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機械設(shè)計方法論文1

0引言

傳動系統(tǒng)是指在機器內(nèi)部傳遞力和運動的裝置，主要是指通過接受發(fā)動機的動力并且傳遞給驅(qū)動裝置［1］，保證整機的正常運行。另一方面，還可以增大來自發(fā)動機的傳動轉(zhuǎn)矩，降低發(fā)動機的傳輸速度或者改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速的傳遞方向，傳動系統(tǒng)一般可以分為機械式傳動系統(tǒng)、液力機械傳動系統(tǒng)和靜液壓傳動系統(tǒng)，其中，機械傳動系統(tǒng)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種傳動類型［2］。傳動機構(gòu)工作性能直接影響機械工作可靠性。機械傳動的設(shè)計準則與設(shè)計方法是保證傳動系統(tǒng)合理運行的基礎(chǔ)條件。CAD作為目前計算機設(shè)計工具主要用于輔助完成計算機制圖的概念設(shè)計、初步設(shè)計、詳細設(shè)計等，與傳統(tǒng)人工進行數(shù)據(jù)計算與處理相比，CAD具有顯著的創(chuàng)造性思維和綜合分析能力，是目前進行機械設(shè)計過程中設(shè)計、繪圖和工程分析一體化系統(tǒng)，設(shè)計人員可以通過交互式交流與圖像顯示等對機械設(shè)計方案進行不斷優(yōu)化與修改，直到獲得滿意的設(shè)計效果與合理的設(shè)計方案。

1機械傳動的基本形式

1.1按照傳動原理進行分類

常見的機械傳統(tǒng)系統(tǒng)按照其傳動原理分類，分為摩擦傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、撓性嚙齒傳動、螺旋傳動、連桿機構(gòu)等［3］。摩擦傳動包括摩擦輪傳動、帶傳動、繩傳動等;齒輪傳動包括圓柱齒輪傳動、動軸輪系、非圓齒輪傳動等;蝸桿傳動包括圓柱蝸桿傳動、環(huán)面蝸桿傳動。

1.2按照傳動比進行分類

常見的機械傳統(tǒng)系統(tǒng)按照其傳動比分類，分為定傳動比和變傳動比。定傳動比指輸入與輸出轉(zhuǎn)速對應(yīng)，適用于工況固定的機器，例如帶傳動、鏈傳動、摩擦輪傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動。變傳動比分為有級調(diào)速、無級調(diào)速、按周期性調(diào)速。有級調(diào)速一個輸入轉(zhuǎn)速對應(yīng)若干個輸出轉(zhuǎn)速，可以用來擴大動力機的調(diào)速范圍，如齒輪變速箱;無級調(diào)速一個輸入轉(zhuǎn)速對應(yīng)某一個范圍內(nèi)無限多個輸出轉(zhuǎn)速，適用于機器工況較多或者機器工況不明確的場合，如各種機械無級變速箱、電磁滑差離合器、液體黏性傳動;按周期性調(diào)速指輸出角速度是輸入角速度的周期性函數(shù)，用于實現(xiàn)函數(shù)傳動，如非原齒輪、凸輪、連桿機構(gòu)和組合機構(gòu)。1.3按照傳動輸出速度變化分類常見的機械傳動系統(tǒng)按照其傳動輸出速度變化分為傳動輸出速度恒定和傳動輸出速度可調(diào)。傳動輸出速度恒定是指動力機輸出速度恒定，如齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動、鏈傳動、螺旋傳動、液壓及氣壓傳動。傳動輸出速度可調(diào)又分為三類，一是有級調(diào)速，如，塔輪傳動、齒輪變速箱，電力、液壓傳動中的有級調(diào)速傳動等;二是無級調(diào)速，如機械無級變速器、液力耦合器及變矩器、電磁滑差離合器、內(nèi)燃機調(diào)速、電力、液壓耦合器及變矩器;三是按某種周期調(diào)速，如非圓齒輪、凸輪、連桿機構(gòu)、組合機構(gòu)，數(shù)控電力傳動等。

2帶傳動

2.1帶傳動的組成

帶傳動通常由主動輪、從動輪、緊套在兩個齒輪上的傳動帶組成(圖1)，當發(fā)動機驅(qū)動主動輪轉(zhuǎn)動時，在帶和帶輪之間產(chǎn)生摩擦和嚙合作用，促進傳動帶運動，進而驅(qū)動從動輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)運動和力在各個部件之間的傳動。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、應(yīng)用方便等優(yōu)點，是目前應(yīng)用廣泛的傳動機構(gòu)之一。

2.2帶傳動的特點

1)帶傳動具有彈性和撓性，可以吸收并且緩沖機器運行時對零部件造成的沖擊，保證傳送平穩(wěn)。2)當機器運行超過規(guī)定載荷時，傳送帶與帶輪之間會發(fā)生相對滑動，進而保證機器其他部件不受到損壞。3)適用于主動輪和從動輪差距較大的傳動。4)由于傳送帶存在一定的彈性和滑動現(xiàn)象，長時間使用還會造成傳送帶彈性的改變，因此，無法保證準確的傳送比，導(dǎo)致整機傳送效率較低。5)傳送帶長時間使用容易造成磨損等現(xiàn)象，導(dǎo)致一般傳送帶使用壽命較短，因此，為了保證機器傳動的穩(wěn)定性和安全性，傳送帶不適宜用于高溫、易燃、易爆的工作場合。

2.3V帶的設(shè)計準則與應(yīng)用特點

由于V帶結(jié)構(gòu)較為緊湊，并且已經(jīng)實現(xiàn)標準化生產(chǎn)，因此，V帶是目前應(yīng)用最為廣泛的一種帶傳動類型，本章節(jié)重點對V帶的設(shè)計與選型進行介紹。V帶橫截面呈等腰三角形，根據(jù)槽面摩擦原理，在同樣的張緊力情況下，在帶傳動中可以產(chǎn)生更大的摩擦力，傳遞功率較大。目前，V帶已經(jīng)實現(xiàn)標準化生產(chǎn)，按照V帶不同橫截面尺寸將V帶型號劃分為Y、Z、A、B、C、D和E共7種型號(表2)。

3齒輪傳動

3.1齒輪傳動的特點

與其他傳動機構(gòu)相比，齒輪機構(gòu)的主要優(yōu)勢如下:1)在所有機械傳動類型中，以齒輪傳動的傳遞效率最高，以圓柱齒輪傳動效率為例，其傳動效率可以達到99%。2)齒輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，在機器內(nèi)部所占空間較小。3)工作可靠性較高，使用壽命長，一般可以使用20年左右。4)傳動比較為穩(wěn)定。但是齒輪制造與安裝對于精度要求較高，需要用專用機床進行設(shè)計與制造，制造成本較高，對安裝、維修技術(shù)人員的要求也較高［4］。

3.2齒輪傳動的設(shè)計參數(shù)

3.2.1傳動比一般齒輪傳動比不宜過大，否則大小兩個齒輪相差較大，兩個齒輪之間的強度相差較大，不適宜于動力傳遞。一般閉式齒輪傳動比i＜3，最大不超過5，開式傳動比i一般為8～12。

3.2.2齒數(shù)

齒輪齒數(shù)過多，會造成重合度過大，傳動平穩(wěn)，可以減少傳動磨損，因此，在滿足齒根彎曲疲勞強度時，應(yīng)該選用較多的齒數(shù)。一般在設(shè)計過程中，先設(shè)計小齒數(shù)z1，再按照傳動比確定大齒數(shù)z2，z2=iz1。

3.2.3齒寬系數(shù)

齒寬系數(shù)一般根據(jù)表3確定。

4基于CAD的機械傳動系統(tǒng)設(shè)計思路

4.1系統(tǒng)設(shè)計基于CAD的機械傳動系統(tǒng)，將系統(tǒng)劃分為3個子系統(tǒng)，分別為機械傳動系統(tǒng)常見的帶傳動設(shè)計、鏈傳動設(shè)計和齒輪傳動設(shè)計。每個子系統(tǒng)中主要包括參數(shù)設(shè)計模塊、二維制圖模塊和三維制圖模塊等。設(shè)計模塊主要包括設(shè)計參數(shù)的輸入、參數(shù)的設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)幾何尺寸計算和設(shè)計結(jié)果顯示等工作步驟。

4.2開發(fā)工具的選擇使用VisualBasic6.0進行系統(tǒng)的升級與應(yīng)用，操作人員不需要經(jīng)過編寫大量的代碼即可操作界面，可以提高使用效率。另一方面，VisualBasic6.0還具有強大的數(shù)據(jù)計算和管理功能，是目前Win-dows系統(tǒng)最為高效和優(yōu)秀的使用軟件之一。

4.3V帶設(shè)計參數(shù)和條件基于CAD系統(tǒng)進行V帶設(shè)計時，主要操作步驟如下:1)首先需要選擇帶傳動的類型、載荷性質(zhì)和工作場合(主要是得出每日工作小時數(shù));2)輸入帶傳動所具備的傳動效率與滑動摩擦系數(shù);3)其他尺寸要求，如整體設(shè)計尺寸與中心距限制等;4)需要了解帶傳動下動力設(shè)備的主要型號和參數(shù)。

4.4齒輪設(shè)計參數(shù)和條件在進行齒輪設(shè)計中，主要輸入?yún)?shù)與設(shè)計依據(jù)包括接觸疲勞強度(參照GB/T3480—1997)，校核彎曲疲勞強度一般按照彎曲疲勞強度(參照GB/T10062—1988)計算。目前，校核接觸疲勞強度計算上沒有標準的計算方法與設(shè)計依據(jù)，主要是近似為彎曲疲勞強度條件進行設(shè)計約束，并且在此基礎(chǔ)上充分考慮齒輪工作磨損條件。

5結(jié)論

機械傳動是機器的重要工作部件，是保證整個機器正常運行的必備條件。傳動系統(tǒng)承載著機器內(nèi)部傳遞力和運動的重要任務(wù)，其工作穩(wěn)定性和可靠性是保證機器運轉(zhuǎn)效率的重要基礎(chǔ)條件。機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計原則是保證選擇適宜的傳動參數(shù)的依據(jù)。本研究以典型的帶傳動和齒輪傳動為例，詳細闡述了傳動基本結(jié)構(gòu)與類型，并簡述了計算特點與計算流程，研究結(jié)果以期為提高機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)提供技術(shù)參考，對于保證整機的正常運行具有重要意義。

作者:王黎明 單位:古浪縣職業(yè)中等專業(yè)學校

機械設(shè)計方法論文2

本科畢業(yè)設(shè)計（論文）是機械類專業(yè)評價畢業(yè)生綜合能力的重要指標，是提高畢業(yè)生創(chuàng)新、動手、實踐能力的重要一環(huán)。在傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)模式中，指導(dǎo)教師的考核制度與評分規(guī)則往往不夠嚴謹和統(tǒng)一，學生對畢業(yè)設(shè)計（論文）的專注度相對較低，重視程度不足[1-2]，因此研究和解決這些問題是非常有意義的。課題組以貴陽學院機械類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）情況為例，從學院、指導(dǎo)教師和學生自身三個方面分析整個畢業(yè)設(shè)計過程中的不足，針對機械類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計評分規(guī)則，優(yōu)化畢業(yè)設(shè)計過程中的評分體系，降低評分的隨意性、主觀性，以提高畢業(yè)設(shè)計（論文）的質(zhì)量。

1機械類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)狀

畢業(yè)設(shè)計作為本科學習的最后一次作業(yè)，在整個大學階段有著舉足輕重的地位，其旨在培養(yǎng)學生運用所學理論知識和技能解決實際問題的能力，對培養(yǎng)大學生創(chuàng)新意識、實踐能力和綜合素質(zhì)具有十分重要的作用。但是，由于各種原因?qū)е庐厴I(yè)設(shè)計難以達到最初的目的，甚至變成了費時費力的任務(wù)，這些都是與畢業(yè)設(shè)計的初衷背道而馳的[3]。以貴陽學院機械工程學院為例，機械類專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計普遍存在以下問題：1）整體質(zhì)量一般，創(chuàng)新度不足。由于學術(shù)氛圍不夠濃厚，學生很少接觸前沿的相關(guān)研究領(lǐng)域。大部分學生為了方便或者是由于能力的限制，閱讀的都是簡單明了、淺顯易懂的參考文獻，對于需要斟酌和思考的深奧文章避之不及，更不用說閱讀外文文獻，這也導(dǎo)致了畢業(yè)設(shè)計很難有創(chuàng)新點。2）格式不規(guī)范、不嚴謹。作為工科專業(yè)，學校沒有安排相關(guān)的論文寫作課程，學生沒有接受過專門的訓練，沒有形成嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度[4]。這直接導(dǎo)致了在整個畢業(yè)設(shè)計撰寫的過程中，學生難以把握正確的格式，甚至語言組織都不順暢，邏輯關(guān)系混亂。3）學術(shù)態(tài)度不端正，急于求成。大四處于一個從學校向社會過渡的階段，很多學生忙于找工作或者被其他事情干擾，加之對畢業(yè)設(shè)計的態(tài)度不夠端正，也無人監(jiān)督，一部分學生選擇了在終期答辯的前1~2周臨時抱佛腳，從網(wǎng)上抄抄改改，東拼西湊地組裝一篇論文以應(yīng)付答辯，甚至有些學生花高價請他人代筆，只是為了完成任務(wù)，完全不把畢業(yè)設(shè)計作為鍛煉、提升自己能力的過程[5-7]。這些問題的出現(xiàn)不能全部歸咎于學生本身，指導(dǎo)教師以及考核體系也難辭其咎，為了能夠有效解決這些問題，提出合理的團隊式畢業(yè)設(shè)計（論文）考核制度及評分體系尤為重要。

2畢業(yè)設(shè)計考核體系存在的問題

機械類畢業(yè)設(shè)計過程包括論文選題、開題答辯、中期答辯以及最終答辯等幾個重要環(huán)節(jié)，并且機械類畢業(yè)設(shè)計是分組進行，各個組的學生在自己論文指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下完成這些過程。但是，在此過程中由于各種原因，會出現(xiàn)一些問題，從而導(dǎo)致最后各組的進度或者標準不一，最終造成畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量參差不齊。具體有以下幾個問題：1）各組溝通不足，考核標準不一。指導(dǎo)老師在完成學生畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作的過程中，通常是根據(jù)自己的時間安排來確定指導(dǎo)學生的時間，并沒有確定的計劃，亦沒有和其他老師進行具體交流，僅僅是憑自己的知識與觀念來指導(dǎo)，這就很容易導(dǎo)致每組的進度和標準不統(tǒng)一[8-9]。有些組的老師要求很嚴格，那該組的學生就需要付出更多的時間和精力來達到老師的標準；但有些老師則認為本科畢業(yè)設(shè)計不用太嚴謹，對學生的要求相對放松，那該組的學生的設(shè)計就相對沒有深度。這種因各組之間缺少溝通而導(dǎo)致考核標準不一的情況是畢業(yè)設(shè)計考核體系中不容忽視的問題。2）師生供需不匹配。每位指導(dǎo)老師的研究領(lǐng)域都不盡相同，但是由于資源有限，很難實現(xiàn)每位老師都在自己擅長的領(lǐng)域工作，所以很多老師其實都在做著自己不熟悉的事情。老師的研究領(lǐng)域是有限的，但是又需要指導(dǎo)一個組的學生進行畢業(yè)設(shè)計，老師分到的學生不可能和老師的想法都一致。這就可能導(dǎo)致有些學生的選題老師并不是很贊同，或者老師提供的選題學生不感興趣，這些都會導(dǎo)致學生畢業(yè)設(shè)計的最終成果的質(zhì)量難以保證。3）指導(dǎo)老師責任意識淡薄。由于老師指導(dǎo)沒有合適的考核機制，所以在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的過程中，有的老師沒有端正態(tài)度去認真地幫助學生，認為本科畢業(yè)設(shè)計沒有必要花大把的時間和精力去完成，更有甚者認為只憑學生自己查閱相關(guān)文獻就可以依葫蘆畫瓢、拼拼湊湊地完成自己的畢業(yè)設(shè)計；還有的老師認為畢業(yè)設(shè)計僅僅是一個任務(wù)，沒有積極地去幫助學生解決在該過程中遇到的問題[10]，沒有把這個過程當作培養(yǎng)學生綜合應(yīng)用能力、發(fā)展學生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的契機。這些都是對學生的不負責任，也是對自己工作的敷衍。畢業(yè)設(shè)計不僅是對學生綜合能力的考驗，也是對指導(dǎo)老師的極大挑戰(zhàn)。指導(dǎo)老師的專業(yè)程度對學生的影響很大，但由于很多現(xiàn)實狀況和制度無法支撐老師做到“專業(yè)的人做專業(yè)的事”，所以要改善畢業(yè)設(shè)計考核體系，以提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。

3畢業(yè)設(shè)計考核體系的策略分析

3.1改善指導(dǎo)教師考核制度

隨著高校畢業(yè)生人數(shù)逐漸增加，對畢業(yè)生的畢業(yè)考核要求也越來越嚴格，為提高高校畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文）的質(zhì)量，課題組針對傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計考核體系中存在的問題提出一些優(yōu)化與調(diào)整策略。1）考核形式多元化。學生不作為唯一的考核主體，團隊式考核體系采用“雙向”考核制度，即指導(dǎo)教師與學生的相互考核。通過增加學生對教師的考核，可以有效地提高教師的指導(dǎo)效率和學生的參與率，使指導(dǎo)教師在每一個環(huán)節(jié)都可以對學生做出關(guān)鍵指導(dǎo)；也有利于指導(dǎo)教師了解學生進度以及自身缺點，并及時修正，讓考核更加全面、更加合理，最大程度上促進學生畢業(yè)設(shè)計（論文）的進度，提高質(zhì)量。學生還應(yīng)該根據(jù)考核標準來對自己的表現(xiàn)與畢業(yè)設(shè)計完成進度進行自我評價，以提高自身的積極性，激發(fā)論文寫作的動力，使指導(dǎo)教師對自己的定位更加準確，并提供更有效的指導(dǎo)[11]。2）考核方式規(guī)范化，避免主觀性評價。傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計考核方式較為簡單，考核標準不明確，學生的考核時間也過短，考核評價存在差異性、主觀性等問題[12-15]。團隊式考核體系要求指導(dǎo)教師應(yīng)當針對每一位學生的論文難易程度與學生一起制定一套完整的畢業(yè)設(shè)計（論文）考核標準，明確每一個環(huán)節(jié)學生應(yīng)當完成的任務(wù)量，有計劃、有條理地執(zhí)行定好的考核標準，避免缺少過程性評價而只有最終成果評價，導(dǎo)致評價出現(xiàn)不公平現(xiàn)象。這種方法有效地提高了考核評價的準確性，讓學生在完成畢業(yè)設(shè)計的過程中及時發(fā)現(xiàn)問題并向指導(dǎo)教師請求幫助，做出改正。3）建立畢業(yè)設(shè)計工作監(jiān)控體系。高校畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計工作是一個用時長、花費精力多、質(zhì)量因素影響大的綜合性教學工作，每一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤都會影響畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。團隊式考核體系針對畢業(yè)設(shè)計的選題、開題、中期和結(jié)題等各個環(huán)節(jié)實施質(zhì)量監(jiān)控，可以對學生和指導(dǎo)教師起到一定的督促作用，在保證論文進度的同時提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。畢業(yè)設(shè)計工作監(jiān)控體系可以由院系教師、輔導(dǎo)員以及低年級學生成立一個監(jiān)控小組，定期對每一組的畢業(yè)設(shè)計進度進行抽查，記錄檢查結(jié)果，并將結(jié)果作為下一環(huán)節(jié)的部分評分標準，這樣可以使畢業(yè)設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)都緊緊相扣，最大程度上提高評價的準確性與公平性。

3.2畢業(yè)設(shè)計評分體系的細化

針對上面所敘述的機械類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計考核制度存在的問題，現(xiàn)對畢業(yè)設(shè)計各環(huán)節(jié)的評分體系做出優(yōu)化，以增強教師對學生畢業(yè)設(shè)計過程評價的準確性和公正性，降低教師主觀態(tài)度對學生最終成績的影響，實現(xiàn)對學生各方面能力的考查。綜合以上對機械類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計實際情況的分析和研究，畢業(yè)設(shè)計評分體系由開題答辯評分、中期答辯評分、最終答辯評分三個部分組成，相應(yīng)的成績分別占20分、30分和50分，并且科學合理地設(shè)計了三個部分的評分細則。機械類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計評分細則表，如表1所示。

4結(jié)束語

課題組通過對畢業(yè)設(shè)計（論文）現(xiàn)狀的分析，找出了學生在完成該項作業(yè)過程中存在的問題以及產(chǎn)生的原因，并得出了以下兩個結(jié)論：一是指導(dǎo)教師在該過程中起到了至關(guān)重要的作用，只有老師盡職盡責、分工協(xié)作才能指導(dǎo)出更加優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計；二是團隊式考核和評分系統(tǒng)是促進優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計的關(guān)鍵，故分別從改善指導(dǎo)教師考核制度和細化評分體系等方面對考核及評分體系做出了相應(yīng)的調(diào)整與改進。畢業(yè)設(shè)計的要求隨著社會的進步在不斷改變，但是唯一不變的是學生在畢業(yè)設(shè)計過程中鍛煉的能力一定要是社會需要的能力，高校需要培養(yǎng)出符合社會需求、推動社會發(fā)展、引領(lǐng)社會創(chuàng)新的人才，而團隊式畢業(yè)設(shè)計考核及評分體系可以在很大程度上提高高校人才培養(yǎng)的規(guī)格和質(zhì)量。
作者:徐玉梁，胡傳孝，鄧宇航，胡　濤，劉征宏單位:貴陽學院機械工程學院

機械設(shè)計方法論文3

在制造業(yè)中對于零件的加工較多是采用刀具對金屬進行切削，刀具在使用過程中會隨著加工零件數(shù)量、加工材料、切削參數(shù)等因素發(fā)生磨損，磨損后的刀具不能保證加工質(zhì)量而嚴重影響工作效率，為此要對刀具進行刃磨，經(jīng)過刃磨后的刀具仍可使用。

1刀具刃磨設(shè)備的發(fā)展

隨著我國科技的高速發(fā)展，帶動機械加工的設(shè)備由普通機床、數(shù)控機床、加工中心等向更精密加工設(shè)備發(fā)展，隨之改變刀具的形狀和整合了加工工藝，進而提高工件的表面質(zhì)量，也對刀片刀具的精度、形狀提出了較高的要求。隨著刀具材料多樣性、刀具形狀復(fù)雜性、刀具耐用性和加工精度的不斷提高，刀具的刃磨設(shè)備也隨之在變化。全球刀具研磨設(shè)備的發(fā)展基本上經(jīng)歷了三個階段，從手動刀具刃磨設(shè)備，到數(shù)控刀具刃磨設(shè)備，再到現(xiàn)在的多軸聯(lián)動磨削。目前比較流行的數(shù)控工具磨床基本上是五軸聯(lián)動的，加工精度高，生產(chǎn)效率高，磨削范圍廣，自動化程度高，操作簡單，但投入和維修成本高。為降低加工成本，較多中小企業(yè)在選砂輪機、萬能工具磨床、專用刃磨機床、數(shù)控磨刀機、數(shù)控萬能刀具磨削中心等常用的刀具刃磨裝置時，還是采用傳統(tǒng)的手工砂輪磨削。在刀具的刃磨過程中，為確保刀刃鋒利，需要保證刀具切削部分的幾何形狀、相關(guān)角度、刀尖位置在規(guī)定的范圍內(nèi)，以及刀具前刀面、刀具后刀面的表面粗糙度等。傳統(tǒng)的手工砂輪磨削對操作者要求較高，安全系數(shù)低。另外，目前在傳統(tǒng)刀具刃磨裝置中，因使用刀具不同，刃磨裝置也不同，給使用者帶來較多不便。為了解決這些問題，做到安全高效、綠色低碳，項目通過對現(xiàn)有刃磨裝置的分析，研究、設(shè)計了機械刀具刀刃電動打磨裝置。

2設(shè)計思路

金屬切削加工因工種不同，所用刀具形狀不同，對刃磨裝置要求不同。要設(shè)計一款符合所有金屬切削刀具刃磨裝置，首先要考慮不同刀具的形狀，以及刃磨時刀具的裝夾。為此在設(shè)計時將刃磨裝置設(shè)計為在一個平臺上的兩個獨立部分，其中裝夾部分固定在平臺上，刃磨部分為可活動部分。機械刀具刀刃電動打磨裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。裝夾部分:支座(1)頂部左端通過第一液壓桿(31)活動連接第一連接板(30)底部的右端，通過調(diào)節(jié)桿(8)活動連接夾座(28)，同時，夾座頂部通過轉(zhuǎn)軸和支撐桿(29)與第一連接板的底部活動連接。夾座(28)的右側(cè)開設(shè)有螺紋孔(27)，且螺紋孔的內(nèi)表面螺紋連接有螺桿(6)，同時，螺桿的左端通過軸承活動連接夾板(7)。刃磨部分:支座(1)頂部的右端固定連接有輸送箱(17)，輸送箱的正面固定安裝有輸送電機(26)，輸送電機的輸出軸固定連接有螺桿(19)，螺桿的外表面螺紋連接有螺套(18)，螺套的頂部通過連接桿(15)固定連接有第二連接板(14)，第二連接板的左端通過第二液壓桿(20)活動連接有第三連接板(21);支座底部的四周均固定連接有支撐腿(32)，第三連接板(21)和第二連接板(14)的底部均通過軸承活動連接有支架(22)，支架的底部活動安裝有滾輪(16)，滾輪的底部與支座的頂部接觸;第二連接板(14)的頂部固定連接有集塵箱(13)，集塵箱結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。集塵箱頂部的左端開設(shè)有出風口(9)，集塵箱頂部的中端固定安裝有吸風機(10)，吸風機的輸入端通過管道連通有吸風罩(5)，吸風機(10)的輸出端通過管道與集塵箱(13)右側(cè)的底部連通，集塵箱內(nèi)腔的上端固定連接有卡座(11)，卡座的內(nèi)表面卡接有過濾網(wǎng)(12)，集塵箱正表面的左端通過合頁活動連接有活動門(24)，活動門正表面的左端設(shè)置有觀察窗(25)，活動門正表面的右端設(shè)置有把手(23);第三連接板頂部的左端固定安裝有打磨電機(2)，打磨電機的輸出軸固定連接有打磨輪(4)，第三連接板的頂部且位于打磨電機(2)的外側(cè)固定連接有電機罩(3)，電機罩示意圖如圖3所示。

3工作原理及特征

3．1工作原理

將刀具的刀背放置在夾座內(nèi)側(cè)，然后擰動螺桿使夾板將刀具的右側(cè)夾持住;根據(jù)需要控制第一液壓桿伸縮以及調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)桿可對刀具的傾斜角度進行調(diào)節(jié)，方便對不同斜度的刀刃進行打磨;打開打磨電機帶動打磨輪轉(zhuǎn)動，對刀具進行打磨，并控制輸送電機轉(zhuǎn)動，使打磨輪對刀具進行勻速打磨;針對不同厚度的刀具根據(jù)需要控制第二液壓桿伸縮，對不同厚度的刀具進行打磨處理;在打磨過程中，打開吸風機廢屑通過吸風罩和管道輸送到集塵箱內(nèi)，被過濾網(wǎng)阻擋后廢屑留在集塵箱底部，空氣從出風口處排出，保障作業(yè)環(huán)境的衛(wèi)生性，如圖4所示。

3．2機械刀具刀刃電動打磨裝置的優(yōu)點

(1)裝夾裝置與打磨裝置之間可調(diào)節(jié)距離。支座底部的四周均固定連接有支撐腿，第三連接板和第二連接板的底部均通過軸承活動連接有支架，支架的底部活動安裝有滾輪，滾輪的底部與支座的頂部接觸。

(2)刀具夾板可根據(jù)不同的厚度進行調(diào)節(jié)。夾座的右側(cè)開設(shè)有螺紋孔，螺紋孔的內(nèi)表面螺紋連接有螺桿。同時，螺桿的左端通過軸承活動連接有夾板，對平板進行調(diào)節(jié)，可用于不同硬度的刀具進行裝夾。

(3)環(huán)保。在第二連接板的頂部固定連接了一個集塵箱，集塵箱頂部的左端開設(shè)有出風口，集塵箱頂部的中端固定安裝有吸風機，吸風機的輸入端通過管道連通有吸風罩，吸風機的輸出端通過管道與集塵箱右側(cè)的底部連通，在打磨過程中，打開吸風機廢屑通過吸風罩和管道輸送到集塵箱內(nèi)，被過濾網(wǎng)阻擋后廢屑留在集塵箱底部，空氣從出風口處排出，保障作業(yè)環(huán)境的衛(wèi)生性。

(4)集塵箱清洗方便。為了方便集塵箱的清洗，在集塵箱內(nèi)腔的上端固定連接了一個卡座，卡座的內(nèi)表面卡接了過濾網(wǎng)，集塵箱正表面的左端通過合頁活動連接有活動門，活動門正表面的左端設(shè)置了觀察窗，活動門正表面的右端設(shè)置有把手，便于觀察集塵工作情況。(5)利用打磨電機實現(xiàn)電動打磨。在第三連接板頂部左端固定安裝了打磨電機，打磨電機的輸出軸固定連接在打磨輪上，第三連接板的頂部且位于打磨電機的外側(cè)固定連接有電機罩，防止打磨屑飛濺。結(jié)語機械刀具刀刃電動打磨裝置在分析現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)和功能進行了優(yōu)化。主要體現(xiàn)在一是利用液壓桿進行調(diào)節(jié)，支座頂部的左端通過第一液壓桿活動連接在第一連接板上，且第一連接板底部的右端通過調(diào)節(jié)桿活動連接有夾座。二是刃磨刀具的角度可調(diào)節(jié)，在裝置上設(shè)置了連接板、液壓桿、調(diào)節(jié)桿和支撐桿，可對刀具的傾斜角度進行調(diào)節(jié)，方便對不同斜度的刀刃進行打磨，設(shè)置了輸送箱、螺套、螺桿、連接板、連接桿、液壓桿和連接板，根據(jù)需要控制液壓桿伸縮，可對不同厚度的刀具進行打磨處理，并控制輸送電機轉(zhuǎn)動，使打磨輪對刀具進行勻速打磨。通過以上結(jié)構(gòu)的配合，可對不同類型的刀具進行多角度打磨處理，從而為人們的使用帶來極大的便利。

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作者:伍倪燕 陳琪 劉培濤 單位:宜賓職業(yè)技術(shù)學院