扳手体多工序车削机床的虚拟设计.pdf

第 1 期 总第 1 8 8期 2 0 1 5年 0 2月 机 械 工 程 与自 动 化 M E CHANI CAI ENGI NEERI NG ＆ AUTOMATI ON No．1 Fe b． 文章 编号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 1 5 0 1 0 0 3 2 0 2 扳手体 多工序车削机床 的虚拟设计米 金 燕 ，王 海 平 。 1 ． 常州2 1 2 程职业技术 学院 机械工程技术 系，江苏 常州 2 1 3 1 6 4 ；2 ． 中南大学 机 电工程 学院，湖南 长 沙4 1 0 0 8 3 ；3 ．江苏理X - 学院 机械 工程学院，江苏 常州 2 1 3 0 0 1 摘 要 介绍 了基 于 S o l i d Wo r k s软 件 设 计 扳 手体 多工 序 车 削机床 的 方法 和 关键 技 术 。根 据机 床 特 点 ，以 S o l i d Wo r k s软件为平 台，建立 了三维模型 ，并对其进行 了应力分析和动态仿真 ，计算结果 与整机 功能试 验结 果 吻合较好。 关键 词 S o l i d Wo r k s ；多工序车削机床 ；虚拟设计 ；应用 中图分类号 T P 3 9 1 ． 7 T G5 1 文献标识码 A 0 引 言 传统 的专用 机床 设 计 往 往 待 样 机 制造 出来 后 ， 再 通过试验确定相关参数 ， 不仅周期 长， 而且 随意性大 ， 既延长了机床的研发周期， 又增加 了研制费用。随着 三 维 C A D／ C AE ／ C AM 技 术 的应 用 与 普 及 ， 三 维设 计 已经逐步取代了传统 的二维机械设计。本文将系统地 介绍应用 S o l i d Wo r k s软件_ 1 设计扳手体 多工序车 削机 床 的过 程和方 法 。 1 扳手体 多工序 车 削机 床三 维造 型和 装配 1 ． 1 设 计要 求 本机床用于扳手体头部加工 ， 扳手体零件材料为 4 5钢 ， 其结 构 示 意 图 如 图 1 所 示 。加 工 工 序 为 车 削 ， 主要 加 工 内容 有 2 6 ． 5 士 0 ． 5外 圆 、 1 4外 圆 、 2 6 ． 5 和 1 4间 的斜 台阶 面 以及 孔 口 1 4 5 。 和 2 3 O 。 倒 角 及孔 口面 。 1 ． 2 物 理 参数 设计 根据工件的加工要求 ， 选择工件 大头六角 内孔和 1 2外 圆定 位 ， 同时 1 2端 面夹 紧 。 由于工 件 属 于细 长 轴类 型 ， 为减 小工 件 的变形 ， 选 择立 式加 工 。 查 阅相 关 资料 ] ， 根据 切 削要求 ， 同时考 虑 到多 刀 加工 ， 为提高机床可靠性及刀具耐用度 ， 确定本机床切 削三要素如下 进给量 厂 0 ． 2 mm／ r ， 切削速度 5 0 m／ mi n ， 切 削深 度 a 一2 ． 5 mm。 1 ． 2 ． 1 外圆表面切削力和切削功率计算 圆周切削力 F 采用如下指数公式计算 F 一9 ． 8 1 6 0 ” FCF＆ f F c K ． 1 其 中 C 为 决 定 于 被 加 工 材 料 和 切 削 条 件 的 系 数 ； ，X，， Y ， Z 分别 为切 削用量指数 ； K 为实 际加 工 条件 与经 验 公式 条件 不 同时各 种 因素 对切 削力 影 响 的修正 系数 之积 。 图 1 扳 手体 结 构 示 意 图 切 削 功率 为 P 一 F ． 2 根 据 工 件 材 料 及 切 削 性 能 查 阅相 关 手 册 ， 选 择 一 一 0．1 5，CF 一 2 7 0， XF 一 1， YF 一 0．7 5， 一 一 0 ． 1 5 ， K 主要考虑切削刀具及温度 的影响 ， 修正系 数分别为 0 ． 9 2和 0 ． 9 5 。将 这些参数代 入式 1 计算 得切削力 F f 一9 6 2 ． 5 8 N。由式 2 计算 得 P 一0 ． 8 k W。 1 ． 2 ． 2 台 阶锥面 切 削力 和切 削功率 计算 刮 削台 阶锥 面时 ， 圆周 切 削力计 算公 式 为 Fx一 6 o so ． 。 B O b ㈨ ． 3 其中 s 为每齿进给量 ； B为切削宽度 为材料强度 极 限 。 功率 计 算公 式为 * 2 0 1 2年江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项 目 收稿 日期 2 0 1 4 0 4 1 5 ；修订 日期 2 0 1 4 一 l O 一 2 3 作者简介 金燕 1 9 8 1 ，女 ，湖北崇 阳人 ，讲师 ，硕士 ，主要研究方 向为机械设计及应用 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m