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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
設(shè)計(jì)題目
滾輪式剝線(xiàn)裝置
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
專(zhuān)業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)：
運(yùn)用所學(xué)習(xí)的機(jī)械設(shè)計(jì)，Pro/E，機(jī)械制造，等相關(guān)知識(shí)，獨(dú)立設(shè)計(jì)粗電纜用滾輪式剝線(xiàn)裝置，使得能夠應(yīng)用于直徑10—50mm電纜剝線(xiàn)，使用安全，攜帶方便，剝線(xiàn)效率大于每分鐘2米。在設(shè)計(jì)中能夠熟練查閱相關(guān)手冊(cè)，進(jìn)行有效的理論計(jì)算和校核，并應(yīng)用繪圖知識(shí)畫(huà)出相應(yīng)的三維圖和平面圖。掌握設(shè)計(jì)的一般流程，能夠按照規(guī)范編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）主要工作內(nèi)容：
1. 查閱有關(guān)粗電纜用剝線(xiàn)裝置的專(zhuān)利，文獻(xiàn)，分析優(yōu)缺點(diǎn)。
2. 設(shè)計(jì)滾輪式粗電纜用剝線(xiàn)裝置，手動(dòng)操作安全，操縱力小于2公斤，剝線(xiàn)效率大于每分鐘2米。
3. 設(shè)計(jì)各個(gè)零部件，畫(huà)出5個(gè)關(guān)鍵零部件詳圖。
4. 設(shè)計(jì)裝配，畫(huà)出裝配圖，模擬其力學(xué)，運(yùn)動(dòng)。
5. 寫(xiě)出符合規(guī)范的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
進(jìn)度計(jì)劃：
2012.09.3～2012.09.14 學(xué)生選題，老師審題
2012.09.15～2012.09.21 老師根據(jù)題目下達(dá)任務(wù)書(shū)
2012.09.22～2012.09.28 學(xué)生完成開(kāi)題報(bào)告
2012.09.29～2013.03.15 學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，前期指導(dǎo)檢查
2013.03.16～2013.03.29 學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，中期指導(dǎo)檢查
2013.03.30～2013.04.19 學(xué)生提交設(shè)計(jì)初稿，老師審閱后定稿
2013.04.20～2013.05.17 畢業(yè)答辯
指導(dǎo)教師簽名：
學(xué)生簽名：
日?? ?期：
日?? ? 期：
論文（設(shè)計(jì)）題目
滾輪式剝線(xiàn)裝置
論文來(lái)源
自擬
論文類(lèi)型
B
導(dǎo)師
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
專(zhuān)業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
1設(shè)計(jì)目的和要求：
運(yùn)用所學(xué)習(xí)的機(jī)械設(shè)計(jì)，Pro/E，機(jī)械制造，等相關(guān)知識(shí)，獨(dú)立設(shè)計(jì)粗電纜用滾輪式剝線(xiàn)裝置，使得能夠應(yīng)用于直徑10—50mm電纜剝線(xiàn)，使用安全，攜帶方便，剝線(xiàn)效率大于每分鐘2米。在設(shè)計(jì)中能夠熟練查閱相關(guān)手冊(cè)，進(jìn)行有效的理論計(jì)算和校核，并應(yīng)用繪圖知識(shí)畫(huà)出相應(yīng)的三維圖和平面圖。掌握設(shè)計(jì)的一般流程，能夠按照規(guī)范編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
2設(shè)計(jì)預(yù)期效果：
隨著城市發(fā)展的加快，電纜行業(yè)發(fā)展日益迅速。電纜使用量的逐漸增大，對(duì)電纜外皮的去除需要更加簡(jiǎn)潔高效的方式來(lái)完成，鑒于此，本文對(duì)該裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。
滾輪式剝線(xiàn)裝置的設(shè)計(jì)，能夠去除電纜外的包皮，省時(shí)省力，在提高效率的時(shí)又節(jié)省了大量人力，安全行得到提高。在機(jī)加工行業(yè)上有很高的前景。
3設(shè)計(jì)內(nèi)容：
1. 查閱有關(guān)粗電纜用剝線(xiàn)裝置的專(zhuān)利，文獻(xiàn)，分析優(yōu)缺點(diǎn)。
2. 設(shè)計(jì)滾輪式粗電纜用剝線(xiàn)裝置，手動(dòng)操作安全，操縱力小于2公斤，剝線(xiàn)效率大于每分鐘2米。
3. 設(shè)計(jì)各個(gè)零部件，畫(huà)出5個(gè)關(guān)鍵零部件詳圖。
4. 設(shè)計(jì)裝配，畫(huà)出裝配圖，模擬其力學(xué)，運(yùn)動(dòng)。
5. 寫(xiě)出符合規(guī)范的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
4設(shè)計(jì)主要思路和采用的辦法：
1.搜集資料，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)輸送及去皮機(jī)構(gòu)有一定的了解，將所看的機(jī)構(gòu)篩選。
2.確定輸送的所有機(jī)構(gòu)，組合并看其可行性。
4.計(jì)算各機(jī)構(gòu)的受力及零件的運(yùn)動(dòng)速度與機(jī)構(gòu)的配合。
5.繪制機(jī)械系統(tǒng)裝配圖（三維圖和平面圖），模擬仿真。
5任務(wù)完成的時(shí)間及安排內(nèi)容：
2012.08.27～2012.09.07 學(xué)生選題，老師審題
2012.09.11～2012.09.28 完成開(kāi)題報(bào)告，前期指導(dǎo)檢查
2012.09.29～2012.12.28 學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，中期指導(dǎo)檢查
2013.02.25～2013.05.10 學(xué)生提交設(shè)計(jì)初稿，老師審閱后定稿
2013.05.11～2013.05.24 畢業(yè)答辯
指導(dǎo)教師簽名： 日期：
論文類(lèi)型：A—理論研究；B—應(yīng)用研究；C—軟件設(shè)計(jì)等；
X X X X 學(xué) 院
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
(XXXX屆)
題 目 滾輪式剝線(xiàn)裝置設(shè)計(jì)
學(xué) 院 xxxxxxxxxxxxx學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)
班 級(jí) xxxxxxxx班
學(xué) 號(hào) xxxxxxxxxx
學(xué)生姓名 xxxxx
指導(dǎo)教師 xxxxxxx
完成日期 xxxx年x月x日
滾輪式剝線(xiàn)裝置設(shè)計(jì)
姓名：XXXX 指導(dǎo)老師：XXXXXX
XXXXXXXXXXXXXXXXX學(xué)院
摘 要
目前我國(guó)線(xiàn)纜行業(yè)正處于穩(wěn)定增長(zhǎng)階段，未來(lái)幾年，智能電網(wǎng)、核能發(fā)電、鐵路、機(jī)場(chǎng)、建筑、家電等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，電線(xiàn)電纜產(chǎn)品的需求量也將快速增長(zhǎng)。受?chē)?guó)內(nèi)信息化和工業(yè)化建設(shè)拉動(dòng)，光纖光纜等電纜產(chǎn)業(yè)，在電力、軌道交通和海洋經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)下，也實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。由于整個(gè)市場(chǎng)容量的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的通信電纜市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)會(huì)保持每年3000萬(wàn)芯公里左右的用量。一些特種電纜如鐵路信號(hào)電纜、船用電纜、汽車(chē)電線(xiàn)、礦用電纜、海上采油平臺(tái)電纜等會(huì)有較大的需求增長(zhǎng)。隨著國(guó)家振興裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃的實(shí)施,中國(guó)裝備制造業(yè)將實(shí)現(xiàn)從“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變，必將推動(dòng)中國(guó)裝備制造業(yè)的大進(jìn)步和大發(fā)展，也將拉動(dòng)裝備制造特種電纜的市場(chǎng)需求大幅增長(zhǎng)。
隨著電纜需求量的增長(zhǎng)，對(duì)電纜剝線(xiàn)裝置的需求也在逐年增加，現(xiàn)有的剝線(xiàn)裝置品類(lèi)繁多，功能各異，本次設(shè)計(jì)針對(duì)粗電纜的剝線(xiàn)要求采用了滾輪式剝線(xiàn)裝置。本裝置由剝線(xiàn)刀具及刀架，起固定骨架作用的支架座板，提供壓緊的支座套筒和調(diào)節(jié)絲杠，定位和壓緊電纜的滾輪及支架組成。設(shè)計(jì)出的裝置具有以下特點(diǎn)：1、能夠應(yīng)用于直徑10—50mm電纜剝線(xiàn)，能夠迅速適用于不同規(guī)格電纜剝線(xiàn)要求；使用安全，攜帶方便；2、剝線(xiàn)方式操作簡(jiǎn)單，效率高，剝線(xiàn)效率大于每分鐘2米；3、該裝置外型美觀，加工方便，可靠實(shí)用。
關(guān)鍵詞：線(xiàn)纜 增長(zhǎng) 粗電纜 滾輪式 剝線(xiàn) 效率 方便
Roller wire stripping device design
Name:XXXXXX Teacher: XXXXXXXX
XXXX University
Abstract
China's cable industry is in a stage of steady growth in the next few years, smart power grids, nuclear power, railway, airport, construction, household appliances and other industries are booming demand for wire and cable products will grow rapidly. By domestic information technology and industrialization construction of pulling fiber optic cable and other cable industry, electricity, rail transport and marine economy driven to achieve substantial growth. Due to the expansion of market capacity the traditional communication cable market size is expected to maintain an annual amount of about 30 million kilometers. Some special cables such as railway signaling cables, marine cables, automotive wire, mining cables, offshore oil platform cable will have greater growth in demand. With the implementation of the strategic development plan to revitalize the equipment manufacturing industry, China's equipment manufacturing industry will shift from "Made in China" to "Created in China", will promote the progress and development of China's equipment manufacturing industry, will also pull the equipment manufacturing special cables market demand increased significantly.
With the growth of demand for cable, cable stripping device is increasing year by year, and the stripping device many kinds, different functions, the design with a thick cable stripping requirements roller stripping devicethe device consists of stripping knives and razors, a fixed skeleton bracket base plate, compression of the bearing sleeve and the adjustment screw, positioning and clamping cable roller and bracket. The design of the device has the following characteristics: 1, can be applied to a diameter of 10-50mm cable stripping, can quickly apply to different specifications Cable Stripper requirements; safe to use, easy to carry; Stripping simple operation, high efficiency, stripping line efficiency is greater than 2 meters per minute; 3, the device looks, easy to process, reliable and practical.
Keywords: convenient cable growth thick cable wire roller type stripping efficiency
目錄
一、緒論 5
1.1背景及意義 5
1.2現(xiàn)有剝線(xiàn)裝置的慨況與分析 7
1.2.1氣動(dòng)電纜剝皮機(jī) 7
1.2.2 全自動(dòng)電腦剝線(xiàn)機(jī) 8
1.2.3激光剝線(xiàn)機(jī) 9
1.2.4 滾輪式電纜剝線(xiàn)鉗 10
二、課題技術(shù)分析 11
2.1粗電纜用滾輪式剝線(xiàn)裝置 11
2.2特點(diǎn)分析 11
三、滾輪式剝線(xiàn)裝置方案擬定 12
3.1定位裝置的選擇 12
3.2夾緊方式及元器件選擇 12
3.3滾輪式剝線(xiàn)裝置主要部件的設(shè)計(jì) 14
3.3.1總裝配圖 14
3.3.2 支架座板 16
3.3.3支座套筒 17
3.3.4調(diào)節(jié)絲杠 18
3.3.5定位滾輪支架 19
3.3.6定位滾輪 20
3.3.7壓緊滾輪支架 21
3.3.8壓緊滾輪 22
3.3.9滾輪銷(xiāo)釘 23
3.3.10固定刀架 24
3.3.11雙頭刀具 25
3.3.12環(huán)切刀架 26
3.3.13環(huán)切刀具 27
四、設(shè)計(jì)計(jì)算 28
4.1刀具選擇 28
4.1.1刀具耐用度 28
4.1.1刀具角度選擇 29
4.1切削力 31
4.2影響切削力的因素 31
4.3切削力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式 31
五、總結(jié) 34
六、致謝 35
七、參考文獻(xiàn) 36
38
一、緒論
1.1背景及意義
未來(lái)幾年，智能電網(wǎng)、核能發(fā)電、鐵路、機(jī)場(chǎng)、建筑、家電等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，電線(xiàn)電纜產(chǎn)品的需求量也將快速增長(zhǎng)，電纜市場(chǎng)需求急劇升溫。造船、鐵道、飛機(jī)、宇航、石油、化工、冶金和核電等行業(yè)都需要用到大量的電纜。由于整個(gè)市場(chǎng)容量的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的通信電纜市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)會(huì)保持每年3,000萬(wàn)芯公里左右的用量。一些特種電纜如鐵路信號(hào)電纜、船用電纜、汽車(chē)電線(xiàn)、礦用電纜、海上采油平臺(tái)電纜等會(huì)有較大的需求增長(zhǎng)，同時(shí)，環(huán)保電線(xiàn)電纜應(yīng)用也已成國(guó)際趨勢(shì)。隨著國(guó)家振興裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃的實(shí)施,中國(guó)裝備制造業(yè)將實(shí)現(xiàn)從“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變，必將推動(dòng)中國(guó)裝備制造業(yè)的大進(jìn)步和大發(fā)展，也將拉動(dòng)電纜設(shè)備相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的市場(chǎng)需求大幅增長(zhǎng)。本次設(shè)計(jì)主要完成粗電纜的滾輪式剝線(xiàn)裝置，該項(xiàng)目的研究具有很重要的實(shí)用價(jià)值，首先，本裝置簡(jiǎn)單小巧，制作難度低，操作簡(jiǎn)單，性能可靠，安全穩(wěn)定，提高了工作效率，使勞動(dòng)變得相對(duì)的簡(jiǎn)單化，專(zhuān)業(yè)化，標(biāo)準(zhǔn)化，減輕了操作人員的負(fù)擔(dān)。其次，在一些比較偏遠(yuǎn)或工況較差的地方，本裝置有極大的適用性，通過(guò)簡(jiǎn)單地人工操作就可以實(shí)現(xiàn)裝置的全部功能，能為國(guó)家、企業(yè)節(jié)約大量的資金。本次設(shè)計(jì)就是主要通過(guò)研究電纜的特點(diǎn)以及查閱相關(guān)手冊(cè)，進(jìn)行有效的理論計(jì)算和校核，并應(yīng)用繪圖知識(shí)畫(huà)出相應(yīng)的三維圖和平面圖。掌握設(shè)計(jì)的一般流程，來(lái)完成對(duì)滾輪式剝線(xiàn)裝置的設(shè)計(jì)。
1.2現(xiàn)有剝線(xiàn)裝置的慨況與分析
1.2.1氣動(dòng)電纜剝皮機(jī)
氣動(dòng)電纜剝皮機(jī)是采用氣電式控制，使用前需先接上電源及空壓機(jī)。加工前將線(xiàn)材放入固線(xiàn)刀內(nèi)，而后腳踩踏板開(kāi)關(guān)，始可成型。加工線(xiàn)材長(zhǎng)短可由刀具座前端之小氣缸移動(dòng)前，后而測(cè)得。如加工時(shí)，內(nèi)線(xiàn)有傷到之痕跡，可由刀座氣缸后面之微調(diào)裝置調(diào)整。加工線(xiàn)材之外皮有嚴(yán)重夾痕時(shí)，可用有夾線(xiàn)氣缸之微調(diào)改善。線(xiàn)材大小不同時(shí)，則刀具亦不同，須更換刀具再行使用。氣動(dòng)電纜剝皮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：斜背式機(jī)座符合人體工學(xué)，加快操作人員之速度與品質(zhì)。往復(fù)式雙進(jìn)氣，動(dòng)作迅速，無(wú)彈簧斷裂之慮，剝線(xiàn)能力強(qiáng)?？烧{(diào)整適用于各種AC/DC電源線(xiàn)，電子線(xiàn)，多芯線(xiàn)及特殊線(xiàn)材。缺點(diǎn)是使用時(shí)需要電力供應(yīng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度較高，使用方法比較復(fù)雜，不能很好的適應(yīng)比較惡劣的應(yīng)用環(huán)境。
1.2.2 全自動(dòng)電腦剝線(xiàn)機(jī)
全自動(dòng)電腦剝線(xiàn)機(jī)是采用高速微處理器，與先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合的線(xiàn)束加工設(shè)備。顯示部分選用帶觸摸屏的點(diǎn)陣液晶。產(chǎn)品適用于電線(xiàn)電纜、同軸電纜、護(hù)套線(xiàn)、排線(xiàn)的加工。全自動(dòng)電腦剝線(xiàn)機(jī)由整直器（線(xiàn)束的校正裝置），進(jìn)線(xiàn)輪壓力調(diào)節(jié)鈕（進(jìn)線(xiàn)輪兩輪之間的壓力調(diào)節(jié)），進(jìn)線(xiàn)輪上升開(kāi)關(guān)，進(jìn)線(xiàn)輪間隙調(diào)節(jié)鈕，刀架機(jī)構(gòu)（切刀裝置），進(jìn)線(xiàn)孔，進(jìn)線(xiàn)輪，導(dǎo)管（線(xiàn)材進(jìn)入刀架前起導(dǎo)引），出線(xiàn)輪上升開(kāi)關(guān)，出線(xiàn)輪間隙調(diào)節(jié)鈕，出線(xiàn)輪壓力調(diào)節(jié)鈕，出線(xiàn)輪，液晶屏等機(jī)構(gòu)組成。全自動(dòng)電腦剝線(xiàn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是加工出的線(xiàn)束，長(zhǎng)度一致，外觀漂亮，加工效率高。缺點(diǎn)是體積較大，不便攜帶，使用時(shí)需要電力供應(yīng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度較高，一般不能加工較粗的電纜，使用方法比較復(fù)雜，使用者需要系統(tǒng)學(xué)習(xí)后才能掌握使用方法，不能很快的投入使用，同時(shí)對(duì)環(huán)境要求比較苛刻。
1.2.3激光剝線(xiàn)機(jī)
激光剝線(xiàn)機(jī)是集激光、機(jī)械、電控于一體的激光設(shè)備?？筛鶕?jù)需要定制切割線(xiàn)的位置、激光功率、切割速度，以達(dá)到徹底的剝除電纜層目的。激光剝線(xiàn)機(jī)可分為機(jī)架結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、光路系統(tǒng)、X/Y軸絲杠運(yùn)動(dòng)模組、氣路系統(tǒng)等部分。激光剝線(xiàn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是采用精密線(xiàn)性絲杠運(yùn)動(dòng)模組，精度高、速度快、壽命長(zhǎng)、磨損小、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)。采用非接觸式加工方法，高精度精確控制剝線(xiàn)長(zhǎng)度，不會(huì)損傷銅芯，解決了刀具剝線(xiàn)難以控制，割淺剝不干凈，割深易將銅芯割斷，無(wú)法剝多層線(xiàn)材等問(wèn)題。利用激光加工速度很快的優(yōu)勢(shì)，大大提高生產(chǎn)效率；與傳統(tǒng)方式相比，可提高幾十倍的效率；可精確控制剝線(xiàn)位置、尺寸和深度；重定位精度高，一致性好。激光剝線(xiàn)機(jī)缺點(diǎn)是主要是針對(duì)比較高端的精細(xì)線(xiàn)材的加工，并不是所有的線(xiàn)材都適合采用激光，有些材質(zhì)是不吸收激光能量的，如沒(méi)有涂層的金屬表面、PP等等，因此，對(duì)不同材質(zhì)的產(chǎn)品要選用不同功率的激光，而有些產(chǎn)品則無(wú)法使用激光。
1.2.4 滾輪式電纜剝線(xiàn)鉗
滾輪式電纜剝線(xiàn)鉗，它是由上、下手柄、刀片、滾輪、滾輪止動(dòng)裝置組成。刀片裝在下手柄鉗日部位的刀片槽內(nèi)。滾輪裝在上手柄鉗口部位與刀片對(duì)應(yīng)的位置處，滾輪在徑向具有90°V型槽，在軸向具有90°V型槽形。本裝置還設(shè)置了刀片深度定位機(jī)構(gòu)和調(diào)整、夾緊機(jī)構(gòu)。本裝置工作過(guò)程如下：剝離電纜線(xiàn)皮時(shí)，將止動(dòng)板l0向手柄方向推，將止動(dòng)銷(xiāo)壓入滾輪2的R槽內(nèi)。把電纜線(xiàn)放入滾輪軸向V型槽內(nèi)，刀片切入轉(zhuǎn)動(dòng)切割—周，即完成電纜線(xiàn)皮的徑向切割。將止動(dòng)板10反方向推回，彈簧13彈起止動(dòng)銷(xiāo)14，把電纜線(xiàn)放入滾輪徑向V型槽內(nèi)，刀片切入拉動(dòng)電纜線(xiàn)或拉動(dòng)剝線(xiàn)鉗，就完成了電纜線(xiàn)皮的軸向切割，這樣電纜線(xiàn)皮即被剝下。本裝置優(yōu)點(diǎn)是攜帶方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是上下手柄在槽孔中的定位不牢靠，易打滑，且切割范圍較小，無(wú)法加工較粗電纜。
二、課題技術(shù)分析
2.1粗電纜用滾輪式剝線(xiàn)裝置111
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)為獨(dú)立設(shè)計(jì)粗電纜用滾輪式剝線(xiàn)裝置，使得能夠應(yīng)用于直徑10—50mm電纜剝線(xiàn)，使用安全，攜帶方便，剝線(xiàn)效率大于每分鐘2米，手動(dòng)操作安全，操縱力小于2公斤。
2.2特點(diǎn)分析
電纜直徑10—50mm，通過(guò)滾輪固定夾緊，完成軸向與徑向切割，定位滾輪與壓緊滾輪需定位可靠并有效轉(zhuǎn)動(dòng)降低摩擦力，刀具選擇合理，有足夠的剛度并可靠耐磨，刀具支座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于刀具更換。滾輪式剝線(xiàn)裝置應(yīng)體積小巧，外形美觀，重量輕便，便于攜帶及使用。
三、滾輪式剝線(xiàn)裝置方案擬定
3.1定位裝置的選擇
自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即沿OX,OY,OZ三個(gè)軸向的平動(dòng)自由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變的位置，則必須限制六個(gè)自由度。被加工件的六個(gè)自由度均被限制的定位叫做完全定位；被加工件被限制的自由度少于六個(gè)，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在電纜切割過(guò)程中，為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。
認(rèn)真分析電纜加工過(guò)程可知宜運(yùn)用電纜以圓柱外表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，定位滾輪采用V形鐵定位，輔助以頂部?jī)蓾L輪夾緊。
3.2夾緊方式及元器件選擇
夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點(diǎn)的確定、夾緊力大小的確定。夾緊裝置應(yīng)使工件對(duì)著切削力。夾緊力不能太大而引起工件變形和破壞。電纜應(yīng)支撐在夾緊點(diǎn)的下面，當(dāng)設(shè)計(jì)定位滾輪和夾緊滾輪時(shí)，夾緊裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)確保提供合適的夾緊力和操作的快速和安全。
對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求如下：
（1）、夾緊作用準(zhǔn)確，處于夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。
（2）、夾緊動(dòng)作迅速，操作方便省力，夾緊時(shí)不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量
（3）、夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。
（4）、結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，便于制造和維修。
為了滿(mǎn)足以上基本要求，可采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。用螺桿推動(dòng)頂部定位滾輪及夾緊滾輪夾緊組合實(shí)現(xiàn)電纜夾緊的機(jī)構(gòu)為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好，夾緊可靠，增力比大等特點(diǎn)。
3.3滾輪式剝線(xiàn)裝置主要部件的設(shè)計(jì)
3.3.1總裝配圖
根據(jù)各個(gè)主要部件的設(shè)計(jì)，裝配出該滾輪式剝線(xiàn)裝置外型總裝圖。套筒底座與座板采用M6螺栓連接，其他螺母的型號(hào)為M6，M8螺母連接。使用時(shí)操作者有條件的情況下可將本裝置臨時(shí)固定，拉動(dòng)電纜切割；也可通過(guò)其他操作者或固定物簡(jiǎn)單固定電纜，通過(guò)握持孔拉動(dòng)本裝置切割電纜；環(huán)切時(shí)旋轉(zhuǎn)本裝置切割即可。裝置總裝圖的大致圖形如圖3.1、3.2所示：
圖3.1 總裝圖一
圖3.2 總裝圖二
3.3.2 支架座板
支架座板為整個(gè)滾輪式剝線(xiàn)裝置的骨架，中部開(kāi)孔使電纜能夠穿過(guò)整個(gè)支架，座板上部左右及下部中間位置鉆孔，以定位滾輪支座套筒。座板下部?jī)啥宋恢瞄_(kāi)握持孔，便于操作者握持整個(gè)裝置。具體設(shè)計(jì)方案如圖3.3所示：
圖3.3支架座板
3.3.3支座套筒
為使?jié)L輪和支架位置可調(diào)，在座板上固定支座套筒，通過(guò)絲杠旋緊調(diào)節(jié)滾輪和支架的動(dòng)作，已達(dá)到夾緊電纜的目的。支座套筒內(nèi)部分為兩部分上端為滑孔，供滾輪支架往復(fù)滑動(dòng)，滾輪支架通過(guò)螺釘限制轉(zhuǎn)動(dòng)及滑出；下部為加工螺紋，通過(guò)絲杠旋緊實(shí)現(xiàn)滾輪支架動(dòng)作。具體設(shè)計(jì)方案如圖3.4所示：
圖3.4支座套筒
3.3.4調(diào)節(jié)絲杠
螺旋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)即為用螺桿直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)工件調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好等特點(diǎn)。在滾輪式剝線(xiàn)裝置的支座套筒中安裝一調(diào)節(jié)絲杠，絲杠頂端加工為類(lèi)似六角頭螺栓結(jié)構(gòu)，便于通過(guò)扳手操作，當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)壓緊動(dòng)作，起到壓緊的作用并形成自鎖。結(jié)合以上特點(diǎn)，設(shè)計(jì)需與支座套筒配合的調(diào)節(jié)絲杠方案如圖3.5所示：
圖3.5 調(diào)節(jié)絲杠
3.3.5定位滾輪支架
定位滾輪支架的作用是將滾輪固定在支架上并整體安裝在支座套筒上。支架上部開(kāi)槽，通過(guò)銷(xiāo)釘將定位滾輪安裝在支架上。支架下部開(kāi)通槽，使整個(gè)支架能夠固定在支座套筒上部，并能上下滑動(dòng)?；鄣淖饔檬峭ㄟ^(guò)套筒上的螺栓限制其在套筒中旋轉(zhuǎn)并能上下滑動(dòng)，具體設(shè)計(jì)方案如圖3.6所示。
圖3.6 定位滾輪支架
3.3.6定位滾輪
定位滾輪滾輪在徑向具有90°V型槽。把電纜線(xiàn)放入滾輪V型槽內(nèi)，輔助壓緊滾輪定位，刀片切入拉動(dòng)電纜線(xiàn)或拉動(dòng)剝線(xiàn)鉗，就完成了電纜線(xiàn)皮的軸向切割，電纜線(xiàn)皮即被剝下。滾輪為圓柱體徑向切V型槽，電纜直徑較小時(shí)直接通過(guò)V型槽定位，直徑較大是通過(guò)壓緊滾輪輔助壓緊定位；滾輪通過(guò)銷(xiāo)釘固定在滾輪支座上。具體設(shè)計(jì)方案如圖3.7所示。
圖3.7 定位滾輪
3.3.7壓緊滾輪支架
在座板上部?jī)啥嗽O(shè)置壓緊滾輪裝置，與定位滾輪裝置類(lèi)似，目的是當(dāng)電纜直徑較大（大于V型槽深度較多時(shí)），通過(guò)壓緊滾輪裝置輔助定位，滾輪支架的作用是將滾輪固定在支架上并整體安裝在支座套筒上。支架上部開(kāi)槽，通過(guò)銷(xiāo)釘將壓緊滾輪安裝在支架上。支架下部開(kāi)通槽，使整個(gè)支架能夠固定在支座套筒上部，并能上下滑動(dòng)?；鄣淖饔檬峭ㄟ^(guò)套筒上的螺栓限制其在套筒中旋轉(zhuǎn)并能上下滑動(dòng)，具體設(shè)計(jì)方案如圖3.8所示。
圖3.8 壓緊滾輪支架
3.3.8壓緊滾輪
壓緊滾輪輔助定位滾輪定位。滾輪為圓柱體兩側(cè)面各切掉部分防止與定位滾輪支架干涉，電纜直徑較小時(shí)直接通過(guò)V型槽定位，直徑較大是通過(guò)壓緊滾輪輔助壓緊定位；壓緊滾輪通過(guò)銷(xiāo)釘固定在滾輪支座上。具體設(shè)計(jì)方案如圖3.9所示：
3.9 壓緊滾輪
3.3.9滾輪銷(xiāo)釘
滾輪通過(guò)銷(xiāo)釘安裝在滾輪支架上，銷(xiāo)釘一端加工螺紋，通過(guò)螺母固定，并在螺紋部分徑向加工通孔，通過(guò)開(kāi)口銷(xiāo)，防止?jié)L輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中固定螺栓松動(dòng)脫落。具體設(shè)計(jì)方案如圖3.10所示：
3.10 滾輪銷(xiāo)釘
3.3.10固定刀架
為了能夠使刀具插入深度可調(diào)并能快速可靠鎖緊，在座板頂部焊接固定刀架，刀架開(kāi)通孔，用于放置刀具，前部開(kāi)孔，攻絲，通過(guò)螺栓將刀具快速可靠鎖緊。具體設(shè)計(jì)方案如圖3.11所示：
圖3.11 固定刀架
3.3.11雙頭刀具
滾輪式剝線(xiàn)裝置的刀身采用圓柱體式，兩端均加工出刀頭，便于快速更換。刀具材質(zhì)選用高速鋼，高速鋼特別適用于制造成形刀具，加工刀具；由于高速鋼硬度，耐磨性，耐熱性不及硬質(zhì)合金，因此只適于制造中、低速切削的各種刀具，本裝置切削速度較低，適宜選用高速鋼作為刀具材料。具體設(shè)計(jì)方案如圖3.12所示：
圖3.12 雙頭刀具
3.3.12環(huán)切刀架
為使電纜能快速準(zhǔn)確的環(huán)切剝落，在座板背面焊接環(huán)切刀架，到家中部開(kāi)通孔，側(cè)端上部開(kāi)刀具孔，刀具通過(guò)螺栓緊固與拆換。切割時(shí)，首先夾緊電纜，通過(guò)旋轉(zhuǎn)滾輪剝線(xiàn)裝置完成切割，方便快捷。環(huán)切刀架設(shè)計(jì)方案如3.13所示：
圖3.13 環(huán)切刀架
3.3.13環(huán)切刀具
環(huán)切刀具刀身采用板式，通過(guò)刀架上的滑槽與螺栓快速固定。刀具材質(zhì)選用高速鋼，高速鋼特別適用于制造成形刀具，加工刀具；由于高速鋼硬度，耐磨性，耐熱性不及硬質(zhì)合金，因此只適于制造中、低速切削的各種刀具，本裝置切削速度較低，適宜選用高速鋼作為刀具材料。具體設(shè)計(jì)方案如圖3.14所示：
圖3.14 環(huán)切刀具
四、設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1刀具選擇
4.1.1刀具耐用度
刀具磨損到一定限度就不再繼續(xù)使用，這個(gè)磨損限度稱(chēng)為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO統(tǒng)一規(guī)定以后帶面上測(cè)定的磨損帶寬度VB作為刀具磨損鈍標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)實(shí)際中，為可更方便、快速、準(zhǔn)確地判斷刀具的磨損情況，一般是以刀具耐用度來(lái)間接地反映刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。刃磨后的刀具自開(kāi)始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削時(shí)間稱(chēng)為刀具耐用度。刀具耐用度與刀具重磨次數(shù)的乘積就是刀具壽命，即一把新刀具從開(kāi)始投入使用直到報(bào)廢為止的總切削時(shí)間。切削用量對(duì)刀具耐用度的影響十分顯著。目前刀具磨損耐用度與切削用量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式還只能用實(shí)驗(yàn)的方法得到：
式中CT—耐用度系數(shù)；M、n、p—指數(shù)。指數(shù)M、n、p隨切削條件而變，而且0＜M＜n＜p。這表明切削速度對(duì)刀具耐用度影響最大，進(jìn)給量次之，切削深度影響最小。這與二者對(duì)切削溫度的影響順序一致，同時(shí)也說(shuō)明切削溫度是影響刀具耐用度的主要因素。
式中的系數(shù)Cυ及指數(shù)m、yυ、xυ、亦隨切削條件而變。用該式可以計(jì)算出在指定的f、ap、與T的情況下所允許的切削速度。
確定刀具合理耐用度的方法有三種：第一種方法是根據(jù)單工件時(shí)最小的原則來(lái)制定耐用度，稱(chēng)為最高生產(chǎn)率耐用度Tp：第二種反復(fù)法是根據(jù)每個(gè)工件工序成本最低原則來(lái)制定耐用度，稱(chēng)為最低成本耐用度Tc：第三種方法是根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)獲得的盈利最大來(lái)制定耐用度，稱(chēng)為最大利潤(rùn)耐用度Tpr。分析可知，這三種耐用度之間存在如下關(guān)系，即TP＜TPR＜TC。終上所述，本裝置刀具材質(zhì)宜選用高速鋼，高速鋼特別適用于制造成形刀具，加工刀具；高速鋼前角大抗彎強(qiáng)度大耐沖擊；硬質(zhì)合金前角小抗彎強(qiáng)度小不耐沖擊，由于高速鋼硬度，耐磨性，耐熱性不及硬質(zhì)合金，因此只適于制造中、低速切削的各種刀具，本裝置切削速度較低，適宜選用高速鋼作為刀具材料。
4.1.1刀具角度選擇
刀具工作角度是刀具在工作參考系中定義的一組角度。在切削過(guò)程中，由于刀具安裝位置和進(jìn)給因素的影響，使刀具在工作角度（即刀具的實(shí)際切削角度）不同于其在靜止參考系中的角度。
刀具切削部分的幾何參數(shù)，對(duì)切削過(guò)程中的變形、切削力、切削溫度、加工質(zhì)量都有顯著影響。選擇合理的刀具幾何參數(shù)，就是要在保證加工質(zhì)量和刀具經(jīng)濟(jì)耐用度的前提下，達(dá)到提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本的目的。影響刀具合理幾何參數(shù)選擇的主要因素是工件材料、刀具材料及類(lèi)型、切削用量、工藝系統(tǒng)鋼度以及機(jī)床功率等。
（1）定義刀具角度的參考系：為了定義刀具切削部分的幾何角度，需選定適當(dāng)組合的基準(zhǔn)坐標(biāo)平面作為參考系。其中用于規(guī)定刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)幾何參數(shù)的參考系稱(chēng)為刀具靜止參考系，如下圖所示。規(guī)定刀具進(jìn)行切削加工時(shí)幾何參數(shù)的參考系稱(chēng)為刀具工作參考系。
（2）前角就是前刀面與基面之間的夾角，它的作用是減少切削變形和刀屑間的摩擦，影響切削力、刀具壽命、切削刃強(qiáng)度，使刀口鋒利。工件材料強(qiáng)度硬度大，前角小，刀堅(jiān)固散熱好；塑性材料前角大刀鋒利變形?。淮嘈圆牧锨敖切〉秷?jiān)固散熱好。工件硬度高，前角要選小，工件塑性大，前角要選大。硬質(zhì)合金刀，前角要選小，高速鋼刀具，前角要選大。粗加工前角小，精加工前角大。合理選擇后角，當(dāng)粗加工、強(qiáng)力切削或承沖擊載荷時(shí)，要使刀具壽命延長(zhǎng)，必須減少刀具摩擦。刀具后角的作用是防止刀具與已加工面摩擦,影響光潔度.從這個(gè)意義上說(shuō),后角應(yīng)該大一些,但是后角大了,會(huì)使刀刃角(即90度減去后角與前角的和)減小,刀刃的強(qiáng)度就被削弱,所以后角不能太大,一般在1-2度即可。雙頭刀具切削角εr=180°-κr-κ'r。；為-25度。
（3）合理選擇刃傾角：
粗加工刃傾角λS = 0～-5o（保護(hù)刀尖）；精加工λS = 0～5o （使Fp小些）；斷續(xù)切削：傾角λS < 0（保護(hù)刀尖）系統(tǒng)剛性差。本裝置刃傾角宜選擇-5度。
4.1切削力
1、切削力(主切削力)Fe:在主運(yùn)動(dòng)方向上的分力。它是校驗(yàn)功率，校驗(yàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、刀具和夾具強(qiáng)度和剛性的重要依據(jù)。
2、背向力（切深抗力）Fp：垂直于工作平面上的分力。它是影響加工精度、表面粗糙度的主要原因。
3、進(jìn)給力（進(jìn)給抗力）Ff：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的分力，使工件產(chǎn)生彈性彎曲，引起振動(dòng)。它是校驗(yàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的主要依據(jù)。
4.2影響切削力的因素
1.機(jī)加設(shè)備自身的功率大小，它是切削力的客觀條件
2.所加工材料的種類(lèi)
3.刀具的種類(lèi)和刀片參數(shù)的不同
4.3切削力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式
通過(guò)試驗(yàn)的方法，測(cè)出各種影響因素變化時(shí)的切削力數(shù)據(jù)，加以處理得到的反映各因素與切削力關(guān)系的表達(dá)式，稱(chēng)為切削力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式。在實(shí)際中使用切削力的經(jīng)驗(yàn)公式有兩種：一是指數(shù)公式，二是單位切削力。
1．指數(shù)公式
主切削力
背向力
進(jìn)給力
式中 Fc ————主切削力（ N）；
Fp ———— 背向力（ N）；
Ff ———— 進(jìn)給力（ N）；
Cfc 、 Cfp 、 Cff ———— 系數(shù)
xfc 、 yfc、 nfc、 xfp、 yfp、 nfp、 xff、 yff、 nff ------ 指數(shù)
KFc 、 KFp 、 KFf ---- 修正系數(shù)
2 ．單位切削力
單位切削力是指單位切削面積上的主切削力，用 kc表示，見(jiàn)表 2-2。
kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7)
式中 AD -------切削面積（ mm 2）；設(shè)定切削寬度0.3mm，深度4mm（極限）
ap ------- 背吃刀量（ mm）；
f - ------- 進(jìn)給量（ mm/r）；
hd -------- 切削厚度（ mm ）；
bd -------- 切削寬度（ mm）。
被加工材料為電纜橡膠皮，其單位切削力3~4，故可取4即可。
Fc=kc·ap·f=kc·hd·bd (2-8)
Fc=kc·ap·f=kc·hd·bd=4*1.2=4.8
式 2-8中的 k c是指 f = 0.3mm/r 時(shí)的單位切削力，當(dāng)實(shí)際進(jìn)給量 f大于或小于 0.3mm /r時(shí)，需乘以修正系數(shù) Kfkc，見(jiàn)表 2-3。
在計(jì)算鉆削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)K= k1 k2 k3 k4
查資料，有： k1為基本安全系數(shù)1.5
k1為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
k1為刀具鈍化系數(shù)1.1
k1為斷續(xù)鉆削系數(shù)1.1
鉆削力為F=K×Fc=1.5×1.1×1.1×1.1×4.8=9.58N
切削操作力小于10N。
五、總結(jié)
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)現(xiàn)以完成，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。本次設(shè)計(jì)基本符合了通過(guò)滾輪式剝線(xiàn)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)直徑10—50mm電纜剝線(xiàn)的目的，多種典型結(jié)構(gòu)的加入更是為此次滾輪式剝線(xiàn)裝置的設(shè)計(jì)增加了不少實(shí)用度。電纜的快速定位，外形的美觀，便于使用，易于制造，造價(jià)材料的節(jié)省都可在此次設(shè)計(jì)中得到相應(yīng)的體現(xiàn)。
此次設(shè)計(jì)讓我更加鞏固了所學(xué)到的機(jī)械設(shè)計(jì)，Pro/E，機(jī)械制造，等相關(guān)知識(shí)。通過(guò)各個(gè)部件的設(shè)計(jì)，以及繪制三維圖形更是鞏固了舊知識(shí)學(xué)到了新的知識(shí)，提高了我的動(dòng)手能力以及繪制裝配圖的能力。通過(guò)本次設(shè)計(jì)我對(duì)成組技術(shù)的知識(shí)有了更深入的認(rèn)識(shí)和了解，并且很好的與所學(xué)知識(shí)相結(jié)合，運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中去。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我的知識(shí)領(lǐng)域得到進(jìn)一步擴(kuò)展，專(zhuān)業(yè)技能得到進(jìn)一步提高，同時(shí)增強(qiáng)了分析和解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。另外，也培養(yǎng)了自己嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。
六、致謝
在此要感謝老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次本次設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。在本次設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，有過(guò)為思考問(wèn)題而焦頭爛額的煩惱，更有設(shè)計(jì)成功的欣喜若狂。在付出與收獲中，樂(lè)此不疲，享受自己創(chuàng)造的喜悅。從一知半解到調(diào)試成功，在學(xué)習(xí)與動(dòng)手實(shí)踐中得到了科學(xué)啟示，人生感悟?！皩W(xué)無(wú)止境，上下求索”，只有不斷挑戰(zhàn)自己、超越自己，才能跟上時(shí)代的步伐，成為適應(yīng)二十一世紀(jì)的學(xué)習(xí)型創(chuàng)新人才。
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