开题报告-缸套专用珩磨机整体设计

PAGE1--广东技术师范学院天河学院本科毕业设计开题报告题目：系别：专业：姓名：学号：指导教师：2015年12本科毕业设计开题报告二级学院专业班级姓名学号联系方式题目缸套专用珩磨机设计一、选题背景目前，由于石油资源紧缺和环境污染，提高汽车发动机燃油效率、减少尾气排放已显得日益重要。车用燃油发动机的两大组件为活塞(主要是活塞与活塞环)和缸套，它们对材质的要求各有差异。活塞要求其所用材料具备高硬度、高耐磨性、耐高温、抗高温磨蚀以及稳定的热膨胀系数等特性；缸套则要求其材料具有耐高温、耐磨、耐压以及质轻等性能。发动机性能的改善，势必对活塞和缸套在选材及加工方面提出更高的要求。目前，活塞的材料以铝合金为主，缸套则以合金铸铁为主，活塞环则以铸铁材料为主；在加工工艺方面主要通过铸造和表面处理来加工活塞组件和缸套。国际机械行业的竞争，世纪是科技实力的竞争。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。二、课题设计2.1课题的内容本课题要求设计一款缸套专用珩磨机，以加工缸套内孔。缸套专用珩磨机设计包括以下主要内容：（1）机床总体设计，机身、导轨、夹具、传动装置等设计内容；（2）主轴的选择和传动布置，以保证加工过程中被加工零件的精度；（3）电动机、减速器、标准件的选择；（4）主轴、传动装置等主要零件的设计计算、受力计算及校核等。2.2课题的目的本课题来源于企业的实际要求，气缸套内壁的工艺参数严重地制约着发动机的功率性能，而提高气缸套内壁的工艺要求则是生产高效发动机的主要方法之一。本课题就是基于珩磨汽缸内壁的问题而提出的。其中，广泛查阅有关珩磨理论、珩磨机的机械性能、结构等方面的资料，结合生产实际，对内经为φ120mm的气缸套内壁，设计一种立式珩磨机床，并提出珩磨机的总体设计方案及主要部件、零件的设计方案。通过这次设计可以达到以下目的：（1）运用大学所学各科知识完成珩磨机总体方案的设计，以满足企业实际需求；（2）主要部件、零件的设计；（3）了解当前珩磨技术的应用情况及其发展方向；通过设计锻炼自己进行工程设计和分析问题与解决问题的能力，为适应社会对设计人才的需求打下良好的基础。2.3课题的意义珩磨加工是一种最常用的内孔表面加工方式，近年来随着对着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性强力珩磨机，具有加工能力强、效率高、加工质量优、成本较低等优势。2.4文献综述珩磨技术是随着汽车的诞生和发展应用而生的。为了提高发动机的性能，延长汽车的寿命。人类发明了珩磨技术。目前，珩磨技术已成为汽车行业必不可少的关键制造技术之一，是否拥有珩磨技术和装备已成为衡量现代汽车制造企业制造水平和制造质量的标志之一。随着科学技术的发展和工业生产的进步，光、机、电、声技术的相互融合，相继出现了平顶珩磨、挤压珩磨、复合电解珩磨、数控珩磨、超声波珩磨和激光珩磨等现代珩磨技术，进一步满足了人类的社会需要。珩磨理论、计算机、数控技术和主动测量技术的发展，极大的推动了现代技术的发展。三、课题研究现状3.1国外研究现状当今高速高效磨削、超高速磨削在欧洲、美国和日本等一些发达国家发展很快，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250mm/s、350mm/s、400mm/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，把珩磨加工推向到一个新的阶段。3.2国内研究现状我国生产的珩磨机设备与国外产品还有一定的差距，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都还存在差距。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的地位，珩磨机整体技术水平的提高，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。四、课题设计方案4.1设计方案选型与分析方案一：(一)珩磨机的选择卧式珩磨机，其特点是主轴水平放置，主轴旋转轴线固定，适用于珩磨深孔，深度可达3000毫米。水平安置的珩磨头不旋转，只作轴向往复运动，工件由主轴带动旋转，床身中部设有支承工件的中心架和支承珩磨杆的导向架。在加工过程中，珩磨头的油石在胀缩机构作用下作径向进给，把工件逐步加工到所需尺寸。(二)传动部分的设计1.主轴传动：此次设计是缸套专用珩磨机，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—主轴—工件由主轴驱动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：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。传动部件的设计：1.主轴传动：电机—V带传动—主轴齿轮—主轴—珩磨头；2.工作台的传动：采用液压传动系统带动往复进给。(三)电机的选择：三相异步电机优缺点：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、制动和频繁的换向，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。综上所述，该方案应选用液压传动，以实现珩磨头灵活旋转。4.2方案的确定立式珩磨机相对于卧式珩磨机在加工精度上更有优势；进给装置采用液压系统相比起传统的丝杆传动自动化程度更高，故本次设计将采用方案二。4.3方案的特点及创新可较高效地加工精度、表面质量、致密性高的缸套。装卸、操作、维修简单，具有良好的经济性。立式珩磨机相对于卧式珩磨机在加工精度上更有优势；采用能实现工作台自动工作循环的液压系统，相对与传统珩磨机具有更高的自动化程度。五、预期结果可达缸套所需精度要求，并可珩磨的孔径范围为50-200mm；具有3挡可调转速；最大珩孔深度为500mm。能有效提高缸套类零件的生产效率，提升企业工作效益，对汽车及各机械行业有一定的推动作用。对我个人而言，本次的设计将对我大学四年所学知识作一次较全面的考察，并让我从中对珩磨技术有更深刻的了解，且能锻炼自己进行工程设计和分析问题与解决问题的能力，为适应社会对设计人才的需求打下良好基础。六、设计主要步骤第一章绪论1.1研究背景及目的1.2珩磨加工概述1.3国内外研究现况1.4课题的内容第二章总体方案设计2.1加工对象（缸套）分析2.2方案选型与分析2.3结构及原理分析第三章动力及传动系统设计3.1总体参数选定3.2V带传动的设计3.3齿轮传动的设计3.4传动轴及轴上装置的设计第四章其他结构及附件设计4.1珩磨头参数选择4.2床身设计4.3缸套珩磨夹具的设计4.4液压系统的设计总结参考文献致谢七、进度计划序号任务名称开始时间结束时间1选题第七学期第八周第七学期第八周2查阅中、外文献资料，外文资料翻译，确定系统设计方案第七学期第九周第七学期第十周3开题第七学期第十一周第七学期第十四周4进行毕业设计第七学期第十五周第八学期第八周5中期检查第八学期第三周第八学期第三周6上交毕业设计正稿打印版及电子材料，毕业设计及设计说明书光盘，完成毕业答辩ppt第八学期第九周第八学期第九周7毕业答辩第八学期第十周第八学期第十周八、参考文献[1]夏广岚主编，《金属切削机床》，北京大学出版社2008.5[2]\o"闻邦椿"闻邦椿主编，《机械设计手册》，机械工业出版社2010.1[3]蒋建强、张义平主编，《机械设计基础》，北京师范大学出版社2009.8[4]杨雪宝主编，《机械制造装备与设计》，西北大学出版社2008.5[5]王凡宋建新主编，《实用机械制造工艺设计手册》，机械工业出版社2008.5[6]王先逵主编，《精密加工、纳米加工、高速切削加工和难加