曲柄壓力機(jī)曲柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

PAGE65-摘要曲柄壓力機(jī)廣泛應(yīng)用于沖裁，彎曲，校正，模具沖壓等工作。本次設(shè)計(jì)的為單點(diǎn)閉式中型，公稱(chēng)壓力為160噸曲柄壓力機(jī)。此次設(shè)計(jì)由于分工不同，主要完成的是曲柄壓力機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中主要是根據(jù)總體設(shè)計(jì)確定的壓力機(jī)主要參數(shù)，公稱(chēng)壓力，滑塊行程等參數(shù)參考相關(guān)手冊(cè)初步估算曲柄，連桿，滑塊，導(dǎo)軌相關(guān)尺寸，然后分別校核，修正，最終確定各零部件尺寸，并根據(jù)要求完成裝模高度調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)。最后寫(xiě)出詳盡曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪出主要零件圖。關(guān)鍵字：公公稱(chēng)壓力力，曲軸軸，連桿桿，導(dǎo)軌軌，調(diào)節(jié)節(jié)裝置。AbstrracttItwaasccrannkppressssslidderccrannkmmechhaniismdessignnthhatcraankpreessexttenssiveeussettobblannkinng，bennt，adjjusttmennt，mouuldstaampiingquiiesccentt.TThissdeegreeerrateedfforsinnglee-poointtclloseedttypeemessotyypeskiillpreessuureforr1660ttonccrannkppresss.Thisdeggreeedeesiggnoowinngttoddiviisioonoofllaboourdiffferr.MMosttlyfinnishhedatdessignnsuuffeerpprimmariilyasperrovveraalldessignnfiinallcoontrracttormajjorparrameeterr，nomminaalppresssurre，sliidestrrokeeissisooparrameetriicrrefeerenncecorrrellatiionmannuallgeenerralesttimaatewinnch，pittmann，sliippeerraackcorrrellatiionsizze，theenpparttinggchheckk，ameend，ulttimaatellyaasceertaaineacchssparressizee，commbinneoorffiniishfittdeesiggnuupwwithh.bbetthelasstwwritttennouutaatllarggesslidderccrannkmmechhaniismdessignnsppeciificcatiionss，outtmaajorrpaartsschhartttoo.keywwordd：nomminaalppresssurre，craanksshafft，pittmann，racck，reggulaatinngbblocck.目錄前言………………...1曲柄柄壓力機(jī)機(jī)構(gòu)成及工工作原理理和相關(guān)關(guān)參數(shù)1.1曲柄柄壓力機(jī)機(jī)構(gòu)成及工工作原理理…………...1.1.11曲柄壓壓力機(jī)一一般有工工作部分分構(gòu)成…………………1.1.22.曲柄柄壓力機(jī)機(jī)工作原原理…………………1.2曲曲柄壓力力機(jī)的主主要技術(shù)術(shù)參數(shù)…………….1.2.11曲柄壓壓力機(jī)的的主要技技術(shù)參數(shù)數(shù)………1.2.22曲柄壓壓力機(jī)的的型號(hào)介介紹………………2曲柄壓壓力機(jī)滑滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)分析與與受力分分析2.1壓力力機(jī)曲柄柄滑塊機(jī)機(jī)構(gòu)的構(gòu)構(gòu)成………………2.2曲柄柄壓力機(jī)機(jī)滑塊機(jī)機(jī)構(gòu)的運(yùn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律律分析…………………2.2.11滑塊的的位移和和曲柄轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角之間間的關(guān)系系……………...2.2.22滑塊的的速度和和曲柄轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角的關(guān)關(guān)系…………………….2.3曲柄柄壓力機(jī)機(jī)滑塊機(jī)機(jī)構(gòu)的受受力分析析………2.3.11忽略摩摩擦情況況下滑塊塊機(jī)構(gòu)主主要構(gòu)件件的力學(xué)學(xué)分析…2.3.22考慮摩摩擦情況況下滑塊塊機(jī)構(gòu)主主要構(gòu)件件的力學(xué)學(xué)分析…3齒輪輪傳動(dòng)3.1齒齒輪傳動(dòng)動(dòng)的介紹紹……………...3.1.11齒輪在在應(yīng)用的的過(guò)程中中對(duì)精度度要求……………….3.2直齒齒輪傳動(dòng)動(dòng)…………………….3.2.11齒輪參參數(shù)確定定3.2.22齒輪的的尺寸初初步計(jì)算算3.2.33齒輪輪的強(qiáng)度度校核3.3錐齒齒輪傳動(dòng)動(dòng)……………………3.3.11幾何參參數(shù)的計(jì)計(jì)算3.3.22核算算彎曲應(yīng)應(yīng)力3.4蝸桿桿蝸輪傳傳動(dòng)…………………3.4.11蝸桿傳傳動(dòng)的特特點(diǎn)3.4.22蝸桿蝸蝸輪的材材料3.4.33蝸桿蝸蝸輪尺寸寸的計(jì)算算3.4.44校核核蝸輪蝸蝸桿4曲柄柄壓力機(jī)機(jī)滑塊機(jī)機(jī)構(gòu)的設(shè)設(shè)計(jì)與計(jì)計(jì)算。4.1曲柄柄壓力機(jī)機(jī)滑塊機(jī)機(jī)構(gòu)的構(gòu)構(gòu)成……………4.1.11選定軸軸的材料料……………4.1.22估算曲曲軸的相相關(guān)尺寸寸4.1.33設(shè)計(jì)計(jì)軸的結(jié)結(jié)構(gòu)并繪繪制結(jié)構(gòu)構(gòu)草圖4.1.44校校核軸勁勁尺寸4.1.55曲軸的的危險(xiǎn)階階面校核核4.2曲軸軸設(shè)計(jì)與與計(jì)算………………4.2.11連連桿和調(diào)調(diào)節(jié)螺桿桿初步確確定4.2.22校核調(diào)調(diào)節(jié)螺桿桿的和連連桿尺寸寸4.3連桿桿設(shè)計(jì)與與計(jì)算………………4.4導(dǎo)軌軌的設(shè)計(jì)計(jì)與計(jì)算算……………………...4.5高度度調(diào)節(jié)裝裝置的設(shè)設(shè)計(jì)………………………5軸承承的選用用5.1滑動(dòng)動(dòng)軸承的的選用……………….5.1.11連桿大大端滑動(dòng)動(dòng)軸承選選用與校校核5.1.22曲軸頸頸上滑動(dòng)動(dòng)軸承選選用與校校核5.2滾動(dòng)動(dòng)軸承的的選用……………….翻譯………………….英語(yǔ)原文………………...后記………………….致謝…………………………參考資料……………………前言制造業(yè)是一一個(gè)國(guó)家家經(jīng)濟(jì)發(fā)發(fā)展的重重要支柱柱，其發(fā)發(fā)展水平平標(biāo)志著著該國(guó)家家的經(jīng)濟(jì)濟(jì)實(shí)力、科科技水平平和國(guó)防防實(shí)力。壓壓力機(jī)是是機(jī)械制制造業(yè)的的基礎(chǔ)設(shè)設(shè)備。隨隨著社會(huì)會(huì)需求和和科學(xué)技技術(shù)的發(fā)發(fā)展，對(duì)對(duì)機(jī)床設(shè)設(shè)計(jì)要求求越來(lái)越越高。尤尤其是模模具制造造的飛速速出現(xiàn)，使使機(jī)床向向高速、精精確，智智能化的的方向發(fā)發(fā)展。因因此，對(duì)對(duì)壓力機(jī)機(jī)的精度度和生產(chǎn)產(chǎn)率等各各方面的的要求也也就越來(lái)來(lái)越高。本次設(shè)計(jì)是是結(jié)合中中型壓力力機(jī)的工工作實(shí)際際，對(duì)JJB311-1660型曲曲柄壓力力機(jī)進(jìn)行行改造性性設(shè)計(jì)。由由于傳統(tǒng)統(tǒng)JB331-1160型型曲柄壓壓力壓力力機(jī)，存存在滑塊塊運(yùn)動(dòng)精精度底，裝裝模高度度調(diào)節(jié)麻麻煩，滑滑塊行程程量小等等缺點(diǎn)，嚴(yán)嚴(yán)重影響響了生產(chǎn)產(chǎn)效率。本本次設(shè)計(jì)計(jì)鑒于以以上缺點(diǎn)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)進(jìn)行了如如下改正正：1改改進(jìn)部件件結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)，采采用新型型材料。例例如離合合器部件件，盡量量減小其其從動(dòng)慣慣量，采采用新興興摩擦材材料。22調(diào)節(jié)裝裝置方面面，采用用二級(jí)的的錐齒———蝸桿桿蝸輪調(diào)調(diào)節(jié)，節(jié)節(jié)省了工工人勞動(dòng)動(dòng)量，又又提高了了精度。33采用了了曲軸代代替同類(lèi)類(lèi)型的偏偏心軸，用用變位齒齒輪代替替普通齒齒輪，這這樣就減減小了機(jī)機(jī)身的高高度，更更方便按按裝。壓力機(jī)是沖沖壓模具具制造的的常用設(shè)設(shè)備，而而提高沖沖壓模具具坯料精精度，提提高生產(chǎn)產(chǎn)率，提提高使用用壽命，減減少勞動(dòng)動(dòng)勞動(dòng)量量的有效效方法，此此外，還還要考慮慮到人機(jī)機(jī)結(jié)合的的合理性性，使機(jī)機(jī)床更人人性化，便便于工人人的操作作，減輕輕勞動(dòng)強(qiáng)強(qiáng)度和增增加安全全性。1曲柄壓力力機(jī)的工工作原理理及主要要參數(shù)1.1曲曲柄壓力力機(jī)的構(gòu)構(gòu)成及工工作原理理.1.1.11曲柄壓壓力機(jī)一一般有工工作部分分構(gòu)成1)工作機(jī)機(jī)構(gòu)，一一般為曲曲柄滑塊塊機(jī)構(gòu)，由由曲柄、連連桿、滑滑塊等零零件成。2)傳動(dòng)系系統(tǒng)，包包括齒輪輪傳動(dòng)、皮皮帶傳動(dòng)動(dòng)等機(jī)構(gòu)構(gòu)。3)操作系系統(tǒng)，如如離合器器、制動(dòng)動(dòng)器。4)能源系系統(tǒng)，如如電動(dòng)機(jī)機(jī)、飛輪輪。5)支撐部部件，如如機(jī)身。上述除了的的基本部部分以外外，還有有多種輔輔助系統(tǒng)統(tǒng)與裝置置，如潤(rùn)潤(rùn)滑系統(tǒng)統(tǒng)、安全全保護(hù)裝裝置以及及氣墊等等。1.1.22.曲柄柄壓力機(jī)機(jī)工作原原理:曲柄壓力機(jī)機(jī)是以曲曲柄傳動(dòng)動(dòng)的鍛壓壓機(jī)械，其其工作原原理是電電動(dòng)機(jī)通通過(guò)三角角帶把運(yùn)運(yùn)動(dòng)傳給給大皮帶帶輪，再再經(jīng)小齒齒輪，大大齒輪，傳傳給曲軸軸。連桿桿上端連連在曲軸軸上，下下端與滑滑塊連接接，把曲曲軸的旋旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)變?yōu)檫B連桿的上上下往復(fù)復(fù)運(yùn)動(dòng)。上上模裝在在滑塊上上，下模模裝在墊墊板上。因因此，當(dāng)當(dāng)材料放放在上下下模之間間時(shí)，及及能進(jìn)行行沖裁或或其他變變形工藝藝，制成成工件。由由于工藝藝的需要要，滑塊塊有時(shí)運(yùn)運(yùn)動(dòng)，有有時(shí)停止止，所以以裝有離離合器和和制動(dòng)器器。壓力力機(jī)在整整個(gè)工作作周期內(nèi)內(nèi)進(jìn)行工工藝操作作的時(shí)間間很短，也也就是說(shuō)說(shuō)，有負(fù)負(fù)荷的工工作時(shí)間間很短，大大部分時(shí)時(shí)間為無(wú)無(wú)負(fù)荷的的空程時(shí)時(shí)間。為為了使電電動(dòng)機(jī)的的負(fù)荷均均勻，有有效的利利用能量量，因而而裝有飛飛輪。本本次曲柄柄壓力機(jī)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)中,大大皮帶輪輪的設(shè)計(jì)計(jì)兼有飛飛輪的作作用。工作原理圖圖如下圖圖：圖11-11.2曲柄柄壓力機(jī)機(jī)的主要要技術(shù)參參數(shù)和型型號(hào)1.2.11曲柄壓壓力機(jī)的的主要技技術(shù)參數(shù)數(shù)曲柄壓壓力機(jī)的的主要技技術(shù)參數(shù)數(shù)是反映映一臺(tái)壓壓力機(jī)的的工藝能能力,所所能加工工的零件件尺寸范范圍,以以及有關(guān)關(guān)生產(chǎn)率率等指標(biāo)標(biāo)的重要要資料..本次設(shè)設(shè)計(jì)的曲曲柄壓力力機(jī)主要要技術(shù)參參數(shù)如下下：1.公稱(chēng)壓壓力：1600噸2.滑塊行行程：2000mmm3.滑塊每每分次數(shù)數(shù)：322r/mmin4.最大裝裝模高度度：4550mmm5.裝模高高度調(diào)節(jié)節(jié)量：2000mmm6.導(dǎo)軌間間距離：：8880mm7.滑塊底底面尺寸寸：7000mmm8.工作臺(tái)臺(tái)尺寸：：8800mm1.2.22曲柄壓壓力機(jī)的的型號(hào)曲柄壓力機(jī)機(jī)的型號(hào)號(hào)用漢語(yǔ)語(yǔ)拼音字字母和數(shù)數(shù)字表示示，例如如JAA31——1600型曲曲柄壓力力機(jī)型號(hào)號(hào)的意義義是：JA331—1600型J—機(jī)械壓壓力機(jī)（第第一類(lèi)鍛鍛壓機(jī)）A—次要參參數(shù)與基基本型號(hào)號(hào)不同的的第一變變型3—第三列列閉閉式單點(diǎn)點(diǎn)壓力機(jī)機(jī)1—第一組組160—公公稱(chēng)壓力力（×10千千牛）2曲柄滑滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)的構(gòu)成成及相關(guān)關(guān)分析2.1壓力力機(jī)曲柄柄滑塊機(jī)機(jī)構(gòu)的構(gòu)構(gòu)成由于于壓力機(jī)機(jī)要求滑滑塊作往往復(fù)直線(xiàn)線(xiàn)運(yùn)動(dòng),,而為動(dòng)動(dòng)力的電電動(dòng)機(jī)卻卻是作旋旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng),因此此,需要要一套機(jī)機(jī)構(gòu),將將旋轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)闉橹本€(xiàn)往往復(fù)運(yùn)動(dòng)動(dòng)。下圖圖中的結(jié)結(jié)構(gòu)就是是完成這這部分工工作的重重要部分分曲柄滑滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)。圖2--1由由本圖知知采用一一套曲柄柄連桿，它它對(duì)滑塊塊只有一一個(gè)加力力點(diǎn)，因因此常稱(chēng)稱(chēng)做單點(diǎn)點(diǎn)式曲柄柄壓力機(jī)機(jī)，這是是中小型型壓力機(jī)機(jī)廣泛采采用的形形式。當(dāng)當(dāng)工作臺(tái)臺(tái)左右較較寬時(shí)，也也常采用用兩套曲曲柄連桿桿，這時(shí)時(shí)它們對(duì)對(duì)滑塊有有兩個(gè)加加力點(diǎn)，叫叫雙點(diǎn)壓壓力機(jī)，對(duì)對(duì)于左右右前后都都較寬的的壓力機(jī)機(jī)也可采采用四套套曲柄連連桿，相相應(yīng)的滑滑塊有四四個(gè)加力力點(diǎn)。曲軸中心到到曲柄頸頸中心的的距離，這這個(gè)距離離通常叫叫做曲柄柄半徑，它它是曲柄柄壓力機(jī)機(jī)的一個(gè)個(gè)重要參參數(shù)，（有有關(guān)曲軸軸的部分分第四章章詳述）。有時(shí)小型壓力機(jī)，可能用偏心軸代替曲軸，同樣偏心軸也可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2.2曲柄柄壓力機(jī)機(jī)滑塊機(jī)機(jī)構(gòu)的運(yùn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律律分析。本次設(shè)計(jì)壓壓力機(jī)工工作機(jī)構(gòu)構(gòu)采用是是曲柄滑滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu),AA點(diǎn)表示示連桿與與曲軸的的連結(jié)點(diǎn)點(diǎn),B點(diǎn)點(diǎn)表示連連桿與滑滑塊連接接點(diǎn),AAB表示示連桿長(zhǎng)長(zhǎng)度.滑塊的的位移為為s。aa為曲柄柄的轉(zhuǎn)角角。習(xí)慣慣上有曲曲柄最底底位置（相相當(dāng)于滑滑塊在下下死點(diǎn)處處），沿沿曲柄旋旋轉(zhuǎn)的相相反方向向計(jì)算。其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖如下圖圖所示..,圖2-22.2.11滑塊的的位移和和曲柄轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角之間間的關(guān)系系滑塊的位移移和曲柄柄轉(zhuǎn)角之之間的關(guān)關(guān)系表達(dá)達(dá)為而令則而所以代入整理得得:代表連桿系系數(shù)。通通用壓力力機(jī)一般般在0..1~00.2范范圍內(nèi)..故上式式整理后后得:式子中s——滑塊塊行程..(從下下死點(diǎn)算算起)a———曲柄柄轉(zhuǎn)角,,從下下死點(diǎn)算算起,與與曲柄旋旋轉(zhuǎn)方向向相反者者為正..R———曲柄柄半徑——連桿系系數(shù)L———連桿桿長(zhǎng)度((當(dāng)可調(diào)調(diào)時(shí)取最最短時(shí)數(shù)數(shù)值)因此,已已知曲柄柄半徑RR和連桿桿系數(shù)時(shí)時(shí),便可可從上式式中求出出對(duì)應(yīng)于于的不同同a角的的s值..有余玄玄定理知知2.2.22滑塊的的速度和和曲柄轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角的關(guān)關(guān)系求求出滑塊塊的位移移與曲軸軸轉(zhuǎn)角的的關(guān)系后后,將位位移s對(duì)對(duì)時(shí)間tt求導(dǎo)數(shù)數(shù)就可求求得到滑滑塊的速速度v..即:而所以式中v————滑塊速速度———曲柄柄的角速速度又因因?yàn)樗允街衝————曲柄柄的每分分鐘轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)從上式可看看出,滑滑塊的速速度V是是隨曲柄柄轉(zhuǎn)角aa角度變變化的。在在a=00時(shí)V=00,a角增增大時(shí)VV隨之顯顯著增大大；但在在a=之之間時(shí)，VV的變化化很小,,而數(shù)值值最大..因此常常常近似似取曲柄柄轉(zhuǎn)角的的滑塊的的速度當(dāng)當(dāng)作最大大速度。用用表示即上面公式表表明，滑滑塊的最最大速度度與曲柄柄的轉(zhuǎn)速速n，曲曲柄半徑徑R成正正比，nn越高，RR越大，滑滑塊的最最大速度度Vmaax也越越大。本壓力機(jī)機(jī)滑塊的的最大速速度2.33曲柄壓壓力機(jī)滑滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)的受力力分析判斷曲柄壓壓力機(jī)滑滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)能不能能滿(mǎn)足加加工需要要除了它它的運(yùn)動(dòng)動(dòng)規(guī)律是是否符合合要求外外，還有有很重要要的一點(diǎn)點(diǎn)就是要要校核它它的強(qiáng)度度。而進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)度度校核之之前必須須首先正正確的將將曲柄壓壓力機(jī)滑滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)的主要要構(gòu)件進(jìn)進(jìn)行力學(xué)學(xué)分析。2.3.11忽略摩摩擦情況況下滑塊塊機(jī)構(gòu)主主要構(gòu)件件的力學(xué)學(xué)分析忽略摩擦和和零件本本身重量量時(shí)滑塊塊的受力力情況如如圖2--3所示示。其中中P1料料抵抗變變形的反反作用力力，N導(dǎo)導(dǎo)軌對(duì)滑滑塊的約約束反力力，Paab對(duì)滑滑塊的約約束反力力，這三三個(gè)力交交于B，組組成一個(gè)個(gè)平衡的的匯交力力系。根據(jù)力的平平衡原理理，從力力三角形形中可以以求得PP1、NN、Paab之間間關(guān)系如如下：有上式知當(dāng)時(shí)，取到到最大值值一般曲柄壓壓力機(jī)，，負(fù)荷達(dá)到公稱(chēng)壓力時(shí)的曲柄轉(zhuǎn)角僅30度左右。因此可近似認(rèn)為：上面兩式便便成為：：例如求公稱(chēng)稱(chēng)壓力角角時(shí),曲曲軸上齒齒輪傳遞遞的扭矩矩因?yàn)樵跁r(shí),,滑塊能能承受的的最大負(fù)負(fù)荷是1160噸噸,所以以坯料抵抵抗變形形的反作作用力也也允許達(dá)達(dá)到這個(gè)個(gè)數(shù)值,,即可查表2--2得因此在不考考慮摩擦擦?xí)r齒輪輪傳動(dòng)的的扭矩為為:上面,我們們?cè)诜治鑫鲞B桿、滑滑塊受力力和曲軸軸所需傳傳遞的扭扭矩的過(guò)過(guò)程中,,都沒(méi)考考慮各活活動(dòng)部位位的摩擦擦.這種種處理問(wèn)問(wèn)題的方方法,對(duì)對(duì)于分析析連桿和和滑塊受受力,來(lái)來(lái)說(shuō),誤誤差很小小.且簡(jiǎn)簡(jiǎn)化了計(jì)計(jì)算公式式,完全全可應(yīng)用用.但是是,在計(jì)計(jì)算曲軸軸所需傳傳遞的扭扭矩時(shí),,不考慮慮摩擦的的影響,,卻會(huì)帶帶來(lái)較大大的誤差差,因此此計(jì)算時(shí)時(shí),應(yīng)考考濾由于于摩擦所所增加的的扭矩..2.3.22考慮摩摩擦情況況下滑塊塊機(jī)構(gòu)主主要構(gòu)件件的力學(xué)學(xué)分析曲柄滑塊機(jī)機(jī)構(gòu)的摩摩擦主要要發(fā)生在在四處::1）.滑塊塊導(dǎo)向面面與導(dǎo)軌軌之間的的摩擦..如下圖圖所示,,摩擦力力的大小小等于滑滑塊對(duì)導(dǎo)導(dǎo)軌的正正壓力,,與摩擦擦系數(shù)的的乘積,,摩擦力力的方向向與滑塊塊的運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向相相反.工工作行程程時(shí),滑滑塊向下下運(yùn)動(dòng),,導(dǎo)軌對(duì)對(duì)滑塊的的摩擦力力朝上,,形成對(duì)對(duì)滑塊運(yùn)運(yùn)動(dòng)的阻阻力.2）.曲曲軸支承承勁與軸軸承之間間的摩擦擦.軸旋旋轉(zhuǎn)時(shí),,軸承對(duì)對(duì)軸勁的的摩擦力力分布在在軸勁工工作面上上,這些些摩擦力力對(duì)軸頸頸中心OO形成與與軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)方向相相反的阻阻力矩..它可近近似的按按下式計(jì)計(jì)算:由于于小齒輪輪的作用用力遠(yuǎn)小小于,所所以可以以認(rèn)為兩兩個(gè)支反反力的和和于是是上式可可變?yōu)?:3）曲軸頸頸與連桿桿大端軸軸承之間間的摩擦擦,它和和上一種種摩擦相相同,也也形成阻阻力矩,,且可按按下式計(jì)計(jì)算:4）連桿銷(xiāo)銷(xiāo)與連桿桿小端軸軸承能夠夠之間的的摩擦..它也形形成阻力力矩:根根據(jù)能量量守恒的的原理,,曲軸所所需增加加扭矩在在單位時(shí)時(shí)間內(nèi)所所做的功功。等于于克服各各處磨擦擦所消耗耗的功率率。即：：式中：—曲曲柄的角角速度；；—滑塊的速速度；—曲柄和連連桿的相相對(duì)角速速度，—連桿的擺擺動(dòng)角速速度，所以可以求求得的絕絕對(duì)值為為：而將上式代入入，并取取=1，經(jīng)經(jīng)整理后后得由于于摩擦使使曲軸所所增加的的扭矩為為：現(xiàn)以以所設(shè)計(jì)計(jì)的曲柄柄壓力機(jī)機(jī)的曲柄柄滑塊機(jī)機(jī)構(gòu)為例例,來(lái)分分析上式式中方括括號(hào)內(nèi)的的值.有有該曲柄柄壓力機(jī)機(jī)的參數(shù)數(shù)如下::R=80mmm代入式子中中求得方方括號(hào)內(nèi)內(nèi)的值,,即的值值如下::6684..96811.6116679..956773.9906661..306649..40從以上可以以看出,,的值隨隨曲柄轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角而變變化,但但變化較較小,在在近似計(jì)計(jì)算中,,可以將將看作不不隨變化化的常數(shù)數(shù),并取取其相當(dāng)當(dāng)于=時(shí)的值值.因此此,上式式可簡(jiǎn)化化為已知與不記摩擦擦的扭矩矩比較,,最后的到考考慮摩擦擦后曲軸軸所需傳傳遞的扭扭矩:以上式子中中:R——曲柄柄半徑;;——曲柄的的轉(zhuǎn)角;;——連桿系系數(shù);——摩擦系系數(shù),一一般取00.055——曲軸支支承頸的的直徑———曲軸軸頸的直直徑——————連桿銷(xiāo)銷(xiāo)的直徑徑————坯坯料抵抗抗變形的的反作用用力.3齒輪傳動(dòng)動(dòng)3.1齒齒輪傳動(dòng)動(dòng)的介紹紹由于齒輪傳傳動(dòng)能傳傳遞較大大的扭矩矩，又具具有結(jié)構(gòu)構(gòu)緊湊、工工作可靠靠和壽命命較長(zhǎng)等等優(yōu)點(diǎn)，因因此齒輪輪得到了了廣泛的的應(yīng)用，齒齒輪傳動(dòng)動(dòng)一般會(huì)會(huì)遇到：：齒面磨磨損、牙牙齒折斷斷、倒牙牙、齒面面麻點(diǎn)和和振動(dòng)、噪噪音等。根根據(jù)這些些情況，對(duì)對(duì)于曲柄柄壓力機(jī)機(jī)的齒輪輪傳動(dòng)提提出下面面兩點(diǎn)基基本要求求：夠的承載能能力。要要盡可能能縮小齒齒輪的尺尺寸，采采用常用用的材料料，又要要保證能能承受外外載荷的的作用，并并且有足足夠的壽壽命。要的傳動(dòng)平平穩(wěn)性。齒齒輪在傳傳動(dòng)過(guò)程程中產(chǎn)生生的噪音音和振動(dòng)動(dòng)要在允允許范圍圍之內(nèi)，不不能過(guò)大大。3.1.11齒輪在在應(yīng)用的的過(guò)程中中對(duì)精度度有以下下的要求求動(dòng)精度為了準(zhǔn)確的的傳遞運(yùn)運(yùn)動(dòng)，要要求主動(dòng)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)個(gè)角度，從從動(dòng)齒輪輪按傳動(dòng)動(dòng)比關(guān)系系準(zhǔn)確的的轉(zhuǎn)過(guò)相相應(yīng)的角角度，但但由于制制造的誤誤差，使使從動(dòng)齒齒輪不能能按傳動(dòng)動(dòng)比關(guān)系系準(zhǔn)確地地轉(zhuǎn)過(guò)相相應(yīng)的角角度。但但為了滿(mǎn)滿(mǎn)足使用用要求，規(guī)規(guī)定齒輪輪一轉(zhuǎn)的的過(guò)程中中回轉(zhuǎn)角角誤差絕絕對(duì)值的的最大值值不超過(guò)過(guò)一定限限度。工作平穩(wěn)性性精度為了減小齒齒輪傳動(dòng)動(dòng)的躁聲聲和振動(dòng)動(dòng)，必須須將齒輪輪在一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)中的瞬瞬時(shí)傳動(dòng)動(dòng)比的變變化限制制在一定定的范圍圍之內(nèi)，也也就是要要求齒輪輪每轉(zhuǎn)中中回轉(zhuǎn)角角誤差多多次反復(fù)復(fù)變化的的數(shù)值小小。接觸精度在齒輪的使使用過(guò)程程中要使使齒輪的的齒面有有足夠的的接觸面面積，不不可是齒齒輪局部部接觸。齒側(cè)間隙互相嚙合的的一對(duì)牙牙齒，在在非工作作面沿齒齒廓法線(xiàn)線(xiàn)方向留留有一定定的間隙隙Cn,這是是為了避避免安裝裝、制造造不準(zhǔn)確確，以及及工作時(shí)時(shí)溫度變變化和彈彈性變化化而造成成牙齒卡卡住，同同時(shí)還可可以利用用它儲(chǔ)存存潤(rùn)滑油油，改善善齒面的的摩擦條條件?？傊?，為了了保證齒齒輪傳動(dòng)動(dòng)有良好好的性能能，必須須對(duì)齒輪輪的運(yùn)動(dòng)動(dòng)精度、工工作平穩(wěn)穩(wěn)性、接接觸精度度和齒輪輪側(cè)隙有有一定的的要求，但但這，四四方面的的要求也也不能夠夠平均對(duì)對(duì)待，具具體工作作條件不不同，每每個(gè)方面面的要求求也不一一樣。3.2直齒輪輪傳動(dòng)根據(jù)總體的的設(shè)計(jì)方方案，曲曲柄滑快快機(jī)構(gòu)的的里是有有齒輪傳傳入的。由由于傳遞遞的力較較大，結(jié)結(jié)合已有有的設(shè)計(jì)計(jì)方案，確確定本傳傳動(dòng)采用用雙邊齒齒輪傳動(dòng)動(dòng)。為了了達(dá)到傳傳動(dòng)平穩(wěn)穩(wěn)和足夠夠承載能能力。本本設(shè)計(jì)采采用的是是直齒圓圓柱齒輪輪。3.2.11齒輪參參數(shù)確定定參考同類(lèi)型型的曲柄柄壓力機(jī)機(jī)的傳動(dòng)動(dòng)齒輪設(shè)設(shè)計(jì)。有有傳動(dòng)比比i為66.477初步確確定齒輪輪的相關(guān)關(guān)參數(shù)方方案如下下：方案一齒輪摸數(shù)mm=122mm,,標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)直齒齒輪為不不發(fā)生根根切，小齒輪輪齒數(shù),,那么大大齒輪齒齒數(shù)為：：..方案二齒輪摸數(shù)mm=122mm，采采用變位位齒輪。由于采用了了變位齒齒輪，可可不考慮慮根切，這這時(shí)可暫暫定小齒齒輪齒數(shù)數(shù)，那么么大齒輪輪齒數(shù)為為：從以上兩種種齒輪的的參數(shù)比比較可知知，諾用用直齒圓圓拄標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)齒輪比比變位齒齒輪中心心距增加加了900毫米，分分度圓增增加了1156毫毫米。為為了傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)機(jī)構(gòu)尺寸寸減小，相相應(yīng)減輕輕機(jī)器的的重量和和節(jié)約材材料。結(jié)結(jié)合近年年來(lái)曲柄柄壓力機(jī)機(jī)和其它它這種設(shè)設(shè)備中變變位齒輪輪的廣泛泛應(yīng)用，本本次設(shè)計(jì)計(jì)曲柄壓壓力機(jī)采采用變位位直齒圓圓柱輪傳傳動(dòng)。相相關(guān)參數(shù)數(shù)如下：：模數(shù)m112壓壓力角a變位系數(shù)齒數(shù)3.2.22．齒輪輪的尺寸寸初步計(jì)計(jì)算有以上數(shù)據(jù)據(jù)根據(jù)齒齒輪設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)的相相關(guān)尺寸寸計(jì)算公公式，計(jì)計(jì)算齒輪輪的相關(guān)關(guān)尺寸如如下：分度圓直徑徑D=mmz齒頂圓直徑徑.齒根圓直徑徑齒頂高齒根高齒全高3.2.33齒輪輪的強(qiáng)度度校核有總體設(shè)計(jì)計(jì)的計(jì)算算知大齒齒輪承受受的扭距距為M22=51150000千克克*厘米米，變位位系數(shù)為為-0..4，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為nn=322r/mmin；；加工精精度為八八級(jí)?，F(xiàn)現(xiàn)按照彎彎曲強(qiáng)度度計(jì)算方方法檢驗(yàn)驗(yàn)所設(shè)計(jì)計(jì)的齒輪輪是否恰恰當(dāng)。并并確定齒齒輪的材材料和熱熱處理方方式。確定載荷集集中系數(shù)數(shù)k。因?yàn)辇X寬與與小齒輪輪節(jié)圓直直徑的比比值：齒輪位于兩兩軸承之之間并對(duì)對(duì)稱(chēng)布置置。軸的的剛度較較好，大大齒輪的的齒面不不準(zhǔn)備火火（即硬硬度HBBS<3350）。查《機(jī)械設(shè)設(shè)計(jì)》齒齒輪設(shè)計(jì)計(jì)部分表表得出KK=1..05。確定動(dòng)載荷荷系數(shù)因?yàn)榇簖X輪輪是精度度八級(jí)的的直齒圓圓柱齒輪輪，所以以查《機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)》齒輪輪設(shè)計(jì)部部分表得得出確定大小齒齒輪的齒齒形系數(shù)數(shù)和。因?yàn)槭情]式式傳動(dòng)，大大齒輪的的齒數(shù)為為，變位位系數(shù)，又又因?yàn)樾⌒↓X輪齒齒數(shù),變變位系數(shù)數(shù)所以查查《機(jī)械械設(shè)計(jì)》齒齒輪設(shè)計(jì)計(jì)部分相相關(guān)圖表表取得：：計(jì)算大齒輪輪的齒根根處的最最大彎曲曲應(yīng)力δδ1和δ2。對(duì)于大齒輪輪對(duì)于小齒輪輪5）根根據(jù)工廠廠的實(shí)際際條件并并參照齒齒輪的許許用應(yīng)力力值（表表3-223）選選定大、小小齒輪的的材料和和熱處理理方式。為為了保證證牙齒不不會(huì)因彎彎曲疲勞勞而折斷斷，齒輪輪的允許許彎曲應(yīng)應(yīng)力不應(yīng)應(yīng)小于齒齒根處的的最大彎彎曲應(yīng)力力.所以以大齒輪輪需要用用ZG335(正正火)或或ZG445(正正火),,小齒輪輪需用鍛鍛鋼455或400Cr(調(diào)質(zhì)質(zhì)且最好好進(jìn)行高高頻淬火火)制成成.6）有以上上計(jì)算知知所設(shè)計(jì)計(jì)的齒輪輪合適::用的材材料能滿(mǎn)滿(mǎn)足要求求.現(xiàn)將將計(jì)算校校核后的的齒輪繪繪圖如下下：圖3-13.3圓圓錐齒輪輪的設(shè)計(jì)計(jì)與計(jì)算算由于圓錐齒齒輪用于于兩相交交軸之間間的傳動(dòng)動(dòng)，因此此本次設(shè)設(shè)計(jì)的圓圓錐齒輪輪主要用用于裝模模高度調(diào)調(diào)節(jié)裝置置的輸入入級(jí)，這這樣利于于傳動(dòng)的的平穩(wěn)性性和功率率的傳遞遞。3.3.11幾何參參數(shù)的計(jì)計(jì)算直齒圓錐齒齒輪的齒齒廓參數(shù)數(shù)以大端端為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，所以以，需要要把當(dāng)量量齒輪的的參數(shù)用用大端的的參數(shù)來(lái)來(lái)表示。查閱相關(guān)手手冊(cè)，參參考設(shè)計(jì)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確確定錐齒齒輪齒數(shù)數(shù)及相關(guān)關(guān)參數(shù)如如下：大端模數(shù)mm小齒輪圓錐錐角..分度圓直徑徑齒頂高（大大端）齒根高（大大端）齒全高（大大端）齒頂圓直徑徑節(jié)錐長(zhǎng)式中EE—一個(gè)工工作周期期內(nèi)壓力力機(jī)所消消耗的能能量（公公斤·米）；；E‘‘—工作行行程時(shí)消消耗的能能量；E‘‘‘—非工作作行程時(shí)時(shí)消耗的的能量；；t——一個(gè)工工作周期期的時(shí)間間。因此，(千瓦))K的數(shù)值隨隨壓力機(jī)機(jī)的具體體情況而而定，一一般K在在1.115～11.6范范圍內(nèi)2.封閉閉高度調(diào)調(diào)節(jié)裝置置電動(dòng)機(jī)機(jī)功率的的計(jì)算方方法在穩(wěn)定負(fù)載載下，電電動(dòng)機(jī)在在單位時(shí)時(shí)間內(nèi)所所做的有有用功，除除以傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)的的效率，便便是電動(dòng)動(dòng)機(jī)所需需的功率率。寫(xiě)成成公式為為：(千瓦))式中NN—電動(dòng)機(jī)機(jī)所需的的功率（千千瓦）N‘‘—電動(dòng)機(jī)機(jī)每分鐘鐘所做的的有用功功；η—傳動(dòng)系系統(tǒng)的機(jī)機(jī)械效率率；上式中1002是單單位換算算常數(shù)，表表示功率率1千瓦瓦相當(dāng)1102kkg·m/ss。電動(dòng)動(dòng)機(jī)通過(guò)過(guò)傳動(dòng)系系統(tǒng)提升升滑塊時(shí)時(shí)，每秒秒中內(nèi)所所做的有有用功為為NN‘=Gvv式中GG—滑塊部部件重量量v——滑塊的的調(diào)節(jié)速速度（mm/s）3封閉高度度調(diào)節(jié)裝裝置傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)的的機(jī)械效效率傳動(dòng)系統(tǒng)的的機(jī)械效效率主要要包括：：1)導(dǎo)軌與與滑塊相相對(duì)滑動(dòng)動(dòng)的效率率η1。2)調(diào)節(jié)螺螺桿傳動(dòng)動(dòng)效率ηη2。3)調(diào)節(jié)螺螺母與套套筒端面面之間相相對(duì)滑動(dòng)動(dòng)的效率率η3。4)皮帶、齒齒輪傳動(dòng)動(dòng)效率ηη4。除了以上幾幾方面的的摩擦損損失之外外，軸承承處還有有摩擦損損失，但但因調(diào)節(jié)節(jié)裝置多多采用滾滾動(dòng)軸承承，效率率較高，所所以可忽忽律。因因此，封封閉高度度調(diào)節(jié)裝裝置傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)的的機(jī)械效效率為：：（110-33）多數(shù)曲柄壓壓力機(jī)封封閉高度度調(diào)節(jié)裝裝置傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)的的機(jī)械效效率在00.022～0..03之之間。4電動(dòng)機(jī)機(jī)功率計(jì)計(jì)算將式N‘==Gv代代入式中中，得：：調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)機(jī)可采用用一般封封閉式鼠鼠籠型電電動(dòng)機(jī)。電電動(dòng)機(jī)的的同步轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速根據(jù)據(jù)傳動(dòng)級(jí)級(jí)數(shù)和傳傳動(dòng)類(lèi)型型而定，在在實(shí)際生生產(chǎn)過(guò)程程中，為為了減少少曲軸壓壓力機(jī)的的零件品品種和規(guī)規(guī)格，實(shí)實(shí)現(xiàn)部件件通用化化，常常常將噸位位接近的的曲柄壓壓力機(jī)采采用相同同的調(diào)節(jié)節(jié)電動(dòng)機(jī)機(jī)，傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)的的某些零零件亦相相互通用用。5軸承的選選用由于曲軸受受沖擊較較大,參參考同類(lèi)類(lèi)型壓力力機(jī),連桿與與曲軸接接觸,曲軸頸頸與箱體體接觸處處采用滑滑動(dòng)軸承承.調(diào)節(jié)節(jié)裝置軸軸采用選選用滾動(dòng)動(dòng)軸承..5.1滑動(dòng)動(dòng)軸承選選用與校校核5.1.11連桿大大端滑動(dòng)動(dòng)軸承選選用與校校核初步擬訂軸軸承的尺尺寸如下下：=250mmmLL=2770mmmH=6mmmB=110mmm根據(jù)曲軸上上滑動(dòng)軸軸承的工工作條件件，承受受的載核核較大，查查手冊(cè)選選用鉛青青銅Zccupbb30材材料較符符合要求求，為滿(mǎn)滿(mǎn)足要求求，現(xiàn)對(duì)對(duì)所選材材料校核核。根據(jù)曲軸的的轉(zhuǎn)速nn=322r/mmin軸軸勁Mpa由以上計(jì)算算知，此此軸承的的材料。及及尺寸合合適，形形狀如圖圖5-11所示：：圖圖5-11選擇軸承的的配合，參參考手冊(cè)冊(cè)，選用用H7//e6為為軸承的的配合。按按此配合合確定軸軸勁和軸軸瓦的加加工偏差差標(biāo)注在在繪制的的零件圖圖上。5.1.22曲軸頸頸上滑動(dòng)動(dòng)軸承選選用與校校核已知軸瓦的的內(nèi)徑為為d=2200mmm,軸軸瓦的工工作長(zhǎng)度度L=2270mmm,曲曲軸轉(zhuǎn)速速為322r/mmin,,軸瓦初初定材料料為鉛青青銅Zccupbb30..查軸承承選用手手冊(cè)暫定定選YDD4/1180型型.核算比壓所所以有公公式核算pv核算算表明最最初所確確定的軸軸承材料料是合適適的,所所選的型型號(hào)能滿(mǎn)滿(mǎn)足要求求.圖型型如下圖圖5-22所示::圖圖5-225.2滾滾動(dòng)軸承承選用與與校核本滾滾動(dòng)軸承承是用于于調(diào)節(jié)裝裝置,不不經(jīng)常使使用,且且受力較較小,故故選用普普通深溝溝球軸承承即可滿(mǎn)滿(mǎn)足需要要.有軸軸承徑向向載荷FFa=227000N,FFr=555000N,軸軸承轉(zhuǎn)速速為5000r//minn,裝軸軸承處的的軸頸可可在300～40mmm,范圍圍內(nèi)選擇擇,運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)有輕輕微沖擊擊,預(yù)期期壽命為為L(zhǎng)’h=50000hh.5.2.11求比值值:有公式根據(jù)手冊(cè)查查表,深深溝球軸軸承的最最大e值值為0..44,,故此時(shí)時(shí)1）初步計(jì)計(jì)算當(dāng)量量動(dòng)載荷荷p,根據(jù)式查表表的fpp=1..0～11.2,,在此取取為fp=1..2查表的X==0.556,YY值需要要在已知知型號(hào)和和基本靜靜載荷CC0后才能能求出..現(xiàn)暫選選一近似似中間值值,取YY=1..5.則則:22）根據(jù)據(jù)公式求求軸承的的基本額額定動(dòng)載載荷值3）按照軸軸承的選選用手冊(cè)冊(cè)選擇CC=4554600N的軸軸承為663077型.此此軸承的的基本額額定靜載載荷C00=3880000N.驗(yàn)驗(yàn)算如下下:5.2.22求相對(duì)對(duì)應(yīng)軸承承軸向載載荷的ee值與YY值1）查手冊(cè)冊(cè),知深深溝球軸軸承f00=144.7,,則相對(duì)對(duì)應(yīng)軸向向載荷為為在此間對(duì)對(duì)應(yīng)的ee值為00.288～0..30,,Y值為為1.555～11.455.2)用線(xiàn)性性插值法法求Y值值.故X=0..56YY=1..553)求當(dāng)量量動(dòng)載荷荷P4)驗(yàn)算663077軸承的的壽命故所選用的的63007軸承承合響應(yīng)曲面法法在最優(yōu)優(yōu)化切削削條件下下獲得最小表表面粗糙糙度的應(yīng)應(yīng)用摘要：這篇文章主主要討論論：在模模具表面面的銑削削中，綜綜合運(yùn)用用響應(yīng)曲曲面法和和常規(guī)算算法相結(jié)結(jié)合這樣樣一種有有效的方方法，在在最佳的的切削條條件下獲獲得最小小的表面面粗糙度度。響應(yīng)應(yīng)曲面法法被用于于創(chuàng)造一一種有效效的模型型來(lái)分析析表面粗粗糙度，即即切削參參數(shù)：進(jìn)進(jìn)給量、切切削速度度、軸向向切深、徑徑向切深深和機(jī)器器公差。為為了收集集表面粗粗糙度值值，做了了大量基基于三個(gè)個(gè)等級(jí)的的，大部部分因素素的試驗(yàn)驗(yàn)方法設(shè)設(shè)計(jì)的機(jī)機(jī)械試驗(yàn)驗(yàn)和數(shù)據(jù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。一一個(gè)有效效的第四四等級(jí)的的響應(yīng)曲曲面模具具的型腔腔在試驗(yàn)驗(yàn)中被測(cè)測(cè)量。最最優(yōu)化切切削條件件下的常常規(guī)算法法對(duì)響應(yīng)應(yīng)曲面模模具獲得得預(yù)想表表面粗糙糙度有很很大的影影響。常常規(guī)算法法使模具具型腔的的表面粗粗糙度值值有過(guò)去去降到現(xiàn)現(xiàn)在的，相相對(duì)降低低了100%?；诔Ｒ?guī)規(guī)算法的的最優(yōu)化化切削條條件下的的生產(chǎn)被被實(shí)驗(yàn)測(cè)測(cè)量證實(shí)實(shí)具有一一致性。關(guān)鍵詞：銑銑削、切切削條件件、表面面粗糙度度、注射射模、響響應(yīng)曲面面法、遺遺傳算法法.1、引言目前生產(chǎn)塑塑料制品品的模具具零件需需要銑削削加工，而而制造工工業(yè)的發(fā)發(fā)展主要要取決于于數(shù)控加加工技術(shù)術(shù)的發(fā)展展。在用用鋁合金金70775－T6制造造機(jī)械模模具零件件時(shí)也常常用數(shù)控控銑削加加工中心心。在本本次的研研究中用用的也是是鋁合金金70775－T6，由由于它具具有像高高抗變形形、良好好的傳導(dǎo)導(dǎo)性、較較高的拉拉伸強(qiáng)度度等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，所以以在飛行行器和模模具工業(yè)業(yè)中廣泛泛應(yīng)用。塑料注射模模生產(chǎn)的的塑料產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)質(zhì)量受模模具表面面銑削質(zhì)質(zhì)量的影影響，這這些產(chǎn)品品的質(zhì)量量通常與與表面粗粗糙度值值和表面面粗糙度度的測(cè)量量有關(guān)。各各種機(jī)床床加工出出來(lái)的工工件的表表面粗糙糙度是不不規(guī)則的的。表面面粗糙度度值即平平均表面面粗糙度度，常用用符號(hào)RRa表示。理理論上，Ra是離輪廓中心線(xiàn)的長(zhǎng)度的算術(shù)平均值。Ra也是控制機(jī)器工作的重要因素。刀具幾何尺寸、進(jìn)給量、切削條件和其它不規(guī)則的機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)因素，如：刀具的涂層、振動(dòng)、刀具撓度、切削液和工件特性等都會(huì)影響表面粗糙度。這里研究的主要是切削條件的影響（進(jìn)給量、切削速度、軸向、徑向切深和機(jī)床公差）。一些學(xué)者已已經(jīng)研究究過(guò)銑削削條件在在銑削和和塑料注注射模制制造中的的影響。例例如真空空封蠟?zāi)Ｄ５闹圃煸?。為了了預(yù)測(cè)表表面粗糙糙度和刀刀具壽命命，也就就是在銑銑削鋼材材時(shí)的切切削速度度、進(jìn)給給量和軸軸向切深深，建立立了分析析模型。在銑削鉻鎳鐵合金718時(shí)，提出了一種優(yōu)化表面光潔度的有效方法。在這個(gè)研究究中，建建立了一一個(gè)四等等級(jí)的響響應(yīng)曲面面模型，能能夠在銑銑削鋁合合金70075－－T6材料料的模具具表面時(shí)時(shí)獲得預(yù)預(yù)期的表表面粗糙糙度。通通常利用用響應(yīng)曲曲面法統(tǒng)統(tǒng)計(jì)響應(yīng)應(yīng)曲面模模型，實(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)量量證實(shí)了了響應(yīng)曲曲面模具具的精確確度。在在尋找最最佳切削削條件獲獲得最小小表面粗粗糙度上上，成熟熟的響應(yīng)應(yīng)曲面模模型和成成熟的遺遺傳算法法有很大大的聯(lián)系系。切削削條件用用進(jìn)給量量、切削削速度、軸軸向和徑徑向切深深及機(jī)器器公差表表示。用用遺傳算算法預(yù)期期的最佳佳切削條條件可用用實(shí)驗(yàn)測(cè)測(cè)量證實(shí)實(shí)。目前，在這這個(gè)研究究中創(chuàng)造造和利用用響應(yīng)曲曲面模型型和常規(guī)規(guī)算法比比手冊(cè)中中的其它它方法有有許多優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。響響應(yīng)曲面面模型是是一個(gè)具具有足夠夠精確度度的高等等級(jí)、更更富經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)性的多多項(xiàng)式模模型，遺遺傳算法法去除了了在遺傳傳算法中中存在的的需用戶(hù)戶(hù)定義的的參數(shù)。用用響應(yīng)曲曲面法和和遺傳算算法得到到的最優(yōu)優(yōu)化加工工所生成成的響應(yīng)應(yīng)曲面模模具的細(xì)細(xì)節(jié)在下下面的章章節(jié)中給給出。2、試驗(yàn)過(guò)過(guò)程2.1試驗(yàn)驗(yàn)規(guī)劃響應(yīng)曲面法法生成響響應(yīng)曲面面模具的的一個(gè)重重要階段段是試驗(yàn)驗(yàn)規(guī)劃。在在這個(gè)研研究中，計(jì)計(jì)劃用三三個(gè)等級(jí)級(jí)的全部部因素的的設(shè)計(jì)來(lái)來(lái)統(tǒng)計(jì)切切削實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)。切切削實(shí)驗(yàn)驗(yàn)表現(xiàn)為為5個(gè)參數(shù)數(shù)：進(jìn)給給量（）、切切削速度度（）、軸軸向切深深（）、徑徑向切深深（）和和機(jī)器公公差（）。進(jìn)進(jìn)行所有有35=2443個(gè)切切削實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。切削削余量分分為高－－中－低低三個(gè)等等級(jí)的全全部因素素試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)的切切削參數(shù)數(shù)在表11中列出出。切削削參數(shù)的的取值范范圍都是是從SaandvvikTooolCCataaloggue中中的推薦薦值選取取的。銑銑削加工工是在已已設(shè)置完完畢切削削參數(shù)的的DECCKELLMAAHODMUU600P五軸軸銑削加加工中心心上進(jìn)行行的，表表面粗糙糙度Ra從模具具的表面面上量取取。2.2刀具具和材料料實(shí)驗(yàn)中的刀刀具是銑銑頭直徑徑為100mm的的平頭四四齒銑刀刀，刀具具材料是是PVDDAllTiNN，表面面滲碳處處理。刀刀具的螺螺旋角為為45??，前傾傾角為110?。機(jī)機(jī)械實(shí)驗(yàn)驗(yàn)都是在在尺寸為為1200㎜×1200㎜×50㎜的的鋁合金金（70075－－T6）錠錠上的模模腔上進(jìn)進(jìn)行的。后后面所用用的試件件材料化化學(xué)成分分是：11.6%%的銅，22.5%%的鎂，00.233%的鉻鉻，5..4%的的鋅。工工件的硬硬度值為為布氏硬硬度1550。鋁鋁合金的的機(jī)械特特性是：：拉伸強(qiáng)強(qiáng)度為5570MMPa，屈屈服強(qiáng)度度為5005MPPa，剪剪切強(qiáng)度度為3330MPPa，延延伸率為為11%%.用Surfftesst3301表表面粗糙糙度測(cè)量量?jī)x通過(guò)過(guò)一條沿沿中心線(xiàn)線(xiàn)為2..5㎜的的樣條測(cè)測(cè)量表面面粗糙度度，把測(cè)測(cè)量結(jié)果果轉(zhuǎn)化為為Ra數(shù)值。由由于這種種方法比比較簡(jiǎn)便便，通用用，這個(gè)個(gè)研究也也采用這這種方法法。每個(gè)個(gè)Ra的測(cè)量量至少重重復(fù)三次次，三個(gè)個(gè)Ra的平均均值作為為響應(yīng)曲曲面模具具的表面面粗糙度度值記錄錄下來(lái)。2.3模具具零件用于該研究究的模具具零件是是用于生生產(chǎn)應(yīng)用用于生物物力學(xué)上上的矯正正部件的的組成部部分。如如圖1所示。矯矯正部件件常用于于行走器器械上用用于保持持人腿在在行走時(shí)時(shí)的平穩(wěn)穩(wěn)。它配配備有一一根直徑徑為122㎜，長(zhǎng)長(zhǎng)度為3300㎜㎜的鋁制制圓棒，綁綁到膝蓋蓋的區(qū)域域。矯正正部件由由三個(gè)主主要組成成部分。本本次研究究的對(duì)象象就是其其中之一一。2.4制造造矯正部部件的零零件用一套完整整的方法法制造矯矯正部件件的組件件，用了了三道機(jī)機(jī)械加工工工序。首首先，在在數(shù)控銑銑削加工工中心上上加工選選定的部部件，表表面粗糙糙度值RRa從模具具型腔表表面量取取。其次次，用AARBUURG把把塑料注注射進(jìn)塑塑料注射射模中，Polyacetal(POM)C902是常用的注射用聚合材料。這種材料熔化后的密度為，注射溫度是165℃，粘度為50Pas，熔化后的填充流速是。最后，為了獲得模具鑄件，進(jìn)行澆鑄。模具部件、塑料產(chǎn)品和模鑄件都在圖2中給出了。3、響應(yīng)曲曲面模具具的表面面粗糙度度在用響應(yīng)曲曲面法獲獲得預(yù)期期的表面面粗糙度度中，響響應(yīng)曲面面模型是是一個(gè)分分析函數(shù)數(shù)。在模模具的生生產(chǎn)階段段響應(yīng)曲曲面法利利用了試試驗(yàn)數(shù)值值統(tǒng)計(jì)法法和最小小正方形形填充法法。它被被總結(jié)在在圖3中。響響應(yīng)曲面面法最初初被Boox和Draaperr用于物物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的填充充中，后后來(lái)在其其它領(lǐng)域域也被采采用。響響應(yīng)曲面面模型可可用下面面的多項(xiàng)項(xiàng)式函數(shù)數(shù)表示：：式中，和為為切削參參數(shù)，是是模型的的參數(shù)((例如：：加工參參數(shù))。在這這個(gè)研究究中，建建立一個(gè)個(gè)響應(yīng)曲曲面模型型，必須須用MAATLAAB語(yǔ)言言編寫(xiě)一一個(gè)計(jì)算算機(jī)程序序，如果果有足夠夠的數(shù)據(jù)據(jù)，響應(yīng)應(yīng)曲面程程序具有有創(chuàng)建多多達(dá)第十十等級(jí)多多項(xiàng)式的的能力。在在模型中中所有的的交叉條條件都能能考慮到到（例如如：參數(shù)數(shù)的相互互影響）。響響應(yīng)曲面面模型同同樣能在在參數(shù)相相反的條條件下生生成，即即：如果果需要的的話(huà)能用用取代。在在建立響響應(yīng)曲面面模型中中，為55個(gè)參數(shù)數(shù)（、、、和）設(shè)計(jì)計(jì)的基于于3個(gè)等級(jí)級(jí)的全部部因素試試驗(yàn)決定定了2443個(gè)表表面粗糙糙度值，將將其分為為訓(xùn)練數(shù)數(shù)組和檢檢驗(yàn)數(shù)組組兩部分分。訓(xùn)練練數(shù)組包包括2336個(gè)用用于模具具安裝中中的粗糙糙度。為為了節(jié)省省空間，大大量的訓(xùn)訓(xùn)練數(shù)組組值用圖圖4表示，而而不用表表格。在在圖4中橫坐坐標(biāo)表示示數(shù)組數(shù)數(shù)，縱坐坐標(biāo)表示示相應(yīng)的的表面粗粗糙度值值。檢驗(yàn)驗(yàn)數(shù)組包包括7個(gè)表面面粗糙度度值，用用于檢驗(yàn)驗(yàn)響應(yīng)曲曲面模具具的精度度。檢驗(yàn)驗(yàn)數(shù)組如如表2所示。它它們都選選自2443個(gè)數(shù)數(shù)組，顯顯示了切切削參數(shù)數(shù)空間上上良好的的分布狀狀況和在在響應(yīng)曲曲面模具具精度上上的良好好檢驗(yàn)。在這個(gè)研究究中，用用設(shè)計(jì)的的程序建建立和檢檢驗(yàn)從第第一等級(jí)級(jí)到第四四等級(jí)的的響應(yīng)曲曲面模型型。表33中幾個(gè)個(gè)響應(yīng)模模型的建建立顯示示了各自自精度上上的誤差差。在表表3中相反反的部分分中：00表示參參數(shù)，1表示它它的倒數(shù)數(shù)。四等等級(jí)的全全部多項(xiàng)項(xiàng)式方程程為：用測(cè)量數(shù)組組得到最最好的安安裝結(jié)果果，用檢檢驗(yàn)數(shù)組組檢查響響應(yīng)曲面面模具的的精度。最最大的精精度誤差差大約為為2.005%。這這一結(jié)果果表明切切削參數(shù)數(shù)在允許許的變化化范圍內(nèi)內(nèi)響應(yīng)曲曲面模具具獲得預(yù)預(yù)期的表表面粗糙糙度值具具有足夠夠的可能能性。4、最優(yōu)切切削條件件下獲得得的表面面粗糙度度4.1最優(yōu)優(yōu)化問(wèn)題題的公式式化由于表面粗粗糙度值值表示模模具銑削削質(zhì)量的的高低，因因此希望望得到盡盡可能低低的表面面粗糙度度。在合合適的數(shù)數(shù)學(xué)優(yōu)化化條件方方法的幫幫助下通通過(guò)調(diào)整整切削條條件，很很容易得得到較低低的表面面粗糙度度。為了了獲得最最小的表表面粗糙糙度必須須將這個(gè)個(gè)問(wèn)題用用標(biāo)準(zhǔn)的的數(shù)學(xué)形形式公式式化。如如下：參數(shù)：、、、、最小化方程程：Ra（、、、、）限制條件：：Ra≤0..4122μm參數(shù)取值范范圍：0.08㎜㎜≤≤0..13㎜㎜100㎜≤≤≤3000㎜0.3㎜≤≤≤00.7㎜㎜1㎜≤≤≤2㎜0.0011㎜≤≤00.011㎜在等式3中中Ra值是在在第三章章中獲得得的響應(yīng)應(yīng)曲面模模具的表表面粗糙糙度。、、、和都是切切削參數(shù)數(shù)。在最最優(yōu)化問(wèn)問(wèn)題定義義如上的的同時(shí)，迫迫切需要要通過(guò)約約束來(lái)定定義一個(gè)個(gè)解決方方案。限限制定義義一個(gè)表表面粗糙糙度值RRa，如果果可以的的話(huà)使它它小于2243個(gè)個(gè)數(shù)組中中的最小小值。2243個(gè)個(gè)數(shù)組中中最小表表面粗糙糙度值是是0.4412μμm?；赟aandvvikTooolCCataaloggue的推薦薦，選擇擇最優(yōu)化化切削參參數(shù)的范范圍。4.2最優(yōu)優(yōu)化的解解決方法法用成熟的響響應(yīng)曲面面模型和和成熟的的遺傳算算法來(lái)解解決等式式3表示的的最優(yōu)化化問(wèn)題。如如圖5基于自自然界生生物進(jìn)化化過(guò)程的的演變，交交互式的的遺傳算算法解決決優(yōu)化問(wèn)問(wèn)題。在在解決這這個(gè)問(wèn)題題的過(guò)程程中，需需要無(wú)規(guī)規(guī)律地選選擇一套套參數(shù)。設(shè)設(shè)定取決決于它們們表面粗粗糙度值值的等級(jí)級(jí)（如遺遺傳算法法中的值值）。獲獲得最小小的表面面粗糙度度取決于于最優(yōu)的的參數(shù)組組合，新新參數(shù)的的組合是是用模仿仿生物后后裔結(jié)構(gòu)構(gòu)的交叉叉變異而而成的。這這個(gè)過(guò)程程一直重重復(fù)直到到表面粗粗糙度值值和新的的參數(shù)組組合不再再產(chǎn)生。最最優(yōu)化解解決方法法就是參參數(shù)的最最后組合合，遺傳傳算法的的重要參參數(shù)：種種群大小小、變異異比率、重重復(fù)次數(shù)數(shù)等，它它們的值值都在表表4中給出出。用MATLLAB編編寫(xiě)遺傳傳算法，染染色體的的選擇基基于對(duì)象象值和限限制等級(jí)級(jí)，合適適的種群群大小偏偏向于最最小目標(biāo)標(biāo)值和在在它們的的后代中中最不可可出現(xiàn)提提趨勢(shì)。大大部分遺遺傳算法法在獲得得解之前前，通過(guò)過(guò)處罰函函數(shù)把限限制優(yōu)化化的問(wèn)題題轉(zhuǎn)化為為非限制制優(yōu)化的的形式。這這就引出出了選擇擇合適的的處罰系系數(shù)的難難題，它它需要使使用者的的經(jīng)驗(yàn)。在在這次研研究的程程序中不不需要處處罰系數(shù)數(shù)，所以以這個(gè)難難題被避避免了。4.3優(yōu)化化結(jié)果及及對(duì)它的的討論解決這個(gè)優(yōu)優(yōu)化問(wèn)題題后，遺遺傳算法法使表面面粗糙度度從降到到，和原原始切削削條件下下的表面面粗糙度度相比降降幅幾乎乎是100%。最最優(yōu)化切切削條件件獲得的的表面粗粗糙度在在表5中列出出。通過(guò)過(guò)遺傳算算法所獲獲得的最最優(yōu)化切切削條件件被物理理測(cè)量所所證實(shí)。在在圖6中把預(yù)預(yù)期的表表面粗糙糙度和物物理測(cè)量量作了比比較。從從圖6中可以以看出物物理測(cè)量量和遺傳傳算法的的結(jié)果非非常接近近。5、結(jié)論在這個(gè)研究究中，在在銑削鋁鋁合金770755－T6制成成的模具具表面時(shí)時(shí)，為了了獲得預(yù)預(yù)期的表表面粗糙糙度，應(yīng)應(yīng)用了一一個(gè)第四四等級(jí)的的響應(yīng)曲曲面模型型。在生生成響應(yīng)應(yīng)曲面模模型時(shí)，用用了數(shù)理理統(tǒng)計(jì)響響應(yīng)曲面面法。響響應(yīng)曲面面模型的的精確度度被試驗(yàn)驗(yàn)測(cè)量所所證實(shí)。精精確度的的誤差很很小，只只有2..05%%。成熟熟的響應(yīng)應(yīng)曲面模模型和成成熟的遺遺傳算法法在尋找找最優(yōu)化化切削條條件，獲獲得最小小表面粗粗糙度上上有很大大的聯(lián)系系。模具具和表面面粗糙度度由優(yōu)化化前的降降到優(yōu)化化后的。遺遺傳算法法使表面面粗糙度度提高了了10%%，預(yù)期期的最優(yōu)優(yōu)化切削削條件被被試驗(yàn)測(cè)測(cè)量證實(shí)實(shí)。研究究發(fā)現(xiàn)遺遺傳算法法的預(yù)測(cè)測(cè)結(jié)果和和實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果相差差很小，誤誤差小于于1.44%。這這表示在在這個(gè)研研究中用用到的成成熟的響響應(yīng)曲面面模型和和成熟的的遺傳算算法獲得得最優(yōu)化化方法是是有效的的，它還還可以用用于解決決其它機(jī)機(jī)械方面面的問(wèn)題題，如：：刀具壽壽命、尺尺寸誤差差等等。致謝作者感謝卡卡卡里大大學(xué)的DDr.MusstaffaCCOL提提供了該該項(xiàng)目，也也感謝吉吉布茲工工業(yè)技術(shù)術(shù)學(xué)院的的Dr..FeehmiiERRZINNCANNLI為為本項(xiàng)目目提供了了數(shù)控銑銑削加工工中心。后記日日月如梭梭，光陰陰似箭。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)眼之間間，我的的大學(xué)生生活即將將畫(huà)上一一個(gè)句號(hào)號(hào)。是滿(mǎn)滿(mǎn)載而歸歸，還是是一無(wú)所所獲？我我想，每每個(gè)人都都會(huì)做出出自我評(píng)評(píng)價(jià)，這這在即將將要踏入入的社會(huì)會(huì)中得到到檢驗(yàn)。作為一名新新時(shí)代的的大學(xué)生生，不論論當(dāng)初的的決定和和選擇是是否正確確，都應(yīng)應(yīng)該胸懷懷祖國(guó)，勇勇于憂(yōu)國(guó)國(guó)憂(yōu)民。畢畢竟大學(xué)學(xué)連接者者個(gè)人和和社會(huì)。在在這個(gè)空空間里，我我們理應(yīng)應(yīng)了解國(guó)國(guó)情，刻刻苦學(xué)習(xí)習(xí)專(zhuān)業(yè)知知識(shí)，以以期為改改變我國(guó)國(guó)落后的的現(xiàn)狀做做出自己己的貢獻(xiàn)獻(xiàn)。在大學(xué)的學(xué)學(xué)習(xí)中，我我主修了了機(jī)械設(shè)設(shè)計(jì)制造造及其自自動(dòng)化這這個(gè)專(zhuān)業(yè)業(yè)。通過(guò)過(guò)對(duì)專(zhuān)業(yè)業(yè)知識(shí)的的接觸和和深入學(xué)學(xué)習(xí)，以以及對(duì)相相關(guān)信息息的獲取取，我深深切地認(rèn)認(rèn)識(shí)到，就就目前的的發(fā)展而而言，我我國(guó)的制制造業(yè)還還比較落落后，與與發(fā)達(dá)國(guó)國(guó)家相比比還存在在很大的的差距。盡盡管我們們不斷地地在努力力，但想想在很短短