【正文】 資料 1490008574 1珩磨頭體；2珩磨頭連接件；3轉(zhuǎn)動套；4 油石座；5油石條；6 油管接口圖 25 珩磨頭方案二裝配結(jié)構(gòu)該珩磨頭結(jié)構(gòu)實(shí)物如圖 26 所示。該種結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)缺點(diǎn): 優(yōu)點(diǎn)是零件較少，結(jié)構(gòu)簡單，加工制造較為容易，因此成本較低，并且裝拆方便。缺點(diǎn)是由于其外部轉(zhuǎn)動套只含有單錐面，當(dāng)與油石座配合進(jìn)行加工時，油石受力就會不均勻，油石兩端的受力不均勻便會導(dǎo)致不均勻的珩磨精加工，從而使珩磨后的工件尺寸誤差較大，加工精度達(dá)不到要求，而為了解決這一問題，常常將優(yōu)勢的尺寸規(guī)格變小，即取較小的油石條進(jìn)行珩磨，然而較小尺寸規(guī)格的油石條又會使油石條與工件的接觸面積大大減少，導(dǎo)致珩磨效率大大降低。另外由于其外部轉(zhuǎn)動套與珩磨頭體依靠螺紋進(jìn)行連接，并且單錐面與螺紋都集中于外部轉(zhuǎn)動套這一個零件上，這樣當(dāng)螺紋出現(xiàn)松動的話，極易導(dǎo)致轉(zhuǎn)動套與油石座無法緊密配合，最終導(dǎo)致珩磨加工無法進(jìn)行。正是針對上述珩磨頭所存在的缺陷與不足，本次畢業(yè)設(shè)計亦提出了兩種改進(jìn)方案，如下文所述。 資料 1490008574 圖 26 外圓珩磨頭 外圓珩磨頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計與改進(jìn) 珩磨頭結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則⑴ 珩磨頭基體結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則珩磨頭基體是珩磨頭的柱體和基礎(chǔ)件，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和珩磨油石的利用率，并要求冷卻液容易進(jìn)入工作區(qū)。Ⅰ 基體的外徑尺寸 基體的外徑尺寸應(yīng)根據(jù)被加工工件孔徑或外圓直徑的大小來確定，被加工孔徑小于 25mm 時，基體外徑應(yīng)比被加工孔的基本尺寸小 ～ ；被加工孔徑大于25mm 時，有導(dǎo)向條的珩磨頭外徑可略小一些。若珩磨頭基體外形做成棱圓柱形，其直徑可略大一些。同理，當(dāng)被加工外圓直徑小于 25mm 時，基體內(nèi)徑應(yīng)比被加工外 資料 1490008574 圓直徑的基本尺寸小 ～；被加工外圓直徑大于 25mm 時，有導(dǎo)向條的珩磨頭外徑可略小一些。Ⅱ 珩磨頭基體工作部分長度它取決于被加工孔或被加工外圓的長度或油石條的長度。Ⅲ 油石槽數(shù) n槽數(shù)太多會降低基體強(qiáng)度，槽數(shù)太少，會降低生產(chǎn)效率，且孔或外圓的尺寸精度將受到一定影響。一般按表 23 選取。表 23 珩磨油石槽數(shù)被加工孔的直徑/㎜ ＜8 8～16 16～25 25～75 75～200 200～500基體上槽數(shù) n 2 2～3 3～4 4～6 6～12 12～36Ⅳ 油石槽的長度 L 和寬度 B基體上油石槽的長度和寬度主要取決于油石條的長度和寬度，油石條 L 不宜太長或太短，它受工件精度和珩磨效率的限制，油石寬度一般取決于被加工孔徑或外圓直徑的大小，以及孔表面或外圓表面性質(zhì)的影響，可參考珩磨油石條一節(jié)選取。Ⅴ 小直徑珩磨頭基體的油石槽圓弧半徑 R為便于油石的安裝、基體的加工以及珩磨頭基體的強(qiáng)度，在油石槽兩頭設(shè)計有兩個圓弧，其圓弧半徑應(yīng)等于槽寬的一半，即： R=B/2 （21）Ⅵ 基體上的冷卻槽為了便于小直徑珩磨頭冷卻液的流通和油石條的充分冷卻，在基體上銑有軸向弧形槽。⑵ 漲錐（微調(diào)錐芯）漲錐使用以支撐珩磨油石條或珩磨油石座的，通過它的軸向移動來擴(kuò)張或收縮油石，因此，漲錐必須具有足夠的剛性。珩磨油石收縮至極限時，油石外徑應(yīng)小于被加工孔珩前的外徑，以便于進(jìn)入和退出。珩磨油石極限擴(kuò)張量應(yīng)大于油石有效磨料厚度，即油石座漲開后的外徑加上油石使用后的極限尺寸（普通油石 1～2mm ，金剛石油石 ）應(yīng)等于或略大于珩磨孔徑，大孔珩磨頭上油石的擴(kuò)張或收縮是通過錐芯相對于珩磨油石座下部的錐面或錐體做軸向調(diào)節(jié)完成的；小孔珩磨頭上的油石擴(kuò)張或收縮，是依靠錐芯相對于珩磨油石基體斜面做軸向完成的。錐芯上的支撐油石基體的斜面數(shù)量，應(yīng)與珩磨頭上的槽數(shù)相同，其等分也應(yīng)與槽的等分相吻合，以保證油石順利地裝入珩磨頭基體。斜面角度的一致性，可以確保所有油石擴(kuò)張的一致性，對提高珩磨孔精度，特別是孔的幾何精度是大有好處的。大孔珩磨頭所使用的錐芯斜面角度 ，除要求錐芯有足夠的強(qiáng)度外，還要保證? 資料 1490008574 珩磨油石在擴(kuò)張或收縮至極限時，錐芯仍保留有一半油石長度在錐芯錐面上支撐著，其值可通過計算或作圖求得。錐芯斜面角度的大小，應(yīng)控制在 2176。~3176。范圍內(nèi)，加工直徑 10mm 以下孔徑時，取=2176?；?2176。30′；加工直徑在 10~20mm 的孔徑時，取 =3176?；?3176。30′。? ?錐芯斜角 過小，影響油石的快速進(jìn)給或退回，影響微量進(jìn)給，且加工效率低，油石利用率低；斜角 過大時，會使油石進(jìn)給時擴(kuò)張過猛，雖能提高工效，但會使?擠壓力、切削熱大增，油石表面易堵塞鐵屑，影響正常切削。⑶ 導(dǎo)向裝置為了防止珩磨油石進(jìn)出孔時被碰壞，避免珩磨頭上其他零件與被加工表面接觸，珩磨頭上一般都裝有前導(dǎo)向頭、導(dǎo)向條、后導(dǎo)向套等，小直徑通孔珩磨采用前導(dǎo)向頭。導(dǎo)向條及導(dǎo)向頭外徑應(yīng)大于或等于珩磨油石收縮至極限位置時的外徑，小于被加工孔在珩磨前的最小孔徑。導(dǎo)向條的數(shù)量與油石數(shù)量相等，導(dǎo)向條長度每端超出油石 8～10mm ，導(dǎo)向條兩端應(yīng)有 1015176。倒錐，導(dǎo)向條外徑圓柱度應(yīng)小于 ，與工件已加工表面接觸的導(dǎo)向件材料，采用夾布膠木；與工件待加工表面接觸的導(dǎo)向件材料，采用碳鋼、合金鋼或青銅，導(dǎo)向條采用硬質(zhì)合金。⑷ 珩磨頭基體、漲錐等主要零件的材料珩磨頭基體、漲錐等主要零的材料要求有較高的強(qiáng)度和硬度，可選用CrWMn，CrMn，9SiCr 或 T8A 材料，要求硬度達(dá) HRC62 以上。 兩種改進(jìn)方案的分析比較與優(yōu)化選擇⑴ 方案一 該種方案結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，有珩磨頭體、兩個轉(zhuǎn)動環(huán)、外部活動套、油石座、油石、兩個圓柱銷以及輔助零件連接螺釘和油路連接件等 10 部分所組成，由于其解決了方案一中出現(xiàn)的油石座與油石受力不均勻的問題，故該種結(jié)構(gòu)所裝配的油石可以取得較長些，以增大油石與工件的接觸面積，從而大大提高珩磨效率。根據(jù)內(nèi)孔珩磨的經(jīng)驗(yàn)值，當(dāng)被加工工件直徑范圍為 29~ 35mm 時，可取其油石型號為?QL120A1K2，為長方體形狀（長寬高） ，其尺寸規(guī)格為 120108，再由油石條與油石座以及珩磨頭體和外部轉(zhuǎn)動套之間的裝配關(guān)系，便可初步確定該種方案的大體結(jié)構(gòu)尺寸以及各個零件的詳細(xì)尺寸，取其珩磨頭體總長為 360mm，取其外部活動套總長為 290mm，取其轉(zhuǎn)動環(huán)總長為 。其裝配圖及各零件如圖 27 所示： 資料 1490008574 1珩磨頭體； 2活動套；3圓柱銷；4轉(zhuǎn)動環(huán)；5油石條；6油石座；7油管接口；8 珩磨頭連接件圖 27 珩磨頭方案一裝配結(jié)構(gòu)該種結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)缺點(diǎn): 缺點(diǎn)是零件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造較為困難，因此成本較高，并且安裝與拆卸較為麻煩。優(yōu)點(diǎn)是其含有兩個轉(zhuǎn)動環(huán)即有兩錐面，這樣轉(zhuǎn)動環(huán)與油石座進(jìn)行配合時，就可解決油石條與油石座兩邊受力不均勻的問題，從而可使油石條的尺寸規(guī)格叫現(xiàn)有珩磨頭中的大，這樣便可增大油石條與工件的接觸面積，從而大大提高珩磨效率。另外由于其轉(zhuǎn)動環(huán)與開有槽子的珩磨頭體還依靠兩個圓柱銷進(jìn)行連接，這樣轉(zhuǎn)動環(huán)便只有軸向進(jìn)給運(yùn)動，而無周向轉(zhuǎn)動，如此便可解決由于螺紋松動導(dǎo)致珩磨加工無法進(jìn)行的問題。⑵ 方案二該種方案結(jié)構(gòu)較方案一簡單，有珩磨頭體、轉(zhuǎn)動環(huán)、外部活動套、油石座、油石、以及輔助零件連接螺釘和油路連接件等 7 部分所組成，由于其亦解決了現(xiàn)有珩磨頭中出現(xiàn)的油石座與油石受力不均勻的問題，故該種結(jié)構(gòu)所裝配的油石也可以取得較長些，以增大油石與工件的接觸面積，從而大大提高珩磨效率。根據(jù)內(nèi)孔珩磨的經(jīng)驗(yàn)值，當(dāng)被加工工件直徑范圍為 28 左右時，可取其油石型號為?QL120A1K2，為長方體形狀（長寬高） ，其尺寸規(guī)格為 120108，再由油石條與油石座以及珩磨頭體和外部轉(zhuǎn)動套之間的裝配關(guān)系，便可初步確定該種方案的大體結(jié)構(gòu)尺寸以及各個零件的詳細(xì)尺寸，取其珩磨頭體總長為 305mm，取其外部活動套總長為 145mm，取其轉(zhuǎn)動環(huán)總長為 70mm。其裝配圖及各零件如圖 28 所示： 資料 1490008574 1珩磨頭體；2轉(zhuǎn)動環(huán)；3 螺釘；4油管接口；5活動套；6油石條；7 油石座；8珩磨頭連接件圖 28 珩磨頭方案二裝配結(jié)構(gòu)該種結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)缺點(diǎn):缺點(diǎn)是部分零件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工制造較為困難，因此成本較高。優(yōu)點(diǎn)是其外部活動套含有兩錐面，這樣外部活動套與油石座進(jìn)行配合時，就可解決油石條與油石座兩邊受力不均勻的問題，從而可使油石條的尺寸規(guī)格較現(xiàn)有珩磨頭中的大，這樣便可增大油石條與工件的接觸面積，從而大大提高珩磨效率。又由于其車有螺紋的外部轉(zhuǎn)動環(huán)與外部活動套相對獨(dú)立運(yùn)動，即轉(zhuǎn)動環(huán)既進(jìn)行周向轉(zhuǎn)動，又進(jìn)行軸向進(jìn)給運(yùn)動，而外部活動套受到外部轉(zhuǎn)動環(huán)的作用只進(jìn)行軸向進(jìn)給運(yùn)動，如此也可以解決由于螺紋松動導(dǎo)致珩磨加工無法進(jìn)行的問題。另外安裝與拆卸較方案一方便。通過以上兩種方案的詳述與分析比較，選擇方案二所設(shè)計的超細(xì)長外圓珩磨頭作為本次畢業(yè)設(shè)計的最終珩磨頭方案。 珩磨頭總體結(jié)構(gòu)尺寸的確定珩磨加工時，為了不浪費(fèi)油石條，規(guī)定該珩磨頭所用珩磨油石條在加工工件時最少珩磨其一半，另外，我們還要規(guī)定，為了使珩磨加工能順利進(jìn)行，油石座必須滿足其不能伸出珩磨頭體超過其厚度的 1/3～1/2。⑴ 單錐面外圓珩磨頭結(jié)構(gòu)尺寸的確定現(xiàn)根據(jù)所選擇標(biāo)準(zhǔn)油石條尺寸 5064(長寬高)可定出油石座基本尺寸50811(長 寬厚)，并且取其錐度為 30176。，其徑向深入可達(dá) 3mm。假設(shè)初選珩磨頭體通孔直徑為 ?30mm，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求，所設(shè)計的外圓珩磨頭所加工工件的直徑范圍為 28~ 70mm，如果將圖 25 中的裝配位置作為初始位置的話，那么，?該珩磨頭徑向調(diào)節(jié)尺寸為 24~ 30mm。?⑵ 方案二珩磨頭結(jié)構(gòu)尺寸的確定現(xiàn)根據(jù)所選擇標(biāo)準(zhǔn)油石條尺寸 120108(長寬高)可定出油石座基本尺寸 資料 1490008574 12014(長寬厚)，并且取其錐度為 38176。，其徑向深入可達(dá) 7mm。假設(shè)初選珩磨頭體通孔直徑為 40mm，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書中的要求，所設(shè)計的外圓珩磨頭?的加工直徑范圍為 28~ 70mm，如果將圖 28 中的裝配位置作為初始位置的話，那么，該珩磨頭徑向調(diào)節(jié)尺寸為 20~ 34mm。?⑶ 方案一珩磨頭結(jié)構(gòu)尺寸的確定現(xiàn)根據(jù)所選擇標(biāo)準(zhǔn)油石條尺寸 120108(長寬高)可定出油石座基本尺寸12014(長寬厚)，并且取其錐度為 52176。，其徑向深入可達(dá) 7mm。假設(shè)初選珩磨頭體通孔直徑為 35mm，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書中的要求，所設(shè)計的外圓珩磨頭?的加工直徑范圍為 28~ 70mm，如果將圖 27 中的裝配位置作為初始位置的話，那么，該珩磨頭徑向調(diào)節(jié)尺寸為 21~ 35mm。? 珩磨頭各零部件的選擇與設(shè)計本次畢業(yè)設(shè)計所要求加工工件直徑范圍為 28~ 70mm，所以要求是一個系列，?而所選擇改進(jìn)后的雙錐面珩磨頭的徑向調(diào)節(jié)尺寸為 20~ 34mm。⑴ 油石條的選擇所用到的的油石條是由煙臺強(qiáng)力珩磨應(yīng)用有限公司生產(chǎn)，其型號為QL120A1K2，其生產(chǎn)的主要尺寸規(guī)格見表 24。根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計所選擇的改進(jìn)方案以及珩磨加工的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值，該種方案尺寸規(guī)格選擇 120108(長寬高)，根據(jù)珩磨加工要求，選擇制造材料為白剛玉(WA)。表 24 油石條常用尺寸規(guī)格序號 長寬高1 50642 80663 80844 10010105 1201086 1251387 1401388 14013109 1401313⑵ 油石座的設(shè)計其加工材料選擇 45 鋼，將其可設(shè)計成凹字形并采用粘接式與油石條固定在一起，根據(jù)油石條的尺寸以及其本身的加工方式來確定其尺寸規(guī)格，其長度與油石條的長度可相同，其寬度比油石條寬度略大出一些，其高度方向?yàn)閳A弧狀，并且圓弧半徑可根 資料 1490008574 據(jù)與其進(jìn)行配合的活動套的圓弧尺寸大小相一致。其長度方向與寬度方向均可有一定的上下偏差量，通過相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值可確定其具體數(shù)值，對于表面質(zhì)量也有一定要求，即油石座的四個側(cè)面及圓錐面均有較高精度要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值可取其表面粗糙度為，其余面可取為 （Ra 值） 。其加工制造方式為：先在一根圓柱棒料上用外圓車刀車出其大體形狀，再進(jìn)行線切割，即可獲得一定數(shù)量的油石座，最后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，使其滿足 HRC25～30。油石座結(jié)構(gòu)如圖 29 所示。圖 29 油石座⑶ 珩磨頭體的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)所設(shè)計的珩磨頭的總體方案及裝配要求，珩磨頭體須裝配油石條與油石座，珩磨頭連接件，轉(zhuǎn)動環(huán)以及外部活動套，所以就要求其上一端必須開有兩螺紋孔用以和刀架進(jìn)行連接；其上必須車有一段螺紋，以和外部轉(zhuǎn)動環(huán)進(jìn)行配合；