基于SolidWorks仿真设计的镗床单杆多刃刀具_谢溪凌
基于SolidWorks的组合镗刀三维建模设计
第１期２０１０年１月机械设计与制造ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ４９文章编号：１００１～３９９７（２０１０）０１－４）０４９—０２基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的组合镗刀三维建模设计王宏韦继种席霞（兰州理工大学材料科学与工程学院，兰州７３００５０）Ａ３ＤｍｏｄｅｌｄｅｓｉｇｎｅｄａｂｏｕｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｏｒｉｎｇｔｏｏｌｂａｓｅｏｎＳｏｌｉｄｗｏｒｋｓＷＡＮＧＨｏｎｇ，ＷＥＩＪｉ－ｃｈｏｎｇ，ＸＩＸｉａ（ｓｃｈｏｏｌｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）【摘要】为加工某型工件内部一组外孔小、内孔大的同轴孔，设计了专用的组合镗刀，并描述了它的加工工艺过程。
然后在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ平台上设计出该专用组合镗刀的三维模型，并利用了ｓｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的有限元分析插件ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ对专用组合镗刀的三维模型进行静力分析和频率分析。
分析结果验证了该设计的合理性和可行巨，并为正确选择刀具及切削用量提供了参考。
关键词：组合镗刀；ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ；ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ；有限元分析【Ａｂｓｔｒａｃｔ】／ｎｏｒｄｅｒｔＯｍａｃｈｉｎｉｎｇａｇｒｏｕｐｏｆｃｏａｘｉａｌｂｏｒｅｗｈｉｃｈｈａｓｂｉｇｇｅｒｅｘｔｅｒｎａｌｂｏｒｅａｎｄｌｅｓｓｅｒｉｎｔｅｒｎａｌｂｏｒｅｉｎｓｉｄｅａｔｙｐｅｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅ，ｗｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｓｐｅｃｉａｌｌｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｏｒｉｎｇｔｏｏｌａｎｄｄｅｓｃｒｉｂｅｈｏｗｉｔｗｏｒｋｓ．Ｔｈｅｎｗｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅ３ＤｍｏｄｅｌｏｆｓｐｅｃｉａｌｌｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｏｒｉｎｇｔｏｏｌｂａｓｅＯｎＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ．Ａｎｄ倪孵ｕｓｅｄＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓｔｈａｔａｐｌｕｇ－ｉｎｏｆＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓｗｈｉｃｈ口ｓｏｊ危ｗａｒｅｏｆＦＥＡｔＯｍａｋｅｄｓｔａｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｔｈｉｓ３ＤｍｏｄｅｌＳｏ，ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｅｓｖａｌｉｄａｔｅｄｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙａｎｄｆｅｏ岱ｉｂｉｌｉｔｒｏｆｔｈｉｓｐｒｏｊｅｃｔ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｄｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｃｈｏｏｓｅｃｕｔｔｅｒａｎｄｇ删渺ｏｆｃｕｔｔｉｎｇＣｏ？Ｔｅｃｔｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｏｒｉｎｇｔ∞ｌ；ｓｏｌｉｄＷｏｒｋｓ；ＣｏＳＭＯＳＷｏｒｌ【ｓ；ＦＥＡ（Ｆ蛐ｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓ）中图分类号：ＴＨｌ２。
镗床和插床刀杆的改进及仿真设计
改 制 后 见 图 ２所 示 。
２ 单杆 双 刃镗 床 及插床 刀 杆组 件的 制作
单杆双刃镗床及插床刀杆组件制作 很简单 ，在原
镗床及插 床刀 杆方槽 上方 １ ０～２ ｍ平行 处再 开一 ０ｍ 方槽 ，方槽 大小和原方槽 大小相 同。开方槽 之前 ，先
床是 用刀杆 装夹刀体 （ 刀头 ）进 行切 削加 工 。刀 体
１ 普通 镗床及 插床 刀杆 组 件缺点
在 普通 的镗床 镗孔及插床插槽 上装 夹刀具 的方法
是 ：把 “ 白钢 刀”刀体 （ 刀头 ）放在 刀杆 的方槽 中 ，
（ 刀头 ） 材 料 常 为 高 速 工 具 钢 ，简 称 高 速 钢 ，此 “ 高速 ”仅 为 历 史 命 名 ，也 俗 称 ： “ 钢 ” “ 锋 、 风 钢 ” 白钢 ”等 。 由于高 速工具钢 十分锋 利 ，作 为 、“ 刀具使用 ，故也把 它 叫 “ 钢 ” 锋 。因 为它 可 以在 空
镗 床 和 插床 刀 杆 的改 进 及 仿真 设 计
由恒 源 ，郑 卫 刚 （．武 汉理 工 大学能 源与 动力 工程 学 院 ，湖 北武 汉 ４ ０６ ； １ ３０３ ２ 汉理 工 大 学工程训 练 中心 ，湖北 武 汉 ４０ ６ ） ．武 ３ ０３
摘要 ：实 际机械加工 中 ，镗床和插床存在着加 工效 率低 等一系列 问题 。对 镗床和插床 刀具进行改进 ，将原来 的单杆单 刃刀具改 为单杆双 刃刀具 ，明显提高 了加 工效 率。并利 用 Ｓｌ Ｗｏｋ 三维 建模软件 ，将 镗床单杆 单刃刀具改 为单杆三 刃和 ｏｉ ｒｓ ｄ 单杆 四刃 刀具 。该设计 能够显著 提高 镗床 工作 效率的。 关键词 ：单杆单刃刀具 ；单杆双 刃刀具 ；单杆 三刃 刀具 ；单杆 四刃刀具 ；Ｓ ｌ Ｗｏｋ 仿 真 ｏ ｄ ｒｓ ｉ
多刃镗刀[实用新型专利]
![多刃镗刀[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/30404e03551810a6f4248632.png)
专利名称：多刃镗刀
专利类型：实用新型专利
发明人：郭锋,郭先军
申请号：CN200920305837.1申请日：20090708
公开号：CN201427191Y
公开日：
20100324
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种孔加工刀具，尤其是一种加工大型孔的多刃镗刀。
针对现有的不足，本实用新型提供了一种背吃刀量大、加工效率高的多刃镗刀，包括刀杆(6)及至少两个刀头，刀头包括延伸至刀尖的切削刃，刀头轴向投影沿刀杆(6)周向均布，由刀杆(6)端面(63)起沿镗刀回转轴线，所述刀头的刀尖与端面(63)的轴向间距依次增加，所述刀头的切削刃径向悬伸量依次增加。
加工时，通过多个刀头在一次进给完成分层切削，总的背吃刀量成倍增加，大大提高了加工效率，适用于内孔加工。
申请人：攀枝花新钢钒股份有限公司
地址：617067 四川省攀枝花市东区向阳村新钢钒技质部
国籍：CN
代理机构：成都虹桥专利事务所
代理人：杨冬
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基于Solidworks的铣刀头模拟仿真(全套资料)
目录1绪论 (1)2 模拟仿真概述 (1)2.1模拟仿真的概念 (1)2.2模拟仿真的产生和发展 (2)2.3国内仿真技术的研究热点和成果 (3)3 铣刀头 (4)3.1铣刀头的定义 (4)3.2铣刀头的表达 (5)4 SOLIDWORKS概述 (5)5 基于SOLIDWORKS的机构仿真及动画 (5)5.1基于SOLIDWORKS的铣刀头三维实体建模的基本过程 (6)5.2零件三维实体建模过程的基本步骤 (6)5.3铣刀头的三维实体建模的过程 (6)5.3.1 底座零件三维实体造型 (6)5.3.2 主轴零件三维实体造型 (8)5.3.3 带轮零件三维实体造型 (9)5.3.4 圆锥滚子轴承三维实体造型 (10)5.3.5相关零件三维实体造型 (11)5.4铣刀头装配体的装配方法 (12)5.5铣刀头爆炸视图的制作过程 (15)5.6铣刀头三维动画的制作过程 (16)6 结束语 (17)致谢 (17)参考文献 (18)1绪论我国的仿真技术发展迅速，自20世纪50年代开始，在运动体自动控制领域首先采用仿真技术，面向方程建模和采用模拟计算机的数学仿真获得较普遍的应用，同时采用由自行研制的三轴模拟转台等参与的半实物仿真试验已经开始应用于飞机、导弹的工程型号研制中。
60年代末，在开展连续系统仿真的同时，已经开始对离散事件系统（如交通管理、企业管理）的仿真进行研究。
70年代，我国训练仿真器获得迅速发展，我国自行设计的飞行仿真器、舰艇仿真器、火电机组培训仿真系统、化工过程培训仿真系统、机车培训仿真器、坦克仿真器、汽车仿真器等相继研制成功，形成了一定的市场，在操作人员培训中起了很大的作用。
80年代，我国建设了一批水平高、规模大的半实物仿真系统，如鱼雷半实物仿真系统、射频制导导弹半实物仿真系统、红外制导导弹半实物仿真系统、歼击机半实物仿真系统等，这些半实物仿真系统在型号研制中发挥了重大作用。
90年代，我国开始对分布式交互仿真、虚拟现实等先进技术及其应用进行研究，开展了大规模复杂系统仿真，由单个平台的性能仿真发展为多平台在作战环境下的对抗仿真。
基于SolidWorks的刀式折页机运动仿真
0引言 目前，机器产品的设计通常是先出设计方案，经过比
较后选择最适合的方案再进行结构设计。而在产品设计 过程中，实际发生的问题很多，例如，复杂零部件建模可 能不会顺利生成；设计后进行装配体装配仿真时经常发 现零部件尺寸设计不准确等，出现这些问题往往使装配 难度变大，并且会浪费更多的时间进行再设计；对于设计 和再设计的产品，利用SolidWorks等设计分析软件，在虚 拟环境下对设计的装备产品进行机构运动仿真，分析装 配体的运动干涉、机构功能等，有效缩短了产品开发、制 造周期，降低了产品成本。本文在分析折页机工作原理的 基础上，利用SolidWorks软件，设计了具有曲柄滑块-带传 送系统-齿轮传动系统的刀式折页机数字模型，并对折页 机进行了机构运动仿真，仿真结果显示：设计的具有组合 机构的折页机可以进行往复直线移动，实现折页功能，大 大提高了折页机的研发效率。 1 折页机工作原理 1.1 SolidWorks简介
折页机是印后装订的重要设
备，其主要功能是将大幅面的印张
连杆1
按所需的不同规格折叠成帖，主要
包括刀式折页机、栅栏式折页机及 连杆2 栅刀混合式折页机等3种类型[3-4]。折
滑块
页机的结构主要由纸张分离系统、
送纸系统、折页系统、机架、传动系 折刀
102600；2.漳州理工职业学院，福建 漳州 363000)
摘 要：介绍了往复移动刀式折页机的工作原理，研究采用SolidWorks及其Motion模块对具有曲柄滑块-带传送系统-齿 轮传动系统的组合机构的折页机进行机构分析和运动仿真，实现了折页机装配体的运动部件干涉检验和折页功能视觉传 达，为组合机构产品设计提供了一种高效、直观的仿真手段，提高了复杂产品的分析设计能力。
1a
1a,1b,1c
基于Solid Edge的链轮滚刀加工刀具刃形的精确设计与加工
基于Solid Edge的链轮滚刀加工刀具刃形的精确设计与加工周荣安
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】2002(36)1
【摘要】根据链轮滚刀的法向齿形和与链轮共轭的齿条齿形相同的原理 ,利用SolidEdge三维实体造型技术将链轮滚刀的法向齿形直接转换为轴向齿形 ;根据链轮滚刀加工刀具的结构特征及线切割加工方式 ,提出了精确设计和制造滚刀加工刀具刀刃廓形的新方法。
【总页数】3页(P37-39)
【关键词】链轮滚刀;刀刃形状;三维实体造型;SolidEdge;CAD
【作者】周荣安
【作者单位】南华大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG721;TP391.72
【相关文献】
1.基于SolidWorks的花键滚刀铲刀廓形设计与加工 [J], 李必文;王勤思
2.基于SolidWorks的链轮滚刀精铲刀的设计与加工 [J], 王勤思;李必文;赵海燕
3.摆线齿插齿加工刀具刃形设计 [J], 张静双;李辉
4.利用螺旋角仿形加工装置在工具磨床上刃磨齿轮滚刀 [J], 王友林;姜英
5.链轮滚刀精铲刀廓形的精确设计与公式表达 [J], 陈艾华;李必文
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基于solidworks的ca6140机床后托架加工工艺及镗孔夹具设计
基于solidworks的ca6140机床后托架加工工艺及镗孔夹具设计基于solidworks的ca6140机床后托架加工工艺及镗孔夹具设计基于solidworks的CA6140后托架镗孔夹具设计第29页共28页基于solidworks的CA6140机床后托架加工工艺及镗孔夹具设计作者：xxx 指导老师：xxx xxxx大学工学院11机制x班合肥230036 下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学习交流，不可用于商业活动。
另外：有需要电子档的同学可以加我2353118036，我保留着毕设的全套资料，旨在互相帮助，共同进步，建设社会主义和谐社会。
摘要：机床夹具是机械制造业中不可或缺的重要工艺装备，可以保证机械加工质量、提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、实现生产自动化，使用专用夹具还可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多用，所以，机床夹具在机械加工中发挥着重要的作用，大量专用机床夹具的采用为大批量生产提供了必要的条件。
本文对CA6140机床后托架进行了结构和工艺分析，制定了工件的制造工艺方案和机械加工工艺规程。
确定了工艺工程中各工序的所需的工步，加工该工序的机床及刀具及量具，还有该工序的切削用量和时间定额。
并基于solidworks设计了侧面三孔的专用镗孔夹具，绘制出CA6140机床后托架镗孔专用夹具三维装配图。
关键词：后托架机床夹具加工工艺定位基准solidworks 1 引言1.1 机械加工工艺的现状与发展从国内外机械制造工艺的技术水平来看发展较迅速，出现了很多新型的加工工艺技术。
如制造自动化：(1)在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动；代替或辅助人的脑力劳动；制造系统中人机及整个系统的协调、管理、控制和优化。
(2)在功能方面，制造自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是制造自动化功能目标体系的一部分。
制造自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。
基于SolidWorks环境的可转位车刀快速参数化建模技术研究
基于SolidWorks环境的可转位车刀快速参数化建模技术研究谭昕;徐林红;邓安艺【摘要】在可转位车刀的三维参数化建模过程中，车刀刀槽的三维设计通常是在SolidWorks环境下通过反复、烦琐的拉伸切除命令实现，其效率低、容错能力差。
通过对可转位车刀刀槽几何角度、刀片几何角度与车刀角度之间转换关系的推导和分析，并根据刀具头部形式的结构特点进行分类，在此基础上．在SolidWorks环境下运用VisualBasic二次开发工具开发了可转位车刀的参数化建模软件包，通过刀尖点定位，利用布尔实体运算快速实现刀槽的三维建模；通过交互界面的参数输入可实现可转位车刀的快速装配与仿真。
%In general 3D modeling methods of indexable turning tools, the parameterized models are created by repeatedly using extrude and cut instructions in the software SolidWorks. Introduces a rapid method for parameterized modeling of indexable turning tools. Firstly, the rela- tions of geometry angles between grooves and cutter bars are seriously deducted. Then the cutters are classified according to their heads. Finally, a package of computer programs is developed by Visual Basic programming in SolidWorks. The special package of computer programs can realize the functions of rapidly assembling and parameterized simulation.【期刊名称】《江汉大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(040)003【总页数】4页(P69-72)【关键词】可转位车刀;参数化设计;二次开发【作者】谭昕;徐林红;邓安艺【作者单位】江汉大学机电与建筑工程学院,湖北武汉430056;中国地质大学机械与电子信息学院,湖北武汉430074;中国地质大学机械与电子信息学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TG6591.1 可转位车刀的角度组成由可转位车刀的结构特点，其几何角度是由刀片的几何角度和刀杆槽的几何角度共同组合而成。
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机械制造51卷第582期
2013／2
收稿日期：2012年9月
在现代刀具的制造和使用领域，“效率优先”已经代替了传统的“性能价格比”老概念。
近年来生产资料价格的不断升高，迫使制造企业需要通过减少加工成本来保证经济收益。
普通镗床是用刀杆装夹刀体进行切削加工的,刀体常用材料为高速工具钢和硬质合金。
高速钢是综合性能较好、应用范围最广泛的一种刀具材料，俗称白钢、锋钢、风钢等，它具有较好的强度、冲击韧度、工艺性能，可以制造刃形复杂的刀具，如钻头、丝锥、成形刀具、拉刀和齿轮刀具等，可以加工碳钢、合金钢、有色金属和铸铁等多种材料。
硬质合金的特点是硬度高、耐磨性好，且在800~1000℃的高温下仍能保持良好的热硬性。
镗床的刀具常用该两种材料作为刀体，一般都是单杆单刃，有些也有单杆双刃，使用加工效率低，为此，笔者将其改成单杆三刃、单杆四刃刀具，极大地提高了加工效率。
1普通镗床刀杆组件的缺点
在普通镗床上装夹刀具的方法是：把刀体放在刀
杆的方槽中，用螺栓锁紧刀体，通过松紧螺栓、移动刀体来控制加工余量，并实现工件的粗加工、半精加工及精加工。
但每次换刀要松紧螺栓及移动刀体，非常麻烦和费时，特别是批量加工，效率更低。
当然，在大批量加工时，可用拉床拉刀加工孔及方槽等，一般是专业生产厂家才采用［1］。
2单杆三刃及单杆四刃刀杆组件的设计
单杆三刃及单杆四刃镗床刀杆组件的设计很简
单，单杆三（四）刃刀杆组件是在原镗床刀杆方槽上方
10~20mm 平行处再开一方槽，并且每个方槽旋转120°（90°），方槽大小和原方槽大小相同。
在开方槽之
前，先在相应位置钻孔，然后用方锉锉出方槽，并在相应位置再钻孔、攻丝，安装锁紧螺栓，锁紧刀体，结构如图1所示。
3刀杆组件的仿真
笔者在SolidWorks 中对刀杆组件进行建模，利用
SolidWorks Simulation 对刀具进行应力分析，并且进行
优化设计，取得了较好的效果［2、3］，其模型的应力、应变以及位移分析［4］如图2、3、4、5所示。
通过云图中对应力、应变以及位移求解运算后的结果［5］，得出刀杆组件的应力、位移以及应变的最大值，见表1。
基于SolidWorks 仿真设计的镗床单杆多刃刀具
□
谢溪凌1
□
王
然1
□
汪俊亮1
□郑卫刚2
1.武汉理工大学物流工程学院武汉430063
2.武汉理工大学工程训练中心
武汉
430063
摘
要：对刀杆组件进行优化设计，将原来的镗床单杆单刃、
单
杆双刃刀具改为单杆三刃和单杆四刃刀具，并利用
SolidWorks 三维设计软件进行建模仿真，通过SolidWorks Simulation 分析得出，该设计能够提高镗床的工作效率。
关键词：单杆多刃
SolidWorks 仿真设计效率
中图分类号:TH123；TG713+.3文献标识码:B
文章编号：1000－4998(2013)02－0073－02
▲图1
镗床单杆三刃以及单杆四刃刀杆组件
▲图2镗床单杆单刃刀杆组件的分析图
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2013／2
机械制造51卷第582期
金华迪西
表1四种刀杆组件应力、位移以及应变最大值对比表
刀杆样式应力极值/MPa
位移极值/mm
应变极值
单杆单刃280.6060.1600560.000845177单杆双刃278.2350.1550020.000794988单杆三刃323.0800.1932790.000887842单杆四刃
323.582
0.229297
0.000946188
分析计算结果表明，镗床单杆多刃刀杆组件与单杆单刃刀杆组件相比，其应力、应变以及位移值略有差异，但相差很小，说明此单杆多刃刀杆组件的强度和刚度满足设计和使用要求。
4结束语
笔者将镗床刀杆组件由原来的单杆单刃、单杆双
刃改为单杆三刃、单杆四刃，并在SolidWorks 中建立刀杆组件的数学模型，利用SolidWorks Simulation 对其
进行力学分析。
通过分析以及和原先的刀杆组件模型进行对比，得出此设计不仅能够满足刀具所需的强度和刚度要求，而且能够大大提高生产效率，满足了现在机械生产的需求，符合当今生产发展的趋势。
参考文献
［1］王松，郑卫刚.飞雕机床单杆双刃刀具的制作［J ］.机床与液压，2011（4）:139-140.
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郭课，安林超，季晔.基于SolidWorks 的矿井提升机主轴强度刚度分析［J ］.河南机电高等专科学校学报，2010，18
（4）:10-13.［3］
李启鹏，刘万俊，仝崇楼，等.基于SolidWorks 运动仿真的平面八连杆机构优化设计［J ］.机械传动，2009，33（1）:63-
67.
［4］孙旭.基于SolidWorks 的自卸汽车举升机构的仿真设计［J ］.南通航运职业技术学院学报，2009，8（2）：95-98.［5］
郭宏伟，刘荣强，邓宗全.空间索杆铰接式伸展臂性能参数分析与设计［J ］.北京航空航天大学学报，2008，34（10）:
1186-1190.
葺（编辑
禾
禾）
▲图4
镗床单杆三刃刀杆组件的分析图
▲图5镗床单杆四刃刀杆组件的分析图
▲图3
镗床单杆双刃刀杆组件的分析图
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