烤漆房等先设备。同时 ,具有现代最新技术水平的发动机故障诊断仪、电子燃汽喷射系统检测诊断装置 ,车身校正测量仪、四轮定位仪、测功机和测滑仪等检测设备也开始广泛应用。从而 ,提高了企业在市场中的竞争能力 ,增加了行业发展后劲。通过技术改造行业内部结构得到调整和优化 ,改变了过去整车大修的单一模式 ,开始形成汽车大修、总成维修、汽车维修、汽车小修、汽车专项修理、汽车制造厂特约维修等门类齐全、分工合理的市场结构体系。基本满足了目前不同类型和不同作业项目的维修需要 ,汽车维修网点由大、中城市向外延伸 ,辐射各地形成网络。国内汽车维修业的发展在宏观上得到调控 ,维修能力不断提高 ,布局趋向合理。维修企业分布均衡 ,方位合理、方便。同时可以保证质量 ,维修需求也相对平衡。在市场经济的竞争与自行调节中 ,求得了生存与发展 ,彻底解决了维修市场不均衡的问题。即:修汽油车的企业多 ,修柴油车的企业少;修货车的企业多 ,修客车的企业少;变通型的修理企业多 ,特种车的企业少;修中型的多 ,修小型、重型汽车维修企业少。由于解决了此类问题 ,引导了一些企业向专业方向发展 ,彻底解决了维修高档车、轻型车、重型车难的问题。基本上形成以专业分工为主 ,布局合理 ,修理结构配套的汽车修理体系。促进汽车维修行业由计划经济向市场经济转轨的进程 ,建立完善了汽车维修市场 ,使汽车维修行业成为一个与国民经济发展相适应的技术先进、结构合理、专业分工明确、优质方便、秩序良好的维修体系 ,并以其良好的运行机制服务于各行各业。 本课题探讨的是适用于社区汽车维修服务的一种新型轮胎拆装机。据有关资料显示,高速路事故90是由轮胎引起的,作为最为重要的汽车易损件之一的轮胎的保养维修显得犹为重要。在维修轮胎的时候,一般都要把其拆解。传统的做法是用撬杠直接把外胎撬开,这种方法既费时费力又会对轮胎造成损伤。这种轮胎拆装机是适用四轮汽车维修使用的一种现代气压技术专用产品. 轮胎拆装机作为一种自动化程度高且安全可靠的新产品开发设计研究 ,有助与改善日益兴旺发达的汽车维修产业界劳动者的工作条件,降低劳动强度和维修成本, 提高汽车维修保养整体服务质量,对于改善汽车维修行业工作条件具有现实意义。 买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 8 页 共 46 页本课题设计生产的机器轮胎拆装机兼拆胎、装胎一体,其主要工作为卡爪和拆装头,卡盘的转动由电机直接提供动力,卡爪的夹紧、松开等动作均由气压系统提供动力支持。这是又于气压系统相对于其他机械系统来说具有结构简单,易制造以及容易实现自锁等优点,并且,可以简单地把充气功能附加上去。拆装机主要由机械动力系统、气压系统以及控制系统组成。如何使机械的结构合理分配是影响到拆装机的性能的主要原因。车轮拆装机高效率和不伤胎的特点使其在汽车维修行业中占有越来越重要的地位,并且逐渐成为每个维修厂不可或缺的工具。1.1.3 理论意义带动设计相关行业的发展,如气缸,电机,蜗轮蜗杆,换向阀。使机械传动技术和电气控制系统技术往快速、自动化、人性化的方面发展1.2车轮拆装机的现状及发展趋势1.2.1现状:随着汽车数目的大量增加,汽车行业的发展给汽车维修保养行业带来了新的发展机会,轮胎拆装机需求在不断扩大,但我国的拆装机和发达国家相比还存在着很大的差距,主要表现为产品可靠性差,寿命短,性能不够稳定,故障多;自动化水平低,有些设备至今还采用手工操作,操作费力;品种不全,更新慢,技术含量低,附加价值率低。1.2.2趋势:随着汽车数量的迅速增加汽车维修技术的不断发展与推广,拆装机的技术水平也正在迅速地提高。当前拆装机的发展水平和趋势具体表现在一下几个方面:(1)系列化。严格遵从意大利轮胎拆装机中大系列规范。工作盘装夹范围从10 in26 in,能够覆盖规定车型的任意扁平比的所有轮胎。(2)模块化。辅助臂,工作盘,打气表,鸟头,快速充气装置及其他附件可以实现多种模块组合搭配,更换灵活方便,予留有较大的升级空间,满足不同用户的不同需求。(3)自动化:1)在轮胎拆装过程中,模拟轮胎在拆装过程的脱胎和装胎力学模型,既保证了不买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 9 页 共 46 页会造成撕裂轮胎,又避免了拆装臂在自由状态受力反弹造成人身伤害提高了使用安全性。2)压胎轮和压胎块根据轮胎大小可在不同位置自动锁紧,操作高效方便且性能可靠。(4)控制系统的发展目前国内外的车轮拆装机的控制系统一般都是利用换向开关和气压换向阀来实现,其发展趋势是简单化、智能化。(5) 气压系统的集成化随着电气化控制系统集成化的推广和完善,以及气压技术的进步,气压系统的集成化也得到了迅速发展。近十年来相继发展了板式集成、块式集成和插装集成等多种形式,而其中插装集成系统将会得到更广泛的应用。(6)气压机的宜人化随着汽车数量的迅速增加汽车维修技术的不断发展与推广,拆装机的技术水平也正在迅速地提高。当前拆装机的发展水平和趋势具体表现在一下几个方面:(1)系列化。严格遵从意大利轮胎拆装机中大系列规范。工作盘装夹范围从10 in26 in,能够覆盖规定车型的任意扁平比的所有轮胎。(2)模块化。辅助臂,工作盘,打气表,鸟头,快速充气装置及其他附件可以实现多种模块组合搭配,更换灵活方便,予留有较大的升级空间,满足不同用户的不同需求。(3)自动化:1)在轮胎拆装过程中,模拟轮胎在拆装过程的脱胎和装胎力学模型,既保证了不会造成撕裂轮胎,又避免了拆装臂在自由状态受力反弹造成人身伤害提高了使用安全性。2)压胎轮和压胎块根据轮胎大小可在不同位置自动锁紧,操作高效方便且性能可靠。(4)控制系统的发展目前国内外的车轮拆装机的控制系统一般都是利用换向开关和气压换向阀来实现,其发展趋势是简单化、智能化。(5) 气压系统的集成化随着电气化控制系统集成化的推广和完善,以及气压技术的进步,气压系统的集成买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 10 页 共 46 页化也得到了迅速发展。近十年来相继发展了板式集成、块式集成和插装集成等多种形式,而其中插装集成系统将会得到更广泛的应用。(6)气压机的宜人化随着拆装机的自动化,限制噪声和振动,防止环境污染消除人身事故、保证拆装机安全可靠地进行生产就更为重要了。为此,许多国家都制订了有关轮胎保养维护的安全标准与法律。 2 拆胎机的结构分析及总体方案确定车轮拆装机是汽车维修行业的主要设备之一,七八十年代在发达国家就已经有产品出现。我过八十年代中期开始这方面的研制。至今我国已有多家汽修工具厂专门生产,品种繁多,结构和复杂程度差别很大。但不论设计哪一种车轮拆装机,设计方法和程序都有共性的一面,即第一,对需拆装的轮胎进行详细的分析,了解车轮的形状、尺寸、材料、重量和拆装过程对机器的要求,包括压力、速度、位移、工作空间、工作效率、自动化程度以及国内汽修厂普遍使用的空压机功率等等。总之,通过工艺分析达到明确本机拆装过程,即一个工作循环中每一个动作的详细要求和必要的调整范围。第二,调查研究。任何设计都应该尽力达到满足用户单位使用要求;制造工艺性好和具有先进的技术经济指标。因此认真调查研究用户单位、制造单位的要求和意见。并尽可能搜集和研究国内外同类产品的结构、性能的有关资料,在此基础上初步设计出一个设计方案。经过会审,广泛征求改进意见以后,确定一个最佳方案,作为施工设计的基础。第三,最后完成全部施工设计和编制制造验收等全部技术文件。第四,通过样机试制,性能实验和工艺实验,验证设计是否符合预期的要求,并对设计做必要的修改。快速轮胎拆装机设计过程的主要内容是:确定主要技术规格,动作线图,气压系统和电气系统,主机设计,各零部件设计和总体布局。全部零件图,使用说明书和制造验收技术文件。这些过程是整个设计有机的组成部分,在进行每一个步骤时,都不能孤立的考虑,而应综合比较,互相协调。买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 11 页 共 46 页2.1 拆胎机动力方案的拟定本课题设计的拆装机集轮胎拆装、充气于一身,拆装轮胎需要的力并不太大,而它对工作的平稳性和抗震性要求相对比较大。所以拆装机转盘的转动采用电机驱动。另外,为了简化结构,本次设计将松胎、卡爪的松紧两部分的动力设备统一为气压机。2.2 拆胎机的结构分析2.2.1 轮胎拆装机的总体结构示意图买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 12 页 共 46 页2.2.2 拆装机的结构设计拟定拆装机主要由主机和控制系统、管路及电气装置联系起来组成的一个整体。主机部买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 13 页 共 46 页分由机身、气压装置、电机等组成。控制部分由动力机构、限程装置、管路及电气操作部分组成。各部分结构如下:(1)机身部分机身由底座、转盘、分离铲、立柱、六方杆、踏脚控制器、手动控制器等组成。底座为主架,转盘卡爪装在底座正上方,分离铲位于右侧以便松胎,立柱在正后方,横臂用以连接立柱和六方杆,脚踏安装在底座前方,方便操作。(2)夹紧机构部分车轮在拆装前应被夹紧在转盘上,转盘上安装由夹紧用的卡爪,参照国内外的拆胎机资料,得知拆胎机的卡爪有三爪及四爪2种,三卡爪结构如图(a) 。虽然说三卡爪在结构上会比四卡爪的成本要低,但三卡爪传递的扭矩不大,只能夹持尺寸较小的轮辋,适用范围小。四爪卡盘的夹紧力大,可夹持的轮辋尺寸范围较三卡爪的大,这样可使拆胎机在工作时更加安全可靠,避免了拆装轮胎时卡不紧轮辋而损伤轮辋的或转盘空转的现象。本次设计采用四卡爪,其结构如图(b)(a) (b)(4)动力机构部分动力机构主要由电动机、大小皮带轮、蜗轮蜗杆减速器、卡爪夹紧气缸和分胎铲气缸等组成。买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 14 页 共 46 页皮带轮 蜗轮蜗杆减速器大气缸 动力机构(5)拆装头部分拆装头是拆装机实现拆装轮胎的一个非常重要部件,拆装头设计的合理性已经选用材料的直接影响到拆装轮胎的效果和机器的使用寿命。其形状是根据拆装轮胎外胎和轮毂的力学要求设计的。买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 15 页 共 46 页拆装头2.2.3 回转工作台的要求为了使设计出来后的轮胎拆装机结构能更合理,更能满足汽车维修人员对拆装轮胎时的一些要求,我查阅了一些关于回转机构的书籍和杂志,同时也到汽车维修店去询问和上网去查找有关这方面的资料,最后得出回转机构的一些基本要求。参数要求:满足人体工程学的要求,即在维修人员在维修过程应保证工人操作比较舒适; 1要求方便、快速、合理; 2能满足不同类型轮胎的在拆装时的使用要求;回转机构的旋转速度在6r/min8rmin,防止转动速度过快,以免卡爪夹紧不够 造成轮辋滑动而伤到轮辋,但也不能太低而影响工作效率。2.3 轮胎拆装机主要技术规格的确定确定轮胎拆装机主要技术规格是设计工作中最重要的步骤之一。因为它直接关系到所设计的机器是否满足轮胎拆装的质量和拆装效率要求。同时它也是设计各零部件的依据,它对零部件的尺寸、要求加工设备的能力和整机成本有极大的影响。因此,必须仔细分析机器所拆装轮胎的工艺动作程序;仔细分析所使用拆装头和分离铲尺寸和安装要求;仔细分析各动作要求的压力、速度、相对位置关系,工作行程和行程停止点的位置精度要求。在确定主要技术规格时,我们还应深入调查研究同类型设备的结构,主要技术规格、操作性能等相关资料,并应充分重视用户单位的要求和改进意见2.3.1主要技术规格的内容主要技术规格是表示机器工作性能的指标。通常包括以下部分:第一,主要规格又称主要参数,它是表示轮胎拆装机主要特性的参数。 第二,各执行机构个动作的力。第三,工作空间,包括各执行机构运动的最大距离和最小距离,工作台尺寸等。第四,各拆装动作的速度。第五,机器外形尺寸,总功率买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 16 页 共 46 页和总重量。2.3.2主要技术规格的确定确定主要技术规格时,基本的方法是工艺分析和统计分析相结合的方法。通过对轮胎拆装过程的分析和必要的工艺试验,可以确定整个拆装过程动作和关系和各动作要求的压力,速度和工作空间等。同时,可以依据经验和有关计算公式决定有关参数.在设计专用产品时,往往对拆装轮胎只有工艺设想,缺乏实际试验或者因试验条件限制而不能较为准确地提供参数要求;就是在设计标准系列时,也常常遇到很多困难,例如机器不能设计的过于庞大、复杂致使机器成本增加等。因此,我们必须较为准确地确定所设计产品拆装轮胎的尺寸范围,典型轮胎的直径和宽度以确定有关参数。在确定参数时,应尽可能的收集国内外同类型产品的有关资料,应用统计分析的方法,得出各参数的范围和它们之间的关系,以帮助正确制定所设计产品的主要技术规格。根据轮胎尺寸、形状、材料所需拆装力等,初步选定本次设计的拆装机工作台为540mm,夹紧汽缸夹紧力3000N, 分离铲拉力为14000N。经过在各汽车维修厂调查分析,初步确定其主要技术规格如下:工作台夹紧汽缸夹紧力: 2800N工作压力: 1MP分离铲拉力: 14000N工作台最小扭矩: 800N.m工作台直径: 540mm工作台转速: 6r/min8rmin卡爪活动范围: 250mm 700mm分离铲最大张开尺寸: 450mm工作台夹紧气缸速度: 伸出: 30mm/min 收缩: 30mm/min分离铲速度: 顶出: 30mm/min收回: 40mm/min拆装头离工作台距离买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 17 页 共 46 页最高: 500mm最底: 50mm四方立柱活动范围:工作台中心正右侧工作台距地面高度: 700mm控制手柄距地面高度: 650mm电机总功率: 1.1 KW机器总质量: 220kg参考外观图如下:买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 18 页 共 46 页拆装机外观图由图可看出,拆装机由四大部分组成:机箱、工作台、立柱拆装头组件以及分离铲组件。动力系统几控制系统皆安排于机箱之内,控制操作部分为机箱正下方的三个踏脚。机器集松胎、拆胎、装胎于一体。松胎功能由机器右侧的分离铲实现:将轮胎滚放到右侧压胎板调整分离铲位置踩下最右侧踏板使分离铲向左夹紧实现松胎。拆胎过程:将轮胎放在工作台上面踩下中间踏板卡爪张开卡紧轮毂将六方杆压下并扳下紧锁手柄将拆装头放进轮胎与轮毂间踩下左侧踏板工作台转动轮胎与轮毂分离。买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 19 页 共 46 页装胎过程与装胎过程操作类似,不同点仅为将拆装头放在外胎之上压紧,工作台转动时将外胎压进轮毂。根据所拆装轮胎外胎直径和宽度可设计出工作台的直径以及分离铲的最大活动范围,根据轮胎轮毂的尺寸范围可确定卡爪的张合活动范围,这样就可以进一步确定拆装头立柱高度、六方压杆的最高和最底位置。而根据轮胎材料、重量、轮毂和外胎的黏合力,则可得出工作台最小扭矩,拆装轮胎时工作台气缸所需的夹紧力、松胎时大气缸所需的压力、速度和行程等。经调查,市场上的拆台机存在一些问题,根据国内外相关参考资料,本设计将机器做了如下改进:(1)针对皮带经常容易松动的缺点,将V带定期张紧装置带到设计中来,(2)工作台和蜗轮轴的连接部分,大部分拆胎机的工作台与蜗轮轴是直接用平键连接,本设计将在工作台下焊接一个轴套以加强连接部分强度2.4.动力系统的设计2.4.1 选择传动机构类型根据拆装机工作要求,可以知道,拆装机最后一级的转速为6r/min8r/min。要在保证扭矩要求的情况下达到底转速,方案有三种:第一种,采用气动马达或者液压马达的一级传动,根据调节气流或液流来实现大扭矩低转速。第二种,采用普通电机。第三种,采用特殊电机。经比较,第二种是最经济简易的方案。目前一般电机额定转速为1400r/min,从电机到工作台的总转速比i高达200,而要达到如此高的转速比,常见的形式有二:一为行星轮减速器,二为蜗轮蜗杆减速器。但行星轮减速器制造和装配都比较困难,成本极高。综合各种考虑,最终确定选择皮带加蜗轮蜗杆减速器的传动机构。2.4.2 电机的选择1.电机的类型及结构型式选择工业上一般用三相交流电源,无特殊要求一般应选择三相交流异步电动机。最常用的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低廉,适用于不易燃烧,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。由于启动性能好,也适合用于某些要求较高起动转矩的机械需要 经常起动、制动和反转的机械要求电买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 20 页 共 46 页动机有效小的转动惯量和较强的过载能力,应选用起重及冶金用的YZ系列或YZR系列异步电动机。电动机的机构形式,按安装的位置不同,有卧式和立式两种;按防护方式不同有开启式,防护式。根据设计的具体要求确定电动机的类型为三相异步, 由于本拆装机需要经常起动、制动和反转,并要求有较小的转动惯量和较强的过载能力。选择Y系列异步电机。参照机械设计手册第40篇电力传动 (P40-118)确定电机结构型式为卧式,安装型式为B3型。2.电机容量的选择)工作所需功率PW据机械设计基础P7工作主轴所需功率:KWTnpw950主机所需功率 Pd: wdP式中 为电机至工作主轴的总效率=123。 。 。 。 。 。 。 。 。n本拆装机有两级减速机构,根据机械设计基础P7表2-4取值如下皮带轮1=0.95蜗轮蜗杆2=0.75滚动轴承3=0.99代入数据T=1200Nm,nw7r/min,得Pd0.98KW确定电机功率为1.1kw3.选择电机转速据经验公式12()dnwiA式中: 电机转速可选范围dn各级传动的传动范围21i取 =2; =80; 又主轴转速 =7rmin得 =1225rmini wd4.确定电机型号由机械设计手册第 40 篇电力传动 (P40-132)确定电机型号为 Y-90s 安装形式为 B3 型买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 21 页 共 46 页2.4.3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比1传动装置总传动比 i=nm/nw=1440/7=200 2分配各级传动比取v带传动的传动比 =2,则单级蜗轮蜗杆减速器的传动比为1ii2=i/i1=80所得 值符合一般蜗轮蜗杆传动比的允许范围。2i3计算传动装置的运动和动力参数1)各轴转速电机轴为o轴,减速器高速轴为I轴,低速轴为II轴,各轴转速为= =1440rmin0nm720rmin1Ii720/80=7rmin2I2)各轴输入功率按电机额定功率计算各轴输入功率,即01.edPKW0.951.04I KW23478I3)各轴转矩001.95340PTNmnA11.5917.8620.5093.IPTNmnA买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 22 页 共 46 页2.4.4 V 带传动的设计计算1.确定计算功率Pca由机械设计表8-6查得工作情况系数KA=1.1,故1.1.2caAPKWK2.选取V带带型根据Pca、n1由机械设计图8-9确定选用A型。3.确定带轮基准直径由机械设计表8-3和表8-7取主动轮基准直径 175dm根据式(8-15) ,从动轮基准直径 。2ddd2=id1=2*75=150mm根据表8-7取 =150mm2d按式(8-13)验算带的速度175140/5.6/3/606dnvmssm带的速度合适。4.确定v带的基准长度和传动中心距根据 ,初步确定中心距 =160mm12120.7()()dd0a根据式(8-20)计算带所需的基准长度=675mm 21010()()4ddLa由表8-2选带的基准长度 =710mm由表(8-21)计算实际中心距a177.5mm5.验算主动轮上的包角 1由式(8-6)得买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 23 页 共 46 页1057.19202dL主动轮上的包角合适。6.计算V带的根数由式(8-22)知 0()caLPzKA由 = =1440rmin, , =2,查表8-5c和表8-5d得0nm175dm1i=250kW0P0=990kW查表8-8得 =0.89,查表8-2得 =0.96,则aKLK1.21.98(509)80.6z取z=2根。7.计算预紧力 ,由式(8-23)知0F2.(1)cazPqvvK查表8-4得q=0.07kg/m,故=64N08.计算作用在轴上的压轴力105N102sinpFz9.带轮机构设计1)V带轮的结构形式的选定:根据机械设计P156,因为 =75mm45HRC,从表-中查得蜗轮的基本许用应力 268MPa 。H应力循环次数 7256060183.4107hNjnL寿命系数 1.21则783.4HK . . MPa428.556N/mm2N 6)计算中心距100mm23160.719849am取中心距 a=118mm,因为 i=80,故从表 11-2 中取模数 m=2.5mm,蜗杆分度圆直径d1=45mm。这时, d1/a=0.4。从图 11-18 中查得接触系数 =2.68,因为 ,因此ZZ以上计算结果可用。4.蜗杆与蜗轮主要参数与几何尺寸1)蜗杆杆头数 z1=1,蜗杆分度圆齿厚 s2=3.927mm,蜗杆螺纹长 b138mm 蜗杆分度圆直径d1=45mm,蜗杆齿顶圆直径 da1=50mm,蜗杆齿根圆直径 df1=39mm,蜗轮分度圆直径d2=175mm,蜗杆导程角 =3.18。蜗杆轴向齿厚 sx1:3.927mm,蜗杆法向齿厚sn1:3.921mm。2)蜗轮蜗轮齿数 z2=70;蜗轮变位系数 x2=0验算传动比 70,这时传动比误差为 0,允许。21zi蜗轮分度圆直径 =2.5 70= 175mm2dmz蜗轮喉圆直径 da2= =180mm2ah蜗轮齿跟圆直径 =169mm2ff买文档就送您 CAD 图纸全套,Q 号交流 197216396 或 11970985第 26 页 共 46 页蜗轮齿顶圆弧半径 Ra2= =20mm21ad蜗轮顶圆直径 de2=185mm5.校核齿跟弯曲疲劳强度 21.53FFaFKTYdm当量齿数 70.2623370cos.8vz根据 x2=0, =70.26,从图 11-19 中可查出齿形系数 =2.32vz 2FaY螺旋角系数 0.974140Y许用弯曲应力 FFNKA从表 11-8 中查得 ZCuSn10P1 制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 =56MPa。F寿命系数 =0.67697103.84FN=56 0.67=37.52MPaMPa=138.165MPa21.5.09747F弯曲强度可以满足6.精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动,属于通用机械减速器,从 GB/T10089-1988圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择 8 级精度,侧隙种类为 f,标注为 8f GB/T10089-1988。然后由互换性与技术测量查得相关公差。 (详见图 CZ-05-01 毕业设计(论文)任务书系 别:专业班级:姓 名:学 号:指导教师:- 1 -一、课题的主要内容和基本要求1.分析拆胎机的机构及性能,工作原理;2.根据工况特点,确定整机设计方案;3.计算、设计主要结构;4.绘制总装配图及部装图,图纸量折合 0 号图 4 张以上;5 撰写开题报告一篇;6.撰写设计说明书 40 页(15000 字)以上;7.相关内容资料英文翻译 3000 字以上。二、进度计划与应完成的工作1. 查阅中、外文资料:第三周前完成;2. 设计方案论证与确认,编写开题报告:第五周前完成;3. 计算分析及结构设计:第九周前前完成;4. 绘制图纸:第十二周前完成;5. 编写设计说明书、英文翻译、答辩汇报材料:第十五周前完成;6. 答辩:第十六周。三、 主要参考文献、资料- 2 -参考文献1吴宗泽主编 机械设计师手册 机械工业出版社 2刘新德主编 气液压手册 机械工业出版社 3何玉林、沈荣辉、贺元成主编 机械制图 重庆大学出版社4孙衡、陈作模等主编 机械原理 高等教育出版社5王政等主编 焊工用书 机械工业出版社6陈铁鸣、王连明、王黎钦主编 机械设计 哈尔滨工业大学出版社7愈新陆、杨津光主编 液压机的结构与控制 机械工业出版社 8廖念钊、古营衍 、莫雨松等主编 互换性与技术测量 中国计量出版社9王坤、何小波等主编 机械课程设计 高等教育出版社10液压传动设计指导书 广西工学院出版11刘鸿文主编 材料力学第四版 高等教育出版社12何存兴、张铁华等主编 液压传动与气压传动 华中科技大学出版社13刘学宏主编 电子技术 高等教育出版社14Warren S. Seatones Computer Numgrical Control,Deimns Publishong lnc,199815雷天觉主编 气液压工程手册 机械工业出版社 1990-199816彭鸿才主编 电机原理及拖动 机械工业出版社17俞新陆等.液压机的结构与控制.北京:机械工业出版社, 1989:38-48四、完成期限2009.05.30 资料译文专 业 机械设计制造及其自动化姓 名 学 号 班 别 指导教师 2009 年 4 月 3 日外语文献翻译摘自: 制造工程与技术(机加工) (英文版)Manufacturing Engineering and Technology Machining机械工业出版社 2004 年 3 月第 1 版 页5640P美 s. 卡尔帕基安(Serope kalpakjian)s.r 施密德(Steven R.Schmid) 著原文:20.9 MACHINABILITYThe machinability of a material usually defined in terms of four factors:1、 Surface finish and integrity of the machined part;2、 Tool life obtained;3、 Force and power requirements;4、 Chip control. Thus, good machinability good surface finish and integrity, long tool life, and low force And power requirements. As for chip control, long and thin (stringy) cured chips, if not broken up, can severely interfere with the cutting operation by becoming entangled in the cutting zone.Because of the complex nature of cutting operations, it is difficult to establish relationships that quantitatively define the machinability of a material. In manufacturing plants, tool life and surface roughness are generally considered to be the most important factors in machinability. Although not used much any more, approximate machinability ratings are available in the example below.20.9.1 Machinability Of SteelsBecause steels are among the most important engineering materials (as noted in Chapter 5), their machinability has been studied extensively. The machinability of steels has been mainly improved by adding lead and sulfur to obtain so-called free-machining steels.Resulfurized and Rephosphorized steels. Sulfur in steels forms manganese sulfide inclusions (second-phase particles), which act as stress raisers in the primary shear zone. As a result, the chips produced break up easily and are small; this improves machinability. The size, shape, distribution, and concentration of these inclusions significantly influence machinability. Elements such as tellurium and selenium, which are both chemically similar to sulfur, act as inclusion modifiers in resulfurized steels.Phosphorus in steels has two major effects. It strengthens the ferrite, causing increased hardness. Harder steels result in better chip formation and surface finish. Note that soft steels can be difficult to machine, with built-up edge formation and poor surface finish. The second effect is that increased hardness causes the formation of short chips instead of continuous stringy ones, thereby improving machinability.Leaded Steels. A high percentage of lead in steels solidifies at the tip of manganese sulfide inclusions. In non-resulfurized grades of steel, lead takes the form of dispersed fine particles. Lead is insoluble in iron, copper, and aluminum and their alloys. Because of its low shear strength, therefore, lead acts as a solid lubricant (Section 32.11) and is smeared over the tool-chip interface during cutting. This behavior has been verified by the presence of high concentrations of lead on the tool-side face of chips when machining leaded steels.When the temperature is sufficiently high-for instance, at high cutting speeds and feeds (Section 20.6)the lead melts directly in front of the tool, acting as a liquid lubricant. In addition to this effect, lead lowers the shear stress in the primary shear zone, reducing cutting forces and power consumption. Lead can be used in every grade of steel, such as 10xx, 11xx, 12xx, 41xx, etc. Leaded steels are identified by the letter L between the second and third numerals (for example, 10L45). (Note that in stainless steels, similar use of the letter L means “low carbon,” a condition that improves their corrosion resistance.)However, because lead is a well-known toxin and a pollutant, there are serious environmental concerns about its use in steels (estimated at 4500 tons of lead consumption every year in the production of steels). Consequently, there is a continuing trend toward eliminating the use of lead in steels (lead-free steels). Bismuth and tin are now being investigated as possible substitutes for lead in steels.Calcium-Deoxidized Steels. An important development is calcium-deoxidized steels, in which oxide flakes of calcium silicates (CaSo) are formed. These flakes, in turn, reduce the strength of the secondary shear zone, decreasing tool-chip interface and wear. Temperature is correspondingly reduced. Consequently, these steels produce less crater wear, especially at high cutting speeds.Stainless Steels. Austenitic (300 series) steels are generally difficult to machine. Chatter can be s problem, necessitating machine tools with high stiffness. However, ferritic stainless steels (also 300 series) have good machinability. Martensitic (400 series) steels are abrasive, tend to form a built-up edge, and require tool materials with high hot hardness and crater-wear resistance. Precipitation-hardening stainless steels are strong and abrasive, requiring hard and abrasion-resistant tool materials.The Effects of Other Elements in Steels on Machinability. The presence of aluminum and silicon in steels is always harmful because these elements combine with oxygen to form aluminum oxide and silicates, which are hard and abrasive. These compounds increase tool wear and reduce machinability. It is essential to produce and use clean steels.Carbon and manganese have various effects on the machinability of steels, depending on their composition. Plain low-carbon steels (less than 0.15% C) can produce poor surface finish by forming a built-up edge. Cast steels are more abrasive, although their machinability is similar to that of wrought steels. Tool and die steels are very difficult to machine and usually require annealing prior to machining. Machinability of most steels is improved by cold working, which hardens the material and reduces the tendency for built-up edge formation.Other alloying elements, such as nickel, chromium, molybdenum, and vanadium, which improve the properties of steels, generally reduce machinability. The effect of boron is negligible. Gaseous elements such as hydrogen and nitrogen can have particularly detrimental effects on the properties of steel. Oxygen has been shown to have a strong effect on the aspect ratio of the manganese sulfide inclusions; the higher the oxygen content, the lower the aspect ratio and the higher the machinability.In selecting various elements to improve machinability, we should consider the possible detrimental effects of these elements on the properties and strength of the machined part in service. At elevated temperatures, for example, lead causes embrittlement of steels (liquid-metal embrittlement, hot shortness; see Section 1.4.3), although at room temperature it has no effect on mechanical properties.Sulfur can severely reduce the hot workability of steels, because of the formation of iron sulfide, unless sufficient manganese is present to prevent such formation. At room temperature, the mechanical properties of resulfurized steels depend on the orientation of the deformed manganese sulfide inclusions (anisotropy). Rephosphorized steels are significantly less ductile, and are produced solely to improve machinability.20.9.2 Machinability of Various Other Metals Aluminum is generally very easy to machine, although the softer grades tend to form a built-up edge, resulting in poor surface finish. High cutting speeds, high rake angles, and high relief angles are recommended. Wrought aluminum alloys with high silicon content and cast aluminum alloys may be abrasive; they require harder tool materials. Dimensional tolerance control may be a problem in machining aluminum, since it has a high thermal coefficient of expansion and a relatively low elastic modulus.Beryllium is similar to cast irons. Because it is more abrasive and toxic, though, it requires machining in a controlled environment.Cast gray irons are generally machinable but are. Free carbides in castings reduce their machinability and cause tool chipping or fracture, necessitating tools with high toughness. Nodular and malleable irons are machinable with hard tool materials.Cobalt-based alloys are abrasive and highly work-hardening. They require sharp, abrasion-resistant tool materials and low feeds and speeds.Wrought copper can be difficult to machine because of built-up edge formation, although cast copper alloys are easy to machine. Brasses are easy to machine, especially with the addition pf lead (leaded free-machining brass). Bronzes are more difficult to machine than brass.Magnesium is very easy to machine, with good surface finish and prolonged tool life. However care should be exercised because of its high rate of oxidation and the danger of fire (the element is pyrophoric).Molybdenum is ductile and work-hardening, so it can produce poor surface finish. Sharp tools are necessary.Nickel-based alloys are work-hardening, abrasive, and strong at high temperatures. Their machinability is similar to that of stainless steels.Tantalum is very work-hardening, ductile, and soft. It produces a poor surface finish; tool wear is high.Titanium and its alloys have poor thermal conductivity (indeed, the lowest of all metals), causing significant temperature rise and built-up edge; they can be difficult to machine.Tungsten is brittle, strong, and very abrasive, so its machinability is low, although it greatly improves at elevated temperatures.Zirconium has good machinability. It requires a coolant-type cutting fluid, however, because of the explosion and fire.20.9.3 Machinability of Various MaterialsGraphite is abrasive; it requires hard, abrasion-resistant, sharp tools.Thermoplastics generally have low thermal conductivity, low elastic modulus, and low softening temperature. Consequently, machining them requires tools with positive rake angles (to reduce cutting forces), large relief angles, small depths of cut and feed, relatively high speeds, and proper support of the workpiece. Tools should be sharp.External cooling of the cutting zone may be necessary to keep the chips from becoming “gummy” and sticking to the tools. Cooling can usually be achieved with a jet of air, vapor mist, or water-soluble oils. Residual stresses may develop during machining. To relieve these stresses, machined parts can be annealed for a period of time at temperatures ranging from to ( to ), and then cooled C8016F7531slowly and uniformly to room temperature.Thermosetting plastics are brittle and sensitive to thermal gradients during cutting. Their machinability is generally similar to that of thermoplastics.Because of the fibers present, reinforced plastics are very abrasive and are difficult to machine. Fiber tearing, pulling, and edge delamination are significant problems; they can lead to severe reduction in the load-carrying capacity of the component. Furthermore, machining of these materials requires careful removal of machining debris to avoid contact with and inhaling of the fibers.The machinability of ceramics has improved steadily with the development of nanoceramics (Section 8.2.5) and with the selection of appropriate processing parameters, such as ductile-regime cutting (Section 22.4.2).Metal-matrix and ceramic-matrix composites can be difficult to machine, depending on the properties of the individual components, i.e., reinforcing or whiskers, as well as the matrix material.20.9.4 Thermally Assisted MachiningMetals and alloys that are difficult to machine at room temperature can be machined more easily at elevated temperatures. In thermally assisted machining (hot machining), the source of heata torch, induction coil, high-energy beam (such as laser or electron beam), or plasma arcis forces, (b) increased tool life, (c) use of inexpensive cutting-tool materials, (d) higher material-removal rates, and (e) reduced tendency for vibration and chatter.It may be difficult to heat and maintain a uniform temperature distribution within the workpiece. Also, the original microstructure of the workpiece may be adversely affected by elevated temperatures. Most applications of hot machining are in the turning of high-strength metals and alloys, although experiments are in progress to machine ceramics such as silicon nitride. SUMMARYMachinability is usually defined in terms of surface finish, tool life, force and power requirements, and chip control. Machinability of materials depends not only on their intrinsic properties and microstructure, but also on proper selection and control of process variables.译文:20.9 可机加工性一种材料的可机加工性通常以四种因素的方式定义:1、分的表面光洁性和表面完整性。2、刀具的寿命。3、切削力和功率的需求。4、切屑控制。以这种方式,好的可机加工性指的是好的表面光洁性和完整性,长的刀具寿命,低的切削力和功率需求。关于切屑控制,细长的卷曲切屑,如果没有被切割成小片,以在切屑区变的混乱,缠在一起的方式能够严重的介入剪切工序。因为剪切工序的复杂属性,所以很难建立定量地释义材料的可机加工性的关系。在制造厂里,刀具寿命和表面粗糙度通常被认为是可机加工性中最重要的因素。尽管已不再大量的被使用,近乎准确的机加工率在以下的例子中能够被看到。20.9.1 钢的可机加工性因为钢是最重要的工程材料之一(正如第 5 章所示) ,所以他们的可机加工性已经被广泛地研究过。通过宗教铅和硫磺,钢的可机加工性已经大大地提高了。从而得到了所谓的易切削钢。二次硫化钢和二次磷化钢 硫在钢中形成硫化锰夹杂物(第二相粒子) ,这些夹杂物在第一剪切区引起应力。其结果是使切屑容易断开而变小,从而改善了可加工性。这些夹杂物的大小、形状、分布和集中程度显著的影响可加工性。化学元素如碲和硒,其化学性质与硫类似,在二次硫化钢中起夹杂物改性作用。钢中的磷有两个主要的影响。它加强铁素体,增加硬度。越硬的钢,形成更好的切屑形成和表面光洁性。需要注意的是软钢不适合用于有积屑瘤形成和很差的表面光洁性的机器。第二个影响是增加的硬度引起短切屑而不是不断的细长的切屑的形成,因此提高可加工性。含铅的钢 钢中高含量的铅在硫化锰夹杂物尖端析出。在非二次硫化钢中,铅呈细小而分散的颗粒。铅在铁、铜、铝和它们的合金中是不能溶解的。因为它的低抗剪强度。因此,铅充当固体润滑剂并且在切削时,被涂在刀具和切屑的接口处。这一特性已经被在机加工铅钢时,在切屑的刀具面表面有高浓度的铅的存在所证实。当温度足够高时例如,在高的切削速度和进刀速度下铅在刀具前直接熔化,并且充当液体润滑剂。除了这个作用,铅降低第一剪切区中的剪应力,减小切削力和功率消耗。铅能用于各种钢号,例如 10XX,11XX,12XX,41XX 等等。铅钢被第二和第三数码中的字母 L 所识别(例如,10L45) 。 (需要注意的是在不锈钢中,字母 L 的相同用法指的是低碳,提高它们的耐蚀性的条件) 。然而,因为铅是有名的毒素和污染物,因此在钢的使用中存在着严重的环境隐患(在钢产品中每年大约有 4500 吨的铅消耗) 。结果,对于估算钢中含铅量的使用存在一个持续的趋势。铋和锡现正作为钢中的铅最可能的替代物而被人们所研究。脱氧钙钢 一个重要的发展是脱氧钙钢,在脱氧钙钢中矽酸钙盐中的氧化物片的形成。这些片状,依次减小第二剪切区中的力量,降低刀具和切屑接口处的摩擦和磨损。温度也相应地降低。结果,这些钢产生更小的月牙洼磨损,特别是在高切削速度时更是如此。不锈钢 奥氏体钢通常很难机加工。振动能成为一个问题,需要有高硬度的机床。然而,铁素体不锈钢有很好的可机加工性。马氏体钢易磨蚀,易于形成积屑瘤,并且要求刀具材料有高的热硬度和耐月牙洼磨损性。经沉淀硬化的不锈钢强度高、磨蚀性强,因此要求刀具材料硬而耐磨。钢中其它元素在可机加工性方面的影响 钢中铝和矽的存在总是有害的,因为这些元素结合氧会生成氧化铝和矽酸盐,而氧化铝和矽酸盐硬且具有磨蚀性。这些化合物增加刀具磨损,降低可机加工性。因此生产和使用净化钢非常必要。根据它们的构成,碳和锰钢在钢的可机加工性方面有不同的影响。低碳素钢(少于 0.15%的碳)通过形成一个积屑瘤能生成很差的表面光洁性。尽管铸钢的可机加工性和锻钢的大致相同,但铸钢具有更大的磨蚀性。刀具和模具钢很难用于机加工,他们通常再煅烧后再机加工。大多数钢的可机加工性在冷加工后都有所提高,冷加工能使材料变硬并且减少积屑瘤的形成。其它合金元素,例如镍、铬、钳和钒,能提高钢的特性,减小可机加工性。硼的影响可以忽视。气态元素比如氢和氮在钢的特性方面能有特别的有害影响。氧已经被证明了在硫化锰夹杂物的纵横比方面有很强的影响。越高的含氧量,就产生越低的纵横比和越高的可机加工性。选择各种元素以改善可加工性,我们应该考虑到这些元素对已加工零件在使用中的性能和强度的不利影响。例如,当温度升高时,铝会使钢变脆(液体金属脆化,热脆化,见 1.4.3 节) ,尽管其在室温下对力学性能没有影响。因为硫化铁的构成,硫能严重的减少钢的热加工性,除非有足够的锰来防止这种结构的形成。在室温下,二次磷化钢的机械性能依赖于变形的硫化锰夹杂物的定位(各向异性) 。二次磷化钢具有更小的延展性,被单独生成来提高机加工性。20.9.2 其它不同金属的机加工性尽管越软的品种易于生成积屑瘤,但铝通常很容易被机加工,导致了很差的表面光洁性。高的切削速度,高的前角和高的后角都被推荐了。有高含量的矽的锻铝合金铸铝合金也许具有磨蚀性,它们要求更硬的刀具材料。尺寸公差控制也许在机加工铝时会成为一个问题,因为它有膨胀的高导热系数和相对低的弹性模数。铍和铸铁相同。因为它更具磨蚀性和毒性,尽管它要求在可控人工环境下进行机加工。灰铸铁普遍地可加工,但也有磨蚀性。铸造无中的游离碳化物降低它们的可机加工性,引起刀具切屑或裂口。它需要具有强韧性的工具。具有坚硬的刀具材料的球墨铸铁和韧性铁是可加工的。钴基合金有磨蚀性且高度加工硬化的。它们要求尖的且具有耐蚀性的刀具材料并且有低的走刀和速度。尽管铸铜合金很容易机加工,但因为锻铜的积屑瘤形成因而锻铜很难机加工。黄铜很容易机加工,特别是有添加的铅更容易。青铜比黄铜更难机加工。镁很容易机加工,镁既有很好的表面光洁性和长久的刀具寿命。然而,因为高的氧化速度和火种的危险(这种元素易燃) ,因此我们应该特别小心使用它。钳易拉长且加工硬化,因此它生成很差的表面光洁性。尖的刀具是很必要的。镍基合金加工硬化,具有磨蚀性,且在高温下非常坚硬。它的可机加工性和不锈钢相同。钽非常的加工硬化,具有可延性且柔软。它生成很差的表面光洁性且刀具磨损非常大。钛和它的合金导热性(的确,是所有金属中最低的),因此引起明显的温度升高和积屑瘤。它们是难机加工的。钨易脆,坚硬,且具有磨蚀性,因此尽管它的性能在高温下能大大提高,但它的机加工性仍很低。锆有很好的机加工性。然而,因为有爆炸和火种的危险性,它要求有一个冷却性质好的切削液。20.9.3 各种材料的机加工性石墨具有磨蚀性。它要求硬的、尖的,具有耐蚀性的刀具。塑性塑料通常有低的导热性,低的弹性模数和低的软化温度。因此,机加工热塑性塑料要求有正前角的刀具(以此降低切削力) ,还要求有大的后角,小的切削和走刀深的,相对高的速度和工件的正确支承。刀具应该很尖。切削区的外部冷却也许很必要,以此来防止切屑变的有黏性且粘在刀具上。有了空气流,汽雾或水溶性油,通常就能实现冷却。在机加工时,残余应力也许能生成并发展。为了解除这些力,已机加工的部分要在 (C1608)的温度范围内冷却一段时间,然而慢慢地无变化地冷却到室F3157温。热固性塑料易脆,并且在切削时对热梯度很敏感。它的机加工性和热塑性塑料的相同。因为纤维的存在,加强塑料具有磨蚀性,且很难机加工。纤维的撕裂、拉出和边界分层是非常严重的问题。它们能导致构成要素的承载能力大大下降。而且,这些材料的机加工要求对加工残片仔细切除,以此来避免接触和吸进纤维。随着纳米陶瓷(见 8.2.5 节)的发展和适当的参数处理的选择,例如塑性切削(见 22.4.2 节) ,陶瓷器的可机加工性已大大地提高了。金属基复合材料和陶瓷基复合材料很能机加工,它们依赖于单独的成分的特性,比如说增强纤维或金属须和基体材料。20.9.4 热辅助加工在室温下很难机加工的金属和合金在高温下能更容易地机加工。在热辅助加工时(高温切削) ,热源一个火把,感应线圈,高能束流(例如雷射或电子束) ,或等离子弧被集中在切削刀具前的一块区域内。好处是:(a)低的切削力。 (b)增加的刀具寿命。 (c)便宜的切削刀具材料的使用。 (d)更高的材料切除率。 (e)减少振动。也许很难在工件内加热和保持一个不变的温度分布。而且,工件的最初微观结构也许被高温影响,且这种影响是相当有害的。尽管实验在进行中,以此来机加工陶瓷器如氮化矽,但高温切削仍大多数应用在高强度金属和高温度合金的车削中。小结通常,零件的可机加工性能是根据以下因素来定义的:表面粗糙度,刀具的寿命,切削力和功率的需求以及切屑的控制。材料的可机加工性能不仅取决于起内在特性和微观结构,而且也依赖于工艺参数的适当选择与控制。
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