畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）超細(xì)長外圓珩磨技術(shù)研究

1、超細(xì)長外圓珩磨技術(shù)研究超細(xì)長外圓珩磨技術(shù)研究 摘要：摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各生產(chǎn)企業(yè)對加工效率以及加工質(zhì)量的要求越來 越高。珩磨加工作為精加工的一種有效方法，它不僅能去除較大的加工余量，而且 能提高工件內(nèi)孔或外圓的尺寸、形狀精度和降低表面粗糙度，是一種高效的機(jī)械加 工方法。在珩磨金屬材料，特別是難加工材料，如何提高其磨削效率，是珩磨加工 技術(shù)的一個(gè)主要研究內(nèi)容。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的即是進(jìn)行超細(xì)長外圓珩磨系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 從而對超細(xì)長外圓工件（直徑為2870mm，長度可達(dá) 3000mm）的外圓表面進(jìn)行 珩磨精加工，使其精度等級（尺寸精度等級）和表面質(zhì)量（表面粗糙度）達(dá)到一定 要求。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的

2、主要內(nèi)容包括對車床 ca61635000 的總體改造設(shè)計(jì)，其中 重點(diǎn)即是對車床 ca6163 刀架部分的改造設(shè)計(jì)，外圓珩磨頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)，另外還有 珩磨時(shí)潤滑油路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，最后通過珩磨時(shí)力與扭矩的分析與計(jì)算以及外圓珩磨 試驗(yàn)并數(shù)據(jù)處理來進(jìn)行珩磨機(jī)床的性能校核與可行性分析。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)遵循參照 分析研究的方法，即通過分析內(nèi)孔珩磨系統(tǒng)，其中包括如何將車床改造成為內(nèi)孔珩 磨機(jī)床以及內(nèi)孔珩磨頭的設(shè)計(jì)，內(nèi)孔珩磨油路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，以此為基礎(chǔ)來進(jìn)行外 圓珩磨系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，重點(diǎn)即是對單錐面外圓珩磨頭的進(jìn)一步改進(jìn)。本次畢業(yè) 設(shè)計(jì)的成果包括由車床 ca61635000 改裝而成的超細(xì)長外圓珩磨機(jī)床工作圖 （a

3、0） ，工件保持架裝配圖（a2） ，外圓珩磨頭裝配及其零件圖（a2 及 a4） 。本次 畢業(yè)設(shè)計(jì)通過珩磨時(shí)力與扭矩的分析與計(jì)算可得出所改造的外圓珩磨機(jī)床動(dòng)力足夠， 通過試驗(yàn)并數(shù)據(jù)處理可得出所設(shè)計(jì)的外圓珩磨系統(tǒng)滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中所要求加 工工件的直徑范圍，并且加工出的工件可達(dá)到理想的精度等級與表面質(zhì)量。因此可 得出結(jié)論，即所設(shè)計(jì)的超細(xì)長外圓珩磨系統(tǒng)是可行的，能夠用于該直徑范圍內(nèi)的工 件的加工生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：外圓珩磨系統(tǒng)；外圓珩磨頭；潤滑油路；珩磨試驗(yàn) the experimental research on superfine cylindrical honing abstract:

4、with the rapid development of science and technology, the production enterprises of processing efficiency and processing quality have become increasingly demanding. as an effective method, finishing honing can not only remove the larger allowance, but also improve the hole or cylindrical work piece

5、size, shape accuracy and reduce the surface roughness, so it is a highly efficient machining method. in the honing of metal materials, particularly difficult to machine materials, how to improve the efficiency of its grinding is one of the main research of honing technology. the purpose of this grad

6、uation project is a long cylindrical ultra-fine honing system design, a long cylindrical piece of fine (diameter of2870mm, length up to 3000mm) of the cylindrical surface honing finishing, so that the accuracy level (dimensional accuracy level) and surface quality (surface roughness) meet certain re

7、quirements. the main graduation include lathe ca6163 5000 for the overall transformation of the design, which focuses on ca6163 lathe tool holder that is part of the transformation of the design, cylindrical honing head of improved design, in addition to honing the system when the lubricating oil de

8、sign, the final time by honing analysis of force and torque calculation and experiment and data processing cylindrical honing machine for checking the performance and feasibility analysis. the graduation project follows the reference method of analysis, which bore honing system by the analysis, incl

9、uding how to be transformed into the lathe and the bore hole honing machine honing head design, bore honing oil system design, as a basis for the cylindrical honing system research and design, focusing on the single cone is the further improvement of cylindrical honing head. the results of graduatio

10、n from the lathe ca6163 5000, include the conversion into ultra-fine honing machine work long cylindrical map (a0), the work piece retainer assembly drawing (a2), cylindrical honing head assembly and parts diagram (a2 and a4). the graduation project when the force and torque by honing analysis and c

11、alculation can be drawn from the transformation of the cylindrical honing machine enough power and through the testing and data processing can be drawn from the cylindrical honing system designed to meet the graduation requirements of the task book work piece diameter range, and the work piece can b

12、e machined to achieve the desired level of accuracy and surface quality. therefore it can be concluded that the design of ultra long cylindrical honing system is feasible and can be used within the scope of the diameter of the work piece processing. key words: cylindrical honing system; cylindrical

13、honing head; lubricating oil; honing test 目目 錄錄 1 緒論.1 1.1 研究、設(shè)計(jì)的目的及意義.1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.1 1.3.1 珩磨加工的特點(diǎn).5 1.3.2 珩磨加工的工作原理.5 1.3.3 珩磨加工的切削過程.7 1.4 研究、設(shè)計(jì)方法及理論依據(jù).8 1.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容.9 2 外圓珩磨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).10 2.1 外圓珩磨系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì).10 2.2 車床刀架部分的詳細(xì)改造設(shè)計(jì).12 2.3 珩磨油石.14 2.4 珩磨頭的結(jié)構(gòu)形式.16 2.5 外圓珩磨頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與改進(jìn).19 2.5.1 珩磨頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則.

14、19 2.5.2 兩種改進(jìn)方案的分析比較與優(yōu)化選擇.21 2.5.3 珩磨頭總體結(jié)構(gòu)尺寸的確定.23 2.5.4 珩磨頭各零部件的選擇與設(shè)計(jì).24 2.6 珩磨時(shí)潤滑油路系統(tǒng)設(shè)計(jì).28 3 外圓珩磨系統(tǒng)可行性分析計(jì)算.29 3.1 車床型號的匹配驗(yàn)證.29 3.2 珩磨切削力的分析.29 3.3 珩磨加工力與扭矩的驗(yàn)算.30 3.4 強(qiáng)度校核.32 4 外圓珩磨系統(tǒng)加工性能測試試驗(yàn).33 4.1 試驗(yàn)?zāi)康?33 4.2 試驗(yàn)儀器.33 4.3 試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)處理.33 4.3.1 工件尺寸精度測量.33 4.3.2 工件表面粗糙度測量.33 4.4 數(shù)據(jù)處理與分析.34 4.4.1 工件尺寸精度

15、.34 4.4.2 工件表面粗糙度.35 4.5 試驗(yàn)結(jié)論.36 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié).37 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).38 致謝致謝.40 附錄附錄 a：文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述.41 附錄附錄 b：經(jīng)濟(jì)性分析：經(jīng)濟(jì)性分析.44 1 緒論緒論 1.1 研究、設(shè)計(jì)的目的及意義研究、設(shè)計(jì)的目的及意義 裝備制造業(yè)作為制造業(yè)的核心組成部分，為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)提供生產(chǎn)技術(shù) 裝備，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展特別是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。建立起強(qiáng)大的裝備制造業(yè)，是提高 中國綜合國力，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的根本保證。本課題即源于裝備制造業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，眾 所周知：車工怕車桿，這句話反映出車削細(xì)長桿的難度。由于細(xì)長軸的特點(diǎn)和技術(shù) 要求，在高速車削時(shí)，易產(chǎn)生

16、振動(dòng)、多棱、竹節(jié)、圓柱度差和彎曲等缺陷。因此， 細(xì)長桿零件的砂帶磨削，單邊車削或磨削不銹鋼細(xì)長桿零件，由于剛性差，若不采 取相應(yīng)的措施，往往不能進(jìn)行加工。就是采取措施，能順利進(jìn)行單邊車削或磨削加 工，也會(huì)因橫向切削力而使細(xì)長桿發(fā)生變形，而使被加工細(xì)長桿或多或少成為兩頭 直徑小、中間直徑大的腰鼓形。 為徹底改變這種由于加工工藝所帶來的較大誤差，故可采用一種細(xì)長圓桿狀外 圓珩磨機(jī)，它有狹長的床身，床身縱向有導(dǎo)軌。另外，其主軸箱有輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的 軸，軸上有可卡住細(xì)長圓桿件一端的卡具，床身上固定有珩磨主機(jī)，珩磨主機(jī)上有 圓管形導(dǎo)向套，細(xì)長圓桿件被主軸箱上的卡具卡住一端后，另一端可從導(dǎo)向套中穿 入，導(dǎo)向

17、套管壁有油石座孔，孔中安置有可徑向活動(dòng)的油石座，導(dǎo)向套外有圓筒形 內(nèi)導(dǎo)軌套，內(nèi)導(dǎo)軌套軸向運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)油石座徑向活動(dòng)。使油石貼緊導(dǎo)向套內(nèi)的圓桿 件，以進(jìn)行珩磨加工。 并且，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，珩磨技術(shù)已在制造業(yè)的諸多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。 例如，珩磨技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用，尤其是在先進(jìn)的精密孔加工中的應(yīng)用。比 較典型的應(yīng)用有發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸套、連桿、齒輪、油泵油嘴、剎車泵、剎車鼓、油 缸、轉(zhuǎn)向器、增壓器等。珩磨在油泵油嘴行業(yè)的應(yīng)用，生產(chǎn)出來的善能 kgm5000 系列珩磨機(jī)是針對油泵油嘴行業(yè)的柱塞而開發(fā)的高精度珩磨機(jī)，去除量為 0.01mm， 加工總周期為 30 秒；圓度 0.0005mm；直線度

18、0.0007mm；表面粗糙度 ra 0.06mm， 從而實(shí)現(xiàn)了完全以珩代磨的目標(biāo)，從而大大延長了提高了油泵油嘴的性能和壽命， 完全達(dá)到國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。珩磨在齒輪內(nèi)孔中的應(yīng)用，現(xiàn)在廣泛使用珩磨工藝的汽 車齒輪有行星輪、太陽輪、雙聯(lián)齒輪等。此外，珩磨在增壓器零件上的應(yīng)用，根據(jù) 增壓器中間殼的材料和內(nèi)孔的特殊結(jié)構(gòu)形式，可采用電鍍金剛石磨粒套作為珩磨工 具，多立軸式結(jié)構(gòu)型式，可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)循環(huán)過程中完成粗加工、半精加工、精加 工和去毛刺等多個(gè)加工部序，多工位轉(zhuǎn)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化，提高工作效 率。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 珩磨技術(shù)早在 20 年代初期就在汽車、拖拉機(jī)行業(yè)得到應(yīng)用。早

19、期的珩磨，主要 用來提高工件的表面粗糙度，效率低，應(yīng)用范圍小。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)珩 磨加工有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，是一種具有廣泛前途的切削技術(shù)，因而很快地推廣應(yīng)用 于船舶、軸承、軍工和工程機(jī)械等制造業(yè)中。如今，珩磨已不再是一種只能提高表 面粗糙度的加工方法，而成為能夠快速可靠地去除一定的余量、提高表面粗糙度和 精度的一種半精加工和精加工的工藝方法。 珩磨不需要特殊的條件就能使零件獲得精確的尺寸、幾何精度、良好的表面質(zhì) 量和高的使用壽命，因而在國外機(jī)械制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，甚至成為某 些領(lǐng)域中必不可少的加工手段。近年來，珩磨已成為發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套、氣缸體孔以及 工程機(jī)械中重要的液壓缸等精密偶

20、件孔加工必不可少的工藝技術(shù)，通過良好的珩磨， 在發(fā)動(dòng)機(jī)方面，大大縮短了跑合時(shí)間，減少了燃料消耗，避免了孔的拉毛劃傷；在 液壓偶件孔方面，它通過工作表面均勻的油膜，大大提高了偶件間的配合精度，增 強(qiáng)密封性能，提高液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性與功率增長。珩磨工藝質(zhì)量直接影響氣缸套、 氣缸體、液壓缸等關(guān)鍵基礎(chǔ)件的使用壽命，決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的大修時(shí)間、油耗和尾氣 排放以及液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。隨著工程技術(shù)領(lǐng)域?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行機(jī)理的深入 研究，對珩磨工藝技術(shù)提出了更高的要求，由 70 年代以前單純追求珩磨工藝獲得內(nèi) 壁尺寸高精度的尺寸公差和形位公差，發(fā)展到當(dāng)今，在控制尺寸精度和形位公差的 同時(shí)，更注重控制珩磨網(wǎng)紋的微觀

21、結(jié)構(gòu)(如網(wǎng)紋石墨裸露率、表面金屬折皺、波峰與 波谷形態(tài)等)，研究不同珩磨類型的適用性(如鏡面和平臺(tái)網(wǎng)紋等)，其中平臺(tái)網(wǎng)紋以 其理想的網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)，在大功率、重載、高速類汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和中、低速船柴發(fā)動(dòng)機(jī)中 得到普遍重視。在國內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套、氣缸體以及工程機(jī)械液壓系統(tǒng)制造業(yè)，現(xiàn)普 遍采用珩磨技術(shù)，但珩磨水平較低，對珩磨工藝參數(shù)研究較為松散，珩磨國家標(biāo)準(zhǔn) 僅相當(dāng)于國際 70 年代水平，對珩磨控制的參數(shù)僅有 ra、rz、tp、sk 等少數(shù)幾組， 而國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)及一些發(fā)達(dá)的發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)廠家根據(jù)氣缸摩擦副機(jī)理研究，提出控制 珩磨石墨裸露率等技術(shù)要求，現(xiàn)在國際先進(jìn)的珩磨技術(shù)需求石墨裸露率達(dá) 40，而 我國的珩磨技術(shù)

22、水平已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)，尤其是汽車工業(yè)的技術(shù)需求。表面 粗糙度檢測儀器的研究，主要是為適應(yīng)精密偶件珩磨技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，根據(jù)珩磨 網(wǎng)紋微觀結(jié)構(gòu)，國際先進(jìn)的檢測儀器可檢測 70 種以上參數(shù)。通過對這些參數(shù)的檢測， 操作人員或技術(shù)人員對珩磨切削參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而獲得較為理想的珩磨網(wǎng)紋。著 名的檢測系統(tǒng)有英國泰勒、德國霍梅爾、德國馬爾、日本精工等。這些工藝、檢測 技術(shù)的研發(fā)，大大改善了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能，延長了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，但均存在各 自利弊：通過激光珩磨技術(shù)，可以獲得理想的近似矩形的交叉網(wǎng)紋溝槽，對發(fā)動(dòng)機(jī) 氣缸套、缸體使用壽命、耐磨性、配副性、儲(chǔ)油性等大大提高，為目前最理想的加 工表面，但工效

23、太低，難以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)大批量生產(chǎn)需求。 當(dāng)前，在發(fā)達(dá)國家，對珩磨技術(shù)方面的研究主要側(cè)重于新型珩磨技術(shù)研發(fā)，如 德國拉格爾公司研制的雙向雙進(jìn)給平頂珩磨，德國格林公司最新研制的激光珩磨， 美國善能公司新開發(fā)的刷珩技術(shù)。涮珩為當(dāng)前國際最新研制的珩磨技術(shù)，使表面輪 廓的頂部變成圓形，這就意味著表面的儲(chǔ)油性能高、切削深度小，與平頂結(jié)構(gòu)相似， 但該技術(shù)對機(jī)床性能有較高要求，且涮磨頭的材質(zhì)還處于試驗(yàn)研究階段，目前很難 獲得普及；處于世界領(lǐng)先水平的德國拉格爾公司近幾年開發(fā)研制出的一種新型珩磨 技術(shù)，主要對傳統(tǒng)珩磨工藝中存在的金屬折皺、石墨裸露率低等問題進(jìn)行了有針對 性的技術(shù)改進(jìn)，該技術(shù)很好地解決了發(fā)動(dòng)機(jī)對氣缸套

24、、氣缸體孔表面高精度的要求， 目前已成為國際先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)普遍認(rèn)可的最為成熟的珩磨技術(shù)，并成為今后珩 磨技術(shù)發(fā)展的主流。其存在的缺點(diǎn)是對珩磨操作人員的技能要求較高，高精度的網(wǎng) 紋參數(shù)工藝設(shè)計(jì)與診斷完全由操作人員掌握和控制調(diào)節(jié)，珩磨網(wǎng)紋的加工質(zhì)量很大 程度上取決于操作人員技能高低。如何減少人為影響因素，實(shí)現(xiàn)珩磨工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化、 工藝過程智能診斷成為當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)科技發(fā)展的重要研究課題。 珩磨加工是內(nèi)孔精加工的一種有效方法，現(xiàn)在珩磨已不僅用作高精度要求的最 終加工工序，并且還可作為切除較大余量的中間工序，是一種高效、優(yōu)質(zhì)的加工方 法。在精密深孔珩磨加工工藝中，具有代表性的有深孔擠壓珩磨工藝、深孔

25、強(qiáng)力珩 磨工藝、超聲波深孔珩磨工藝、激光珩磨工藝。 孔擠壓珩磨工藝又稱為磨料流加工技術(shù)，是利用半固態(tài)的研磨料，在限制 通道范圍內(nèi)，在擠壓力作用下，使磨料在被加工表面進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對內(nèi)孔表面進(jìn) 行研磨、拋光，清除表面硬化層，降低表面粗糙度的一種深孔表面光整加工技術(shù)。 深孔強(qiáng)力珩磨工藝是國際上近年來發(fā)展起來的一種高效率、高精度工藝。 所謂強(qiáng)力珩磨就是其磨削工件時(shí)壓力大，比普通珩磨大 57 倍；加工余量大，比普 通珩磨大 1020 倍；磨削效率高，比普通珩磨高 2030 倍；加工質(zhì)量好，尺寸精度 可達(dá) it5it6，表面粗糙度可達(dá) 0.2m。采用強(qiáng)力珩磨工藝可省去粗鏜、浮鏜、精鏜 等工序，是磨削、精

26、整和修光三位一體的精密加工工藝。它特別適用于采用其它工 藝無法保證精度的情況下有效加工的長管件和長桿件內(nèi)、外圓表面的精密加工。 超聲振動(dòng)珩磨是在普通珩磨的基礎(chǔ)上，使油石附加了超聲頻的機(jī)械振動(dòng)， 可以降低珩磨力，避免油石的堵塞，提高加工質(zhì)量，并且以人造金剛石或立方氮化 硼油石取代傳統(tǒng)的碳化硅油石，在珩磨效率、珩磨質(zhì)量上都獲得了較好的效果。因 此，超聲振動(dòng)珩磨是解決高硬度鋼精密深孔加工的有效方法之一。 激光珩磨加工是激光技術(shù)與機(jī)械珩磨技術(shù)的結(jié)合。其原理是利用具有一定 能量密度的激光束在已經(jīng)機(jī)械珩磨的機(jī)械表面上，通過去除表面材料進(jìn)行微觀幾何 造型，在表面上形成與潤滑性能要求優(yōu)化匹配的、連續(xù)均勻的、具

27、有一定密度(間距)、 寬度、深度、角度、形狀的儲(chǔ)存和輸送潤滑油的油路和凹腔，從而提供能優(yōu)化潤滑 狀況和有利于形成液體動(dòng)眶潤滑條件的表面結(jié)構(gòu)形貌，以便在摩擦副表面之間形成 具有最小厚度的動(dòng)壓潤滑油膜，減少崮體間的直接接觸，達(dá)到減小磨損的作用。同 時(shí)，珩磨工藝對于微小深孔的加上也是很有效的。這類微小深孔的特點(diǎn)是表面相糙 度要求很高，加工余量很小。微小深孔珩磨的珩磨壓力和徑向進(jìn)給由心桿的離心力 來產(chǎn)生的，將其做成非對稱的形狀， 珩磨工具在高速旋轉(zhuǎn)的過程中形成偏心，使心 桿產(chǎn)生不平衡的徑向力，并使珩磨頭在其整個(gè)接觸線的長度上均以相等的接觸壓力 與工件表面接觸，進(jìn)行珩磨。通過改變磨具的轉(zhuǎn)速，也可以在一定

28、范圍內(nèi)無級徑向 調(diào)速。 隨著珩磨加工工藝的發(fā)展，珩磨機(jī)床也有長足的改進(jìn)。國外珩磨機(jī)床的發(fā)展以 美國善能公司為代表。自 1924 年成立以來，她一直致力于箱體加工技術(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)再 制造設(shè)備的研究與開發(fā)，始終走在世界珩磨技術(shù)前列。經(jīng)過近八十年的發(fā)展，善能 公司已成為世界上最大的從事珩磨技術(shù)的專業(yè)化公司。產(chǎn)品覆蓋各種規(guī)格的珩磨機(jī) 床、發(fā)動(dòng)機(jī)再制造設(shè)備、磨料、珩磨工具、測量儀表、切削液等輔件。如善能 ht 系列臥式強(qiáng)力珩磨機(jī)是善能孔加工經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的全自動(dòng)技術(shù)的完美結(jié)合，性能非常 卓越，是大孔工件珩磨的最佳選擇。孔徑范圍：251000mm，最大長度：16m。主 軸通過一個(gè)無級變速的齒輪箱驅(qū)動(dòng)裝置，對不同孔

29、徑的零件很容易地設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速。 機(jī)床不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可隨時(shí)釋放剎車裝置。ipc/mpc 的油石進(jìn)給控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的切 削加工和油石的磨損補(bǔ)償，保證了最高效的操作運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)加工大型部件或宜徑大于 600 mm 的孔時(shí)，可先拆掉工作臺(tái)，直接把工件定位夾持存夾具上。采用 plc(工業(yè) pc 控制系統(tǒng))對沖程位置，油石進(jìn)給速率和切削壓力進(jìn)行設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)對孔形的最 佳控制。htc 系列臥式強(qiáng)力珩磨機(jī)采用 ij 編程的觸按屏使用觸摸屏進(jìn)行編程，輸 入工件的尺寸，機(jī)器會(huì)推薦正確的工具，估算主軸的合適轉(zhuǎn)速。觸摸屏也可顯示機(jī) 床的工作狀況：主軸的負(fù)載、高低點(diǎn)、珩磨頭位置、珩磨時(shí)間、進(jìn)給速率、功率范 同等。更為重要的是

30、可利用觸摸屏按次序調(diào)整機(jī)床。善能公司的可編程的觸摸屏消 除了多按鈕面板的混亂現(xiàn)象，減少了調(diào)整時(shí)間?？刂葡到y(tǒng) ij 發(fā)現(xiàn)孔的高點(diǎn)與低點(diǎn)， 自動(dòng)進(jìn)行孔形的校正。機(jī)床可自動(dòng)調(diào)整沖程位置。同時(shí)，國內(nèi)珩磨機(jī)床也有了長足 的發(fā)展，其開發(fā)是仿照國外珩磨機(jī)床設(shè)計(jì)的，如山東德隆機(jī)床廠生產(chǎn)的系列深孔強(qiáng) 力珩磨機(jī)床。該機(jī)床加工的零件孔徑精度達(dá) it7 級以上，表面粗糙度達(dá) ra0.20.4m。還可以進(jìn)行局部珩磨，以便修正零件的錐度和圓度。在珩磨過程中采 用自動(dòng)循環(huán)定時(shí)控制，往復(fù)速度由儀表顯示，換向平穩(wěn)，高速方便，容易保證孔徑 尺寸精度和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。并且在珩磨過程中，砂條和工件始終保持恒壓，使砂條 進(jìn)行強(qiáng)力磨削，保

31、證了深孔加工的高效率。對一般圓柱形深孔零件，粗鏜后進(jìn)行粗 精珩磨，若使用冷拔鋼管，可直接進(jìn)行強(qiáng)力珩磨改變了深孔加工多工序的傳統(tǒng)工藝 方法，有效地提高了生產(chǎn)率。被珩磨零件材質(zhì)為鑄鐵和各類鋼材，包括淬硬后的工 件。此機(jī)床的冷卻系統(tǒng)，采用三級過濾，充分保證了冷卻液的清潔度。它的控制集 中于電氣操縱中心進(jìn)行，操作方便5。 在珩磨技術(shù)及控制技術(shù)研究方面，國內(nèi)起步較晚，而且相關(guān)設(shè)備和數(shù)控系統(tǒng)主 要是依靠進(jìn)口和國外企業(yè)的合作開發(fā)，國外雖研究起步較早，但進(jìn)口該設(shè)備成本過 高。深孔珩磨加工機(jī)床有專用深孔珩磨機(jī)床及改裝型深孔珩磨機(jī)床兩種對于生產(chǎn) 規(guī)模較小和一些維修廠家如采用專用深孔珩磨機(jī)，其設(shè)備投資大，經(jīng)濟(jì)性不高

32、。而 我們西安石油大學(xué)深孔加工研究所針對一些小型機(jī)械加工和維修廠家的資金不足且 所加工零件都是小批量的特點(diǎn)，開發(fā)了將車床改裝成臥式深孔珩磨機(jī)床的技術(shù)，受 到用戶的好評。 1.3 珩磨加工的特點(diǎn)及原理珩磨加工的特點(diǎn)及原理 1.3.1 珩磨加工的特點(diǎn)珩磨加工的特點(diǎn) 珩磨加工與一般切削加工相比具有以下特點(diǎn) 可以獲得高的加工精度 珩磨可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較高的形狀精度及尺寸精度。加工直徑小于 50mm 的孔時(shí)，其軸心線直線度可達(dá) 1m。經(jīng)珩磨加工的內(nèi)孔，尺寸精度可達(dá) it6it7。但珩磨加工不能提高被加工孔的位置精度。 可以獲得高的表面質(zhì)量 珩磨的加工表面具有夾叉網(wǎng)紋，有利于潤滑油的儲(chǔ)存及油膜的保持

33、，能承受較 大的載荷，工件耐磨性好；珩磨表面粗糙度 ra 值通?？蛇_(dá) 0.80.19m，最高可達(dá) 0.19m；珩磨加工表面幾乎沒有熱損傷、變質(zhì)層、嵌砂或冷硬現(xiàn)象。但存在高的殘 余壓應(yīng)力，這些都有利于零件使用壽命的提高。 珩磨加工范圍廣 珩磨能加工各種內(nèi)孔(通孔、盲孔、多臺(tái)階孔、圓錐孔、橢圓孔和余擺線孔等)、 平面、外圓柱表面、球面、齒輪表面以及發(fā)動(dòng)機(jī)曲線表面等；能加工的孔徑范圍為 22000mm，孔深最大為 24000mm，長徑比 l/d 約為 1/(50300)；幾乎能加工所有工 業(yè)原材料。 具有較高的生產(chǎn)率 對機(jī)床精度的要求低，珩磨是大面積多刃切削加工，因而具有較高的材料切除 率，如珩磨直

34、徑為 100mm 左右的缸套孔，其材料切除率可達(dá) 300500mm/s。由于珩 磨時(shí)珩磨頭或工件要能浮動(dòng)，珩磨頭與機(jī)床的連接屬于柔性連接，故對機(jī)床的精度 要求低，并可用車床、鏜床、鉆床等機(jī)床改裝1。 1.3.2 珩磨加工的工作原理珩磨加工的工作原理 內(nèi)孔珩磨加工如圖 1- -1 所示1。 圖圖 1-11-1 內(nèi)孔珩磨加工圖內(nèi)孔珩磨加工圖 內(nèi)孔珩磨原理如圖 1- -2 所示1。其中包括成形運(yùn)動(dòng)圖，砂條磨削軌跡展開圖以 及合成速度圖。 珩磨是利用安裝在珩磨頭圓周上的若干砂條(油石)，由張開機(jī)構(gòu)（有旋轉(zhuǎn)式和 推進(jìn)式兩種）將砂條沿徑向張開，使其壓向工件的孔壁，以便產(chǎn)生一定的面接觸； 與此同時(shí)，使珩磨頭

35、作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工件不動(dòng)；或珩磨頭只作旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)， ；或工件只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，珩磨頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對孔進(jìn)行低速磨削和 摩擦拋光， 圖圖 1-21-2 內(nèi)孔珩磨原理圖內(nèi)孔珩磨原理圖 a）成型運(yùn)動(dòng) b）砂條磨削軌跡展開圖 c）合成速度 從而實(shí)現(xiàn)珩磨。旋轉(zhuǎn)及往復(fù)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果是，油石上的磨粒在孔的表面上的切削 軌跡呈交叉而又不重復(fù)的網(wǎng)紋，因而獲得表面粗糙度較小的加工表面。徑向加壓運(yùn) 動(dòng)是油石的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加壓壓力愈大，進(jìn)給量就愈大。 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

36、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)的平板相互對研而形成 平面的原理。 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)，工件旋轉(zhuǎn)珩磨 頭往復(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。

37、因此，隨著珩磨的進(jìn)行，孔表面和油石表面不斷產(chǎn)生干涉點(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。 1.3.3 珩磨加

38、工的切削過程珩磨加工的切削過程 定壓進(jìn)給珩磨 定壓進(jìn)給中進(jìn)給機(jī)構(gòu)以恒定的壓力壓向孔壁，共分三個(gè)階段。 第一個(gè)階段是脫落切削階段，這種定壓珩磨，開始時(shí)由于孔壁粗糙，油石與孔 壁接觸面積很小，接觸壓力大，孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表面因接觸壓 力大，加上切屑對油石粘結(jié)劑的磨耗，使磨粒與粘結(jié)劑的結(jié)合強(qiáng)度下降，因而有的 磨粒在切削壓力的作用下自行脫落，油石面即露出新磨粒，此即油石自銳。 第二階段是破碎切削階段，隨著珩磨的進(jìn)行，孔表面越來越光，與油石接觸面 積越來越大，單位面積的接觸壓力下降，切削效率降低。同時(shí)切下的切屑小而細(xì)， 這些切屑對粘結(jié)劑的磨耗也很小。因此，油石磨粒脫落很少，此時(shí)磨削不是靠

39、新磨 粒，而是由磨粒尖端切削。因而磨粒尖端負(fù)荷很大，磨粒易破裂、崩碎而形成新的 切削刃。 第三階段為堵塞切削階段，繼續(xù)珩磨時(shí)油石和孔表面的接觸面積越來越大，極 細(xì)的切屑堆積于油石與孔壁之間不易排除，造成油石堵塞，變得很光滑。因此油石 切削能力極低， 相當(dāng)于拋光。若繼續(xù)珩磨，油石堵塞嚴(yán)重而產(chǎn)生粘結(jié)性堵塞時(shí)，油 石完全失去切削能力并嚴(yán)重發(fā)熱，孔的精度和表面粗糙度均會(huì)受到影響。此時(shí)應(yīng)盡 快結(jié)束珩磨。 定量進(jìn)給珩磨 定量進(jìn)給珩磨時(shí)，進(jìn)給機(jī)構(gòu)以恒定的速度擴(kuò)張進(jìn)給，使磨粒強(qiáng)制性地切入工件。 因此珩磨過程只存在脫落切削和破碎切削，不可能產(chǎn)生堵塞切削現(xiàn)象。因?yàn)楫?dāng)油石 產(chǎn)生堵塞切削力下降時(shí)，進(jìn)給量大于實(shí)際磨削量

40、，此時(shí)珩磨壓力增高，從而使磨粒 脫落、破碎，切削作用增強(qiáng)。用此種方法珩磨時(shí)，為了提高孔精度和表面粗糙度， 最后可用不進(jìn)給的方式再珩磨一段時(shí)間。 定壓定量進(jìn)給珩磨 開始時(shí)以定壓進(jìn)給珩磨，當(dāng)油石進(jìn)入堵塞切削階段時(shí)，轉(zhuǎn)換為定量進(jìn)給珩磨， 以提高效率。最后可用不進(jìn)給的方式珩磨，提高孔的精度和表面粗糙度1。 本課題針對珩磨機(jī)理進(jìn)行研究，選擇合理的方式與材料設(shè)計(jì)新型外圓珩磨頭， 提出改進(jìn)方案，并且對被加工工件進(jìn)行加工精度和表面質(zhì)量的測試與分析，進(jìn)而研 究所設(shè)計(jì)外圓珩磨機(jī)床的性能，最終提高外圓加工工件的精度等級和表面粗糙度， 以提高經(jīng)濟(jì)效益，從而適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)高速發(fā)展的需求。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的即是進(jìn)行超

41、細(xì)長外圓珩磨系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而對超細(xì)長工件 （外徑為28-70mm，長度可達(dá) 3000mm）的外圓表面進(jìn)行珩磨精加工，使其精度 等級（尺寸精度等級）和表面質(zhì)量（表面粗糙度）達(dá)到一定要求。 1.4 研究、設(shè)計(jì)方法及理論依據(jù)研究、設(shè)計(jì)方法及理論依據(jù) 本課題的方法步驟遵循：參照分析研究，改造方案的總體設(shè)計(jì)，機(jī)床刀架部分 的改造設(shè)計(jì)，外圓珩磨頭等改進(jìn)、設(shè)計(jì)，外圓珩磨試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析，機(jī)床性能分析 與校核。參照分析研究，即廣泛查閱有關(guān)文獻(xiàn)，了解國內(nèi)外最新的外圓珩磨加工技 術(shù)和機(jī)床性能測試技術(shù)及其發(fā)展方向，對珩磨加工機(jī)理從理論上進(jìn)行分析研究。改 造方案的總體設(shè)計(jì)，深入觀察和了解車床 ca61635000，掌握其

42、基本結(jié)構(gòu)尤其是 刀架部分，理解其刀具與工件之間的相對運(yùn)動(dòng)，加之對珩磨機(jī)理的認(rèn)識(shí)與了解，從 而提出改造的總體方案。外圓珩磨頭等改進(jìn)、設(shè)計(jì)，廣泛查閱有關(guān)文獻(xiàn)，了解國內(nèi) 外最新的內(nèi)孔珩磨頭的結(jié)構(gòu)及其磨削原理，以及現(xiàn)有的單錐面超細(xì)長外圓珩磨頭的 結(jié)構(gòu)及其工作原理，從而進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，設(shè)計(jì)出更加合理的外圓珩磨頭。機(jī)床刀 架部分的改造設(shè)計(jì)，根據(jù)改造的總體設(shè)計(jì)方案對車床刀架部分進(jìn)行詳細(xì)的改造與設(shè) 計(jì)，從而可對工件進(jìn)行珩磨加工。外圓珩磨試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析，隨機(jī)選取被加工工件 進(jìn)行珩磨加工，并對其精度等級及表面粗糙度進(jìn)行測試，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。機(jī)床性 能分析與校核，根據(jù)試驗(yàn)后所記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而對所設(shè)計(jì)

43、外圓珩 磨機(jī)床進(jìn)行性能分析，并進(jìn)行機(jī)床校正。 1.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 將車床 ca6163 改裝成一珩磨機(jī)床，包括潤滑、冷卻及排屑油路的設(shè)計(jì)，車床 刀架部分的詳細(xì)改造，油石的選擇，而重點(diǎn)則是外圓珩磨頭的設(shè)計(jì)。待解決的問題 主要是刀架部分的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換與外圓珩磨頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)。另外，還要注意珩磨進(jìn)給量 的選取，被加工工件直徑范圍的確定以及珩磨頭徑向活動(dòng)范圍的確定。以保證工件 最終的加工精度及表面質(zhì)量。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下： 資料檢索、外文資料翻譯 1500020000 字符（約 6000 漢字）、調(diào)研； 完成開題報(bào)告； 珩磨技術(shù)研究； 設(shè)計(jì)參數(shù)： 珩磨工件直徑：2870mm

44、； 最大珩磨工件長度：3000mm； 珩磨機(jī)床型號：ca61635000； 外圓珩磨系統(tǒng)總體方案和油路系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)； 可行性分析與計(jì)算； 外圓珩磨系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 外圓珩磨工具設(shè)計(jì)； 完成設(shè)計(jì)圖紙折合零號圖 2 張； 撰寫設(shè)計(jì)（論文）說明書一份，正文字?jǐn)?shù)不少于 20000 字。 2 外圓珩磨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外圓珩磨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 外圓珩磨系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)外圓珩磨系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) 國內(nèi)外現(xiàn)在生產(chǎn)的珩磨機(jī)可分為立式與臥式兩種，目前除加工兩米以上的長零 件和加工外形復(fù)雜、不易裝夾的小型零件的手動(dòng)往復(fù)珩磨機(jī)采用臥式之外，一般均 采用立式珩磨機(jī)。 由于超細(xì)長外圓珩磨機(jī)床的特殊性，其價(jià)格比較昂貴，對于非專

45、業(yè)化超細(xì)長外 圓及內(nèi)孔珩磨加工的廠家，成本過高。而采用普通車床改裝為珩磨加工機(jī)床，由于 其成本低，制造周期短以及一床多用（車削，深孔珩磨和超細(xì)長外圓珩磨）等優(yōu)點(diǎn)， 已為許多科研院所所接受。 普通車床改裝為超細(xì)長外圓珩磨機(jī)床主要有機(jī)床和油路兩大部分，機(jī)床部分主 要是刀架的改造，油路部分基本保持不變，采用潤滑油循環(huán)利用方式，即：油箱 過濾器油泵油管珩磨頭工件外圓表面油箱。 改造對車床的要求不高，可以用舊機(jī)床進(jìn)行，改裝時(shí)，不改變原車床的性能， 只需要將機(jī)床刀架部分進(jìn)行改造，使其帶動(dòng)外圓珩磨頭進(jìn)行縱向進(jìn)給與橫向移動(dòng)。 原機(jī)床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不變，即工件旋轉(zhuǎn)，刀架往復(fù)進(jìn)給。改裝后的珩磨機(jī) 床稍作恢復(fù)

46、，仍可作為車床使用。 ca6163 車床是 1985 年與沈陽第一機(jī)床廠聯(lián)合生產(chǎn)的 ca 系列車床，該機(jī)床操 作靈便集中，溜板設(shè)有快移機(jī)構(gòu)。采用單手柄形象化操作，宜人性好。 機(jī)床結(jié)構(gòu)剛 度與傳動(dòng)剛度均高于一般車床，功率利用率高，適于強(qiáng)力高速切削。主軸孔徑大， 可選用附件齊全。 ca6163 車床由床身、床頭箱、變速箱、進(jìn)給箱、光桿、絲桿、溜板箱、刀架、 床腿和尾架等部分組成。床身是車床的基礎(chǔ)零件，用來支承和安裝車床的各部件， 保證其相對位置，如床頭箱、進(jìn)給箱、溜板箱等。床頭箱（主軸箱）用以支承主軸 并使之旋轉(zhuǎn)。主軸為空心結(jié)構(gòu)。其前端外錐面安裝三爪卡盤等附件來夾持工件，前 端內(nèi)錐變速箱由電動(dòng)機(jī)帶

47、動(dòng)變速箱內(nèi)的齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給箱又稱走刀箱，內(nèi)裝進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)的變速齒輪，可調(diào)整進(jìn)給量和螺距，并將運(yùn)動(dòng)傳至光桿或絲桿。光桿、絲桿可將 進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)傳給溜板箱。光桿用于一般車削的自動(dòng)進(jìn)給，不能用于車削螺紋。絲 桿用于車削螺紋。故光杠與絲杠可省去不用。溜板箱又稱拖板箱，與刀架相聯(lián)，是 車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操縱箱。它可將光桿傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檐嚨兜目v向或橫向的直線。 刀架用來夾持車刀并使其作縱向、橫向或斜向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。尾架安裝在床身導(dǎo)軌上。 在尾架的套筒內(nèi)安裝頂尖，支承。采用三爪卡盤與頂尖固定超細(xì)長外圓柱體工件。 改造車床型號為 ca6163，如圖 2- -1 所示，其相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表 2- -1 所示。 床身長度

48、的確定，被改造車床的床身長度取決于被加工工件的最大長度即 3000 mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可選取床身長度為 5000mm。 圖圖 2- -1 ca6163 車床車床 切削用量范圍的確定，根據(jù)要求，被加工工件直徑范圍為2870mm，材料 為 45 鋼，再根據(jù)目前國內(nèi) ca6163 的特性，可確定改造的珩磨機(jī)床最大轉(zhuǎn)速一般小 于 800r/min，最小進(jìn)給量大于 0.05mm/r。 冷卻排屑系統(tǒng)設(shè)計(jì)，超細(xì)長外圓珩磨系統(tǒng)需要強(qiáng)制冷卻、潤滑和排屑，因此， 需要設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立的切削液油路。冷卻潤滑排屑系統(tǒng)主要有油箱、油泵、過濾裝置 和液壓元件組成。超細(xì)長外圓珩磨機(jī)床的改裝一般實(shí)在已經(jīng)安裝好的舊機(jī)床上進(jìn)行， 受到地

49、面和周圍空間的限制，不易做成地坑式油箱，往往采用地面式油箱。因此， 油箱高度和寬度要受到車床中心高和床后面空間的限制。油箱長度可按最大加工長 度確定，做成固定式的。 油箱的箱體應(yīng)設(shè)有隔板，保證贓物能夠沉淀。此外，還應(yīng)有濾油裝置，過濾器 主要有所要求的過濾精度來確定。而過濾精度取決于工件材料、切削形態(tài)及工件表 面粗糙度等因素。 油箱容積、油泵壓力及流量的確定。油箱應(yīng)有足夠的容積，保證切削液能正常 冷卻以及污物的沉淀和分離。一般來說，油箱的容積至少應(yīng)為最大油泵流量的 10 倍。 根據(jù)所選擇的油泵流量為 125l/min，可得油箱容積應(yīng)不小于 1250l。 油泵壓力及流量的選擇，油泵的壓力和流量一般

50、應(yīng)根據(jù)使用的流體截面確定， 即根據(jù)所加工的工件的直徑確定。目前國內(nèi)生產(chǎn)的齒輪泵最大流量為 125l/min，最 大壓力為 2.5mpa，基本滿足使用要求。 潤滑冷卻液的選擇，潤滑油選擇液壓油（gb/t 11118.11994），代號為 l hl15，運(yùn)動(dòng)粘度為 13.516.5/s。潤滑脂選擇鈣鈉基潤滑脂（zbe 36001-88），牌 號為 zbe-2。 表表 2- -1 ca6163 車床技術(shù)參數(shù)車床技術(shù)參數(shù) 型號ca6163 床身上最大回轉(zhuǎn)直徑630mm 刀架上回轉(zhuǎn)直徑380mm 二頂尖間距離2000mm 主軸通孔直徑5 mm 床身導(dǎo)軌寬度400mm 床身導(dǎo)軌硬度 hrc48 主軸轉(zhuǎn)速范

51、圍 （24） 10-1400r/min 主軸通孔直徑 52mm 主電機(jī)功率 7.5kw 主軸孔前端錐度 莫氏 6# 公制螺紋范圍 1-192 英制螺紋范圍2-24 模數(shù)螺紋范圍0.25-48 徑制螺紋范圍 1-96 縱向進(jìn)給量的種數(shù)64 改裝后的珩磨機(jī)床總體尺寸及各部件位置示意詳見超細(xì)長外圓珩磨機(jī)床工作圖。 機(jī)床總長為 5906mm，總寬為 1190mm，總高為 1450mm。 2.2 車床刀架部分的詳細(xì)改造設(shè)計(jì)車床刀架部分的詳細(xì)改造設(shè)計(jì) 將一普通車床改裝成為一外圓珩磨機(jī)床，重點(diǎn)則是對其刀架部分的改造。刀架 部分安裝獨(dú)立電機(jī)，功率 0.75kw，刀架體通過螺釘連接至挖有 v 形槽的機(jī)床橫向 拖

52、板上，橫向托板通過 v 形槽裝入機(jī)床的 v 形橫向?qū)к壣希賹M向?qū)к夁B接至機(jī) 床的縱向拖板上，而縱向拖板則沿機(jī)床的縱向進(jìn)行往復(fù)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。刀架體沿機(jī)床 縱向鉆有通孔，根據(jù)被加工工件直徑大小2870mm，取其孔徑為 99 mm，孔內(nèi)放 有兩半圓柱體用來夾持一薄壁圓柱體，而此薄壁圓柱體即用來連接外圓珩磨頭與刀 架，其上開有凹形槽，將外圓珩磨頭的連接螺釘嵌入其中，這樣外圓珩磨頭就隨著 刀架在被加工工件上來回做往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以不斷進(jìn)行珩磨。 刀架改裝實(shí)物加工如圖 2- -2 所示。 圖圖 2- -2 刀架改裝實(shí)物加工圖刀架改裝實(shí)物加工圖 如圖所示，刀架體通過螺釘連接至含有 v 形槽的機(jī)床橫向拖板上，

53、再通過一組 螺釘將此橫向拖板連接至機(jī)床橫向?qū)к壣?，以使橫向拖板通過 v 形槽在機(jī)床橫向?qū)?軌上作橫向進(jìn)給調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)，然后將整個(gè)刀架及橫向?qū)к壒踢B在機(jī)床縱向拖板上，這 樣，當(dāng)其縱向拖板在其縱向?qū)к壣现本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，也就帶動(dòng)了整個(gè)刀架體及珩磨 頭在其上做往復(fù)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到珩磨加工的目的。 刀架部分的各零件裝配關(guān)系詳見珩磨機(jī)床工件保持架裝配圖。 其實(shí)物結(jié)構(gòu)如圖 2- -3 所示。 圖圖 2- -3 珩磨工件保持架珩磨工件保持架 2.3 珩磨油石珩磨油石 多年來 ，珩磨技術(shù)一直有著 “黑色技術(shù)” 之稱 ，其主要原因是珩磨加工的 技術(shù)要求沒有任何標(biāo)準(zhǔn)可遵循 ，而是隨著生產(chǎn)條件的不同而變化。目前 ，

54、這一技 術(shù)被越來越多的人們所認(rèn)識(shí) ，其經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到了一個(gè)新的水平。這一變化應(yīng)歸功于 當(dāng)代超硬磨料油石金剛石和立方氮化硼材料的發(fā)展。超硬珩磨油石是用金剛石或 立方氮化硼磨料等制成的條狀固結(jié)磨具。20 世紀(jì) 70 年代國外開始采用金屬結(jié)合劑 的金剛石油石和立方氮化硼油石用以加工淬火鋼或鑄鐵4。 綜合考慮珩磨油石的磨料、粒度、硬度以及結(jié)合劑等參數(shù)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇 白剛玉（wa）珩磨油石，其適宜加工經(jīng)熱處理的碳鋼、合金鋼等，應(yīng)用范圍為精 珩、 半精珩。粒度選擇 w40，珩磨油石的結(jié)合劑選擇樹脂結(jié)合劑（代號 b） ，其強(qiáng)度高， 且有一定彈性，能抗振，油石磨損均勻，壽命長，不易打碎，珩磨出來的零件表面

55、粗糙度較陶瓷結(jié)合劑的低。 珩磨前正確地選擇油石，是保證順利完成珩磨工藝的重要條件之一。油石是用 磨料、粒度、硬度、結(jié)合劑等幾個(gè)參數(shù)來表示的。 珩磨油石的磨料珩磨油石的磨料是油石的一個(gè)重要性能，它直接影響到珩磨加工的 表面質(zhì)量和生產(chǎn)率。生產(chǎn)中使用的珩磨油石主要有白剛玉、棕剛玉、黑色碳化硅和 綠色碳化硅等，近幾年發(fā)展到使用人造金剛石、立方氮化硼做珩磨油石的磨料。剛 玉系制成的珩磨油石，適宜珩磨淬火鋼、高碳鋼以及薄壁零件和抗拉強(qiáng)度高和韌性 較大的金屬。它的主要缺點(diǎn)是在珩磨過程中，磨料往往很快崩壞，而且常常會(huì)整粒 地掉下來，失去切削能力。因此常要更換油石或者重新修整油石。白剛玉是鋁氧粉 在電弧爐內(nèi)熔融

56、結(jié)晶而成，色呈白色，純度高、破碎性好、切削刃銳利、硬度較高、 切削力較強(qiáng)，適用于合金鋼、高速鋼、淬火鋼等強(qiáng)度大、硬度高的工件的普通磨削、 刃磨、珩磨；單晶剛玉是鋁釩土、黃鐵礦、無煙煤在電弧爐內(nèi)熔融的單晶體，色呈 白色或土黃色，它是籍水解粉碎獲得的單晶體顆粒無裂紋與殘余應(yīng)力、磨粒為球形 多棱多面體、切削刃硬度高、韌性高、切削力強(qiáng)，適用于高釩高速鋼、奧氏體不銹 鋼、高速鋼、鈦合金等高硬度、高強(qiáng)度材料的磨削。碳化硅系油石的硬度比剛玉高， 綠色碳化硅硬度比黑色碳化硅更高，但它們的韌性比較差，磨粒表面的棱角磨鈍后， 磨料本身能自動(dòng)分裂而逐漸剝落，從而產(chǎn)生新的切削刃，這是碳化硅磨料的優(yōu)點(diǎn)。 碳化硅油石適用

57、于珩磨強(qiáng)度低和性能脆的材料，如鑄鐵及黃銅等有色金屬和非金屬 材料。金剛石系磨料可分為天然金剛石和人造金剛石兩種。天然金剛石硬度高、強(qiáng) 度大、大負(fù)荷珩磨時(shí)不易碎裂，磨削性能好，磨削力小，價(jià)格較為昂貴，適用于珩 磨高強(qiáng)度、低韌性的攻堅(jiān)材料。人造金剛石較天然金剛石硬度高，但強(qiáng)度較天然金 剛石低，自銳性好，適合于加工韌性較差的硬或軟的工件材料，價(jià)格低，所以較天 然金剛石用途范圍廣。立方氮化硼的硬度高、熱穩(wěn)定性好，對黑色金屬的化學(xué)反應(yīng) 與剛玉一樣屬惰性，是加工鋼材料的一種好磨料，尤其適合于加工硬且韌性大的鋼 件材料，如特種工具鋼(高釩高速鋼)、耐熱合金鋼、鎳基高溫合金、鈦合金和高鉻 不銹鋼等。這些特殊材

58、料用人造金剛石油石則難以加工。立方氮化硼磨料的這些特 殊加工性能，還表現(xiàn)在它加工時(shí)切屑自離性好，故不會(huì)發(fā)生切屑粘結(jié)在油石上的現(xiàn) 象，保證了它對這些材料加工性能始終如一的正常進(jìn)行。 常見珩磨油石磨料應(yīng)用范圍如表 2- -21所示。珩磨油石的規(guī)格選擇，本次畢業(yè) 設(shè)計(jì)采用煙臺(tái)強(qiáng)力珩磨應(yīng)用有限公司所生產(chǎn)的珩磨油石條，其型號為 ql120a1k2， 為長方體形狀（長寬高） ，本次設(shè)計(jì)所選擇的尺寸規(guī)格主要有 5064、120108、1310 等，珩磨小直徑工件時(shí)采用四根珩磨油石條，當(dāng)珩 磨較大直徑工件時(shí)，為提高珩磨效率則采用六根珩磨油石條。 表表 2- -2 常見珩磨油石性能常見珩磨油石性能 磨料名稱代號

59、適用加工工件材料應(yīng)用范圍 棕剛玉a未淬火的碳鋼、合金鋼等粗珩 白剛玉wa經(jīng)熱處理的碳鋼、合金鋼等粗珩、半精 珩 單晶剛玉sa韌性好的軸承鋼、不銹鋼、耐熱鋼等粗珩、精珩 鉻剛玉pa各種淬火與未淬火鋼件精珩 黑色碳化 硅 c鑄鐵、銅、鋁等及各種非金屬材料粗珩 綠色碳化 硅 gc 鑄鐵、銅、鋁等，多用于淬火鋼及各種脆、硬的金屬與非金 屬材料 精珩 人造金剛 石 mbd各種鋼件、鑄鐵及脆、硬的金屬及非金屬材料，如硬質(zhì)合金粗珩、半精 珩 天然金剛 石 各種鋼件，韌性較差的硬或軟的工件材料粗珩、半精 珩 立方氮化 硼 cbn韌性好且硬度和強(qiáng)度較高的各種合金鋼粗珩、精珩 油石條與油石座的連接方式，常用的有機(jī)

60、械加固式、膠合式及壓制式三種，考 慮到牢固可靠性，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用膠合的連接方式，由于油石底面膠層有厚有薄， 膠合后的油石高度不一致，須經(jīng)修整后才能使用。 2.4 珩磨頭的結(jié)構(gòu)形式珩磨頭的結(jié)構(gòu)形式 現(xiàn)在國內(nèi)外生產(chǎn)的珩磨頭一般分為通用珩磨頭和一些專用珩磨頭，大都是用來 珩磨內(nèi)孔的，只有一些簡單的單錐面外圓珩磨頭是用來珩磨外圓表面的。 內(nèi)孔珩磨頭如圖 2- -41所示。 1-漲芯；2-接桿；3-彈簧；4-油石；5-錐體； 6-油石座；7-磨頭體；8-防護(hù)板；9-頂銷 （a） (b) 圖圖 2- -4 珩磨小孔專用珩磨頭珩磨小孔專用珩磨頭 由我們西安石油大學(xué)設(shè)計(jì)制造的單錐面外圓珩磨頭。 該種結(jié)構(gòu)較為