铝水抬包清理机床刀具切削运动分析.pdf

第 5 期 总第 1 5 6 期 2 0 0 9年 1 0月 机 械 工 程 与自 动 化 ME CHANI CAL ENGI NEERI NG AUT0M AT1 0N No． 5 0c t ． 文 章 编 号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 0 9 0 5 0 0 9 2 0 3 铝水抬包清理机床刀具切 削运动分析 陶柯 ，于事权 沈 阳工业大学 机械工程学院，辽 -7 沈 阳 1 1 0 0 2 3 摘 要为了使铝水抬包 的铝渣清理更加可靠 、简便 ， 运用金属切削加工 的原理 ， 对洗刀盘的个数 、 倾角进行 了 详细的分析研究 ， 提出了适于专用铝水抬包清理机床的行星运动 、 切削倾角、 铣 刀盘空问立体布置形式等 。 并 根据实际预加工 的铝水抬包的尺寸规格给 出了具 体的解决方案 ，防止了刀盘表面与抬包表面的干涉 、挤压 。 关键词 铝水抬包 ；刀具 ；铣 刀盘；机床 中图分类号T G5 0 6 文献标识码 ；A 0 引 言 现有铝水抬包清理机床的加工方式有两种①抬 包固定不动，采用一把大十字刀绕中心轴回转，且作 轴向进给完成切削；②小盘状铣刀作切削旋转运动及 径向移动，包体作回转运动。前者消耗功率大，刀体 受力 不均匀 ，易打刀 ；后者 清理效率 不高 ，且运动 和 结构复杂。开发一种机构简单、运行可靠、操作简便 的抬 包清理设 备 ，对 铝厂实 现清理抬 包机械 化 、减 轻 工人劳动强度、提高生产效率具有现实意义_ 1 ] 。 1 刀盘个数 的确定 铝水抬 包清理机 床采用 3个刀 盘作行 星运动 ，既 可解决两刀盘对称布置的漏切问题 ，又可解决非对称 布置的受力不均匀问题 。在刀盘的具体布置中采用双 大刀盘轴对 称布置 ，进行抬 包侧壁 铣削 ；在旋转 中心 偏 心布置一 把小刀盘 用于切 削抬包底 部及 心部位 置的 铝渣 。刀盘 的布置见 图 1 。 图 1刀盘的布置 2铣刀盘倾 角的研 究 2 ． 1 铣 刀盘要 倾斜 的原 因 盘 当刀 盘切削 到包体 底部时 ，整个 刀盘平 面与被加 工表面平行 。加工中，在刀盘旋转切削的同时包体底 部向前作进给运动，这样便产生刀盘底部与包体底部 整体接触 ，切削效果不佳，也使刀盘表面与包体底部 产生挤压现象。故刀盘与被加工表面之间需要倾斜一 个 小角度 ，这样 有利 于消除 干涉现象 。 切 削系统在 回转 端面上 布置 了 3个铣 刀盘 ，其 中 的 2个大 铣刀盘 对称 布置 ，倾 角相 同 ，而小 铣刀盘偏 心布置 ，倾角独立。在切削包体底部时 ，应保证 3个 刀盘能够同时进行切削。在切削系统 中建立整体坐标 系 ，在 3个刀 盘上建 立局部 坐标 系 ，见 图 2 。 图 2中，坐标系 Ox y z是机床回转中心所在的坐 标 系 ； 0 Y 是 大刀 盘 1 所在 的坐标 系 ，它是 z平 面沿 Y轴正 方 向移动距 离 厶 ， 且绕 Y轴顺 时针旋 转角 后 得 到 的坐 标 系 ；0 Py 是 大 刀盘 2所 在 的坐 标 系 ， 它是 -z 平 面沿 Y轴负方 向移 动距离 厶 ， 且绕 Y轴 逆时 针旋转 角 后 得到 的坐标系 ； 坐标 系 0 Y 与 小刀 盘 固联 ， 它 是 O x y z坐标 系 中的 平 面沿 轴正 方向移动距离 L ，且绕 轴顺时针旋转角 后得到的 坐标系。 、 、L 。 分别为 3 个刀盘中心到机床回转 中心 的距离 。应用矩 阵及 坐标 变换方法 ，可 以求得上 述各 坐标 系 之间 的变换关 系 。 2 ． 2 被加 工表 面螺旋 升 角 的确 定 在包体的清理过程中， 刀盘作行星运动对其进行切 削， 刀盘进给方式与传统的直线运动进给不同， 为旋转 进给，其切削曲线呈螺旋状，刀具行走轨迹见图 3 。 由图 3中可 以看 出 ，本设计 采取 的是螺旋 式连续 进给 。 切 削过程 中， 在 工件进 给速度 一定 的条件下 ， 回 收稿 日期 2 0 0 9 0 1 一 O 4 ；修 回 日期 2 0 0 9 0 4 2 3 作者简介 陶柯 t l 9 5 8 一 ， 男 ． 辽宁沈 阳人 ． 副教授 ， 硕士 ， 研究方 向为机械结构优化设计。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9 4 机 械 工 程 与自 动 化 2 0 0 9年第 5 期 本方案设计具有以下特点 ①采用 3把铣刀盘， 可 解决 2刀盘对称布置的漏切问题 ，又可解决非对称布 置的受力不均匀问题 ；②3 把铣刀盘采用空间立体布 置的形式 ， 2把大铣刀盘圆周对称布置， 绕铣床旋转中 心作行星运动，既有 自转 ，又有公转；③铣刀盘倾斜 一 定角度 ，防止了刀盘底部与包体底部整体接触，避 免了刀盘表面与包体底部产生挤压现象 ，这样有利于 消除干涉现 象 。 参考文献 [ 1 ] 刘静安． 铝材在 交通运 输工业 中的开发 与应用 [ J ] ． 四川 有 色金属 ， 2 0 0 1 2 2 1 2 9 ． [ 2 ] 章伯垠 ． 浅析我 国铝 工业 发展 的若 干 问题 [ J ] ． 轻金 属 ， 1 9 9 5 4 4 7 ． [ 3 ] 王匀 ， 刘全坤． 铝 型材整体 壁板 挤压 的进展 和应力分析及 举措 E 3 ] ． 黑龙江科技学 院学报 ， 2 0 0 2 ， 1 5 1 3 6 3 8 ． [ 4 ] 赵云路 ， 刘静 安， 陈卫 民． 圆挤压 简改装成 扁挤压筒的试 验 研究 [ J ] ． 轻合金加工技术 ， 2 0 0 1 ， 2 9 6 2 4 2 6 ． [ 5 ] 王祝 堂， 董 云天 ， 王 立波 ． 提高挤 压铝材产量措 施[ J ] ． 轻 合金加 工技术 ， 1 9 9 9 ， 2 7 9 1 7 - 1 9 ． M o t i o n Ana l y s i s o f t he Cut t i ng To o l o f t he Cl e a ni n g M a c h i ne f o r Al u m i nu m La dl e TAO Ke，YU Shi q ua n S c h o o l o f M e c h a n i c a l En g i n e e r i n g，Sh e n ya n g Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y， S h e n y a n g 1 1 0 0 2 3，Ch i n a Ab s t r a c t I n o r de r t O c l e an t he a l u m i n um l a dl e mo r e r e l i a bl y a nd e a s i l y，t hi s pa p er s t u di e d t he mot i on of a c l e a ni ng mac hi ne ’c ut t e r s b a s e d o n me t a l c u t t i n g p r i n c i p l e ， a n d p r e s e n t e d t h e me t h o d t o d e t e r mi n e t h e n u mb e r a n d i n c l i n a t i o n o f t h e c u t t e r s ．Th e n i t g a v e a s ui t ab l e s ol ut i on a c c o r d i n g t O t he a c t u a l pr e pr oc e s s e d l a dl e s i z e s， a nd t h e i nt e r f e r en c e of t he c ut t e r he a d a nd t he l a dl e wa s pr e ve n t e d． Ke y wo r dsl a dl e；c ut t i ng t o o l ； e u t t e r h e ad； ma c h i n e t oo 1 ． 自 k 9 ． ■ } 生， j ● } ■ }， ● ． k j 夸 ， ■} j 坐 9 ■ }j ● f生 j k 坐． ■ j ， 9 ， 9 ■ } } ，g ■ } ● }， jk ，9 - } ， 9 ， ● }j ■ } 9 ‘ ，9 ■ } j ，9 ■ } j j 9 r ， r 譬 k ， 9 ■ }j ‘ } f I- 接第 9 1页 另外 ， 还要 提高灌 注料 的抗 破裂 能力 。 材料 的抗 破 裂 能力标志 着材料 抵抗 裂纹 扩展 的能力 ，由裂 纹扩 展 力来度量。 通常在环氧树脂中加入适量的橡胶柔性体 ， 在灌注料内形成亚微观的橡胶沉淀相，以分散应力。 填 料 加 八 量 图 4 热膨胀 系数与填料加入量 的关 系 4结论 高过 载测试 电路 的灌封 是 比较 关键 的环 节 ，在 固 化 成型过程 中产 生的 内应力 ，是造 成灌 封性 能劣化 的 主要 因素 。测试 电路经 过灌封 处理 后可 以大 幅衰减 在 高速碰撞中产生的冲击应力， 结合其他保护措施 ， 比如 泡沫铝 材料 和橡胶 缓 冲的应用 ，可 以大 幅地 吸收飞行 体在 高速碰 撞 中产 生 的能量 ， 有效 地保护 测试 电路 。 该 技术已经在弹丸侵彻硬 目标中成功地取得了 1 O万 GB 以上 的测试 数据 。 参考文献 [ 1 ] 卢子兴 ， 田常津 ， 韩铭宝 ， 等． 聚氨酯 泡沫塑料在应力波加 载下 的压缩力学性 能研究[ J ] ． 爆炸 与冲击 ， 1 9 9 5 ， 1 5 4 3 82 - 38 8 ． E 2 3 吴 晓莉 ， 张河． 高 冲击下 电子线 路灌 封材料的缓冲机理及 措 施研究[ j ] ． 包装工程 ， 2 0 0 4 ， 2 5 1 4 4 4 6 ． [ 3 ] 卢子兴 ， 赵 明洁． 泡沫塑料力学性 能研究进展 [ J ] ． 力学与 实 践 ， 1 9 9 8 ， 2 0 2 1 - 9 ． E 4 ] 哈恩华 ， 寇开 昌， 陈立新． 环氧灌封材料 的研究进展E J ] ． 化 工进展 ， 2 0 0 3 ， 2 2 1 0 1 0 5 7 - 1 0 6 0 ． [ 5 ] 高华 ， 赵海霞． 灌封技术在 电子产品中的应用口] ． 电子工 艺技 术 ， 2 0 0 3 ， 2 4 6 2 5 7 2 5 9 ． [ 6 ] 张丽珍 ， 唐建生． 环氧树脂 复合材料制品 内应力 的形成 和 降低[ J ] ． 广东科技 ， 2 0 0 4 5 4 5 4 7 ． En c a ps u l a t i 0 n Te c h n o l o g y o f El e c t r o ni c Ci r c u i t f o r Hi g h Ov e r l o a d Te s t LV Ca i - qi n，ZHAI Che n g r u i S c h o o l o f M e c ha n i c a l a n d El e c t r i c a l En g i n e e r i n g， No r t h Un i v e r s i t y o f Ch i n a，Ta i y u a n 0 3 0 0 5 1，Chi n a Ab s t r a c t The e nc a p s ul at i o n o f t h e t e s t c i r c ui t i s e s s e nt i a l t e c hn i c s i n hi gh ov e r l oa d t e st ． Cho os i n g b e t t e r e nc a p s ul a t i n g ma t e r i al s a nd us i n g a ppr op r i a t e e nc a ps u l a t i on t e c hni c s ar e b ot h e f f e c t i v e me t ho ds t O e nh an c e t he r e l i a bi l i t y o f t he t e s t c i r c ui t un de r t he hi gh i mp a c t a n d v i b r a t i n g e n v i r o n me n t ．Th i s p a p e r d i s c u s s e s t h e p r o b l e ms wh i c h n e e d t O b e n o t i c e d i n t h e e n c a p s u l a t i o n p r o c e s s S O a s t o g u a r a n t e e t h e wh o l e p e r f o r ma n c e a n d t h e a n t i h i g h o v e r l o a d p e r f o r ma n c e o f t h e e n c a p s u l a t i o n c i r c u i t ． Ke y wo r d s h i gh o ve r l o a d； e l e c t r oni c s ys t e m pa c k a gi ng；pa c ka gi n g s t r e s s；e ne r gy a bs o r p t i o n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m