刨床刀具受力分析 刨床刀杆刀具

机械原理课程设计——牛头刨床（4）完结2008-11-21 02:17§3.3方案三

刨床刀具受力分析 刨床刀杆刀具

3.3.1. 方案三的设计图

3.3.2 关于方案三 的运动分析和评价

（1） 运动条件分析

该机构是一个在四连杆机构的基础上改进而来的六连杆机构，起主要作用的还是四连杆。该机构共有六个构件，共组成9个运动副且全为回转副，并且该机构中还引入了一个虚约束。该虚约束的产生是由于杆4的引入而产生的。杆4所连接的是A点和D点，由于这两个点和机架通过回转副铰支在一起的，所以这两个点本身就不能产生相对移动，不需要另引入一个杆来固定二者的相对位置。由于四杆的引入所带来的3-2*2=-1的自由度就是虚约束。

该机构的原动件是杆1 ，自由度

F=3*6-2*9+1=1

原动件数目等于自由度数，该机构有确定的运动。

（2） 机械功能分析

该构件中完成主运动的是由杆1、2、3、4所组成的四连杆机构，杆5 带动与其铰结的滑块6完成刨床的切削运动。在由杆1、2、3、4所组成的曲柄摇杆机构中，曲柄1在原动机的带动下做周期性往复运动，从而连杆5带动滑块6作周期性往复运动实现切削运动的不断进行。

（3） 工作性能分析

从机构简图中可以看出，该机构得主动件1和连杆4的长度相差很大，这就是的机构在刨削的过程中刨刀的速度相对较低，刨削质量比较好。杆1和杆4在长度上的差别还是的刨刀在空行程的急回中 ，有较快的急回速度，缩短了机械的运转周期，提高了机械的效率。

（4）传递性能和动力性能分析

杆1、2、3、4所组成的曲柄摇杆机构中 其传动角是不断变化的，最小传动角出现在A,B,D三点共线处且B点在A,D两点之间，最大传动角出现在三点共线的另一种情况上。该机构的最大最小传动角差别不宜过大，否则将引起连杆传动的不稳定性，而这时就需要在原动件的主轴上添加飞轮以调节其转动的稳定性。所以为了减小该机构最大传动角和最小传动角的差值，增加A,D间的距离。这是因为其最小传动角是△DFA中的∠DFA，且三角形的三个边的长度分别为DF，BF，AD-AB；最大传动角是△DFB的∠DFB，且三角形三边分别为

DF， BF， AD+AB。由三角形余弦定理可知，∠DFA ，∠DFB的AD和AD+AB大小与AD和AD+AB的长度有密切的关系，故增加AD的长度回减小两个三角形中DA和DB的长度之差，使两个三角形趋于全等从而使最小传动角和最大传动角趋于相等，借以提高传动性能。

该机构中不存在高副，只有回转副和滑动副，故能承受较大的载荷，有较强的承载能力，可以传动较大的载荷。当其最小传动角和最大传动角相差不大时，该机构的运转就很平稳，不论是震动还是冲击都不会很大。从而使机械又一定的稳定性和精确度。

（5） 结构的合理性和经济性分析

该机构所占的空间很大，切机构多依杆件为主，结构并不紧凑，抗破坏能力较差，对于较大载荷时对杆件的刚度和强度要求较高。 会使的机构的有效空间白白浪费。并且由于四连杆机构的运动规率并不能按照所要求的运动精确的运行只能以近似的规律进行运动。

§3.3方案四

牛头刨床主传动机构采用曲柄摇杆机构和扇形齿轮和齿条机构，如图所示

方案特点与评价:

1、 机构具有确定运动条件

由图可知，在机构中，

n=4,pl=5,ph=1,p'=0.F'=0

∴机构自由度

F=3n+(2pl+ph-p')-F'

=3×4+(2×5+1-0)-0

=1

由于机构的自由度数与原动件数相等，故机构具有确定的运动。

2、机构功能的实现

曲柄做原动件，通过原动件带动扇形齿轮摆动,使带齿条机构的刨头往复移动,实现切削功能。

3,工作性能,切削速度近似均匀且变化缓和平稳,摆动导杆机构使其满足急回特性。

4,传递性能,滑块和导杆压力角恒为90度,齿轮和齿条传动时压力角不变,且可承受较大载荷。

5,动力性能,齿轮和齿条传动平稳,冲击震动较小.

6,结构合理性,扇形齿轮尺寸和重量大, 齿轮和齿条制造复杂,磨损后不宜维修。

7经济性, 扇形齿轮要求一定的精度,工艺难度大,且扇形齿轮和齿条中心距要求较高。

四、小结

通过这次课程设计，我有了很多收获。首先，通过这一次的课程设计，我进一步巩固和加深了所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养了自己分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力。对平面连杆机构和凸轮有了更加深刻的理解，为后续课程的学习奠定了坚实的基础。而且，这次课程设计过程中，与同学们激烈讨论，团结合作，最终完美的实现了预期的目的，大家都收益匪浅，也对这次经历难以忘怀。

其次通过这次课程设计，对牛头刨床的工作原理及其内部个传动机构以及机构选型、运动方案的确定以及对导杆机构进行运动分析有了初步详细精确话的了解，这都将为我以后参加工作实践有很大的帮助。非常有成就感，培养了很深的学习兴趣。

衷心感谢XXX教授这个学期以来的悉心教导与鼓励，在X老师的耐心指导下，我们才能完成了这次的课程设计 ，并从中 学到了非常多的知识。再一次衷心感谢XXX教授。

五、参考文献

[1] 孙恒，陈作模。机械原理（第六版）。北京：高等教育出版社，2001.5

[2] 李 笑 刘福利 陈 明。机械原理课程设计指导书（试用稿）。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004.7

[3] 牛鸣歧 王保民 王振甫。 机械原理课程设计手册. 重庆：重庆大学出版社，2001

[4]王知行 李瑰贤. 机械原理电算程序设计. 哈尔滨，哈尔滨工业大学出版社.2003

[5] 孟宪源 姜琪. 机构构型与应用. 北京：机械工业出版社，2003

[6] 申永胜. 机械原理教程. 北京：清华大学出版社，1999

[7 ] 陈明等. 机械系统方案设计参考图册

方案三如下图：

方案四如下图：

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在刀具切削时，材料的硬度、强度、塑性等因素是选择刀具角度的主要因素。一般来说，刀具的前角越大，切削力就越小。在刀具的后角一定时，刀具的前角越大，刀具的楔角就越小。切削力也就越小。但是，随着材料硬度、强度的增加，刀具在切削时的受力就会越大。这时，刀具的楔角如果过小，刀具就容易损坏。因此，在切削硬度高、强度大的材料时，刀具的前角要减小，以增强刀具的强度。尤其是在用硬质合金刀具切削硬度高的材料，比如：淬火钢时，刀具的前角要采用负前角。

刀具的后角的作用主要是减小刀具后面与工件加工表面之间的摩擦。后角大，可以减小摩擦，刀具的磨损也比较慢，但后角过大，使得刀具的楔角显著减小，强度下降，同时，刀刃的散热情况变差磨损反而加剧，耐用度下降。

刀具的主偏角对径向力与走刀力的影响比较。主偏角越小，径向力增大，而走刀力减小。而径向力大容易引起振动。故一般车细长轴时都取90°，以尽量减小径向力。

副偏角主要是为了减小刀具与已加工表面的摩擦，在车削外圆的情况下，减小副偏角，可以显著减小车削后的残留面积，提高加工表面的表面粗糙度。

为什么刨床刨刀刨出来的铁屑是卷的

跟卷笔刀的原理应该是一样的吧 因为刀片的一个坡装的 木屑顺着坡装走自然就卷了

主要是因为材料，脆性材料肯定是碎屑。另外刨刀一般都开很大的断屑槽，加工塑性材料会有很大的卷屑

刨床刨出来的铁屑是否卷屑主要是有所刨的材料和刨刀的各个角度来决定的，不是任何时候都能刨出卷屑来的。

为什么刀具刀杆会容易发震？

主要有以下几种原因：

1,工件伸出长度。如果过长或者过细加顶尖。并且加大刀具主偏角。

2.刀具伸出长度过长，普通内孔刀杆悬伸一般不超过刀杆高度的4倍！内孔刀可在保证排屑的前提下适当增粗。

3.转速过高。切削用量不合理。

4.装夹不牢,工件本身受力震动。

需要查看几下几个因素：

a.加工的参数是否合理。

b.刀片的磨损情况如何。

c.刀具的悬伸是否属于正常的5倍径以内。刀具的悬伸指的是刀尖位置到夹持边缘（用刀柄夹持的刀具）的距离。

原则是刀具悬伸越小越好，但实际加工的时候往往因为加工干涉的原因，必须要悬伸很长。钢制品刀具悬伸在3倍径以内，刚性和强度是不受影响的。在3倍到5倍径之间也属于合理的悬伸，但切削参数要适当的做一些调整（降低切削速度）。如果超过5倍径的悬伸，加工要求也很高的话，建议选用整体硬质合金的刀具（提高抗震性）。

原则是刀具悬伸越小越好，但实际加工的时候往往因为加工干涉的原因，必须要悬伸很长。钢制品刀具悬伸在3倍径以内，刚性和强度是不受影响的。在3倍到5倍径之间也属于合理的悬伸，但切削参数要适当的做一些调整（降低切削速度）。如果超过5倍径的悬伸，加工要求也很高的话，建议选用整体硬质合金的刀具（提高抗震性）。

刨床的加工特点：

根据切削运动和具体的加工要求，刨床的结构比车床、铣床简单，价格低，调整和操作也较方便。所用的单刃刨刀与车刀基本相同，形状简单，制造、刃磨和安装皆较方便。刨削的主运动为往复直线运动，反向时受惯性力的影响，加之刀具切入和切出时有冲击，限制了切削速度的提高。单刃刨刀实际参加切削的切削刃长度有限，一个表面往往要经过多次行程才能加工出来，基本工艺时间较长。刨刀返回行程时不进行切削，加工不连续，增加了辅助时间。

因此，刨削的生产率低于铣削。但是对于狭长表面(如导轨、长槽等)的加工，以及在龙门刨床上进行多件或多刀加工时，刨削的生产率可能高于铣削。刨削的精度可达IT9～IT8，表面粗糙度Ra值为3.2μm～1.6μm。当采用宽刃精刨时，即在龙门刨床上用宽刃细刨刀以很低的切削速度、大进给量和小的切削深度，从零件表面上切去一层极薄的金属，因切削力小，切削热少和变形小，所以，零件的表面粗糙度Ra值可达1.6μm～0.4μm，直线度可达0.02mm/m。宽刃细刨可以代替刮研，这是一种先进、有效的精加工平面方法。

刨床是用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床。使用刨床加工，刀具较简单，但生产率较低（加工长而窄的平面除外），因而主要用于单件，小批量生产及机修车间，在大批量生产中往往被铣床所代替。

刨床是用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床。使用刨床加工，刀具较简单，但生产率较低（加工长而窄的平面除外），因而主要用于单件，小批量生产及机修车间，在大批量生产中往往被铣床所代替。

刨床的切削原理：

滑枕带着刨刀，作直线住复运动的刨床，因滑枕前端的刀架形似牛头故又名牛头刨床。刨床主要用于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成形面和沟槽。中小型牛头刨床的主运动，大多采用曲柄摇杆机构(见曲柄滑块机构)传动，故滑枕的移动速度是不均匀的。大型牛头刨床多采用液压传动，滑枕基本上是匀速运动。滑枕的返回行程速度大于工作行程速度。由于采用单刃刨刀加工，且在滑枕回程时不切削，牛头刨床的生产率较低。机床的主参数是最大刨削长度。刨床由滑枕带着刨刀作水平直线住复运动，刀架可在垂直面内回转一个角度，并可手动进给，工作台带着工件作间歇的横向或垂直进给运动，常用于加工平面、沟槽和燕尾面等。仿形牛头刨床是在普通牛头刨床上增加一仿形机构，用于加工成形表面，如透平叶片。移动式牛头刨床的滑枕与滑座还能在床身(卧式)或立柱(立式)上移动，适用于刨削特大型工件的局部平面。

车床车内孔，震刀，原因都是有哪些

有四种原因。原因如下：

1、首先是刀具伸出太长，导致刀具刚度下降，挠曲变形不能忽略。

2、刀具没有完全固定，同样导致刀具刚度不足。

3、刀具高度没有对中，刀尖高度低于中心轴高度，导致刀具受力过大，在进行圆周加工时容易产生共振。

4、刀具的进给、主轴转速等参数设置不合理，导致在圆周运动是发生共振。

解析：

最大的原因是转速与走到速度不配比、走刀量，造成主轴跳动；改变切削用量；或降低主轴转速保持走刀进给速度。这时整个机床都会有较大振动，调整轴承间隙或换新轴承，切削力就时大时小，正好与机床的固有振动平频率吻合。

导致共振发生的振动源是车床主轴的圆周运动，具体的说就是主轴转速。当然，刀具受力越小，发生共振的频率范围越窄，越难发生共振。所以，避免震刀的方法也相应的有3个途径：增加刀具的刚度，调整主轴转速、减小刀具受力。

扩展资料：

减少震刀的方法：

1，尽量加大刀杆的截面积使刀尖处于刀杆的中心。

2，刀杆伸出的长度在不影响加工的情况下尽可能的短。

3，看加工的孔是盲孔还是通孔选择合适的刀尖角度。

4，根据加工的材质和加工余量选择合适的转速和合理的进给量。

参考资料来源：百度百科-车床

切削力，是指在切削过程中产生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的讲：在切削加工时，工件材料抵抗刀具切削时产生的阻力。

影响切削力的因素：

1、机加设备自身的功率大小，它是切削力的客观条件；

2、所加工材料的种类；

3、刀具的种类和刀片参数的不同；

4、切削时的润滑条件。

切削时刀具的前面和后面上都承受法向力和摩擦力，这些力组成合力F，在外圆车削时，一般将这个切削合力F分解成三个互相垂直的分力（切削合力和分力)：切向力F──它在切削速度方向上垂直于刀具基面，常称主切削力；径向力F──在平行于基面的平面内，与进给方向垂直，又称推力；轴向力F──在平行于基面的平面内，与进给方向平行，又称进给力。一般情况下，F最大，F和F较小，由于刀具的几何参数刃磨质量和磨损情况的不同和切削条件的改变，F、F对F的比值在很大的范围内变化。

切削过程中实际切削力的大小，可以利用测力仪测出。测力仪的种类很多，较常用的是电阻丝式和压电晶体式测力仪。测力仪经过标定以后就可测出切削过程中各个分力的大小。

切削三要素，进给量，切削速度，背吃刀量都会影响切削力的大小！