立式內(nèi)孔表面珩磨機總體設計開題報告.doc

畢業(yè)設計(論文)開題報告題目：立式內(nèi)孔表面珩磨機總體設計系別機電信息系專業(yè)機械設計制造及其自動化班級姓名學號導師2012年12月22日-1-1.畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）1.1題目背景國際機械行業(yè)的競爭，實際是科技實力的競爭。隨著我國加入世界貿(mào)易組織和全球經(jīng)濟一體化環(huán)境的形成，機械行業(yè)在市場的競爭愈演愈烈。機床作為基礎(chǔ)的機械產(chǎn)品，是先進制造技術(shù)的載體和裝備工業(yè)的基本生產(chǎn)手段，機床工業(yè)已經(jīng)成為關(guān)系到國計民生、國防尖端建設的基礎(chǔ)工業(yè)和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。它影響到國家各個工業(yè)部門的裝備自動化水平，勞動生產(chǎn)率的提高和國防現(xiàn)代化的實現(xiàn)。隨著生產(chǎn)和科技的高速發(fā)展，機床日益向高速、高效、高精度和自動化方向發(fā)展。目前，世界上應用最多的是內(nèi)圓珩磨機床。立式珩磨機是伴隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和工業(yè)現(xiàn)代化的需要而產(chǎn)生的。其被應用許多方面，因珩磨機是高精度汽車零部件和精密液壓件生產(chǎn)的必備裝備，所以被廣泛應用于縫紉機零件，汽車零部件，甚至航空航天零部件的生產(chǎn)。1.2研究意義珩磨加工是一種最常用的內(nèi)孔表面加工方式,近年來隨著對油缸等產(chǎn)品市場需求量的大幅提升,如何找到經(jīng)濟高效的內(nèi)孔精密加工方法,成為許多廠家面臨的課題。通過對國內(nèi)外珩磨機重點生產(chǎn)廠家的同類產(chǎn)品的比較、總結(jié),根據(jù)油缸等深孔產(chǎn)品的精加工特點和油缸加工生產(chǎn)實踐中的體會,研制和開發(fā)出了經(jīng)濟實用型強力珩磨機,具有加工能力強、效率高、加工質(zhì)量優(yōu)、成本較低等優(yōu)勢。隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，國民經(jīng)濟各部門所需求的多品種、多功能、高精度、高品質(zhì)、高度自動化的技術(shù)裝備的開發(fā)和制造，促進了先進自找技術(shù)的發(fā)展。在金屬切削機床的11個大類中，磨床的品種規(guī)格是最為繁多的一類。珩磨是一種常用的精加工工藝，可獲得高尺寸精度、高形狀精度和低粗糙度（可達Ra0.05），并且內(nèi)孔表面有交叉網(wǎng)紋。目前，世界上應用最多的是內(nèi)圓珩磨機床。立式珩磨機是伴隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和工業(yè)現(xiàn)代化的需要而產(chǎn)生的。1.3國內(nèi)外相關(guān)研究情況我國生產(chǎn)的珩磨機設備與國外產(chǎn)品還有一定差距，不論是某一型號的產(chǎn)品還是某一系列的產(chǎn)品，這種差距主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的自動化水平及智能化水平上。當然，由于工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，在機器的生產(chǎn)制造和生產(chǎn)工藝等方面也還都存在差距。國外珩磨技術(shù)的飛速發(fā)展對中國的珩磨機制造業(yè)和珩磨工藝的使用行業(yè)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，珩磨機作為金屬加工生產(chǎn)中的重要設備，在機械加工行業(yè)中占有重要地位，珩磨機整機技術(shù)-2-水平的提高，實現(xiàn)其自動化、智能化，有益于我國裝備制造業(yè)水平的提高，為國民經(jīng)濟現(xiàn)代化做出貢獻。當今高速高效磨削、超高速磨削在歐洲、美國和日本等一些工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展很快，比如德國的Aachen大學、美國的Connecticut大學等，有的在實驗室完成了速度為250mm/s、350mm/s、400mm/s的實驗。據(jù)報道，德國Aachen大學正在進行目標為500mm/s的磨削試驗研究。在磨削方面，日本已有200mm/s的磨床在工業(yè)中應用。早期的珩磨,主要用來提高工件的表面粗糙度,效率低,應用范圍小。但在生產(chǎn)實踐中,人們發(fā)現(xiàn)珩磨加工有許多獨特的優(yōu)點,是一種具有廣泛用途的切削技術(shù),因而很快地推廣應用于船舶、軸承、軍工和工程機械等制造業(yè)中。近些年來,珩磨機床、珩磨工藝、珩磨工具均有很大的發(fā)展,特別是人造金剛石和立方氮化硼磨料的問世并在珩磨加工中的應用,把珩磨加工推向一個新的階段。珩磨加工原理:珩磨是利用安裝于珩磨頭圓周上的一條或多條油石，由漲開機構(gòu)（有旋轉(zhuǎn)式和推進式兩種）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。同時使珩磨頭旋轉(zhuǎn)和往復運動，零件不動，或珩磨頭只作旋轉(zhuǎn)運動，工件往復運動，從而實現(xiàn)珩磨。一般經(jīng)過珩磨可以提高形狀和尺寸精度一級，表面粗糙度可達Ra0.2-0.025；珩磨加工時，珩磨機主軸帶動珩磨頭作旋轉(zhuǎn)和往復運動，并通過珩磨頭中的脹縮機構(gòu)使磨條伸出，向孔壁施加壓力以作進給運動，實現(xiàn)珩磨加工。珩磨加工的特點:（1）加工精度高：特別是一些中小型的光通孔，其圓柱度可達0.001mm以內(nèi)。一些壁厚不均勻的零件，如連桿，其圓度能達0.002mm。對于大孔（孔徑在200mm以內(nèi)），圓度也可達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，磨削時支撐砂輪的軸承位于被珩孔之外，會產(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。（2）表面質(zhì)量好:表面為交叉網(wǎng)紋，有利于潤滑油的存儲及油膜的保持。有較高的表面支承率（孔與軸的實際接觸面積與兩者之間配合面積之比），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。-3-（3）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)復雜，一般不用。用外圓珩磨工具可以珩磨圓柱體，但其去除的余量遠遠小于內(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用。同時也提高了珩磨加工的效率。（4）經(jīng)濟性好：珩磨除孔之外尚可加工外圓、球面及環(huán)形曲面。立式內(nèi)圓珩磨機床是一種十分重要的孔加工精密機床，也是機電產(chǎn)品生產(chǎn)中必不可缺少的精加工設備。其高的加工精度，也就要求了磨床必須具有合理的機構(gòu)設計。因此，磨床總體設計和關(guān)鍵部件的設計歷來為國外機床制造廠商高度重視。2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1本課題研究的主要內(nèi)容：1)通過查閱參考資料，熟悉立式珩磨機的工作原理及基本結(jié)構(gòu)。2)根據(jù)給定零件的加工要求，完成工藝方案的制定。3)在查閱資料的基礎(chǔ)上，完成機床總體方案的設計。4)完成主要傳動部件的設計。5)完成液壓傳動部分的設計。6)翻譯指定的外文技術(shù)資料7)撰寫畢業(yè)設計說明書。2.2擬采用的研究方案：方案一：(一)珩磨機的選擇立式珩磨機，其特點是主軸垂直不止的小型珩磨機，可安放在作業(yè)臺上。主軸旋轉(zhuǎn)軸線固定，移動工件使加工點對準主軸軸線，主軸在主箱內(nèi)作軸向移動和轉(zhuǎn)動。主軸箱固定在立柱上端或在立柱上能作轉(zhuǎn)動及上、下移動以調(diào)整其位置，還可增加能繞立柱轉(zhuǎn)動及上、下移動的工作臺。(二)傳動部分的設計1.主軸傳動：此次設計是專用立式內(nèi)孔表面珩磨機，與普通的珩磨機不同的是，普通單軸珩磨機只在主軸上裝一個珩磨頭，進行單孔磨削。可采用：電機減速器主軸齒輪行星齒輪珩磨頭由減速器驅(qū)動2.工作臺的傳動：為實現(xiàn)高效率、高精度。將原來的手動改為自動，欲采用液壓-4-傳動系統(tǒng)。(三)電機的選擇：交流伺服電機優(yōu)缺點：減速器傳動具有嚙合性能好，齒輪輪齒之間是二種逐漸嚙合過程，輪齒上的受力也是逐漸有小到大的，再由大到小。因此齒輪嚙合較為平穩(wěn)沖擊和噪聲小，適合大功率的傳動，重合度高，結(jié)構(gòu)緊湊。但是用減速器傳動時，安裝精度要求較高，工作情況及環(huán)境要求較大，且體積較大，調(diào)速范圍有限。方案二：(一)珩磨機的選擇：立式珩磨機，主軸旋轉(zhuǎn)中心固定，移動工件使加工點對準主軸中心。主軸箱和工作臺安裝在立柱上，主軸垂直布置。立柱有圓柱、方柱。主軸可機動進給。(二)傳動部件的設計：1.主軸傳動：電機主軸齒輪行星齒輪珩磨頭往復運動由液壓系統(tǒng)2.工作臺的傳動：采用液壓傳動系統(tǒng)帶動進給。(三)電機的選擇：調(diào)頻電機優(yōu)缺點：液壓裝置工作平穩(wěn)，由于重量小、慣性小、反應快，液壓裝置易于實現(xiàn)快速啟動、別動和頻繁的換向，操縱控制方便，可實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速（調(diào)速范圍達2000:1）還可以在運行中調(diào)速，使用壽命長，容易實現(xiàn)直線運動、機器的自動化及過載保護。采用電液聯(lián)合控制后，可實現(xiàn)大負載