【正文】 宜人性好。改裝后的珩磨機(jī)床稍作恢復(fù)，仍可作為車床使用。改造對車床的要求不高，可以用舊機(jī)床進(jìn)行，改裝時，不改變原車床的性能，只需要將機(jī)床刀架部分進(jìn)行改造，使其帶動外圓珩磨頭進(jìn)行縱向進(jìn)給與橫向移動。而采用普通車床改裝為珩磨加工機(jī)床，由于其成本低，制造周期短以及一床多用（車削，深孔珩磨和超細(xì)長外圓珩磨）等優(yōu)點(diǎn)，已為許多科研院所所接受。 資料 1490008574 2 外圓珩磨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 外圓珩磨系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)國內(nèi)外現(xiàn)在生產(chǎn)的珩磨機(jī)可分為立式與臥式兩種，目前除加工兩米以上的長零件和加工外形復(fù)雜、不易裝夾的小型零件的手動往復(fù)珩磨機(jī)采用臥式之外，一般均采用立式珩磨機(jī)。以保證工件最終的加工精度及表面質(zhì)量。待解決的問題主要是刀架部分的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換與外圓珩磨頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)。機(jī)床性能分析與校核，根據(jù)試驗(yàn)后所記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而對所設(shè)計(jì)外圓珩磨機(jī)床進(jìn)行性能分析，并進(jìn)行機(jī)床校正。機(jī)床刀架部分的改造設(shè)計(jì)，根據(jù)改造的總體設(shè)計(jì)方案對車床刀架部分進(jìn)行詳細(xì)的改造與設(shè)計(jì)，從而可對工件進(jìn)行珩磨加工。改造方案的總體設(shè)計(jì)，深入觀察和了解車床 CA61635000，掌握其基本結(jié)構(gòu)尤其是刀架部分，理解其刀具與工件之間的相對運(yùn)動，加之對珩磨機(jī)理的認(rèn)識與了解，從而提出改造的總體方案。 研究、設(shè)計(jì)方法及理論依據(jù)本課題的方法步驟遵循：參照分析研究，改造方案的總體設(shè)計(jì)，機(jī)床刀架部分的改造設(shè)計(jì)，外圓珩磨頭等改進(jìn)、設(shè)計(jì)，外圓珩磨試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析，機(jī)床性能分析與校核。本課題針對珩磨機(jī)理進(jìn)行研究，選擇合理的方式與材料設(shè)計(jì)新型外圓珩磨頭，提出改進(jìn)方案，并且對被加工工件進(jìn)行加工精度和表面質(zhì)量的測試與分析，進(jìn)而研究所設(shè)計(jì)外圓珩磨機(jī)床的性能，最終提高外圓加工工件的精度等級和表面粗糙度，以提高經(jīng)濟(jì)效益，從而適應(yīng)現(xiàn)代社會工業(yè)高速發(fā)展的需求。⑶ 定壓—定量進(jìn)給珩磨 開始時以定壓進(jìn)給珩磨，當(dāng)油石進(jìn)入堵塞切削階段時，轉(zhuǎn)換為定量進(jìn)給珩磨，以提高效率。因?yàn)楫?dāng)油石產(chǎn)生堵塞切削力下降時，進(jìn)給量大于實(shí)際磨削量，此時珩磨壓力增高，從而使磨粒脫落、破碎，切削作用增強(qiáng)。⑵ 定量進(jìn)給珩磨 定量進(jìn)給珩磨時，進(jìn)給機(jī)構(gòu)以恒定的速度擴(kuò)張進(jìn)給，使磨粒強(qiáng)制性地切入工件。若繼續(xù)珩磨，油石堵塞嚴(yán)重而產(chǎn)生粘結(jié)性堵塞時，油石完全失去切削能力并嚴(yán)重發(fā)熱，孔的精度和表面粗糙度均會受到影響。第三階段為堵塞切削階段，繼續(xù)珩磨時油石和孔表面的接觸面積越來越大，極細(xì)的切屑堆積于油石與孔壁之間不易排除，造成油石堵塞，變得很光滑。因此，油石磨粒脫落很少，此時磨削不是靠新磨粒，而是由磨粒尖端切削。 第二階段是破碎切削階段，隨著珩磨的進(jìn)行，孔表面越來越光，與油石接觸面積越來越大，單位面積的接觸壓力下降，切削效率降低。第一個階段是脫落切削階段，這種定壓珩磨，開始時由于孔壁粗糙，油石與孔壁接觸面積很小，接觸壓力大，孔壁的凸出部分很快被磨去。所以在用金剛石和立方氮化硼油石時，珩磨前要很好地修整油石，以確?？椎木?[1]。 需要說明的一點(diǎn)：由于珩磨油石采用金剛石和立方氮化硼等磨料，加工中油石磨損很小，即油石受工件修整量很小。因此，隨著珩磨的進(jìn)行，孔表面和油石表面不斷產(chǎn)生干涉點(diǎn)，不斷將這些干涉點(diǎn)磨去并產(chǎn)生新的更多的干涉點(diǎn)，又不斷磨去，使孔和油石表面接觸面積不斷增加，相互干涉的程度和切削作用不斷減弱，孔和油石的圓度和圓柱度也不斷提高，最后完成孔表面的創(chuàng)制過程。此外，珩磨頭每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，油石與前一轉(zhuǎn)的切削軌跡在軸向上有一段重疊度，使前后磨削軌跡的銜接更平滑均勻。其原理類似兩塊平面運(yùn)動的平板相互對研而形成平面的原理。因而加工精度受機(jī)床本身精度的影響較小，孔表面的形成基本上具有創(chuàng)制過程的特點(diǎn)。在大多數(shù)情況下，珩磨頭與機(jī)床主軸之間或珩磨頭與工件夾具之間是浮動的。旋轉(zhuǎn)及往復(fù)運(yùn)動的結(jié)果是，油石上的磨粒在孔的表面上的切削軌跡呈交叉而又不重復(fù)的網(wǎng)紋，因而獲得表面粗糙度較小的加工表面。其中包括成形運(yùn)動圖，砂條磨削軌跡展開圖以及合成速度圖。 珩磨加工的工作原理內(nèi)孔珩磨加工如圖 11 所示 [1]。⑷ 具有較高的生產(chǎn)率對機(jī)床精度的要求低，珩磨是大面積多刃切削加工，因而具有較高的材料切除率，如珩磨直徑為 100mm 左右的缸套孔，其材料切除率可達(dá) 300~500mm/s。但存在高的殘余壓應(yīng)力，這些都有利于零件使用壽命的提高。但珩磨加工不能提高被加工孔的位置精度。加工直徑小于50mm 的孔時，其軸心線直線度可達(dá) 1μm。而我們西安石油大學(xué)深孔加工研究所針對一些小型機(jī)械加工和維修廠家的資金不足且所加工零件都是小批量的特點(diǎn)，開發(fā)了將車床改裝成臥式深孔珩磨機(jī)床的技術(shù)，受到用戶的好評。在珩磨技術(shù)及控制技術(shù)研究方面，國內(nèi)起步較晚，而且相關(guān)設(shè)備和數(shù)控系統(tǒng)主 資料 1490008574 要是依靠進(jìn)口和國外企業(yè)的合作開發(fā)，國外雖研究起步較早，但進(jìn)口該設(shè)備成本過高。此機(jī)床的冷卻系統(tǒng)，采用三級過濾，充分保證了冷卻液的清潔度。對一般圓柱形深孔零件，粗鏜后進(jìn)行粗精珩磨，若使用冷拔鋼管，可直接進(jìn)行強(qiáng)力珩磨改變了深孔加工多工序的傳統(tǒng)工藝方法，有效地提高了生產(chǎn)率。在珩磨過程中采用自動循環(huán)定時控制，往復(fù)速度由儀表顯示，換向平穩(wěn)，高速方便，容易保證孔徑尺寸精度和減輕勞動強(qiáng)度。該機(jī)床加工的零件孔徑精度達(dá) IT7 級以上，表面粗糙度達(dá)~。機(jī)床可自動調(diào)整沖程位置。善能公司的可編程的觸摸屏消除了多按鈕面板的混亂現(xiàn)象，減少了調(diào)整時間。觸摸屏也可顯示機(jī)床的工作狀況：主軸的負(fù)載、高低點(diǎn)、珩磨頭位置、珩磨時間、進(jìn)給速率、功率范同等。采用 PLC(工業(yè)PC 控制系統(tǒng)) 對沖程位置，油石進(jìn)給速率和切削壓力進(jìn)行設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)對孔形的最佳控制。IPC/MPC 的油石進(jìn)給控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的切削加工和油石的磨損補(bǔ)償，保證了最高效的操作運(yùn)轉(zhuǎn)。主軸通過一個無級變速的齒輪箱驅(qū)動裝置，對不同孔徑的零件很容易地設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速。如善能 HT系列臥式強(qiáng)力珩磨機(jī)是善能孔加工經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的全自動技術(shù)的完美結(jié)合，性能非常卓越，是大孔工件珩磨的最佳選擇。經(jīng)過近八十年的發(fā)展，善能公司已成為世界上最大的從事珩磨技術(shù)的專業(yè)化公司。國外珩磨機(jī)床的發(fā)展以美國善能公司為代表。通過改變磨具的轉(zhuǎn)速，也可以在一定范圍內(nèi)無級徑向調(diào)速。這類微小深孔的特點(diǎn)是表面相糙度要求很高，加工余量很小。其原理是利用具有一定能量密度的激光束在已經(jīng)機(jī)械珩磨的機(jī)械表面上，通過去除表面材料進(jìn)行微觀幾何造型，在表面上形成與潤滑性能要求優(yōu)化匹配的、連續(xù)均勻的、具有一定密度(間距)、寬度、深度、角度、形狀的儲存和輸送潤滑油的油路和凹腔，從而提供能優(yōu)化潤滑狀況和有利于形成液體動眶潤滑條件的表面結(jié)構(gòu)形貌，以便在摩擦副表面之間形成具有最小厚度的動壓潤滑油膜，減少崮體間的直接接觸，達(dá)到減小磨損的作用。因此，超聲振動珩磨是解決高硬度鋼精密深孔加工的有效方法之一。它特別適用于采用其它工藝無法保證精度的情況下有效加工的長管件和長桿件內(nèi)、外圓表面的精密加工。所謂強(qiáng)力珩磨就是其磨削工件時壓力大，比普通珩磨大 5~7 倍；加工余量大，比普通珩磨大 10~20 倍；磨削效率高，比普通珩磨高 20~30 倍；加工質(zhì)量好，尺寸精度可達(dá) IT5~IT6，表面粗糙度可達(dá) 。⑴ 孔擠壓珩磨工藝又稱為磨料流加工技術(shù)，是利用半固態(tài)的研磨料，在限制通道范圍內(nèi)，在擠壓力作用下，使磨料在被加工表面進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，對內(nèi)孔表面進(jìn)行研磨、拋光，清除表面硬化層，降低表面粗糙度的一種深孔表面光整加工技術(shù)。珩磨加工是內(nèi)孔精加工的一種有效方法，現(xiàn)在珩磨已不僅用作高精度要求的最終加工工序，并且還可作為切除較大余量的中間工序，是一種高效、優(yōu)質(zhì)的加工方法。其存在的缺點(diǎn)是對珩磨操作人員的技能要求較高，高精度的網(wǎng)紋參數(shù)工藝設(shè)計(jì)與診斷完全由操作人員掌握和控制調(diào)節(jié)，珩磨網(wǎng)紋的加工質(zhì)量很大程度上取決于操作人員技能高低。當(dāng)前，在發(fā)達(dá)國家，對珩磨技術(shù)方面的研究主要側(cè)重于新型珩磨技術(shù)研發(fā)，如 資料 1490008574 德國拉格爾公司研制的雙向雙進(jìn)給平頂珩磨，德國格林公司最新研制的激光珩磨，美國善能公司新開發(fā)的刷珩技術(shù)。著名的檢測系統(tǒng)有英國泰勒、德國霍梅爾、德國馬爾、日本精工等。表面粗糙度檢測儀器的研究，主要是為適應(yīng)精密偶件珩磨技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，根據(jù)珩磨網(wǎng)紋微觀結(jié)構(gòu)，國際先進(jìn)的檢測儀器可檢測 70 種以上參數(shù)。隨著工程技術(shù)領(lǐng)域?qū)Πl(fā)動機(jī)運(yùn)行機(jī)理的深入研究，對珩磨工藝技術(shù)提出了更高的要求，由 70 年代以前單純追求珩磨工藝獲得內(nèi)壁尺寸高精度的尺寸公差和形位公差，發(fā)展到當(dāng)今，在控制尺寸精度和形位公差的同時，更注重控制珩磨網(wǎng)紋的微觀結(jié)構(gòu)(如網(wǎng)紋石墨裸露率、表面金屬折皺、波峰與波谷形態(tài)等)，研究不同珩磨類型的適用性(如鏡面和平臺網(wǎng)紋等 )，其中平臺網(wǎng)紋以其理想的網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)，在大功率、重載、高速類汽車發(fā)動機(jī)和中、低速船柴發(fā)動機(jī)中得到普遍重視。近年來，珩磨已成為發(fā)動機(jī)氣缸套、氣缸體孔以及工程機(jī)械中重要的液壓缸等精密偶件孔加工必不可少的工藝技術(shù)，通過良好的珩磨，在發(fā)動機(jī)方面，大大縮短了跑合時間，減少了燃料消耗，避免了孔的拉毛劃傷；在液壓偶件孔方面，它通過工作表面均勻的油膜，大大提高了偶件間的配合精度，增強(qiáng)密封性能，提高液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性與功率增長。如今，珩磨已不再是一種只能提高表面粗糙度的加工方法，而成為能夠快速可靠地去除一定的余量、提高表面粗糙度和精度的一種半精加工和精加工的工藝方法。早期的珩磨，主要用來提高工件的表面粗糙度，效率低，應(yīng)用范圍小。此外，珩磨在增壓器零件上的應(yīng)用，根據(jù)增壓器中間殼的材料和內(nèi)孔的特殊結(jié)構(gòu)形式，可采用電鍍金剛石磨粒套作為珩磨工具，多立軸式結(jié)構(gòu)型式，可以實(shí)現(xiàn)在一個循環(huán)過程中完成粗加工、半精加工、精加工和去毛刺等多個加工部序，多工位轉(zhuǎn)臺可以實(shí)現(xiàn)加工過程的自動化，提高工作效率。珩磨在油泵油嘴行業(yè)的應(yīng)用，生產(chǎn)出來的善能 KGM—5000系列珩磨機(jī)是針對油泵油嘴行業(yè)的柱塞而開發(fā)的高精度珩磨機(jī)，去除量為 ，加工總周期為 30 秒；圓度 ；直線度 ；表面粗糙度 Ra ，從而實(shí)現(xiàn)了完全以珩代磨的目標(biāo)，從而大大延長了提高了油泵油嘴的性能和壽命，完全達(dá)到國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如，珩磨技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用，尤其是在先進(jìn)的精密孔加工中的應(yīng)用。使油石貼緊導(dǎo)向套內(nèi)的圓桿件，以進(jìn)行珩磨加工。為徹底改變這種由于加工工藝所帶來的較大誤差，故可采用一種細(xì)長圓桿狀外圓珩磨機(jī)，它有狹長的床身，床身縱向有導(dǎo)軌。因此，細(xì)長桿零件的砂帶磨削，單邊車削或磨削不銹鋼細(xì)長桿零件，由于剛性差，若不采取相應(yīng)的措施，往往不能進(jìn)行加工。本課題即源于裝備制造業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，眾所周知：車工怕車桿，這句話反映出車削細(xì)長桿的難度。 honing test 資料 1490008574 資料 1490008574 目 錄1 緒論 ..................................................................................................................................1 研究、設(shè)計(jì)的目的及意義 ......................................................................................1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ......................................................................................................1 珩磨加工的特點(diǎn) ..................................................................................................5 珩磨加工的工作原理 ..........................................................................................5 珩磨加工的切削過程 ..........................................................................................7 研究、設(shè)計(jì)方法及理論依據(jù) ..................................................................................8 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 ..............................................................................................92 外圓珩磨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................10 外圓珩磨系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) ................................................