3279 氣缸體專用平面磨床設計

3279 氣缸體專用平面磨床設計,缸體,專用,平面磨床,設計 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告設 計 題 目 : 氣缸體專用平面磨床設計 院 系 名 稱: 機械工程學院 專 業(yè) 班 級:機械設計制造及其自動化 08-13 學 生 姓 名: 張之陽 導 師 姓 名: 李洪智 開 題 時 間: 2012 年 3 月 13 日 1 課題研究目的和意義指導委員會審查意見：簽字： 年 月 日缸體是發(fā)動機的基礎零件，通過它把發(fā)動機的曲柄連桿機構（包括活塞、連桿、曲軸、飛輪等零件）和配氣機構（包括缸蓋、凸輪軸等）以及供油、潤滑、冷卻等機構連接成一個整體。它的結構如圖 1 所示,它的結構有形狀復雜、薄壁、孔深、顯箱體等特點，要求具有足夠的強度和剛度，底面要具有良好的密封性等特點。圖 1 氣缸體結構圖基于以上的介紹，我們知道氣缸體的加工難度較大。缸孔的傳統加工工藝是粗鏜→半精鏜→半精磨→精磨→珩磨。針對缸體的這一加工特點，在其鏜削加工之后珩磨加工之前，為了達到更高的加工精度及其更好的加工質量，有必要加入磨削工藝，由于汽缸體種類多，精度要求高，故很有必要在基于原有機床的基礎上二次開發(fā)一種專用汽缸體專用磨床。2 文獻綜述（課題研究現狀及分析）磨床是以砂輪周邊或端面對工件進行磨削加工的精密機床。它不但能加工一般金屬材料，而且還能加工一般金屬刀具難以加工的硬材料。利用磨削加工可以獲得較高加工精度和光潔度，而且其加工余量較其他加工方法小得多，所以磨床廣泛地應用于零件的精加工。它也是以磨具（如砂輪、輪帶、油石、研磨劑等）作為工具進行切削加工的機床，可加工各種表面（如內外圓柱面和圓錐面、平面、螺旋面） ，還可以進行切斷等。磨床的種類很多，按其工作性質可分為：外圓磨床、內圓磨床、平面磨床，工具磨床以及一些專用磨床。如螺紋磨床、球面磨床、花鍵磨床、導軌磨床與無心磨床等。磨削加工具有以下特點：1.磨削效率高，砂輪相對工件做高速旋轉一般砂輪線速度達到 35 米/秒（M/S），約為普通刀具的 20 倍以上，可獲得較高的金屬切除率。隨著磨削新工藝的開發(fā)，磨削加工的效率進一步提高，在某些工序已取代了車、銑、刨削，直接從毛坯加工成形。 2.能獲得很高的加工精度和很細的表面粗糙度，每粒磨粒切去切屑層很薄，一般只有幾微米，因此表面可獲得高的精度和低的表面粗糙度。 3.切削功率大和消耗能量多，砂輪是由許許多多的磨粒組成的，磨粒在砂輪中的分布是雜亂無章、參差不齊的，切削時多呈負前角，并且尖端有一定的圓弧半徑，因此切削功率大，消耗能量多。 4.加工范圍廣，砂輪磨粒硬度高，熱穩(wěn)定性好，不但可以加工未淬火鋼，鑄鐵和有色金屬等材料，還可以加工淬火鋼、各種切削刀具以及硬質合金等硬度很高的材料。 專用磨床按工藝用途可分為：1.一般專用磨床這類磨床和傳統的通用磨床品種一樣，有專用車、銑、鏜、鉆、磨等，而且每一類又有很多品種，例如專用銑床中就有立銑、臥銑、龍門銑等，這類磨床的工藝可能性和通用磨床相似，所不同的是它能加工復雜形狀的零件。2.專用加工中心磨床這類磨床是在一般專用磨床的基礎上發(fā)展起來的，它是一般專用磨床上加裝一個刀庫（可容納 10～100 多把刀具）和專用換刀裝置而構成的一種帶專用換刀裝置的專用磨床（又稱多工序專用磨床） ，這使專用磨床更進一步地向專用化和高效化方向發(fā)展。 它和一般專用磨床的區(qū)別是：工件經一次裝夾后，專用裝置就能控制磨床專用地更換刀具，連續(xù)地對工件各加工面專用地完成銑、鏜、鉆、鉸及攻絲等多工序加工。這類磨床大多是以鏜銑為主，主要用來加工箱體零件。3.多坐標專用磨床有些復雜形狀的零件，用三坐標的專用磨床還是無法加工，如螺旋架、飛機曲面零件的加工等，需要三個以上坐標的合成運動才能加工出所需的形狀，于是出現了多坐標的專用磨床。其特點是專用裝置控制的軸數較多，磨床結構也比較復雜。其坐標軸數通常取決于加工零件的工藝要求，現在常用的是 4～6坐標的專用磨床，最多可達 24 坐標。4.計算機群控計算機群控也稱為直接專用（DNC）系統，它是一臺大型通用計算機直接控制一群專用磨床的系統專用磨床比傳統磨床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自專用系統所包含的計算機的威力。1、可以加工出傳統磨床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。2、可以實現加工的專用化，而且是柔性專用化，從而效率可比傳統磨床提高 3～7 倍。由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序專用去執(zhí)行，從而實現專用化。專用磨床只要更換一個程序，就可實現另一工件加工的專用化，從而使單件和小批生產得以專用化，故被稱為實現了“柔性專用化” 。3、加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配” 。4、可實現多工序的集中，減少零件在磨床間的頻繁搬運。5、擁有專用報警、專用監(jiān)控、專用補償等多種自律功能，因而可實現長時間無人看管加工。在未來，專用磨床將會繼續(xù)向開放式、基于 PC 的第六代方向發(fā)展 。基于PC 所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點，更多的專用系統生產廠家會走上這條道路。至少采用 PC 機作為它的前端機，來處理人機界面、編程、聯網通信等問題，由原有的系統承擔專用的任務。PC 機所具有的友好的人機界面，將普及到所有的專用系統。遠程通訊，遠程診斷和維修將更加普遍；向高速化和高精度化發(fā)展，這是適應磨床向高速和高精度方向發(fā)展的需要；向智能化方向發(fā)展，隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展，專用系統的智能化程度將不斷提高。3 設計的基本內容、擬解決的主要問題此次畢業(yè)設計研究的基本內容為：1.改造的傳統磨床的選型，并對其改造的總體方案進行分析與設計；2.的改造，主要包括縱向進給系統、橫向進給系統及刀架的改造；3.床傳動裝置的設計；4.床進給系統的設計；5.床專用刀架的選用，刀架是專用磨床的重要功能部件，刀架的合適選用對 6.磨床的加工效率發(fā)揮著很大的作用；7.床專用系統的硬件的設計。依據研究的主要內容，主要解決以下幾方面的問題：1.一種普通磨床，根據改進的原則—經濟型改造，確定磨床的主要改造項目；2.磨床的傳動裝置是指將電動機的旋轉運動變?yōu)楣ぷ髋_的直線運動的整個傳動鏈及其附屬機構。這些機構包括齒輪減速器、滾珠絲杠螺母副、導軌、工作臺等。由于專用磨床的傳動裝置與傳動磨床的有較大差別，它要求具有較高的定位精度及良好的動態(tài)響應性，穩(wěn)定性。為了達到這些要求，需要對專用磨床用導軌，絲桿、電機等硬件進行系統選擇；3.系統設計中的縱向和橫向進給時切削力的計算，并根據切削力計算的結果來設計滾珠絲桿，以及設計完成后的強度、剛度和穩(wěn)定性的驗算；4.合對比各種專用刀架的工作原理和工作過程來確定本磨床專用刀架以及其工作過程；5.系統硬件的電路設計及所用單片機型號的確認。4.技術路線及研究方法1. 查閱資料了解題目，了解機床運動原理，在方案論證的基礎上，擬定總體方案，完成相關的設計計算。2. 具體繪制機床總裝圖、刀架圖，PLC 控制系統圖，完成相關計算及校核。3. 繪制正式圖，撰寫說明書，準備畢業(yè)答辯。5.進 度 安 排1～2 周：1.熟悉設計題目的基本內容；2.查閱資料；3～6 周：1.熟悉查閱的資料；2.確定改造項目；3.總體方案布置；7～10 周：1.全部結構草圖設計；2.計算及驗算；11～15 周：1.繪制全部正式圖；2.編寫說明書稿；16～18 周：1.撰寫說明書；2.準備畢業(yè)答辯；6.主要參考文獻[1]余英良.磨床專用改造設計與實例[M].北京: 機械工業(yè)出版社,1998:31 ～49.[2]張碧泉.普通磨床的數字化改造[J].機械工程師 ,1999（11）,26～30.[3]劉書華.專用磨床與編程[M].北京:機械工業(yè)出版社 ,2005:324～40.[4]李善術.專用磨床及其應用[M].北京:機械工業(yè)出版社 ,2005,1～5,173～188.[5]Papadopoulos,E.Planning and model-based control for mobile manipulators. Intelligent.Robots and Systems.Takamatsu,2000,1810～1815．[6]肖愛萍.基于普通磨床的專用化改造的設計[J]. 蘭州工業(yè)高等專科學校,2002（2）.[7]許吉慶,劉文.C616 的專用化改造的設計[J].濟南機械職工大學學報:自然科學版，1999（3）.[8] 肖國紅.普通 C616 磨床的經濟型專用化改造[J ].集美大學水利電力機械，2007（8）.[9] 張繼紅.8031 單片機在 C616 磨床改造中的應用[J ].機械工程與專用化，2006（5）. [10]仲高艷.C616磨床的專用改造[J].機械工程師,1999（5）.[11]丁明君,宋丹.C6132普通磨床的專用化改造[J].機電一體化，2003（4）:106107.[12]陳子銀.專用磨床結構原理與應用[M].北京: 北京理工大學出社,2006:16～76. [13]劉國封.普通磨床專用化改造及其設計計算[J].機械工程師,2004（3）.[14]李洪.實用磨床設計手冊[M].遼寧:遼寧科學技術出版社 ,1999:307～340.[15]成大先.機械設計手冊[M].化學工業(yè)出版社, 2004.[16]孫桓.機械原理[M].北京:高等教育出版社,2000:186～240.[17]李盛宇.普通磨床的專用化改造[J].電氣技術與專用化 ,2005（6）:121～123.[18]張新義.經濟型專用磨床系統設計[M].北京: 機械工業(yè)出版社,1994:200～214.[19]明興祖.專用磨床與系統[M].北京:中國人民大學出版社 ,2000:186～243.[20]張磊.磨床改裝技術[M].北京:機械工業(yè)出版社出版 ,1998:94～102.[21]Liu,K.Decentralized continuous robust controller for mobile robots.In:Robotics and Automation.Cincinnati,2000,1822～1827.[22]陳嬋娟.專用磨床設計[M].北京:化工工業(yè)出版社， 2006：138～148.