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SPT120推料装置浅谈轴类零件加工工艺【7张CAD图纸+毕业论文】【答辩通过】

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关键词：: spt120 装置浅谈零件加工工艺

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摘要

板材送料装置广泛应用在大型板材加工中，是板材加工设备的重要组成部分。本产品本着结构简单，能耗低，对板材磨损小的原则所设计，目的是为了提高板材加工设备的生产效率。

该机通过对推块的设计，解决了能耗低，结构简单，对板材磨损小的等问题。通过感应装置和控制中心控制电机和传动部件的运动，将本设备的能耗降到最低限度。

为了减少在板材运送时设备与板材之间的摩擦，采用了辊传动，使设备与板材之间的摩擦方式变为滚动摩擦，最大限度的减小了设备工作中对板材的磨损。

关键词：轴推块支撑柱电机

Abstract

The plate feeding equipment widespread application in the large-scale plate processing, is the plate processing equipment important constituent. This product is simple in line with the structure, the energy consumption is low, wears the small principle to the plate to design, the goal is in order to enhance the plate processing equipment the production efficiency.

This machine through pushes the block the design, solved the energy consumption to be low, the structure was simple, wore slightly to the plate and so on the questions. Through the induction installment and the control center control electrical machinery and the transmission part movement, falls this equipment energy consumption the threshold.

In order to reduce ships when the plate between the equipment and the plate friction, has used the roller transmission, causes between the equipment and the plate friction way becomes the rolling friction, maximum limit reduced in the equipment work to the plate attrition.

Key word: Axis Pushes the block Prop Electrical machinery

摘要 …………………………………………………………………Ⅰ

Abstract………………………………………………………………Ⅱ

第 1 章概述 ……………………………………………………… 1

1.1 SPT120-12A·5·1 推料装置…………………………… 1

1.2 送料装置的作用和要求…………………………………… 1

1.3 送料装置的分类和特点…………………………………… 2

1.4 国内外研究状况 ……………………………………………2

1.5送料装置课题研究意义… ………………………………… 2

1.6课题来源………………………………………………………3

1.6课题目的………………………………………………………3

第 2 章送料装置各部零件的设计…………………………………4

2.1 SPT120-12A·5·1 推料装置简介…………………………4

2.2 SPT120-12A·5·1 推料装置的工作原理用………………4

2.3 SPT120-12A·5·1推料装置结构组成及其各部分功用…………………………………………………………… 5

2.3.1动力源……………………………………………… 5

2.3.2传动件……………………………………………… 5

2.3.3支撑柱……………………………………………… 6

2.3.4推块………………………………………………… 6

2.4推料装置的技术特点……………………………………… 7

2.5设计的有关技术参数……………………………………… 7

第 3 章推料装置的工艺规程设计 ………………………………8

3.1 轴的功用……………………………………………………8

3.2 工艺规程设计………………………………………………8

3.3.1确定毛坯的制造形式………………………………8

3.3.1轴的工艺方案………………………………………8

第 4 章轴的校核 …………………………………………………10

4.1按扭转强度条件计算………………………………………10

4.2确定轴的主要结构尺寸……………………………………11

4.3连传动的受力分析…………………………………………11

4.4按弯扭合成强度条件计算…………………………………13

4.5按疲劳强度条件进行精确校核……………………………16

第 5 章经济分析与资源分析……………………………………20

结论……………………………………………………………………22

致谢……………………………………………………………………23

参考文献………………………………………………………………24

专题论文………………………………………………………………25

附录外文翻译 ………………………………………………………42

第一章概述

1.1SPT120-12A·5·1 送料装置

SPT120-12A·5·1 推料装置推料装置主要应用大型板材加工设备中，通过自动快速的运送板材提高了板材加工设备的工作效率。

SPT120-12A·5·1 推料装置主要由传动轴和板料推块组成，主要担任板材的加工成型之后的获取和收集，是板材加工原材料的重要加工阶段。板材加工过程对板材的需求量很大，因此送料设备的工作效率至关重要。通过自动化推料装置的采用，提高了成型板材的收集为更大限度的提高整个板材加工的工作效率提供了上升空间。

1.2送料装置的作用和要求

送料装置是板材加工工作中的一个重要部分，它通过快速对成型板材的快速收集来保证整个设备的正常运转，自动化程度高的送料装置可以使整个设备处于告诉运行中，而不出现成型板材的过度累计影响生产。

在板材的加工生产中，板材的剪切是通过专用机械快速进行的，因此板材的送进对板材的送进和运输要求很高。如果加工过程中，送料装置的收集能力无法符合加工设备时就会出现板材的过度积累，影响加工效率和生产安全。

送料装置的主要功能是收集板材，但装设在不同的机械设备中，其作用亦有所不同，但基本要求是一致的，即：

（1）能快速收集板材，保证加工设备的正常工作。

（2）传动部件对板材的磨损要小，避免在运送过程中对板材的表面产生损害，降低成品的价值。

（3）结构简单，送料装置在板材加工设备中不是主要部件，太过复杂会影响整个设备的制造成本，而且会造成不必要的浪费。

（4）噪音低，避免增加本就高噪音的设备对环境造成的污染。

1.3 送料装置的分类和特点

送料装置根据应用的设备不同，按其传动方式分为不同的几个类型。具体为：

空气送料装置：利用气动装置进行送料；

自动送料装置：通过机械手臂进行送料；

滚轮送料装置：通过滚轮进行送料；

电磁送料装置：通过电磁原理进行送料；

本送料装置的主要特点为板材的的传动方式为轴传动，轴与板材的接触为点接触，因此对板材的摩擦很小，不会对板材有很大的损伤，最大程度的保持了板材的价值。在板材收集的方面采用的若干个推块将板材统一收集，不进提高了收集速度，而且还可以使板材统一堆放。电动机与推块之间的传动通过皮带传动，这种传动方式为柔性传动，不会对板材和电动机产生损害。此装置的结构简单，造价低廉，便于普及。

1．4国内外研究状况

随着技术更新的日益加快，在送料装置的结构上都在不断创新。我国在板材推料的研究方面也有一定的成果。中南科学院廖卫献所设计的电磁式自动下料装置，冲压的硅块由84增长到96块，材料利用率增长了14.28%，通过此种方法，可以实现冲床每年提高加工能力160~300t 。在众多推料装置中，其结构形式有许多种。比如机械手式，当板料加工完成后经皮带传送到机械手部，有机械手将板料放到落料架内，整个过程完成迅速，还可以将不同尺寸的板料分开，大大提高了工作效率。

国外的送料装置发展多向自动化的方向发展，气动和电磁式的送料装置被大量使用，因此生产效率提高幅度比较大，然而这些装置的造价比较昂贵在国内的使用普及率比较低。

1.5 送料装置课题研究意义

通过对此种设备的研究可以大副提高板材加工的效率。板材在当前工业生产加工中的需求日益加大，以前的加工设备已经渐渐难以提供足够量生产原材料。在板材的批量加工日渐被企业所采用，其送料装置的发展也应跟上发展趋势。所以对送料装置的研究与开发有着十分重要的意义。

1.6课题来源

本课题是根据学校安排，由老师安排拟订的题目。

1.7课题目的

一方面，本着要自己动手，并在实践中创新求学的认真态度，让理论知识与社会实践能很好的结合，让我们对大学四年有一个总结性认识。另一方面，毕业设计是另一种科学技术创新的来源所在，社会的进步、人类的发展要我们从自己开始做事开始进步，开始走向更广阔的舞台。

第二章送料装置各部零件的设计

2.1 SPT120-12A·5·1 推料装置简介

SPT120-12A·5·1 推料装置广泛吸收国内外现有的轴工艺，链传动的基础上，针对板材的型号长、厚、宽分别为5m—12m，4—10mm，300mm—500mm而开发研制的。该装置靠轴对板材进行传动，磨损小，速度快，结构简单。通过简单的滑块对板材产生推力，将板材收集到落料架中，其结构简单效率高，传动平稳，节省材料。

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A0-推料装置装配图.gif

机座A2.gif

支撑柱A1.gif

支撑柱A2.gif

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内容简介：: 毕业设计（论文）任务书姓名：任务下达日期：年月日设计（论文）开始日期：年月日设计（论文）完成日期：年月日一、设计（论文）题目：SPT120-12A51 推料装置二、专题题目：浅谈轴类零件加工工艺三、设计的目的和意义：当前我国的制造业发展迅速，随着对板材原料需要量的增加需要开发研制自动化板材推料装置，它具有省时省力，高生产率等优点。作为原料加工装置，它的工作效率直接影响了整台设备的生产效率，所以自动化的下料装置可以极大的提高加工业的生产效率。四、设计（论文）主要内容：（1）SPT120-12A51 推料装置总装图（1张0号）；（2）零件图轴1（1张2号）（3）零件图轴2（1张2号）；零件图轴5（1张2号）；零件图支撑柱1（1张1号）；零件图支撑柱（1张1号）零件入机座（1张2号）。五、设计目标：为提高生产率，适应大批大量生产的要求，使板材能快速的从加工设备上卸载下来。提高板材推料的效率，使板材在运输期间保持平稳，通过推块将板材统一排放在落料架中，整齐迅速。六、进度计划： 2007年3月13日至3月31日进行为期3周的生产实习；4月1日至4月10日完成对设计题目的资料收集与查询；4月11日至5月10日完成对设计图纸的绘制；5月11日至6月10日完成毕业设计说明书的编写；6月11日至6月20日最后的审稿及说明书和图纸的打印。七、参考文献资料：成大先主编机械设计手册.化学工业出版社.2004李喜桥主编.加工工艺学.北京航空航天大学出版社.2003.3。郑涣文主编.机械制造工艺学.高等教育出版社.1994。李文双主编.机械制造工程学.黑龙江科学技术出版社.2004周伟平主编.机械制造技术.华中科技大学出版社.2002。庞怀玉主编.机械制造工程学.机械工业出版社.1998刘鸿文主编材料力学高等教育出版社，2003，王焕庭，徐善国等主编机械工程材料大连理工大学出版社，1998，6成大先主编轴及其连接化学工业出版社2001.11：3-41，91-92指导教师：院（系）主管领导：年月日毕业设计（或论文）说明书摘要板材送料装置广泛应用在大型板材加工中，是板材加工设备的重要组成部分。本产品本着结构简单，能耗低，对板材磨损小的原则所设计，目的是为了提高板材加工设备的生产效率。该机通过对推块的设计，解决了能耗低，结构简单，对板材磨损小的等问题。通过感应装置和控制中心控制电机和传动部件的运动，将本设备的能耗降到最低限度。为了减少在板材运送时设备与板材之间的摩擦，采用了辊传动，使设备与板材之间的摩擦方式变为滚动摩擦，最大限度的减小了设备工作中对板材的磨损。关键词：轴推块支撑柱电机 AbstractThe plate feeding equipment widespread application in the large-scale plate processing, is the plate processing equipment important constituent. This product is simple in line with the structure, the energy consumption is low, wears the small principle to the plate to design, the goal is in order to enhance the plate processing equipment the production efficiency. This machine through pushes the block the design, solved the energy consumption to be low, the structure was simple, wore slightly to the plate and so on the questions. Through the induction installment and the control center control electrical machinery and the transmission part movement, falls this equipment energy consumption the threshold. In order to reduce ships when the plate between the equipment and the plate friction, has used the roller transmission, causes between the equipment and the plate friction way becomes the rolling friction, maximum limit reduced in the equipment work to the plate attrition. Key word: Axis Pushes the block Prop Electrical machinery 目录摘要 Abstract第 1 章概述 11.1 SPT120-12A51 推料装置 11.2 送料装置的作用和要求 11.3 送料装置的分类和特点 21.4 国内外研究状况 21.5送料装置课题研究意义 21.6课题来源31.6课题目的3第 2 章送料装置各部零件的设计42.1 SPT120-12A51 推料装置简介42.2 SPT120-12A51 推料装置的工作原理用42.3 SPT120-12A51推料装置结构组成及其各部分功用 52.3.1动力源 52.3.2传动件 52.3.3支撑柱 62.3.4推块 62.4推料装置的技术特点 72.5设计的有关技术参数 7第 3 章推料装置的工艺规程设计 83.1 轴的功用83.2 工艺规程设计8 3.3.1确定毛坯的制造形式8 3.3.1轴的工艺方案8第 4 章轴的校核 104.1按扭转强度条件计算104.2确定轴的主要结构尺寸114.3连传动的受力分析114.4按弯扭合成强度条件计算134.5按疲劳强度条件进行精确校核16第 5 章经济分析与资源分析20结论22致谢23参考文献24专题论文25附录外文翻译 42458第一章概述1.1 SPT120-12A51 送料装置SPT120-12A51 推料装置推料装置主要应用大型板材加工设备中，通过自动快速的运送板材提高了板材加工设备的工作效率。SPT120-12A51 推料装置主要由传动轴和板料推块组成，主要担任板材的加工成型之后的获取和收集，是板材加工原材料的重要加工阶段。板材加工过程对板材的需求量很大，因此送料设备的工作效率至关重要。通过自动化推料装置的采用，提高了成型板材的收集为更大限度的提高整个板材加工的工作效率提供了上升空间。1.2 送料装置的作用和要求送料装置是板材加工工作中的一个重要部分，它通过快速对成型板材的快速收集来保证整个设备的正常运转，自动化程度高的送料装置可以使整个设备处于告诉运行中，而不出现成型板材的过度累计影响生产。在板材的加工生产中，板材的剪切是通过专用机械快速进行的，因此板材的送进对板材的送进和运输要求很高。如果加工过程中，送料装置的收集能力无法符合加工设备时就会出现板材的过度积累，影响加工效率和生产安全。送料装置的主要功能是收集板材，但装设在不同的机械设备中，其作用亦有所不同，但基本要求是一致的，即：（1）能快速收集板材，保证加工设备的正常工作。（2）传动部件对板材的磨损要小，避免在运送过程中对板材的表面产生损害，降低成品的价值。（3）结构简单，送料装置在板材加工设备中不是主要部件，太过复杂会影响整个设备的制造成本，而且会造成不必要的浪费。（4）噪音低，避免增加本就高噪音的设备对环境造成的污染。1.3 送料装置的分类和特点送料装置根据应用的设备不同，按其传动方式分为不同的几个类型。具体为：空气送料装置：利用气动装置进行送料；自动送料装置：通过机械手臂进行送料；滚轮送料装置：通过滚轮进行送料；电磁送料装置：通过电磁原理进行送料；本送料装置的主要特点为板材的的传动方式为轴传动，轴与板材的接触为点接触，因此对板材的摩擦很小，不会对板材有很大的损伤，最大程度的保持了板材的价值。在板材收集的方面采用的若干个推块将板材统一收集，不进提高了收集速度，而且还可以使板材统一堆放。电动机与推块之间的传动通过皮带传动，这种传动方式为柔性传动，不会对板材和电动机产生损害。此装置的结构简单，造价低廉，便于普及。14国内外研究状况随着技术更新的日益加快，在送料装置的结构上都在不断创新。我国在板材推料的研究方面也有一定的成果。中南科学院廖卫献所设计的电磁式自动下料装置，冲压的硅块由84增长到96块，材料利用率增长了14.28%，通过此种方法，可以实现冲床每年提高加工能力160300t 。在众多推料装置中，其结构形式有许多种。比如机械手式，当板料加工完成后经皮带传送到机械手部，有机械手将板料放到落料架内，整个过程完成迅速，还可以将不同尺寸的板料分开，大大提高了工作效率。国外的送料装置发展多向自动化的方向发展，气动和电磁式的送料装置被大量使用，因此生产效率提高幅度比较大，然而这些装置的造价比较昂贵在国内的使用普及率比较低。1.5 送料装置课题研究意义通过对此种设备的研究可以大副提高板材加工的效率。板材在当前工业生产加工中的需求日益加大，以前的加工设备已经渐渐难以提供足够量生产原材料。在板材的批量加工日渐被企业所采用，其送料装置的发展也应跟上发展趋势。所以对送料装置的研究与开发有着十分重要的意义。1.6课题来源本课题是根据学校安排，由老师安排拟订的题目。1.7课题目的一方面，本着要自己动手，并在实践中创新求学的认真态度，让理论知识与社会实践能很好的结合，让我们对大学四年有一个总结性认识。另一方面，毕业设计是另一种科学技术创新的来源所在，社会的进步、人类的发展要我们从自己开始做事开始进步，开始走向更广阔的舞台。第二章送料装置各部零件的设计2.1 SPT120-12A51 推料装置简介SPT120-12A51 推料装置广泛吸收国内外现有的轴工艺，链传动的基础上，针对板材的型号长、厚、宽分别为5m12m，410mm，300mm500mm而开发研制的。该装置靠轴对板材进行传动，磨损小，速度快，结构简单。通过简单的滑块对板材产生推力，将板材收集到落料架中，其结构简单效率高，传动平稳，节省材料。2.2 SPT120-12A51 推料装置的工作原理推料装置放在台架上，当工件（板材）冲完空后，从主机被拉倒辊子上时，电机7（图示）启动，通过传动轴(2、3、4、5、6)带动链条转动，推块1从下边链条转到上边链条上，从工件侧面推动工件，几个推动同时推动工件，工件被推倒落料箱斜面的滚轮上，从而靠重力滑进料箱中。推块转到下边链条上，接近开关感应到推块，发出信号至控制中心，控制中心发出指令，让电机7停止，从而推块在下边的链条停住，完成一个工作循环。图2-12.3 SPT120-12A51 推料装置结构组成及其各部分的功用2.3.1 动力源该装置的动力通过一部减速电机提供。电机选用功率为0.55W的减速电机D43-Y0.55-4p-27.96-W3-0。推块经过传动获得的功率为：推块与辊间摩擦力：N推块推力：0.453kw/0.22m/s=2.06N大于推块与辊间摩擦力0.0082N2.3.2 传动件该装置中的轴作用是通过链条传动将电机的动力传动到推块上，以完成对板材收集，整个装置由5种长度不相同的轴相连而成。1）轴是组成机械的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件（例如齿轮，蜗轮等），都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此周的主要功用是支承回状零件及传递运动和动力。主要是碳钢和合金钢。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中常用的是45钢。合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。因此，在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。根据本产品中所用轴的工作特点，在设计中采用的是普通传动轴，材料为45钢，其主要作用是传递运动和转矩，使推块得到动力和运动。2）链传动是应用广泛的一种机械传动。它是由链条和主从动链轮所组成。链轮上有特制齿形的齿，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。链传动是属于带有中间挠性件的啮合传动。与属于摩擦传动的带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能在高温及速度较低的情况下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本低廉；在远距离传动时，其结构比齿轮传动轻便得多。链传动的主要缺点是：在两根平行轴之间只能用于同向回转的传动；运转时不能保持恒定的瞬间传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不易在载荷变化很大和急速反向的传动中运用。链传动主要在要求工作可靠，且两轴相距较远，以及其他不宜采用齿轮传动的场合。例如在摩托车上应用了链传动，结构上大为简化，而且使用方便可靠。链传动还可以应用在低速重型及极为恶劣的工作条件下，例如掘土机的运行机构，虽常受到土块，泥浆及瞬时过载等影响，但仍能很好的工作。按用途不同，链可以分为：传动链、输送链、和起重链。输送链和起重链主要用于运输和起重机械中。而在一般机械传动中，常用的是传动链。传动链传递的功率一般在100kW以下，链速一般不超过15m/s，推荐使用的最大传动比。传动链有短节距精密滚子链、齿形链等类型。其中滚子链使用最广，齿形链使用较少。 2.3.3 支撑柱支撑柱是装置的支撑部件，轴由支撑柱固定在装置上。支撑柱属于支撑部件，属机座类。这部分部件在很大程度上影响着机器的工作精度及抗振性能，还影响着装置的耐磨性等。本装置的支撑柱部分采用了肋板设计从而增加了支撑柱的强度和刚度。这种设计在增大强度和刚度的同时又可以减少壁厚和质量，进一步减少了制造成本。对于焊接件来说薄壁更容易保证焊接的品质。本装置的支撑柱材料为45钢。2.3.4推块推块本设备的板材收集装置通过若干个推块来完成。采用推块对板材进行收集不仅动作迅速而且可以更大程度的减少电机功率达到节约能源减少消耗的目的。推块选用45钢，此种材料价格低廉，加之推块用料极少极大的节约了生产用料。2.4推料装置的技术特点支撑柱和机座为焊接件它们的主要技术特点是：板件不得出现明显焊接变形，焊后清渣，焊后去焊接应力，锐边倒钝，发黑处理。轴的材料为45钢，加工时注意锐边倒钝和T235。25 设计的有关技术参数钢板：厚410mm，长312m，宽300500mm；钢板翘曲最大30mm 第3章推料装置的工艺规程设计3.1 轴的功用轴是该装置的重要组成部分，是滑块推动板材的传动部件。轴按照承受载荷的不同，轴可以氛围转轴，心轴和传动轴三类。本产品采用的轴的类型为传动轴，轴的主要特点是结构简单，造价低廉，传动效果好，能够很好的完成工作任务。32 工艺规程设计321 确定毛坯的制造形式轴是常用的传动件，要求有一定的刚度和强度，选择零件的材料为45钢。由于零件是小批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用锻造成型。这从提高生产效率，保证加工精度上考虑，也是应该的。轴的毛坯采用锻造的方法制造。根据生产规模的不同。毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。自由锻造设备简单，但毛坯精度较差，加工余量较大，而且形状复杂的毛坯不容易锻造，多用于中、小批量生产。模锻的毛坯制造精度高，加工余量小，生产率高，可锻造形状复杂的毛坯。而且材料经模锻后，纤维组织的分布更有利于提高零件的强度。但模锻需要昂贵的设备，且需制造专用锻模，因而只适用大批量生产。322 轴的工艺方案1 轴的加工工艺过程的制定轴的加工工艺过程制定的依据是轴的结构、技术要求=生产批量和设备条件。本产品采用阶梯轴，毛坯采用实心锻件。2 轴的加工工艺过程的分析1）粗加工阶段。这个阶段的主要目的是用大的切削量切除大部分余量，把毛坯加工至接近工件的最终尺寸和形状，只留下少的加工余量。改阶段还可以及时发现锻件的裂缝等缺陷，以采取相应的措施。A 毛坯处理。备料、锻造和正火B 粗加工。去除多余的部分，铣端面，打顶尖孔和粗车外圆等2）半精加工阶段。这个阶段的主要目的是为精加工作好准备，对一些要求不高的表面，在这个阶段加工到图纸规定的要求。A 半精加工前热处理。对45钢采用调质处理。B 半精加工。车定位锥孔，半精车外圆端面。3）精加工阶段。改阶段的目的是把各个表面最终加工到图纸规定的要求。A 精加工前热处理。局部高频淬火B 精加工强各种加工。粗磨定位锥孔，精车与粗磨外圆，铣花键和键槽，以及车螺纹等。C 精加工。精磨外圆和内、外锥面以保证轴最重要的表面的精度。3定位基准的选择。顶尖孔是周类零件最常用的定位基准，这是因为其各外圆表面、锥面、锥孔、螺纹表面之间的同轴度，以及端面对回转表面的垂直度等有较高的位置精度要求，用两顶尖定位既符合基准重合原则又符合基准统一原则。本产品的轴在加工过程中要先车端面，然后打顶尖孔，这样可以保证轴在加工中的同轴度，使轴加工后的基准符合标准。第4章轴的校核轴在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。若变形量超过允许的限度，就会影响轴上的零件的正常工作，甚至丧失机器应有的工作性能。例如，安装齿轮的轴，若弯曲刚度（或扭转刚度）不足而导致挠度（或扭转角）过大时，将影响齿轮的正确啮合，使齿轮沿齿宽和齿高方向接触不良，造成载荷在齿面上严重分布不均。又如采用滑动轴承的轴，造成不均匀磨损和过度发热。因此，在设计有刚度要求赌咒时，必须进行刚度的校核计算。4.1按扭转强度条件计算轴的扭转强度条件为：式中：扭转切应力，单位 T ：轴所受的扭矩，单位：轴的抗扭截面系数，单位：轴的转速，单位为P ：轴传递的功率，单位 d ：计算截面处轴的直径，单位为mm ：许用扭转切应力，单位为由上式可得轴的直径：其中：= ，则 n=1398 P=0.550.96=0.528由机械设计表15-3得：=45，轴的材料为45钢则，=20mm取 =35mm对于直径的轴，有一个键槽时，轴径增大5%7%，因此，=+7%=357%+35=37.45圆整后=404.2确定轴的主要结构尺寸根据轴上的零件确定轴的结构尺寸，如图3-1所示图4-14.3链传动的受力分析（1）紧边所受的拉力= 式中：有效圆周力，单位为N ：离心力，单位为N ：悬垂拉力，单位为N（2） =1000= 式中：P ：传递的功率，单位为；：链速，单位为， V=0.22 因此，=1000=1000=2400N（3）=式中：单位长度链条的质量，单位为，取带为12A，则=1.5则=1.5=0.0726N(4) 的大小与链条的松边垂度及传动的布置方式有关，在和中选用大者。=式中：链传动的中心距，单位为单位长度链条的质量，单位为垂直系数=361.95 =40 =3.62由机械设计图9-11得=10=101.5361.95=54.3=57.56N取=57.56N因此 =2400+0.0726+57.56=2457.63N（5）链的松边拉紧0.0726+57.56=57.634.4按弯扭合成强度条件计算图4-2(1)根据机构尺寸确定作出轴的计算简图，如4-2所示由=0得： =155.63N=0得：（a+b）=0 =(2) a简力图图4-3弯矩 B弯矩图图4-4扭矩C扭矩图图4-5（3）校核轴的强度。式中：轴的计算应力，单位为轴所受的弯矩，单位为轴所受的扭矩，单位为轴的抗弯截面系数，单位为，公式见机械设计（第7版）表15-4 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，其值按机械设计（第7版）15-1选用取 =1，=60= 合格4.5 按疲劳强度条件进行精确校核这种校核计算的实质在于确定变应力情况下轴的安全程度。在以知轴的外形、尺寸及载荷的基础上，即可通过分析确定出一个或几个危险截面（这时不仅要考虑弯曲应力和扭转切应力的大小，而且要考虑应力集中和绝对尺寸等因素影响的程度），计算安全系数并应使其稍微大于或少于等于设计安全系数S。（1）判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面、引起的应力集中最为严重，但面的左侧同时受力弯矩和扭矩，因此面比面危险。而键槽的应力集中系数比、面小，因而该轴只需校核截面左右两侧即可。（2）截面左侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面左侧的弯矩M为：截面上的扭矩T为：截面上的扭转切应力：轴的材料围45钢，调质处理。机械设计（第7版）表15-1查得，截面上由于轴肩而形成理论应力集中系数及按机械设计（第7版）附表3-2查取。因=，，可查得：=，=又由附图4-1可得轴的材料的敏性系数为故有效应力集中系数按式（附4-4）为由附图4-2得尺寸系数；由附图4-3得扭转尺寸系数轴按精车加工，由附图3-4得表面质量系数为轴未经表面强化处理，即，则综合系数值为又由3-1及3-2得碳钢的特性系数取，取于是，计算安全系数值，得故可知安全。（1）截面右侧抗弯截面系数W：抗扭截面系数：弯矩M及弯曲应力为：扭矩及扭转切应力为：T=96000 过盈配合处的值，由机械设计（第7版）附表3-8用插入法求出，并取 =，轴按精车加工，由附图4-4得表面质量系数为故得综合系数为：所以轴在截面右侧的安全系数为：故该轴在截面右侧的强度也是足够的，宗上所述该轴符合要求。第五章经济分析与资源分析经济性是机械产品的重要指标之一，从产品设计到产品制造，应始终贯彻经济性原则，设计中在满足零件使用需求的前提下，从以下几个方面来主要体现了本设计的经济性：5.1 国家宏观调控政策有利于板材送料装置行业的发展国家振兴装备制造业政策，特别是最近中央经济工作会议精神，国家仍将继续执行“双稳健”的财政政策和发展内需的宏观经济政策，以及国家近期出台的有关工、农业政策和调控政策，还有对节能降耗，环境保护的部署等，为机械工业提出了新的要求，扩展了机械产品的市场，机械工业仍将保持高速发展，必然带动板材送料装置行业的发展。板材送料装置行业是配套件行业，受主机行业的影响很大。据有关行业预测，目前各主机行业企业2006年在手的任务十分饱满，特别是国家重点工程所需的重大装备和大型高档产品需求十分火暴，仍处于供不应求的局面，必然拉动板材送料装置行业的发展。52 可能影响经济运行质量的问题燃料、动力、原材料价格上涨，影响企业的效益煤、油、电力以及原辅材料和钢材的价格上涨，将直接影响板材送进夹钳装置产品的生产成本，降低企业的经济效益。企业很难通过加强管理，靠企业内部挖潜对这部分予以补偿。在企业利润空间不大的情况下，会降低企业的经济效益，影响行业企业的长远发展的后劲。53 产品的经济优势本产品通过对结构的设计尽可能的节约材料的使用。例如：通过在支撑部件上加以筋板来增加支撑部件的刚度和强度，这种设计不仅能保证产品结构的性能，而且使材料的使用降到最低；本产品采用推块来实现对板材的收集，这种设计使动力对能量的消耗降到最低。产品所采用的电机功率为0.55w，不仅功率低能耗小而且满足动力要求；产品尽量的采用简单设计，使本产品的结构简化，成本进一步降低，可以更大程度的对本产品在市场上普及。产品在板材运输板材的装置上采用辊传动，这样既节约材料降低成本而且使板材与设备间的摩擦降低，减少设备对板材的磨损。在推块的传动上，本产品采用链传动，这种传动系统结构简单，其特点更加适合对推块的传动，而且价格便宜，易于制造。通过对本产品经济性的分析，可以清楚的看到，本产品有着很好的经济性和实用性。由于简单实用本产品可以很容易的应用到各种板材加工设备中，并能很好的完成响应的任务。当然本产品也有一定的不足，在今后的研究中会加以改进。结论当今社会对生产力的要求日益提高，对制造业设备的自动化要求随之提高。虽然我们国家再制造业的发展上还远远落后于发达国家，但今年来通过国家对制造业的重视，我国的制造工业正在逐步复苏，通过提倡科技是第一生产力大力发展现代化的制造工艺，使我国的制造业得到了长足发展。与发达国家的差距正在日益缩小。我所设计的板材送料装置是一种自动化板材收集装置，可以进一步降低工人的劳动强度，提高板材加工设备的加工效率。对制造业的发展有着重要意义。通过这端时间内对资料的收集整理和设备设计，SPT120-12A51 推料装置终于设计完成。通过这次机会整理资料和实际设计，帮助我将大学四年内所学的知识进行了总结，使我更加深刻的体会了独立思考和独立设计。在遇到书本上无法获得的知识时我学会了通过查询资料，在其中总结和学期。这种重要的学习方法在日后的工作和学习中对我有着十分重要的意义。通过此次设计也为我今后在工作岗位上的发展打下了坚实的基础。致谢毕业设计结束了，在这3个月里我终于完成了对SPT120-12A51 推料装置的设计。在此次设计中要重要感谢指导老师卢玉梅老师，以及各位机制教研室老师的大力支持与帮助。在整个设计过程中，老师给予了我极大的鼓励和支持，帮助我战胜了种种困难，在老师的指导下使我对所设计的内容有了更深层次的理解。在设计过程中我苦恼过任务的繁重和资料的匮乏，但在老师的指导下我还是完成了此次设计任务，在收获的同时更使我对未来产生了无限的向往。我将尽全力去完成以后所接受的所有困难。我所掌握的知识还是十分有限，因此在设计过程中不免有错误和不妥，希望能得到广大老师的批评和指导，以便在今后的学习过程中可以有更大的提高。参考文献1.成大先主编. 机械设计手册.化学工业出版社.20042.杨叔子主编.机械加工工艺师手册.机械工业出版社.20033.李喜桥主编.加工工艺学.北京航空航天大学出版社.2003.34.郑涣文主编.机械制造工艺学.高等教育出版社.19945.蔡光起主编.机械制造工艺学.东北大学出版社.19946.赵志修主编.机械制造工艺学.机械工业出版社.19857.李文双主编.机械制造工程学.黑龙江科学技术出版社.20048.周伟平主编.机械制造技术.华中科技大学出版社.20029.吴善元主编.金属切削原理与刀具.机械工业出版社.200310.庞怀玉主编.机械制造工程学.机械工业出版社.199811.陈泽民主编.公差配合与测量.高等教育出版社.198412.刘晋春等主编.各种加工.机械工业出版社.199913 刘鸿文主编材料力学高等教育出版社，2003，314 王焕庭，徐善国等主编机械工程材料大连理工大学出版社，1998，615 成大先主编轴及其连接化学工业出版社2001.11：3-41，91-92专题论文浅谈轴类零件加工工艺摘要：轴是组成机器的主要零件之一，一切作回转运动的传动零件（例如齿轮，蜗轮等），都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。它通常被用于支撑传动件的传递扭矩。轴是旋转体零件，其长度大于直径。加工表面通常由内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、横孔、沟槽等。关键字：轴，精度，基准正文：轴是组成机械的主要零件之一，所以在机械加工中轴的加工工艺是做为重中之中来进行研究的。目前我国正在大力发展制造工业，因此对轴类加工工艺的研究也提出了新的要求。在当今各国加工工艺飞速发展，对零件的加工精度不断提高，各种高精密设备的应用使零件的加工速度和加工精度比以往有了很大改观，因此我们也应该有责任去追赶并超越。作为一名从事机械行业的学生我也要谈一下自己对该方面的见解。一概述1轴类零件的功用与结构特点轴类零件主要用于支承传动零件（齿轮、带轮等），承受载荷、传递转矩以及保证装在轴上零件的回转精度。根据轴的结构形状，轴的分类如图 6 1 所示。根据轴的长度 L 与直径 d 之比，又可分为刚性轴（ L/d 12 ）和挠性轴（ L/d 12 ）两种。轴类零件通常由内外圆柱面、内外圆锥面、端面、台阶面、螺纹、键槽、花键、横向孔及沟槽等组成。 2轴类零件的技术要求、材料和毛坯装轴承的轴颈和装传动零件的轴头处表面，一般是轴类零件的重要表面，其尺寸精度、形状精度（圆度、圆柱度等）、位置精度（同轴度、与端面的垂直度等）及表面粗糙度要求均较高，是在制订轴类零件机械加工工艺规程时，应着重考虑的因素。一般轴类零件常选用 45 钢；对于中等精度而转速较高的轴可用40Cr ；对于高速、重载荷等条件下工作的轴可选用 20Cr 、 20CrMnTi 等低碳合金钢进行渗碳淬火，或用 38CrMoAlA 氮化钢进行氮化处理。外圆表面是轴类零件的主要表面，因此要能合理地制订轴类零件的机械加工工艺规程，首先应了解外圆表面的各种加工方法和加工方案。本章主要介绍常用的几种外圆加工方法和常用的外圆加工方案。轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件，只有某些大型的、结构复杂的轴才采用铸件（铸钢或球墨铸铁）。二外圆表面的加工方法和加工方案1 外圆表面的车削加工根据毛坯的制造精度和工件最终加工要求，外圆车削一般可分为粗车、半精车、精车、精细车。粗车的目的是切去毛坯硬皮和大部分余量。加工后工件尺寸精度 IT11IT13 ，表面粗糙度 Ra5012.5 m 。半精车的尺寸精度可达 IT8IT10 ，表面粗糙度 Ra6.33.2 m 。半精车可作为中等精度表面的终加工，也可作为磨削或精加工的预加工。精车后的尺寸精度可达 IT7IT8 ，表面粗糙度 Ra1.60.8 m 。精细车后的尺寸精度可达 IT6IT7 ，表面粗糙度 Ra0.40.025 m 。精细车尤其适合于有色金属加工，有色金属一般不宜采用磨削，所以常用精细车代替磨削。 2 外圆表面的磨削加工磨削是外圆表面精加工的主要方法之一。它既可加工淬硬后的表面，又可加工未经淬火的表面。根据磨削时工件定位方式的不同，外圆磨削可分为：中心磨削和无心磨削两大类。（1）中心磨削中心磨削即普通的外圆磨削，被磨削的工件由中心孔定位，在外圆磨床或万能外圆磨床上加工。磨削后工件尺寸精度可达 IT6IT8 ，表面粗糙度 Ra0.80.1 m 。按进给方式不同分为纵向进给磨削法和横向进给磨削法。 a 纵向进给磨削法（纵向磨法）如图 6-2 所示，砂轮高速旋转，工件装在前后顶尖上，工件旋转并和工作台一起纵向往复运动。b 横向进给磨削法（切入磨法）如图 6-3 所示，此种磨削法没有纵向进给运动。当工件旋转时，砂轮以慢速作连续的横向进给运动。其生产率高，适用于大批量生产，也能进行成形磨削。但横向磨削力较大，磨削温度高，要求机床、工件有足够的刚度，故适合磨削短而粗，刚性好的工件；加工精度低于纵向磨法。（2）无心磨削无心磨削是一种高生产率的精加工方法，以被磨削的外圆本身作为定位基准。目前无心磨削的方式主要有：贯穿法和切入法。如图 6-4 所示为外圆贯穿磨法的原理。工件处于磨轮和导轮之间，下面用支承板支承。磨轮轴线水平放置，导轮轴线倾斜一个不大的角。这样导轮的圆周速度导可以分解为带动工件旋转的工和使工件轴向进给的分量纵。如图 6-5 为切入磨削法磨削的原理。导轮 3 带动工件 2 旋转并压向磨轮 1 。加工时，工件和导轮及支承板一起向砂轮作横向进给。磨削结束后，导轮后退，取下工件。导轮的轴线与砂轮的轴线平行或相交成很小的角度（ 0.51 o ），此角度大小能使工件与挡铁 4 （限制工件轴向位置）很好地贴住即可。无心磨削时，必须满足下列条件： a 由于导轮倾斜了一个角度，为了保证切削平稳，导轮与工件必须保持线接触，为此导轮表面应修整成双曲线回转体形状。 b 导轮材料的摩擦系数应大于砂轮材料的磨擦系数；砂轮与导轮同向旋转，且砂轮的速度应大于导轮的速度；支承板的倾斜方向应有助于工件紧贴在导轮上。 c 为了保证工件的圆度要求，工件中心应高出砂轮和导轮中心连线。高出数值 H 与工件直径有关。当工件直径 d 工 =8 30mm 时， H d 工 /3 ；当 d 工 =30 70mm 时， H d 工 /4 。 d 、导轮倾斜一个角度。如图 6-4 ，当导轮以速度 v 导旋转时，可分解为： v 工 =v 导 cos ; v 纵 =v 导 sin 粗磨时，取 36 ；精磨时，取 1 3 。无心磨削时，工件尺寸精度可达 IT6-IT7，表面粗糙度 Ra0.8-0.2um. （3）外圆磨削的质量分析在磨削过程中，由于有多种因素的影响，零件表面容易产生各种缺陷。常见的缺陷及解决措施分析如下： a 多角形在零件表面沿母线方向存在一条条等距的直线痕迹，其深度小于 0.5 m ，如图6-6 所示。产生原因主要是由于砂轮与工件沿径向产生周期性振动所致。如砂轮或电动机不平衡；轴承刚性差或间隙太大；工件中心孔与顶尖接触不良；砂轮磨损不均匀等。消除振动的措施，如仔细地平衡砂轮和电动机；改善中心孔和顶尖的接触情况；及时修整砂轮；调整轴承间隙等。b 螺旋形磨削后的工件表面呈现一条很深的螺旋痕迹，痕迹的间距等于工件每转的纵向进给量。如图 6-7 所示。产生原因主要是砂轮微刃的等高性破坏或砂轮与工件局部接触。如砂轮母线与工件母线不平行；头架、尾座刚性不等；砂轮主轴刚性差。消除的措施，修正砂轮，保持微刃等高性；调整轴承间隙；保持主轴的位置精度；砂轮两边修磨成能成台肩形或倒圆角，使砂轮两端不参加切削；工件台润滑油要合适，同时应有卸载装置；使导轨润滑为低压供油。 c 拉毛（划伤或划痕）常见的工件表面拉毛现象如图 6-8 所示。产生原因主要是磨粒自锐性过强；切削液不清洁；砂轮罩上磨屑落在砂轮与工件之间等。消除拉毛的措施，选择硬度稍高一些的砂轮；砂轮修整后用切削液和毛刷清洗；对切削液进行过滤；清理砂轮罩上的磨屑等。 d烧伤可分为螺旋形烧伤和点烧伤，如图 6-9 所示。烧伤的原因主要是由于磨削高温的作用，使工件表层金相组织发生变化，因而使工件表面硬度发生明显变化。消除烧伤的措施，降低砂轮硬度；减小磨削深度；适当提高工件转速；减少砂轮与工件接触面积；及时修正砂轮；进行充分冷却等。3、外圆表面的精密加工随着科学技术的发展，对工件和加工精度和表面质量要求也越来越高。因此在外圆表面精加工后，往往还要进行精密加工。外圆表面的精密加工方法常用的有高精度磨削、超精度加工、研磨和滚压加工等。（1）高精度磨削使轴的表面粗糙度值在 Ra0.16 m 以下的磨削工艺称为高精度磨削，它包括精度磨削（ Ra0.6-0.06 m ）、超精密磨削（ Ra0.04-0.02 m ）和镜面磨削（ Ra 0.01 m）。高精度磨削的实质在于砂轮磨粒的作用。经过精细修整后的砂轮的磨粒形成了同时能参加磨削的许多微刃。如图 6 -10a,b，这些微刃等高程度好，参加磨削的切削刃数大大增加，能从工件上切下微细的切屑，形成粗糙度值较小的表面。随着磨削过程的继续，锐利的微刃逐渐钝化，如图 6 -10c。钝化的磨粒又可起抛光作用，使粗糙度进一步降低。（2）超精加工用细粒度磨具的油石对工件施加很小的压力，油石作往复振动和慢速沿工件轴向运动，以实现微量磨削的一种光整加工方法。如图 6-11 所示为其加工原理图。加工中有三种运动：工件低速回转运动 1 ；磨头轴向进给运动 2 ；磨头高速往复振动 3 。如果暂不考虑磨头轴向进给运动，磨粒在工件表面上走过的轨迹是正弦曲线，如图 6-11b 所示。超精加工大致有四个阶段： a 强烈切削阶段开始时，由于工件表面粗糙，少数凸峰与油石接触，单位面积压力很大，破坏了油膜，故切削作用强烈。 b 正常切削阶段当少数凸峰磨平后，接触面积增加，单位面积压力降低，致使切削作用减弱，进入正常切削阶段。 c微弱切削阶段随着接触面积进一步增大，单位面积压力更小，切削作用微弱，且细小的切屑形成氧化物而嵌入油石的空隙中，因而油石产生光滑表面，具有摩擦抛光作用。 d 自动停止切削阶段工件磨平，单位面积上的压力很小，工件与油石之间形成液体摩擦油膜，不再接触，切削作用停止。经超精加工后的工件表面粗糙度值 Ra0.08-0.01 m. 。然而由于加工余量较小（小于 0.01mm ），因而只能去除工件表面的凸峰，对加工精度的提高不显著。（3）研磨用研磨工具和研磨剂，从工件表面上研去一层极薄的表层的精密加工方法称为研磨。研磨用的研具采用比工件材料软的材料（如铸铁、铜、巴氏合金及硬木等）制成。研磨时，部分磨粒悬浮在工件和研具之间，部分研粒嵌入研具表面，利用工件与研具的相对运动，磨粒应切掉一层很薄的金属，主要切除上工序留下来的粗糙度凸峰。一般研磨的余量为 0.01 -0.02mm 。研磨除可获得高的尺寸精度和小的表面粗糙度值外，也可提高工件表面形状精度，但不能改善相互位置精度。当两个工件要求良好配合时，利用工件的相互研磨（对研）是一种有效的方法。如内燃机中的气阀与阀座，油泵油咀中的偶件等。（4）滚压加工滚压加工是用滚压工具对金属材质的工件施加压力，使其产生塑性变形，从而降低工件表面粗糙度，强化表面性能的加工方法。它是一种无切屑加工。图 6-12 为滚压加工示意图。滚压加工有如下特点： a 滚压前工件加工表面粗糙度值不大于 Ra5 m ，表面要求清洁，直径余量为 0.02 -0.03mm 。 b 滚压后的形状精度和位置精度主要取决于前道工序。 c 滚压的工件材料一般是塑性材料，并且材料组织要均匀。铸铁件一般不适合滚压加工。 d 滚压加工生产率高。 4、外圆表面加工方案的选择上面介绍了外圆表面常用的几种加工方法及其特点。零件上一些精度要求较高的面，仅用一种加工方法往往是达不到其规定的技术要求的。这些表面必须顺序地进行粗加工、半精加工和精加工等加工方法以逐步提高其表面精度。不同加工方法有序的组合即为加工方案。表 6-2 即为外圆柱面的加工方案。确定某个表面的加工方案时，先由加工表面的技术要求（加工精度、表面粗糙度等）确定最终加工方法，然后根据此种加工方法的特点确定前道工序的加工方法，如此类推。但由于获得同一精度及表面粗糙度的加工方法可有若干种，实际选择时还应结合零件的结构、形状、尺寸大小及材料和热处理的要求全面考虑。表 6-2中序号 3 （粗车半精车精车）与序号 5 （粗车半精车磨）的两种加工方案能达到同样的精度等级。但当加工表面需淬硬时，最终加工方法只能采用磨削。如加工表面未经淬硬，则两种加工方案均可采用。若零件材料为有色金属，一般不宜采用磨削。再如表 6-2 中序号 7 （粗车半精车粗磨精磨超精加工）与序号 10 （粗车半精车粗磨精磨研磨）两种加工方案也能达到同样的加工精度。当表面配合精度要求比较高时，终加工方法采用研磨较合适；当只需要求较小的表面粗糙度值，则采用超精加工较合适。但不管采用研磨还超精加工，其对加工表面的形状精度和位置精度改善均不显著，所以前道工序应采用精磨，使加工表面的位置精度和几何形状精度已达到技术要求。各种加工方法所能达到的经济精度精度和经济粗糙度等级，在机械加工的各种手册中均能查到。序号加工方法经济精度( 公差等级表示 ) 经济粗糙度值Ra um适用范围1粗车IT181312.550适用于淬火钢以外的各种金属2粗车 - 半精车IT11103.26.33粗车 - 半精车 - 精车IT780.81.64粗车 - 半精车 - 精车 -滚压（或抛光）IT780.250.25粗车 - 半精车 -磨削IT780.40.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车 - 半精车 -粗磨 -精磨IT670.10.47粗车 - 半精车 -粗磨 -精磨 -超精加工（或轮式超精磨）IT50.0120.1( 或 R Z 0.1)8粗车 - 半精车 -精车 -精细车（金刚车）IT670.0250.4主要用于要求较高的有色金属加工9粗车 - 半精车 - 粗磨 -精磨 -超精磨（或镜面磨）IT5 以上0.0060.025( 或 R Z 0.05)极高精度的外圆加工四、典型轴类零件加工工艺分析1、阶梯轴加工工艺过程分析图 635 为减速箱传动轴工作图样。生产批量为小批生产。材料为 45 热轧圆钢。零件需调质。（1）结构及技术条件分析该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈 M 、 N ，外圆 P,Q 及轴肩 G 、 H 、 I 有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。（2）加工工艺过程分析 a 确定主要表面加工方法和加工方案。传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面 M,N,P,Q 的公差等级较高（ IT6 ），表面粗糙度值较小（ Ra0.8 m ），最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表 3-14 。 b 划分加工阶段该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 c 选择定位基准轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。但下列情况不能用两中心孔作为定位基面：（ a ）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。（b）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于 2 mm 的 60 o 内锥面来代替中心孔；当轴有圆柱孔时，可采用图 6 36 a 所示的锥堵，取 1 500 锥度；当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同；当轴通孔的锥度较大时，可采用带锥堵的心轴，简称锥堵心轴，如图 6 36 b 所示。使用锥堵或锥堵心轴时应注意，一般中途不得更换或拆卸，直到精加工完各处加工面，不再使用中心孔时方能拆卸。 d 热处理工序的安排该轴需进行调质处理。它应放在粗加工后，半精加工前进行。如采用锻件毛坯，必须首先安排退火或正火处理。该轴毛坯为热轧钢，可不必进行正火处理。 e 加工顺序安排除了应遵循加工顺序安排的一般原则，如先粗后精、先主后次等，还应注意：（a ）外圆表面加工顺序应为，先加工大直径外圆，然后再加工小直径外圆，以免一开始就降低了工件的刚度。（ b ）轴上的花键、键槽等表面的加工应在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。轴上矩形花键的加工，通常采用铣削和磨削加工，产量大时常用花键滚刀在花键铣床上加工。以外径定心的花键轴，通常只磨削外径键侧，而内径铣出后不必进行磨削，但如经过淬火而使花键扭曲变形过大时，也要对侧面进行磨削加工。以内径定心的花键，其内径和键侧均需进行磨削加工。（ c ）轴上的螺纹一般有较高的精度，如安排在局部淬火之前进行加工，则淬火后产生的变形会影响螺纹的精度。因此螺纹加工宜安排在工件局部淬火之后进行。轴加工工艺在机械制造的领域中有这十分重要的地位，它是发展机械工业的基础。在中国发展工业的重要阶段，对机械行业的研究和对轴类工艺的研究更加要加以重视。因此，通过重视和努力我相信我们一定能国重新振兴中国的工业，使中国的国力进一步增强。CHAPTER VTOOL WEAR MECHANISMS ON THE FLANK SURFACE OF CUTTING INSERTSFOR HIGH SPEED WET MACHINING5.1 IntroductionAlmost every type of machining such as turning, milling, drilling, grinding., uses a cutting fluid to assist in the cost effective production of parts as set up standard required by the producer 1. Using coolant with some cutting tools material causes severe failure due to the lack of their resistance to thermal shock (like AL2O3 ceramics), used to turn steel. Other cutting tools materials like cubic boron nitride (CBN) can be used without coolant, due to the type of their function. The aim of using CBN is to raise the temperature of the workpice to high so it locally softens and can be easily machined. The reasons behind using cutting fluids can be summarized as follows. Extending the cutting tool life achieved by reducing heat generated and as a result less wear rate is achieved. It will also eliminate the heat from the shear zone and the formed chips. Cooling the work piece of high quality material under operation plays an important role since thermal distortion of the surface and subsurface damage is a result of excessive heat that must be eliminated or largely reduced to produce a high quality product.Reducing cutting forces by its lubricating effect at the contact interface region and washing and cleaning the cutting region during machining from small chips. The two main reasons for using cutting fluids are cooling and lubrication.Cutting Fluid as a Coolant:The fluid characteristics and condition of use determine the coolant action of the cutting fluid, which improves the heat transfer at the shear zone between the cutting edge, work piece, and cutting fluid. The properties of the coolant in this case must include a high heat capacity to carry away heat and good thermal conductivity to absorb the heat from the cutting region. The water-based coolant emulsion with its excellent high heat capacity is able to reduce tool wear 44.Cutting Fluid as a Lubricant:The purpose is to reduce friction between the cutting edge, rake face and the work piece material or reducing the cutting forces (tangential component). As the friction drops the heat generated isdropped. As a result, the cutting tool wear rate is reduced and the surface finish is improved.Cutting Fluid PropertiesFree of perceivable odorPreserve clarity throughout lifeKind and unirritated to skin and eyes.Corrosion protection to the machine parts and work piece.Cost effective in terms off tool life, safety, dilution ratio, and fluid life. 15.1.1 Cutting Fluid TypesThere are two major categories of cutting fluidsNeat Cutting OilsNeat cutting oils are poor in their coolant characteristics but have an excellent lubricity. They are applied by flooding the work area by a pump and re-circulated through a filter, tank and nozzles. This type is not diluted by water, and may contain lubricity and extreme-pressure additives to enhance their cutting performance properties. The usage of this type has been declining for their poor cooling ability, causing fire risk, proven to cause health and safety risk to the operator 1. Water Based or Water Soluble Cutting FluidsThis group is subdivided into three categories:1. Emulsion mineral soluble white-milky color as a result of emulsion of oil in water. Contain from 40%-80% mineral oil and an emulsifying agent beside corrosion inhibitors, beside biocide to inhibit the bacteria growth.2. Micro emulsion semi-synthetic invented in 1980s, has less oil concentration and/or higher emulsifier ratio 10%-40% oil. Due to the high levels of emulsifier the oil droplet size in the fluid are smaller which make the fluid more translucent and easy to see the work piece during operation. Other important benefit is in its ability to emulsify any leakage of oil from the machine parts in the cutting fluid, a corrosion inhibitors, and bacteria control.3. Mineral oil free synthetic is a mix of chemicals, water, bacteria control, corrosion inhibitors, and dyes. Does not contain any mineral oils, and provides good visibility.23 to the work piece. bare in mind that the lack of mineral oil in this type of cuttingfluid needs to take more attention to machine parts lubrication since it should not leave an oily film on the machine parts, and might cause seals degradation due the lack of protection.5.1.2 Cutting Fluid SelectionMany factors influence the selection of cutting fluid; mainly work piece material, type of machining operation, machine tool parts, paints, and seals. Table 5-1 prepared at the machine tool industry research association 2 provides suggestions on the type of fluid to be used.5.1.3 Coolant ManagementTo achieve a high level of cutting fluids performance and cost effectiveness, a coolant recycling system should be installed in the factory. This system will reduce the amount of new purchased coolant concentrate and coolant disposable, which will reduce manufacturing cost. It either done by the company itself or be rented out, depends on the budget and management policy of the company 1. Table 5-1 Guide to the selection of cutting fluids for general workshop applications.MachiningoperationWorkpiece materialFree machiningand low -carbon steelsMedium-Carbon steelsHigh Carbonand alloy steelsStainless andheat treatedresistantalloysGrindingClear type soluble oil, semi synthetic or chemical grinding fluidTurningGeneral purpose, soluble oil, semisynthetic or synthetic fluidExtreme-pressure soluble oil,semi-synthetic or syntheticfluidMillingGeneralpurpose,soluble oil,semi syntheticor syntheticfluidExtreme-pressure solubleoil, semi-synthetic orsynthetic fluidExtreme-pressure soluble oil,semi-synthetic or syntheticfluid(neat cutting oils may benecessary)DrillingExtremepressure solubleoil, semisynthetic orsynthetic fluidGear ShappingExtreme-pressure soluble oil,semi-synthetic or synthetic fluidNeat-cutting oils preferableHobbingExtreme-pressure soluble oil, semi-synthetic orsynthetic fluid (neat cutting oils may be preferable)Neat-cuttingoilspreferableBratchingExtreme-pressure soluble oil, semi-synthetic or synthetic fluid (neatcutting oils may be preferable)TappingExtreme-pressure soluble oil, semi-synthetic orsynthetic fluid(neat cutting oils may be necessary)Neat-cuttingoilspreferableNote: some entreis deliberately extend over two or more columns, indicating a wide range of possible applications. Other entries are confined to a specific class of work material.Adopted from Edward and Wright 25.2 Wear Mechanisms Under Wet High Speed MachiningIt is a common belief that coolant usage in metal cutting reduces cutting temperature and extends tools life. However, this research showed that this is not necessarily true to be generalized over cutting inserts materials. Similar research was carried out on different cutting inserts materials and cutting conditions supporting our results. Gu et al 36 have recorded a difference in tool wear mechanisms between dry and wet cutting of C5 milling inserts. Tonshoff et al 44 also exhibited different wear mechanisms on AL2O3/TiC inserts in machining ASTM 5115, when using coolants emulsions compared to dry cutting. In addition, Avila and Abrao 20 experienced difference in wear mechanisms activated at the flank side, when using different coolants in testing AL2O3lTiC tools in machining AISI4340 steel. The wear mechanisms and the behavior of the cutting inserts studied in this research under wet high speed-machining (WHSM) condition is not fully understood. Therefore, it was the attempt of this research to focus on the contributions in coating development and coating techniques of newly developed materials in order to upgrade their performance at tough machining conditions. This valuable research provides insight into production timesavings and increase in profitability. Cost reductions are essential in the competitive global economy; thus protecting local markets and consisting in the search of new ones.5.3 Experimental Observations on Wear Mechanisms of Un-Coated Cemented Carbide Cutting Inserts in High Speed Wet MachiningIn this section, the observed wear mechanisms are presented of uncoated cemented carbide tool (KC313) in machining ASTM 4140 steel under wet condition. The overall performance of cemented carbide under using emulsion coolant has been improved in terms of extending tool life and reducing machining cost. Different types of wear mechanisms were activated at flank side of cutting inserts as a result of using coolant emulsion during machining processes. This was due to the effect of coolant in reducing the average temperature of the cutting tool edge and shear zone during machining. As a result abrasive wear was reduced leading longer tool life. The materials of cutting tools behave differently to coolant because of their varied resistance to thermal shock. The following observations recorded the behavior of cemented carbide during high speed machining under wet cutting.Figure 5-1 shows the flank side of cutting inserts used at a cutting speed of 180m/min. The SEM images were recorded after 7 minutes of machining. It shows micro-abrasion wear, which identified by the narrow grooves along the flank side in the direction of metal flow, supported with similar observations documented by Barnes and Pashby 41 in testing through-coolant-drilling inserts of aluminum/SiC metal matrix composite. Since the cutting edge is the weakest part of the cutting insert geometry, edge fracture started first due to the early non-smooth engagement between the tool and the work piece material. Also, this is due to stress concentrations that might lead to a cohesive failure on the transient filleted flank cutting wedge region 51, 52. The same image of micro-adhesion wear can be seen at the side and tool indicated by the half cone27 shape on the side of cutting tool. To investigate further, a zoom in view was taken atthe flank side with a magnification of 1000 times and presented in Figure 5-2A. It shows clear micro-abrasion wear aligned in the direction of metal flow, where the cobalt binder was worn first in a higher wear rate than WC grains which protruded as big spherical droplets. Figure 5-2B provides a zoom-in view that was taken at another location for the same flank side. Thermal pitting revealed by black spots in different depths and micro-cracks, propagated in multi directions as a result of using coolant. Therefore, theiiial pitting, micro-adhesion and low levels of micro-abrasion activated under wet cutting; while high levels of micro-abrasion wear is activated under dry cutting (as presented in the previous Chapter).Figure 5-3A was taken for a cutting insert machined at 150mlmin. It shows a typical micro-adhesion wear, where quantities of chip metal were adhered at the flank side temporarily. Kopac 53 exhibited similar finding when testing HSS-TiN drill inserts in drilling SAE1045 steel. This adhered metal would later be plucked away taking grains of WC and binder from cutting inserts material and the process continues. In order to explore other types of wear that might exist, a zoom-in view with magnification of 750 times was taken as shown in Figure5-3B. Figure 5-3B show two forms of wears; firstly, micro-thermal cracks indicated by perpendicular cracks located at the right side of the picture, and supported with similar findings of Deamley and Trent 27. Secondly, micro-abrasion wear at the left side of the image where the WC grains are to be plucked away after the cobalt binder was severely destroyed by micro-abrasion. Cobalt binders are small grains and WC is the big size grains. The severe distortion of the binder along with the WC grains might be due to the activation of micro-adhesion and micro-abrasionFigure 5-1 SEM image of (KC313) showing micro abrasion and micro-adhesion (wet). SEM micrographs of (KC313) at 180m/min showing micro-abrasion where cobalt binder was worn first leaving protruded WC spherical droplets (wet).(a) SEM micrographs of (KC313) at 180m/min showing thermal pitting (wet).Figure 5-2 Magnified views of (KC313) under wet cutting: (a) SEM micrographs of (KC313) at 180mlmin showing micro-abrasion where cobalt binder was worn first leaving protruded WC spherical droplets (wet ), (b) SEM micrographs of (KC313) at 180.m/min showing thermal pitting (wet ). SEM image showing micro-adhesion wear mechanism under 150m/min (wet).(a) SEM image showing micro-thermal cracks, and micro-abrasion.Figure 5-3 Magnified views of (KC313) at 150m/min (wet): (a) SEM image showing micro-adhesion wear mechanism under 150m/min (wet), (b) SEM image showing micro-fatigue cracks, and micro-abrasion (wet).Wear at the time of cutting conditions of speed and coolant introduction. Therefore, micro-fatigue, micro-abrasion, and micro-adhesion wear mechanisms are activated under wet condition, while high levels of micro-abrasion were observed under dry one.Next, Figure 5-4A was taken at the next lower speed (120m/min). It shows build up edge (BUE) that has sustained its existence throughout the life of the cutting tool, similar to Huang 13, Gu et al 36 and Venkatsh et al 55. This BUE has protected the tool edge and extended its life. Under dry cutting BUE has appeared at lower speeds (90 and 60 m/min), but when introducing coolant BUE started to develop at higher speeds, This is due to the drop in shear zone temperature that affected the chip metal flow over the cutting tool edge, by reducing the ductility to a level higher than the one existing at dry condition cutting. As a result, chip metal starts accumulating easier at the interface between metal chip flow, cutting tool edge and crater surface to form a BUE. In addition to BUE formation, micro-abrasion wear was activated at this speed indicated by narrow grooves.To explore the possibility of other wear mechanisms a zoom-in view with a magnification of 3500 times was taken and shown in Figure 5-4B. Micro- fatigue is evident by propagated cracks in the image similar to Deamley and Trent 27 finding. Furthermore, Figure 5-4B shows indications of micro-abrasion wear, revealed by the abrasion of cobalt binder and the remains of big protruded WC grains. However, the micro-abrasion appeared at this speed of 120m/min is less severe than the same type of micro-wear observed at 150 m/min speed, supported with Barnes 41 similar findings. Therefore, micro-abrasion, BUE and micro-fatigue were activated under wet condition while, adhesion, high levels micro-abrasion, and no BUE were under dry cutting. SEM image of (KC313) showing build up edge under 120m/min (wet).(a) SEM image of (KC3 13) showing micro-fatigue, and micro-abrasion (wet).Figure 5-4 SEM images of (KC313) at 120m/min (wet), (a) SEM image of (KC313). showing build up edge, (b) SEM image of (KC313) showing micro-fatigue and micro-abrasion33 Figure 5-5 is for a cutting tool machined at 90m/min, that presents a goodcapture of one stage of tool life after the BUE has been plucked away. The bottom part of the flank side shows massive metal adhesion from the work piece material. The upper part of the figure at the edge shows edge fracture. To stand over the reason of edge fracture, the zoom-in view with magnification of 2000 times is presented in Figure 5-6A. The micro-fatigue crack image can be seen as well as micro-attrition revealed by numerous holes, and supported with Lim et al 31 observations on HSS-TiN inserts. As a result of BUE fracture from the cutting tool edge, small quantities from the cutting tool material is plucked away leaving behind numerous holes. Figure 5-6B is another zoom-in view of the upper part of flank side with a magnification of 1000 times and shows micro-abrasion wear indicated by the narrow grooves. Furthermore, the exact type of micro-wear mechanism appeared at the flank side under 60 m/min. Therefore, in comparison with dry cutting at the cutting speed of 90 m/min and 60 m/min, less micro-abrasion, bigger BUE formation, and higher micro-attrition rate were activated. Figure 5-5 SEM image showing tool edge after buildup edge was plucked away. SEM image showing micro-fatigue crack, and micro-attrition.(a) SEM image showing micro-abrasion.Figure 5-6 SEM images of (KC313) at 90m/min:(a) SEM image showing micro-fatigue crack, and micro-attrition, (b) SEM image showing micro-abrasion.5.4 Experimental Observations on Wear Mechanisms of Coated Cemented Carbide with TiN-TiCN-TiN Coating in High Speed Wet MachiningInvestigating the wear mechanisms of sandwich coating under wet cutting is presented in this section starting from early stages of wear. Figure 5-7 shows early tool wear starting at the cutting edge when cutting at 410m/min. Edge fracture can be seen, it has started at cutting edge due to non-smooth contact between tool, work piece, micro-abrasion and stress concentrations. To investigate further the other possible reasons behind edge fracture that leads to coating spalling, a zoom-in view with magnification of 2000 times was taken and presented at Figure 5-8A. Coating fracture can be seen where fragments of TiN (upper coating) had been plucked away by metal chips. This took place as result of micro-abrasion that led to coating spalling. On the other hand, the edge is the weakest part of the cutting insert geometry and works as a stress concentrator might lead to a cohesive failure on the transient filleted flank cutting wedge region 51, 52.Both abrasion wear and stress concentration factor leave a non-uniform edge configuration at the micro scale after machining starts. Later small metal fragments started to adhere at the developed gaps to be later plucked away by the continuous chip movement as shown in Figure 5-8A. Another view of edge fracture was taken of the same cutting tool with a magnification of 2000 times as shown in Figure 5-8B. It presents fracture and crack at the honed tool edge. A schematic figure indicated by Figure 5-9, presented the progressive coated cutting inserts failure starting at the insert edge. It was also noticed during the inserts test that failure takes place first at the inserts edge then progressed toward the flank side. Consequently, a study on optimizing the cutting edgeFigure 5-7 SEM image of (KC732) at 410m/min showing edge fracture and micro-abrasion (wet). SEM image showing edge fracture.(a) SEM image showing fracture and crack at the honed insert edge.Figure 5-8 SEM of (KC732) at 410m/min and early wear stage (wet): (a) SEM image showing edge fracture, (b) SEM image showing fracture and crack at the honed insert edge. radius to improve coating adhesion, and its wear resistance, might be also a topic for future work.Figure 5-1.0A was taken after tool failure at a speed of 410m/min. It shows completely exposed substrate and severe sliding wear at the flank side. The coating exists at the crater surface and faces less wear than the flank side. Therefore it works as an upper protector for the cutting edge and most of the wear will take place at the flank side as sliding wear. Figure 5-10B is a zoom-in view with magnification of 3500 times, and shows coating remaining at the flank side. Nonetheless, micro-abrasion and a slight tensile fracture in the direction of metal chip flow. Ezugwa et al 28 and Kato 32 have exhibited similar finding. However, the tensile fracture in this case is less in severity than what had been observed at dry cutting. This is due to the contribution of coolant in dropping the cutting temperature, which has reduced the plastic deformation at high temperature as a result. Hence, in comparison with the dry cutting at the same speed, tensile fracture was available with less severity and micro-abrasion/sliding. However, in dry cutting high levels of micro-abrasion, high levels of tensile fracture and sliding wear occurred.Figure 5-11 was taken at early stages of wear at a speed of 360m/min. It shows sliding wear, coating spalling and a crack starting to develop between TiN and TiCN coating at honed tool edge. Figure5-12A shows nice presentation of what had been described earlier regarding the development of small fragments on the tool edge. The adhered metal fragments work along with micro-abrasion wear to cause coating spalling. SEM image showing sliding wear.(a) SEM image showing micro-abrasion and tensile fracture.Figure 5-10 SEM images of (KC732) at 410m/min after failure (wet): (a) SEM image showing sliding wear, (b) SEM image showing micro-abrasion and tensile fracture.Figure 5-11 SEM image at early stage of wear of 360m/min (wet) showing coating and spalling developing crack between TiN and TiCN layers. The size of the metal chip adhered at the edge is almost 15g. Since it isunstable it will be later plucked away taking some fragments of coatings with it and the process continues. Another zoom in view with a magnification of 5000 times for the same insert is shown in Figure 5-12B indicating a newly developed crack between the coating layers.Figure 5-13A is taken of the same insert after failure when machining at 360m/min and wet condition. Coating spalling, and sliding wear can be seen and indicated by narrow grooves. In addition, initial development of notch wear can be seen at the maximum depth of cut.Further investigation is carried out by taking a zoom in view with a magnification of 2000 times as shown in Figure 5-13B. A clear micro-abrasion wear and micro-fatigue cracks were developed as shown, which extended deeply through out the entire three coating layers deep until the substrate. Therefore, in comparison with dry cutting, micro-fatigue crack, less tensile fracture, less micro-abrasion wear were activated at wet cutting. While micro- fatigue crack, high levels of micro-abrasion, and high levels of tensile fracture are distinguish the type of wear under dry condition at the same cutting speed.Next, Figure 5-14A is taken for cutting tools machined at 310m/min. The results are similar to the previous inserts machined at 360m/min, where adhesion of metal fragments occurred at the tool edge, sliding wear and coating spalling. In addition, the black spot appeared at the top of the figure on the crater surface is a void resulting from imperfections in the coating process. At this condition, the crater surface will be worn faster than the flank surface. SEM image showing adhered metal fragments at tool edge.(a) SEM image showing developed crack between coating layers.Figure 5-12 SEM image of (KC732) at early wear 360m/min (wet): (a) SEM image showing adhered metal fragments at tool edge, (b) SEM image showing developed crack between coating layers.58毕业设计（或论文）说明书(a) SEM image showing coating spalling and sliding wear after tool failure(b) SEM image showing micro-abrasion, and micro-fatigue cracks developed between coating layersFigure 5-13 SEM image of KC732 after failure machined at 360m/min(b) (wet): (a) SEM image showing coating spalling and sliding wear after tool failure, (b) SEM image showing micro-abrasion, and micro-fatigue cracks developed between coating layers.翻译章节V在高速潮湿机械加工条件下后刀面表层磨损机理5.1 介绍几乎每类型用机器制造譬如转动, 碾碎, 钻井, 研., 使用切口流体协助零件的有效的生产当设定标准由生产商 1 需要。使用蓄冷剂以一些切割工具物质起因严厉失败由于缺乏他们的对热冲击的抵抗(如AL2.O3 陶瓷), 过去经常转动钢。其它切割工具材料象立方体硼氮化物(CBN) 可能被使用没有蓄冷剂, 由于类型他们的作用。使用CBN 的目标将提高工件的温度对上流因此它变柔和和当地可能容易地用机器制造。原因在使用切削液之后可能被总结如下。. 延长切割工具寿命由减少达到热量引起和结果较少磨损率达到。它从剪区域和被形成的芯片并且将散热。. 冷却高质量材料工作片断在操作之下充当一个重要角色从表面的热量畸变并且表层下损伤是必须被消灭或主要使到产物一个高质量产品降低过热的结果。 . 减少切削力由它润滑的作用在联接口区域和清洁切削区在用机器制造从小芯片期间。二个主要原因至于使用切口流体冷却和润滑。切削液作为蓄冷剂:用途的可变的特征和情况确定切口流体的蓄冷剂行动, 哪些改进热传递在剪区域在先锋之间, 工作片断, 并且切口流体。蓄冷剂的物产必须在这种情况下包括高热容量使热和好导热性失去控制吸收热从切口区域。水基的蓄冷剂乳化液以它的优秀高热容量能减少工具穿戴 44 。切削液作为润滑剂:目的将减少摩擦在先锋之间, 倾斜面孔和工作片断材料或减少切口力量(正切组分) 。当摩擦下降热引起下降。结果, 切割工具穿戴率被减少并且表面结束被改进。切削液物产免于可感知的气味保存清晰在生活中种类和表层和孔。腐蚀保护对机器零件和工作编结。有效用术语工具生活, 安全, 稀释比率, 并且可变的生活。 1 5.1.1 切削液类型切削液有二个主要类别清洁的切削液清洁的切削液是穷的在他们的蓄冷剂特征是很好的润滑液。他们由充斥应用工作区域由泵浦和被重新传布通过过滤器, 坦克和喷管。这型由水不稀释, 并且可以包含润滑和极压力添加剂提高他们的切口表现。这型用法降低他们的冷却的能力, 避免火灾危险, 保证操作员健康与安全风险 1 。. 水基于的或水溶切削液这个小组被细分入三个类别:1.乳化液矿物可溶解白色乳状颜色由于油乳化液在水中。包含从40%-80% 矿物油和一种乳化剂在腐蚀抗化剂旁边, 在生物杀伤剂旁边禁止细菌成长。2.微乳化液半合成发明了在80 年代之内, 有较少油含量和或更高的乳化剂比率10%-40% 油。由于使流体更加透亮和容易看工作片断在操作期间的高水平乳化剂油小滴大小在流体更小。其它重要好处是在它的能力乳化油任一漏出从机器零件在切口流体, 腐蚀抗化剂, 并且细菌控制。3.矿物油自由合成物质是化学制品的混合, 水, 细菌控制, 腐蚀抗化剂, 并且染料。不包含任何矿物油, 并且提供好可见性流动性需要采取对机器零件润滑的更多注意因为它不应该留下油膜在机器零件, 并且可能导致密封严5.1.2 切削液选择许多因素影响切削液的选择; 主要工作材料片段, 类型机器的操作, 机械工具零件, 油漆, 并且密封。表5-1 准备在机械工具产业研究协会提供建议在类型流体被使用。5.1.3 蓄冷剂管理达到一个高水平切削液表现和成本实效, 蓄冷剂回收系统应该被安装在工厂。这个系统将减少相当数量新被购买的蓄冷剂集中和蓄冷剂一次性, 哪些将减少制造费用。它或者由公司做或被租赁, 取决于公司预算和管理方针。表5-1 指南对于切口流体的选择为一般车间应用。机器制造操作制件材料自由用机器制造并且低碳钢媒介碳钢高碳钢防锈和热处理抗性合金磨削清楚的型可溶解油, 半合成物质或化学制品研的流体车削一般用途, 可溶解油, 半综合性或综合性流体极压可溶解油,半合成或合成性流体铣削一般目的,可溶解油,半合成物质或合成物质流体极压可溶物油,半合成物质或综合性流体极压可溶解油,半合成或综合性流体（清洁的切削液可能是必要）钻削极压溶物油,半合成物质或综合性流体插齿极压溶解油,半合成或综合性流体整洁切口上油更好滚齿极压可溶解油, 半合成或合成性流体(整洁的切口油也许是更好的)清洁的切削液珩齿极压可溶解油, 半合成或合成性流体(清洁的切削液也许是更好的)轻拍极压可溶解油,半合成或合成性流体(切削液也许是必要的)清洁的切削液更好注: 一些词条故意地延伸二个或更多专栏, 表明可能大范围的应用。其它词条被限制对工作材料具体组。采用爱德华和怀特 5.2 机器磨损在湿高速用机器制造之下这是共同的信仰, 蓄冷剂用法在金属切口减少切口温度和延长工具生活。但是, 这研究表示, 这不一定是真实的被推断在切口插入物材料。相似的研究被执行了对不同的切口插入物材料和切口情况支持我们的结果。顾等 36 记录了在工具磨损机制上的一个区别在C5 干燥和湿切口碾碎的插入物之间。 Tonshoff（人名）等 44 并且陈列了不同的穿戴机制在AL2.O3/TiC 插入物在用机器制造ASTM 5115, 当使用蓄冷剂乳化液与干燥切口比较了。另外, Avila 和Abrao 20 体验了在穿戴机制上的区别被激活在侧面边, 当使用不同的蓄冷剂在测试AL2.O3lTiC 工具在用机器制造AISI4340 钢。磨损机制和切口插入物的行为被学习在这研究在湿上流速度用机器制造的(WHSM) 情况下不充分地被了解。所以, 这是这研究尝试集中于贡献在涂层发展和最近被开发的材料涂层技术为了升级他们的表现在坚韧用机器制造的情况。这可贵的研究提供在有利的洞察入生产省时和增量。在竞争全球性经济中成本的降低是根本的解决方法; 这样保护了地方市场和寻找新的市场。 5.3 实验性观察在未上漆的用水泥涂的碳化物切口插入物穿戴机制在高速湿用机器制造在这个部分, 被观察的穿戴机制被提出未上漆的用水泥涂的碳化物工具(KC313) 在用机器制造ASTM 4140 钢在潮湿情况下。用水泥涂的碳化物整体表现在使用乳化液蓄冷剂之下被改进了根据延伸的工具生活和减少用机器制造的费用。不同的类型穿戴机制被激活了在切口插入物的侧面边由于使用蓄冷剂乳化液在用机器制造的过程期间。这归结于蓄冷剂的作用在减少切割工具边缘和剪区域的平均温度在用机器制造期间。结果磨蚀穿戴被减少了主导的更长的工具生活。切割工具材料不同地表现对蓄冷剂由于他们对热冲击的各种各样的抵抗。以下观察记录了用水泥涂的碳化物行为在高速用机器制造期间在湿切口之下。图5-1 展示切口插入物的侧面边被使用以180m/ 的切口速度分钟。 SEM 图象被记录了在7 分钟用机器制造以后。它显示微磨蚀穿戴, 哪些由狭窄的凹线辨认沿侧面边在金属流程的方向, 支持以相似的观察由巴恩斯和Pashby（人名） 41 提供在铝里测试的通过蓄冷剂钻井插入物SiC 金属矩阵综合。因为先锋是切口插入物几何的最微弱的部份, 渐近破裂开始的第一由于早期的非光滑的订婚在工具和工作片断材料之间。并且, 这归结于也许导致言词一致的失败在瞬变被去骨切片的侧面切口楔子区域的重音集中 51, 52 。微黏附力穿戴的同样图象能看在边和工具由半锥体表明 127 形状在切割工具的边。调查进一步, 徒升视线内被采取了在侧面边以1000 次的放大和提出在图5-2.A 。它显示清楚的微磨蚀穿戴被排列在金属流程的方向, 那里钴黏合剂比推出作为大球状小滴的WC 五谷被佩带了首先在更高的穿戴率。图5-2B 提供a 迅速移动在被采取在其它地点为同样侧面边的观点。热量点蚀由黑斑点显露用不同的深度和微小的裂缝, 繁殖在多方向由于使用蓄冷剂。所以点蚀, 微黏附力和微磨蚀的低水平被激活在湿切口之下; 当高水平微磨蚀穿戴被激活在干燥切口之下(依照被提出在早先章节) 。图5-3.A 被采取了为切口插入物用机器制造在150mlmin 。它显示一身典型的微黏附力穿戴, 那里芯片金属的数量临时地被遵守了在侧面边。 Kopac 53 陈列了相似发现测试HSS 锡钻子插入物在钻井SAE1045 钢里。这种被遵守的金属以后会被采拿走WC 五谷并且黏合剂从切口插入材料并且过程继续。为了探索也许存在的其它类型穿戴, a 迅速移动在看法以750 次的放大被采取了依照被显示在图5-3B 。图5-3B 展示二穿戴方式; 首先, 微热量镇压由垂直镇压表明位于图片的右边, 并且支持以Deamley 和Trent 27 的相似的研究结果。第二, 微磨蚀穿戴在WC 五谷将被采图象的左边在钴黏合剂被微磨蚀严厉地毁坏了之后。钴黏合剂是小五谷并且WC 是大大小五谷。黏合剂的严厉畸变与WC 五谷一起也许归结于微黏附力和微磨蚀的活化作用图5-1 SEM 图象(KC313) 显示微磨蚀和微黏附力(湿) 。(a) SEM 微写器(KC313) 在180m/分钟显示微磨蚀何处钴黏合剂被佩带了首先留下被推出的WC 球状小滴(湿) 。(b) SEM 微写器(KC313) 在180m/分钟显示热量点蚀(湿) 。图5-2 被扩大化的看法(KC313) 在湿切口之下: (a) SEM 微写器(KC313) 在钴黏合剂被佩带首先留下被推出的WC 球状小滴的180mlmin 显示的微磨蚀(湿), (b) SEM 微写器(KC313) 在180 。m/分钟显示热量点蚀(湿) 。 (a) SEM 图象显示微黏附力穿戴机制在150m/ 之下分钟(湿) 。(b)(b) SEM 图象显示微热量镇压, 并且微磨蚀。图5-3 被扩大化的看法(KC313) 在150m/分钟(湿): (a) SEM 图象显示微黏附力穿戴机制在150m/ 之下分钟(湿), (b) SEM 图象显示微疲劳镇压, 并且微磨蚀(湿) 。佩带在速度和蓄冷剂介绍的切口情况之时。所以, 微疲劳, 微磨蚀, 并且微黏附力穿

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