1文件Word格式.docx
- 文档编号:7475896
- 上传时间:2023-05-08
- 格式:DOCX
- 页数:62
- 大小:1.18MB
1文件Word格式.docx
《1文件Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《1文件Word格式.docx(62页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
2.4珩磨加工余量……………………………………………………29
2.5常见的珩磨缺陷和解决措施………………………………………32
3.弹簧设计………………………………………………………………34
3.1压弹簧设计…………………………………………………………34
3.2拉弹簧设计…………………………………………………………36
4.油石与油石座的连接………………………………………………38
5.珩磨头基体结构设计………………………………………………41
5.1基体的外径足寸……………………………………………………41
5.2珩磨头基体工作部分长度…………………………………………41
5.3油石槽数n………………………………………………………41
5.4油石槽的长度
和宽度B…………………………………………41
5.5涨锥(微调锥芯)…………………………………………………41
5.6珩磨头基体、涨锥等主要零件的材料……………………………42
6.校核……………………………………………………………………43
6.1推力轴的校核………………………………………………………43
6.2轴的校核………………………………………………………………44
结束语……………………………………………………………………45
致谢………………………………………………………………………47
参考文献…………………………………………………………………48
前言
四年的大学生活即将接近尾声,进行为期两个月的毕业设计,我们感受颇深。
毕业设计是对大学四年所学的专业知识和基础知识的一个系统性的总结与运用,同时也是一次培养我们分析问题和解决问题的很好的机会,而且毕业设计也是大学教学的最后一个环节,所以我特别珍惜这一次最后的学习机会,认真扎实的完成我所分配的设计任务,使大学最后的几个月生活在学习和进取中充实的度过。
另外,毕业设计还可以培养独立思考,开发思维和协调工作的能力,这对我参加工作后能否尽快地适应社会有很大的帮助。
通过这一环节的训练,提高了以下能力:
(1)综合运用所学知识和技能,独立分析和解决设计问题的能力;
(2)熟练运用基本技能,包括绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等等的能力;
实验研究的能力;
撰写科技论文和技术报告,正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力;
(3)收集加工各种信息的能力,获取知识的能力;
(4)创新意识和严肃认真的科学作风。
(5)它多角度的培养我们综合运用和扩大所学知识面的能力,以提高理论联系实际的能力。
(6)它通过要求我们掌握细致的数据、准确的制图,培养了我们收集、整理、分析及运用资料的能力,提高我们独立工作的能力。
(7)它在我们经常忽略的地方突然以新颖的形式出现,大大提高了我们适应设计环境的能力。
我将尽最大的努力查阅资料,请教在此方面有所建树的老师以汲取他们的经验,同时也请他们指出本次设计过程中的不足之处。
(8)它不仅仅局限在机械基础知识上,另外涉及了有关电学、材料学、力学等多学科知识,使我们对交叉学科有了一定的涉足,拓宽了我们的知识面,更激发了进行本专业工作、学习的激情与兴趣。
由于我实际工作经验的缺乏,以及各方面知识能力的不足,在此次设计中难免有不足和错误之处,希望各位老师可以给予批评指正,我将虚心接受并牢牢铭记,我也真诚祝愿各位老师今后工作顺利,身体健康,取得更大的成绩!
1、概论
1.1珩磨加工特点及应用范围
1.1.1珩磨加工
珩磨是一种低速磨削法,常用于内孔表面的光整、精加工。
珩磨油石装在特制的珩磨头上,由珩磨机主轴带动珩磨头作旋转和往复与动,并通过其中胀缩机构使油石伸出,向孔壁施加压力以作进给运动,实现珩磨加工。
为提高珩磨质量,珩磨头与主轴一般都采用浮动连接,或用刚性连接而配用浮动夹具,以减少珩磨机主轴回转中心与被加工孔的同轴度误差对珩磨质量的影响。
珩磨头在每一往复行程内的转数为一非整数,因而它在每一行程的其实位置都与上次错开一个角度,这就使油石上的每颗磨粒在加工表面上的切削轨迹不致重复,从而形成均匀交叉珩磨网纹。
由于油石具有一定长度,油石的切削轨迹与前一转在轴向上有一段重复,所以保证了前后切削轨迹衔接得比较平滑。
当珩磨头在孔中往复运动时,油石就像桥板一样搭在加工表面突出的高点上,在珩磨压力的作用下,将高点削去。
同时加工表面上的高点也冲击着钝了的磨粒,使之破碎或脱落,而重新露出锋锐的磨粒。
所以珩磨过程也就是油石与加工面不断相互磨削与修整,使原来刀痕与残余应力变形层被磨去、孔形误差得以校正,油石也相应地被磨损。
当二者由点接触转为面接触湖,单位面积上的珩磨压力相应降低,切削边薄,油石开始被堵塞钝化,切削作用逐渐下降而消失,加工表面的粗糙度也逐渐降低,珩磨过程转为抛光过程,达到要求尺寸,最后油石退回。
1.1.2珩磨加工特点
(1)表面质量特性好珩磨可以获得较低的表面粗糙度,一般可达Ra0.8~0.2µ
m,甚至可低于Ra0.025µ
m,同时珩磨表面上有均匀的交叉网纹有利于贮油润滑。
实现平顶珩磨,可使有相对运动的摩擦副获得较理想的表面质量。
(2)加工精度高现代珩磨技术不仅可以获得较高的尺寸精度,而且还能修正孔在珩磨加工中出现的轻微形状误差,如圆度、圆柱度和表面波纹等。
珩磨小孔时,圆度与圆柱度可达0.5µ
m,轴线直线度可小于1µ
m,珩磨中等孔径,圆柱度可达5µ
m,圆柱度不超过10µ
m,珩磨短孔时,若用刚性连接珩磨头与平面浮动夹具,还可适当提高短孔轴线与端面的垂直度。
间断孔珩磨可提高同轴度。
(3)珩磨效率高可以使用多条油石或超硬磨料油石,也可提高珩磨头的往复速度一增大网纹交叉角,能较快地去除珩磨余量与孔形误差。
也可应用强力珩磨工艺,一有效地提高珩磨效率。
珩磨工件干净,在冷却液的冲洗下,很少积存赃物。
珩磨加工一些圆周有孔或内槽的液压系统偶件时,可以保持这些孔与工件孔壁形成锐边,以保证偶件的液压性能。
(4)珩磨工艺较经济薄壁孔和刚性不足的工件,或较硬的工件表面,用珩磨进行光整加工不需复杂的设备与工装,操作方便。
磨料选择适当,工具设计合理,切削速度合理的情况下,珩磨的经济效果较研磨好(主要反映在加工效率、加工精度和表面质量上),且加工稳定,因而零组件的成品率高。
并且,珩磨加工可节省研磨加工所必须的辅助材料,如清洗用的汽油、棉花等。
采用超硬磨料做珩磨油石,经济效果更好。
1.1.3珩磨工艺应用范围
(1)大量应用于各种形状的孔的光整或精加工,孔径从Ф1~1200mm,长度可达12000mm。
国内珩磨机工作范围:
Ф5~250mm,孔长3000mm。
(2)可用语外圆、球面及内外环形曲面加工,如镀铬活塞环、挺杆球面与球轴承的内外圈等。
(3)用于汽车、拖拉机与轴承制造业中的大量生产,也适用于各类机械制造中的批量生产。
如珩磨缸套、缸孔、连杆孔、油泵油嘴与液阀体孔、轴套、摇臂和齿轮孔等。
(4)适用于金属材料与非金属材料的加工,如铸铁、淬火与未淬火钢、硬铝、青铜、黄铜、硬铬与硬质合金、玻璃、陶瓷、晶体与烧结材料等。
1.2珩磨加工的工作原理
1.2.1珩磨加工的原理
珩磨是利用安装在珩磨头圆周上的若干砂条(油石),由张开机构将砂条沿径向张开,使其压向工件的孔壁;
与此同时,使珩磨头(或工件)作旋转运动和直线往复运动。
对孔进行低速磨削和摩擦抛光(见图1)。
旋转及往复运动的结果是,油石上的磨粒在孔的表面上的切削轨迹呈交叉面又不重复的网纹,如图1(c)所示,因面获得表面粗糙度较小的加工表面。
径向加压运动是油石的进给运动,加压压力愈大.进给量就愈大。
图l珩磨原理
(a)珩磨原理;
(b)珩磨机;
(c)一根油石在积行程中切削轨迹的展开
l,2,3,4—形成纹痕的顺序;
5—工件;
6一油石;
7—油缸;
8一链条;
Ө一网纹交叉角(切削角)
1.2.2珩磨运动过程
立式珩磨时,珩磨头由机床主轴带动相对工件作旋转和直线往复运动,同时油石对被加工表面作径向进给运动。
前两种运动构成珩磨的主运动,井使油石形成螺旋运动,因此,油石上大量的磨粒就在加工表面上刻划下螺旋形交叉网纹的珩磨条纹。
图2是单个油石在孔中完成一个双行程运动后所刻划的条痕展开示意图。
图中
为孔长:
d
。
为孔的周长;
日为网纹交叉角。
I,Ⅱ,Ⅲ是油石在一个双行程中转折时顺次的位置。
为避免每条油石的运动轨迹重复。
即不让油石上的磨粒仍在原先刻出的条痕上刻划,应使油石在一个双行程终了时的位置Ⅲ,相对其行程的初始位置I,在圆周方向上有一个附加的偏移量s。
△
和△
为油石距孔两端的越程量,它是保证孔的正确形状和使油石磨损的主要因素。
越程量偏小,容易使两端孔径变小,形成鼓形误差。
越程量过大,将使两端孔径变大,形成喇叭形误差。
当越程量取0.3~0.5倍的油石长度时.一般两端孔径不致产生较大的误差。
1.2.3珩磨的切削过程
深孔加工技术在珩磨的切削过程中,油石的表面状态、油石压力被加工表面二者的变化情况及相互关系,因采用的扩张进给方式的不同而不同。
1.定压进给的珩磨过程
定压进给中,进给机构以恒定压力压向孔壁,珩磨过程可根据油石表面的变化状态分为三个阶段:
(1)脱落切削阶段:
加工初始阶段,由于孔表面粗糙,油石与孔壁的实际接触面积小,接触压力大,工件孔粗糙表面的凸起部分很快被磨去,而油石面因接触压力过大,加上切屑对油石粘接剂的磨耗使磨粒和粘接剂问的结合强度下降,因而有的磨粒在切削力作用下自行脱落,油石面即露出新的磨粒,即为油石的自锐。
(2)破碎切削阶段:
随着珩磨的进行,孔表面越来越光滑,接触面积也逐渐增大,单位面积接触压力下降,切削效率降低,同时切下的切屑既少又细。
这些切屑对油石粘接剂的磨耗也很小,因此,油石面的磨粒脱落很少。
油石主要不是靠新磨粒切削,面是由磨粒尖顶切削,因而磨粒尖顶的负荷很大,磨粒易于破裂、崩碎而形成新的切削刃。
(3)堵塞切削阶段:
此时油石与件表面的接触面积很大,极细的切屑堆积于油石孔壁之间不易排除,造成油石面气孔的堵塞。
因此油石的切削能力极低,油石表面也变得很光滑,此时油石的磨削相当于施光。
但当油石堵塞严重而产生黏结性堵塞时,油石完全失去切削能力并严重发热,加工精度与表面粗糙度均可受到破坏。
因此,当油石进入堵塞切削时,要尽快结束珩磨。
图2油石的磨削展开图
图3中粗折线表示珩磨的磨削量和油石磨耗量与加工时间的关系,双点划线将珩磨过程分为三个阶段,两条水平虚线I和Ⅱ代表不同的工件前工序表面粗糙度或磨粒直径,水平虚线I位置高,表示前工序表面粗糙度值小或磨粒直径大,因面破碎切削时间延长,脱落切削及堵塞切削的时间缩短。
由于每个工件的加工余量及表面粗糙度差别很大,这三个切削阶段不一定在同一工件的加工过程中表现出来。
若工件分粗、精两次珩磨,则精珩开始时,接触面积较大,整个精珩过程中,接触面积的变化不大,因此整个过程基本上属于破碎和堵塞切削阶段。
图3珩磨磨削阶段的划分
1—脱落切削区;
2—破碎切削区;
3—堵塞切削区
2.定量进给的珩磨过程
定量进给珩磨时.进给机构以恒定的速度扩张进给,使磨粒强制性地切入工件,因此珩磨过程只存在脱落切削和破碎切削.不可能产生堵塞切削现象。
因为当油石产生堵塞而使切削能力下降时,则进给量大于实际的磨削量,此时珩磨压力增大,从而使磨粒脱落、破碎、切削作用增强。
3.定压一定量进给的珩磨过程
加工开始以定压进给珩磨,当油石进入堵塞切削阶段时,转换为定量进给方式珩磨.让磨粒只产生脱落、破碎,使油石恢复切削能力,提高效率,最后可用无进给珩磨提高孔的精度和降低表面粗糙度。
2、珩磨头
2.1珩磨头设计因素及要求
在珩磨孔加工中分内孔珩磨和小孔珩磨两个方面。
内孔珩磨一般指加工直径为25~500mm的圆柱通孔。
对不通孔和内表面不连续的孔,也可珩磨,但较困难。
小孔珩磨则指加工直径为25mm以下的孔。
珩磨头的作用是装置珩磨油石(亦称珩磨条或珩条),并由珩磨机主轴带动实现旋转、往复与动,还可通过调整机构,使珩磨油石作径向扩张或收缩。
珩磨机的主要动作,都是通过它反映出来,以取得加工效果。
2.1.1珩磨头设计时应考虑的因素
(1)用于通孔还是不通孔,深孔还是浅孔,以及孔径大小。
(2)加工特性、工件材料与热处理状态。
(3)使用珩磨机床的型号、规格、主轴与工作台行程距离。
(4)工件定位对家具的要求,以便确定夹具的结构形式。
(5)工件的精度与粗糙度,确定珩磨加工方法。
(即强制式珩磨或自由式珩磨)。
2.1.2对珩磨头结构的基本要求
(1)保证被加工孔的精度。
(2)遇到被加工表面上的硬点时,珩条不会被压退。
(3)当孔的轴线和主轴轴线不重合时,强制式珩杆能修整轴线的不垂直、不重合精度。
自由式珩杆能自动找正工件中心。
(4)对较大孔珩磨时,珩磨油石应能自动调整,以保证与孔在全长范围接触,从而纠正孔形误差,补偿珩磨油石自身磨损的不均匀性。
(5)珩磨头在进孔及出孔时,能自动收缩。
(6)能精确而方便地调整珩磨油石的径向扩张量,并应有足够的扩张量,以保证最大限度地使用珩磨油石。
(7)能够避免各种工作状态下产生的各种振动因素。
(8)有足够的强度和刚性。
2.2珩磨头的结构形式
珩磨头的结构对加工质量和生产率都有很大的影响。
对珩磨头的要求是:
油石能在径向均匀地涨缩,对加工表面的压力能调整并保持在一定的调节范围内;
油石应具有一定的刚度.当被加工孔的形状误差(如圆度和圆柱度)使油石的压力增加时,油石在半径方向不致发生位移和歪斜;
珩磨到最后尺寸时,油石能迅速缩回.以便于珩磨头从孔内退出。
2.2.1通用珩磨头
图6是中等孔径(Ф20~Ф150mm)通用珩磨头。
采用的是后进给方式,它由磨头体、油石、油石座、导向条、弹簧、锥体涨芯组成。
当锥体涨芯移动时,油石便可涨开或收缩。
珩磨头为棱圆柱体,珩磨油石条数一般为奇数。
油石座直接与进给涨芯接触,中间不用顶销与过渡板.结构简单.进给系统刚性好。
同时在珩磨深孔时,还可根据需要在孔的中间部位或孔底进行必要的进给,以保证孔尺寸全长上的一致性。
图6中等孔径(后进给)通用珩磨头
1—本体前导向;
2—弹簧圈;
3—本体涨锥;
4—油石座
磨头的外径尺寸应以被加上孔径为基准,当油石处于收缩状态时,磨头外径比被加工孔的孔径小。
以便于磨头进入或退出工件孔;
当油石处于最大涨开位置时,磨头的外径至少应等于被加工孔的最终要求尺寸加上油石的极限磨耗量。
有时在磨头体圆周上嵌有导向条。
它与油石相间排列。
当磨头进入工件孔时.导向条起导向作用和保护油石不致碰伤,当磨头退出工件孔时起定心作用。
此外,它还能防止油石因磨耗不均而导致磨头偏心。
导向条在圆周上的外径应比被加工孔的基本尺寸小0.1~0.5mm,但比油石收缩状态时的外径大,并与油石圆周同轴。
图7为一种采用前进给方式的通用珩磨头.它与后进给方式的不同之处在于:
其涨芯体的移动是由转动括动套而带动螺母在四方槽内移动,从而使得涨芯体沿轴向伸出或缩回,并带动油石座的径向伸出和缩回(在“O”形密封圈的拉力作用下)。
这种珩磨头不需要涨芯操作杆.在加工中,当珩磨头尾部退出工件时,可使用勾头扳手转动活动套,从而完成油石的径向进给。
因此这种珩磨头的操作简单方便。
油石进给容易控制.比较适合于卧式深孔珩磨加工。
图7中等尺寸(前进给)通用珩磨头
l一珩磨头体;
2—油石3一油石座;
4—涨芯体;
5—垫片;
6一螺杆;
7一滑动螺母;
8—活动套;
9—螺钉;
10—密封圈
2.2.2小孔珩磨头
珩磨f5~≠20mm的小孔时,可将磨头体与油石座做成一体,使涨芯与磨头体在整个长度上为面接触,以增强刚性。
(1)单油石珩磨头:
如图8所示磨头,适用于加工直线度要求很高,孔径为Ф5~Ф20mm的孔,珩磨头由两根导向条与一根切削油石组成。
两根导向条非对称分布,宽度大的导向条用来承受油石产生的径向力和切向力的合力(合力通过它的支承面中间),防止珩磨头变形;
窄导向条起辅助支承的作用,使珩磨头与孔的接触状态稳定,以提高加工精度。
导向条的材料用硬质合金或人造金刚石。
根据孔径大小,导向条可做成镶嵌式或用电镀法将金刚石微粉镀在磨头体表面上,也可镀上粗粒度金刚石,然后用立方氮化硼砂轮或油石将其磨钝,使其失去切削能力。
图8单油石珩磨头
1—涨楔;
2一磨头体;
3一油石座;
4一辅助导向条;
5一主导向条
(2)对开轴瓦式珩磨头:
由两个半圆形轴瓦构成,如图9所示。
适用于加工直线度要求较高,有间断表面的孔。
珩磨头的径向扩张进给是通过楔形涨芯作用于两个半圆形轴瓦的斜面上,缩回是靠轴向两端的两个“O”形弹簧圈的弹力。
它可用普通磨料油石粘接于磨头表面。
也可用几根金刚石油石用低熔点的焊条焊接于磨头表面。
油石长度为一般珩磨头所选用的油石长度的两倍。
此磨头便于在磨床上修磨它的切削表面,加工精度稳定.切削效率比单油石珩磨头高10%左右,使用寿命长。
使用寿命长。
图9对开轴瓦式珩磨头
1,3—O形弹簧;
2—油石;
4—珩磨头;
5—调节板;
6—联结轴;
7—调节件
(3)可调整的整体珩磨头:
在大量生产中用这种珩磨头(见图10)束加工高精度的孔。
孔的形状误差可达0.5pm以下,尺寸误差可控制在2~3µ
m内,表面粗糙度R
达0.2µ
m。
图10可调整的整体珩磨头
磨头体为一整体套筒,两边对称开两条轴向槽,在其表面上镀O.3~0.5mm厚度的金刚石磨粒,磨头体内孔为1:
50的锥孔。
利用锥孔中的锥形涨芯使整个磨头体产生弹性变形而调整到预定的尺寸。
在加工过程中没有涨缩运动。
因此可将其看做一种成形工具。
使用这种珩磨头的机床,一般均为立式多轴多工位珩磨机。
珩磨头与主轴间为刚性连接.工件夹具设计成浮动形式。
这种珩磨头的运动与一般的珩磨运动不同,磨头一方面作旋转运动,一方面径向快速接近工件。
轴向工作进给(进给速度为l~1.5m/min),快速退回。
一个工作循环即可完成一件加工。
(4)双斜面小孔珩磨头:
这种珩磨头的头部结构如图11所示,其主要特点是:
1)珩磨头体上的导向条采用一种整体式结构,即为头体上外圆的一部分对导向条部分进行渗氮处理,使其表面硬度达HVl200左右,以提高导向条的耐磨性。
珩磨头体上采用长方槽来容纳涨开机构,如图12所示。
2)油石座采用双斜面涨开机构,以提高油石径向运动的稳定性和减小油石座的径向尺寸,同时将斜面涨开机构安置在油石座的侧面,大大减小了油石座的径向尺寸,有利于径向空间的利用,如图13所示。
3)采用薄片式涨芯,并用双斜面与油石座配合,如图14所示。
4)油石用胶与油石座连接,易于粘接。
5)珩磨头与夹持体之问以双螺纹套连接,以提高连接的柔性。
6)采用螺纹进给加力机构完成油石的径向进给运动。
此种珩磨头可直接安装在普通车床上,配以其他附件就可以投入使用。
油石在半径方向上的最大伸出量可达2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 文件