1850_3缸发动机飞轮壳组合钻床主轴箱设计
1850_3缸发动机飞轮壳组合钻床主轴箱设计,_3,发动机,飞轮,组合,钻床,主轴,设计
单位代码 02 学 号 080105058 分 类 号 TH6 密 级 毕业设计文献综述院 ( 系 ) 名 称 工 学 院 机 械 系专 业 名 称 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化学 生 姓 名 李 秋 艳指 导 教 师 贾 百 合2012 年 03 月 10 日黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 1 页 机械的发展和机械加工方法摘要本文主要介绍了机械的发展和机床加工的几种方法,从最早利用机械到现在的数控机床,机械加工经历了由简到繁的发展过程。通过对机械的发展有一个基本的了解,可以更好地对组合钻床的主轴箱设计有很好的帮助。关键词:机械,发展,车床,加工,零件我国最早的机械计时器是与天文仪器结合在一起的。例如唐代一行、梁令瓒等人发明的开元水云浑天,北宋苏颂、韩公廉等制造的水运仪象台等。这些仪器中的计时部分,已经采用了相当复杂的齿轮系统。特别是水运仪象台中报时装置里的擒纵器,是我国的一大发明。李约瑟认为它“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先” 。第一个脱离天文仪器独立出来的机械计时器,是元代郭守敬制造的大明殿灯漏。这是一个水利驱动的机械报时钟,挂在架子上,像个灯球,它能自动报时,还饰有能按时自动跳跃的动物模型。可以推断,它的凸轮机构已经相当复杂。 1机械系统由简到繁,功能越来越强,精度越来越高,体现了生产力发展的进步和趋势,与此同时,对机械系统的控制要求也在不断增长。固然,自动控制作为一个专门的科学也在不断发展着,从经典的线性控制,到现在的非线性控制,甚至模糊控制、人工智能专家系统控制等等,确实也在现代机械系统中起到了很大的作用。但是对于有些机械系统的控制问题,虽然可以在理论上进行分析求解,可真正实现起来则是非常不易的,其中一个重要的原因是传统方法和控制电路难以直接解出微积分方程。更何况有不少系统还不存在方程的连续解,需要用数值的方法来求解,在计算机出现之前,根本就无法做到实时控制,这些原因在一定程度上制约了机械系统的发展速度。 2各种材料具有不同的加工性能,选用材料时要考虑零件加工的工艺方法、生产条件和毛坯的制取方法以及零件的形状、尺寸大小、复杂程度等。机械零件可以通过铸造、锻造、机械加工成形,对于不同的加工方法必须考虑材料的加工性能。例如,铸造的零件就不易进行磨削加工。对于尺寸较小的齿轮坯、蜗杆、轴类等旋转体零件,可采用钢、铜合金、铝合金黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 2 页 棒料,直接进行机械加工。对于形状简单、薄壁、高度或深度小的零件,如生产批量较大时,可考虑采用低碳钢、铜、铝合金等塑性好的材料,易于压力加工成形。在自动机床上进行大批量生产的零件,材料的切削性能要好(易断屑、刀具磨损小、表面光滑等) 。选择材料时,还必须考虑材料的热处理工艺性能(淬透性、淬硬性、变形开裂倾向性、回火脆性等) 。 3工艺路线是指零件从毛坯制造到加工完成的全部流程,它和零件的功能、几何形状、结构、尺寸、精度、材料及热处理技术条件以及企业生产组织的形式和各生产部门的分工有关。一个企业的生产组织及各部门的分工在一定的时期是相对稳定的,根据成组技术的原理,机械零件有 70%的相似性,只要按照这一原理对零件进行分类分组后,就可以发现零件几何形状、尺寸、精度、材料及热处理的相似性,其工艺路线也存在相似性。只要我们对零件的性质与工艺路线变化进行归纳、整理就可以制定零件工艺路线的标准与规范,使各种零件的工艺路线实现标准化。 4在选择从动件的运动规律时,应根据机器工作时的运动要求来确定。如机床中控制刀架进刀的凸轮机构,要求刀架进刀时做等速运动,则从动件应选择等速运动规律,至于行程始末端,可通过拼接其他运动规律的曲线来消除冲击。对无一定运动要求,只需要从动件有一定位移量的凸轮机构,如夹紧送料等凸轮机构,可只考虑加工方便,采用圆弧、直线等组成的凸轮轮廓。对于高速机构,应减小惯性力,改善动力性能,可选用正弦加速运动规律或其他改进型的运动规律。 5端铣刀的刀齿切入和切出工件时,虽然切削层厚度较小,但不象周铣时切削厚度最小时为零,改善了刀具后刀面与工件加工表面之间的摩擦状况,提高了刀具耐用度,并可减小表面粗糙度。此外,端铣时还可利用副切削刃修光已加工表面,因此,端铣可达到较小的表面粗糙度。而周铣时只有圆周刃切削,粗糙度较大。端铣时,端铣刀一般直接安装在铣床的主轴端部,悬伸长度较小,刀具系统的刚性较好,同时,端铣刀可方便地镶装硬质合金刀片,允许的切削速度高、进给量大,所以生产率高。而周铣时,圆柱铣刀安装在细长的刀轴上,刀具系统的刚性较端铣差,且圆柱铣刀多采用高速钢铸造,不能采用大的切削用量,生产率比端铣低。由于端铣具有以上的优点,所以,在平面的铣削中,目前大都采用端铣法。但是,黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 3 页 周铣法的适应性较广,可以利用多种形式的铣刀,除加工平面外还可以较方便地进行沟槽、齿形和成形面的加工,生产中仍常采用。 6刀具失效的形式有刀具磨损和刀具破损两大类,刀具的磨损又称为正常磨损,刀具的破损又称非正常磨损。 切削的过程中,刀具的磨损是必然的。当刀具的磨损量达到一定程度时,就引起切削力、切削温度的急剧增加,严重时甚至引起振动、噪声、切削颜色改变,导致刀具急剧磨损或烧坏,这直接影响工件的加工精度、表面粗糙度和加工成本。因此,研究刀具磨损原因,预防刀具过早磨损,提高刀具寿命,是切削加工中应解决的重要课题之一。 7自由锻造简称自由锻,是利用锻造设备的上、下砧或简单的通用性工具直接是坯料变形的压力加工方法。由于锻造时,金属在变形过程中只有部分表面受工具限制,其余表面为自由变形,故称为自由锻。锻件的形状和尺寸靠锻工翻动坯料及控制机器对坯料施加压力来保证。自由锻具有较大的通用性,能够锻造各种大小的锻件。但金属损耗大,常用于生产形状简单批量小的锻件。对于大型锻件如冷轧辊、水轮机主轴、多拐曲轴等只能采用自由锻,以获得好的力学性能。因此,自由锻在重型机器制造中占有重要的地位。 8刀具标注角度是在假定运动条件和假定安装条件下得到的,如果考虑合成切削运动和实际安装条件,则刀具角度的参考系将发生变化,因而刀具角度也将产生变化,即刀具的实际工作角度不等于标注角度。按照切削加工的实际情况,在刀具工作角度参考系中锁确定的角度,称为刀具工作角度。由于通常进给速度远小于主运动速度,所以在一般安装条件下,刀具的工作角度近似地等于标注角度,如普通车削、镗削、端削、周铣等。只有在进给运动引起刀具角度值变化较大时(如车螺纹或丝杠、铲背和钻孔时)才计算工作角度。 9万能夹具用于磨削平面和圆弧面组成的各种形状复杂的工件。磨削平面或斜面时,需将被磨削的平面或斜面回转至水平或垂直位置,以便用砂轮的圆周或端面进行磨削。回转的角度用分度盘来控制。磨削圆弧时,调整十字滑板,使被磨削圆弧面的中心与夹具中心重合,磨削时通过手轮旋转蜗杆,使蜗轮带动工件回转。采用万能夹具成形磨削时,采用分段磨削。为使型面连接圆滑、符合技术要求,应有正确的磨削顺序。成形磨削前,首先确定水平和垂直两方向的基准面,并对基准面进行磨削。且以此基黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 4 页 准面相对移动中心位置,然后磨削与基准面直接有关的加工面、精度要求高的型面、大平面和平行于直角坐标的面,再磨削斜面。 10齿轮齿条机构可以把轴的旋转运动转化为直线运动,并可以实现往复、转向等功能,在各种传动机构中应用十分广泛,在齿轮齿条的传动过程中,力是通过一对齿轮齿面之间的接触传递的,齿面之间复杂的接触关系以及由此产生的应力、冲击等往往造成齿轮的失效,如轮齿折断、齿面塑性流动、齿面磨损、胶合等。研究齿轮失效的形式及原因,是齿轮传动设计中的一项重要内容。对齿轮进行接触模拟,可以用数值的方法计算齿轮传动过程中发生接触的位置、面积、接触力、应力应变的分布以及材料塑性流动的规律,这有助于研究齿轮的失效原因,改善齿轮的设计,提高齿轮传动系统的效率和使用寿命。 11数控车床的加工功能与普通车床大体一样,主要用于加工各种回转表面。但在车削特殊螺纹和复杂回转成形面时有其突出的特点。普通车床一般只能车削有限的等螺距的各种螺纹,而数控车床由于其很强的控制功能,不但能车削任何等螺距螺纹,而且能车削各种增节距、减节距,以及要求等节距、变节距之间平滑过渡的螺纹。在普通车床上可用样板法或靠模法加工复杂形状的回转成形面,但加工精度都不高。由于数控车床具有圆弧插补功能,因而可直接利用圆弧插补指令加工任意平面曲线构成的回转成形面并得到较高的精度。 12在普通车床工作中最常见的操作是车削圆柱零件,工件准备好进行车削加工后,适合在活动的和不活动的中心的两端进行钻和锪孔,卡爪放在一端,工件放在两个中心之间。由卡爪驱动工件,卡爪末尾在面板上插入一个槽(卡爪末端,适合在面板的插槽中驱动工件) 。活动的中心随工件转动,不活动的中心是固定的。 13普通车床是由两个木制的面板或两侧板组成,水平放置,在两个板之间有一个开放的槽;垂直于这个槽的是另外两部分,被称为操纵机构。用来在两个面板之间滑动,也可以随意固定在任何一点上。这有两点,被车削的一部分是固定的,向前向后来回转的一部分是用皮带缠绕固定在一个圆滑杆的端点上,在下面通过一个脚踏板移动。这也是一个用来承受机床和保持稳定的停板。 14刨床可以用来加工水平、垂直或倾斜的大型工件平面(对于牛头刨床来说工件太大) 。刨平面是远远低于其他基本的加工工艺,比如铣床,它可以加工各种表面。因此,黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 5 页 刨床和刨工已经基本被可以刨和铣削的龙门铣床取代。 15参考文献1张春辉.中国机械工程发明史M.北京:清华大学出版社, 2004,424.2陈强.机械系统的微机控制M.北京:清华大学出版社, 1998,2.3徐峰, 李庆祥 .精密机械M.北京:清华大学出版社,2005,32.4陈宗舜.机械制造业工艺设计与 CAPP 技术M.北京:清华大学出版社,2004,38-39.5刘颖, 马春荣 .机械设计基础M.北京:清华大学出版社,2005,29.6罗丽萍, 京玉海 .机械制造基础M.北京:清华大学出版社,2004,113.7王平嶂.机械制造工艺与刀具M.北京:清华大学出版社,2005,46.8蒲永峰, 梁耀能 .机械工程材料M.北京:清华大学出版社,2005,231.9冯之敬.机械制造工程原理.M.北京:清华大学出版社,1999,17.10杨櫂, 陈国香 .机械制造与模具制造工艺学M.北京:清华大学出版社,2006,31.11赵腾伦.ABAQUS 6.6 在机械工程中的应用M.北京:中国水利水电出版社,2007,133.12傅水根.机械制造工艺基础.M.北京:清华大学出版社,2004,143.13Johnson,H.V.Manufacturing ProcessM.U.S.:Diane Publishing,1984,269-269.14Nicholson,J.The operative mechanic,and British machinist:being a practical display of the manufactories and mechanical arts of the United KingdomM.London,Printed for Knight and Lacey,2007,323-323.15Degarmo,E.P.&J.T.Black&R.A.Kohser.Degarmos Materials and Processes in ManufacturingM.U.S.:John Wiley&Sons,2011,707-707.
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