目前在金属切削加工中,刀具本身在综合加工成本中占相当大的比例[1]。为了降低加工成本、提高生产效率,设计一种控制刀具几何角度修磨实验台显得尤为重要。在数控技术快速发展的背景下,人工磨削加工在刀具性能、产能效率和生产成本上都无法达到标准[2-3],且设备的不匹配导致相关专业技术人员的培养越发艰难[4]。要解决这些问题,就要把加工过程中各部分紧密联系[5],将数控技术和刀具几何角度修磨技术相结合,用机械和电磁进行刀具磨削测量[6-7],解放人工,实现刀具几何角度测量与修磨的自动化作业。同时在相关专业技术培训中,让技术人员深刻理解实验台的工作原理、熟练掌握刀具测量修磨技术以及机电控制和数控技术。本文设计的刀具几何角度修磨综合实验台(简称实验台)主要包括XY轴传动机构、刀具角度修磨机构和刀具角度测量机构。由XY工作平台固定待磨刀具和轴向移动,配合刀具角度修磨机构对其几何角度进行修磨,最后通过刀具角度测量机构对修磨角度进行观察与校正,从而解决磨削加工中生产效率低、生产成本高的问题。
1 实验台总体设计
2 修磨工作台设计
3 XY工作平台结构设计
4 实验台总体装配设计
5 结语
实验台包括XY轴传动机构、刀具角度修磨机构和刀具角度测量机构。XY工作平台上设计了刀具固定夹具,可对待修磨的刀具进行装夹固定,并在伺服电机的带动下实现X、Y轴方向的进给运动。该实验台可对刀具进行多角度的修磨,再结合刀具角度测量仪,完成刀具设定角度的修磨。相较原有的人工修磨,其结构简单、稳定性强,可实现针对外圆车刀等刀具的多角度修磨,减少了人工成本,提高了修磨效率和修磨精度。
参考文献
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[2] 程开举.高速面铣刀设计及其系统的开发[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2005.
[3] 赵海洋.车齿加工过程分析及运动学仿真[D].西安:西安工业大学,2016.
[4] 杜新法.刀具几何角度测量与修磨教学实验系统的研究[D].武汉:华中科技大学,2007.
[5] 黄涛显.刀具几何角度及刀尖圆弧半径对切削颤振影响的研究[D].上海:华东理工大学,2017.
[6] 刘兰兰.泵类零件加工刀具切削性能评价方法研究[D].成都:西华大学,2013.
[7] 庞楠.细长轴外圆切削的刀具几何角度优化[D].长春:长春大学,2017.
万宏强 何少挥 赵纪卓 李浩南 西安工业大学机电工程学院 |