立式內(nèi)孔表面珩磨機(jī)總體設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：立式內(nèi)孔表面珩磨機(jī)的總體設(shè)計(jì)系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)： 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2013年05月立式內(nèi)孔表面珩磨機(jī)的總體設(shè)計(jì)摘要隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門所需求的多品種、多功能、高精度、高品質(zhì)、高度自動(dòng)化的技術(shù)裝備的開發(fā)和制造，促進(jìn)了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展。珩磨加工是一種最常用的內(nèi)孔表面加工方式，近年來隨著對(duì)油缸等產(chǎn)品市場(chǎng)需求量的大幅提升,如何找到經(jīng)濟(jì)高效的內(nèi)孔精密加工方法，成為許多廠家面臨的課題。磨削加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中大的重要領(lǐng)域，是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)精密加工、超緊密加工最有效、應(yīng)用最有效的基本工藝技術(shù)。本次

2、設(shè)計(jì)從分析機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)和目標(biāo)開始，介紹機(jī)械系統(tǒng)的組成，各組成部分之間的配置，選擇和結(jié)構(gòu)匹配性設(shè)計(jì)，以及進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮哪些問題，目的是培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新和整體設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng) 自己的綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨(dú)立工作能力，以加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解。本次設(shè)計(jì)首先是珩磨機(jī)的總體設(shè)計(jì)，主要包括主軸箱，珩磨頭，主軸以及帶傳動(dòng)、液壓系統(tǒng)傳動(dòng)等部分的設(shè)計(jì)。對(duì)珩磨機(jī)做了簡(jiǎn)單介紹，接著對(duì)珩磨機(jī)的主要部件進(jìn)行了尺寸計(jì)算和校核。該設(shè)計(jì)代表了珩磨機(jī)設(shè)計(jì)的一般過程。關(guān)鍵詞：珩磨機(jī)；主軸；珩磨；液壓系統(tǒng)abstractwith the rapid development of scie

3、nce and technology, the demand of national economic sectors more varieties, multi-function, high precision, high quality, high automation technology and equipment development and manufacturing, to promote the development of advanced manufacturing technology. honing processing is one of the most comm

4、only used way of inner hole surface treatment, in recent years, along with the market demand for oil cylinder and other products, how to find a economic and efficient inner hole precision machining method, many manufacturers are faced with the task. grinding technology is one of the important areas,

5、 cuhk advanced manufacturing technology is implemented in modern mechanical manufacturing precision machining, the super close the most effective, the application of the most effective technology.this design from the analysis of mechanical systems design tasks and goals, the composition of the mecha

6、nical system is introduced in this paper, configuration, between each component matching selection and structure design, and what issues should be considered when the overall design of mechanical system, the purpose is to cultivate students innovative structural design and the overall design ability

7、, cultivating their comprehensive analysis and solve this major general engineering technical problem of ability to work independently, to strengthen the understanding of theoretical knowledge. first is the overall design of honing machine, the design mainly includes the main spindle box, honing hea

8、d, shaft and belt transmission, hydraulic system and other parts of the design. for honing machine to do a simple introduction, and then for a major part of the honing machine to calculate and check the size. this design represents the general process of honing machine design. key words: honing ； ma

9、chine headstock ； honing；hydraulic system目 錄1 緒論11.1 普通珩磨加工11.2 珩磨加工原理11.3 珩磨加工特點(diǎn)21.4 課題來源及組織架構(gòu)32總體方案設(shè)計(jì)42.1 整體布局設(shè)計(jì)要求42.2 珩磨機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)42.3 珩磨機(jī)床傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)42.3.1 立式珩磨機(jī)特點(diǎn)42.3.2 設(shè)計(jì)傳動(dòng)部件52.3.3 珩磨前工序要求52.4 珩磨液的選擇63 立式珩磨機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算73.1 珩磨頭工藝參數(shù)的計(jì)算73.1.1 選擇珩磨油石73.1.2 加工余量73.1.3 珩磨油石的越程83.2 設(shè)計(jì)計(jì)算珩磨速度83.3 珩磨機(jī)主運(yùn)動(dòng)參數(shù)93.3.1 主運(yùn)動(dòng)參數(shù)9

10、3.3.2電機(jī)的選擇103.3.3 傳動(dòng)比分配113.4 減速器的設(shè)計(jì)123.4.1 減速器的類型123.4.2 減速器選用123.4.3 zdy100型減速器特點(diǎn)133.5 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)133.5.1 確定計(jì)算功率133.5.2 選取v帶帶型133.5.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速143.5.4 帶速驗(yàn)算143.5.5 v帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距的確定143.5.6 驗(yàn)算小帶輪包角143.5.7 計(jì)算v帶根數(shù)153.5.8 計(jì)算單根v帶預(yù)緊力153.5.9 計(jì)算軸壓力f153.5.10 帶輪結(jié)構(gòu)153.6 直齒錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算154 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)194.1 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本要求194.2 改善

11、軸裝配及加工工藝一些措施194.3 軸剛度校核194.3.1 軸結(jié)構(gòu)204.3.2 軸強(qiáng)度驗(yàn)算234.3.3 軸材料及熱處理275 軸承選用及校核285.1 軸承選用及校核285.2 滾動(dòng)軸承預(yù)緊和游隙286 液壓油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算316.1 確定液壓缸內(nèi)徑316.2 確定缸筒厚度326.3 缸筒底部厚度計(jì)算326.3.1 缸筒加工要求326.3.2 活塞桿結(jié)構(gòu)326.4 活塞桿校核326.5 活塞桿加工要求336.6 機(jī)架設(shè)計(jì)337 總結(jié)35參考文獻(xiàn)36致謝37畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明38畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲391 緒論1.1 普通珩磨加工珩磨是指用鑲嵌在珩磨頭上的油石（又稱珩磨條）對(duì)精

12、加工表面進(jìn)行的精整加工，又稱鏜磨。主要加工直徑5500毫米甚至更大的各種圓柱孔，孔深與孔徑之比可達(dá)10或更大。在一定條件下，也可加工平面、外圓面、球面、齒面等。珩磨頭外周鑲有210根長(zhǎng)度約為孔長(zhǎng) 1334的油石，在珩孔時(shí)既旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又往返運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過珩磨頭中的彈簧或液壓控制而均勻外漲，所以與孔表面的接觸面積較大，加工效率較高。珩磨后孔的尺寸精度為 it74 級(jí)，表面 粗糙 度可達(dá)ra0.320.04微米。珩磨余量的大小，取決于孔徑和工件材料，一般鑄鐵件為 0.020.15 毫米，鋼件為 0.010.05毫米 。珩磨頭的轉(zhuǎn)速一般為100200轉(zhuǎn)分，往返運(yùn)動(dòng)的速度一般為1520米分。為沖去切屑和磨

13、粒，改善表面粗糙度和降低切削區(qū)溫度，操作時(shí)常需用大量切削液，如煤油或內(nèi)加少量錠子油，有時(shí)也用極壓乳化液1。珩磨加工是有一種珩磨頭，具有帶通道并沿其長(zhǎng)度方向延伸的細(xì)長(zhǎng)體，它至少包括一側(cè)面開口部分，可作徑向運(yùn)動(dòng)的磨具組件位于側(cè)面開口的通道部分，它具有由磨粒制成的徑向外表面和有相對(duì)于珩磨體軸線成銳角取向的隔開表面的徑向內(nèi)側(cè)部分。在磨具組件和珩磨體上的相互可嚙合表面之間產(chǎn)生相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)但不影響他們之間的相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)，操作器元件位于通道中可以在其中作軸向運(yùn)動(dòng)，該操作元件具有相對(duì)珩磨體軸線成銳角取向的表面部分，其位置可與磨組件上的內(nèi)表面中的相應(yīng)表面產(chǎn)生面與面間的滑配合，從而操作器元件相對(duì)磨具組件在一個(gè)方向

14、的軸向運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生該磨具組件徑向向外的運(yùn)動(dòng)。1.2 珩磨加工原理磨削原理的研究?jī)?nèi)容主要包括磨屑形成過程、磨削力和磨削功率、磨削熱和磨削溫度、磨削精度和表面質(zhì)量、磨削效率等。目的在于深入了解磨削的本質(zhì)，并據(jù)以改進(jìn)或創(chuàng)造磨削方法。珩磨是利用安裝于珩磨頭圓周上的一條或多條油石，由漲開機(jī)構(gòu)（有旋轉(zhuǎn)式和推進(jìn)式兩種）將油石沿徑向漲開， 使其壓向工件孔壁，以便產(chǎn)生一定的面接觸。同時(shí)使珩磨頭旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)，零件不動(dòng)或珩磨頭只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)珩磨。在大多數(shù)情況下，珩磨頭與機(jī)床主軸之間或珩磨頭與工件夾具之間是浮動(dòng)的。這樣加工時(shí)珩磨頭以工件孔壁作導(dǎo)向，因而加工精度受機(jī)床本身精度的影響較小，孔表面的形成

15、基本上具有創(chuàng)制過程的特點(diǎn)。所謂創(chuàng)制過程是油石和孔壁相互對(duì)研，互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理類似兩塊平面運(yùn)動(dòng)的平板相互對(duì)研而形成平面11。珩磨時(shí)由于珩磨頭旋轉(zhuǎn)并往復(fù)運(yùn)動(dòng)或珩磨頭旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使加工面形成交叉螺旋線切削軌跡，而且在每一往復(fù)行程時(shí)間內(nèi)珩磨頭的轉(zhuǎn)數(shù)不是整數(shù)， 因而兩次行程間珩磨頭相對(duì)工件在周向錯(cuò)開一定角度，這樣的運(yùn)動(dòng)使珩磨頭上的每一個(gè)磨粒在孔壁上的運(yùn)動(dòng)軌跡亦不會(huì)重復(fù)。此外，珩磨頭每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，油石與前一轉(zhuǎn)的切削軌跡在軸向上有一段重疊度，使前后磨削軌跡的銜接更平滑均勻。這樣在整個(gè)珩磨過程中，孔壁和油石面的每一點(diǎn)相互干涉的機(jī)會(huì)差不多相等2。因此，隨著珩磨的進(jìn)行孔表面和油石表面不斷產(chǎn)生

16、干涉點(diǎn)，不斷將這些干涉點(diǎn)磨去并產(chǎn)生新的更多的干涉點(diǎn)，又不斷磨去使孔和油石表面接觸面積不斷增加，相互干涉的程度和切削作用不斷減弱，孔和油石的圓度和圓柱度也不斷提高，最后完成孔表面的創(chuàng)制過程。為了得到更好的圓柱度，在可能的情況下，珩磨中經(jīng)常使零件掉頭，或改變珩磨頭與工件軸向的相互位置。需要說明的一點(diǎn)：由于珩磨油石采用金剛石和立方氮化硼等磨料，加工中油石磨損很小，即油石受工件修整量很小。因此，孔的精度在一定程度上取決于珩磨頭上油石的原始精度。所以在用金剛石和立方氮化硼油石時(shí)，珩磨前要很好地修整油石，以確保孔的精度。1.3 珩磨加工特點(diǎn)加工精度高：特別是一些中小型的光通孔，其圓柱度可達(dá) 0.001mm

17、 以內(nèi)。一些壁厚不均勻的零件，如連桿，其圓度能達(dá) 0.002mm。對(duì)于大孔（孔徑在200mm以內(nèi)），圓度也可達(dá)0.005mm，如果沒有環(huán)槽或徑向孔等，直線度在 0.01mm 以內(nèi)也是有可能的。珩磨比磨削加工精度高，磨削時(shí)支撐砂輪的軸承位于被珩孔之外，會(huì)產(chǎn)生偏差，特別是小孔加工，磨削比珩磨精度更差。珩磨一般只能提高被加工件的形狀精度，要想提高零件的位置精度，需要采取一些必要的措施。如用面板改善零件端面與軸線的垂直度（面板安裝在沖程臂上，調(diào)它與旋轉(zhuǎn)主軸垂直，零件靠在面板上加工即可）。 表面質(zhì)量好：表面為交叉網(wǎng)紋，有利于潤(rùn)滑油的存儲(chǔ)及油膜的保持。有較高的表面支承率（孔與軸的實(shí)際接觸面積與兩者之間配合

18、面積之比），因而能承受較大載荷，耐磨損，從而提高了產(chǎn)品的使用壽命。珩磨速度低（是磨削速度的幾十分之一），且油石與孔是面接觸，因此每一個(gè)磨粒的平均磨削壓力小，這樣工件的發(fā)熱量很小，工件表面幾乎無熱損傷和變質(zhì)層，變形小。珩磨加工面幾乎無嵌砂和擠壓硬質(zhì)層。 磨削比珩磨切削壓力大，磨具和工件是線接觸，有較高的相對(duì)速度。因而會(huì)在局部區(qū)域產(chǎn)生高溫，會(huì)導(dǎo)致零件表面結(jié)構(gòu)的永久性破壞。加工范圍廣:主要加工各種圓柱形孔，光通孔。軸向和徑向有間斷的孔，如有徑向孔或槽的孔、鍵槽孔、花鍵孔，盲孔多臺(tái)階孔等。另外，用專用珩磨頭還可加工圓錐孔，橢圓孔等，但由于珩磨頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜一般不用。用外圓珩磨工具可以珩磨圓柱體，但其去除的

19、余量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)圓珩磨的余量。幾乎可以加工任何材料，特別是金剛石和立方氮化硼磨料的應(yīng)用。同時(shí)也提高了珩磨加工的效率3。1.4 課題來源及組織架構(gòu) 通過對(duì)本課題珩磨頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使書本知識(shí)和理論與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，加強(qiáng)了對(duì)機(jī)械零件、機(jī)械制造工藝學(xué)以及現(xiàn)代磨削技術(shù)等相關(guān)專業(yè)知識(shí)的理解，使自己能運(yùn)用書本知識(shí)設(shè)計(jì)出基本符合生產(chǎn)要求的零部件。在論文中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)。進(jìn)行了研究，鞏固和深化，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)意圖。論文的組織框架：本論文的組織結(jié)構(gòu)如下：第一章：簡(jiǎn)單介紹了珩磨加工的原理和特點(diǎn)，課題的研究意義。第2章 ：對(duì)機(jī)床的總體布局進(jìn)行了總體方案的設(shè)計(jì)分析，擬定設(shè)計(jì)思路，明確了機(jī)床的特點(diǎn)。第

20、3章 ：對(duì)珩磨機(jī)的整體布局以及珩磨頭的工藝參數(shù)、珩磨的速度、減速器的選擇進(jìn)行了初步預(yù)算擬定各主要尺寸。第4章 ：進(jìn)行了珩磨機(jī)主傳動(dòng)部分的計(jì)算及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，進(jìn)行強(qiáng)度校核及受力分析。第5章 ：進(jìn)行了軸承的選用和校核。第6章 ：液壓傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括液壓缸的選擇，活塞桿的選擇計(jì)算。第七章：本章為論文的總結(jié)。2 總體方案設(shè)計(jì)機(jī)床主要由電機(jī)，減速器，主軸箱，床身等部分組成，其中電機(jī)、減速器的選擇直接影響所設(shè)計(jì)立式內(nèi)孔表面珩磨機(jī)的各個(gè)性能參數(shù)，所以在制定與選擇方案時(shí)，既要滿足被加工零件的加工要求，還要保證機(jī)床布局設(shè)計(jì)的總體要求4。2.1整體布局設(shè)計(jì)要求a. 穩(wěn)定性 最大程度保證機(jī)床的精度以及穩(wěn)定性。

21、 b. 安全性能 機(jī)床應(yīng)便于進(jìn)行操作和管理以及維修，具有良好的安全性能。c. 精度 保證機(jī)床應(yīng)按既定的加工工序加工，最大程度保證被加工工件的精度。d. 高效性 機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，選用高效的傳動(dòng)系統(tǒng)，保證傳動(dòng)鏈的高效傳動(dòng)。e. 外觀 外形美觀，保證操作的舒適性。2.2 珩磨機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)珩磨機(jī)是如今機(jī)械行業(yè)珩磨機(jī)的主要精加工之一，因其操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)備受歡迎。床身部分：床身由珩磨箱、立柱、機(jī)座、橫拖板、工作臺(tái)等五大部件組成。立式珩磨機(jī)，其特點(diǎn)是主軸垂直小型磨床，可安放在作業(yè)臺(tái)上。主軸旋轉(zhuǎn)軸線固定，移動(dòng)工件使加工點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)主軸軸線，主軸在主箱內(nèi)作軸向移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸箱固定在立

22、柱上端或在立柱上能作轉(zhuǎn)動(dòng)及上、下移動(dòng)以調(diào)整其位置，還可增加能繞立柱轉(zhuǎn)動(dòng)及上、下移動(dòng)的工作臺(tái)15。2.3珩磨機(jī)床傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)2.3.1 立式珩磨機(jī)特點(diǎn)立式珩磨機(jī)，其特點(diǎn)是主軸垂直的小型機(jī)床，可安放在作業(yè)臺(tái)上。主軸旋轉(zhuǎn)軸線固定，移動(dòng)工件使加工點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)主軸軸線，主軸在主箱內(nèi)作軸向移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸箱固定在立柱上端或在立柱上能作轉(zhuǎn)動(dòng)及上、下移動(dòng)可以調(diào)整，還可增加能繞立柱轉(zhuǎn)動(dòng)及上、下移動(dòng)的工作臺(tái)。珩磨機(jī)的選擇：立式珩磨機(jī)，主軸旋轉(zhuǎn)中心固定，移動(dòng)工件使加工點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)主軸中心。主軸箱和工作臺(tái)安裝在立柱上，主軸垂直布置。立柱有圓柱、方柱，主軸可機(jī)動(dòng)進(jìn)給3。2.3.2 傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)a. 主軸傳動(dòng)：電機(jī)減速器主軸齒輪珩磨

23、頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)有液壓馬達(dá)控制。b. 工作臺(tái)的傳動(dòng)：采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)進(jìn)給。c. 電機(jī)的選擇：變速電動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)：液壓裝置工作平穩(wěn)，由于重量小、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、別動(dòng)和頻繁的換向，操縱控制方便，還可以在運(yùn)行中調(diào)速，使用壽命長(zhǎng)，容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)、機(jī)器的自動(dòng)化及過載保護(hù)。采用電液聯(lián)合控制后，可實(shí)現(xiàn)大負(fù)載、高精度遠(yuǎn)程控制。易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和使用。但液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，這是由于液壓油可壓縮性和泄漏造成的。工作性能易受溫度變化的影響12。 綜上，該方案應(yīng)選用液壓傳動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)珩磨頭靈活的旋轉(zhuǎn)。圖2.1 立式珩磨機(jī)床的工作原理圖2.3.3 珩磨前工序要

24、求：a. 珩磨加工前要求: 珩磨前被加表面不應(yīng)有硬化層，否則珩磨前將硬化層完全磨去，以保證加工精度的穩(wěn)定性。b. 珩磨前孔尺寸: 嚴(yán)格控制珩磨前孔的尺寸公差，以保證珩磨余量合理。c. 選擇加工時(shí)油石: 不得使用鈍化了的油石，以免加工表面形成積壓硬化層。金剛石油石珩磨淬硬鋼時(shí)，加工表面不允許有脫碳層。d. 珩磨加工前表面要求: 待珩表面不應(yīng)殘留氧化物(脫碳層、鐵銹等)、油漆、油垢等物，以免堵塞油石4。2.4珩磨液選擇珩磨應(yīng)使用切削液，目的是吸收熱量，冷卻工件與油石；沖刷工件和油石表面，沖走脫落磨料碎末，以免堵塞油石；在油石和工件接觸表面形成油膜，改善工作狀況。 珩磨液的使用要求： a珩磨液應(yīng)干凈

25、無雜質(zhì): 雜質(zhì)會(huì)使油石堵塞，珩磨頭卡死、劃傷工件表面。通常采用磁性分離與紙袋過濾的聯(lián)合凈化裝置，以保證切削液含污程度小于0.2-0.3gl。 b. 珩磨時(shí)的溫度：控制切削溫度應(yīng)低于35，以免產(chǎn)生振動(dòng)，影響珩磨精度和加工表面質(zhì)量。除要求油箱的容積大外，最好在冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)中設(shè)有自動(dòng)冷卻裝置。 c. 珩磨液的控制：珩磨過程中的珩磨液必須供給充足，連續(xù)不斷的供給。珩磨液的種類：有油劑和水劑兩種，水劑切削液冷卻性和沖刷性好。適用于粗珩。油劑切削液通常加入有適量硫化物，硫和鐵元素化合形成一種抗粘焊和堵塞的硫化鐵。3 立式珩磨機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算立式珩磨機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括主運(yùn)動(dòng)參數(shù)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)。主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系單獨(dú)

26、驅(qū)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸的轉(zhuǎn)速，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為珩磨頭的上下運(yùn)動(dòng)。3.1珩磨頭工藝參數(shù)計(jì)算3.1.1 珩磨油石選擇本次加工為精珩鑄鐵汽缸套表面粗糙度為ra0.055。因此油石材料為綠色碳化硅，主要用于珩磨抗拉強(qiáng)度和脆性大的材料，如鑄鐵、硬質(zhì)合金、黃銅、青銅、陶瓷和玻璃等。珩磨油石結(jié)合劑的選擇，結(jié)合劑（陶瓷）代號(hào)（vca）特點(diǎn)及應(yīng)用：性能穩(wěn)定、脆性大，用作鋼和碳化硅磨料的結(jié)合劑6。珩磨油石寬度和數(shù)量的選擇，珩磨頭直徑50-150mm，油石寬度7-15m，油石數(shù)量為3-8。珩磨油石長(zhǎng)度的選擇根據(jù)被加工孔的類型的不同而不同，在不校準(zhǔn)原孔的直線度的情況下： 一般孔lwdw3；大孔 l(1-1.6)dw；小孔l

27、(12-13)dw由于珩磨上道工序采用浮動(dòng)精鏜，表面粗糙度可達(dá)rn3.2，因此其珩磨加工余量取為0.15-0.25 mm，這樣有利于提高生產(chǎn)效率。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，浮動(dòng)精鍵后的缸筒約有0.1mm 余量就可基本磨去加工刀痕。3.1.2 加工余量由于珩磨上道工序采用浮動(dòng)精鏜,表面粗糙度可達(dá)rn3.2，因此其珩磨加工余量取為0.15-0.25 mm,這樣有利于提高生產(chǎn)效率。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，浮動(dòng)精加工后的缸筒約有0.1mm 余量就可基本磨去加工刀痕。 一般來說，粗珩時(shí)徑向進(jìn)給量為0.005-0.01mm/min，精珩時(shí)徑向進(jìn)給量為0.005-0.002mm/min。當(dāng)衍磨的徑向進(jìn)給量完畢以后，必須再進(jìn)行幾次

28、設(shè)有徑向進(jìn)給量的附加行程，用來修整被加工面，以提高表面粗糙度。具體可根據(jù)表面的表3.1選擇合適的加工余量：表3.1珩磨加工余量表被加工孔直徑珩磨加工余量鑄鐵鋼251250.030.10.010.041501750.080.160.0250.052004000.120.20.040.063.1.3 珩磨油石的越程分析 珩磨頭在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，必須保證油石在孔（或加工面）的兩端超出一定距離，即油石的越程。越程的長(zhǎng)短會(huì)直接影響孔的圓柱度，越程過長(zhǎng)，則孔端被過多珩磨，形成喇叭孔；越程過短，則油石在孔中間的重疊珩磨時(shí)間過長(zhǎng)，出現(xiàn)鼓形；若兩端越程不等，則產(chǎn)生錐度6。如圖3.1所示：圖3.1 珩磨油石的行程距離

29、 油石在孔兩端的正常越程一般為： l1（1/31/5）l（mm） （3.1）油石的行程距離： lx= l十2l1一l（mm） （3.2）式中，l1油石在孔端的越程（mm）； lx油石的行程長(zhǎng)度（mm）； l一鈾石的長(zhǎng)度（mm）； l一孔或加工面的長(zhǎng)度（mm）。式中l(wèi)=125mm，則l1=1/3l。l=250mm。可得油石行程距離lx=167mm。3.2設(shè)計(jì)計(jì)算珩磨速度在確定珩磨機(jī)的零件材料是45號(hào)鋼，材料經(jīng)過調(diào)制處理，達(dá)到的硬度是：hb=220250hb。珩磨速度有兩個(gè)方面：珩磨頭的圓周速度vt，上下往復(fù)速度va，二者的合成速度則構(gòu)成珩磨交叉網(wǎng)紋，形成網(wǎng)紋交叉角： （3.3） （3.4） （3

30、.5） （3.6） （3.7）式中：-珩磨頭直徑 -珩磨頭的轉(zhuǎn)速 -珩磨頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率 -珩磨頭的單行程長(zhǎng)度 -珩磨速比越大，角也越大，珩磨生產(chǎn)率高；反之越小，角越小生產(chǎn)率低，但加工表面質(zhì)量可提高。3.3 珩磨機(jī)主運(yùn)動(dòng)參數(shù)珩磨所加工零件材料45號(hào)鋼，材料經(jīng)過調(diào)制處理達(dá)到hb=220250hb。所加工零件的直徑d:200mm250mm查機(jī)械設(shè)計(jì)加工工藝手冊(cè)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)-立式內(nèi)孔表面珩磨機(jī)的有關(guān)參數(shù)的確定如下：圓周速度的參數(shù)為65 140 。3.3.1 主運(yùn)動(dòng)參數(shù)：主軸轉(zhuǎn)速n與切削速度v之間的關(guān)系： （3.8） 式中：-磨孔直徑 珩磨機(jī)是為適合多種零件加工而設(shè)計(jì)的，主軸需要的轉(zhuǎn)速范圍。若采用分級(jí)

31、變速，則應(yīng)確定轉(zhuǎn)速分級(jí)數(shù)。根據(jù)轉(zhuǎn)速與切削速度的關(guān)系式可知： (3.9) (3.10)則與的比值稱為變速范圍用表示。磨削時(shí)上述數(shù)據(jù)可以折算出轉(zhuǎn)速： 提高往復(fù)速度va，可提高珩磨效率。珩磨機(jī)的特點(diǎn)之一是具有較高的往復(fù)速度（2035m/min）以便獲得較大的網(wǎng)紋交叉角。當(dāng)時(shí)，珩磨效率最高10。 可以看出最低轉(zhuǎn)速ntmin與ntmax與切削速度，被加工孔徑大小有關(guān)。在計(jì)算為最大情況下，常用孔徑d值最小的數(shù)值。同理計(jì)算時(shí)要用較大的數(shù)值。主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列在采用變速時(shí)，則z級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列為：n1,n2,n3nz任意前口兩級(jí)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為： （3.11）既稱為公比。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按等比數(shù)列分級(jí)，則各級(jí)轉(zhuǎn)速為： 最大相

32、對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為： （3.12）則變速范圍為rn則與的比值稱為變速范圍為：選0.26則級(jí)數(shù)z=lgrn/lg+1=3則主軸轉(zhuǎn)速分成3級(jí)，主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速分別82.76,128，222.823.3.2 選擇電機(jī)根據(jù)所加工的零件的材料的條件，確定主電動(dòng)機(jī)的功率，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)得計(jì)算公式： （3.13） （3.14）式中：珩磨油石工作壓力820 網(wǎng)紋交叉角 泊松比 0.270.30 a油石面積機(jī)床的機(jī)械效率取0.8則電動(dòng)機(jī)的選擇為表2：表3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇型號(hào)同步轉(zhuǎn)速()額定功率（）效率功率因數(shù)額定電流（a）額定轉(zhuǎn)矩（）yd160m-8/672050.830.665.51.515007.50.84

33、0.896.51.63.3.3 傳動(dòng)比分配電動(dòng)機(jī)的型號(hào)yd160m-8/6，滿載的最小轉(zhuǎn)速720r/min。a. 總傳動(dòng)比：i=6b. 分配轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的傳動(dòng)比： (3.15)上式中i0、i1 、帶傳動(dòng)與減速器（兩級(jí)齒輪減速）以及錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，為使帶傳動(dòng)的外廓尺寸不致過大，同時(shí)使減速器的傳動(dòng)比圓整以便更方便的獲得圓整地齒數(shù)。初步取，則減速器的傳動(dòng)比為3.4 設(shè)計(jì)減速器3.4.1 減速器類型減速器是應(yīng)用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置。主要功能是降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩，以滿足各種工作機(jī)械的需要。若按傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來劃分，這類減速器有下述六種：a. 齒輪減速器 主要有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪

34、減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器。b. 蝸桿減速器 主要有圓柱蝸桿減速器，環(huán)面蝸桿減速器和錐蝸桿減速器。c. 蝸桿齒輪減速器及齒輪-蝸桿減速器d. 行星齒輪減速器e. 擺線針輪減速器f. 諧波齒輪減速器上述六種減速器已有標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，使用時(shí)只需結(jié)合所需傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比、工作條件和機(jī)器的總體布置等具體要求，從產(chǎn)品目錄有關(guān)手冊(cè)中選擇即可。只有在選不到合適的產(chǎn)品時(shí)，才自行設(shè)計(jì)制造13。3.4.2 減速器選用初選zdy100型減速器，輸入轉(zhuǎn)速為640r/min，輸出轉(zhuǎn)速為120r/min。本減速器承載能力受機(jī)械強(qiáng)度和熱功率兩方面的限制，因此減速器型號(hào)的選用要通過兩個(gè)功率的校核計(jì)算。計(jì)算公式如下： a

35、. 機(jī)械強(qiáng)度的校核計(jì)算： (3.16)式中：-減速器的計(jì)算輸入功率（）； -減速器的實(shí)際輸入功率（）；-工況系數(shù)； 與實(shí)際輸入轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的額定輸入功率（）。 減速器的實(shí)際輸入轉(zhuǎn)速與承載能力表中的（r/min）公稱轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差 則：式中-該擋轉(zhuǎn)速下的額定輸入功率（）。查表4得=1計(jì)算得，故zdy100型減速器滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。b. 熱功率校核計(jì)算： （3.17）式中 -計(jì)算功率（）-額定功率利用系數(shù)-負(fù)荷率系數(shù)-環(huán)境溫度系數(shù)-許用熱功率（） 查表得=0.9，=0.75，=1.1，=29。計(jì)算得，故此減速器校核通過。3.4.3 zdy100型減速器特點(diǎn)zdy100型硬齒面漸開線圓柱齒輪減速器特點(diǎn)：

36、效率及可靠性高，工作壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便；此減速器的齒輪全部采用合金鋼鍛件，齒輪精度達(dá)6級(jí)以上；箱體經(jīng)精密鏜孔，軸承為加強(qiáng)型，從而使承載能力和壽命大大提高。適用范圍：冶金、礦山、運(yùn)輸、水泥、紡織、建筑、輕工業(yè)等13。3.5帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)部分主要由減速器降低后的速度通過帶輪傳遞給主軸使主軸的速度達(dá)到珩磨加工時(shí)所要求的速度。電機(jī)的額定功率為，轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比9/8。3.5.1 確定計(jì)算功率查表12-1-16 可得工況系數(shù)ka =1.1。故：3.5.2 選取v帶帶型，pd =5.5。選取窄v帶a型3.5.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速a. 小帯輪直徑：初取主動(dòng)輪（小帶輪）的基準(zhǔn)直徑為b. 計(jì)算大齒輪的基準(zhǔn)

37、直徑：則從動(dòng)輪（大帶輪）基準(zhǔn)直徑：3.5.4 帶速驗(yàn)算帶速v的計(jì)算為：因?yàn)閹賤：,故帶速合適。3.5.5 確定v帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)式： （3.18）可初步得到傳動(dòng)中心距即暫取計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：取帶長(zhǎng)度為1400mm計(jì)算實(shí)際中心距：3.5.6 驗(yàn)算小帶輪包角因，故小帶輪包角合適。3.5.7 計(jì)算v帶根數(shù)系數(shù) 查表圓整可得；取z=3。3.5.8 計(jì)算單根v帶預(yù)緊力應(yīng)使實(shí)際處拉力。3.5.9 計(jì)算軸壓力f3.5.10 帶輪結(jié)構(gòu)v帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成。根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同，v帶輪可以分為實(shí)心式、腹板式、孔板式和橢圓輪輻式。本設(shè)計(jì)中帶傳動(dòng)的帶輪結(jié)構(gòu)如圖3.2圖3.2 帶輪結(jié)構(gòu)圖3.6 設(shè)計(jì)

38、計(jì)算直齒錐齒輪小直齒錐齒輪：40cr調(diào)質(zhì)，表面硬度為240hbs。大直齒錐齒輪：40cr調(diào)質(zhì)，表面硬度為200hbs。a. 齒輪材料的選擇b. 確定齒輪齒數(shù)、,取小齒輪齒數(shù)，則則 取31傳動(dòng)誤差在內(nèi)符合情況c. 確定齒寬系數(shù) 取齒寬系數(shù)d. 確定傳動(dòng)精度等級(jí) 由齒寬的實(shí)際工作情況定位8級(jí)精度。e. 計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩f. 確定載荷系數(shù)k使用載荷系數(shù)。由已知條件，查表得動(dòng)載荷系數(shù)鍵載荷分配系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù) 則 g. 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算式中 齒寬系數(shù)查表得材料彈性影響系數(shù)查表按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度 大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算接觸許用應(yīng)力安全系數(shù)s=1，則失效概率為1%，壽命系數(shù) h. 確

39、定模數(shù) 取標(biāo)準(zhǔn)i. 計(jì)算小錐齒輪分度圓直徑:對(duì)的直齒圓錐齒輪取j. 驗(yàn)算速度由得mmk. 齒根抗彎疲勞強(qiáng)度計(jì)算確定許用彎曲應(yīng)力 取壽命系數(shù) 安全系數(shù)式中。 齒寬 取齒寬l. 齒寬系數(shù) 分錐角當(dāng)量齒數(shù) 查表得 許用彎曲應(yīng)力 、查表得 將上述參數(shù)代入式中 滿足強(qiáng)度要求m. 小直圓錐齒輪和大直圓錐齒輪的主要參數(shù)如表3.3:表3.3 小直圓錐齒輪和大直圓錐齒輪的主要參數(shù)名稱代號(hào)小錐齒輪大錐齒輪齒數(shù)比i1.02齒數(shù)z3031大端模數(shù)m44大段分度圓直徑d128130分錐角錐矩r90齒寬b3840齒寬系數(shù)0.3分度圓直徑d126128齒頂高h(yuǎn)a9.44.8齒根高h(yuǎn)f4.25.8齒頂角齒頂圓直徑da132.

40、86134.48當(dāng)量齒數(shù)zv42.0144.34 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本要求a. 軸與裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置，并便于裝拆，調(diào)整:b. 制造工藝性好:c. 要特別注意軸應(yīng)具有足夠的剛度:d. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高剛度的一些措施：(1) 增大軸的直徑，縮短軸的長(zhǎng)度，選擇合適的支撐跨距。如軸上有多個(gè)齒輪時(shí)，齒輪應(yīng)設(shè)計(jì)的較薄，以縮短軸長(zhǎng)。對(duì)于不能再縮短的軸，才采用增大直徑的方法。(2) 為減小彎距，應(yīng)將軸上受力較大的零件盡可能設(shè)置在靠近支撐處。(3) 為避免軸和軸承受過大的彎矩，對(duì)某些傳動(dòng)軸，如帶輪的軸，可采用卸荷結(jié)構(gòu)。(4) 盡可能不采用懸臂軸，因?yàn)樗膭偠刃　?根據(jù)上面的基本要求和

41、提高軸的剛度的措施設(shè)計(jì)主軸箱的各軸，具體的各軸的主軸箱裝配圖和軸的零件圖10。4.2 改善軸裝配及加工工藝一些措施當(dāng)零件要裝到軸上去，零件所經(jīng)過的各段軸徑應(yīng)小于零件的孔徑。這樣，裝配時(shí)即保護(hù)了它所經(jīng)過的配合表面，又便于裝拆。但在不影響裝配方便前提下，應(yīng)盡量減少臺(tái)階的數(shù)目及減少臺(tái)階的高度，以改善加工工藝和節(jié)約材料。軸上臺(tái)階的高度應(yīng)該保證裝拆零件時(shí)無需拔出配合很緊的平鍵減少臺(tái)階數(shù)目及臺(tái)階高度。在同一根軸上的切槽高度，倒角半徑，倒角，鍵槽高度，花鍵等尺寸，應(yīng)盡可能相同，這樣，可減少刀具種類和節(jié)省更換刀具的時(shí)間。在同一根軸上有幾個(gè)鍵槽時(shí)，為了方便加工，應(yīng)盡可能分布在同一母線上。對(duì)鍵槽，應(yīng)盡可能考慮用三

42、面刃的盤狀刀銑刀銑出，因?yàn)樗扔弥笭钽姷都庸r(shí)效率高15。4.3 軸剛度校核軸的剛度分為彎曲剛度與扭轉(zhuǎn)剛度兩種。彎曲剛度用軸在受力時(shí)產(chǎn)生的撓度（y）與傾角（）來量度；扭轉(zhuǎn)剛度用軸在受力時(shí)每1m長(zhǎng)度上產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角（）來度量。軸受力時(shí)如產(chǎn)生過大的彎曲或扭轉(zhuǎn)變形，在回轉(zhuǎn)中容易引起震動(dòng)和噪聲，影響機(jī)床的正常工作；對(duì)于連續(xù)切削的機(jī)床，這種現(xiàn)象更明顯。機(jī)床變速箱內(nèi)的軸，如發(fā)生過大的彎曲變形，則周上齒輪的嚙合正確性及平穩(wěn)行將受到影響；滾動(dòng)體和滾道的接觸壽命如裝在滑動(dòng)軸承中，則所受的壓力將集中于軸承的一端，引起軸承和軸徑的加速度磨損；如軸裝有滑移齒輪或離合器，則將影響其移動(dòng)的靈活性。在進(jìn)給系統(tǒng)中，如軸發(fā)生過大的扭轉(zhuǎn)變形，則運(yùn)動(dòng)部件