钻头刃磨装置的系统设计 毕业设计说明书.doc

目 录 1. 绪论 1 1.1研究目的及其意义 1 1．2国内外发展状况及趋势 2 1.2.1刃磨设各发展与现状 2 1．2．2发展趋势 4 1．3存在的主要问题 4 1．4课题来源与主要研究内容 4 1．5创新点 5 2. 麻花钻刃磨的理论分析 6 2．1钻头几何特征 6 2．2 钻头刃磨原理 7 2.3 内锥面刃磨参数的确定 7 2.3.1　优化优化刃磨参数 7 2.3.2 刃磨参数的确定 8 2.3.3 刃磨参数调整方案 9 2.4 内锥面钻头刃磨机设计 10 2.4.1 刃磨机工作原理设计 10 2.4.2 砂轮主轴转速计算 10 2.4.3 砂轮选择与安装 11 2.4.4　麻花钻的夹具 11 2.4.5　磨削散热 11 2.5 修磨内锥面及试磨 12 2.6 内锥面刃磨机的特点及应用 12 2.6.1 内锥面刃磨机的特点 12 2.6.2 内锥面刃磨机的应用范围 12 2.7 本章小结 12 3. 钻头刃磨装置的机械系统设计 14 3．1伺服驱动系统的设计计算 14 3.1.1 脉冲当量的计算 14 3．1．2步进电机的选型与计算 16 3.2刃磨装置的总体方案 22 3.3刃磨机工作原理设计 24 3.4 刃磨运动特性分析 25 3.5 刃磨工作流程 25 3．6 本章小结 26 致 谢 27 参考文献 28  1. 绪论 1.1研究目的及其意义 钻孔是金属加工工艺系统的重要组成部分，是实现零件加工成形的主要工具，其性能和质量直接影响机械加工的质量、效率和成本。为保证零件的加工质量，提高生产效率，降低加工成本，麻花钻在用钝后或根据加工工件的不同需要重磨(重新刃磨)然后才能继续使用。麻花钻刃磨是麻花钻制造中最终成形的加工阶段，麻花钻的形状、尺寸、各刀面及几何角度等，都是由刀具刃磨来完成的。因此，麻花钻刃磨是麻花钻制造工艺过程的一个重要工序，其质量好坏对麻花钻的切削性能和使用寿命起着关键的作用。 随着机械制造技术向集成化、智能化等方向发展，其对刀具的材料及制造也提出了更高的要求。如何实现麻花钻高精度、高效率、高可靠性和专用化，已成为未来机械领域研究的主要课题之一。 钻头是机械制造中常用的刀具之一，用来加工各种孔。钻头在机械加工中起着非常重要的作用，消耗数量也较多。麻花钻和其他刀具一样，切削一段时间就会变钝，此时必须进行刃磨后使用，否则，钻头一旦报废，只能再买新的，大大提高了制造成本。目前国内大部分厂家的钻头是在砂轮机上手工刃磨或在万能工具磨床上刃磨。手工刃磨主要依靠于工人师傅的技能，刃磨质量取决于工人技术水平，刃磨精度难以保证；在工具磨床上利用调整三向钳来刃磨，此种方法由于调整比较复杂，刃磨效率低下，实际应用较少。所以，这两种刃磨方法有很大的弊端，急需要改进。 近些年来，数控机床、加工中心以及柔性制造单元在加工领域中得到迅速普及，而这些先进的加工装备也只有依靠先进、精密的切削刀具才能充分发挥其加工性能。数控机床对刀具的几何形状精度、表面质量等要求很高，国内由于长期对工具技术重视程度不够，麻花钻的加工水平与国外产品相比具有很大的差距，导致在引进国外先进数控设备的同时也不得不引进配套麻花钻及刃磨设备。目前，国内还缺少专门刃磨麻花钻的经济型数控车刀刃磨机。 基于以上因素，最终确定了本课题的研究方向——“依靠数控技术，开发出经济可行的刃磨设备。”研究目的就是要提高钻头的刃磨质量，降低制造成本，提高生产效率；通过对钻头刃磨的数控研究，实现对钻头的自动刃磨，减少工人的工作强度，满足生产的需求。本课题主要对钻头的几何结构和刃磨方法进行分析，建立了钻头各刀面的数学方程和运动方程；设计出一种经济可行的刃磨装置并运用单片机控制技术来实现钻头后刀面的自动刃磨。 1．2国内外发展状况及趋势 1.2.1刃磨设各发展与现状 在麻花钻刃磨以及其它形状刀具刃磨技术和数控研究方面，近些年来国内外专家作了不少的研究工作，也开发出一些较先进刀具刃磨设备目前国外的工具磨床生产均采用数控万能工具磨床和CNC磨削加工技术，其主要优点有： 一次装夹、定位，即可完成刀具所有加工表面的加工，能够很好的保证刀具精度； 数控万能工具磨床具有复杂运动控制能力，可以满足复杂形状刀具的加工要求； 通过改变加工程序就可以实现对不同类型、不同规格刀具的加工； ④ 采用先进的自动检测装置和方法，有效的保证刀具的定位精度和加工精度； ⑤ 数控万能工具磨床一般采用标准砂轮进行刀具的加工，降低修磨成型砂轮的成本，提高了加工效率[25-26]。 近几届的国际机床展览会上美国、德国、瑞典、瑞士等国都展出的多轴(五轴及五轴以上)联动数控万能工具磨床都可以用来制造和刃磨各种刀具。 德国Walter[27]公司的HE