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环亚游戏官网地址自动车床凸轮设计教程_图文

更新时间:2020-03-30 02:09  

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  自动车床凸轮设计教程图文自动车床主要靠凸轮来控制加工过程能否设计出一套好的凸轮是体现自动车床师傅的技术高低的一个标准。凸轮设计计算的资料不多在此我将一些基本的凸轮计算方法送给大家。凸轮是由一组或多组螺旋线组成的这是一种端面螺旋线又称阿基米德螺线。其形成的主要原理是:由A点作等速旋转运动同时又使A点沿半径作等速移动形成了一条复合运动轨迹的端面螺线。这就是等速凸轮的曲线。凸轮的计算有几个专用名称:、上升曲线凸轮上升的起点到最高点的弧线称为上升曲线、下降曲线凸轮下降的最高点到最低点的弧线称为下降曲线、升角从凸轮的上升起点到最高点的角度即上升曲线的角度。我们定个代号为φ。、降角从凸轮的最高点到最低点的角度即下降曲线的角度。代号为φ。、升距凸轮上升曲线的最大半径与最小半径之差。我们给定代号为h单位是毫米。、降距凸轮下降曲线的最大半径与最小半径之差。代号为h。、导程即凸轮的曲线导程就是假定凸轮曲线的升角(或降角)为时凸轮的升距(或降距)。代号为L单位是毫米。、常数是凸轮计算的一个常数它是通过计算得来的。代号为K。凸轮的升角与降角是给定的数值根据加工零件尺寸计算得来的。凸轮的常数等于凸轮的升距除以凸轮的升角即K=hφ。由此得h,Kφ。凸轮的导程等于乘以常数即L,K。由此得L,hφ。举个例子:一个凸轮曲线的升距为毫米升角为求凸轮的曲线导程。(见下图)解:L,hφ=×,毫米升角(或降角)是的凸轮其升距(或降距)即等于导程。这只是一般的凸轮基本计算方法比较简单而自动车床上的凸轮有些比较简单有些则比较复杂。在实际运用中许多人只是靠经验来设计用手工制作不需要计算而要用机床加工凸轮特别是用数控机床加工凸轮却是需要先计算出凸轮的导程才能进行电脑程序设计。要设计凸轮有几点在开始前就要了解的在我们拿到产品图纸的时候,看好材料,根据材料大小和材质将这款产品的主轴转速先计算出来计算主轴转速公式是切削速度乘除以材料直径切削速度是根据材质得来的在购买材料时供应商提供单位是米分钟材料硬度越大,切削速度就越小,切的太快的话热量太大会导致材料变形,所以切削速度已知的切削速度乘就是把米分钟换算成毫米分钟,在除以材料直径就是主轴每分钟的转速了材料直径是每转的长度,切削速度是刀尖每分钟可以移动的距离主轴转速求出来了,就要将一个产品需要多少转可以做出来,这个转的圈数求出来主轴转速除以每个产品需要的圈数就是生产效率单位个分钟每款不同的产品,我们看到图纸的时候就先要将它的加工工艺给确定下来加工工艺其实就是加工方法,走芯机把刀具怎么安排,怎么加工,哪把刀具先做,按顺序将它安排,这样就是确定加工工艺确定加工工艺的时候有几点应该注意的地方一把相邻的刀具最好不安排在一前一后顺序加工,应该错开刀具安排,这样就容易避免刀具相撞二确定一条基准线,一般以切断刀的靠近中心架夹头的那个面为基准其余的把刀具在靠近基准面时留有一点距离后面会有例子三尽量不要安排把刀同时加工,以免互相干扰,出现不稳定情况当然也有些例外的,比如把倒角一起加工有时候是可以的四合理的安排刀具,在刀具够用的时候倒角可以用成型刀最好区分好行程和空行程的步骤行程就是刀具在加工的时候空行程则是刀具在未加工的时候我们在这开始讲空行程的角度计算方法:凸轮开关夹,夹头弹开的时候的角度是度,夹紧角度是度根据算得的生产效率来确定凸轮上升下降的空行程所要乘的比例系数当生产效率小于或者等于的时候,凸轮上升角度比例系数是比,也就是凸轮每上升毫米,角度为度凸轮下降角度比例系数是比,也就是凸轮每下降毫米,角度为度当生产效率小于等于大于的时候,凸轮上升角度比例系数是比,也就是凸轮每上升毫米,角度为度凸轮下降角度比例系数是比,也就是凸轮每下降毫米,角度为度当生产效率小于等于大于的时候,凸轮上升角度比例系数是比,也就是凸轮每上升毫米,角度为度凸轮下降角度比例系数是比,也就是凸轮每下降毫米,角度为度当生产效率大于的时候,凸轮上升角度比例系数是比,也就是凸轮每上升毫米,角度为度凸轮下降角度比例系数是比,也就是凸轮每下降毫米,角度为度生产效率实际指的就是凸轮轴每分钟转的圈数,而不是产品每分钟做的个数,因为产品简单的时候我们设计的时候甚至可以每圈做,个产品,可能更多空行程说清楚了也就是这两个要点凸轮空行程的凸轮上升下降角度可以根据第点全计算出来由于纵切自动车床一般都具有五个刀架和附件装置因此它的加工工艺范围比较广许多复杂的轴类零件也可以用这种机床一次加工完成。在纵切单轴自动车床上可以进行下列一些工作:车圆柱面、车倒角、车锥面、沉割加工、切断、车圆弧、打中心孔、钻孔、绞孔、镗孔、功内外螺纹、冲方孔等等其他工作。前面我们讲完了空行程的计算方法,这里讲行程的计算方法凸轮设计里面除了行程剩下的全是空行程在这也可以反过来用行程里面刀具加工的方法很多:左车外径右车外径成型刀倒角,圆弧,插槽等等切断()平面切断()圆弧切断()斜面切断()切断面往里面凹进去,也可以是产品后面打中心孔打中心孔(钩刀钩平底孔)根据凸轮和刀具配合移动走倒角,或者走圆弧沉割刀具清理外径根部圆角或者批锋钻孔功牙,套牙冲方孔(孔是正多边型的)自动车床以其无可替代的加工手段的优势正在为越来越多的厂家所青睐。而自动车床使用的凸轮的设计则成为使用此类机床的厂家所必须要掌握的一门技术。自动车床凸轮的设计即编写凸轮调整卡对于不了解其本来面貌的人来讲神秘、深奥当对它有了稍微粗浅了解的人又会觉得不过如此而已稍学即会。其实此项技术和其他任何门类的技术一样“会易精难”。依据机床说明书的提示来编写完成的凸轮设计调整卡不一定是好的设计作品。一个优秀的设计作品包括以下内容:一合理的工步编排。二合理的设定走刀量。三能得出较高的生产率。此外还应在制造凸轮、调整机床时易于操作。也可以这样说要想作出一件比较优秀的设计作品前提是能够深刻体味各个设计步骤的实质性的意义。只有这样才能做到你的设计作品与机床说明书中提示的方法相比较不只是形似而是神似甚至比其更优秀。考核一个设计作品的优劣最重要的标准是其最后得出的生产率的高低生产率的高低取决于工作角度总和的大小而工作角度总和的大小则取决于工步编排得是否合理。由此看来合理的编排工步在整个设计过程中具有着相当重要的作用。要想做好工步编排一是要有相当时间的工作经验的积累二是要有丰富的想象力这一点尤其重要。一、生产率的计算方法与作用作为投资人都希望在尽可能短的时间内得到尽可能高的效益作为生产过程的组织者都希望机床能生产数量和品种都尽可能多的产品以缓解交货期代来的时间压力作为操作工都希望机床能够优质高产以获得较高的收入。所以说希望优质高产是所有与机床有关联的人的共同愿望。那麽现在就分析一下下面的这个公式就可以知道机床的生产率究竟是怎样形成的了。N不难看出这是一个多元一次分式方程式。在这一公式里A=函括了整个设计过程的全部计算内容。Σn工Σa工×式中:A=生产率单位=件分N=主轴转数单位=转分n工=某切削工步工作时的主轴转数α工=某切削工步工作时占用的角度:希腊字母。表示在计算过程中某项数值的累计总和。首先介绍几个在设计中使用的专用名词:工步生产过程中每一个动作称做一个工步。切削时主轴转数完成某一切削工步时主轴转过的圈数。工作角度完成某一切削工步时所占用的角度。在“车”加工中无论使用的是哪种类型车床在切削前都要先确定:主轴转数。每次进刀多少毫米(进刀深度)。走刀时的速度(走刀量)。这就是平常所说的“切削三要素”。自动车加工时的主轴转数是由被加工材料的种类和直径决定的。例:切削直径毫米A棒料时(此钢种属低碳钢)根据说明书中切削速度表给出的数值是m分。即:×(×)(转)据此就可确定机床最接近此数值的主轴转数。准确的选择主轴转数是保持零件加工时工艺尺寸稳定的关键这一点往往容易被忽略。如果主轴转数过快直接影响刀具的使用寿命而主轴转数过慢又会因切削速度不够而造成加工的零件工艺尺寸不稳定、光洁度不高等等缺陷。其他类型的车床在加工零件时一般是一次加工一个零件每个部位可能会分若干次进刀当尺寸发生变化时可随时采取措施。自动车床就不同了它一经启动零件就会不断产出。主轴转数设定的准确与否直接影响的就是、生产效率。也可以这样讲当我们确定了所要生产的产品也就同时确定了主轴转数。综上所述我们在进行凸轮设计时可以把主轴转数N当作一个常量来设定无疑(Σn工Σα工)×是一个变量。N设:(Σn工Σα工)×=W。公式则可成为为:A=W根据数学的计算法则A的值与W的值成反比。只有W的值尽可能的小A的值才能尽可能的大。那么怎样才能使W即(Σn工Σα工)×的值尽可能的小呢,二、设计公式的分析与使用在一篇凸轮设计调整卡中工步编排得是否完美直接影响着(Σn工Σα工)×值的大小。也就是说(Σn工Σα工)×的值是编排完工步后计算的结果。前面提到作好工步编排既需要相应的工作经验更需要丰富的想象力。这一点充分体显在凸轮设计开始前对每把刀所要加工的部位的设定上。合理的使用每一把刀是使一件设计作品尽可能完美的前提。本文后面有几篇范例都是经工作实践检验证明是较为成功的作品读者可作为设计时的参考。下面只从计算的角度分析一下:怎样才能使(Σn工Σα工)×的值尽可能的小。环亚游戏官网地址Σn工公式:Σn工Σα工×=W即:×=WΣα工公式中Σn工累计切削工步主轴转数的总和。n工是完成某一切削工步时的主轴转数是根据公式n工=LS得来的。其中:L=刀具切削时的工作行程。(即实际加工尺寸加,的提前量)S=为被加工部位设定的走刀量其值的大小可根据工艺要求的尺寸精度参照说明书中给的参数设定就行了。Σα工累计切削工步所用角度的总和。α工是完成某一切削工步所占用的角度。是根据公式:α工=(,Σα空)Σn工×n工得来的。其中Σα空=累计空行程角度总和(所有不切削的动作都称为空行程)。毫无疑问公式中的是个常量。所以只需让Σn工Σα工的比值尽可能的小就可以了。数学法则告诉我们在Σn工Σα工中Σn工值尽可能的小或Σα工值尽可能的大都能够使公式的比值尽可能的小。也就是说一、计算每一个n工值时设定走刀量S要合理不能精度过剩(S值过小)二、计算每一个α空值时空行程动作要尽可能重合。这两点做好了目的也就达到了。前文提到的公式:n工=LS向我们表达了什么信息呢,它表达的是:n工是当完成某一切削动作时主轴转过的圈数。例:切断Φ棒料。(切断刀宽=mm)(刀具距棒料的提前量=)L==S=n工==(转)例:车外径走刀行程为。(刀具距棒料的提前量=)L==S=n工==(转)这里S=、S=分别是这两个动作的走刀量也就是主轴每转一圈刀具移动的距离。把所有完成切削动作时的主轴转数相加就是Σn工。(切削工步总和)。本文至此凡是涉及到设计编写凸轮调整卡时使用公式及其含义都做了简略的介绍。即:无论是纵切自动车还是横切自动车设计过程都是相同的所要遵循的动作编排原则是相同的(工作行程不能重合)应用的各种技术参数也是相同的。三、工作步骤是怎样编排的凸轮设计调整卡是体现设计者的设计思路的一种文件它又是凸轮制造、机床调整、凸轮磨损后的修复的唯一依据。在许多公司或生产单位设计、制造、使用分别在不同的部门所以说设计者要想把自己的设计思路准确、完整的表达出来编写凸轮设计调整卡时必须要严格遵循此文件所特定的格式调整卡所涉及到的内容一定要无一疏漏。凸轮设计调整卡所包括的内容有:填写所要加工的零件名称并画出零件的加工工艺图设定各号刀的加工部位并画出排刀图根据要加工的零件所需的棒料材质及其直径计算出主轴转数根据每个加工部位的精度要求设定走刀量及杠杆比。按照设定的加工动作的顺序编写出每一动作的工步。(一)填写所要加工的零件名称并画出零件的工艺图:因为所要加工的零件的几何形状的原因往往需要多道工序加工来完成。这就产生了若干种根据各工序的加工内容而绘制的工艺图。许多人可能不很了解零件的工艺图和正式的零件图之间有那些区别它们之间的区别在于零件图要准确完整的画出零件本身的全貌所有的数据包括形状公差和位置公差都要表述清楚。而工艺图只需把本工序最后要完成的结果画出并标上相关数据就可以了。(二)设定各号刀的加工部位并画出各号刀的几何形状及排刀图:设定各号刀的加工部位必须要了解各号刀架的加工特点。大多数型号的机床一号刀都具有刚性挡块机构均为弹性进给车削外径时可保证很高的精度但一般不能作横进切削动作。其它各号刀可用来进行切槽、成型、切断等动作切断刀的宽度根据被加工材料的种类和直径以及经验来决定。切断刀宽度表(毫米)(参考)ФФФФФФФФФФФФФ钢铜(三)根据要加工的零件所需的棒料材质及其直径计算出主轴转数:前文已经介绍自动车加工时的主轴转数是由被加工材料的种类和直径决定的。不同的材料种类和直径有着不同的切削速度从而也就计算出了不同的主轴转数。切削速度表(m分)(参考)材料合金钢高碳钢中碳钢低碳钢黄铜切削速度,,,,,(四)设定合理的走刀量及杠杆比:当我们所要生产的产品有若干个部位需要加工时根据每个部位尺寸不同的精度要求设定不同的走刀量。在这里需要强调的是走刀量设定的是否合理会直接决定着生产率的高低。当走刀量设定过大时会出现尺寸精度不稳定且变化毫无规律甚至会造成刀具经常的损坏当走刀量设定过小时又会造成生产率无实际意义的偏低浪费生产工时。所以说根据每个部位尺寸不同的精度要求能否恰当的设定走刀量是考核一篇设计作品完美程度的重要依据之一。根据每个部位尺寸不同的精度要求设定恰当的走刀量除了要参照表中列出的数值还要在实际工作中积累经验不断修正以求完美。走刀量表(mm转)(参考)高碳钢中碳钢低碳钢黄铜纵向切削粗精切断、切槽粗精钻孔直径,自动车床计算公式国际标准一、挤牙丝攻内孔径计算公式:公式:牙外径,×牙距例:公式:M×,,(×),mmM×,,(×),mm例:公式:M×,,(),mmM×,,(),mm二、一般英制丝攻之换算公式:英寸=mm(代码)例:()×,(牙径),(牙距)则换算成公制牙应为:M×例:()×,(牙径),(牙距)则换算成公制牙应为:M×三、一般英制牙换算成公制牙的公式:分子分母×,牙外径(同上)例:()×,(牙外径),(公制牙距)则换算成公制牙应为:M×四、美制牙换算公制牙公式:例:()代码×,×,(牙外径),(牙距)那么换算成公制牙应为:M×、孔内径计算公式:牙外径,×牙距则应为:M,×,那么他内孔径应为、挤压丝攻内孔算法:下孔径简易计算公式:牙外径,(牙距×)代码,下孔径例:M×M,(×),(最大下孔径)M,(×),(最小)例:切削丝攻下孔内径简易计算公式:M,(×),(最大)M,(×),(最小)M,(牙距×)代码,下孔径例:M×,,,,五、压牙外径计算简易公式:(直径,××牙距(需通规通止规止)例:M×,,××,(外径)例:M×,,××,(外径)六、公制牙滚造径计算公式:(饱牙计算)例:M×,,×,(车削前外径)例:M×,,×,(车削前外径)七、压花外径深度(外径)外径×花齿距,压花前外径例:×(花距),压花深度应为八、多边形材料之对角换算公式:(四角形:对边径×,对角径(五角形:对边径×,对角径(六角形:对边直径×,对角直径公式:(四角:对边径,对角径(六角:对边径,对角径九、刀具厚度(切刀):材料外径参考值十、锥度的计算公式:公式:(大头直径,小头直径)(×锥度的总长),度数等于查三角函数值公式:简易(大头直径,小头直径)总长,度数前言自动机床上有一种特别的轴叫凸轮轴,由安装在凸轮轴上的凸轮实现自动化凸轮的运动决定加工顺序、加工时间、工具的进刀、停止等,是不借助人力进行一系列加工的这样,在自动机床上凸轮发挥的作用就非常大了,凸轮设计的精确极大地影响作业效率和产品的品质尤其工程顺序,主轴旋转数,进刀量三要素成为凸轮设计的根本,给作业效率、产品品质带来直接地很大地影响为了决定这些,必须充分地研究产品的形状、精度材质等条件并且,该公司使用的自动机床一般是被叫作走心型自动机床此文本凸轮设计需要的机械数据是以T为基准作成的目录一般说明凸轮的种类不切削运转切削运转尺寸调整设计书的作成凸轮设计的实例(附表)凸轮设计符号一览表一般说明切削原理走心型万能自动机床,刀具仅在半径方向运转,材料一边旋转一边和主轴台共同向轴方向运转两个组合在一起运转,可以加工成各种各样的形状以下是各种加工方式:由刀具的移动切削(主轴台不动)如图由主轴台的运转切削(刀具不动)如图刀具和主轴台组合运动切削。如图图图图刀具台和主轴台,由各自的凸轮控制运转,通常,凸轮旋转一回就作成一个产品,因此凸轮的设计,计算刀具和主轴的正确运转及其绕主轴旋转的正确分布两个作业要大致地区分开来运转的种类刀具台和主轴台的旋转,包含以下几个意义()不切削运转非生产角刀具一点也不接触工作物的运转刀具和主轴台从最初的作业位置向其他作业位置移动运转,主轴台为进刀作业前进后退运转弹簧的开闭伴随着此运转这些运转和必要时间由机械的重要项目来决定不切削运转为了提高生产率,必须尽可能快速运转提速,把加工时间缩小到最小限度()切削运转生产角是由一个或两个以上的刀具进行加工的运转这跟工作物的材质,精加工精度,切削面粗糙度,使用刀具的材质等有直接联系主轴台的运转HS凸轮主轴台的前进是从板凸轮主轴推动进行,后退由一根弹簧进行对于主轴台的运转,凸轮的设计可以从到的任意值来设定为了减少不切削运转的时间,选择更好,但是短的产品和要求特别高精度的部品则选定或者高级精密的设计根据产品选的多该公司通常使用刀具台的运转()刀番号标准刀具台有个如图称为号刀具台,号刀具台()天平刀架号刀具台和号刀具台安装在摆动杆上此刀具的运转是凸轮运转高度的,构造方面也比其他刀具台好,所以主要用于精度较高的重要部分的精加工切削并且凸轮的上升有使号刀具台前进切入,同时使号刀具台后退的作用凸轮的下降有与其相反的效果因此除了主轴台以及号刀具台的其他所有的刀具台随凸轮上升而前进,(随凸轮)下降而后退但是,只有号刀具台与此相反,号刀具台前进凸轮下降,号刀具台后退凸轮上升这是在凸轮设计中必须要注意的事项()VT刀架刀具台,,号刀具台能够由各自的凸轮单独前进、后退运转这些VT刀架刀具台主要用于粗加工,倒角,突切等作业,必要的话也可以用于精加工切削号刀具台的杆比为(刀具和凸轮的运转相同),,号刀具台则变成(刀具的运转是凸轮运转的),根据情况调整杆比稍微变更也是可以的附件的杆比,除了特别的部品外一般为主轴台HS:,:天平刀架NO。:天平刀架NO。:VT刀架NO。:VT刀架NO。:VT刀架NO。:原材料的选择为了高效率地使用自动机床,原材料的选定是极为重要的原材料的好坏支配着产品的精度、加工秒时、用具的寿命自动机床部品的量产中必须首先研究加工部品的被削性和原材料精度为了保持良好的产品精度,原材料精度最好按下表的基准来选定材料径为~,根据制造商不同而不同该公司材料径精度为制品类别材料胫,,,精密部品,,,一般部品,,,凸轮的种类凸轮的安装位置()使用个同种凸轮时,从靠近蜗轮开始分(如H,H)()(图)的附件凸轮为一例,使用其他附件的情况,当然由不同的凸轮来变更()板凸轮的划线以轴承为界,左边的凸轮在左边描,右边的凸轮在右边描()在靠近中央部凸轮上安装装卸用的槽(打开)()凸轮的材质富有耐磨耗性,使用特殊高级铸铁以及浸硫窒化处理并且也进行SUj和淬火等试验凸轮的形状和尺寸限定为以下种类,轴用(YWBB)的环形凸轮仅一个特别形状如图KF板凸轮空白处不打开加工KR环凸轮切割使用一部分KB碗凸轮板凸轮环凸轮碗凸轮凸轮的划线为了刀具按照计算正确地旋转,凸轮的划线必须依照图的表为此预备凸轮划线装置作为特殊附属品并且附件的横向运转用凸轮和前进后退用环形凸轮等不需要精确运转的,不用圆弧直线划线更好如图设计凸轮时,想刀具台在停止位置为水平的话,以mm为天平刀架凸轮的平均径并且对于比较短的轴方向精度严格的产品,主轴凸轮的平均径选mm左右更好(参照的第项)不切削运转凸轮上升为了提高生产量,不切削凸轮的伸出最好尽可能快速倾斜,缩小角度α另一方面,为了减少向上压力的损失,必须缓慢倾斜减小角度β。如图这个思考方法虽然互相矛盾,但在实际的凸轮设计中,最小角度α在表~表中。并且,以直接形状表现了所要的凸轮上升的样板在图~图中显示例生产量个分(凸轮轴rpm)让主轴台迅速前进mm,但杠杆比例为,凸轮以mm为半径主轴台前进mm凸轮要上升mm,所以如表要求角度为并且使用样板(图)来描的话,同样要求角度为规定这个是以等速曲线连接,但实际上依照样板或者以此相近的圆弧更好凸轮的下降凸轮在下降的时候,常用弹簧向凸轮面压因此为了减少下降所需要的时间,超过界限角度缩小α的话,顶尖就不依照凸轮面落下这在凸轮旋转速度快,顶尖的下降运动赶不上凸轮的情况下也是一样的此限界角度大体以顶尖的角度θ决定,但要尽量避免为限界角度,顶尖和凸轮面之间要预先留,的空余如图表,表中显示了α角的数值b自动车床走芯机凸轮设计(一)自动车床以其无可替代的加工手段的优势正在为越来越多的厂家所青睐。而自动车床使用的凸轮的设计则成为使用此类机床的厂家所必须要掌握的一门技术。自动车床凸轮的设计即编写凸轮调整卡对于不了解其本来面貌的人来讲神秘、深奥当对它有了稍微粗浅了解的人又会觉得不过如此而已稍学即会。其实此项技术和其他任何门类的技术一样“会易精难”。依据机床说明书的提示来编写完成的凸轮设计调整卡不一定是好的设计作品。一个优秀的设计作品包括以下内容:一合理的工步编排。二合理的设定走刀量。三能得出较高的生产率。此外还应在制造凸轮、调整机床时易于操作。也可以这样说要想作出一件比较优秀的设计作品前提是能够深刻体味各个设计步骤的实质性的意义。只有这样才能做到你的设计作品与机床说明书中提示的方法相比较不只是形似而是神似甚至比其更优秀。考核一个设计作品的优劣最重要的标准是其最后得出的生产率的高低生产率的高低取决于工作角度总和的大小而工作角度总和的大小则取决于工步编排得是否合理。由此看来合理的编排工步在整个设计过程中具有着相当重要的作用。要想做好工步编排一是要有相当时间的工作经验的积累二是要有丰富的想象力这一点尤其重要。一、生产率是怎样计算的作为投资人都希望在尽可能短的时间内得到尽可能高的效益作为生产过程的组织者都希望机床能生产数量和品种都尽可能多的产品以缓解交货期代来的时间压力作为操作工都希望机床能够优质高产以获得较高的收入。所以说希望优质高产是所有与机床有关联的人的共同愿望。那麽现在就分析一下下面的这个公式就可以知道机床的生产率究竟是怎样形成的了。N不难看出这是一个多元一次分式方程式。在这一公式里A=函括了整个设计过程的全部计算内容。Σn工Σa工×式中:A=生产率单位=件分N=主轴转数单位=转分n工=某切削工步工作时的主轴转数α工=某切削工步工作时占用的角度:希腊字母。表示在计算过程中某项数值的累计总和。首先介绍几个在设计中使用的专用名词:工步生产过程中每一个动作称做一个工步。切削时主轴转数完成某一切削工步时主轴转过的圈数。工作角度完成某一切削工步时所占用的角度。在“车”加工中无论使用的是哪种类型车床在切削前都要先确定:主轴转数。每次进刀多少毫米(进刀深度)。走刀时的速度(走刀量)。这就是平常所说的“切削三要素”。自动车加工时的主轴转数是由被加工材料的种类和直径决定的。例:切削直径毫米A棒料时(此钢种属低碳钢)根据说明书中切削速度表给出的数值是m分。即:×(×)(转)据此就可确定机床最接近此数值的主轴转数。准确的选择主轴转数是保持零件加工时工艺尺寸稳定的关键这一点往往容易被忽略。如果主轴转数过快直接影响刀具的使用寿命而主轴转数过慢又会因切削速度不够而造成加工的零件工艺尺寸不稳定、光洁度不高等等缺陷。其他类型的车床在加工零件时一般是一次加工一个零件每个部位可能会分若干次进刀当尺寸发生变化时可随时采取措施。自动车床就不同了它一经启动零件就会不断产出。主轴转数设定的准确与否直接影响的就是、生产效率。也可以这样讲当我们确定了所要生产的产品也就同时确定了主轴转数。综上所述我们在进行凸轮设计时可以把主轴转数N当作一个常量来设定无疑(Σn工Σα工)×是一个变量。N设:(Σn工Σα工)×=W。公式则可成为为:A=W根据数学的计算法则A的值与W的值成反比。只有W的值尽可能的小A的值才能尽可能的大。那么怎样才能使W即(Σn工Σα工)×的值尽可能的小呢,二、设计公式的分析在一篇凸轮设计调整卡中工步编排得是否完美直接影响着(Σn工Σα工)×值的大小。也就是说(Σn工Σα工)×的值是编排完工步后计算的结果。前面提到作好工步编排既需要相应的工作经验更需要丰富的想象力。这一点充分体显在凸轮设计开始前对每把刀所要加工的部位的设定上。合理的使用每一把刀是使一件设计作品尽可能完美的前提。本文后面有几篇范例都是经工作实践检验证明是较为成功的作品读者可作为设计时的参考。下面只从计算的角度分析一下:怎样才能使(Σn工Σα工)×的值尽可能的小。Σn工公式:Σn工Σα工×=W即:×=WΣα工公式中Σn工累计切削工步主轴转数的总和。n工是完成某一切削工步时的主轴转数是根据公式n工=LS得来的。其中:L=刀具切削时的工作行程。(即实际加工尺寸加,的提前量)S=为被加工部位设定的走刀量其值的大小可根据工艺要求的尺寸精度参照说明书中给的参数设定就行了。Σα工累计切削工步所用角度的总和。α工是完成某一切削工步所占用的角度。是根据公式:α工=(,Σα空)Σn工×n工得来的。其中Σα空=累计空行程角度总和(所有不切削的动作都称为空行程)。毫无疑问公式中的是个常量。所以只需让Σn工Σα工的比值尽可能的小就可以了。数学法则告诉我们在Σn工Σα工中Σn工值尽可能的小或Σα工值尽可能的大都能够使公式的比值尽可能的小。也就是说一、计算每一个n工值时设定走刀量S要合理不能精度过剩(S值过小)二、计算每一个α空值时空行程动作要尽可能重合。这两点做好了目的也就达到了。前文提到的公式:n工=LS向我们表达了什么信息呢,它表达的是:n工是当完成某一切削动作时主轴转过的圈数。例:切断Φ棒料。(切断刀宽=mm)(刀具距棒料的提前量=)L==S=n工==(转)例:车外径走刀行程为。(刀具距棒料的提前量=)L==S=n工==(转)这里S=、S=分别是这两个动作的走刀量也就是主轴每转一圈刀具移动的距离。把所有完成切削动作时的主轴转数相加就是Σn工。(切削工步总和)。本文至此凡是涉及到设计编写凸轮调整卡时使用公式及其含义都做了简略的介绍。即:无论是纵切自动车还是横切自动车设计过程都是相同的所要遵循的动作编排原则是相同的(工作行程不能重合)应用的各种技术参数也是相同的。三、工步是这样编排的凸轮设计调整卡是体现设计者的设计思路的一种文件它又是凸轮制造、机床调整、凸轮磨损后的修复的唯一依据。在许多公司或生产单位设计、制造、使用分别在不同的部门所以说设计者要想把自己的设计思路准确、完整的表达出来编写凸轮设计调整卡时必须要严格遵循此文件所特定的格式调整卡所涉及到的内容一定要无一疏漏。凸轮设计调整卡所包括的内容有:填写所要加工的零件名称并画出零件的加工工艺图设定各号刀的加工部位并画出排刀图根据要加工的零件所需的棒料材质及其直径计算出主轴转数根据每个加工部位的精度要求设定走刀量及杠杆比。按照设定的加工动作的顺序编写出每一动作的工步。(一)填写所要加工的零件名称并画出零件的工艺图:因为所要加工的零件的几何形状的原因往往需要多道工序加工来完成。这就产生了若干种根据各工序的加工内容而绘制的工艺图。许多人可能不很了解零件的工艺图和正式的零件图之间有那些区别它们之间的区别在于零件图要准确完整的画出零件本身的全貌所有的数据包括形状公差和位置公差都要表述清楚。而工艺图只需把本工序最后要完成的结果画出并标上相关数据就可以了。(二)设定各号刀的加工部位并画出各号刀的几何形状及排刀图:设定各号刀的加工部位必须要了解各号刀架的加工特点。大多数型号的机床一号刀都具有刚性挡块机构均为弹性进给车削外径时可保证很高的精度但一般不能作横进切削动作。其它各号刀可用来进行切槽、成型、切断等动作切断刀的宽度根据被加工材料的种类和直径以及经验来决定。切断刀宽度表(毫米)(参考)ФФФФФФФФФФФФФ钢铜(三)根据要加工的零件所需的棒料材质及其直径计算出主轴转数:前文已经介绍自动车加工时的主轴转数是由被加工材料的种类和直径决定的。不同的材料种类和直径有着不同的切削速度从而也就计算出了不同的主轴转数。切削速度表(m分)(参考)材料合金钢高碳钢中碳钢低碳钢黄铜切削速度,,,,,(四)设定合理的走刀量及杠杆比:当我们所要生产的产品有若干个部位需要加工时根据每个部位尺寸不同的精度要求设定不同的走刀量。在这里需要强调的是走刀量设定的是否合理会直接决定着生产率的高低。当走刀量设定过大时会出现尺寸精度不稳定且变化毫无规律甚至会造成刀具经常的损坏当走刀量设定过小时又会造成生产率无实际意义的偏低浪费生产工时。所以说根据每个部位尺寸不同的精度要求能否恰当的设定走刀量是考核一篇设计作品完美程度的重要依据之一。根据每个部位尺寸不同的精度要求设定恰当的走刀量除了要参照表中列出的数值还要在实际工作中积累经验不断修正以求完美。走刀量表(mm转)(参考)高碳钢中碳钢低碳钢黄铜粗纵向切削精粗切断、切槽精钻孔直径,,(五)按照已设定的动作顺序编排工步:合理的编排工步在整个设计过程中具有着相当重要的作用。编排工步是把在完成一件产品的全过程中的每一个动作无论是工作动作还是非工作动作都要按照动作顺序编号并且要完整、明确的表述出来每一个动作称之为一个工步。我们知道分配轴每转动生产一件产品编排工步的目的就是为了让每一个动作在里都能占有合理的角度区域。这就要求做到不要忽略每一个动作即使是可以重合的动作也要编入动作顺序对每个工步的表述要准确简捷设定一个动作的结束作为点(一般以夹头加紧为同时也是生产上一个产品的)每一个工作动作完成后都要安排的停持工步以消除由于凸轮制造、安装、磨损等原因造成的误差。前文提到工步编排得是否合理决定着一篇设计作品的完美程度特别是对于一个初学者来说设定的每一个动作采用或计算出的每一个数据都要做到反复推敲再三斟酌。四、解读凸轮设计调整卡下面向读者介绍三篇较为简单的凸轮设计调整卡演示编写凸轮设计调整卡的全程:一CG、NG机型实例:材料:A未注倒角:C图一当我们要为加工这一产品(图一)设计编写凸轮调整卡时首先要仔细观察图形的特征一是确定它的加工方向即从哪一端开始切削最为合理二是设定每把刀所要加工的位置并画出排刀图。(图二)已知此件Ф一端是与某零件铆接配合使用所以应从Ф一端开始切削把Ф长度完成后切断。(一)设定各号刀加工位置:N加工前端的Ф、Ф轴颈N二号刀加工后端的Ф、Ф轴颈N车轴颈Ф的倒角N切断N加工两个槽图二(二)设定杠杆比并根据机床的设计参数计算各空行程(不切削工步)角度杠杆比(i):主轴箱:天平刀架:三号刀架):四、五号刀架:注:天平刀架的杠杆比是固定的主轴箱和各号刀架的杠杆比可根据加工件的长度和精度的要求来设定。长度较短()或精度要求高的(公差以下)应选择较大的杠杆比如:或:以保证工艺要求反之应选择:的杠杆比这样可少占用空行程角度。公式:H=Li式中:H=凸轮的升降值i=杠杆的值根据机床的设计参数计算各空行程(不切削工步)角度因机床的型号不同设计参数也会不同本例机床型号是CG主轴箱或各号刀架每向前移动为每后退为。(三)编排工步计算刀具行程:(单位:毫米)四号刀退回–=注:是凸轮的最大半径是凸轮的最小半径是刀具移动的距离。一号刀送进(–)=注:是一号刀切削外圆时为了避免在空行程时切入工件刀架的顶销与凸轮的间隙是刀尖距棒料的距离。主轴箱送车Ф=注:是为保证长度尺寸不因凸轮磨损发生变化在主轴箱送进杠杆顶销与凸轮最小半径之间预留的间隙。停持注:为了保证工件表面的完整和补偿凸轮在制造、调整中出现的角度误差故在每一切削工步完成后应增加停持工步停持角度一般取。三号刀送至Ф,,=倒角切入停持三号刀退回=一号刀退(,)=主轴箱送车Ф停持一号刀退回,=主轴箱送进,,,,,,=五号刀送至Ф,,=前槽切入(,)=停持五号刀退注:退至棒料以外即可。主轴箱送进,=后槽切入(,)=停持五号刀退回=主轴箱送进二号刀送进二号刀Ф切入(,)=停持主轴箱送车Ф停持二号刀Ф切入(,)=停持主轴箱送车Ф=注:是切断刀的宽停持二号刀退回四号刀送进,,=切断=注:切断刀贴着棒料一侧的部分要进到中心或略超过中心。停持松夹头主轴箱退回=紧夹头(四)设定各空行程工步的本工步角度和计算角度求出计算空行程角度总和Σa工:注:本工步角度是实际使用的角度计算角度是本工步角度减去可重合部分后的角度。各空行程工步角度:另:次停持角度=减去空行程工步中的可重合部分:工步、一号刀送进完全重合在四号刀退回的角度里四号刀退出棒料后主轴箱即可送进不可重合部分约,。工步三号刀送进大部分重合在前面的工步里不可重合部分约。工步、只计算一号刀退回的角度。工步全部重合可不作累计。工步不可重合部分约占三分之一即不可重合部分约。工步全部重合可不作累计。工步全部重合可不作累计。Σα工=()==(五)按走刀量表为各切削工步设定走刀量计算该工步主轴转数:一号刀车Ф、Ф二号刀切入Ф、Ф纵车Ф、Ф三号刀车前倒角四号刀切断五号刀车两个槽已知工作工步主轴转数公式:n工=LS代入:n工=n工=n工=、n工===n工=n工=n工=n工=====n工==Σn工==公式:α工=Σα工Σn工×n工其中:Σα工Σn工注:先求出在切削过程中主轴每转一圈分配轴转动多少度然后就可得出当n工转时分配轴转动多少度了。代入公式:α工=×α工=×α工=×α工=×=α工=×=α工=×α工=×α工=×α工=×α工=×求出总和:=(六)计算主轴转数及机床生产率:已知:棒料的直径是Ф材料为A。根据切削速度表可得出:×(×)(转)注:这里的计算结果只是理论数值实际操作时采用本机床最接近的转数就可以。已知公式:NA=Σn工Σa工×代入:A==×每分钟生产件产品。把以上内容填入凸轮调整卡表。见下页。

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