卧式超声珩磨机床设计【10张CAD图纸+文档全套文件】
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河南理工大学2007届毕业设计(论文)摘要本次设计主要是卧式超声珩磨机床的总体设计,根据设计的内容要求,将对CA6140型车床进行改进,使其达到满足一定要求的卧式珩磨机床。该设计首先从超声珩磨机床的主要功用开始,介绍了当今的珩磨加工工艺、超声技术以及珩磨机床的应用和发展。然后又针对机床的总体布局进行分析,通过对设计要求的分析,设计出符合一定要求的夹具和液压系统。之后,就是对导轨的比压进行计算,来验证导轨的刚度是否符合要求。当然,本次设计的重点是对液压系统的设计与分析,根据液压系统在工作时的受力情况和速度分析,来确定选择合适的液压缸及其尺寸。对其液压系统在快进、工进和快退不同阶段的情况分析,画出符合条件的速度功率图、力速度图和流量速度图。然后,通过对不同液压系统的分析来确定适合的液压系统来,并且选择符合要求的各个控制元件以及油管、油箱和液压油等等。在确定适合的液压系统之后,就是对液压系统的验算和修改。通过对油温度的验算,来确定是否需要冷却。压力的损失和功率的计算来验证所选择的液压系统是否符合要求。到此液压系统的设计完成。 关键字:珩磨机床、液压系统AbstractThe design is mainly horizontal ultrasonic honing machine design, the content based on the requirements of design, CA6140 lathe will be improved so that it can meet certain requirements of the horizontal honing machine.First, from the design of ultrasonic honing machine main function, introduced the use and development of the modern honing process, Ultrasound technology and machine tools honing. Then machine against the overall layout analysis of the design requirements analysis, designed to meet certain requirements of the fixture and hydraulic systems. After that the pressure of the right track calculated to verify Guide stiffness whether it meets the requirements. Of course, this is designed to focus on the hydraulic system design and analysis, According to the force and velocity of the hydraulic system in the work, to determine the choice of hydraulic cylinder and its size. Its hydraulic system in the Fast Forward, the fast and retreat into different stages of the analysis, to give qualifying speed - Power chart, forcespeed chart and flow- velocity map. Then, through the different hydraulic system analysis to determine the appropriate hydraulic system, and chosen the requirements of various control components and tubing, fuel tanks and hydraulic oil, and so on. After determined the appropriate hydraulic system, it is the right of checking and revision the hydraulic system. By checking the temperature of the oil to determine which it is need for cooling. The loss of pressure and calculation of power verify whether the hydraulic systems are reached for the requirements. Therefore, hydraulic system design is completed. Keywords: Honing Machine, Hydraulic System II河南理工大学本科毕业设计(论文)中期检查表指导教师: 焦锋 职称: 副教授 所在系部(单位): 机械动力与工程学院 教研室(研究室): 机制教研室 题 目卧式超声珩磨机床设计学生姓名王宏亮专业班级 机制03-3班 学号03080084一、选题质量(主要从以下四个方面填写:1、选题是否符合专业培养目标,能否体现综合训练要求;2、题目难易程度;3、题目工作量;4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度)1, 该选题为卧式超声珩磨机设计,可以对我们大学四年所学知识进行一次大而全面的练习。2, 这将对我们以后工作起到十分有效的帮助,也能达到一个综合训练的效果,又加强了实际的动手动脑能力。3, 题目的难易程度很适中,对我们既是一个挑战也是一个很好的锻炼提高过程。4, 题目的工作量:要求完成2.5张以上的A0图纸,2.53万字的说明书一份。5, 选题不但能紧密的结合生产和实践,也是在我们所学习过的范围之类,对我们 以后不管是科研还是从事实际的工作对有很大的帮助。二、开题报告完成情况在老师指导和同学们的帮助之下,我顺利的开始我本次毕业设计。我在自己经过一些查阅资料的前提下,慢慢的摸索出了一些门道。 由于我们这次是第一次独立的卧式超声珩磨机床设计,在以前接触这方面的知识较少,所以在刚开始就不是很顺利,甚至感到有些无从下手,但是经过和指导老师的提示和与本组同学的商量之后, 我逐渐找到是设计的切入点,顺利的完成了开题报告。并有了一定的成果和进行了一些前期的工作,并使本次设计有了一个良好的开始。最后我在查阅了一些资料以后,现在已经进入了计算设计过程,我将在以后工作中继续努力,认真完成这次毕业设计。 三、阶段性成果 1通过对机床系统的学习,在加上老师的仔细讲解,我收集了大量的资料和文献,为设计的顺利完成打下了坚实的基础。 2. 在老师的指导和同学的帮助下找到了设计的基本方法,开始了一些基本的原理设计,并取得了一定成果。 3. 完成了开题报告。 4进行了前期的一些工作和设计,对整个设计有了一个大体的方案。四、存在主要问题 由于我们这次是第一次独立的机床装置,所以在刚开始就不是很顺利,对做一个毕业设计的基本知识都没有认识,后来找了指导老师,老师给我在他去年指导毕业设计的基础上,针对我们本科生以前存在的问题,进行了仔细的讲解,然后我再与本组其他同学的商量之后,我慢慢的自己逐渐找到是设计的切入点,我觉得这对我以后有很大的作用。 但是随着设计的逐渐进行我有遇到了许多的新的和更加复杂的问题,这些问题使我充分认识到了自己在以前学习中的不足和自己与一些同学的差距,所以我要以本次设计问契机加强自己在学习上薄弱环节,争取使我的毕业设计能够取得好的成绩,也能够使我所学的知识能够在以后的工作中发挥更大的作用。五、指导教师对学生在毕业实习中,劳动、学习纪律及毕业设计(论文)进展等方面的评语指导教师: (签名) 年 月 日毕业实习报告学院:机械与动力工程学院专业班级:机制03-3班 姓名:王宏亮 2007年5月15日目 录前 言第一章 焦作神华重型机械制造有限公司第一节:公司简介第二节:齿轮加工工艺第二章 河南焦作矿山机器有限公司第一节:公司简介第二节:阶梯轴加工工艺过程分析第三章 焦作市制动器有限公司第一节:公司简介第二节:凸轮的数控铣削工艺分析及程序编制第四章 中轴集团公司简介第一节:公司简介第二节:凸轮轴加工工艺结束语前 言 在焦老师的带领下,我们共进行了为期一周的实习参观,可以说我们在这次实习中学到了很多在课堂没学到的知识,受益匪浅:1.实习目的:此次实习是我们机制专业知识结构中不可缺少的组成部分,并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识,理论联系实际,扩大知识面;同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道,培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神,也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径,逐步实现由学生到社会的转变,培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能;体验企业工作的内容和方法。这些实际知识,对我们学习后面的课程乃至以后的工作,都是十分必要的基础。2.实习内容:掌握机械加工工艺方面的知识及方法; 了解切削刀具方面的知识,熟悉常用刀具的结构、选择、用途等; 了解机床和数控系统的知识,特别是加工中心等典型的数控设备; 了解企业生产管理模式,学习先进的管理方式方法; 熟悉、巩固铸造工艺及设备方面的知识;第一章 焦作神华重型机械制造有限公司第一节:公司简介焦作神华重型机械制造有限公司(原焦作重型机械制造有限责任公司)是集科技开发、生产经营、技术服务于一体,具有百年历史的国家二级企业,国家二级计量单位,省级文明单位,中国煤矿机械装备公司及河南省煤矿机械制造公司成员厂。公司现有职工二千多人,其中各类专业技术人员300余人,中、高级专业技术职称人员50余人。拥有固定资产5000万元,年产值7000万元,各种机加工设备300台(套),其中5m立车、5m滚齿机、大型数显落地镗铣床等精良设备50台(套)。公司技术力量雄厚,下设机械加工、铆焊、铸造、热处理、检测及安装等分厂,有先进的理化实验、计量检测、产品检测、信息中心等。本公司面向煤矿、建材、化工、冶金、电力、环保等行业,可承揽年产120万吨煤炭设备、30万吨水泥成套设备、15万千瓦电煤磨设备及20万吨纯碱成套设备、0.630万千瓦燃煤电厂环保设备制造及安装,产品远销全国二十六个省、市、自治区,曾多次为国家重点工程配套。2000年12月获得中国方圆认证委员会质量认证中心ISO9001国际质量体系认证。我们的质量方针是:满足顾客的需要是我们永恒的追求。质量目标是:质量体系按ISO9001标准保持稳定有效运行,产品一次交验合格率95%。以高质量、低成本、优质服务、达到顾客满意为宗旨。本公司面向煤矿、建材、化工、冶金、电力、环保等行业。多次为国家重点工程配套带式输送机,在用户中享有较高声誉。第二节:齿轮加工工艺一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的。为了获得符合精度要求的齿轮,整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。齿形加工方法很多,按加工中有无切削,可分为无切削加工和有切削加工两大类。 无切削加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。无切削加工具有生产率高,材料消耗少、成本低等一系列的优点,目前已推广使用。但因其加工精度较低,工艺不够稳定,特别是生产批量小时难以采用,这些缺点限制了它的使用。齿形的有切削加工,具有良好的加工精度,目前仍是齿形的主要加工方法。按其加工原理可分为成形法和展成法两种。成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相同,如图9-3所示。用成形原理加工齿形的方法有:用齿轮铣刀在铣床上铣齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方法。这些方法由于存在分度误差及刀具的安装误差,所以加工精度较低,一般只能加工出910级精度的齿轮。此外,加工过程中需作多次不连续分齿,生产率也很低。因此,主要用于单件小批量生产和修配工作中加工精度不高的齿轮。 展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的,用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。齿数不同的齿轮,只要模数和齿形角相同,都可以用同一把刀具来加工。用展成原理加工齿形的方法有:滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法。其中剃齿、珩齿和磨齿属于齿形的精加工方法。展成法的加工精度和生产率都较高,刀具通用性好,所以在生产中应用十分广泛。滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理,相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强制性的啮合,见图9-24所示。滚齿加工的通用性较好,既可加工圆柱齿轮,又能加工蜗轮;既可加工渐开线齿形,又可加工圆弧、摆线等齿形;既可加工大模数齿轮,大直径齿轮。滚齿可直接加工89级精度齿轮,也可用作7 级以上齿轮的粗加工及半精加工。滚齿可以获得较高的运动精度,但因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成,参加切削的刀齿数有限,因而齿面的表面粗糙度较粗。为了提高滚齿的加工精度和齿面质量,宜将粗精滚齿分开。第二章河南焦作矿山机器有限公司第一节:公司简介河南焦矿机器有限公司前身为焦作矿山机器股份有限公司,工厂始创于1949年。2005年9月,职工共同出次,买断国有净资产,完成了企业改制。 公司下设11个生产分厂,有各类加工设备600余台,其中大型、精密、稀有设备110多台,从铸、锻、铆、焊到加工、装配,形成完善的工艺手段和产品质量控制体系,已通过ISO9001质量体系认证,是一个具有相当规模和实力的重型机械制造企业。河南省中小矿山机械产品质量监督检验测试中心站设在该公司。公司产品以破碎、粉磨设备为主导,主要有:年产30万吨及以上的水泥成套设备;用于火力发电机组的系列煤磨机;各种颚式、锤式、贺锥式破碎机;冶金用氧化球团设备;全套选矿设备;高低压电控制装置;电除尘、水污染处理环保设备等。公司还将着力于洁净煤生产设备、风力发电设备和大型精密铸造件的市场拓展,以满足更多不同行业的需求。第二节:阶梯轴加工工艺过程分析 图 635 为减速箱传动轴工作图样。表 612 为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为 45 热轧圆钢。零件需调质。 (一)结构及技术条件分析 该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图,其轴颈 M 、 N ,外圆 P,Q 及轴肩 G 、 H 、 I 有较高的尺寸精度和形状位置精度,并有较小的表面粗糙度值,该轴有调质热处理要求。 (二)加工工艺过程分析 1 确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面,主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面 M,N,P,Q 的公差等级较高( IT6 ),表面粗糙度值较小( Ra0.8 m ),最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表 3-14 。 2 划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段,即粗车(粗车外圆、钻中心孔),半精车(半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等),粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3 选择定位基准 轴类零件的定位基面,最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目,而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面,能最大限度地加工出多个外圆和端面,这也符合基准统一原则。 但下列情况不能用两中心孔作为定位基面: ( 1 )粗加工外圆时,为提高工件刚度,则采用轴外圆表面为定位基面,或以外圆和中心孔同作定位基面,即一夹一顶。 ( 2 )当轴为通孔零件时,在加工过程中,作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面,工艺上常采用三种方法。 当中心通孔直径较小时,可直接在孔口倒出宽度不大于 2 mm 的 60 o 内锥面来代替中心孔; 当轴有圆柱孔时,可采用图 6 36 a 所示的锥堵,取 1 500 锥度;当轴孔锥度较小时,取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同;当轴通孔的锥度较大时,可采用带锥堵的心轴,简称锥堵心轴,如图 6 36 b 所示。 使用锥堵或锥堵心轴时应注意,一般中途不得更换或拆卸,直到精加工完各处加工面,不再使 用中心孔时方能拆卸。 4 热处理工序的安排 该轴需进行调质处理。它应放在粗加工后,半精加工前进行。如采用锻件毛坯,必须首先安排退火或正火处理。该轴毛坯为热轧钢,可不必进行正火处理。 5 加工顺序安排 除了应遵循加工顺序安排的一般原则,如先粗后精、先主后次等,还应注意: ( 1 )外圆表面加工顺序应为,先加工大直径外圆 ,然后再加工小直径外圆,以免一开始就降低了工件的刚度。 ( 2 )轴上的花键、键槽等表面的加工应在外圆精车或粗磨之后,精磨外圆之前。 轴上矩形花键的加工,通常采用铣削和磨削加工,产量大时常用花键滚刀在花键铣床上加工。以外径定心的花键轴,通常只磨削外径键侧,而内径铣出后不必进行磨削,但如经过淬火而使花键扭曲变形过大时,也要对侧面进行磨削加工。以内径定心的花键,其内径和键侧均需进行磨削加工。 ( 3 )轴上的螺纹一般有较高的精度,如安排在局部淬火之前进行加工,则淬火后产生的变形会影响螺纹的精度。因此螺纹加工宜安排在工件局部淬火之后进行。第三章:焦作市制动器有限公司第一节:公司简介 公司是集欧美、亚太及非洲地区的失效保护盘式制动器、电力液压块式制动器、电磁铁制动器、推动器、起重电器研究、开发、设计、制造、销售、服务于一体的现代化专业公司。是中国重型机械工业协会桥式起重机分会、中国重型机械工业协会传动部件分会、中国工程机械工业协会建筑起重机机械分会、中国风能协会、中国农业机械工业协会风力机械分会会员单位。 公司占地面积18000平方米,建筑面积5800平方米,固定资产850余万元,教授、中高级工程师、专业技术人员48人,高层管理人员26人,各种生产检测设备120多台,3条制动器生产流水线,具有年产各类制动器、推动器6万余台的生产能力。公司于2003年又一次全面通过了ISO9001质量管理体系认证。“与时俱进,开拓创新”。公司始终瞄准国际先进制动器的发展趋势,始终跟踪各类主机的发展动态,引领和嫁接当代先进制造技术,不断改进生产工艺,提高产品性能,不断开发具有国际先进水平的新产品,以满足用户各类新主机技术发展和改造的需要。 “一份耕耘,一份收获”。该公司产品取得国家起重机械质量监督检验中心颁发的“特种设备型式试验合格证书”;并相继获得了“全国质量稳定合格产品证书”、“中华人民共和国进出口企业资格证书”、“河南省重合同守信用企业”、“焦作市重合同守信用企业”、“焦作市重点保护企业”等20多项殊荣;5项产品获国家级、省级科技进步奖。第二节:凸轮的数控铣削工艺分析及程序编制 1工艺分析 从图上要求看出,凸轮曲线分别由几段圆弧组成,30孔为设计基准,其余表面包括4-13H7孔均已加工。故取30孔和一个端面作为主要定位面,在联接孔13的一个孔内增加削边销,在端面上用螺母垫圈压紧。因为 孔是设计和定位的基准,所以对刀点选在孔中心线与端面的交点上,这样很容易确定刀具中心与零件的相对位置。 图1 平面凸轮2加工调整 加工坐标系在X和Y方向上的位置设在工作台中间,在G53坐标系中取X-400,Y-100。Z坐标可以按刀具长度和夹具、零件高度决定,如选用20的立铣刀,零件上端面为Z向坐标零点,该点在G53坐标系中的位置为Z-80处,将上述三个数值设置到G54加工坐标系中。加工工序卡如表1所示。 表1 数控加工工序卡 3数学处理 该凸轮加工的轮廓均为圆弧组成,因而只要计算出基点坐标,就可编制程序。在加工坐标系中,各点的坐标计算如下: BC弧的中心O1点:X-(175638)sin859-3728 Y-(175638)cos859-23586 EF弧的中心O2点:X2Y2692 联立 (X-64)2Y2212 解之得 X6575,Y2093 HI弧的中心O4点:X-(17561)cos2415-215.18 Y(17561)sin 24159693 DE弧的中心O5点:X2Y26372 联立 (X-6575)2(Y-2093)221302 解之得 X6370,Y-027 B点: X-638sin859-996 Y-638cos859-6302 C点: X2Y2642 联立 (X3728)2(Y23586)21752 解之得 X-557,Y-6376 D点: (X-6370)2(Y027)2032 联立 X2Y2642 解之得 X6399,Y-028 E点: (X-637)2(Y027)2032 联立 (X-6575)2(Y-2093)2212 解之得 X6372,Y003 F点: (X107)2(Y-16)2462 联立 (X-6575)2(Y-2093)2212 解之得 X4479,Y1960 G点: (X107)2(Y-16)2462 联立 X2Y2612 解之得 X1479,Y5918 H点: X-61cos2415-5562 Y61sin 24152505 I点: X2Y263802 联立 (X21518)2(Y-9693)21752 解之得 X-6302,Y997 根据上面的数值计算,可画出凸轮加工走刀路线图。如表2所示。 表2 数控加工走刀路线图 4编写加工程序 凸轮加工的程序及程序说明如下: N10 G54 X0 Y0 Z40 /进入加工坐标系 N20 G90 G00 G17 X-738 Y20 /由起刀点到加工开始点 N30 G00 Z0 /下刀至零件上表面 N40 G01 Z-16 F200 /下刀至零件下表面以下1mm N50 G42 G01 X-638Y10 F80 H01 /开始刀具半径补偿 N60 G01 X-638 Y0 /切入零件至A点 N70 G03 X-996 Y-6302 R638 /切削AB N80 G02 X-557 Y-6376 R175 /切削BC N90 G03 X6399 Y-028 R64 /切削CD N100 G03 X6372 Y003 R03 /切削DE N110 G02 X4479 Y196 R21 /切削EF N120 G03 X1479 Y5918 R46 /切削FG N130 G03 X-5526 Y2505 R61 /切削GH N140 G02 X-6302 Y997 R175 /切削HI N150 G03 X-6380 Y0 R638 /切削IA N160 G01 X-6380 Y-10 /切削零件 N170 G01 G40 X-738 Y-20 /取消刀具补偿 N180 G00 Z40 /Z向抬刀 N190 G00 X0 Y0 M02 /返回加工坐标系原点,结束 参数设置:H0110; G54:X-400,Y-100,Z-80。第四章 中轴集团公司简介第一节:公司简介中轴集团公司的核心企业中原轴件厂原本是一个小厂,后来由于大胆采用了节能节材的生产工艺,在市场竞争中赢得了主动,产品供不应求,急需扩大生产规模。当时原焦作市标准件厂北厂有20多亩厂区和2000平方米的厂房因生产不景气在闲置。1994年初,中原轴件厂对其实施了吸收式合并,迅速在其现成的厂房内建起了一条大型生产线,这样既保证了接收过来的原标准件厂职工有活干,也使企业的生产规模和经济实力迅速壮大。 中轴集团公司从1998年开始划小核算单位,将原来的生产车间转化为模拟经营实体的专业厂,让专业厂直接面对市场,对市场信息作出快速灵敏的反应。经过一段时间的探索,中轴集团公司决定由公司纪检和工会出面,对本单位的财务、工资分配、招待费、通信费、劳保用品发放等每月审查一次,然后签名认可。一个专业厂的厂长克扣工人工资4000多元情况被查证落实后,公司对这名厂长及时作出了免除厂长职务、开除留用的处分。其旗下的焦作中轴森特凸轮轴有限公司是专业研制和生产高档发动机凸轮轴的企业,注册资本2700万元,现有职工280人,其中高中级技术人员63人。公司引进德国CBN双磨头高线速数控凸轮型面磨削工艺和主轴径磨削工艺,采用美国凸轮轴检测仪及国产先进的数控凸轮轴加工设备,工艺装备水平国内一流。企业年产高档汽车发动机凸轮轴30万根,主要与广西玉柴、山东潍柴、一汽大柴、江苏锡柴等国内知名汽车发动机厂家配套河南中轴集团有限公司是轴类产品的生产基地,依靠H750、H1000、H1200系列楔横轧机,能轧制四缸、六缸、八缸等直径小于120MM,长度小于1200MM的多种钢制凸轮轴毛坯。引进的德国、美国等国际最先进的凸轮轴磨削加工及检测设备,能同时满足不同用户对凸轮轴毛坯、半成品、成品的各种需求。目前该公司凸轮轴同国内几大知名柴油机主机厂家直接配套,供货信誉良好。第二节:凸轮轴加工工艺目前,大部分发动机制造企业都采用整体式凸轮轴,其材料有的采用中碳低合金锻钢(经高频淬火),有的采用球墨铸铁。整体式凸轮轴加工工艺包括粗加工、半精加工和精加工。生产中采用自动线多工位机床,设备投资较大,生产线占地面积多,生产成本较高。而装配式凸轮轴只需半精加工和精加工,凸轮、齿轮、轴套可采用不同的材料,因此产品质量可减轻30-50;可柔性化生产,设备投资小,生产线占地面积少,生产成本较低。 1 装配式凸轮轴工艺流程 装配式凸轮轴工艺流程为校直加工两端面中心孔、螺纹孔、驱动孔(2台加工中心并行加工)车轴颈、齿轮毛坯、前止端面及导向轮毂磨轴颈及导向轮毂滚齿压销磨凸轮(3台磨床并行加工)凸轮淬火去毛刺校直轴颈凸轮轴颈及凸轮抛光清洗综合检测。 装配式凸轮轴内凸轮、轴套、偏心环、齿轮等零部件先后联成完整凸轮轴。装配过程是人工将所有凸轮轴组装。部件包括凸轮、主轴颈、齿坯放到安装上料盒中,钢管穿到各部件孔中,在安装上料盒中进行初定位。启动设备后,该上料盒进入设备中,首先用工装测头进行部件到位检测,并验证凸轮放置位置是否正确。验证通过后,使用机械手将凸轮轴上料到凸轮轴压球工位,然后各部件定位块启动以精确定位凸轮、轴颈、齿轮。到位后同时夹紧各部件,并伸出顶杆将直径超过管子内径的钢球穿过整个钢管内径,钢管外的凸轮轴部件在受到钢管膨胀伸展作用力下和钢管相互弹性变形最终形成装配式凸轮轴,这种凸轮轴组合工艺称为管内滚压扩张法。 2 凸轮轴装配工艺方法 21 热套法 常温下,外部零件的孔和内部钢管的外径之间有过盈,装配之前先对外部零件(凸轮、轴套)进行加热,对内部钢管进行冷却,借以消除过盈。这种工艺方法在短暂时间内完成联接过程,在轴向尺寸和角度位置方面都有很高精度。 22 内部高压成形法(IHU) 已经淬硬的凸轮圈与利用内部的高压力,使钢管变形形成轴向联接。通过在凸轮旁将钢管材料往外压出110 mm左右而达到凸轮的轴向定位。这种IHU工艺制成的装配式凸轮轴已成功应用在奥迪公司2003年投入批量生产的V6TDI轿车柴油机中。IHU装配式凸轮轴是由壁厚为25 mm或30 mm精密钢管上安装等温淬火的凸轮和钢管堵头组成。 整个周长上等壁厚的凸轮被置入一台专门的设备中,这台设备可保证轴向对准凸轮中心线和凸轮转角位置。钢管穿过如此定位好的凸轮推入,一台真空抓取机将预先定位好的各个零件放到带IHU工具的液压机上,IHU工具的模腔形状正好与制好的毛坯轴的外形轮廓相一致。将液体介质注入管内后,钢管两端用轴向塞头封住。通过将管内压力提高,使整个钢管发生塑性变形,直到贴合在IHU工具上。此时,钢管和凸轮之间接产生了力联接和形状联接。 23 管内滚压扩张法 利用滑动滚压原理使得薄壁钢管在带孔的外部零件中发生局部的扩张。可以利用带有滚压过盈量,穿过内管的滚压工具,使内管发生塑性扩张。上海通用汽车有限公司发动机装配式凸轮轴就采用钢球在钢管内部扩张方式。 24 凸轮压力套装定位法 这种工艺首次在钢管外面滚压加工出圆周方向的槽子,凸轮的孔内加工出轴向的线槽,然后从轴向将加工好的凸轮套上钢管并推入,由于钢管外径和凸轮孔之间有过盈,所以当凸轮推入到钢管上面以后就会发生塑性变形,钢管表面和凸轮孔都有一些锥度,推入之后非常牢固。蒂森克虏伯集团在大连的装配式凸轮轴的装配工艺就是采取这种方法。 3 装配式凸轮轴制造工艺特点 a省略了毛坯件粗加工,工艺流程简单。装配式凸轮轴的各个零件加工余量小,精度高,不像整体式凸轮轴要从毛坯件(铸件或锻件)开始进行大量的毛坯粗加工和繁杂的工艺后,才能达到所要求的形状。装配式凸轮轴只需要在装配后进行半精加工和精加工,从而缩短了整个工艺流程。 b加工余量小,便于高效率生产。各凸轮采用精铸部件,因而加工余量小。设备加工单件时间短,产能高,有利于规模化生产。如凸轮按最终形状精铸,减少了磨削余量,从而缩短了磨削时间。 c不同的零件可使用不同的材料,以提高产品性能和加工性能。发动机对不同零件(轴套、凸轮、齿轮)有着不同的性能要求,装配式凸轮轴可在不同零件上采用不同材料。如凸轮采用粉末冶金或铸钢,凸轮轴采用冷拔钢管。这不仅有利于优化产品性能,也有利于改善凸轮轴加工性能和优化成本。 d适应产品多品种柔性化要求。通过更换不同的轴颈和磨削不同的凸轮型线即可生产出多品种的凸轮轴。该系列产品的基本参数是一致的,包括轴颈、凸轮基圆半径、钢管直径、轴方向、长度间距等,生产线只需通过更换安装盒中的轴颈模具和切换磨床程序即可。 4 装配式凸轮轴加工工艺发展方向 a柔性化的生产线布局。生产线布置采用单元自动化模块。单元内有龙门架式机械手上、下料,在瓶颈单元内预留位置便于扩展。单元问输送可采用自动化或人工运输,这样有利于生产线开动率的提高。 b柔性化的产品。凸轮轴的材料和结构可根据产品设计需要灵活变化,以更多地满足市场要求,通过轴颈和凸轮型线的变化提供多品种产品。 c高速磨削、高速磨削CBN(氮化硼)工具的使用。可以大幅度提高磨削效率,减少设备使用台数。磨削力小,零件加工精度高,工件表面粗糙度降低。砂轮寿命延长,生产成本降低。 d多砂轮磨削和两个砂轮头架的使用。在提高砂轮转速的同时采用多砂轮磨削是另一种减少加工节拍的方法,如多砂轮磨削凸轮的同时磨轴颈外径,一台磨床使用两个砂轮头架同步加工凸轮等。 e在线量仪的使用。为保证尺寸稳定性,装配式凸轮轴加工的关键设备越来越多地使用在线检测自动补偿功能。 f粉末冶金等材料的使用。 g工序集中方式加工。该方式就是将车、铣、钻、磨削的工序内容分别集中在一起,采用柔性设备组成的制造单元集中式加工。这样,将最大限度地减少工件装夹次数和上下料输送等辅助时间,有利于减少误差和提高生产效率。 h设备单元可采用双主轴或双机床来减少加工节拍,如一个磨削单元可组合两台磨床,共用一套控制系统,并通过内置的龙门架式上下料装置输送工件。与采用两台独立的机床相比,不但节省了设备费用,而且大大减小了占地面积,并且每台磨床可使用多主轴完成磨床组合。车床和加工中心也都可以采用双主轴的方式来提高效率。蒂森克虏伯集团在大连建立了装配式凸轮轴工厂,为发动机制造企业提供装配式凸轮轴。 采用装配式凸轮轴,发动机性能得到提高,明显改善了燃油经济性,降低了排放,减少了振动,同时也降低了制造成本。目前,装配式凸轮轴已越来越受到发动机制造企业的欢迎。结束语 为期两周的实习结束了,在这期间我们总共在五个单位进行参观实习,在老师和工厂技术人员的带领下看到了很多也学到了很多。让我对原先在课本上许多不很明白的东西在实践观察中有了新的领悟和认识。在这个科技时代中,高技术产品品种类繁多,生产工艺、生产流程也各不相同,但不管何种产品,从原料加工到制成产品都是遵循一定的生产原理,通过一些主要设备及工艺流程来完成的。因此,在专业实习过程中,首先要了解其生产原理,弄清生产的工艺流程和主要设备的构造及操作。其次,在专业人员指导下,通过实习过程见习产品的设计、生产及开发等环节,初步培养我们得知识运用能力。概括起来有以下几方面:1.了解了当代机械工业的发展概况,生产目的、生产程序及产品供求情况。2.了解了机械产品生产方法和技术路线的选择,工艺条件的确定以及流程的编制原则。3.了解了机械产品的质量标准、技术规格、包装和使用要求。4.在企业员工的指导下,见习生产流程及技术设计环节,锻炼自己观察能力及知识运用能力。5.社会工作能力得到了相应的提高,在实习过程中,我们不仅从企业职工身上学到了知识和技能,更使我们学会了企业中科学的管理方式和他们的敬业精神。感到了生活的充实和学习的快乐,以及获得知识的满足。真正的接触了社会,使我们消除了走向社会的恐惧心里,使我们对未来充满了信心,以良好的心态去面对社会。同时,也使我们体验到了工作的艰辛,了解了当前社会大学生所面临的严峻问题,促使自己努力学习更多的知识,为自己今后的工作奠定良好的基础。6.增进了我们的师生感情,从这次生产实习的全过程来看,自始至终我们都服从老师的安排,严格要求自己,按时报到,注重安全。本次实习使我第一次亲身感受了所学知识与实际的应用,理论与实际的相结合,让我们大开眼界,也算是对以前所学知识的一个初审吧!这次生产实习对于我们以后学习、找工作也真是受益菲浅。在短短的一个星期中,让我们初步让理性回到感性的重新认识,也让我们初步的认识了这个社会,对于以后做人所应把握的方向也有所启发!河南理工大学本科毕业设计(论文)开题报告设计题目卧式超声珩磨机床设计姓名王宏亮专业班级机制03-3班学号03080084一、 选题的目的和意义:毕业设计是我们大学生活最后的一项重要学习任务;是对四年所学知识的总结和灵活运用;是我们结束本科学习,走上工作岗位或进一步深造的必由之路,其意义重大。通过这一过程,我们达到以下目的:(1) 巩固、扩大和深化我们以前所学的基础课、专业课知识;(2) 培养我们综合分析、理论联系实际的能力;(3) 培养我们调查研究,正确熟练运用国家标准、手册、图册等资料、工具的能力;(4) 锻炼自己的设计计算、数据处理、编写技术资料、绘图等独立工作能力;(5) 培养团队精神、合作意识的能力。二、国内外研究综述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。珩磨机床的种类有平面珩磨机床、外圆珩磨机床、内圆珩磨机床等。目前,世界上应用最多的是内圆珩磨机床。珩磨加工机床目前应用非常广泛,主要用于精密加工齿面领域,珩齿工艺通常应用于中大批量生产,主要应用于汽车工业、传统的传动机械。另外,珩磨工艺还应用在其它领域:粉末冶金齿轮加工和泵齿轮加工,以及其它对噪声和相邻齿距有特殊要求的齿轮加工。世界上珩磨机床的制造厂家很多,国外的专业生产厂家有:德国的GERHING(格林)公司,KADIA(卡地亚)公司,美国的SUNNEN(善能)公司等;日本的AOBA(青叶)公司,三菱(MITSUBISHI)公司等。国内也有近20余个厂家生产各种珩磨机床,山东德州机床厂生产卧式强力大孔珩磨机;宁夏大河机床厂生产立式珩磨机床;北京第三机床厂,大连机床厂等也能根据用户的要求生产各种类型的立式珩磨机床。目前,大型卧式珩磨机床的发展很迅速,已经作到NC控制,远程测量反馈,半闭环控制。立式珩磨机床将在目前完全闭环控制的基础上发展超高速主轴系统,进给频率更快,进给小的进给系统,能够自我修整珩磨油石的珩磨系统或者珩磨中心,各种人为因素的影响。另外,珩磨机床还能实现平面、外圆、内圆的珩磨加工;通过珩磨工具的改进,能够实现椭圆内孔和曲面的珩磨。在珩磨外圆领域,将取得突破性发展,能够在大多数外圆加工中取代外圆磨。 三、毕业设计所用的方法1.在学校图书馆查阅相关资料;2.在工厂实践毕业实习;3.通过老师和工程师的指导;4.通过浏览因特网上的相关资料;5.通过对相关资料和数据的理论计算和分析。四、主要参考文献:机械工程手册第二版(传动设计卷) 机械工业出版社实用机械设计手册 吴相宪 王正为 黄玉堂 主编 中国矿业大学出版社机械设计 濮良贵 纪名刚 主编 高等教育出版社机械原理孙恒 陈作模主编 西北工业大学机械原理及机械零件教研室液压传动章宏甲 黄 谊主编 机械工业出版社五、指导教师审批意见 指导教师: (签名)年 月 日
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