图纸共21张:
A0-刀架总成.dwg
A0-机床总图.dwg
A1-刀盘总装图.dwg
A3-刀盘壳.dwg
A3-刀盘轴皮带轮.dwg
A3-刀盘主轴.dwg
A3-刀盘座.dwg
A3-滑动板.dwg
A3-压环板.dwg
A3-装刀块.dwg
A3-座板.dwg
A4-不锈钢螺栓.dwg
A4-弹簧.dwg
A4-刀盘轴皮带轮挡板.dwg
A4-倒角刀.dwg
A4-垫圈.dwg
A4-盖轴承.dwg
A4-盖轴承02.dwg
A4-盖轴挡圈.dwg
A4-压刀块.dwg
A4-轴承隔圈.dwg

自动倒内角机刀架结构的设计
摘要：一种自动收料式活塞环内倒角机，涉及一种机械加工设备。本实用新型在机架上固定连接靠模座，在靠模座的一侧设置包括步进电机一的送料装置，在靠模座的另一侧设置包括步进电机二的车头箱，在车头箱的前端设置刀架，所述刀架连接在刀架轴上，所述刀架轴与一旋转控制机构连接；在朝向车头箱的靠模座的端部、于机架上连接出料导向装置，在出料导向装置的下端连接导料管，在导料管的末端连接落料整理装置。本实用新型自动化强度高，方便操作，产品质量统一，有保障，且加工好的产品能自动、排列有序地收集，效率高，劳动强度低，便于操作。
圆环形薄片工件硬度较高，在进行内外侧倒角时，其基本要求除了具有高效、经济等自动化设备的通用要求外，工件加工完成后必须光滑整洁，倒角面不得有损伤。因此，根据加工工艺要求，经多方案比较，对加工工件倒角，采用了工件静止，刀具相对运动。

关键词：倒角机；活塞环；加工设备

Design of The Tool Structure of Automatic Chamfer Machine
Abstract: A kind of chamfering machine with piston rings of automatic collection materials, concerning a kind of mechanical processing equipment. The utility model in the rack connected by a fixed mold base, in the mold base on the side of the set, including a stepper motor of the feeding device, in the mold base on the other side of the second stepper motor settings, including the front box, at the front Set the front-end tool boxes, tool holder connected to the turret above axis, as described with a rotary tool shaft connected control; front of me in the direction of the mold base by the end, connected to the rack-oriented material devices, device-oriented material in the bottom of the pipe connecting lead, in the lead pipe to connect the terminal device organize blanking. Automation of the utility model of high strength, easy operation, product quality unified, secure, and processed products can be automated, with the collection in an orderly manner, high efficiency, low labor intensity, easy to operate.
Thin ring workpiece hardness higher in lateral chamfering, the basic requirements in addition to an efficient, economic and other common automation equipment requirements, after the completion of workpiece processing must be smooth and clean, the damage may not be chamfered surface. Thus, according to processing requirements, multi-program comparison, chamfering workpiece, using a stationary workpiece, cutting tool relative motion.

Key words: chamfering machine; piston; processing equipment

目录
1 绪论..............................................................1
1.1 课题简介........................................................1
1.2 本课题国内外现状................................................1
1.3 课题研究必要性..................................................2
1.4 课题任务........................................................2
2 活塞环的加工制造工艺..............................................3
2.1 活塞环材料的种类及其分类........................................3
2.2 活塞环的加工工艺................................................4
3 倒角机的设计和其工作原理..........................................6
4 倒角机上刀架部分的计算............................................7
4.1 电动机的选择....................................................7
4.2 带传动..........................................................7
4.2.1 带传动的设计要求及其应注意的问题..............................7
4.2.2 带传动的设计计算..............................................8
4.2.3 带传动的张紧与维护...........................................10
4.3 轴.............................................................11
4.3.1 轴的结构分析.................................................11
4.3.2 轴的材料.....................................................11
4.3.3 轴的设计计算.................................................12
4.4 轴承...........................................................16
4.4.1 轴承材料的选用...............................................16
4.4.2 滚动轴承选用应考虑的问题.....................................16
4.4.3 滚动轴承的设计计算...........................................17
结论...........................................................20
参考文献...........................................................21
致谢...........................................................22
附录...........................................................23

任务书

一、设计内容
根据设计要求，进行课题的调研和资料的收集，熟悉自动倒内角机的工作原理，与同组
同学一起分析讨论自动倒内角机的设计方案和机床的传动与调整情况，并最终确定机床总体
结构和传动方案。主要设计内容包括：
1．机床总体设计，绘制机床总图；
2．刀架总成装配图；
3．刀架结构设计；
4．零件的结构设计。

二、设计依据
所设计的倒内角机床，机床主要用于活塞环倒内角加工,达到一人多机自动上料接
料，满足倒内角加工工艺要求。
1．带轮所需传动功率为9.6KW，中心距500mm；
2．每分钟加工30片；
3．刀盘速度每分钟250转；
4．每次加料300片；
5．最大切削模数4mm。

三、设计要求
1、机床应能满足加工要求，保证加工精度；
2、机床应能满足强度、刚度、寿命、工艺性与经济性等方面的要求；
3、机床应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；
4、设计图样总量：折合成A0幅面在3张以上；工具要求：应用计算机软件绘图。
过程要求：装配图需提供手工草图。
5、到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；
6、查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；
7、撰写开题报告，不少于3000字；
8、毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字。

四、毕业设计物化成果的具体内容及要求
1、设计成果要求
1）毕业设计说明书 1 份
2）机床总图 1 张
3）刀架总成装配图 1 张
4）刀盘结构图 1 张
5）相关零件图不少于7张

2、外文资料翻译（英译中）要求
1）外文翻译材料中文字不少于3000字；
2）内容必须与毕业设计课题相关；
3）所选外文资料应是近10年的文章，并标明文章出处。

五、毕业设计（论文）进度计划
起讫日期工作内容备注
2月27日～2月28日布置任务
3月1日～3月14日调查研究，毕业实习
3月15日～3月31日方案论证，总体设计------开题阶段 3月27—3月31日前期检查
4月1日～4月14日技术设计（部件设计）
4月14日～5月14日工作设计（零件设计） 5月10日～5月14日设计初稿检查
5月15日～5月31日撰写毕业设计说明书----中期工作阶段 5月23日--24日中期检查
6月1日～6月2日毕业设计预答辩
6月3日～6月9日修改资料
6月10日～6月11日评阅材料
6月12日～6月13日毕业答辩
6月14日～6月15日材料整理装袋

自动倒内角机刀架结构的设计

内容简介：: 24机械式自动变速器控制系统的设计与研究*时国平（安徽池州学院物理与机电工程系安徽池州 ,247000 ）摘要 : 综述了自动变速技术的发展过程、结构、原理，分析了关键技术和换档时刻汽车的动力传动系统各组成部分的特性及控制方法，并进行了自动变速控制系统电子控制单元的软硬件设计。关键词 : 机械式自动变速；电子控制装置；微控制器MT of is on 文献标识码 :A 文章编号 :1001008)06前言随着电子技术、计算机技术、自动化技术的发展，以及与汽车技术结合，给汽车业带来了勃勃生机。汽车工业比较发达的国家 , 汽车电控技术的集成化程度越来越高 , 且不断向智能化、网络化控制发展。我国目前使用的汽车绝大多数仍为手动变速，手动变速汽车由于频繁换档的操作，易使驾驶员疲劳，影响行驶安全 ; 而不同的驾驶技术水平对车辆的燃料经济性、动力性、乘坐舒适性造成极大差异，所以自动变速是人们长期追求的目标，是车辆向高级阶段发展的重要标志。机械式自动变速器（是汽车行业十分关注的汽车电子高新技术产品。它能减轻驾驶强度，提高经济性和动力性，改进舒适性和安全性，且成本低、制造方便，因此在自动变速领域具有强大的竞争力和广阔的应用前景。1 械式自动变速器控制系统硬件组成机械式自动变速器仍保持原发动机、离合器和变速器总成，仅少量改变了变速器的操纵系统。它的电控系统由微型计算机、传感器和执行机构组成。微机代替驾驶员的大脑 ; 传感器代替人的感觉神经 ; 执行机构代替驾驶员的手和脚的换档动作，使车辆始终处于最佳的档位下行驶。其中，使用了多个传感器 ,统正是依靠这些传感器及时准确地获知车辆运行状态。系统整体框图如图 1 所示。（ 1 ）电子控制单元（它是控制系统的心脏，其电路大体由输入处理部件、包括、输出电路部件和稳压电源四个部分组成。以菲利浦的处理器为核心，它对各个传感器信号进行处理，然后根据处理结果发出控制信号，控制执行机构实现自动换档。当系统上电时，由监控电路产生复位脉冲，使微处理器开始工作，当出现程序跑飞等错误时，由监控电路负责复位系统，避免系统死机。图 1 系统整体框图（ 2 ）传感器该系统有下列各类传感器：车速和变速器输入轴转速传感器 ; 发动机转速传感器 ; 加速踏板位移传感器 ;节气门开度传感器 ; 离合器行程传感器 ; 档位位置传感器。通过这些传感器实时把握车辆的行驶状态，将所测的参数传递给微控制器，进而对发动机供油、离合器的分离与接合以及变速器换档进行控制，实现对三者的动作与时序的最佳匹配，从而获得良好的换档性能。（ 3 ）执行机构它完成控制器发出的指令。由两部分组成 : 离合器执行机构、变速器控制执行机构。（ 4 ）被控制系统收稿日期 :2008池州学院 2008 年度校级科研项目（机械式自动变速器控制系统的设计与研究时国平自动化与仪器仪表 2008 年第 6 期（总第 140 期）25变速器、离合器、发动机。系统工作过程如下 : 首先控制器过前向通道采集数据，然后按照存储在的换档规律得到当前状态下合理的档位及油门位置。最后，通过驱动电路驱动选换档执行机构和离合器执行机构，完成换档过程。通过示所采集的信息 ( 如发动机转速和当前的档位 ) 。统工作原理在不改变固定轴式齿轮变速箱内部结构的基础上，把选档、换档、离合器及发动机供油的操纵，由以微处理器为控制核心的控制器来完成，具有操作简便、换档平顺、燃油经济性好、传动效率高及成本低等优点。其基本工作原理是：以诸多传感器代替人的感觉器官，来获取当前车辆的运行状态、路面情况及驾驶员意图；以存储的功能强大的程序，模拟人的思维过程 ; 以微处理器控制执行机构，代替人手脚的动作，完成离合器、变速器和发动机供油的协调自动控制。体控制原理见图 2 。汽车在行驶过程中，变速器过线与发动机信了解油门位置信息，利用两参数换档规律判断车辆应处的最佳档位，决定升档、降档或保持原档位不变，从而达到加速或减速的目的。图 2 统程控工作过程软件系统的主控程序为一循环程序，循环程序不断读取选择开关的位置，实时判断驾驶员的意图，并调用相应的子程序进行起步、档位决策、升档和降档控制、离合器控制等。控系统的核心功能是实现换档操作，离合器控制及油门随动控制。根据这些功能要求，将整个系统划分为 7个任务。系统上电后，系统首先进入初始化部分，该部分主要是对单片机芯片的内部特殊功能寄存器、芯片的时钟、中断及堆栈指针进行设置。系统总体任务框图如图 3所示。2 档过程控制换档控制是自动变速器的核心问题之一，换档控制性能直接影响车辆的动力性、燃油经济性及对环境的适应能力，是决定车辆在采用自动变速传动方式后，能否充分发挥其最佳工作性能的关键。辆对换档控制的基本要求是，应能根据车辆的行驶状况、道路条件和驾驶员的操纵意图等信息，遵循相应的换档规律，并通过选换档执行机构，使变速器及时准确地切换到最佳档位，具有良好的换档品质。图 3 系统总体任务框图档过程与手动换档过程相似，可以认为是用电控单元替人脑，电机执行机构代替人的手和脚来实现换档过程的自动操纵。按照换档时序可将该过程分为动力中断、选档、挂档和动力恢复四个阶段。见图 4 。换档过程由分离离合器收油摘档 ( 选档 ) 换档接合离合器恢复供油 6 或 7 个动作组成 ( 按操纵方案，选档仅出现在某些档位的换档过程中，为 7 个动作；而另外一些档位的换档过程则无选档只有 6 个动作 ) 。这几个阶段并不是孤立的，而是存在一定的时序匹配关系，其中离合器分离阶段与断油阶段的时序匹配关系、离合器接合阶段与恢复供油阶段的时序匹配关系最为重要，它直接影响换档品质的优劣。图 4 档过程图自动变速器换档时，驾驶员通过选档控制器和油门踏板向达意图，传感器监测汽车的运行状态，根据所设定的最佳换档规律、离合器控制规律、发动机油门自适应调节规律，对油门开度、离合器接合以及档位变换三者进行控26制，实现动力传动系统的最佳匹配。动机控制车辆冲击度与发动机输出转矩对时间的一阶导数成正比。为了降低冲击度，改善换档品质，就要在换档过程中对发动机进行供油调节。发动机油门在换档过程中的控制主要是对其输出转矩和转速的控制，目的是使离合器接合时适应新的输入轴转速，从而减少挂档后离合器接合的冲击。在换档过程中，因整车惯性很大，车速下降小，可认为车速不变。而由于速比的变化，发动机的转速发生急速变化，从发动机到变速器之间的全部旋转零件都将有很大的惯性能量释放出来，这种惯性能量将转换成巨大的转矩扰动传递给车辆，引起巨大的换档冲击。因此，在换档期间应对发动机油门实施有效的控制，调节发动机转速，使发动机的惯性能量在离合器接合前尽量释放出来。低档换高档时，需要降低发动机转速。由高档换低档时发动机转速必须要升高，才能与换档前的车速匹配而不至于引起车速的突变。合器控制机械式自动变速器是在原来手动变速箱和离合器基础上通过加装自动操纵系统而实现自动化的，并且取消了离合器踏板。因此，实现机械传动自动化的一个重要问题就是研究离合器的分离、接合过程，进而得出离合器控制策略。在此基础上才有可能保证换档的品质，提高其使用寿命和乘坐舒适性。同时也可以明确离合器控制应完成的内容，为软硬件设计打下基础。离合器的工作过程包括分离和接合两种不同过程，由于分离过程比较简单，一般不会对车辆性能产生影响，所以总是希望越快越好。档过程中发动机、离合器以及变速箱之间的协调关系(1) 为了缩短动力中断时间，保证动力中断时发动机转速不会迅速上升，避免产生发动机轰响，离合器的分离和发动机的切断供油应该同时进行，而且以最快的速度进行。(2) 为了避免拉伤相互啮合的齿面，要保证摘档动作在没有转矩传递的条件下进行。同时摘档动作对于摘档指令存在滞后，可以在离合器完全分离前就发出摘档指令。(3) 为了避免选档不到位或者挂不上档，摘档、选档和挂档要有严格的时间上的连续性，只有一个动作完成后，才能开始下一个动作。(4) 挂档时离合器不能传递动力，否则同步器容易损坏，也就是说摘档、选档和换档期间，离合器都要保持完全分离状态。(5) 离合器接合时，发动机要恢复供油。离合器接合动作和发动机转速的上升相对于控制指令而言都存在滞后，控制的原则还是先发出滞后时间长的指令。在降档时，为了让发动机转速快速升上去，从而减小离合器主从动片之间的转速差，减小滑磨时间、冲击度和滑磨功，可以在接合离合器之前适当供油。使它朝目标转速 ( 离合器从动盘的转速 ) 靠近，这样在挂上新档后，就无需等待离合器的主从动盘转速差的下降至一定范围之内。一方面可以减少等待所需的时间，另一方面可以加快接合速度3 结束语术保留了原齿轮变速箱传动效率高、成本低、易制造和维护的优点 , 且使用方便、简单安全、乘坐舒适 , 越来越受到人们的欢迎 , 成为开发适合我国国情的新型汽车自动变速器的热点。参考文献1 吴文渊 . 现代汽车电子控制技术 M. 北京 : 人民交通出版社 ,2002涛 . 自动变速器换档控制技术的研究 D. 北京：北京林业大学，机械式自动变速器控制技术的研究和系统开发 D. 吉林工业大学博士学位论文， 2004234安全运行提供了有力的保障。参考文献1 董海鹰，贾石峰，李华，范多旺 . 基于多列车分布式智能控制研究 J. 铁道学报， 2004 ， 26 （ 5 ）： 61 65 J. An 1986何友

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