立式内孔表面珩磨机总体毕业设计【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 立式内孔表面珩磨机的总体设计 摘要 随着科学技术的迅速发展，国民经济各部门所需求的多品种、多功能、高精度、高品质、高度自动化的技术装备的开发和制造，促进了先进制造技术的发展。 珩磨加工是一种最常用的内孔表面加工方式 ， 近年来随着对油缸等产品市场需求量的大幅提升 ,如何找到经济高效的内孔精密加工方法 ， 成为许多厂家面临的课题。 磨削加工技术是先进制造技术中大的重要领域，是现代机械制造业中实现精密加工、超紧密加工最有效、应用最有效的基本工艺技术。 本次设计从分析机械系统设计的任务和目标开始，介绍机械系统的组成 ，各组成部分 之间的配置，选择和结构匹配性设计，以及进行机械系统整体设计时应该考虑哪些问题，目的是培养学生结构设计创新和整体设计的能力， 培养 自己的综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，以加强对理论知识的理解。 本次设计 首先 是珩磨机的总体设计，主要包括主轴箱，珩磨头，主轴 以及带传动、液压系统传动 等 部分的 设计。对珩磨机做了简单介绍，接着对珩磨机的主要部件进行了尺寸计算和校核。该设计代表了珩磨机设计的一般过程。 关键词： 珩磨机；主轴；珩磨 ；液压系统 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of to of is of of in to a is of is in of of of is in be of is to of to to of is of of to do a a of to of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 1 绪论 . 1 通珩磨加工 . 1 磨加工原理 . 1 磨加工特点 . 2 题来源及组织架构 . 3 2 总体方案设计 . 4 体布局设计要求 . 4 磨机床结构特点 . 4 磨机床传动部分设计 . 4 式珩磨机特点 . 4 计传动部件 . 5 磨前工序要求 . 5 磨液的选择 . 6 3 立式珩磨机结构计算 . 7 磨头工艺参数的计算 . 7 择珩磨油石 . 7 工余量 . 7 磨油石的越程 . 8 计计算珩磨速度 . 8 磨机主运动参数 . 9 运动参数 . 9 机的选择 . 10 动比分配 . 11 速器的设计 . 12 速器的类型 . 12 速器选用 . 12 减速器特点 . 13 传动的设计 . 13 定计算功率 . 13 取 V 带带型 . 定带轮基准直径并验算带速 . 14 速验算 . 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 带基准长度和传动中心距的确定 . 14 算小带轮包角 . 14 算 V 带根数 . 15 算单根 V 带预紧力F. 15 算轴压力 F . 15 轮结构 . 15 齿锥齿轮的设计计算 . 15 4 轴的结构设计 . 19 结构设计基本要求 . 19 善轴装配及加工工艺一些措 施 . 19 刚度校核 . 19 结构 . 20 强度验算 . 23 材料及热处理 . 27 5 轴承选用及校核 . 28 承选用及校核 . 28 动轴承预紧和游隙 . 28 6 液压油缸的设计计算 . 31 定液压缸内径 . 31 定缸筒厚 度 . 32 筒底部厚度计算 . 32 筒加工要求 . 32 塞杆结构 . 32 塞杆校核 . 32 塞杆加工要求 . 33 架设计 . 33 7 总结 . 35 参考文献 . 36 致谢 . 37 毕业设计（论文）知识产权声明 . 错误 !未定义书签。 毕业设计（论文）独创性声 . 38 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 通珩磨加工 珩磨是指用镶嵌在珩磨头上的油石（又称珩磨条）对精加工表面进行的精整加工，又称镗磨。主要加工直径 5 500 毫米甚至更大的各种圆柱孔，孔深与孔径之比可达 10 或更大。在一定条件下，也可加工平面、外圆面、球面、齿面等。珩磨头外周镶有 2 10 根长度约为孔长 1 3 3 4 的油石，在珩孔时既旋 转运动又往返运动，同时通过珩磨头中的弹簧或液压控制而均匀外涨，所以与孔表面的接触面积较大，加工效率较高。珩磨后孔的尺寸精度为 4 级，表面 粗糙 度可达 米。珩磨余量的大小，取决于孔径和工件材料，一般铸铁件为 米，钢件为 米 。珩磨头的转速一般为 100 200 转分，往返运动的速度一般为 15 20 米分。为冲去切屑和磨粒，改善表面粗糙度和降低切削区温度，操作时常需用大量切削液，如煤油或内加少量锭子油，有时也用极压乳化液 1。 珩磨加工 是有一种珩磨头，具有带通道并沿其长度方向延伸的细长体，它至少包括一侧面开口部分，可作径向运动的磨具组件位于侧面开口的通道部分，它具有 由 磨粒制成的径向 外表面 和有相对于珩磨体轴线成锐角 取向 的隔开表面的径向内侧部分。在磨具组件和珩 磨体上的相互可啮合表面之间产生相对轴向运动但不 影响他们 之间的相对径向运动，操作器元件位于通道中可以在其中作轴向运动，该操作元件具有相对珩磨体轴线成锐角取向的表面部分，其位置可与磨组件上的 内表面 中的相应表面产生面与面间的滑配合，从而操作器元件相对磨具组件在一个方向的轴向运动将产生该磨具组件径向向外的运动。 磨加工原理 磨削原理的研究内容主要包括磨屑形成过程、 磨削力和磨削功率、磨削热和磨削温度、磨削精度和表面质量、磨削效率等 。 目的在于深入了解磨削的本质，并据以改进或创造磨削方法。珩磨是利用安装于珩磨头圆周上的一条或多条油石 ， 由涨开机构（有旋转式和推进式两种）将油石沿径向涨开 ， 使其压向工件孔壁 ， 以便产生一定的面接触 。 同时使珩磨头旋转和往复运动 ， 零件不动或珩磨头只作旋转运动 ， 工件往复运动从而实现珩磨 。 在大多数情况下 ， 珩磨头与机床主轴之间或珩磨头与工件夹具之间是浮动的。这样加工时珩磨头以工件孔壁作导向 ， 因而加工精度受机床本身精度的影响较小 ， 孔表面的形成基本买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 上具有创 制过程的特点。所谓创制过程是油石和孔壁相互对研 ， 互相修整而形成孔壁和油石表面 。 其原理类似两块平面运动的平板相互对研而形成平面 11。 珩磨时由于珩磨头旋转并往复运动或珩磨头旋转工件往复运动 ， 使加工面形成交叉螺旋线切削轨迹 ， 而且在每一往复行程时间内珩磨头的转数不是整数 ， 因而两次行程间珩磨头相对工件在周向错开一定角度 ， 这样的运动使珩磨头上的每一个磨粒在孔壁上的运动轨迹亦不会重复 。 此外 ， 珩磨头每转一转 ， 油石与前一转的切削轨迹在轴向上有一段重叠度 ， 使前后磨削轨迹的衔接更平滑均匀 。 这样在整个珩磨过程中 ， 孔壁和油石 面的每一点相互干涉的机会差不多相等 2。 因此 ， 随着珩磨的进行孔表面和油石表面不断产生干涉点 ， 不断将这些干涉点磨去并产生新的更多的干涉点 ， 又不断磨去使孔和油石表面接触面积不断增加 ， 相互干涉的程度和切削作用不断减弱 ， 孔和油石的圆度和圆柱度也不断提高 ， 最后完成孔表面的创制过程 。 为了得到更好的圆柱度 ， 在可能的情况下 ， 珩磨中经常使零件掉头 ， 或改变珩磨头与工件轴向的相互位置 。 需要说明的一点 ： 由于珩磨油石采用金刚石和立方氮化硼等磨料 ， 加工中油石磨损很小 ， 即油石受工件修整量很小 。 因此 ， 孔的精度在一定程度上取决于珩磨头上 油石的原始精度 。 所以在用金刚石和立方氮化硼油石时 ， 珩磨前要很好地修整油石 ， 以确保孔的精度 。 磨加工特点 加工精度高：特别是一些中小型的光通孔，其圆柱度可达 内。一些壁厚不均匀的零件，如连杆，其圆度能达 于大孔（孔径在200内），圆度也可达 果没有环槽或径向孔等，直线度在 内也是有可能的。珩磨比磨削加工精度高，磨削时支撑砂轮的轴承位于被珩孔之外，会产生偏差，特别是小孔加工，磨削比珩磨精度更差。珩磨一般只能提高被加工件的形状精度 ，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与轴线的垂直度（面板安装在冲程臂上，调它与旋转主轴垂直，零件靠在面板上加工即可）。 表面质量好：表面为交叉网纹，有利于润滑油的存储及油膜的保持。有较高的表面支承率（孔与轴的实际接触面积与两者之间配合面积之比），因而能承受较大载荷，耐磨损，从而提高了产品的使用寿命。珩磨速度低（是磨削速度的几十分之一），且油石与孔是面接触，因此每一个磨粒的平均磨削压力小，这样工件的发热量很小，工件表面几乎无热损伤和变质层，变形小。珩磨加工面几乎无嵌砂和挤压 硬质层。 磨削比珩磨切削压力大，磨具和工件是线接触，有较高的相对速度。因而会在局部区域产生高温，会导致零件表面结构的永久性买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 破坏。 加工范围广 :主要加工各种圆柱形孔，光通孔。轴向和径向有间断的孔，如有径向孔或槽的孔、键槽孔、花键孔，盲孔多台阶孔等。另外，用专用珩磨头还可加工圆锥孔，椭圆孔等，但由于珩磨头结构复杂一般不用。用外圆珩磨工具可以珩磨圆柱体，但其去除的余量远远小于内圆珩磨的余量。几乎可以加工任何材料，特别是金刚石和立方氮化硼磨料的应用。同时也提高了珩磨加工的效率 3。 题来源及 组织架构 通过对本课题 珩磨 头的结构 设计 ，使书本知识和理论与实际生产相结合，加强了对机械零件、机械制造工艺学以及现代磨削技术等相关专业知识的理解，使自己能运用书本知识设计出基本 符合生产要求的零部件 。在论文中我充分地运用了大学期间所学到的知识 。进行了研究 ， 巩固和深化，达到了预期的设计意图。 论文的组织框架： 本论文的组织结构如下： 第一章： 简单介绍了珩磨加工的原理和特点，课题的研究意义。 第二章 ：对机床的总体布局进行了 总体方案的 设计 分析 ， 拟定设计思路 ，明确了机床的 特点 。 第三章 ：对 珩磨机 的整体布局以及 珩磨头的工艺参数 、 珩磨的速度、减 速器的选择进行了初步预算 拟定各主要尺寸。 第四章 ： 进行了 珩磨 机 主 传动部分的计算 及结构的设计，进行强度校核及受力分析。 第五章 ：进行了轴承的选用和校核。 第六章 ：液压传动部分的设计计算，包括液压缸的选择， 活塞杆的选择计算。 第 七 章：本章为论文的总 结。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2 总体方案设计 机床主要由电机，减速器，主轴箱，床身等部分组成，其中电机、减速器的选择直接影响所设计 立式内孔表面珩磨机 的各个性能参数，所以在制定与选择方案时，既要满足被加工零件的加工要求，还要保证机床布局设计的总体要求 4。体布局设计要求 a. 稳定性 最大 程度保证机床的精度以及稳定性。 b. 安全性能 机床应便于进行操作和管理以及维修，具有良好的安全性能。 c. 精度 保证机床应按既定的加工工序加工，最大程度保证被加工工件的精度。 d. 高效性 机床结构简单合理，选用高效的传动系统，保证传动链的高效传动。 e. 外观 外形美观，保证操作的舒适性。 磨机床结构特点 珩磨机是如今机械行业珩磨机的主要精加工之一，因其操作简单、价格低廉、工作可靠、结构简单等优点备受欢迎。 床身部分：床身由珩磨箱、立柱、机座、横拖板、工作台等五大部件组成。立式珩磨机， 其特点是 主轴垂直小型磨床，可安放在作业台上。主轴旋转轴线固定，移动工件使加工点对准主轴轴线，主轴在主箱内作轴向移动和转动。主轴箱固定在立柱上端或在立柱上能作转动及上、下移动以调整其位置，还可增加能绕立柱转动及上、下移动的工作台 15。 磨机床传动部分 设计 式珩磨机特点 立式珩磨机，其特点是 主轴垂直的小型机床，可安放在作业台上。主轴旋转轴线固定，移动工件使加工点对准主轴轴线，主轴在主箱内作轴向移动和转动。主轴箱固定在立柱上端或在立柱上能作转动及上、下移动可以调整，还可增加能绕立柱转动及 上、下移动的工作台。 珩磨机的选择：立式珩磨机，主轴旋转中心固定，移动工件使加工点对准主轴中心。主轴箱和工作台安装在立柱上，主轴垂直布置。立柱有圆柱、方柱，主轴可机动进给 3。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 动部件 设计 a. 主轴传动： 电机 减速器 主轴齿轮 珩磨头往复运动有液压马达控制。 b. 工作台的传动： 采用液压传动系统带动进给。 c. 电机的选择： 变速电动机 优缺点： 液压装置工作平稳，由于重量小、惯性小、反应快，液压装置易于实现快速启动、别动和频繁的换向，操纵控制方便，还可以在运行中调速，使用寿命长，容易实现 直线运动、机器的自动化及过载保护。采用电液联合控制后，可实现大负载、高精度远程控制。易实现标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。但液压传动不能保证严格的传动比，这是由于液压油可压缩性和泄漏造成的。工作性能易受温度变化的影响 12。 综上，该方案应选用液压传动，以实现珩磨头灵活的旋转。 图 立式珩磨机床的工作原理图 磨前工序要求 ： a. 珩磨加工前要求 : 珩磨前被加表面不应有硬化层，否则珩磨前将硬化层完全磨去，以保证加工精度的稳定性。 b. 珩磨前孔尺寸 : 严格控制珩磨前孔的尺寸公差，以保证珩磨余量合理。 c. 选择加工时油石 : 不得使用钝化了的油石，以免加工表面形成积压硬化层。金刚石油石珩磨淬硬钢时，加工表面不允许有脱碳层。 d. 珩磨加工前表面要求 : 待珩表面不应残留氧化物 (脱碳层、铁锈等 )、油漆、油垢等物，以免堵塞油石 4。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 磨液 选择 珩磨应使用切削液，目的是吸收热量，冷却工件与油石；冲刷工件和油石表面，冲走脱落磨料碎末，以免堵塞油石；在油石和工件接触表面形成油膜，改善工作状况。 珩磨液的使用要求： a珩磨 液应干净无杂质 : 杂质会使油石堵塞，珩磨头卡死、划伤工件表面。通常采用磁性分离与纸袋过滤的联合净化装置，L。 b. 珩磨时的温度 ： 控制切削温度应低于 35 ，以免产生振动，影响珩磨精度和加工表面质量。除要求油箱的容积大外，最好在冷却润滑系统中设有自动冷却装置。 c. 珩磨液的控制： 珩磨过程中的珩磨液必须供给充足，连续不断的供给。 珩磨液的种类：有油剂和水剂两种，水剂切削液冷却性和冲刷性好。适用于粗珩。油剂切削液通常加入有适量硫化物，硫和铁元素化合形成一种抗粘 焊和堵塞的硫化铁。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 3 立式珩磨机结构计算 立式珩磨机的运动参数包括主运动参数与进给运动参数。主运动与进给运动系单独驱动，主运动参数是主轴的转速，进给运动为珩磨头的上下运动。 磨头工艺参数 计算 磨油石 选择 本次加工为精珩铸铁汽缸套表面粗糙度为 此油石材料为绿色碳化硅，主要用于珩磨抗拉强度和脆性大的材料，如铸铁、硬质合金、黄铜、青铜、陶瓷和玻璃等。珩磨油石结合剂的选择，结合剂（陶瓷）代号（ 点及应用：性能稳定、脆性大，用作钢和 碳化硅磨料的结合剂 6。珩磨油石宽度和数量的选择，珩磨头直径 50石宽度 7油石数量为 3磨油石长度的选择 根据 被加工孔的类型 的不同而不同，在 不校准原孔的直线度的情况下： 一般孔 w3； 大孔 l(w； 小孔 l(12)于珩磨上道工序采用浮动精镗 ， 表面粗糙度可达 因此其珩磨加工余量取为 这样有利于提高生产效率。实践经验表明 ， 浮动精键后的缸筒约有 量就可基本磨去加工刀痕。 工余量 由于珩磨上道工序采用浮动精镗 ,表面粗糙度可达 因此其珩磨加工余量取为 样有利于提高生产效率 。 实践经验表明 ， 浮动精 加工后的缸筒约有 量就可基本磨去加工刀痕 。 一般来说 ， 粗珩时径向进给量为 衍磨的径向进给量完毕以后 ， 必须再进行几次设有径向进给量的附加行程 ， 用来修整被加工面 ， 以提高表面粗糙度 。 具体可根据表面的表 择合适的加工余量 ：买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 表 磨加工余 量表 磨油石 的 越程 分析 珩磨头在往复运动中，必须保证油石在孔（或加工面）的两端超出一定距离，即油石的越程。越程的长短会直接影响孔的圆柱度，越程过长，则孔端被过多珩磨，形成喇叭孔；越程过短，则油石在孔中间的重叠珩磨时间 过长，出现鼓形；若两端越程不等，则产生锥度 6。如图 示 ： 油石在孔两端的正常越程一般为： 1/3 1/5） l（ （ 油石的行程距离： L 十 2 l（ （ 式中， 油石在孔端的越程（ 油石的行程长度（ l 一铀石的长度（ L 一孔或加工面的长度（ 式中 l=125 。 L=250得油石行程距离 67 计计算珩磨速度 在确定珩磨机的零件材料是 45 号钢 ， 材料经过调制处理 ， 达到的 硬度是：20 250磨速度有两个方面 ： 珩磨头的圆周速度 上下往复速度二者的合成速度则构成珩磨交叉网纹 ， 形成网纹交叉角 ： 被加工孔直径 珩磨加工余量 铸铁 钢 25 125 50 175 00 400 珩磨油石的行程距离 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 1000 2 m i 22 m i v v m（ 12珩（ 1 v （ 式中： D 大， 角也越大，珩磨生产率高；反之 小， 角越小生产率低，但加工表面质量可提高。 磨机主运动参数 珩磨所加工零件材料 45 号 钢，材料经过调制处理达到 20 250加工零 件的直径 d:200250 机械设计加工工艺手册 本次毕业设计 周速度的参数为 65 140 运动参数： 主轴转速 n 与切削速度 v 之间的关系： 1000n r m i （ 式中： d 珩磨机是为适合多种零件加工而设计的，主轴需要 的 转速范围。若采用分级变速，则应确定转速分级数。 根据转速与切削速度的关系式可知： m i nt m i nm a r m i (买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 m a xt m a xm i r m i (则 磨削时上述数据可以折算出转速： m i nm i nm a m i n 8 2 . 7 6 m i 提高往复速度 提高珩磨效率。珩磨机的特点之一是具有较高的往复速度（ 20 35m/便获得较大的网纹交叉角 。当 = 70 时，珩磨效率最高 10。 可以看出最低转速 切削速度，被加工孔径大小有关。在计算用孔径 D 值最小的数值。同理计算 主轴转速数列在采用变速时，则 Z 级转速数列为： n1,n2,任意前口两级转速之间的关系为： n + = （ 既 n + =1j 1 称为公比。机床主轴转速按等比数列分级，则各级转速为 ： 1 n 1 1 1 m a z =最大相对转速损失率 m a x 1 1 1A （ 则变速范围为 Rnm a x m n n则 2 2 2 . 8 2 8 2 . 7 6 2 . 7 1 选 级数 Z=+1=3 则主轴转速分成 3 级，主轴的各级转速分别 128r 择电机 根据所加工的零件的材料的条件，确定主电动机的功率，查机械加工工艺手册得计算公式： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 120（ F f c o s 2 0 . 3 c o s 4 5 2 0 . 2 6f c 式中： 珩磨油石工作压力 8 20 网纹交叉角 泊松比 油石面积 = 0 . 2 6 =F f A 8 3 2 2 6 1 2 0 3 . 3 N v = 3 . 3 0 . 8 = 4 . 7 2切 床 机床的机械效率 床取 电动机的选择为表 2： 表 电动机的选择 型号 同步转速( 额定功率（ 效率 功率因数 额定电流（ A） 额定转矩（ ） 720 5 500 传动比分配 电动机的型号 ，满载的最小转速 720r/ a. 总传动比： i=720120=6 b. 分配转动装置的传动比： 0 1 2i i i i (上式中 2i 带传动与减速器（两级齿轮减速）以及锥齿轮传动的传动比，为使带传动的外廓尺寸不致过大，同时使减速器的传动比圆整以便更方便的获得圆整地齿数。初步取0i 9 8，1i 4 3，则减速器的传动比为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 6201 计减速器 速器类型 减速器是应用于原动机和工作机之 间的独立的闭式传动装置。主要功能是降低转速，增大转矩，以满足各种 工作机械的需要。若按传动和结构特点来划分，这类减速器有下述六种： a. 齿轮减速器 主要有圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮减速器和圆锥 b. 蜗杆减速器 主要有圆柱蜗杆减速器，环面蜗