變速箱體上端面立式攻絲專用機(jī)床設(shè)計(jì)（江蘇）,變速,箱體,上端,立式,專用,機(jī)床,設(shè)計(jì),江蘇 分類號(hào) 密級(jí)： UDC 編號(hào)： 學(xué) 位 論 文 變速箱體上端面立式攻絲專用機(jī)床設(shè)計(jì) 作者姓名： 郭騰 指導(dǎo)教師 范真 副教授 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 學(xué) 士 專業(yè)名稱 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 論文提交日期 2007年6月 論文答辯日期 2007年6月20日 學(xué)位授予單位和日期 答辯委員會(huì)主席 _______________ 評(píng)閱人 ______________ 2007年6月20日 目　錄??????????????????? 　　　　 一、? 前言 …………………………………………… 3 二、 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 1、 概述 …………………………………………… 5 2、總體結(jié)構(gòu)及工作循環(huán)……………………………………………… 6 3、三圖一卡設(shè)計(jì) ………………………………………… 7 三 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) ……………………………………?? 8 1.簡(jiǎn)述 …………………………………………?? 9 2.設(shè)計(jì)原則 ………………………………………?? 9 3.按上述設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng) …………………………………………? 10 4 驗(yàn)算 …………………………………………? 12 5 主軸及通用傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)型式的選擇方案 ……………………………………………? 12 四 專用夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………? 12 1.定位基準(zhǔn)與定位元件的選擇……………………………………… 13 2、夾緊元件與夾緊力的擇 ………………………………13 ??????????????? 3.夾具基體的設(shè)計(jì) ………………………………………………13 五 PLC控制設(shè)計(jì) ………………………………………14 六 結(jié)束語(yǔ) ……………………………15 七 參考資料 ………………………………………15 八 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) …………………………………………………… 16 九 致謝 ……………………………………………… 17 一 前言 組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用,因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制,它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件(近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額) ,完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔,加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái),在孔內(nèi)鏜各種形狀槽,以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類繁多,有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等;隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,一種新型的組合機(jī)床———柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞,它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換,配以可編程 序控制器( PLC) 、數(shù)字控制(NC) 等,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外,近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)(清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線) 等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也 越來越大。由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品,是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的,它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后,國(guó)內(nèi)所需的一些 高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此,市場(chǎng)要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝,研制新產(chǎn)品,由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu),向“柔性”化方向發(fā)展,滿足用戶需求,真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和對(duì)產(chǎn)品需求的提高,高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控組合機(jī)床及其自動(dòng)線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機(jī)床行業(yè)企業(yè),因此組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組 合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面,加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率;另一方面,進(jìn)一步發(fā)展新型部件,尤其是多坐標(biāo)部件,使其模塊化、柔性化,適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場(chǎng)需求。從2002 年年底第21 屆日本國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上獲悉,在來自世界10 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的500 多家機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī)床設(shè)備中,超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深 受歡迎。據(jù)專家分析,機(jī)床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。該屆博覽會(huì)上展出的加工中心,主軸轉(zhuǎn)速10 000～20 000 r/ min ,最高進(jìn)給速度可達(dá)20～60 m/ min ;復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時(shí),加工的形狀卻日益復(fù)雜。多軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。另外,產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化,滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用,信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高,操作者可以通過網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)對(duì)機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改,對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù);通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。在這些方面我國(guó)組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距,因此我國(guó)組合機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。 組合機(jī)床還被廣泛應(yīng)用于大、中批量零部件如汽車、拖拉機(jī)、摩托車等行組合機(jī)床被廣泛應(yīng)用于大、中批量零部件如汽車、拖拉機(jī)、摩托車等行業(yè)的汽缸體、汽缸蓋、變速箱殼體、后橋等的生產(chǎn)加工領(lǐng)域。下面介紹變速箱體上端面立式攻絲專用機(jī)床的設(shè)計(jì)過程。 二 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 1. 概訴 立式攻功絲組合機(jī)床是在工件表面上進(jìn)行攻絲的一種高效率自動(dòng)化專用加工設(shè)備。組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)通常是根據(jù)與用戶簽定的和同和協(xié)議書，針對(duì)具體加工零件，擬訂工藝和結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件的設(shè)計(jì)。 根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。在選擇機(jī)床配置型式時(shí)，既考慮到實(shí)現(xiàn)工藝方案，保證加工精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)率，又考慮到機(jī)床操作、維護(hù)、修理和排屑的方便性。 在選擇組合攻絲機(jī)床結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須保證穩(wěn)定的加工精度。固定式夾具組合鉆床能達(dá)到的鉆孔位置精度最高，采用固定導(dǎo)套一般能達(dá)( ± 0.20)mm。考慮到操作的方便性，需要合理確定裝料高度 為使組合攻絲機(jī)床在溫度過高時(shí)工作性能穩(wěn)定，而且由于被加工件不需多次進(jìn)給，故選用機(jī)械通用部件配置機(jī)床。 根據(jù)被加工零件的特點(diǎn),為實(shí)現(xiàn)加工精度要求,同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)率,經(jīng)過反復(fù)論證、分析和計(jì)算,我們采用了立式組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)方案。 2.總體結(jié)構(gòu)及工作循環(huán) 本機(jī)床采用多工位立式組合機(jī)床,變速箱體裝在工作臺(tái)的夾具上,這樣便于上、下料。 機(jī)床機(jī)械部分主要有:底座、多軸箱、刀具、夾具、冷卻系統(tǒng);控制部分為PLC 控制系統(tǒng)及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 機(jī)床的工作循環(huán)為:裝上一工件,定位銷插銷定位→夾緊油缸夾緊→I 滑臺(tái)開始工作循環(huán):動(dòng)力部件快進(jìn)(冷卻供、主軸瞬時(shí)針旋轉(zhuǎn)) → 動(dòng)力部件攻進(jìn)(死檔鐵停留) →動(dòng)力部件攻退（逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)）→快退至原位(主軸停) ,定位銷拔出,夾緊油缸松開,防護(hù)門自動(dòng)打開,油缸推出工件,工件到位后油缸退回.(快退→緩?fù)? ,死檔鐵停留,工作循環(huán)結(jié)束。 3. 三圖一卡設(shè)計(jì) 1. 被加工零件工序圖 被加工零件為變速箱體，材料為HT250，工序?yàn)橄潴w上端面攻絲孔，上端面為9個(gè)10孔進(jìn)行攻絲。采用一面兩孔定位，一面為箱體側(cè)面，兩孔為底面上的長(zhǎng)邊上的兩對(duì)角線孔。采用箱體頂面夾緊。 2. 加工示意圖 加工10的孔：刀具的選擇要求考慮工件加工尺寸精度，切削的排除，及生產(chǎn)率要求等因素。，選擇M10的高速鋼絲錐外伸長(zhǎng)度為110mm 。查表得切削用量 n=212r/min v=4 m/min f=1mm/r =12 mm/min 箱體上端面工進(jìn)長(zhǎng)度10 mm 快進(jìn)40 mm 箱體上端面工退長(zhǎng)度10 mm 快退40 mm 初定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度和選擇接桿主軸形式主要取決于進(jìn)給力和主軸－刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的需要。主軸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選定的切削用量計(jì)算出切削轉(zhuǎn)矩， 由d=M10 查表3-5得：確定主軸直徑d=30mm。 3. 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 上端面：9根主軸 多軸箱輪廓尺寸 H=168+121.5+100=389.5 mm B=300+2100=500 mm 厚度取325 mm長(zhǎng)寬取500400 mm 最低孔位置144 mm 最低主軸高度127.5 mm 軸向力==709.2N 轉(zhuǎn)矩 ==2.4Nm 功率 ==0.1kw 5=0.5kw 5=3546 根據(jù)以上計(jì)算所得 選取液壓動(dòng)力滑臺(tái)1HY25-IA 動(dòng)力箱1TD25-IA （1.5kw）電機(jī) Y100L-6 4. 機(jī)床生產(chǎn)效率計(jì)算卡 1. 理想生產(chǎn)率 ==13.04件/h 2. 實(shí)際生產(chǎn)率 =27件/h 3. 機(jī)床負(fù)荷率 =0.9 三 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 1.簡(jiǎn)述 組合機(jī)床多軸箱的設(shè)計(jì)計(jì)算是組合機(jī)床設(shè)計(jì)工程中的重要環(huán)節(jié)，是主軸箱零部件設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，計(jì)算稍有不慎，便會(huì)導(dǎo)致后期的設(shè)計(jì)制造前功盡棄。 依據(jù)總體設(shè)計(jì)圖， 對(duì)主軸箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。由于在本機(jī)床上需同時(shí)加工9個(gè)孔，不僅孔多、間距小，而且孔的排列集中。因此，本機(jī)床的主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)在對(duì)被加工零件進(jìn)行了深入、細(xì)致分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過采用滾針軸承，將常規(guī)狀況下不能完成的排箱得以實(shí)現(xiàn)，而且所設(shè)計(jì)的主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊。依據(jù)組合鉆床總體設(shè)計(jì)繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖其內(nèi)容為主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件： 1. 主軸箱輪廓尺寸500mm×400mm； 2. 工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸 3. 工件與主軸箱相對(duì)位置尺寸。 2.設(shè)計(jì)原則 1) 從面對(duì)主軸的方位看去，所有主軸均采用逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。 2) 在保證轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求用最少的傳動(dòng)軸和齒輪（數(shù)量和規(guī)格），以減少各類零件的品種。具體措施：采用一根傳動(dòng)軸同時(shí)帶動(dòng)多根主軸，并將齒輪布置在同一排位置上，當(dāng)齒輪嚙合中 心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采用了變位齒輪。 3) 為使主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱內(nèi)齒輪傳動(dòng)副的傳動(dòng)比都在1.0~1.5之間。 4) 由于攻絲傳動(dòng)比較大而個(gè)孔之間距離緊湊，所以使用先降速后升速的傳動(dòng)方案。 5) 因鉆削加工切削力大，為了減少主軸的扭曲變形，主軸上的齒輪盡量靠近前支承。 3.按上述設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng) 按所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)圖合理分配各級(jí)傳動(dòng)比、初定傳動(dòng)軸位置和確定齒輪齒數(shù) 主軸r/min 驅(qū)動(dòng)軸=520 r/min 總傳動(dòng)比 i= 各軸傳動(dòng)比分配： ==1.90 ======1.41 ==0.94 確定中間軸9以及中間軸9，12與5，6，7，8，10，15，21軸聯(lián)接的個(gè)齒輪規(guī)格 m=3 =24 驗(yàn)算轉(zhuǎn)速 ： =273.4 r/min =195.5 r/min =208.1 r/min 轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在5%以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。 采用R12-L型葉片泵 有中間傳動(dòng)軸8經(jīng)一對(duì)齒輪=24/24 = =682.5 r/min 在400-800 r/min范圍內(nèi)滿足要求。 在擬定主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，傳動(dòng)軸位置已做了初步確定。為了保證齒輪副的正常嚙合和加工主軸箱上傳動(dòng)軸支承孔的孔距精度，需要精確計(jì)算各傳動(dòng)軸的坐標(biāo)尺寸（計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后3位數(shù)）。 4 驗(yàn)算 驗(yàn)算根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算確定的兩軸坐標(biāo)中心距A 是 否符合兩軸間嚙合齒輪要求的中心距R ， R 與A 的 差值為δ ，即 δ = R ? A 驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)為 δ ≤0.001～ 0.009mm 經(jīng)驗(yàn)算均符合。 5 主軸及通用傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)型式的選擇方案 主軸結(jié)構(gòu)型式由零件的加工工藝決定，并考慮主軸的工作條件和受力情況，采用長(zhǎng)主軸。由于采用鉆削加工主軸，需承受較大的單向軸向力，所以優(yōu)選向心球軸承和推力球軸承組合的支承結(jié)構(gòu)，且推力球軸承配置在主軸前端。傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速較低，但載荷較大，因此用圓錐滾子軸承。按上述方案配置的主軸和傳動(dòng)軸，按所選的軸承類型繪制軸承孔檢查圖，發(fā)現(xiàn)有些部位采用此配置因孔間距較小，箱體上的軸承座孔太大，導(dǎo)致箱體強(qiáng)度不夠。因此，這些部位都將原方案改為推力球軸承與滾針軸承組合的支承結(jié)構(gòu)，以減小徑向尺寸，滿足強(qiáng)度要求，實(shí)現(xiàn)合理排箱。 按以上原則設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)，保證了主軸箱的質(zhì)量，提高了主軸箱的通用化程度，使得設(shè)計(jì)和制造工作量及成本都大大降低。為實(shí)現(xiàn)本機(jī)床“體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、效率高、質(zhì)量好”的設(shè)計(jì)目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。 　 四 專用夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專用夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為加工某些幾何形狀相似、工藝過程和定位夾緊相似的零件而設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)時(shí)需要選擇合理的定位基準(zhǔn)、定位元件；選擇合適的夾緊夾緊元件；設(shè)計(jì)好合理的基體件。 1.定位基準(zhǔn)與定位元件的選擇 制定設(shè)計(jì)方案時(shí)需選擇合理的定位基準(zhǔn)、定位元件。該零件采用一面兩孔定位，定位基準(zhǔn)為零件底面，定位元件為定位銷。 2.夾緊元件與夾緊力的選擇 夾緊力的選擇，除夾緊力方向和作用點(diǎn)外，還要使工件產(chǎn)生盡可能小的夾緊變形，這是選擇夾緊元件和夾緊力的主要因素。本設(shè)計(jì)采用壓板液壓壓緊， ，夾緊牢靠，工件保持正確位置，既防止了薄壁零件裝夾變形，又滿足了加工的要求。 3.夾具基體的設(shè)計(jì) 夾具基體是夾具的基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)夾具基體時(shí)，除應(yīng)保證結(jié)構(gòu)合理外，還應(yīng)保證夾具基體有足夠的剛度，而且在可能的范圍內(nèi)，力求能加工零件組的全部。對(duì)其基體件還應(yīng)根據(jù)相似件形狀、尺寸、精度、毛坯種類及其工藝方法來確定基體件形狀、尺寸，以滿足加工 所有相似件的要求。該基體件與其它夾具元件組成的夾具結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，更換元件容易，可以加工不同產(chǎn)品的相似件. 具體設(shè)計(jì)見附圖。 五 PLC控制設(shè)計(jì) 1 　工作原理及電氣控制要求 頂面專用攻絲機(jī)床是在工件頂面上進(jìn)行公司的一種高效自動(dòng)化專用加工設(shè)備,基本結(jié)構(gòu)如圖所示。2動(dòng)力滑臺(tái)對(duì)面布置并安裝在標(biāo)準(zhǔn)側(cè)立失機(jī)床座上,刀具電動(dòng)機(jī)M分別固定在動(dòng)力滑臺(tái)上,中間底座上裝有工件定位夾緊裝置。 該機(jī)床采用電動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)(未畫出) 相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方式,其中電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸箱的刀具主軸提供切削主運(yùn)動(dòng),而動(dòng)力滑臺(tái)和工件定位夾緊裝置則由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),M1 為液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),M4 為冷卻泵電動(dòng)機(jī)。機(jī)床的電氣控制要求為M1 先啟動(dòng),只有系統(tǒng)正常供油后,其它控制電路才能通電工作; M2 ,M3在滑臺(tái)進(jìn)給循環(huán)開始時(shí)啟動(dòng),滑臺(tái)退回原位后停機(jī);M4 可手動(dòng)控制啟停,也可在滑臺(tái)工作進(jìn)給時(shí)自動(dòng)提供油液。其控制過程是典型的順序控制,當(dāng)把工件裝入夾具后,按下啟動(dòng)按鈕SB3 ,機(jī)床便開始自動(dòng)循環(huán)的工作過程 2 　電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 雙面鉆孔組合機(jī)床的電氣控制屬單機(jī)控制, 輸入輸出均為開關(guān)量。根據(jù)實(shí)際控制要求,并考慮系統(tǒng)改造成本,在準(zhǔn)確計(jì)算I/ O 總點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上,采用抗干擾強(qiáng)、穩(wěn)定性和可靠性較高的三菱公司生產(chǎn)的FX1N260MR 可編程控制器。該控制系統(tǒng)中所有輸入觸發(fā)信號(hào)采用常開觸點(diǎn)接法,所需的24 V 直流電源由PLC 內(nèi)部提供;輸出負(fù)載中的所有直流電磁換向閥同樣采用由PLC 內(nèi)部提供的24 V 直流電 源,輸出負(fù)載中的4 個(gè)交流接觸器線圈則需外接220 V 交流電源.由于雙面鉆孔組合機(jī)床中轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕及行開關(guān)較多,為了減少輸入點(diǎn)數(shù),降低費(fèi)用,對(duì)輸入信號(hào)作了適當(dāng)處理,如4 臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)不作為輸入信號(hào),而直接接入輸出線圈回路中。另外,電磁閥為感性負(fù)載并且通斷頻繁,為了保護(hù)PLC 的輸出觸點(diǎn),在每個(gè)電磁閥兩端各并上1 個(gè)續(xù)流二極管,來吸收反向過電壓。 　3.電氣控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 由雙面鉆孔組合機(jī)床的控制要求可知,該控制系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)3 個(gè)控制功能: ① 動(dòng)力滑臺(tái)的點(diǎn)動(dòng)、復(fù)位控制; ②動(dòng)力滑臺(tái)的單機(jī)自動(dòng)循環(huán)控制; ③整機(jī)全自動(dòng)工作循環(huán)控制。具體T型圖見附圖 4.PLC 與PC 的通信 系統(tǒng)工作時(shí),PC 與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的PLC 之間處于實(shí)時(shí)的交互通狀態(tài)。如果生產(chǎn)規(guī)模大,可采用1 : n 上位鏈接通信方式,用一臺(tái)計(jì)算機(jī)管理多臺(tái)機(jī)床。上位計(jì)算機(jī)與PLC 之間有一個(gè)RS - 232C/ RS - 485 轉(zhuǎn)換 器,用于鏈接計(jì)算機(jī)的RS - 232C 串行口和PLC 的RS - 485 通信適配器,可增大通信距離。操作人員根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的需要,在不中斷生產(chǎn)的情況下,可在上位機(jī)上實(shí)時(shí)地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,使控制系統(tǒng)工作于最佳狀態(tài)。還可在上位機(jī)上編程、監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況、顯示故障等,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理和調(diào)度,使設(shè)備潛力得到充分發(fā)揮。 本程序經(jīng)模擬調(diào)試,完全符合攻絲組合機(jī)床的電氣控制要求,使用效果良好。在使用過程中,還可根據(jù)不同的控制要求,在不改動(dòng)接線或改動(dòng)很少的情況下,通過改變程序來實(shí)現(xiàn)不同要求,大大節(jié)省了安裝調(diào)試時(shí)間,提高了效率。 5 　結(jié)語(yǔ) 本系統(tǒng)經(jīng)過PLC 融入后,運(yùn)行良好,故障率低。而且組合機(jī)床控制系統(tǒng)具有很好的柔性,能適應(yīng)產(chǎn)品的變化,當(dāng)工藝程序變更時(shí),只需修改程序,就可滿足新的加工要求。可見傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備融入PLC技術(shù) 后,既能使之成為機(jī)電一體化的新產(chǎn)品,適用生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制,又能發(fā)揮原組合機(jī)床的效能,而且投資較小,可見,靈活應(yīng)用PLC 是實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床電氣自動(dòng)化的有效途徑。 六 結(jié)束語(yǔ) 本組合機(jī)床較好地解決了大批量攻絲變速箱上端面孔的問題。不但保正加工質(zhì)量,而且大為提高了工效,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用價(jià)值。圓滿的完成了任務(wù)書中的各項(xiàng)要求 七 參考資料 1、《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)、大連鐵道學(xué)院主編　上海出版社出版　1985年9月 2、《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》　大連組合機(jī)研究所編　　機(jī)械工業(yè)出版社　1975年6月 3、《金屬切削加工工藝人員手冊(cè)》上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 4、《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè)》　機(jī)械工業(yè)出版社 5、《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》　大連工學(xué)院　戴曙主編　機(jī)械工業(yè)出版　　1985年12月 6、《組合機(jī)床液壓滑臺(tái)圖冊(cè)》　機(jī)械工業(yè)出版社 7、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》　　遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 8、《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》　機(jī)械工業(yè)出版社　1978年12月 9、《組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè)》　大連組合機(jī)床研究所編　機(jī)械工業(yè)出版社 八 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 轉(zhuǎn)眼間完成了大學(xué)四年的機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的各門課程，在理論上對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造的知識(shí)有了初步認(rèn)識(shí)。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的努力，在老師和同學(xué)的幫助下終于完成了大學(xué)最后一門課程——畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過近3個(gè)月的學(xué)習(xí)和摸索，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的過程和方法有了教深刻的認(rèn)識(shí)，把平時(shí)課堂上所學(xué)到的東西運(yùn)用到實(shí)際中。特別是在組合機(jī)床的設(shè)計(jì)方面。因?yàn)楫厴I(yè)設(shè)計(jì)所選擇的題目使我對(duì)組合機(jī)床的設(shè)計(jì)和開發(fā)有了全方面的了解，也初步掌握了組合機(jī)床的設(shè)計(jì)技巧和設(shè)計(jì)方法。這為我以后步入社會(huì)，盡快的適應(yīng)工作崗位的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這是我第一次獨(dú)立的完成組合機(jī)床設(shè)計(jì)和開發(fā)，難免有很多不足和錯(cuò)誤之處，希望老師指正 九 致　　　謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成首先要衷心地感謝導(dǎo)師范真教授給予的精心指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，范老師耐心指導(dǎo)我完成了很多讓我困惑很久的問題，毫不厭煩的幫我在各種資料上查找組合機(jī)床設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)和資料。帶我們參加認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)知道有了十分深刻的認(rèn)識(shí)。 還有感謝那些在畢業(yè)設(shè)計(jì)中幫助過我的那些老師和同學(xué)們。 郭騰 2007年6月17日 多功能組合機(jī)床綜述報(bào)告 對(duì)于多功能組合機(jī)床，工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)有很多稱呼來形容它，如“多任務(wù)處理裝置”、“多功能機(jī)床”、“多程序生產(chǎn)系統(tǒng)”等，它確實(shí)可稱為加工領(lǐng)域的新星，可降低成本，簡(jiǎn)化配置，并一直保持在美國(guó)本土生產(chǎn)。過去只有使用多機(jī)操作才能完成的任務(wù)，現(xiàn)在可以集中到一臺(tái)機(jī)床上加工完成。 由于市場(chǎng)需求的不斷變化，產(chǎn)品的生命周期在不斷縮短，今天的市場(chǎng)更加強(qiáng)烈需求多任務(wù)處理裝置概念。在整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境中推行精益管理時(shí)，沒有比把零件加工集中到一臺(tái)機(jī)器上完成更精益的了。一些傳統(tǒng)的制造業(yè)廠商認(rèn)為多功能組合機(jī)床過于復(fù)雜，很難找到合適的操作人員也就不足為金屬加工基本原理及在生產(chǎn)車間現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)新機(jī)床使用中難題創(chuàng)新解決方面的培訓(xùn)。 設(shè)備采用“帶走熱量”式設(shè)計(jì)，有床身、鋼制直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、鋼制轉(zhuǎn)塔刀架、設(shè)備上使用的不同材料，所有這些組合到一起建造成一臺(tái)機(jī)床。這些都與導(dǎo)熱系數(shù)、體積膨脹相關(guān)。所有不同尺寸的東西都會(huì)以不同的速度生長(zhǎng)。由于這個(gè)原因，需要制造熱友好機(jī)床，以便知道發(fā)熱的薄弱點(diǎn)在哪里，可以通過合理的機(jī)床設(shè)計(jì)來補(bǔ)償。元件是全程運(yùn)動(dòng)。機(jī)床滑動(dòng)產(chǎn)生摩擦并轉(zhuǎn)化為熱。切削加工產(chǎn)生的熱屑掉到不同地方，在整個(gè)過程中冷卻液會(huì)混合在其中。在切削刀具上會(huì)持續(xù)出現(xiàn)很多不同的溫度區(qū)域，所以也會(huì)有很多東西對(duì)熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。切削刀具技術(shù)把多功能組合機(jī)床變成了具備銑削和切削能力的“全能 機(jī)器”。 據(jù)資料介紹，最顯著的特點(diǎn)是這些機(jī)床整體上更具直覺性。防撞保護(hù)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在某些情況下，即使采用手動(dòng)操作模式，也能避免碰撞的發(fā)生。由于控制軟件有很好的直覺性，用戶操作友好程度也在不斷提高。相信多功能組合機(jī)床會(huì)以其生存能力遍布于更多不同的加工現(xiàn)場(chǎng)。離線編程優(yōu)化和NC自動(dòng)控制系統(tǒng)的形成已經(jīng)使這一技術(shù)更容易接受，因此當(dāng)將程序用在機(jī)床上時(shí)，不必花很多時(shí)間去調(diào)整程 序和確認(rèn)某一元件沒有問題。如果一個(gè)零件需要配備上下兩個(gè)轉(zhuǎn)塔刀架同時(shí)進(jìn)行粗加工，這種情況下編程是比較困難的，因?yàn)樗枰獌蓚€(gè)轉(zhuǎn)塔刀架同時(shí)進(jìn)刀。AdMac系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些同時(shí)進(jìn)刀的刀架的自動(dòng)編程，并能使正確的主軸速度、正確的進(jìn)給速度等所有參數(shù)實(shí)現(xiàn)同步。Okuma公司的防撞系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于實(shí)際加工工況的防撞模擬，因此，如果操作者安裝了錯(cuò)誤的刀具或設(shè)定了錯(cuò)誤的參數(shù)，控制系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)出來并阻止機(jī)床進(jìn)入加工狀態(tài)。 通過與西門子公司合作，INDEX公司現(xiàn)在可以提供3D模式的“虛擬機(jī)床”，按照某一特定型號(hào)的機(jī)床定制。結(jié)果表明，模擬加工出來的成品零件不只是與實(shí)際成品相似，簡(jiǎn)直就是一對(duì)一的拷貝。直覺式控制界面、模擬以及其他軟件技術(shù)進(jìn)步，更多的生產(chǎn)車間向多功能組合機(jī)床敞開了大門，但如果沒有相應(yīng)的知識(shí)培訓(xùn)和解決問題的創(chuàng)造力，制造商也很難體會(huì)到和充分利用先進(jìn)機(jī)床柔順性方面的優(yōu)勢(shì)。對(duì)機(jī)器所做的工作越多，機(jī)器就會(huì)越復(fù)雜，也相應(yīng)地需要具備更強(qiáng)技能的人 才能操縱它。 假如一個(gè)機(jī)械師過去一天操作3臺(tái)機(jī)床，那么現(xiàn)在他有這樣一臺(tái)多功能的機(jī)床，就可以生產(chǎn)出更多的零件。更為重要的是，他可以借助軟件的幫助使生產(chǎn)效率更高，對(duì)于轉(zhuǎn)換加工零件的準(zhǔn)備，也可以編制加工工藝計(jì)劃。因?yàn)楦鼡Q零件需要降下3個(gè)主軸，因此在更換零件之前，車間應(yīng)加工盡可能多的零件。對(duì)于多功能機(jī)床，轉(zhuǎn)換零件速度非?？欤a(chǎn)批次間隔時(shí)間更短，庫(kù)存更低，生產(chǎn)效率更高。能夠充分利用多功能機(jī)床的一些車間，很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)崗位功能的統(tǒng)一?，F(xiàn)在，一個(gè)車間可以只用一個(gè)操作人員、一個(gè)調(diào)整工和一個(gè)編程師，將來這3項(xiàng)工作完全可以由一個(gè)人來做。傳統(tǒng)崗位描述中機(jī)械師將過 渡成為一個(gè)調(diào)整工程師，如果該工程師還熟悉零件加工編程，那 就更理想了。對(duì)于這樣的轉(zhuǎn)換，培訓(xùn)就比較簡(jiǎn)單了，只要培訓(xùn)1個(gè) 人就行，而不是3個(gè)人。從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)看，這將提供給人們更高的崗位滿意度。當(dāng)調(diào)整工程師負(fù)責(zé)加工編程并且親自關(guān)注零件加工的整個(gè)過程時(shí)，他就完全成了這個(gè)零件的主宰者。除此之外，還應(yīng)該在刀具選 擇和編程方面做更多的努力，要使任何型號(hào)的多功能組合機(jī)床都 成功，車間需要配備熟練的機(jī)械師，有能力并靈活地完成多種操 作。因此，橫向培訓(xùn)比過去任何時(shí)候都重要了。把銑削和車削加 工視為不同學(xué)科的觀點(diǎn)一去不復(fù)返了。 對(duì)于編程人員來說，這是屬于他們的時(shí)代。對(duì)于會(huì)編程的人員，懂機(jī)床并控制它，這是他們能力的體現(xiàn)。 調(diào)研報(bào)告 組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用,因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制,它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件(近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額) ,完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔,加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái),在孔內(nèi)鏜各種形狀槽,以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類繁多,有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等;隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,一種新型的組合機(jī)床———柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞,它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換,配以可編程 序控制器( PLC) 、數(shù)字控制(NC) 等,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外,近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)(清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線) 等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也 越來越大。由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品,是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的,它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后,國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此,市場(chǎng)要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝,研制新產(chǎn)品,由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu),向“柔性”化方向發(fā)展,滿足用戶需求,真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的題目是多軸箱上端面攻絲專用組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，為了更好的認(rèn)識(shí)和了解組合機(jī)床的工作原理和組成方式，范真老師帶領(lǐng)我們參觀了揚(yáng)州柴油機(jī)廠。在揚(yáng)柴，我看到了我要設(shè)計(jì)的機(jī)床。專用攻絲組合機(jī)床的工作原理，動(dòng)力布置，工件定位和加緊都有了一定的認(rèn)識(shí)，為我以后的設(shè)計(jì)打好了基礎(chǔ)。 郭騰 2007年5月3日 漸減的凹模拉可使有裂縫的自由薄鋼板起皺 R. Narayanasamy a,*, C. Sathiya Narayanan b a Department of Production Engineering, National Institute of Technology, Tiruchirappalli 620 015, Tamilnadu, India b Department of Production Engineering, J.J. College of Engineering and Technology, Tiruchirappalli 620 009, Tamilnadu, India Received 4 January 2005; accepted 8 July 2005 Available online 2 September 2005 摘要： 起皺是通常以在深的拖拉操作期間的薄金屬板的形式觀察的一種失敗的方式。關(guān)于通過圓錐形和等切面曲線的凹模使有裂縫的自由鋼板起皺的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究 將在這篇文章討論。有裂縫的自由鋼板的機(jī)械特性和可紡性參數(shù)被確定并且他們與起皺的行為相關(guān)。這些薄鋼板的限制拉比率(LDR)與薄鋼板的厚度有關(guān)， 打孔機(jī)直徑和薄鋼板厚度的比率， 正常的各向異性和非空間的參數(shù)(包括打孔機(jī)直徑，薄鋼板厚度，正常的各向異性和應(yīng)變硬化指數(shù))。上述起皺行為的研究被進(jìn)行在名義上潤(rùn)滑的和非潤(rùn)滑的兩不同狀況下，并將他們進(jìn)行比較。在此研究中，很清楚地知道LDR可能與上述參數(shù)有關(guān)。 ----2005 Elsevier Ltd. 版權(quán)所有 關(guān)鍵字：有裂縫的自由鋼板；起皺；圓錐形的凹模模子；等切面曲線的凹模模子 1. 介紹 經(jīng)常能在金屬板成型過程中觀察到皺紋。皺紋的存在不能被最后的產(chǎn)品所接受。在近幾年，為了降低在操作期間形成的產(chǎn)品的重量和皺紋，使用了有高力量的更薄的線規(guī)薄板。研究人員目的是在薄金屬板形成期間避免這樣的皺紋。希爾[1]的bifurication 標(biāo)準(zhǔn)能用來預(yù)知皺紋的形成。起皺的凸緣的進(jìn)攻被Needleman[2]通過使用的迅速的杯子測(cè)試進(jìn)行了分析。幾個(gè)理論和實(shí)驗(yàn)作品已經(jīng)被關(guān)于在不同的條件下的不同的材料的起皺的行為進(jìn)行了研究。金和其兒子 [3]對(duì)各向異性的薄片的起皺限制圖解(WLD) 進(jìn)行了數(shù)值分析的評(píng)價(jià)。Joao Pedro de Magalhaes Correia 和Gerard Ferron [4]調(diào)查了塑料的各向異性對(duì)起皺進(jìn)攻的影響。Narayanasamy和Sowerby [5]檢查了304 等級(jí)的、雙階段鋼和斷開拖曳的鋁的高品質(zhì)的不銹鋼的起皺行為。在這個(gè)工作中，對(duì)有裂縫間的自由的厚度為0.6毫米的、涂上和沒有涂上0.85毫米的、0.9, 1.2 和1.6 毫米的鋼使用一雙重行動(dòng)能力2000 kN的水壓機(jī)的使用圓錐形凹模模子和等切面曲線的凹模模子的起皺行為進(jìn)行了研究。最近發(fā)展的有裂縫的自由鋼板有非常少數(shù)額的碳和氮。但是，鋁合金用于汽車應(yīng)用是由于他們的質(zhì)量輕，而且可以節(jié)省燃料，車輛安全的需求使用戶更喜歡用這一材料增加汽車本身的質(zhì)量和車輛的絕對(duì)重量 [6,7 ]。最近發(fā)現(xiàn)的有裂縫的自由鋼板有一些極好的特性。他們適于galvanneal 薄層，此薄層需要汽車身體工作時(shí)在別處給予。有裂縫的自由鋼板在晶界沒有碳化物沉淀[8]。 因此，他們有極好的可使用性和機(jī)械特性(由于象錳和硅那樣的成合金元素的存在)。有裂縫的自由鋼板是鈦、鈮趨于穩(wěn)定，而且他們有好的可紡性[9]。在近幾年， 很多工作已經(jīng)被進(jìn)行發(fā)展有裂縫的自由鋼板， 通過理解微結(jié)構(gòu)方面來提高特性，這就象在別處解釋的那樣控制有裂縫的自由鋼板的變形行為 [10,11 ]。在目前的工作里，在使用圓錐型和等切面曲線的凹模模子的試驗(yàn)工作的幫助下，研究了在潤(rùn)滑和非潤(rùn)滑情況下有裂縫的自由鋼板的起皺的行為和他們?cè)谕弦愤^程中的適宜性。 術(shù)語(yǔ) LDR 限制拉比率 實(shí)際壓力 實(shí)際張力 力系數(shù) 環(huán)張力 徑向應(yīng)變 應(yīng)變硬化指數(shù) 常態(tài)各向異性 打孔機(jī)直徑 初始薄片厚度 有裂縫的自由鋼板 塑性應(yīng)變?cè)隽勘嚷? 2. 試驗(yàn)工作 使用上述上述薄片，單軸的抗拉的試驗(yàn)通過準(zhǔn)備樣品在, 以及 對(duì)來自使用Hounsfield tensometer的每個(gè)薄片的滾動(dòng)方向的定向被處理。從這些測(cè)試中可獲得外延數(shù)據(jù)的負(fù)載。重要的參數(shù)即應(yīng)變硬化指數(shù)(n),塑性應(yīng)變比率(R)，以及力系數(shù)(K)沿著上述的3個(gè)方向被象解釋在[5]里的那樣從抗拉的試驗(yàn)中查明 。正常的各向異性（）和刨床各向異性()由沿著上述的3 個(gè)方向使用在下面給的用來確定R值計(jì)算： 在實(shí)驗(yàn)中使用的圓錐形和等切面曲線凹模模子分別如圖1和2所示。使用這些凹模模子時(shí)，探究了不同潤(rùn)滑條件。 圖1.拉模沖模 圖2.等切面曲線凹模模子 為了確定限制的直徑，對(duì)給定的薄片厚度，圓的空白的直徑在連續(xù)的試驗(yàn)過程中被逐漸增加直到皺紋出現(xiàn)。在拖曳操作期間，一根柵欄環(huán)繞圖案被在空白上打印來測(cè)量徑向應(yīng)變()以及環(huán)張力()。 3. 結(jié)果和討論 這里研究的鋼板的正常的各向異性和應(yīng)變硬化指數(shù)值在表一給出。當(dāng)薄片在拉模上被拖曳時(shí)的限制拉比率和限制直徑在表格二給出。當(dāng)薄片在等切面曲線模上被拖曳時(shí)的限制拉比率和限制直徑在表格三給出。 表一：正規(guī)各向異性和應(yīng)變硬化指數(shù)值 金屬片 初始厚度（mm） 平均應(yīng)變硬化指數(shù)值 平均各向異性值 無涂層有裂縫的自由鋼板 0．85 0．3443 1．8770 有涂層有裂縫的自由鋼板 0．85 0．2919 1．9726 有裂縫的自由鋼板 0．6 0．2828 1．3208 有裂縫的自由鋼板 0．9 0．3008 1．1488 有裂縫的自由鋼板 1．2 0．2671 0．9704 有裂縫的自由鋼板 1．6 0．3315 1．2347 表二：使用拉模的限制拉伸比率值 材料情況 初始厚度（mm） 限制直徑（mm） LDR 無涂層有裂縫的自由鋼板 0.85 105 2.100 有涂層有裂縫的自由鋼板 0.85 100 2.000 無潤(rùn)滑有裂縫的自由鋼板 0.6 80 1.600 有潤(rùn)滑有裂縫的自由鋼板 0.9 85 1.700 無潤(rùn)滑有裂縫的自由鋼板 1.2 100 2.000 有潤(rùn)滑有裂縫的自由鋼板 1.2 85 1.700 有潤(rùn)滑有裂縫的自由鋼板 1.6 125 2.500 表三:使用等切面曲線拉模的限制拉比率值 材料情況 初始厚度（mm） 限制直徑（mm） LDR 有裂縫的自由鋼板 0.6 80 1.600 有裂縫的自由鋼板 0.9 90 1.800 有涂層有裂縫的自由鋼板 0.85 95 1.900 無涂層有裂縫的自由鋼板 0.85 105 2.100 有裂縫的自由鋼板 1.2 110 2.200 有裂縫的自由鋼板 1.6 130 2.600 在拉動(dòng)拉模時(shí),帶有薄片厚度的有裂縫的自由鋼板的限制拉比率的的變化如圖三所示。 在拉動(dòng)等切面曲線的模子時(shí),帶有薄片厚度的有裂縫的自由鋼板的限制拉比率的的變化如圖四所示。以上兩種情況下，限制拉比率隨著薄片厚度的增加而增加。圖五顯示了薄片在拉模中拉動(dòng)時(shí)限制拉比率隨著的變化情況。圖六顯示了薄片在等切面曲線模子中拉動(dòng)時(shí)限制拉比率隨著的變化情況。這兩種情況下，限制拉比率都隨著的增加而減小。圖七顯示了在拉模中限制拉比率隨著正規(guī)各向異性的變化情況。圖八顯示了在等切面曲線模子中限制拉比率隨著正規(guī)各向異性的變化情況。當(dāng)拉動(dòng)拉模時(shí)，限制拉比率隨著正規(guī)各向異性值的增加而增加。圖九顯示了限制拉比率隨著包括拉模的鉆床直徑、初始厚度、正規(guī)各向異性和應(yīng)變硬化指數(shù)的非維參數(shù)變化情況。圖十顯示了限制拉比率隨著包括等切面曲線模子的鉆床直徑、初始厚度、正規(guī)各向異性和應(yīng)變硬化指數(shù)的非維參數(shù)變化情況。限制拉比率隨著以上非維參數(shù)值的增加而減小。不過，上述結(jié)果顯示：當(dāng)在等切面曲線模子中拉動(dòng)時(shí)，有裂縫的自由鋼板的限制拉比率更大。圖十一顯示了拉動(dòng)拉模時(shí)有裂縫的自由鋼板的塑性應(yīng)變?cè)黾颖嚷实淖兓?，拉?dòng)等切面曲線模子時(shí)有裂縫的自由鋼板的塑性應(yīng)變?cè)黾颖嚷实淖兓闆r在圖十二。塑性應(yīng)變?cè)黾颖嚷试诶５那闆r下線性增加，而在等切面曲線模子的情況中變化不不清楚。圖十三顯示了有預(yù)加應(yīng)變的有裂縫的自由鋼板薄片的塑性應(yīng)變?cè)黾颖嚷实淖兓闆r。這也顯示了塑性應(yīng)變?cè)黾颖嚷孰S著值的增加而增加的本性。 圖三：在拉模中限制拉比率隨薄片厚度的變化 圖四：在等切面曲線模子中限制拉比率隨薄片厚度的變化 圖五：在拉模中限制拉比率隨的變化 圖六：在等切面曲線模子中限制拉比率隨的變化 圖七：在拉模中限制拉比率隨正規(guī)各向異性值的變化 圖八：在等切面曲線模子中限制拉比率隨正規(guī)各向異性值的變化 圖九：在拉模中限制拉比率隨著包括拉模的鉆床直徑、初始厚度、正規(guī)各向異性和應(yīng)變硬化指數(shù)的非維參數(shù)的變化 圖十：在等切面曲線模子中限制拉比率隨著包括拉模的鉆床直徑、初始厚度、正規(guī)各向異性和應(yīng)變硬化指數(shù)的非維參數(shù)的變化 圖十一：在拉模中塑性應(yīng)變?cè)黾颖嚷孰S的變化 圖十二：在等切面曲線模子中塑性應(yīng)變?cè)黾颖嚷孰S的變化 圖十三：預(yù)加應(yīng)變情況下，在等切面曲線模子中塑性應(yīng)變?cè)黾颖嚷孰S的變化 4. 結(jié)論 據(jù)上述結(jié)果，得出下列結(jié)論。限制拉比率隨著厚度增加而增加，也隨著塑性應(yīng)變?cè)黾又翟黾佣黾?。限制拉比率隨著 和包括鉆床直徑、初始厚度，正規(guī)各向異性值和應(yīng)變硬化指數(shù)的非維參數(shù)值的增加而減少。此性質(zhì)是在兩重模子里共有的。比較拉模和等切面曲線模子，限制拉比率在等切面曲線模子中拉動(dòng)時(shí)更大一些。 參考文獻(xiàn): [1] Hill R. A general theory of uniqueness and stability in elastic/plastic solids. J Mech Phys Solids 1958;6:236–49. [2] Triantafyllidis N, Needleman A. An analysis of wrinkling in the Swift cup test. J Eng Mater Technol 1980;102:241–8. [3] Kim Y, Son Y. Study on wrinkling limit diagram of anisotropic sheet metals. J Mater Process Tech 2000;97:88–94. [4] de Magalhaes Correia JP, Ferron G. Wrinkling predictions in the deep drawing process of anisotropic metal sheets. J Mater Process Technol 2002;128:178–90. [5] Narayanasamy R, Sowerby R. Forming behaviour of some sheet steel materials when drawn through a conical die. J Mater Process Technol 1993;39:43–53. [6] Uenishi A, Teodosiu C. Constitutive modelling of the high strain rate behaviour of interstitial free steel. Int J Plasticity 2004;20:915–36. [7] Uenishi A, Teodosiu C. Solid solution softening at high strain rates in Si and/or Mn added interstitial free Steels. Acta Mater 2003;51:4437–46. [8] Feliu Jr. S, Perez-Revenga, ML. Effect of alloying elements (Ti,Nb, Mn and P) and the water vapour content in the annealing atmosphere on the surface composition of interstitial free steels at the galvanising temperature, Appl Surf Sci; 2004 [in press]. [9] Oudin A, Barnett MR, Hodgson PD. Grain size effect on the warm deformation behaviour of a Ti-IF steel. Mater Sci Eng A 2004;367:282–94. [10] Li BL, Godfrey A, Meng QC, Liu Q, Hansen N. Microstructural evaluation of IF steels during cold rolling. Acta Metall 2004;52:1069–81. [11] Li BL, Godfrey A, Liu Q. Subdivision of original grains during coldrolling of Interstitial Free steel. Scripta Metall 2004;50:879–83.