智能车刀刃磨机机械机构设计

一、题目

智能车刀刃磨机机械结构设计

二、指导思想和目的要求

工欲善其事，必先利其器。刀具在切削加工中占有举足轻重的地位。首先，它直接关系到切削加工的效率、质量；其次，在机械加工中，影响到加工成本，刀具的费用占到了生产费用的2-5%,所以对整个生产的经济效益有重大的影响。工业发达国家的经验表明，选用高效合理的刀具，能使生产成本降低10-20%；再次，随着我国工业迅猛发展，企业的经营管理模式的改变，企业对人的要求是技术工人上岗就要立即能上手操作，工人没有数年的工作经验，要想通过手工刃磨一把刀具则相当困难，得不到合理几何角度的刀具，势必影响到生产质量和效率。所以刀具的刃磨技术在降低成本、提高加工量中显得尤为重要。针对这种情况设计一种既经济又便于操作的刃磨机就显得尤为必要。

三、主要技术指标

   1.失电制动器选择；砂轮架升降机构设计；

   2.毕业设计说明书1份；设计图纸1套；

   3.英文翻译1份；机构运动动画1套；

四、进度和要求

第1-2周：查阅有关车刀刃磨机的相关资料完成开题报告； 

第3-5周：仔细阅读研究车刀刃磨机相关资料并列出方案；

    第6-7周：对所选刃磨机进行材料和工艺分析，以及刀具一些参数的设定；

第10-11周：对进刃磨机行结构设计，优化刃磨参数与刃磨装置的机械系统设计；   

第12-13周：对在刃磨机模块设计进行参数化设计；

第14-16周：智能刃磨机的结构设计与优化，完成论文，准备答辩。

五、主要参考书及参考资料

1．吴宗泽，罗学升·机械设计课程设计手册·北京:高等教育出版社，1992

2．任敬心·华定安·磨削原理·西安：西北工业大学出版社，1998

3．朱祖根，杭根新·磨工与磨削·北京：机械工业出版社，1984

4．磨工工艺学·北京：机械工业出版社，1982

5．郑善良·磨削基础·上海：上海科学科技术出版社，1988

6．任敬心，康仁科·难加工材料的磨削·北京：国防工业出版社，1999

7. 机床设计手册·北京：机械工业出版社，1978

8. 李新江·机械专业技术基础知识·北京：机械工业出版社，1998

9 .磨控学手册·北京：机械工业出版社，1984

10.E.保罗.迪加莫·机械制造工艺及材料·北京：机械工业出版社，1984

11.东北重型机械学院·机床夹具设计手册·上海：上海科学科技术出版社1979

12.濮良贵，纪宁刚·机械设计·北京:高等教育出版社，2001

13.上海纺织工学院·哈尔滨工业大学，天津大学·机床设计手册·上海：上海科学科技术出版社，1988

智能车刀刃磨机机械结构设计

摘 要

该论文主要研究了车刀刃磨机的设计以及控制方法。主要论述了车刀几何参数和刃磨参数之间的关系和求解方法，建立并描述车刀位姿调整的数学模型。论文论述了车刀刃磨的数学模型，根据模型，求解了车刀的几何参数和刃磨参数之间的关系。由于车刀刃磨参数决定刃磨时车刀和砂轮间的角度调整。为了确定车刀刃磨机床参数，首先根据刀具刃磨时活动空间的分析，设计了实现方案，选取控制系统结构，根据刃磨运动方程控制角度，最终采用单片机对三台步进电机控制，从而控制机床产生相应的运动，实现车刀的各个面刃磨。

本次设计就是为了解决生产当中企业和工人的实际问题。首先对车刀的刃磨展开研究，通过调研、分析、类比、论证。最终设计一种智能化、自动化的刃磨机械，以满足实际生产需要。本次设计的智能车刀刃磨机就是机电一体化产品，我们方案就是要实现机械设计和控制电的结合，满足设计要求。所以在机械原理及结构设计的前提，决定利用微控制器－单片机，实现对其自动控制，减轻使用人员的辅助工作，从而达到智能化。车刀刀刃磨技术及控制研究的目的就是提车刀的刃磨质量，降低制造成本提高生产率;通过对车刀刃磨的控制研究，实现对车刀的自动刃磨和重磨，减工人的劳动强度，及时满足生产的需求。本设计主要先了解车刀的角度及几何数，根据这些设计出数控车刀刃磨装置的结构设计以及利用单片机来控制机构运行实现车刀的刃磨。

 关键词： 刃磨机   位姿调整   卸荷结构  单片机控制

智能车刀刃磨机机械结构设计

ABSTRACT

    This paper is major to have studied control method as well as the design of the edge mill machine of lathe tool. Have discussed mainly the mathematics between the geometry parameter and edge mill parameter of lathe tool that concerns and begs to untie method and establishes and describes the pose adjustment of lathe tool model. The paper mathematics that has discussed the edge mill of lathe tool model, according to model, beg to have untied the relation between edge mill parameter and the geometry parameter of lathe tool. Because of the edge mill parameter of lathe tool when deciding edge mill, the angle between lathe tool and emery wheel is adjusted. To determine the edge mill parameter of lathe tool of machine tool, first according to the edge mill of cutting tool the analysis of campaign space, have designed realization scheme, select to control construction of system ,  adopt only flat machine eventually  according to edge mill sport equation control angle as 3 walks into generator control, so control machine tool to produce corresponding sport, realize every surface of lathe tool edge mill. adopt only flat machine eventually  according to edge mill sport equation control angle as 3 walks into generator control, so control machine tool to produce corresponding sport, realize every surface of lathe tool edge mill.  

 

  Key words:  Edge mill machine           Pose adjusts  

Unload lotus structure       Single-chip microcontrol

 

智能车刀刃磨机机械结构设计

目  录

第一章 绪论1

1.1 国内外研究现状1

1.2 课题研究意义3

1.3 课题主要研究内容3

1.4 本章小结4

第二章 方案设计及论证5

2.1 方案提出5

【方案1】5

【方案2】6

2.2 方案论证8

2.3 本章小结9

第三章 方案实施11

3.1 数学模型建立11

3.1.1常见车刀     11

3.1.2车刀几何角度分析12

3.1.3数学模型的建立13

3.2 机械部分设计17

3.2.1刃磨基本条件17

3.2.2磨削力计算21

3.2.3机械结构设计24

3.2.4失电制动器选择28

3.2.5砂轮架升降机构设计30

3.3 关键零部件结构的有限元分析32

3.3.1底座零件33

3.3.2升降机构34

3.3.3进刀停止器35

3.4 本章小结37

第四章 车刀刃磨机机械结构运动仿真38

4.1 机构运动仿真简介38

4.2 车刀刃磨机结构运动仿真39

4.3 运动仿真分析40

第五章 总结50

参考文献51

致 谢52

毕业设计小结53

附录54