自动线的辅助设备讲课文档

自动线的辅助设备第一页，共37页。

1、变化切削截面积的断屑方法（1）、振动切削法当用普通方法车削外圆时，刀尖相对于工件的运动轨迹为一条螺旋线。若在切削过程中，给刀具附加一个低频率的振动,振幅为2A，使实际工作的进给量产生周期性变化，则刀尖相对于工件的运动轨迹就变为一条波纹状的螺旋线了。将工件圆周πD展开时，此曲线如振动切削示意图所示。

第二页，共37页。振动切削展开图第三页，共37页。

当振动频率等于工件每秒钟转数n或n的整数倍K时，振动频率f与工件每秒钟转数n关系：V≈nπDf＝Kn故得 πD＝Kλ（毫米）式中 λ—波长（毫米）；

f—振动频率（赫）；

v—切削速度（米／秒）；n—工件转速（转／秒）；D—工件直径（毫米）;K—正整数。第四页，共37页。振动频率等于工件每秒钟转数n或n的整倍数时两圈切屑同相位，如下图：第五页，共37页。上图表示f=Kn时的同步振动情况。当取振动频率等于工件每秒钟转数或它的整倍数时，则工件的圆周长πD恰为波长λ的整倍数。以这种频率进行振动切削时，任意相邻两转的刀尖运动轨迹，其波形相位都是同步的。也就是说，代表相邻两转刀尖轨迹的两条曲线波纹完全平行切削厚度毫无变化。这样就是同步振动，这种情况切屑不会折断。第六页，共37页。振动切削原理如果在切削过程中，使相邻两转的刀尖运动轨迹错开一个相位，则其切削厚度及切削截面积将产生周期性的腰形变化，窄的地方应力较集中，切屑就会折断。振动切削就是根据这个原理，在机床中增添一个振动装置，而实现断屑的。采用不同频率振动时相邻两转的刀尖运动轨迹如图所示：第七页，共37页。采用不同频率振动时的刀尖运动轨迹第八页，共37页。图a表示f=Kn时的同步振动情况。图b、c、d表示f≠Kn时的异步振动情况。异步振动时，此时πD不等于波长λ的整倍数，故相邻两转刀尖轨迹的波纹相位错开。图b、c、d分别标出了相位错开的情况。由图可知，这几种情况都会使切削厚度按正弦曲线的规律变化，因此切屑可以折断。试验也证明了这一点，当频率与工件转速相差10％或更大时，可以得到可靠的断屑，但切屑的形状及尺寸则与振动频率有很大关系，高频率时为碎屑，频率较低时则为单个的螺旋状或环状切屑。第九页，共37页。液压振动断屑原理

下图为叉子耳自动线振动断屑方法的液压原理图。系统采用微型电动机，通过小型减速箱（图中未示出），带动断屑凸轮1，使二位二通行程阀2时通时闭，来控制动力滑台的进给速度及切削截面积的变化，从而实现断屑。第十页，共37页。液压振动断屑原理图油缸液控单向阀两位四通电磁阀电液阀油泵油池调速阀行程阀第十一页，共37页。液压振动断屑简化原理图1凸轮2行程阀3调速阀4三位四通电磁阀5、6液控单向阀7调速阀8油缸9两位四通电磁阀10变量油泵第十二页，共37页。液压差动回路第十三页，共37页。液压系统的工作过程动力滑台快退时，电磁铁2DT通电，从油泵排出的压力油，经电液动滑阀4的液动滑阀A（左位）、液控单向阀5而进入油缸的左腔，油缸右腔的油，经液动滑阀A而流回油箱。动力滑台快进时，电磁铁1DT及3DT通电，压力油经电液动滑阀4的液动滑阀A（右位）进入油缸的右腔；从油缸左腔排出的油，经液控单向阀5及液动滑阀A（右位），也进入油缸的右腔。这是差动联接的快速进给。第十四页，共37页。工作进给时，1DT仍通电，而3DT断电。这时，油泵排出的压力油，经过液动滑阀A（右位）以后，分为二路，一路通调速阀3及行程阀2回油箱；另一路进入油缸的右腔，而油缸左腔的油则经液控单向阀6及调速阀7流回油箱。当行程阀2处于原位（即关闭）时，动力滑台的进给速度全由调速阀7控制。此时的滑台进给速度较快。当断屑凸轮1打开行程阀2时，则压力油，将有一部分经调速阀3及行程阀2流回油箱，而只有一部分压力油进入油缸。这时动力滑台将以较慢的进给速度前进，其进给速度由调速阀3及7共同控制。第十五页，共37页。由此可知，动力滑台的进给速度及切削截面积，将随着凸轮1的转动而产生周期性的变化，因此可以断屑。采用这种方法时，凸轮曲线的设计很重要。上图中之凸轮由三段圆弧ab、bc、cd及一段快退曲线所组成（图b）。凸轮da段曲线工作时，行程阀2正逐渐关闭；ab段工作时，阀2处于关闭状态；bc段工作时，阀2逐渐打开；cd段工作时，阀2处于打开状态。由于cd很长，几乎占圆周的四分之三，所以凸轮每转过一周，（即每振动一次），滑台都有一段相当长的稳定而慢的进给时间，约占整个振动周期的四分之三。而凸轮的其余三段曲线da、ab和bc共约占圆周的四分之一，说明行程阀2从开始关闭一直到重新打开，所用去的时间很短，也就是说，滑台变化进给的时间第十六页，共37页。很短，约占振动周期的四分之一左右。由此可知，如果令滑台的正常进给量、即行程阀2处于打开状态时的较慢进给量为s毫米／转，而较快的进给量、即行程阀2处于关闭状态时的进给量为s＋Δs，即可画出刀尖相对于工件的运动轨迹，为一条近似于锯齿波的曲线。第十七页，共37页。因此，在决定凸轮的转速时，注意使其不等于主轴的转速或主轴转速的整倍数，令相邻两转的刀尖运动轨迹错开一个相位，如图2－67所示，就可使切削厚度发生周期性的变化而断屑。这种锯齿波曲线的刀尖运动轨迹，比起正弦波曲线，更有利于保证加工粗糙度。第十八页，共37页。实践证明：振动切削的断屑方法是可靠的。它的适应范围很广。可以采用不同的切削用量；可以用于车、镗、钻、扩、仿形车削等加工方法；也不受工件材料的限制。它对加工精度及粗糙度影响不大，可以满足半精加工的要求。振动切削断屑法的主要缺点是：需要增添一套振动装置。第十九页，共37页。要求：1、工进、快进、快退实现方法。2、液压振动产生原理。3、振动断屑的原理及要求。第二十页，共37页。（2）、间歇进给法在切削过程中，利用进给一停顿一进给的方法，使切屑断开。

a在进给系统的适当环节上添设电磁离合器，间歇地接通或中断进给运动。

b当机床采用液压传动时，可在液压系统的进给油缸与调速阀之间串接一个专用的转阀（液压开关），以便间歇地接通或断开油路。为了保证工作的可靠性，转阀应尽可能离油缸近一些。转阀的开与关，可以利用低速电动机直接驱动或通过减速机构带动。第二十一页，共37页。（3）、改进毛坯形状改进毛坯形状，使切屑自然断开，也是解决断屑问题的途径之一。例：在某厂的连杆大小头孔加工自动线中，先在孔中拉出一条直槽，来保证螺孔工序的断屑。这样，镗刀每旋转一周到达直槽时，切削截面积突然减至零，因而断屑绝对可靠，加工质量也好。缺点是使自动线增加了一个工位。第二十二页，共37页。2、使用带断屑槽的刀具断屑具有一级断屑槽具有二级断屑槽的三边形刀片的三边形刀片第二十三页，共37页。具有三级断屑槽 具有凹弧形断屑槽的三边形刀片的四边形刀片第二十四页，共37页。凹弧形刃刀片偏心式夹紧机构第二十五页，共37页。

排屑

一排屑的意义在切削加工自动线中，切屑源源不断地从工件上流出，如不及时排除，就会堵塞工作空间，使工作条件恶化，影响加工质量，甚至使自动线不能连续地工作。因此将切屑从加工地点排除，并将它收集起来运离线外，是一个不容忽视的问题。排屑装置虽然在结构上比较简单，却是自动线不可缺少的辅助装置，在某些情况下要满意地解决排屑问题，并不是一件容易的事，应当给予足够的重视。第二十六页，共37页。二工作地点的排屑方法工作地点的排屑方法利用切屑的自重排屑用冷却润滑液排屑用压缩空气喷吹

采用真空吸尘装置

用刷子或刮板清理

安排清屑或清洗工位第二十七页，共37页。翻转倒屑装置1－原位开关及振荡控制开关2－轴3－随行夹具4一振臂5－叶片6一挡块7－柱塞8－辅助滚动支承9－支臂第二十八页，共37页。翻转倒屑液压传动原理图

第二十九页，共37页。翻转倒屑液压传动原理当电磁铁1DT通电后，从油泵排出的油，经三位五通电磁滑阀及行程节流阀，流入回转油缸的左腔（相当于a孔），带动工件回转。回转至一定角度时，挡铁压下行程节流阀，实现节流缓冲。当振臂接触液压振荡器后，行程开关使电磁铁1DT断电和3DT通电，于是二位三通电磁滑阀接通了压力油到振荡器之油路，振荡器开始振荡。振荡时间可用延时继电器控制。第三十页，共37页。当振荡结束后，延时继电器发出信号使电磁铁3DT断电和2DT通电。于是从油泵排出的油，经三位五通电磁滑阀流入回转油缸的右腔，带动工件返回。当返回接近原位时，回转油缸上的挡铁压下行程节流阀，实现缓冲以消除工件与输送带导轨的撞击。第三十一页，共37页。液压振荡器结构原理图第三十二页，共37页。液压振荡器结构原理当通入压力油时，压力油流入h腔和d腔。流入h腔的油经k腔流入e腔，将滑阀3推向左边，结果使流入d腔的油经c腔流向柱塞1的左腔，推动柱塞1右移，顶开振臂。而柱塞右腔的油则经l腔流回油箱。柱塞1在移动过程中又带动滑阀2移动。当滑阀2将h腔与k腔的通路堵死，并将h腔与g腔的通路打开时（如图所示），油路就发生了变化。此时压力油经g腔流入a腔，推动滑阀3右移，使b腔第三十三页，共37页。与c腔接通。而c腔是与柱塞1的左腔相通的，b腔是经f腔与油箱相通的。所以柱塞1的左腔通油箱，柱塞1在工件等的重力作用下，便向左移动。柱塞1左移时