3633 銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì)

3633 銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì),銑床,縱向,工作臺(tái),設(shè)計(jì) XXXX 大學(xué) XXXX畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目： 銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： XXXX 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： XXXX 姓 名： XXXX 指導(dǎo)教師： XXXX 完成日期： 2012 年 5 月 28 日 XXXX 大學(xué) XXXX畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目： 銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： XXXX 姓名： XXXX 專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： XXXX 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 。主要內(nèi)容包括了三個(gè)方面。第一，設(shè)計(jì)銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)。第二，銑床移動(dòng)工作臺(tái)的傳動(dòng)部分和運(yùn)動(dòng)原理。第三，與銑床機(jī)體的聯(lián)接部分?；疽笕缦拢旱谝?，要求銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)越，能方便的拆卸和安裝。移動(dòng)工作臺(tái)能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和機(jī)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。銑床工作臺(tái)擁有鎖緊裝置，可以在工作中進(jìn)行鎖定，停止機(jī)床的運(yùn)動(dòng)。第二，傳動(dòng)部分使用的是螺母絲桿裝置，運(yùn)行可靠，精度可以得到保證。機(jī)床動(dòng)力由輸入軸帶動(dòng)一對(duì)錐齒輪，驅(qū)動(dòng)絲桿，工作效率較高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，且輸入軸可以正反轉(zhuǎn)，工作臺(tái)正、反兩方向移動(dòng)。第三，工作臺(tái)與機(jī)體用燕尾槽聯(lián)結(jié)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠。二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 。主要內(nèi)容包括了三個(gè)方面。第一，設(shè)計(jì)銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)。第二，銑床移動(dòng)工作臺(tái)的傳動(dòng)部分和運(yùn)動(dòng)原理。第三，與銑床機(jī)體的聯(lián)接部分。重點(diǎn)研究的問(wèn)題：銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的工作原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算，校核，包括絲桿，螺母，錐齒輪，絲桿裝置設(shè)計(jì)。三、進(jìn)度安排序號(hào) 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間1 查閱資料、調(diào)研 三月初2 開(kāi)題報(bào)告、制訂設(shè)計(jì)方案 三月中3 近距離觀察實(shí)體 三月末4 開(kāi)始進(jìn)行設(shè)計(jì)運(yùn)算 四月初5 畫(huà)裝配圖 四月中6 修改 CAD 圖，寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 五月初7 寫(xiě)出正式稿 五月中8 答辯 五月底四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1周炳章，銑工工藝學(xué)M.中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，1996.2濮良貴.紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)M. 北京:高等教育出版社，2006.3晏初宏. 金屬切削機(jī)床M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.4羅圣國(guó)，吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京:高等教育出版社，2006.5阮忠唐. 聯(lián)軸器與離合器設(shè)計(jì)與選用指南M. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.6戴曙. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1984.7戴曙. 金屬切削機(jī)床M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999.8梁云高.王建平.CAD2004 機(jī)械制圖百例M. 北京:清華大學(xué)出版社，2004.9技工學(xué)校機(jī)械類(lèi)通用教材編審委員會(huì).銑工工藝學(xué)M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1980.10周增文.張亮峰. 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)M.長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社，2003.湘 潭 大 學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表學(xué)號(hào) XXXX 姓名 XXXX 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；2.難度、份量是否適當(dāng)；3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。能力1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力；4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。設(shè)計(jì)質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2.文字是否通順，有無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；3.有無(wú)理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無(wú)創(chuàng)新之處。 湘 潭 大 學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見(jiàn)學(xué)號(hào)： XXXX 姓名： XXXX 專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 42 頁(yè) 圖 表 6 張論文（設(shè)計(jì)）題目： 銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要：本次設(shè)計(jì)主要對(duì)其銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)首先確 定工作臺(tái)的工作原理，選擇國(guó)內(nèi)技術(shù)較為成的絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；其次對(duì)絲桿，螺母，軸承，齒輪等關(guān)鍵性零件進(jìn)行了選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算和多次校核；最后應(yīng)用 autoCAD 軟件畫(huà)出了機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)的裝配圖以及零件圖，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括三個(gè)方面：第一，設(shè)計(jì)機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)；第二，機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)的傳動(dòng)部分；第三，機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)原理。由于之前沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，難于動(dòng)手，通過(guò)指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助，在不斷的嘗試中逐步的了解了本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容。通過(guò)老師的鼓勵(lì)和教導(dǎo)我也逐步明白了此次設(shè)計(jì)的真正含義。即：1.要有正確的設(shè)計(jì)思想并勇于探索創(chuàng)新；2.掌握通用零件的設(shè)計(jì)綜合評(píng)價(jià)該同學(xué)所選銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)符合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，有利于對(duì)機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生在工程設(shè)計(jì)方面的訓(xùn)練，難度和工作量適中。該生具有查閱文獻(xiàn)、利用相關(guān)資料和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力，基本具備了機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的能力，具有一定的外文和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，設(shè)計(jì)的內(nèi)容、設(shè)計(jì)計(jì)算基本正確，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚可，設(shè)計(jì)的圖紙基本正確，設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容表述基本正確，總之該生基本具備了獨(dú)立工作的能力。評(píng)閱人： 年 月 日原理、方法和一般規(guī)律，進(jìn)而綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，研究改進(jìn)或開(kāi)發(fā)新的基礎(chǔ)件及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械的能力；3.具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力；4.掌握典型機(jī)械零件的試驗(yàn)方法，獲得試驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練；5.了解國(guó)家當(dāng)前的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的新發(fā)展有所了解。通過(guò)這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手畫(huà)圖的能力大大的提高，極大地提高了我的獨(dú)立解決事情的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多以前沒(méi)有預(yù)料到的問(wèn)題，一直重復(fù)著去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。提高了自己獨(dú)立的思考和解決問(wèn)題的能力；最重要的是提升了自己的自信心，以前覺(jué)得自己不能完成的事情一件一件逐漸實(shí)現(xiàn)，開(kāi)始真正的體會(huì)到學(xué)以致用。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)該生設(shè)計(jì)了銑床縱向工作臺(tái)，主要設(shè)計(jì)了工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)，工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)裝置和移動(dòng)工作臺(tái)與機(jī)床的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本合理，驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算基本正確，連接結(jié)構(gòu)與軌道可行，所涉及的裝配圖和零件圖的表達(dá)基本滿(mǎn)足工程圖的圖紙要求。設(shè)計(jì)工作量適中，在設(shè)計(jì)期間能自覺(jué)的投入大量的時(shí)間和精力，態(tài)度積極，表現(xiàn)優(yōu)秀，是一名合格的大學(xué)畢業(yè)生。同意其參加答辯，建議成績(jī)?cè)u(píng)定為：指導(dǎo)教師： 2012 年 月 日 答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ)答辯小組組長(zhǎng)： 2012 年 月 日答辯委員會(huì)意見(jiàn)答辯委員會(huì)主任： 2012 年 月 日目 錄摘 要 .3Abstract .4第一章 緒 論 .51.1 銑床的簡(jiǎn)介 .51.2 國(guó)內(nèi)外數(shù)控銑床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) .51.3 數(shù)控銑床未來(lái)發(fā)展動(dòng)態(tài) .71.4 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 .71.5 設(shè)計(jì)的主要參數(shù) .8第二章 銑床縱向工作臺(tái)的總體設(shè)計(jì) .102.1 工作臺(tái)和底座的結(jié)構(gòu)及調(diào)整 .102.2 工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu) .12第三章 銑床縱向工作臺(tái)各部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 .143.1 工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分析 .143.2 絲桿和螺母的選擇，計(jì)算與校核 .153.2.1 絲桿與螺母的選擇 .153.2.2 絲桿的耐磨性計(jì)算 .163.2.3 絲桿強(qiáng)度計(jì)算 .173.2.4 螺母強(qiáng)度計(jì)算 .183.2.5 絲桿的穩(wěn)定性計(jì)算 .183.3 軸承和錐齒輪的選擇，計(jì)算與校核 .193.3.1 已知條件 .193.3.2 對(duì)軸承的效率統(tǒng)計(jì) .193.3.3 選定齒輪精度等級(jí)、材料熱處理方式及齒數(shù) .203.3.4 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 .20第四章 銑床縱向工作臺(tái)其他主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .234.1 離合器的設(shè)計(jì) .234.2 燕尾槽導(dǎo)軌設(shè)計(jì) .234.3 手輪的設(shè)計(jì) .27結(jié)束語(yǔ) .28參考文獻(xiàn) .29外國(guó)文獻(xiàn)翻譯 .303摘 要本次設(shè)計(jì)的銑床為立式升降臺(tái)銑床，這是目前我國(guó)使用較廣泛的通用機(jī)床。這種機(jī)床可以安裝各種類(lèi)型的銑刀，適宜于對(duì)中小型零件進(jìn)行各種銑削工作，如銑平面、階臺(tái)、溝槽、螺旋槽和成型面等等。在同類(lèi)型銑床中，它的轉(zhuǎn)速高、剛度好、功率大，故可做高速銑削和強(qiáng)力銑削；工作臺(tái)縱向絲杠有間隙調(diào)整裝置，因此它既能逆銑又能順銑。設(shè)計(jì)主要對(duì)其機(jī)床縱向移動(dòng)工作臺(tái)做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，首先確定了工作臺(tái)的工作原理，選擇國(guó)內(nèi)技術(shù)較為成熟的絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；其次對(duì)絲桿，螺母，軸承，齒輪等關(guān)鍵性零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)選擇和多次校核；最后用 autoCAD 軟件畫(huà)出了機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)的裝配圖以及零件圖以確定其結(jié)構(gòu)的合理性和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞銑床；移動(dòng)工作臺(tái)；絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4AbstractThe design of the milling machine for vertical milling machine, it is at present our country is the widely used general machine tool.This machine can be installed various types of milling cutter, is suitable for medium and small-sized parts of various milling work, such as milling plane, terraces, grooves, spiral grooves and the molding surface and so on.In the same type of milling machine, the high speed, good rigidity, big power, so can be used in high speed milling and strong milling; table longitudinal screw clearance adjusting device, so it not only can inverse milling and milling.The design of its main machine longitudinal mobile platform to do the detailed design, first determine the working principle of the stage, choose domestic technology is more mature screw drive mechanism; the screw rod, nut, bearing, gear and other key parts of the design choices and repeatedly check; finally using autoCAD software to draw moving working table of machine tool assembly drawing and parts drawing in order to determine its structure is reasonable and optimized design.Keywordmilling machine; mobile workbench；screw transmission mechanism5第一章 緒 論1.1 銑床的簡(jiǎn)介銑床一種用途廣泛的機(jī)床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面） 、溝槽（鍵槽、T 形槽、燕尾槽等） 、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪乖、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面。此外，還可用于對(duì)回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進(jìn)行切斷工作等。銑床在工作時(shí)，工件裝在工作臺(tái)上或分度頭等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，輔以工作臺(tái)或銑頭的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生產(chǎn)率較高。1.2 國(guó)內(nèi)外數(shù)控銑床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)在工業(yè)生產(chǎn)中，金屬熱切割一般有氣割、等離子切割、數(shù)控銑床等。其中數(shù)控銑床與氣割相比，其切割范圍更廣、效率更高。而精細(xì)等離子切割技術(shù)在材料的切割表面質(zhì)量方面已接近了激光切割的質(zhì)量，但成本卻遠(yuǎn)低于激光切割。因此，數(shù)控銑床自 20 世紀(jì) 50 年代中期在美國(guó)研制成功以來(lái)，得到迅速發(fā)展。（1） 、國(guó)外數(shù)控銑床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外數(shù)控銑床的生產(chǎn)廠家主要集中在德國(guó)、美國(guó)和日本。從機(jī)械結(jié)構(gòu)上看，其發(fā)展經(jīng)歷了十字架型（輕型） 、門(mén)型（小型） 、龍門(mén)型（大型）3 個(gè)階段，相應(yīng)的型號(hào)種類(lèi)繁多。能夠代表數(shù)控銑床技術(shù)最高水平的廠家主要集中在德國(guó)，目前，國(guó)外已有廠家在龍門(mén)式切割機(jī)上安裝一個(gè)專(zhuān)用切割機(jī)械手，開(kāi)發(fā)出五軸控制系統(tǒng)的龍門(mén)式專(zhuān)用切割工具，該系統(tǒng)可以在空間切割出各種軌跡，利用特殊的跟蹤探頭，在切割過(guò)程中控制切割運(yùn)行軌跡。相比之下，國(guó)內(nèi)雖然十字架型、門(mén)型、龍門(mén)型都有所生產(chǎn)，但廣度不夠，生產(chǎn)廠家產(chǎn)品型號(hào)較為單一，尚無(wú)龍門(mén)式專(zhuān)用型材切割機(jī)產(chǎn)品。（2） 、國(guó)內(nèi)數(shù)控銑床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)工廠的板材下料中應(yīng)用最為普遍的是數(shù)控銑床和等離子切割，所用的設(shè)備包括手工下料、仿形機(jī)下料、半自動(dòng)切割機(jī)下料及數(shù)控切割機(jī)下料等。與6其他切割方式比較而言，手工下料隨意性大、靈活方便，并且不需要專(zhuān)用配套下料設(shè)備。但手工切割下料的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，其割縫質(zhì)量差、尺寸誤差大、材料浪費(fèi)大、后道加工工序的工作量大，同時(shí)勞動(dòng)條件惡劣。用仿形機(jī)下料，雖可大大提高下料工件的質(zhì)量，但必須預(yù)先加工與工件相適應(yīng)的靠模，不適于單件、小批量和大工件下料。半自動(dòng)切割機(jī)雖然降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，但其功能簡(jiǎn)單，只適合一種形狀的切割。上述 3 種切割方式，相對(duì)于數(shù)控切割來(lái)說(shuō)由于設(shè)備成本較低、操作簡(jiǎn)單，所以在我國(guó)的中小企業(yè)甚至在一些大型企業(yè)中仍在廣泛使用。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的蓬勃發(fā)展以及“以焊代鑄趨勢(shì)的加速，數(shù)控銑床的優(yōu)勢(shì)正在逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。數(shù)控銑床不僅使板材利用率大幅度提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到改進(jìn)，而且改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境，勞動(dòng)效率進(jìn)一步提高。目前，我國(guó)金屬加工行業(yè)使用的數(shù)控銑床是以火焰和普通等離子切割機(jī)為主，但純火焰切割，已不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，該類(lèi)切割機(jī)可滿(mǎn)足不同材料、不同厚度的金屬板材的下料以及金屬零件的加工的需要，因此需求量將會(huì)越來(lái)越大，但與國(guó)外的差距仍極為明顯，主要表現(xiàn)為：發(fā)達(dá)國(guó)家金屬加工行業(yè) 90%為數(shù)控切割機(jī)下料，僅 10%為手工下料；而我國(guó)數(shù)控切割機(jī)下料僅占下料總量的 10%，其中數(shù)控銑床下料所占比例更小。我國(guó)數(shù)控銑床每年市場(chǎng)需求量約在 400500 臺(tái)之間。相較而言，仿形切割機(jī)每年銷(xiāo)售幾千臺(tái)，半自動(dòng)切割機(jī)每年銷(xiāo)售達(dá)上萬(wàn)臺(tái)。由此可見(jiàn)，我國(guó)數(shù)控切割市場(chǎng)，尤其是數(shù)控銑床市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?。?jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了數(shù)控技術(shù)的更新?lián)Q代，而這也日益完善了數(shù)控銑床的高精、高速、高效功能。代表世界先進(jìn)水平的歐洲、美國(guó)、日本的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商利用工控機(jī)豐富的軟硬件資源開(kāi)發(fā)的新一代數(shù)控系統(tǒng)具有開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，即數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向最終用戶(hù)，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能） ，形成系列化，并可方便地將用戶(hù)的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。7近幾年來(lái)，由于對(duì)切割質(zhì)量、勞動(dòng)環(huán)境等的要求越來(lái)越高，其相應(yīng)產(chǎn)品在我國(guó)的市場(chǎng)需求量也逐年上升。在我國(guó)的數(shù)控銑床設(shè)備生產(chǎn)行業(yè)中，由于缺乏切割理論研究與生產(chǎn)實(shí)踐相轉(zhuǎn)換的機(jī)制，因此新技術(shù)運(yùn)用不廣、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不快，制約了數(shù)控銑床技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和運(yùn)用。1.3 數(shù)控銑床未來(lái)發(fā)展動(dòng)態(tài)中國(guó)數(shù)控銑床雖說(shuō)價(jià)格便宜，但在性能方面還存在不足之處。未來(lái)數(shù)控銑床技術(shù)將朝數(shù)字化、高速 高精化、復(fù)合化、智能化等方向發(fā)展。1、高速高精與多軸加工成為數(shù)控銑床的主流，納米控制成為高速高精加工的潮流。 2、多任務(wù)和多軸加工數(shù)控銑床越來(lái)越多地應(yīng)用到能源、航空航天等行業(yè)。 3、機(jī)床與機(jī)器人的集成應(yīng)用日趨普及，且結(jié)構(gòu)形式多樣化，應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，運(yùn)動(dòng)速度高速化，多傳感器融合技術(shù)實(shí)用化，控制功能智能化，多機(jī)器人協(xié)同普及化。 4、智能化加工與監(jiān)測(cè)功能不斷擴(kuò)充，車(chē)間的加工監(jiān)測(cè)與管理可實(shí)時(shí)獲取機(jī)床本身的狀態(tài)信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)機(jī)床的狀態(tài)，提前進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)，避免事故的發(fā)生，減少機(jī)床的故障率，提高機(jī)床的利用率。 5、最新的機(jī)床誤差檢測(cè)與補(bǔ)償技術(shù)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)機(jī)床的補(bǔ)償測(cè)量，與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對(duì)機(jī)床誤差的補(bǔ)償精度能夠提高 34 倍，同時(shí)效率得到大幅度提升。 6、CAD/CAM 技術(shù)為多軸多任務(wù)數(shù)控銑床的加工提供強(qiáng)有力的支持，可以大幅度提高加工效率。 7、刀具技術(shù)發(fā)展迅速，眾多刀具的設(shè)計(jì)涵蓋了整個(gè)加工過(guò)程，并且新型刀具能夠滿(mǎn)足平穩(wěn)加工以及抗振性能的要求。81.4 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)以 X62W 型臥式萬(wàn)能銑床為原型，是目前應(yīng)用最廣泛的一種升降臺(tái)式銑床。X62W型銑床是用圓柱銑刀、圓盤(pán)銑刀、角度銑刀、成型銑刀及端面銑刀來(lái)加工平面、成型面、各種形式的溝槽、螺旋槽及齒輪等。它適用于單件小批生產(chǎn)及成批生產(chǎn)中對(duì)中小型零件的加工。本機(jī)床具有轉(zhuǎn)速高、功率大、剛性好及操縱方便等特點(diǎn)。加工時(shí)，銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主體運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)相對(duì)刀具的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由于工作臺(tái)縱向絲桿有間隙調(diào)整裝置，故它既可順銑也可逆銑。機(jī)床的主要特點(diǎn)：1、工作臺(tái)沿床鞍移動(dòng)實(shí)現(xiàn)縱向運(yùn)動(dòng)；床鞍沿升降臺(tái)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)橫向運(yùn)動(dòng)；其垂向運(yùn)動(dòng)由升降臺(tái)沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)實(shí)現(xiàn)； 2、機(jī)床具有基礎(chǔ)鑄件鋼性好，能承受重負(fù)荷切削； 3、主軸傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)均采用18級(jí)齒輪變速，具有較寬的變速范圍和很寬的加工范圍。 4、機(jī)床電氣控制貫徹了國(guó)家GB5226.1-2002標(biāo)準(zhǔn)，提高了安全性和可靠性。5、機(jī)床通用性強(qiáng)、互換性好，可以配置分度頭、圓工作臺(tái)、鏜刀架、銑夾頭等附件，進(jìn)一步擴(kuò)大機(jī)床加工范圍； 6、容易磨損的部分都有消除間隙的調(diào)整裝置。保證機(jī)床的精度和工作平穩(wěn)；1.5 設(shè)計(jì)的主要參數(shù)本次設(shè)計(jì)的機(jī)床的主要技術(shù)規(guī)格如下：（1） 工作臺(tái)工作面積（寬 長(zhǎng)） 320 1250 mm（2） 工作臺(tái)最大行程（手動(dòng)/機(jī)動(dòng)）縱向 700680 mm橫向 255 240 mm9垂向 320 300 mm（3） 工作臺(tái)最大回轉(zhuǎn)角度 45 （4） 工作臺(tái) T 型槽 （寬度距離條數(shù)） 18 mm70 mm3 （5） 主軸孔錐度 7：24（6） 主軸軸心線(xiàn)至橫梁的距離 30 mm（7） 床身垂直導(dǎo)軌至工作臺(tái)中心的距離最大 470 mm最小 215 mm（8） 主軸轉(zhuǎn)速 18 級(jí) 301500 r min（9） 工作臺(tái)工作進(jìn)給量 18 級(jí)縱向、橫向 23.51500 mm min（10）主電動(dòng)機(jī)功率 7.5KW（11）進(jìn)給電動(dòng)機(jī)功率 1.5KW（12）最大載重量 500Kg（13）機(jī)床的工作精度 加工表面不平度 0.02/150 毫米加工表面不平行度 0.02/150 毫米加工表面不垂直度 0.02/150 毫米本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行討論，著重于機(jī)床工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)，對(duì)絲桿，螺母，軸承，齒輪等關(guān)鍵性零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)選擇和多次校核。其設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：緒論主要介紹了銑床的由來(lái)，銑床在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)，以及數(shù)控銑床未來(lái)發(fā)展情況；還有本課題設(shè)計(jì)的主要課題，工作內(nèi)容和主要參數(shù)。第二章介紹銑床縱向工作臺(tái)的總體設(shè)計(jì)。第三章是整個(gè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的最核心的部分。這里包括了對(duì)絲桿，螺母，軸承，錐齒輪的選擇，計(jì)算和校核。第四章主要介紹銑床縱向工作臺(tái)其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 10設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的結(jié)尾部分，列出了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果以及心得，并且完成了機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái) CAD 的繪圖工作，并對(duì)進(jìn)行檢查，以確定其結(jié)構(gòu)的合理性和對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。第二章 銑床縱向工作臺(tái)的總體設(shè)計(jì)2.1 工作臺(tái)和底座的結(jié)構(gòu)及調(diào)整X62W 型臥式萬(wàn)能銑床的主要部件有床身、主軸、懸梁、托架、縱向工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)盤(pán)、床鞍及升 降臺(tái)。床身內(nèi)裝有主體運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，升降臺(tái)內(nèi)裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。工作臺(tái)與回轉(zhuǎn)盤(pán)可以繞床鞍頂面上的圓型導(dǎo)軌中心轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)調(diào)整工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度。工作臺(tái)可沿回轉(zhuǎn)盤(pán)上的燕尾型導(dǎo)軌做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，床鞍沿升降臺(tái)頂面的矩形導(dǎo)軌作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，升降臺(tái)沿床身側(cè)導(dǎo)軌作垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑床工作時(shí)，夾具或工件固定在工作臺(tái)上，由工作臺(tái)帶動(dòng)夾具或工件實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。底 座是用來(lái)調(diào)整工作臺(tái)的搬轉(zhuǎn)方向和使工作臺(tái)得到橫向進(jìn)給的部件。圖為 X62W 型銑床工作臺(tái)及底座的結(jié)構(gòu)圖。工作臺(tái) 1 由縱向絲桿 2 帶動(dòng)，沿底座上部的回轉(zhuǎn)盤(pán) 3 頂面上的燕尾導(dǎo)軌作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。燕尾導(dǎo)軌的間隙由鑲條調(diào)整。工作臺(tái)頂面上有縱向“T”型槽，用來(lái)固定夾具或工件。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 8 經(jīng)偏心銷(xiāo)的作用，可以將床鞍溜板夾緊在升降臺(tái)上。工作臺(tái)隨回轉(zhuǎn)盤(pán) 3 一起可繞固定在溜板上的圓環(huán) 5 相對(duì)溜板做 的調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)45整后用 4 個(gè)頭部是錐體的螺釘 6 和穿在溜板頂面環(huán)形“T”形槽里的銷(xiāo)子 7，將回轉(zhuǎn)盤(pán)固定在溜板上。縱向絲桿 2 由錐齒輪 9 帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，與絲桿 2 配合的螺母 12，13 固定在轉(zhuǎn)盤(pán)的左軸承座內(nèi)，由絲桿移動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?？v向絲桿上有長(zhǎng)鍵槽，用滑11鍵與長(zhǎng)套筒 10 配合，長(zhǎng)套筒又以花鍵與牙嵌式離合器 M5 配合。圓錐齒輪 9 的轉(zhuǎn)動(dòng)，牙嵌式離合器、套筒傳給縱向絲桿。用操作手把經(jīng)撥叉 18 撥動(dòng)牙嵌式離合器，可接通或斷開(kāi)工作臺(tái)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?？v向絲桿支承在工作臺(tái)兩端的滑動(dòng)軸承上，兩端均裝有推力球軸承，承受縱向絲桿帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的軸向力。絲桿左端的空套手輪 14，用于手動(dòng)移動(dòng)工作臺(tái)。手動(dòng)工作臺(tái)時(shí)，將手輪向右推移，使其與固定在縱向絲桿上的牙嵌式離合器 15 結(jié)合，手輪方可帶縱向絲桿旋轉(zhuǎn)。松開(kāi)手輪時(shí)，由于彈簧的作用，手輪自動(dòng)與牙嵌式離合器脫開(kāi)，保證工作臺(tái)在機(jī)動(dòng)進(jìn)給或快速移動(dòng)時(shí)，手輪不轉(zhuǎn)，以免打傷操作工人?？v向絲桿的右端有帶鍵槽的軸頭，用來(lái)安裝配換掛輪，將縱向絲桿的運(yùn)動(dòng)傳給工作臺(tái)上的附件，如分度頭等。絲桿螺母機(jī)構(gòu)使用一定時(shí)間后，由于磨損要產(chǎn)生間隙。順銑時(shí)，水平切削分力與工作臺(tái)進(jìn)給方向相同，絲桿螺母機(jī)構(gòu)中存在間隙，會(huì)使工作臺(tái)產(chǎn)生跳動(dòng)或振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞刀具。為了消除間隙采用了雙螺母機(jī)構(gòu)，螺母 13 在回轉(zhuǎn)盤(pán)的軸承座中固定不動(dòng)，螺母 12 外緣銑有左旋齒，與蝸桿 11 嚙合，蝸桿 11 可帶動(dòng)螺母 12 轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)整時(shí)打開(kāi)回轉(zhuǎn)盤(pán)上的蓋板，擰松螺釘 17，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿 11，帶動(dòng)螺母 12 轉(zhuǎn)動(dòng)，由于兩螺母的端面緊靠著，結(jié)果使螺母 13 和 12 分別與絲桿兩側(cè)面靠緊，消除了絲桿與螺母間存在的間隙。 13 108AA145 214M52543 ?2512713A6圖 21 工作臺(tái)及其底座2.2 工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)圖 2-2 是工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)示意圖。工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)的作用是控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的壓合和離合器 M 的結(jié)合，從而獲縱得工作臺(tái)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。手柄 1 處于中間位置（如圖示位置） ，開(kāi)關(guān) 9,10 處于斷位，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)（即無(wú)動(dòng)力） ，并且離合器 M 處于脫離位置（彈簧 5 受壓） ，故此時(shí)縱向工縱作臺(tái)無(wú)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。圖 2-2 工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)示意圖1-手柄 2-靠板 3-柱銷(xiāo) 4-杠桿板 5-彈簧 6內(nèi)花鍵 137-縱向絲桿 8-軸 9，10-開(kāi)關(guān)手柄 1 向右扳時(shí)，手柄軸帶動(dòng)靠板 2 逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度?？堪?2 尾部壓合開(kāi)關(guān) 9，使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)靠板 2 不再頂住柱銷(xiāo) 3，于是軸 8 上的彈簧向左推動(dòng)，杠桿板 4 逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，離合器 M 隨之結(jié)合，則縱向絲桿縱7 被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并連動(dòng)工作臺(tái)一起向右移動(dòng)（即工作臺(tái)向右進(jìn)給） 。手柄 1 向左扳時(shí)，手柄軸帶動(dòng)靠板 2 順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度?？堪?2 尾部壓合開(kāi)關(guān) 10，使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)靠板 2 不再頂住柱銷(xiāo) 3，于是軸 8 上的彈簧向右推動(dòng)，杠桿板 4 順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，離合器 M 隨之結(jié)合，則縱向絲縱桿 7 被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并連動(dòng)工作臺(tái)一起向左移動(dòng)（即工作臺(tái)向左進(jìn)給） 。另外，工作臺(tái)橫向和垂向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)中，也有控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正，反轉(zhuǎn)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)。當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)之一處于壓合狀態(tài)時(shí)，工作臺(tái)即橫向或垂向做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；若開(kāi)關(guān) 9 或者 10 兩者之一被壓和，均使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的電路切斷，電機(jī)切斷，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)停止。反之，也是如此。所以工作臺(tái)橫向和垂向進(jìn)給與工作臺(tái)進(jìn)給是電器互鎖。14第三章 銑床縱向工作臺(tái)各部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核3.1 工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分析銑床縱向工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，此次電動(dòng)機(jī)的功率為1.5KW，轉(zhuǎn)速為 1410r/min,經(jīng)過(guò)傳動(dòng)比為 兩對(duì)齒輪的減速傳動(dòng)，使軸642以 1410 =320 r/min 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。再經(jīng)軸 和軸上的兩個(gè)三聯(lián)滑移642齒輪，分別與軸上的固定齒輪齒合，使軸有 33=9 種轉(zhuǎn)速。當(dāng)軸上的空套齒輪（Z=40）右移時(shí)，其右側(cè)齒狀離合器與離合器結(jié)合，將軸的 9 種轉(zhuǎn)速，經(jīng) 傳動(dòng)比為 1 的一對(duì)齒輪及離合器傳至軸，使軸獲得與軸相同的 9 種4較快的轉(zhuǎn)速。當(dāng)軸上的空套齒輪（Z=40）左移時(shí)（其右側(cè)離合器脫開(kāi)） ，與軸上的雙聯(lián)空套齒輪中 Z=18 的齒輪齒合，同時(shí)仍與軸上的 Z=40 的寬齒輪齒合。則軸上的 9 種傳速，經(jīng)傳動(dòng)比為 的三對(duì)齒輪傳動(dòng)，再經(jīng)離合401853器傳至，其中因有兩次減速 使軸又獲得 9 種較慢的轉(zhuǎn)速。因此軸401共有 9+9=18 種轉(zhuǎn)速。在經(jīng)過(guò)傳動(dòng)比為 的一對(duì)齒輪傳至軸，最后經(jīng)過(guò)若干32齒輪、軸和離合器縱、橫和垂分別傳給縱向、橫向和垂向的絲杠，使工作臺(tái)獲得三個(gè)方向 18 種工作進(jìn)給量。電機(jī)傳動(dòng)到絲桿則經(jīng)過(guò)了十對(duì)齒輪的傳動(dòng)，則設(shè)經(jīng)過(guò)每對(duì)齒輪的傳動(dòng)效率=0.99 而經(jīng)過(guò)每對(duì)齒輪的傳動(dòng)比分別為:1i1=26/44；i 2=24/64；i 3=18/36；i 4=18/40；i 5=13/45；i 6=40/40；i 7=28/35；i8=18/33；i 9=33/37；i 10=37/33?？v向絲桿的最大進(jìn)給量絲/18068371528403186410max S縱向絲桿的最小進(jìn)給量15絲/18068 3718524018534624min S由此可知：（3-1）r/min 3.92IN絲（3-2）1.45085P則可計(jì)算處絲杠的扭矩為：（3-3）6627.31.9T絲絲N查0（高約束） ，見(jiàn)7細(xì)節(jié)。本文件的目的是展示如何在 T-脅迫對(duì)裂紋擴(kuò)展的方向和因此混合模式下的負(fù)載條件下裂紋的路徑。在同一時(shí)間內(nèi)，限制影響對(duì)疲勞裂紋在混合模式的條件下繁殖速度進(jìn)行了討論?；炯僭O(shè)該文件是小屈服條件（對(duì)應(yīng)于高周疲勞條件下） ，對(duì)應(yīng)的二維平面應(yīng)變近似條件根據(jù) ASTM 標(biāo)準(zhǔn) E467。2 理論背景2.1 對(duì)裂紋擴(kuò)展方向一個(gè)疲勞裂紋擴(kuò)展，通常用數(shù)字的離散遞增的數(shù)字模擬步驟。在每個(gè)裂紋長(zhǎng)度的增加相應(yīng)的裂紋擴(kuò)展方向，必須零假設(shè)計(jì)算。因此，估計(jì)在零假設(shè)是非常重要的。不同的裂紋擴(kuò)展準(zhǔn)則在混合模式加載方向已經(jīng)提出在文獻(xiàn)中，例如見(jiàn)8。在本文件一兩參數(shù)的最大拉伸應(yīng)力修改（MTS）的標(biāo)準(zhǔn)是用于確定零假設(shè)值。多邊貿(mào)易體制的標(biāo)準(zhǔn)是由上海實(shí)業(yè)推出埃爾多安和1,9,10，是使用最廣泛的理論之一混合模式 I 和 II 裂紋增長(zhǎng)。它指出，裂紋傳播的方向?yàn)槠淝芯€(xiàn)應(yīng)力最大。它是一個(gè)本地方法，因?yàn)閷?duì)裂紋擴(kuò)展的方向是確定的直接在一個(gè)半徑為 r 的小圈子局部應(yīng)力場(chǎng)集中在裂紋尖端。對(duì)傳播的方向角通過(guò)求解裂紋計(jì)算公式如下：( 3 ) ;-2/sinK0)1sin3(sin 0I001 withKI其中和是為初始裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子對(duì)應(yīng)的模式，我和 II 型載入中，分別與h0 為預(yù)測(cè)的方向角。多邊貿(mào)易體制的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)修改考慮到第二屆的存在在威廉姆斯的應(yīng)力33場(chǎng)擴(kuò)建，見(jiàn)式。 （1） ，并具有以下形式（如見(jiàn)詳細(xì)信息11）：( 3 ) 02cossin316)cos3(sin 0000 rTKII 這里 T 是在 T-應(yīng)力對(duì)應(yīng)的值。裂紋擴(kuò)展方向的現(xiàn)在可以表示為格式如下：( 5 ) dTI,/0其中 d 是一個(gè)額外的長(zhǎng)度占規(guī)模斷裂過(guò)程區(qū)的大小，例如見(jiàn)由金正日的文章等 12?；?Eq（4）可發(fā)現(xiàn)，負(fù)向 T-應(yīng)力降低了裂紋萌生角零假設(shè)，但陽(yáng)性 T-應(yīng)力增大的角度假設(shè)。2.2 疲勞裂紋擴(kuò)展速率在混合模式條件下的疲勞裂紋擴(kuò)展率通常取決于價(jià)值改良巴黎埃爾多安混合模式疲勞裂紋擴(kuò)展速率估計(jì)法通常用于（例如參見(jiàn)由亨恩等工作。13） 。該方法的缺點(diǎn)是事實(shí)，相應(yīng)的材料常數(shù)不知道在大多數(shù)情況下。越來(lái)越多的自然彎曲裂縫通常是輕微的。在按 Knesl14,15，疲勞裂紋紙稍微改變混合模式下繁殖的條件進(jìn)行了研究，得出的結(jié)論是在條件，裝載剪切模式影響的路徑，因此裂紋的應(yīng)力值強(qiáng)度因子但估計(jì)的疲勞裂紋擴(kuò)展速率，巴黎的標(biāo)準(zhǔn)版本埃爾多安法律為正常模式加載，da / dN 的= C 米，都可以使用。為了評(píng)估約束水平的變化對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展速率的影響，修改后的期雙參數(shù)斷裂力學(xué)巴黎埃爾多安法律的形式被引入16。這使得可能占了約束的形式對(duì)疲勞擴(kuò)展速率的影響：( 6 ) ,/0mIaKTCdN其中 C 和 M 是相應(yīng)的物質(zhì)條件為 T=0，為獲得常數(shù)循環(huán)屈服應(yīng)力。在 T-式中應(yīng)力值。 （六）代表相應(yīng)的約束水平給定的幾何形狀和標(biāo)本( 7 )302000 6.3.1/ TTT的逼近式。 （七）持有的-0.6T/0.4。方程的基礎(chǔ)上的理論分析的結(jié)果。（6）及（7）對(duì)應(yīng)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，詳見(jiàn)16,17。3 實(shí)驗(yàn) -裂紋接近一個(gè)洞34本節(jié)描述了一個(gè)測(cè)試程序的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所使用的建模技術(shù)提出了預(yù)測(cè)混合模式下的彎曲裂縫第一和第二加載疲勞問(wèn)題。為此，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了兩個(gè)孔（見(jiàn)中心裂紋板拉伸試樣（建）圖。1）. 裂紋路徑，光學(xué)測(cè)量與分辨率 0.1 毫米。所用的材料（中碳鋼）具有以下參數(shù)：楊鈥檚模量，E= 2.1 MPa 和路鈥檚泊松比，v=0.3。該在巴黎埃爾多安地區(qū)中常數(shù)為 C =2.49 和 m= 2.97。對(duì)于模式的臨界值發(fā)現(xiàn)是=6.0 MPa 和循環(huán)屈服應(yīng)力= 202MPa。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行負(fù)載（負(fù)載幅度保持不變）控制的條件。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得出裂紋路徑圖 2 所示。 請(qǐng)注意，所有沿裂縫長(zhǎng)度一裂紋路徑量測(cè)?？梢钥闯鲈谠摱锤浇钠诹鸭y路徑是彎曲的作為加載剪切模式的后果造成漏洞。在所有情況下（即繁殖率和裂紋尖端位置）的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)被作為測(cè)量?jī)蓚?cè)（正面和背面）和四個(gè)裂縫長(zhǎng)度平均值估計(jì)試樣，以確保打擊對(duì)稱(chēng)性要求得到滿(mǎn)足，看到標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法 E 647。對(duì)于關(guān)于三個(gè)標(biāo)本的測(cè)量值最終結(jié)果進(jìn)行研究。圖 1。中心有兩個(gè)洞破獲張力（CCT）的標(biāo)本。35圖 2。裂紋路徑與孔建標(biāo)本。三角點(diǎn)對(duì)應(yīng)于實(shí)驗(yàn)獲得裂紋路徑，全行擁有一個(gè)參數(shù)和兩個(gè)參數(shù)斷裂力學(xué)的虛線(xiàn)。圖 3。應(yīng)力強(qiáng)度因子（全行）和 T -應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)建，無(wú)孔（參考裂紋）標(biāo)本（虛線(xiàn)） 。4 數(shù)值模擬和結(jié)果應(yīng)力強(qiáng)度因子 T -應(yīng)力值的計(jì)算是采用商業(yè)有限元（遠(yuǎn)東）軟件 ANSYS（分別見(jiàn) Knesl18和 Seitl19） 。首先，應(yīng)力強(qiáng)度因子值和標(biāo)準(zhǔn)建，無(wú)孔樣品的 T -應(yīng)力（即參考裂紋）進(jìn)行了計(jì)算- 見(jiàn)圖 3。有很好的對(duì)應(yīng)的值從文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)，例如見(jiàn)20然后對(duì)修改后的 CCT 的標(biāo)本的值，和 T 有孔和參考裂縫估計(jì)，見(jiàn)圖 4 和 5。此外，在有孔的試樣裂紋路徑進(jìn)行了數(shù)值模擬。為了達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值模36擬過(guò)程相似，11,21使用的是使用：（一）該拿下的有限元模型具有指定在試樣中心初步解決了裂紋試樣，以獲取初始和 T -應(yīng)力;（二）相應(yīng)的裂紋擴(kuò)展方向計(jì)算; （三）破解遞增在由（?。┲付ú介L(zhǎng)的方向;（四）在此之后，該模型被重新網(wǎng)狀到帳戶(hù)為新的裂紋尺寸;及（五）的過(guò)程是反復(fù)進(jìn)行，直至所需的最終達(dá)成了裂紋尺寸。在（二）中裂紋擴(kuò)展方向的計(jì)算方程的手段。 （3） ，沒(méi)有的 T-應(yīng)力（標(biāo)準(zhǔn)的影響方法） ，或通過(guò)式的手段。 （4）采取的 T-考慮到應(yīng)力（雙參數(shù)法） 。結(jié)果二破解路徑顯示了 T -對(duì)裂紋應(yīng)力路徑的影響獲得。見(jiàn)圖 2。曲值和 T -應(yīng)力的模擬裂紋路徑圖所示 6 和 7。該值在曲裂紋路徑接近于零和疲勞裂紋擴(kuò)展速率由值控制和 T.所產(chǎn)生的疲勞裂紋擴(kuò)展率（均通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值確定仿真）載于圖 8。圖 4。同為參考裂紋孔建標(biāo)本的 K -校正曲線(xiàn)。全行對(duì)應(yīng)值和虛線(xiàn)至值。37圖 5。為與參考裂紋計(jì)算孔建標(biāo)本的 T-應(yīng)力值。圖 6。同為數(shù)值模擬裂紋路徑孔建標(biāo)本的 K -校正曲線(xiàn)。全行對(duì)應(yīng)實(shí)線(xiàn)值和虛線(xiàn)至值。圖 7。為與數(shù)值模擬的裂紋路徑計(jì)算孔建標(biāo)本的 T-應(yīng)力值。38圖 8。裂紋擴(kuò)展方向估計(jì)在零假設(shè)式的手段。 （4）作為比例為 T= 100，0 和 100 MPa 的功能。5 討論一個(gè)裂紋擴(kuò)展路徑建模是在估計(jì)的工程疲勞壽命至關(guān)重要結(jié)構(gòu)。在文件中的疲勞裂紋路徑的影響約束下混合模式 I 和，裝載條件進(jìn)行了研究和實(shí)驗(yàn)和理論上。為此，該組試件兩孔，見(jiàn)圖 1，進(jìn)行了審議。由于樣本中存在的漏洞，疲勞裂紋的在傳播中的身體混合模式下發(fā)起第一和第二條件和相應(yīng)的疲勞裂紋路徑是彎曲的。本文的目的是評(píng)估對(duì)疲勞裂紋的約束的影響路徑和相應(yīng)的疲勞裂紋擴(kuò)展速率。首先，標(biāo)準(zhǔn)色溫標(biāo)本（即樣本無(wú)孔）被認(rèn)為是和（a）和T（a）值計(jì)算。結(jié)果列于圖 3 并注明該限制的損失（由負(fù)向 T-應(yīng)力值量化） 。以下的思路兩參數(shù)約束的斷裂力學(xué)，約束較低水平（T 為負(fù)）表示（為相同的值）較高的疲勞裂紋擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)相比，與利率高約束水平（T 為正） ，見(jiàn)16。在建的有孔的試樣，控制變量的情況對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展速率的路徑和應(yīng)力強(qiáng)度因子，和相應(yīng)的價(jià)值 T 型的壓力。首先，裂紋路徑試驗(yàn)確定的，看圖 2 全線(xiàn)可以看出，裂紋路徑受影響的孔存在裂紋長(zhǎng)度幾乎只有一個(gè) a 4 毫米，其中值 0。那么相應(yīng)的疲勞裂紋進(jìn)行了數(shù)值模擬。在斷裂力學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，即案件沒(méi)有約束的影響，方程的審議。 （3）用于估算裂紋擴(kuò)展方向角零假設(shè)。在這種情況下，裂紋擴(kuò)展的方向，給出相應(yīng)的比例由/。隨著評(píng)估該路徑上的裂縫意圖約束水平的影響，數(shù)值模擬反復(fù)，但估計(jì)式裂紋擴(kuò)展方向。 （4） ，是應(yīng)用。在這種情況下，裂紋擴(kuò)展方向取決于比例/和 T-應(yīng)力對(duì)應(yīng)的值。期間，在每個(gè)模擬裂紋增量的，值和 T -應(yīng)力和有相應(yīng)39的價(jià)值來(lái)計(jì)算的。該結(jié)果顯示在圖 6 和 7。這種依賴(lài)取 （/，T，d）繼從方程。（4）所示圖 8。它從以上結(jié)果為配置研究了疲勞的 T -應(yīng)力的影響裂紋擴(kuò)展路徑是非常小的。零假設(shè)值之間的最大差異取得及格。 （3）和（4）約幾度。因此，對(duì)于有孔建標(biāo)本是研究的影響對(duì)裂紋路徑約束可以忽略不計(jì)。這是記錄在圖 2，其中兩個(gè)模擬的結(jié)果（帶或不使用 T-應(yīng)力）實(shí)際上是相同的。由于孔相比，新的應(yīng)力強(qiáng)度因子下降值與標(biāo)準(zhǔn)的存在 CCT 的標(biāo)本;見(jiàn)圖 3，4 和 6。孔的存在也改變了約束水平。該 T 值標(biāo)準(zhǔn)樣品的 CCT 是否定并注明約束損失，見(jiàn)圖 3。在案件與孔建標(biāo)本約束的損失不那么高，見(jiàn)圖 5（參考曲線(xiàn)），以及圖 7（模擬裂紋路徑） 。該限制水平的提高導(dǎo)致了普遍的下降疲勞裂紋擴(kuò)展速率17。這表現(xiàn)在圖 9，那里的疲勞的計(jì)算值裂紋擴(kuò)展速率基于一個(gè)和兩個(gè)參數(shù)斷裂力學(xué)的方法介紹。該疲勞的裂紋擴(kuò)展速率實(shí)驗(yàn)測(cè)定值吻合與兩參數(shù)方法，見(jiàn)圖 9。圖 9。疲勞裂紋擴(kuò)展速率計(jì)算有孔建標(biāo)本，一個(gè)參數(shù)（全系列） ，兩個(gè)參數(shù)（虛線(xiàn)）斷裂力學(xué)和實(shí)驗(yàn)測(cè)定值（點(diǎn)）進(jìn)行了比較。6。結(jié)論雙參數(shù)約束下采用基于斷裂力學(xué)評(píng)估約束的影響對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展行為。兩方面的疲勞裂紋擴(kuò)展，即疲勞裂紋傳播方向和疲勞裂紋擴(kuò)展速率，進(jìn)行了分析。一般在混合模式條件下，疲勞裂紋擴(kuò)展速率路徑和相應(yīng)的是受約束水平。該洞附近的疲勞裂紋的試樣拉伸建有洞的行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和取得的成果是與相應(yīng)的數(shù)值模擬比較。疲勞裂紋路徑進(jìn)行了預(yù)測(cè)使用改進(jìn)的最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則。結(jié)果如下獲得：40在拉伸試樣中的疲勞裂紋擴(kuò)展有兩個(gè)孔的影響本案對(duì)疲勞裂紋路徑的約束是不顯著。這兩種模擬裂紋路徑（有，無(wú) T 應(yīng)力）實(shí)際上是相同的，對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定曲線(xiàn)很好。約束水平影響的疲勞裂紋擴(kuò)展速率。對(duì)于存在的配置研究這些漏洞導(dǎo)致約束值增加，有助于減少疲勞裂紋擴(kuò)展速率。對(duì)于在自然生長(zhǎng)的裂紋裂縫曲率輕微的疲勞裂紋擴(kuò)展速率可以通過(guò)使用巴黎埃爾多安相對(duì)應(yīng)的法律只加載正常負(fù)荷計(jì)算，但 T 相應(yīng)的值必須為彎曲的裂紋路徑計(jì)算。由此產(chǎn)生的疲勞機(jī)架擴(kuò)展速率是受約束的水平，并估計(jì)它及格（6）及（7）必須應(yīng)用。41致謝這項(xiàng)調(diào)查報(bào)告是由本文第 101/04/P001 補(bǔ)助，補(bǔ)助金的機(jī)構(gòu)支持捷克共和國(guó)的制度研究計(jì)劃的 AV OZ 204 105 07。參考文獻(xiàn)1 Sih GS. A special theory of crack propagation. Mechanics of fracture, vol. I. Leiden: Noordhoff; 1972.2 Sih GC, Macdonald B. Fracture mechanics applied to engineering problem-strain energy density fracture criterion. Engng DraftMech 1974:36186.3 Wu CH. Fracture under combined loads by maximum energy release rate criterion. J Appl Mech 1978;45:5538.4 Sladek J, Sladek V, Fedelinski P. Contour integrals for mixed-mode crack analysis: effect of nonsingular terms. Theo Appl FractMech 1999;27:11527.5 Williams JG, Ewing PD. Fracture under complex stress the angled crack problem. Int J Fract 1972:41641.6 Leevers PS, Radon JC. Inherent stress biaxiality in various fracture specimen geometries. Int J Fract 1982;19:31125.7 Pook LP. Linear elastic fracture mechanics for engineers: theory and applications. WIT Press; 2000.8 Qian J, Fatemi A. Mixed mode fatigue crack growth: a literature survey. Engng Fract Mech 1996;55(6):96990.9 Anderson TL. Fracture mechanics: fundamentals and applications. Boca Raton: CRC Press LLC; 1995.10 Broek D. Elementary engineering fracture mechanics. Nordhoff International Publishing; 1974.11 Bouchard PO, Bay F, Chastel Y. Numerical modeling of crack propagating automatic remeshing and comparison of differentcriteria. Comput Methods Appl Mech Engng 2003;192:3887908.4212 Kim JH, Paulino GH. T-stress, mixed-mode stress intensity factors, and crack initiation angles in functionally graded materials: aunified approach using the interaction integral method. Comput Methods Appl Mech Engng 2003:146394.13 Hen