185柴油机连杆孔研磨装置毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘   要  连杆是柴油机中非常重要的一个部件，它连接了活塞与曲轴，把作用在活塞顶面的气体膨胀的力传给了曲轴，使活塞的往复运动变为了曲轴的旋转运动。连杆在工作中承受着剧烈变化的动载荷，承受着瞬变的旋转压力。连杆在运动中形成的惯性力和离心力相当大，在这样的工作条件下，要求连杆有强度高、重量轻、刚性好、韧性强、使用寿命长的特点。  连杆大小头孔在金刚镗床上加工后进行手动滚压小头孔，这种加工只适应于小批量生产，然而在大批量的生产中就没有实际的意义，因为这种加工不容易达到精度和表面粗糙度要求。为了解决这一问题，需要在加 工方法上进行改进，使用能同时研磨大小头孔的专用装置，以提高生产率，减轻劳动强度，提高加工精度 ， 所以设计了这台能同时研磨大小头孔的专用机床。  关键词 ： 连杆 ， 研磨 ， 改进 ， 效率  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is a It in of of to to of in in of in in to in of of no it is to To in to of to  文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985    录  中文 摘要  . I .   绪论  . 2 究背景  . 2 内外研究现状  . 2 . 2 . 3 . 4 计主要目的和内容  . 5 . 5 计主要内容  . 5 2  总体 传动方案的拟定  . 6 计的目的分析  . 6 运动传动方案的确定  . 6 给运动传动方案的确定  . 6 给系统的选择  . 6 案的比较和确定  . 7 3  主要零件设计、计算及分析  . 10 算研磨切削力  . 10 算传递效率  . 10 择电机  . 10 算大小头孔主轴的传递功率及转速  . 11 . 11 . 11 . 12 . 13 . 13 轴设计  . 14 . 14 . 14 . 15 的选择  . 18 承的选择  . 19 . 19 . 21 点部分分析说明  . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 主轴支承部分结构的分析  . 24 . 25 4  研磨头部分的设计 . 27 具材料的选择  . 27 磨棒的结构  . 27 磨操作工艺参数的选取  . 28 . 28 . 28 磨膏的配制  . 28 . 28 . 28 . 28 . 28 5  其他结构的设计  . 29 轨的设计  . 29 具的设计  . 29 轴箱的结构设计  . 30 身的设计  . 30 座的设计  . 30 护罩的设计  . 30 6  使用及其维护说明 . 31 用说明  . 31 护说明  . 31 总结  . 32 参考 文献  . 33 致谢  . 34 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 1  绪论  究背景  研磨是通过介于工件和研具间的磨料及加工液与工件及研具相互机械摩擦或在机械、化学及其他物理现象的作用下，使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。常用于高精度零件的最终加工，以使零件获得极高的尺寸精度，极低的表面粗糙度，极高的相互位置精度和极准确的几何形状。  随着科学技术的发展，高性能磨削、研磨加工的重要性日益增大。 随着我国工业、农业、国防和科学技术现代化的发展，精密研磨在航 天技术、电子工业、精密仪器制造业和精密量具制造业中的应用越来越广泛。  研磨技术的优越性的发挥，很大程度上要靠磨床本身，所以， 磨床的结构设计、 传动设计是关键。 而在磨床相关的设计中，磨头又最为关键，结构设计方案、参数选择及相关零件的制造精度，刚性指标对加工工件的表面质量、加工精度都有很大的影响。  柴油机厂 180185 型小型柴油机连杆孔的最后精加工采用的是手工研磨方式，不仅加工精度低，生产效率不高，而且对工人的技术要求也较高，工人的劳动强度大，影响了企业的经济效益，成为企业发展的瓶颈。为了减少辅助工时，提高加工 效率，降低工人的劳动强度，本次设计的目的就是研制一种新型数控化研磨装置，实现两孔同时加工，并且具备结构简单、加工精度高、成本低、自动化程度高、操作简单等特 点，解决了柴油机厂传统研磨中存在的大部分缺点，提高连杆的使用效率和加工质量，增加连杆大小头孔的表面质量，延长柴油机的使用寿命，提高柴油机厂的生产效率。  内外研究现状  研磨机是保证研磨加工的重要条件，因此人们专门研究了各种不同的研磨机。目前国内 外 生产的高速研磨机的厂家不少，但由于研磨 加工 的针对性较强，对不同的工件，研磨加工的方法也有很大差别。所以人 们研究开发出了许多专用的研磨机。  外研磨机研究现状  从 80年代中后期开始，世界上主要发达国家对研磨机开展了一系列卓有成效的研发工作。在数控研磨机方面相继投入了大量的人力、物力，并取得了很多有买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 价值的研究成果，产生了明显的社会效益和经济效益。 国外研磨机的特点主要有：   设备可广泛应用于各种金属、陶瓷、塑料及半导体材料工件单双端面的高精密加工，可达到亚微米级的厚度尺寸精度、平行度、平面度及表面光洁度，工作压力可通过数控系统的控制实现编程变化。   通过中心螺栓快速调整磨盘的平面度；用最少的装料、卸料时间，友好的用户界面；对磨盘进行冷却；最佳的平面度的磨盘；强劲的气压动力装置减少了加工时间；研磨、抛光剂量配比系统，耗材经济；加工成本低。   定压研磨。借助汽缸反向平衡原理。研磨压力自动调整装置。往复运动与旋转运动合成为螺旋形研磨运动。双架式气压系统，高精度双架式气压系统配备了多种稳定压力控制系统。高精度主轴，平稳的主轴可达到高机械强度和进行精密 /高精密的快速运转。多功能摆动系统，防止产品的偏心公差。  在 研磨机研究 方面，德 、英、日、韩等国走在世界前列。 国外高品质研磨机已经实现系列化，而且加工精度已达到很高的水平 。如 有粗研磨及精研磨的广泛研磨能力，能以短时间和较低成本获得较高的平行度、平面度以及表面粗糙度。即使不熟练的操作人员亦能达到尺寸公差 3 m、m、平行度 3 m、表面粗糙度 m 以内的高精度加工水平。又如 同时加工 5片直径为 125硅片厚度在 500m 时，经过 24抛光，尺寸可达到 480 3 m，平均材料去除率 m/ 内研磨机研究现状  与国外相比，国内在数控研磨机方面的研究起步比较晚，规模较小，开展这方面研究工作的主要是一些大学。我国的研磨机自主创新能力不强，产品质量、可靠性及服务等能力不强，功能部件发展滞后。虽然通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进技术，但缺乏对基础共性技术的研究，企业的市场响应速度慢。  国内研磨机的技术特点主要有：   无极调整摆动频率，实现平面磨抛更加平整；超平磨光盘，超精度旋转轴 ，两个加工工位，带有数字式现实的无级调速，可自动停止工作的定时器，可配备自动送液的滴料器或循环泵；   采用交流变频电机驱动、软启动、软停止；通过修正环的前后移动调节可以使机器获得更高的平面度要求；   采用可编参数调频器变速，实现低速启动和随意变速；采用独立的内冷却系统，节省损耗；二次加压方式和时间，控制系统可随意设定时间和压力。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 国内在研磨机研究中的一些典型机床有：  203毫米的研磨抛光盘和两个加工 工位，可用于研磨抛光直径 80 毫米或矩形的平面。湖南宇晶机器实业有限公司的单面研磨机主要用于研磨机上下研磨盘的修整及光学玻璃、机械密封件及块状材料的单面研磨，从而使加工表面获得高的平面度要求。 m，表面粗糙度 m。 双平面研磨机加工出的产品精度为 10 面度及平行度在千分之一毫米。  磨机的发展趋势  精密和超精密加工技术已成为一个国家经济发展的核心技术之一，许多国家都十分重视精密和超精密加工技术的水 平和发展，其发展水平已成为代表制造业发展程度的重要标志。  研磨作为精密加工的重要方法之一，一直受到国内外的高度重视。因此，很多人一直从事着研磨加工技术的研究，其宗旨都是进一步提高研磨加工效率、加工精度、降低成本。研磨机未来的发展趋势主要有以下几个方面：   新技术     随着技术的进步，人们努力探索新的研磨加工方法。不断完善和更新以适应不同的加工要求。新的研磨加工方法主要有施加特殊里的研磨，用微粒子冲击去除材料研磨，采用特殊研磨工具研磨和复合研磨等。其中研究较热门的技术包括磁性流 体研磨、磁力研磨、流体结合剂砂轮研磨、固着磨料研磨、机械化学研磨、电解研磨等。   数控化     速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。 数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品，其技术范围覆盖很多领域。数控技术可以使工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。通过数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，便于满足不同用户需求。并且通过计算机技术的发展及应用，数控化机床也在向智能化、开 放式、网络化方向发展。   绿色化     随着人们环境保护意识的加强，对环保的要求越来越高。不仅要求在机床制造过程中不产生对环境的污染，也要求在机床的使用过程中不产生二次污染。在这种形势下，装备制造领域对机床提出了无冷却液、无润滑液、无气味的环保要求，机床的排屑、除尘等装置也发生了深刻的变化。 优化的工艺过程、工艺参数、工艺程序、工艺规范既决定了制造技术的固有技术水平和效率，又决定了产品制造质量和使用效率。以优质、高效、低耗、洁净为特征的制造工艺使研磨机实现“绿色制造”成为可能，提 高机床的安全性和可靠性，降低操作买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 者的劳动强度，改善劳动条件，降低加工成本，减轻环境污染。  计 主要目的和内容  计 目的  本次设计的任务就是要设计一台可以代替手工研磨的研磨装置。为了保证大小头孔的相对位置精度，研磨装置要可以实现两孔同时加工，并且具备结构简单、加工精度高、成本低、自动化程度高、操作简单等特点，以满足产品大批量生产的需要。  计 主要内容   研磨头结构设计：要满足速度和加工精度的要求在设计磨头时应该考虑到根据工件的材料选择合适的磨料；   磨具的形状大小的设计：在选择磨料的时候要充分考虑到研磨棒在大小头孔内的转动速度，因为研磨速度不但影响着工作的效率而且对研磨工件的质量也有极大的影响；   床身支承件的设计：考虑到由电机带动双主轴磨头，分别对大小头孔同时研磨，且纵向进给要自动控制，还要对进给装置进行设计，是运用丝杆传动还是液压传动；   工件夹具设计：考虑是否能够将工件夹紧，保证加工精度，提高生产率。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 2  总体 传动方案的拟定  计的目的分析  课题的要求是设计一台研磨 185型柴油机连杆的专用研磨机床，实现连杆大小头孔同时自动研磨，并且具有较高的自动化程度，生产效率高，以此来改善目前连杆加工主要靠手工研磨，加工精度差，生产效率低的现状。  在本次设计中我选用自由嵌砂研磨加工 ,以满足连杆的技术要求 ,并且能保持较高的生产率。研磨时 ,研磨剂连续加注或涂于研具的表面 ,起滑动作用 ,大部分的磨料则悬浮于研具与工件表面之间 ,起滚动切削的作用。  研磨加工中的主运动是研磨棒的旋转，进 给运动是工件随工作台的来回往复运动。其中进给运动要求能够实现快进、工进、工退、快退等操作，并且既能够实现自动循环进给运动，又能够实现人工控制进给运动。  运动传动方案的确定  考虑立式布局工作时工件、工作台及夹具等由于重力的因素，在传动过程中容易磨损。机床采用卧式布局。主运动采用电动机通过传动带传动。带传动具有传动平稳、噪声小、缓冲吸振、过载保护和便于张紧的优点。虽然带传动具有不能保证准确的传动比以及易于打滑的缺点，但本次设计研磨的装置中对传动比准确度要求不高，且所受工作载荷不太高，所以带传动的这些缺 点对研磨的精度并不会产生大的影响。  给运动传动方案的确定  给系统的选择  液压系统作为一种传动技术，相对气动，机械传动，电气传动，具有以下突出优点：   能产生很大的力，而且容易控制。   能在大范围内实现无级调速  借助于阀或变量泵、变量马达等控制元件可以方便地进行无级调速，调速比可达 2000，且可以获得较低的稳定速度。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 布局方便灵活  用液压传动实现直线运动比用机械传动简单。   容易实现过载保护，安全性大  机械设备中如果承受许用界限以上的负载是很危险的。液压系统中通过使用安全阀（液流阀） 等液压元件可以实现自动过载保护。   运动平稳可靠  液压元件能自动润滑，使用寿命长。   便于实现自动化和中等距离内的能量分配、传输和控制   液压元件易于标准化、通用化、系列化。  虽然液压系统也有其自身的缺点，但是根据本次设计的专用机床进给运动为往复直线运动的特点，本次设计的机床的进给系统采用液压传动更合适。  案的比较和确定  传动方案的拟订  根据研磨装置在工作中的工况要求及液压传动的特点，可以拟订以下的传动方案（进给运动）  方案一：液压控制回路图如下。  1       2          34   5压泵电机     67     8进  + - + 工进  + - - 工退  - + - 快退  - + + 停止  - - - 图 压控制回路方案一  自动  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 方案二：液压控制回路如下。  自动                                                                                             进  +  + 工进  +    工退    +  快退    + + 停止        1      2        34  5                  67        8          910   两种方案的比较  退    + + 急停        人工  图 压控制回路方案二  人工  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 方案一：这种油路基本能够实现快进、工进、工退、快退和停止这些工况的要求。虽然油路结构简单，成本低，但是由于直接采用行程开关来使活塞杆换向，阻力较大，换向不灵敏，且运动过程中冲击力较大，使得进给过程因液压油的冲击而运动不平稳。并且由于主油路上没有节流阀，对快进和快退无法进行速度调节。  方案二：这种油路也能够实现快进、工进、工退、快退和停止这些工况的要求。由于油路中有节流阀，它可以调整快进和快退的速度；回油路上的调速阀可以调整工进和工退时的速度；采用了先导式的结构可以 减少进油的冲击，活塞杆的换向较灵敏；回油路上的单向阀可以使回油平稳而不急促，从而运动平稳。这种结构有利于速度的控制，有利于减小振动，使工作台平稳进给。但是此种油路结构比较复杂，成本较高。   方案的选取  从以上两种方案的分析中可以看到，方案二结构比方案一复杂，成本也较高些，但是其液压冲击振动比较小，并且可以实现无级调速，易于保证加工精度，实现自动控制。参照连杆的生产纲领、加工精度，从长远的经济效益考虑，方案二是最佳选择。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 3  主要 零件 设计、计算及 分析  算 研磨切 削力  计算 连杆大小头孔内 孔 面积  3 3 3 23 . 1 4 5 3 1 0 3 3 1 0 5 . 4 8 1 0S b d m 大 大 大  3 3 3 23 . 1 4 2 8 1 0 3 3 1 0 2 . 9 1 0S b d m 小 小 小                         查实用机械加工工艺手册，湿研内孔的研磨压力为 湿研压力  52 10                                                    则切削力分别为：5 30 2 1 0 5 . 4 9 1 0 1 0 9 8F P S N 大大5 30 2 1 0 2 . 9 1 0 5 8 0F P S N 算传递效率  查机械设计手册得传递效率  0 . 9 9 V 带轴承 ， = 0 . 9 5              0 . 9 9 0 . 9 9 0 . 9 9 0 . 9 5 0 . 9 2w V 带轴承  择电机  查实用加工工艺手册得，湿研内孔速度 50 100m/ s，取湿研速度 s. (1 0 9 8 5 8 0 ) 1 . 2 2 . 2 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 9 2 查机械零件设计手册选取   型号： 6 额定电压 380V 额定频率 50机为 转速 n=940r/  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 算大小头孔主轴的传递功率及转速  杆大头孔主轴传递功率  1 0 9 8 1 . 2 1 . 4 31 0 0 0 1 0 0 0 0 . 9 2k w 大 连杆大头孔主轴速度  1 0 0 0 1 . 2 4 3 2 / m i  1 4 5 3 大1000 连杆小头孔主轴传递功率  5 8 0 1 . 2 0 . 7 61 0 0 0 1 0 0 0 0 . 9 2k w 小   连杆小头孔主轴速度  1 0 0 0 1 . 2 8 1 9 / m i  1 4 2 8 小1000 传动相关零件设计及计算                                  设计功率 1 . 2 0 . 7 6 0 . 9 1 P k w 小小查机械零件设计手册得，工况系数 则  1 . 2 1 . 4 3 1 . 7 2 P k w 大大1 . 2 0 . 7 6 0 . 9 1 P k w 小小   选定带型  查机械零件设计手册图，选取普通 带。   确定传动比  940 2 . 1 8432i 大 大n= . 1 5819i 小 小n=n 确定带轮基准直径  小轮直径，即装在电机轴上带轮直径，参考机械零件设计手册取0 80d   。   大头孔轴带轮直径    0 (1 ) 2 . 1 8 8 0 1 7 2d i d m m 大大 （ 1 - 0 . 0 1 ）买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 查机械零件设计手册取1 180d  小头孔轴带轮直径    0 (1 ) 1 . 1 5 8 0 9 1d i d m m 小小 （ 1 - 0 . 0 1 ）查机械零件设计手册取1 95d  两主轴实际转速  7 1 3 . 6 /n r m 00大大（ 1 - ） n d （ 1 - 0 . 0 1 ） 9 4 0 8 0d 1 8 0 7 8 3 . 7 /n r m 00小小（ 1 - ） n d （ 1 - 0 . 0 1 ） 9 4 0 8 0d 9 5 设计带速  由 00 3 . 1 4 8 0 9 7 0 4 . 0 6 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s 初定轴间距，取0 1000a 所需基准长度  2003 . 1 4 ( 8 0 1 8 0 ) ( 1 8 0 8 0 )2 ( ) 2 1 0 0 02 2 4 1 0 0 02 4 0 9 . 7L d a d 20大0 大大0（ d - d ）4械零件设计手册选取基准长度 2480L d m m大2003 . 1 4 ( 8 0 9 5 ) ( 9 5 8 0 )2 ( ) 2 1 0 0 02 2 4 1 0 0 02 2 7 4 . 8L d a d 20小0 小 小0（ d - d ）4a 查机械零件设计手册选取基准长度 2240Ld   定实际电机轴与主轴距离   确定大头孔轴与电机主轴距离  00 2 4 8 0 2 4 0 9 . 71 0 0 0 1 0 3 5 . 222L d L da a m m 大大大  安装时所需最小轴间距  m i n 0 . 0 1 5 2 1 0 3 5 . 2 0 . 0 1 5 2 2 4 8 0 9 9 8a a L d m m 大大张紧或补偿最大轴间距  m a x 0 . 0 3 1 0 3 5 . 2 0 . 0 3 2 4 8 0 1 1 1 0 . 1a a L d m m 大大 确定小头孔轴与电机主轴距离  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 00 2 2 4 0 2 2 7 4 . 81 0 0 0 9 8 2 . 622L d L da a m m 小小小  安装时所需最小轴间距  m i n 0 . 0 1 5 2 9 8 2 . 6 0 . 0 1 5 2 2 2 4 0 9 4 9a a L d m m 小小张紧或补偿最大轴间距  m a x 0 . 0 3 9 8 2 . 6 0 . 0 3 2 2 4 0 1 0 4 9 . 8a a L d m m 小小  定小带轮包角                                   &nbs