742 電風(fēng)扇旋鈕注射模設(shè)計(jì)（有cad圖）,742,電風(fēng)扇旋鈕注射模設(shè)計(jì)（有cad圖）,電風(fēng)扇,旋鈕,注射,設(shè)計(jì),cad
《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》讀書筆記
第三章 切削與磨削原理
3.1.3 前刀面上刀-屑的摩擦與積屑瘤
1.摩擦面上的接觸狀態(tài)
1）峰點(diǎn)型接觸（ F 不太大時(shí)）：m= f/F=tsAr/ss Ar=ts/ss=常數(shù)
此時(shí)的摩擦狀態(tài)為滑動(dòng)摩擦（外摩擦）。
ss--材料的拉壓屈服極限 ts--材料的剪切屈服極限
Aa--名義接觸面積 Ar--實(shí)際接觸面積
2）緊密型接觸（F 很大時(shí)）： m= f/F= tsAa/F=ts/sav≠常數(shù)
此時(shí)的摩擦狀態(tài)為粘結(jié)摩擦（內(nèi)摩擦）。
2.前刀面上刀-屑的摩擦：既有粘結(jié)摩擦，也有滑動(dòng)摩擦，以粘結(jié)摩擦為主。
前刀面上的平均摩擦系數(shù)可以近似用粘結(jié)區(qū)的摩擦系數(shù)表示：m= ts/sav≠常數(shù)
當(dāng)前刀面上的平均正應(yīng)力sav增大時(shí)，m 隨之減小。
4.積屑瘤
1）現(xiàn)象：中速切削塑性金屬時(shí)，在前刀面上切削刃處粘有楔形硬塊（積屑瘤）。
2）形成原因：
（1）在一定的溫度和很大壓力下，切屑底面與前刀面發(fā)生粘結(jié)（冷焊）；
（2）由于加工硬化，滯流層金屬在粘結(jié)面上逐層堆積（長(zhǎng)大）。
3)對(duì)切削過(guò)程的影響
（1）積屑瘤穩(wěn)定時(shí)，保護(hù)刀具（代替刀刃切削）；
（2）使切削輕快（增大了實(shí)際前角）；
（3）積屑瘤不穩(wěn)定時(shí)，加劇刀具磨損；
（4）降低尺寸精度；
（5）惡化表面質(zhì)量（增大粗糙度、加深變質(zhì)層、產(chǎn)生振動(dòng)）。
--粗加工時(shí)可以存在，精加工時(shí)一定要避免。
4）抑制方法
（1）避免中速切削；
（2）提高工件材料的硬度（降低塑性）；
（3）增大刀具前角（至30~35o）；
（4）低速切削時(shí)添加切削液。
5.剪切角公式
∵第一變形區(qū)的剪切變形是前刀面擠壓摩擦作用的結(jié)果，
∴切削合力Fr的方向就是材料內(nèi)部主應(yīng)力的方向，
剪切面的方向就是材料內(nèi)部最大剪應(yīng)力的方向。根據(jù)材料力學(xué)，二者夾角應(yīng)為p/4，即：
p/4= c+ b- go （tgb= Ff/ Fn= m ）
f= p/4- b+ go --李和謝弗的剪切角公式（1952）
由公式可知：go ↗ → f ↗ → Lh ↘ b(m)↘ →f ↗ → Lh ↘
-前刀面上的摩擦直接影響剪切面上的變形。
3.1.4 影響切削變形的因素
1.工件材料： 強(qiáng)度、硬度↗→sav↗→ m (=ts/sav) ↘→ f↗→ Lh↘
2.刀具幾何參數(shù)：主要是前角的影響。 go ↗ → f↗ → Lh ↘
3.切削用量
1)切削速度
低速、中速，主要是積屑瘤的影響：
積屑瘤長(zhǎng)大時(shí)，實(shí)際前角gb ↗→ f↗→Lh↘；積屑瘤變小時(shí)，實(shí)際前角gb↘→f↘→Lh↗；
高速：vc↗→ts↘→m (=ts/sav)↘→ f↗→Lh↘
2)進(jìn)給量 f↗→hD(=f?sinkr) ↗→f↗→Lh↘；
3)背吃刀量 ap ↗→bD(= ap/ sinkr) ↗
參加切削的刀刃長(zhǎng)度增加了，其它條件未改變，所以：Lh基本不變。（見圖3.14）
以上分析均有實(shí)驗(yàn)結(jié)果為證。
3.1.5 切屑類型及切屑控制
1.切屑類型（p80 圖3.16）
2.切屑的控制-通過(guò)合理選擇刀具角度、設(shè)計(jì)卷屑槽或斷屑臺(tái)，可以控制切屑的流向、卷曲程度和使其折斷。
3.1.6 硬脆非金屬材料切屑形成機(jī)理
1.刀具對(duì)材料的撕裂作用：
刃口前方的材料受到擠壓，刃口下方的材料受到拉伸，所以裂紋多數(shù)是向刀刃的前下方裂開。向下延伸的裂紋當(dāng)能量耗盡后終止，轉(zhuǎn)而向上的裂紋最終到達(dá)自由表面形成斷裂（越靠近自由表面能量消耗越?。?。
2.斷裂碎塊的大小與刃口距附近自由表面的深度有關(guān)，距離越深則碎塊越大。
3.硬脆材料的切削過(guò)程大致可分4個(gè)階段。（見圖3.20，c、d可能會(huì)反復(fù)進(jìn)行多次。
§3.2 切削力
3.2.1 切削合力F及其分力
F的來(lái)源：作用在前刀面、后刀面、副後刀面處的正壓力和摩擦力的合力。 其大小、方向與切削條件有關(guān)。為測(cè)量和應(yīng)用方便，通常需將它分解為三個(gè)相互垂直的分力，即：
1.主切削力Fc(切向力)：做功最多，用于驗(yàn)算刀具強(qiáng)度、設(shè)計(jì)機(jī)床零件、確定切削功率等；
2.背向力Fp(吃刀抗力、徑向力)：不做功，對(duì)加工精度影響很大，用于驗(yàn)算工藝系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度。也是引起切削振動(dòng)的主要作用力。
3.進(jìn)給力Ff（走刀抗力、軸向力）：用于計(jì)算進(jìn)給功率和驗(yàn)算進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度。
3.2.2 切削力與切削功率的計(jì)算 用理論公式計(jì)算切削力，由于推導(dǎo)公式時(shí)采用的切削模型過(guò)于簡(jiǎn)化，所以公式不夠精確，計(jì)算誤差較大。生產(chǎn)實(shí)踐中多用經(jīng)驗(yàn)公式（把切削實(shí)驗(yàn)得到的大量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)處理得到）計(jì)算切削力。
1.指數(shù)形式的切削力經(jīng)驗(yàn)公式：
主切削力： （3.10）
進(jìn)給力： （3.11）
背向力： （3.12）
對(duì)于常用材料，式中的系數(shù)CF （與工件材料有關(guān)）、指數(shù)XF 、YF 、ZF 及切削條件變化時(shí)的修正系數(shù)KF（共8個(gè)） 均可從切削用量手冊(cè)中查出。
2.由單位切削力計(jì)算主切削力
單位切削力kc-作用在單位切削面積上的主切削力，單位：N/mm2
kc可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)從下式求得： （3.13）
各種工件材料的kc可從手冊(cè)中查出并按下式計(jì)算Fc: Fc=kc Ac KFc （3.14）
式中： KFc-切削條件修正系數(shù)
3. 切削功率Pc的計(jì)算(此處與教材p84不同）
切削功率即各切削分力所做功之和，可按下式計(jì)算：
Pc= Fc vc+Ff vf = Fc vc+Ff f n × 10-3 ≈ Fc vc (W) (3.15)
計(jì)算Pc主要用于驗(yàn)算機(jī)床電機(jī)功率Pm，驗(yàn)算公式： Pm﹥ Pc / hm (3.16)
式中：hm --傳動(dòng)效率，新機(jī)床取為0.85，舊機(jī)床0.75。
3.2.3 影響切削力的因素
影響因素的具體體現(xiàn)就是經(jīng)驗(yàn)公式中的系數(shù)、指數(shù)和修正系數(shù)。
1.工件材料的影響
強(qiáng)度、硬度↗→切削力↗ 塑性、韌性↗，硬化嚴(yán)重→切削力↗
2.切削用量的影響
1）背吃刀量ap: ap↗→bD(=ap/sinkr) ↗→切削力↗（正比）
∴ ap的指數(shù)XF≈1,對(duì)ap不需修正。
2)進(jìn)給量f: f↗→hD(=f?sinkr) ↗（正比）→f↗→Lh↘ 切削力↗但不成正比
∴ f 的指數(shù)YF≈0.75～0.9，
當(dāng)f≠0.3時(shí)，需乘以修正系數(shù)Kf。
3）切削速度vc:主要與變形程度改變有關(guān)。vc≠1.33m/s時(shí)，需乘以修正系數(shù)Kv。
切脆性材料時(shí)，F(xiàn)基本不變。指數(shù)ZF≈0
?切削用量三要素對(duì)切削力的影響程度： ap影響最大，f其次，vc影響最小。
3.刀具幾何參數(shù)的影響（對(duì)各分力影響不同，需分別修正）
1）前角go : go ↗ → f↗ → Lh ↘ →切削力↘
切脆性材料如鑄鐵、青銅時(shí)，切削力基本不變。
go ≠15O時(shí)，需乘以修正系數(shù)KgFc 、KgFp 、KgFf 。
2）負(fù)倒棱bg:可以在增大前角的同時(shí)，兼顧刀刃的強(qiáng)度。 bg /f ↗ →切削力 ↗
bg≠0時(shí)，需乘以修正系數(shù)KbgFc 、KbgFp 、KbgFf 。
3）主偏角Kr:
對(duì)Fc影響不超過(guò)10%, Kr=60～75時(shí)，F(xiàn)c最??；
對(duì)兩個(gè)水平分力影響大 Fp↓≈ FD CosKr↑ Ff↑≈ FD sinKr↑
Kr ≠75O時(shí)，需乘以修正系數(shù)KKFc 、KKFp 、KKFf 。
4)刀尖圓弧半徑re: re ↗ →平均Kr↘→Fp↗， Ff↘ re≠0.25時(shí)，需乘以修正系數(shù)KrFc 、KrFp 、KrFf 。
5）刃傾角ls：
ls↗→Fc基本不變，F(xiàn)p↘ ，F(xiàn)f ↗ ls≠0o時(shí)，需乘以修正系數(shù)KlFc 、KlFp 、KlFf 。4.刀具材料的影響：
影響刀具-工件間的摩擦系數(shù)。m：高速鋼＞硬質(zhì)合金＞涂層刀具＞陶瓷＞CBN
5.切削液的影響：潤(rùn)滑作用越強(qiáng)，切削力越?。ǖ退亠@著）。
6.後刀面磨損量VB: VB ↗→Fc、Fp、Ff均↗， Fp最顯著。
VB＞0時(shí)，需乘以修正系數(shù)KVBFc 、KVBFp 、KVBFf 。
§3.3 切削熱和切削溫度
切削過(guò)程中溫度的變化對(duì)切削過(guò)程、刀具磨損、加工精度、表面質(zhì)量等均有重要影響。
3.3.1 切削熱的產(chǎn)生和傳出
1.產(chǎn)生：切削力做功轉(zhuǎn)變成熱能。
三個(gè)變形區(qū)就是三個(gè)熱源。生熱率：Q≈ Pc ≈ Fc vc (J/S)
2.傳出：Q =Q屑 + Q刀 + Q工+Q介
車外圓：Q屑 ＞80%， Q刀 ＜10%， Q工＜10%， Q介≈1%
鉆孔：Q屑 ≈ 28%， Q刀 ≈ 14.5%， Q工≈ 52.5%， Q介≈5%
熱量的傳遞使各部分溫度q升高。如：
q屑↗有利于減小切削力但不利于斷屑；
q刀 過(guò)高過(guò)低都不好（各種刀具材料都有其適宜工作溫度范圍）；
q工↗使工件產(chǎn)生熱變形，從而影響加工精度；……
?以上分析意在說(shuō)明：影響切削過(guò)程的直接原因不是產(chǎn)生熱量的多少，而是各處溫度的高低。
3.3.2 切削區(qū)的溫度分布 由圖3.24可知：
1）切削區(qū)內(nèi)各處溫度不同（形成溫度場(chǎng)）；
2）材料經(jīng)過(guò)剪切面時(shí)，溫度基本一致，經(jīng)過(guò)前、後刀面時(shí)，接觸面上的溫度迅速升高；
3）最高溫度區(qū)是在離刃口一段距離的前刀面上；
4）刀刃切過(guò)時(shí)，已加工表面受到一次熱沖擊。
?常用的測(cè)溫方法有：
●紅外膠片照相法：測(cè)溫度場(chǎng)；
●人工熱電偶法：測(cè)各點(diǎn)溫度（溫度場(chǎng)）；
●自然熱電偶法：測(cè)刀-工接觸區(qū)內(nèi)的"平均溫度"，即通常所說(shuō)的切削溫度。該方法可以用來(lái)研究：
3.3.3 影響切削溫度的主要因素
切削區(qū)內(nèi)溫度的升高，是受到熱量的產(chǎn)生和傳出雙重影響的動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程。
其主要影響因素有：
1.切削用量：經(jīng)驗(yàn)公式為 (3.20)
式（3.20）表明，切削用量三要素對(duì)切削溫度的影響： vc影響最大，f其次，ap影響最小。
2.刀具幾何參數(shù)：
1）前角： go ↗ → f↗ →Lh ↘ → Q ↘ → q ↘
但go＞18o～20o時(shí)，go↗→楔角bo↘→散熱慢，q↘不顯著
2）主偏角：kr ↘ → bD(= ap/ sinkr) ↗(影響小), hD(= f sinkr) ↘ (影響大)→ q ↘
其它參數(shù)影響不大。
3.工件材料：
4.刀具磨損：後刀面磨損量VB ↗ → q ↗ 達(dá)到一定值后升溫劇烈。
5.切削液：降溫效果與液溫、導(dǎo)熱率、比熱、流量、粘度、 澆注方式等有關(guān)。
§3.4 刀具磨損、破損與使用壽命
切削金屬時(shí)，刀具本身也會(huì)發(fā)生磨損或破損。這對(duì)加工質(zhì)量、刀具使用壽命、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)效益等均有影響。此項(xiàng)研究對(duì)正確設(shè)計(jì)、使用刀具及正確選擇切削用量也具有重要意義。（本節(jié)重點(diǎn)是討論磨損。）
3.4.1 磨損形式
1.前刀面月牙洼磨損:vc較高、hD較大、切塑性金屬時(shí)發(fā)生,衡量指標(biāo)：KT；
2.后刀面磨損:衡量指標(biāo)：VB；
3.邊界磨損
3.4.2 磨損原因
1.磨料磨損
是低速切削刀具（拉刀、絲錐、板牙等）磨損的主要原因
工件材料內(nèi)的硬質(zhì)點(diǎn)：高硬度金屬碳化物、氮化物、氧化物等。
2.粘結(jié)磨損（冷焊磨損）
中速切削時(shí)最嚴(yán)重，與刀-工化學(xué)成分、刃磨質(zhì)量有關(guān)。
3.擴(kuò)散磨損
在緊密接觸的表面之間原子會(huì)從密度較大的一方擴(kuò)散到密度較小的一方；擴(kuò)散速度隨切削溫度升高而按 指數(shù)規(guī)律增加（詳見P91）；
加入TiC可以減緩擴(kuò)散速度。擴(kuò)散結(jié)果使表層的耐磨性降低，從而加速磨損。
4.化學(xué)磨損 原因有二：
1）高溫下氧化；
2）切削液使用不當(dāng)（極性添加劑中S、Cl的腐蝕作用）。
化學(xué)磨損在邊界處最嚴(yán)重。
3.4.3 磨損過(guò)程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
1.刀具的磨損過(guò)程三階段（如圖）
研磨可減緩初期磨損。
2.刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)-所允許的刀具最大磨損限度（多用VB）。
● ISO規(guī)定了刀具的實(shí)驗(yàn)室磨鈍標(biāo)準(zhǔn)；
●生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)刀具種類、加工要求、切削條件合理確定磨鈍標(biāo)準(zhǔn)（查有關(guān)手冊(cè)）。如：
粗加工應(yīng)以正常磨損階段終點(diǎn)處的VB；
精加工、切難加工材料時(shí)VB應(yīng)小些；
自動(dòng)化加工應(yīng)以刀具徑向磨損量NB作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)（如圖）。
3.4.4 刀具使用壽命及其與切削用量的關(guān)系
1. 刀具使用壽命（刀具耐用度）T--刃磨后的刀具達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所需的總切削時(shí)間。
T是間接反映刀具是否達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的量（在固定條件下）；
刀具總壽命 = T × 可刃磨次數(shù)
刀具使用壽命也可用刀具刃磨一次可切削的總路程Lm衡量： Lm = vc ? T
2. T與切削用量的關(guān)系（可通過(guò)切削實(shí)驗(yàn)求得）
1）T-vc經(jīng)驗(yàn)公式（泰勒公式）： vc Tm=Co (3.21)
式中：Co-與刀具、工件材料等切削條件有關(guān)的常數(shù)；m-指數(shù)(即圖中直線的斜率)。
刀具材料：高速鋼 硬質(zhì)合金 陶瓷
m 值：0.1~0.125 0.2~0.3 0.2~0.4
● m值越大，說(shuō)明該刀具材料耐熱性能越好。
●式（3.21）反映了vc對(duì)T的影響程度（一般很大）。
例：用YT15車刀切中碳鋼，m=0.2，當(dāng)v1=100m/min時(shí)，T1=160min ,則當(dāng)v2=122m/min時(shí)，∵v1T1m= v2T2m = Co ∴T2=(v1/v2)1/m?T1=(100/122)1/0.2×160≈60min
當(dāng)v3=200m/min時(shí)，T3=(v1/v3)1/m?T1=(100/200)5×160≈5min
--結(jié)論：vc提高一點(diǎn)，則T顯著下降。
2) f、ap與T的關(guān)系：
綜合式（3.21~23），可得T與切削用量的一般關(guān)系式：
用硬質(zhì)合金切中碳鋼時(shí)：x =5 y =2.25 z =0.75
--三要素對(duì)T的影響程度：vc最大，f其次，ap最小。這一規(guī)律與切削溫度有關(guān)。
3.4.5 刀具的破損
●磨損是連續(xù)的、漸進(jìn)的發(fā)展過(guò)程；脆性破損（如崩刃、掉尖、片狀剝落、刀片碎裂或刀具折斷等）主要發(fā)生在硬質(zhì)合金、陶瓷等脆性刀具材料，具有突發(fā)性，屬隨機(jī)事件；塑性破損（如塑性變形、卷刃等）則主要是當(dāng)切削用量選擇不當(dāng)時(shí)高速鋼刀具的損壞形式。
在自動(dòng)化加工中，脆性破損如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果，所以日益受到重視。
1. 刀具破損的主要形式及原因
（1）工具鋼和高速鋼刀具：
1）燒刀-由于切削速度過(guò)高，使切削溫度超過(guò)了刀具材料的相變溫度而退火，喪失切削能力。
2）卷刃-由于刀具硬度低而工件整體或局部硬度高導(dǎo)致的刀刃塑性變形。
3）折斷-由于刀具設(shè)計(jì)、使用不當(dāng)或負(fù)荷過(guò)重所致，常見于鉆頭、絲錐、拉刀、立銑刀等。
（2）硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石刀具：
1）崩刃-由于前角過(guò)大、刃磨質(zhì)量差、斷續(xù)切削、振動(dòng)、工件余量不均勻、有硬皮、切屑撞擊等原因引起的刃口崩落。
2）掉尖或刀片斷裂-由于刀具材料有缺陷、裂紋擴(kuò)展、后角過(guò)大、切削用量過(guò)大、沖擊載荷過(guò)大、操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐伞?
3）片狀剝落-主要與切屑與刀具間的粘結(jié)有關(guān)，多見于斷續(xù)切削。
4）微裂紋-分為機(jī)械疲勞裂紋（平行于刀刃）和熱烈紋（垂直于刀刃），主要與焊接應(yīng)力、交變載荷、受熱不均勻等有關(guān)。
2. 刀具破損壽命的分布規(guī)律
刀具破損壽命N -刀具從開始使用，到發(fā)生破損不能使用為止所承受的沖擊載荷數(shù)。
破損雖是隨機(jī)現(xiàn)象，卻并非無(wú)規(guī)律可循。大量實(shí)驗(yàn)研究表明：硬質(zhì)合金和陶瓷刀具斷續(xù)切削條件下的破損壽命接近威布爾分布（詳見p94）。只要確定了分布規(guī)律，就可以在破損大概率發(fā)生之前換刀。
3.刀具破損的防止措施
1）合理選擇刀具材料（選強(qiáng)度高、韌性好的）；
2）合理確定刀具幾何參數(shù)（提高刀尖、刀刃的強(qiáng)度）；
3）合理選擇切削用量（避免超負(fù)荷）；
4）提高刀具焊接和刃磨質(zhì)量以減少微裂紋；
5）減少?zèng)_擊、避免振動(dòng)。
3.4.6 刀具磨損、破損的檢測(cè)與監(jiān)控
●這對(duì)于自動(dòng)化加工十分重要，是保證順利加工的前提。常用方法有：
1.常規(guī)方法
磨損：記錄每把刀具實(shí)際切削時(shí)間，達(dá)到規(guī)定耐用度值后發(fā)出信號(hào)換刀。
破損：離線檢測(cè)刀具是否破損及破損程度以決定是否換刀。
2.切削力（或切削功率）檢測(cè)法
由測(cè)力傳感器（安裝在主軸前軸承上或刀桿上）在線測(cè)量切削力，其增大值反映刀具磨損程度，其突變反映破損。（需通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定磨損與破損的"閾值"）
3）聲發(fā)射檢測(cè)法
利用切削過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)的大小和階躍突變判斷磨損程度和是否破損。
其裝置如p96圖3.30所示。
§3.6 磨削原理
磨削是精加工的主要手段，可加工多種材料，包括淬火鋼、合金鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、非金屬等難加工材料；可加工多種表面，包括螺紋、齒面、花鍵、各種成形面等。其特點(diǎn)是精度高，可達(dá)IT6~IT5甚至更高；粗糙度小，可達(dá)Ra0.32~0.04甚至更小。發(fā)達(dá)國(guó)家磨床可占到機(jī)床總數(shù)的30~40%，軸承業(yè)高達(dá)60%。磨削也可用于粗加工，一些高效磨削的金屬去除率已超過(guò)了切削。
3.6.1 砂輪特性
砂輪可視為具有許多細(xì)小刀齒的銑刀，它是由磨料加結(jié)合劑經(jīng)壓坯、干燥、焙燒而成，氣孔起容屑、散熱作用。決定其特性的因素有：
1.磨料-起切削作用，分氧化物系（韌性好，硬度較低，磨各種鋼材）、碳化物系（硬、脆，磨鑄鐵、硬質(zhì)合金及非金屬材料）、高硬磨料系三類，詳見p106表3.6。
2.粒度-即磨料顆粒大小。大的用篩子分級(jí)，粒度號(hào)即每英寸長(zhǎng)度上的網(wǎng)眼數(shù)；小于40mm的為微粉，粒度以其尺寸表示。
粒度細(xì)，則粗糙度小，但生產(chǎn)率低，易燒傷。一般是粗磨、磨軟材料選粗粒度；精磨、磨硬脆材料選細(xì)粒度。詳見下表：
3.結(jié)合劑-作用是粘合磨粒，使砂輪成形。常用的有：
1）陶瓷結(jié)合劑（代號(hào)V）：性質(zhì)穩(wěn)定、成本低，用于大多數(shù)砂輪。
2）樹脂結(jié)合劑（代號(hào)S）：強(qiáng)度高、彈性好、耐熱性差（自銳性好），用于薄片砂輪、高速磨削和容易發(fā)生磨削燒傷、磨削裂紋的工序（如磨薄壁件、超精磨、磨硬質(zhì)合金等）。
3）橡膠結(jié)合劑（代號(hào)R）：彈性最好。用于無(wú)心磨床的導(dǎo)輪、薄片砂輪及拋光砂輪。
4）金屬結(jié)合劑（代號(hào)M）：多為青銅。強(qiáng)度高、成形性好但自銳性差，主要用于金剛石砂輪。
4.硬度-在磨削力作用下，磨粒脫落的難易程度。與結(jié)合劑、氣孔多少有關(guān)，影響砂輪的成形性和自銳性。
粗磨、磨硬材料選軟砂輪，精磨、成形磨、磨軟材料選硬砂輪。常用硬度為軟2至中2。
5.組織-磨粒、結(jié)合劑、氣孔三者間的比例關(guān)系。分緊密、中等、疏松三大類（詳見表3.9）。
接觸面積大、易燒傷工序、粗磨選疏松組織，以利于冷卻和容屑；一般用中等組織。
3.6.2 磨削加工特點(diǎn)
1.磨粒隨機(jī)分布：間隔不等，高低不齊，形狀各異、隨時(shí)變化。
--有效磨粒只占總數(shù)的一小部分（5~20%）。
2.磨削過(guò)程復(fù)雜--是磨粒對(duì)工件表面進(jìn)行滑擦、刻劃和切削三種作用的綜合。
1）初接觸時(shí)-滑擦階段。
由于磨粒鈍圓（頂角為900~1200）、負(fù)前角（平均為-700~-880）、系統(tǒng)變形退讓的影響，并未切入工件，但發(fā)熱嚴(yán)重（占功耗的70~80%），兼有拋光作用。
2）切入到一定深度時(shí)-刻劃階段。 材料塑性變形，向兩側(cè)隆起，形成刻痕。
3）切入深度超過(guò)臨界值后-切削階段。 此時(shí)仍伴有側(cè)向隆起。
●并非所有有效磨粒都經(jīng)歷此三個(gè)階段。
3.背（徑）向力FP最大--約是切向力Fc的2~2.5倍，導(dǎo)致系統(tǒng)變形，延長(zhǎng)了初磨
和光磨時(shí)間，使生產(chǎn)率降低。（可采用"控制力磨削"）
4.磨削溫度高--接觸區(qū)平均溫度可達(dá)500~8000C,磨削點(diǎn)溫度可達(dá)10000C。表面瞬時(shí)高溫會(huì)惡化表面質(zhì)量（燒傷、裂紋、內(nèi)應(yīng)力、硬度變化等），工件平均溫度升高使加工精度難于控制。（所以應(yīng)重視冷卻液的使用和砂輪的修整。）
修整砂輪的目的：剝除已鈍化的磨粒；使磨粒具有等高性和微刃性；恢復(fù)砂輪正確廓形。
3.6.3 磨削燒傷及其控制（見P155）
1.磨削燒傷--由于工件表層溫度達(dá)到或超過(guò)其相變溫度而導(dǎo)致的 表層金相組織和顯微硬度變化、殘余應(yīng)力及微裂紋。磨削淬火鋼時(shí)，可能產(chǎn)生三種燒傷：
1）回火燒傷；2）淬火燒傷（如圖4.58所示）；3）退火燒傷（干磨削時(shí)發(fā)生）。
2.控制措施
1）合理選擇磨削用量；2）提高冷卻效果；3）正確選用砂輪；4）選用新結(jié)構(gòu)和新工藝（如開槽砂輪、砂輪粗修整工藝等）。
電風(fēng)扇旋鈕注射模設(shè)計(jì)
摘 要
模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將模具分為塑料模具，金屬?zèng)_壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機(jī)械零件，在成型中多數(shù)是通過(guò)模具來(lái)制成品，所以模具制造業(yè)已成為一個(gè)大行業(yè)。在高分子材料加工領(lǐng)域中,用于塑料制品成形的模具,稱為塑料成形模具,簡(jiǎn)稱塑料模.塑料模優(yōu)化設(shè)計(jì),是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是電風(fēng)扇旋扭，它所要達(dá)到的要求：要能耐高溫，絕緣性要好，耐氣候性強(qiáng)，剛性，韌性佳，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的各種性能分析，選用材料為ABS，該塑件的厚度為1mm,公差等級(jí)為IT5級(jí)。它是用來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)速和定時(shí)的，能夠滿足人們的熱天對(duì)風(fēng)力和吹風(fēng)長(zhǎng)短要求，同時(shí)也起到美觀的作用。
關(guān)鍵詞 ：塑料模；材料；電風(fēng)扇旋鈕
ABSTRACT
Mold is used to shape the specific shape of a certain shape and size of products tools used by the products of different raw materials, different methods shaped general layout will be divided into plastic molds, metal stamping dies, metal die-casting molds, rubber molds, glass molds. It is used in the daily life of products and various mechanical parts, mostly in the shape of heads through to finishe products, it has become a major instrument manufacturing industry. In the field of macromolecular materials for plastic products shape the instrument, known as plastic molding shape. Plastic molds optimized design is contemporary in the field of macromolecular materials processing major issue.
The graduation design is fanner knob and, it will reach request: to high temperature, insulation can strong sex is better, resistance to climate, rigid, toughness good, through various performance analysis of products, choose materials for ABS, the thickness of plastic parts for 1mm, tolerance grade IT5 level for. It is used to regulate the speed and timing, can satisfy people's hot weather blowback for wind and length of requirements, while also play beautiful role.
Key words ：Plastic mould; materials; Fanner knob
目錄
前言 1
1 塑件的工藝性分析 2
2 分型面位置分析和確定 4
2.1型腔數(shù)目的確定 4
2.2型腔的布局 4
2.3分型面設(shè)計(jì) 4
3 注射機(jī)的選擇及工藝參數(shù)校核 6
3.1注塑機(jī)的選擇 6
3.2工藝參數(shù)的校核 6
4 成型零件的設(shè)計(jì) 8
4.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
4.2型腔的工作尺寸計(jì)算 9
4.3型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
5 模架的設(shè)計(jì) 12
6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 13
6.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 13
6.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 14
7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15
8 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19
8.1主流道的設(shè)計(jì) 19
8.2分流道的布置 20
8.3澆口的設(shè)計(jì) 20
8.4澆口位置的確定 21
8.5排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22
9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24
10 模具的工作過(guò)程 26
10.1模具的裝配 26
10.2模具的裝配順序 26
10.3模具的動(dòng)作過(guò)程 27
結(jié)束語(yǔ) 28
參考文獻(xiàn) 29
致 謝 30
前言
光陰似箭，在校的大學(xué)四年的學(xué)習(xí)一晃而過(guò)，為具體的檢驗(yàn)這四年來(lái)的學(xué)習(xí)效果，綜合檢測(cè)理論在實(shí)際應(yīng)用中的能力，除了平時(shí)的考試、實(shí)驗(yàn)測(cè)試外，更重要的是理論聯(lián)系實(shí)際，即此次設(shè)計(jì)的課題為電風(fēng)扇旋鈕塑料模具設(shè)計(jì)。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于生活，應(yīng)用廣泛，模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，對(duì)模具工作人員提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力是一個(gè)很好的練習(xí)。它能加強(qiáng)對(duì)塑料模具成型原理的理解，同時(shí)鍛煉對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)和制造能力。
本次設(shè)計(jì)以電風(fēng)扇旋鈕注射模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過(guò)程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計(jì)中除使用傳統(tǒng)方法外，同時(shí)引用了CAD、Pro/E等技術(shù)，使用Office軟件，力求達(dá)到減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率的目的。
由于本人才疏學(xué)淺，知識(shí)根底不牢，缺少經(jīng)驗(yàn)，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書的過(guò)程中，得到劉先蘭老師以及其他機(jī)械、模具基礎(chǔ)課老師的細(xì)心指導(dǎo)，同時(shí)也得到同學(xué)的熱情幫助和指點(diǎn)，在此謹(jǐn)以致謝。
敬請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正，以促我在以后的工作中減少類似的錯(cuò)誤，做出成績(jī)，以報(bào)恩師的淳淳教誨和母校的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)說(shuō)明書中詳細(xì)分析了設(shè)計(jì)中的一些必要計(jì)算，并附圖分析，所有數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)核算，該查表的數(shù)據(jù)在《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》等叢書中查得。
1 塑件的工藝性分析
圖1 塑件圖
注塑模按結(jié)構(gòu)分為單分型、雙分型和多分型面，此塑件是采用側(cè)澆口工件較簡(jiǎn)單，因此采用單分型面的模具，又因?yàn)樵摴ぜ儆诒”谒芗?，?dāng)采用推桿，會(huì)把塑件容易頂壞。所以該工件采用推件板推出，容易保證塑件的質(zhì)量。注塑模包括：成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支承零部件。只有處理好各個(gè)環(huán)節(jié)的制約關(guān)系，才能設(shè)計(jì)出一副較好的模具出來(lái)，一副模具設(shè)計(jì)出來(lái)，把它裝在注塑機(jī)上，還要通過(guò)校核，才能投入生產(chǎn)。因此注塑模與注塑機(jī)的關(guān)系也是至關(guān)重要。
塑件首先選用材料為ABS塑料，它是屬于熱塑性塑料，該產(chǎn)品是通過(guò)注塑成型的。
ABS的主要技術(shù)指標(biāo)：
密度g/cm3 1.02—1.16
彈性模量MPa 1.8×103
比體積dm3/g 0.86—0.98
彎曲強(qiáng)度MPa 80
吸水率%（24h） 0.2—0.4
硬度HB 9.7 R121
收縮率% 0.4—0.7
體積電阻率Ωcm 6.9e+16
熔點(diǎn)°C 130—160
熱變形溫度°C 0.46MPa 90—108
0.185MPa 85—103
沖擊強(qiáng)度kJ/m2 無(wú)缺口 49
缺口 6.5
抗拉屈服強(qiáng)度MPa 50e
ABS成型塑件的主要缺陷及其消除措施：
成型前要干燥，容易產(chǎn)生熔接痕，澆口處不好看。以上這些缺陷均可以采取以下措施消除：
(1)分流道及澆口截面要加大，
(2)注意澆口位置，
(3)防止熔接紋，
(4)在成型時(shí)的脫模斜度2°，
(5)收縮率0.5%。
ABS塑料的原理是將顆?；蚍蹱钏芰蠌淖⑺軝C(jī)的料中送進(jìn)加熱器中，經(jīng)加熱熔化，在受壓的情況下，把它注到成型的型腔中，再冷卻成型。注塑成型它的周期短，能成型復(fù)雜的、尺寸精確的制件。它的成型工藝過(guò)程包括如下：成型前的準(zhǔn)備，注塑過(guò)程，塑件后處理。由于ABS料它是屬于易濕的塑料，所以在加工前要把它進(jìn)行充分的干燥。注塑過(guò)程它是一個(gè)比較關(guān)鍵的進(jìn)程，各個(gè)步驟都要控制好，這對(duì)塑件的質(zhì)量和形狀起著至關(guān)重要的作用。注塑成型的核心問(wèn)題是：就是采用措施得到良好的塑料熔體，并把它注塑到型腔中去，在控溫下，使塑件達(dá)到所求的質(zhì)量。溫度、注塑壓力、時(shí)間是其關(guān)鍵的工藝參數(shù)。
2 分型面位置分析和確定
打開模具取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面，稱之為分型面。分型面的設(shè)計(jì)它受到塑件的形狀、壁厚、和外觀、尺寸精度、及模具型腔的數(shù)目等諸多因素的影響。
2.1型腔數(shù)目的確定
根據(jù)塑件的精度確定型腔的數(shù)目。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)每增加一個(gè)型腔，塑件的精度就要下降4%左右，該塑件它要求它的精度比較高，根據(jù)《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》，得到經(jīng)驗(yàn)公式：
n=(x-δL/100)÷[(δL/100)x(4/100)] …………（1）
=2500x/δL-24
=(2500x0.013)/（0.05x25）-24
=26-24
=2
所以確定模具的型腔為2。其中x是塑件尺寸的公差，δ%是料的收縮率，ABS料取0.05%，L是塑件的基本尺寸。
2.2型腔的布局
由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因而型腔的排布在設(shè)計(jì)中加以綜合考慮。型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從壓力中等分所得的足夠壓力，以保證塑件熔體同時(shí)均勻地充滿每個(gè)型腔。該模具采用的平衡式，其結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。
2.3分型面設(shè)計(jì)
該模具采用的是單分型面的模具，其分型分面的設(shè)計(jì)原則滿足以下幾項(xiàng)原則：
（1） 塑件的脫模；
（2） 保證的塑件的質(zhì)量。該模具采用在最大圓周上，保證了塑件的外觀；
（3） 便于模具加工，該模具采用在圓周上分型，模具的型腔容易在電火花上加上，型芯也易于加工；
（4） 對(duì)成型面積的影響；
（5） 對(duì)排氣效果的影響；
該模具的分型面的設(shè)計(jì)可以見裝配圖，它基本符合上述要求。
3 注射機(jī)的選擇及工藝參數(shù)校核
3.1注塑機(jī)的選擇
根據(jù)型腔的數(shù)量的確定和校核，此副模具選用的是SZ-320/1250的注射機(jī)。其中技術(shù)規(guī)格見《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的235頁(yè)。這是由上海第一塑料機(jī)械廠生產(chǎn)的?，F(xiàn)詳述如下：
理論注射量為335cm3,
螺桿直徑D=48mm,
注射壓力145Mpa,
注射速率v=140g/s,
塑化能力 19g/s,
螺桿轉(zhuǎn)速 v=10~200r/min,
鎖模力 F=1250KN，
拉桿內(nèi)間距 d=415x415mm,
移模行程 s=360mm,
最大模具厚度 d=550mm,
最不模具厚度 d=150mm,
鎖模形式為雙曲肘，
模具定位孔直徑為D=φ160mm,
噴嘴球半徑 d=SR15。
3.2工藝參數(shù)的校核
由注射機(jī)料筒塑化速率確定型腔數(shù)量n得：
n=2≤(KMt/3600-m2)/m1 ………(2) ≤(0.8x19x3600x6/3600-40)/15
≤3.4
其中n是型腔數(shù)目，K是注射機(jī)的最大注射量的利用系數(shù)，取0.8，M是注射機(jī)的額定塑化量，t 是成型周期，此時(shí)取6s(因?yàn)樵谏厦嫠懔怂芗睦鋮s時(shí)間為4s,它占整個(gè)周期的2/3.)m2 是澆注系統(tǒng)的塑料的質(zhì)量體積。型腔數(shù)為2符各要求。
注射量的校核：
由公式得: nm1+m2≤80%m ………（3）
2x15+40≤80%x335/1.02
70≤262
其中：m 是注射機(jī)充許的最大注射量，1.02是ABS的密度。所以能保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)的最大注射范圍內(nèi)。
塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核；
經(jīng)算得，塑件在分型面的投影面積和澆注系統(tǒng)在模具分型面的投影面積之和最多不超過(guò)5500mm2,在此就作5500mm2。
由鎖模力的校核公式得：
(nA1+A2)P
收藏