文档包括:
说明书一份，43页，15900字左右。
开题报告一份。
中期报告一份。
外文翻译一份。
图纸共7张，如下所示
A0-珩磨机装配图.dwg
A1-主轴.dwg
A1-气缸装配图.dwg
A1-珩磨座.dwg
A2-活塞.dwg
A2-液压缸.dwg
A3-小齿轮.dwg
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
Vertical honing machine overall design of the inner hole surface
Abstract
With the rapid development of science and technology, the demand of national economic sectors more varieties, multi-function, high precision, high quality, high automation technology and equipment development and manufacturing, to promote the development of advanced manufacturing technology. Honing processing is one of the most commonly used way of inner hole surface treatment, in recent years, along with the market demand for oil cylinder and other products, how to find a economic and efficient inner hole precision machining method, many manufacturers are faced with the task. Grinding technology is one of the important areas, cuhk advanced manufacturing technology is implemented in modern mechanical manufacturing precision machining, the super close the most effective, the application of the most effective technology.
This design from the analysis of mechanical systems design tasks and goals, the composition of the mechanical system is introduced in this paper, configuration, between each component matching selection and structure design, and what issues should be considered when the overall design of mechanical system, the purpose is to cultivate students innovative structural design and the overall design ability, cultivating their comprehensive analysis and solve this major general engineering technical problem of ability to work independently, to strengthen the understanding of theoretical knowledge. First is the overall design of honing machine, the design mainly includes the main spindle box, honing head, shaft and belt transmission, hydraulic system and other parts of the design. For honing machine to do a simple introduction, and then for a major part of the honing machine to calculate and check the size. This design represents the general process of honing machine design.
Key Words: honing ； machine headstock ； honing；hydraulic system
目 录
1 绪论 1
1.1 普通珩磨加工 1
1.2 珩磨加工原理 1
1.3 珩磨加工特点 2
1.4 课题来源及组织架构 3
2总体方案设计 4
2.1 整体布局设计要求 4
2.2 珩磨机床结构特点 4
2.3 珩磨机床传动部分设计 4
2.3.1 立式珩磨机特点 4
2.3.2 设计传动部件 5
2.3.3 珩磨前工序要求 5
2.4 珩磨液的选择 6
3 立式珩磨机结构计算 7
3.1 珩磨头工艺参数的计算 7
3.1.1 选择珩磨油石 7
3.1.2 加工余量 7
3.1.3 珩磨油石的越程 8
3.2 设计计算珩磨速度 8
3.3 珩磨机主运动参数 9
3.3.1 主运动参数 9
3.3.2电机的选择 10
3.3.3 传动比分配 11
3.4 减速器的设计 12
3.4.1 减速器的类型 12
3.4.2 减速器选用 12
3.4.3 ZDY100型减速器特点 13
3.5 带传动的设计 13
3.5.1 确定计算功率 13
3.5.2 选取V带带型 13
3.5.3 确定带轮基准直径并验算带速 14
3.5.4 带速验算 14
3.5.5 V带基准长度和传动中心距的确定 14
3.5.6 验算小带轮包角 14
3.5.7 计算V带根数 15
3.5.8 计算单根V带预紧力 15
3.5.9 计算轴压力F 15
3.5.10 带轮结构 15
3.6 直齿锥齿轮的设计计算 15
4 轴的结构设计 19
4.1 轴结构设计基本要求 19
4.2 改善轴装配及加工工艺一些措施 19
4.3 轴刚度校核 19
4.3.1 轴Ⅰ结构 20
4.3.2 轴强度验算 23
4.3.3 轴材料及热处理 27
5 轴承选用及校核 28
5.1 轴承选用及校核 28
5.2 滚动轴承预紧和游隙 28
6 液压油缸的设计计算 31
6.1 确定液压缸内径 31
6.2 确定缸筒厚度 32
6.3 缸筒底部厚度计算 32
6.3.1 缸筒加工要求 32
6.3.2 活塞杆结构 32
6.4 活塞杆校核 32
6.5 活塞杆加工要求 33
6.6 机架设计 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 38
毕业设计（论文）独创性声 39
1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）
1.1题目背景
国际机械行业的竞争，实际是科技实力的竞争。随着我国加入世界贸易组织和全球经济一体化环境的形成，机械行业在市场的竞争愈演愈烈。机床作为基础的机械产品，是先进制造技术的载体和装备工业的基本生产手段，机床工业已经成为关系到国计民生、国防尖端建设的基础工业和战略性产业。它影响到国家各个工业部门的装备自动化水平，劳动生产率的提高和国防现代化的实现。随着生产和科技的高速发展，机床日益向高速、高效、高精度和自动化方向发展。
目前，世界上应用最多的是内圆珩磨机床。立式珩磨机是伴随着经济的飞速发展和工业现代化的需要而产生的。其被应用许多方面，因珩磨机是高精度汽车零部件和精密液压件生产的必备装备，所以被广泛应用于缝纫机零件，汽车零部件，甚至航空航天零部件的生产。
1.2研究意义
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。通过对国内外珩磨机重点生产厂家的同类产品的比较、总结,根据油缸等深孔产品的精加工特点和油缸加工生产实践中的体会,研制和开发出了经济实用型强力珩磨机,具有加工能力强、效率高、加工质量优、成本较低等优势。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，促进了先进自找技术的发展。在金属切削机床的11个大类中，磨床的品种规格是最为繁多的一类。珩磨是一种常用的精加工工艺，可获得高尺寸精度、高形状精度和低粗糙度（可达Ra 0.05），并且内孔表面有交叉网纹。目前，世界上应用最多的是内圆珩磨机床。立式珩磨机是伴随着经济的飞速发展和工业现代化的需要而产生的。
1.3国内外相关研究情况
我国生产的珩磨机设备与国外产品还有一定差距，不论是某一型号的产品还是某一系列的产品，这种差距主要体现在产品的自动化水平及智能化水平上。当然，由于工业基础薄弱，在机器的生产制造和生产工艺等方面也还都存在差距。国外珩磨技术的飞速发展对中国的珩磨机制造业和珩磨工艺的使用行业提出了严峻的挑战，珩磨机作为金属加工生产中的重要设备，在机械加工行业中占有重要地位，珩磨机整机技术水平的提高，实现其自动化、智能化，有益于我国装备制造业水平的提高，为国民经济现代化做出贡献。
当今高速高效磨削、超高速磨削在欧洲、美国和日本等一些工业发达国家发展很快，比如德国的Aachen大学、美国的Connecticut大学等，有的在实验室完成了速度为250 mm/s、350 mm/s、400 mm/s的实验。据报道，德国Aachen大学正在进行目标为500mm/s的磨削试验研究。在磨削方面，日本已有200mm/s的磨床在工业中应用。早期的珩磨,主要用来提高工件的表面粗糙度,效率低,应用范围小。但在生产实践中,人们发现珩磨加工有许多独特的优点,是一种具有广泛用途的切削技术,因而很快地推广应用于船舶、轴承、军工和工程机械等制造业中。近些年来,珩磨机床、珩磨工艺、珩磨工具均有很大的发展,特别是人造金刚石和立方氮化硼磨料的问世并在珩磨加工中的应用,把珩磨加工推向一个新的阶段。
珩磨加工原理 :
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。一般经过珩磨可以提高形状和尺寸精度一级，表面粗糙度可达 Ra 0. 2 -0. 025；珩磨加工时，珩磨机主轴带动珩磨头作旋转和往复运动，并通过珩磨头中的胀缩机构使磨条伸出，向孔壁施加压力以作进给运动，实现珩磨加工。
珩磨加工的特点:
（1）加工精度高：特别是一些中小型的光通孔，其圆柱度可达 0.001mm 以内。
一些壁厚不均匀的零件，如连杆，其圆度能达 0.002mm。对于大孔（孔径在200mm以内），圆度也可达0.005mm，如果没有环槽或径向孔等，直线度在 0.01mm 以内也是有可能的。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。
（2）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。
（3）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。
（4）经济性好：珩磨除孔之外尚可加工外圆、球面及环形曲面。
立式内圆珩磨机床是一种十分重要的孔加工精密机床，也是机电产品生产中必不可缺少的精加工设备。其高的加工精度，也就要求了磨床必须具有合理的机构设计。因此，磨床总体设计和关键部件的设计历来为国外机床制造厂商高度重视。
2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
2.1 本课题研究的主要内容：
1) 通过查阅参考资料，熟悉立式珩磨机的工作原理及基本结构。
2) 根据给定零件的加工要求，完成工艺方案的制定。
3) 在查阅资料的基础上，完成机床总体方案的设计。
4) 完成主要传动部件的设计。
5) 完成液压传动部分的设计。
6) 翻译指定的外文技术资料
7) 撰写毕业设计说明书。
2.2 拟采用的研究方案：
方案一：
(一) 珩磨机的选择
立式珩磨机，其特点是主轴垂直不止的小型珩磨机，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。
(二) 传动部分的设计
1.主轴传动：此次设计是专用立式内孔表面珩磨机，与普通的珩磨机不同的是，普通单轴珩磨机只在主轴上装一个珩磨头，进行单孔磨削。
可采用：电机——减速器——主轴齿轮——行星齿轮——珩磨头由减速器驱动
2.工作台的传动：为实现高效率、高精度。将原来的手动改为自动，欲采用液压传动系统。
(三)电机的选择：交流伺服电机
优缺点：减速器传动具有啮合性能好，齿轮轮齿之间是二种逐渐啮合过程，轮齿上的受力也是逐渐有小到大的，再由大到小。因此齿轮啮合较为平稳冲击和噪声小，适合大功率的传动，重合度高，结构紧凑。但是用减速器传动时，安装精度要求较高，工作情况及环境要求较大，且体积较大，调速范围有限。
方案二：
(一) 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。
(二) 传动部件的设计：
1.主轴传动：电机——主轴齿轮——行星齿轮——珩磨头往复运动由液压系统
2.工作台的传动：采用液压传动系统带动进给。
(三)电机的选择：调频电机
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，可实现大范围的无级调速（调速范围达2000:1）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。
综上，该方案应选用液压传动，以实现珩磨头灵活的旋转。
拟定的研究方案：
1）查阅的资料提出立式珩磨机床的基本结构和原理。
a) 立式珩磨机床的基本结构 如图1
图1 立式珩磨机床的基本结构图
(b) 立式珩磨机床的工作原理 如图2
图2 立式珩磨机床的工作原理图
2）拟定立式珩磨机床的设计方案：
a) 确定主传动系统的运动参数。
b) 立式珩磨机床主传动系统的运动设计。
c) 动力计算和传动零件的计算。
3）立式珩磨机床的技术设计：
a) 绘制装配草图
b) 零件的计算和核算
i. 轴的计算和校核
ii. 主轴的计算和校核
iii. 轴承的计算和校核
c) 完成装配图：
i. 加深草图，绘制剖面线。
ii. 标注配合尺寸、定位尺寸和部件的外形尺寸。
iii. 编排零件件号。
iv. 列出整个部件的技术条件。
v. 编写零件件号。
d) 零件工作图的设计：
i. 选择正确而充实的视图；确定合理的比例；进行合理的布局。
ii. 标注个零件的尺寸、尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。
iii. 标注个零件的技术要求。
iv. 填写标题栏
4）完成液压传动部分的设计。
5）完成毕业设计论文。
2.3研究方法或措施：
1) 查阅与本课题相关的图书。
2) 上网搜索与本课题相关的资料 。
3) 市场调研，查找相关机床。
4） 到工厂参观，了解机床具体的加工过程。
3. 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作
3.1 本课题研究的重点及难点
1）立式珩磨机床的结构设计和原理。
2）机床各参数的确定。
3）机床主轴运动系统的设计。
4）液压传动部分的设计。
3.2前期以开展的工作
1）查阅与本课题相关的资料对立式珩磨机床基本结构和原理有了初步的了解。
2）搜索到几篇与本课题相关的外文资料。
4. 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）
1-3周 查阅资料，整理有关立式内孔表面珩磨机的结构所有资料，包括珩磨的发展、应用及现状；珩磨机珩磨头的具体结构等，并撰写开题报告。。
4-8 周 查找各种有关珩磨机的总体结构的外文文献，选取最接近的文献进行翻译，完成外文资料翻译，同时加深对珩磨机结构的理解，确定总体方案的设计，完成中期检查报告。
9-13周 根据给定的设计参数，查找相关资料，按照设计要求和顺序进行具体结构尺寸参数计算绘制草图等。
14-15 周 初始化程序的设计，对草图进行修改，进行相关校核，完成绘图。
16-17 周 完成说明书初稿，撰写毕业论文。
18周 毕业答辩。
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