連桿孔研磨裝置設(shè)計

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1、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 連桿孔研磨裝置設(shè)計 6 前言 本次設(shè)計的課題是對柴油機連桿大小頭孔的研磨裝置的設(shè)計。通過我們在內(nèi)江峨嵋柴油機廠連桿生產(chǎn)車間的實際參觀和對連桿技術(shù)材料的分析，以及老師的講解，我們對連桿有了足夠的認識。連桿是柴油機中非常重要的一個部件，它連接了活塞與曲軸，把作用在活塞頂面的氣體膨脹的力傳給了曲軸，使活塞的往復(fù)運動變?yōu)榱饲S的旋轉(zhuǎn)運動。連桿在工作中承受著劇烈變化的動載荷，承受著瞬變的旋轉(zhuǎn)壓力。連桿在運動中形成的慣性力和離心力相當(dāng)大，在這樣的工作條件下，要求連桿有強度高、重量輕、剛性好、韌性強、使用壽命長的特點

2、。 從峨柴廠的實習(xí)中我們可以發(fā)現(xiàn)，連桿的生產(chǎn)中，研磨大小頭孔的工藝相當(dāng)?shù)穆浜?。在金剛鏜床上鏜削后在采用手工研磨大小頭孔。這種方法存在著很大的弊端。 1．手工研磨的研磨余量不好把握，使連桿的大小頭孔的研磨余量不均勻，影響了工件的精度及使用性能。 2．手工研磨的生產(chǎn)效率低，只適應(yīng)于小批量生產(chǎn)，不能滿足大批量生產(chǎn)的需要，阻礙了產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模的擴大。 為了解決以上問題，本次設(shè)計的任務(wù)就是要設(shè)計一臺可以代替手工研磨的專用裝置。為了保證大小頭孔的相對位置精度，專用磨床要可以實現(xiàn)兩孔同時加工，并且具備結(jié)構(gòu)簡單、加工精度高、成本低、自動化程度高、操作簡單等特點，以滿足產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的需要。

3、 目錄 摘要 3 Abstract 4 １　課題的提出 5 2 傳動方案的擬定 6 2.1 設(shè)計的目的分析 7 2.2 主運動傳動方案的確定 7 2.3 進給運動傳動方案的確定 7 3　設(shè)計計算 10 4 研磨頭部分的設(shè)計 25 4.1 研具材料的選擇： 25 4.2 研磨棒的結(jié)構(gòu)： 25 4.3 研磨操作工藝參數(shù)的選?。?26 4.4 研磨膏的配制： 26 5 其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計 27 5.1 主軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 27 5.2床身的設(shè)計 27 5.3底座的設(shè)計 28 5.4防護罩 28 6 重點分析說明 28 6.1 主軸支承部分結(jié)構(gòu)的分析 28

4、 6.2 軸承的潤滑 29 7 使用及其維護說明 30 7.1 使用說明 31 7.2 維護說明 31 參考資料 31 附件A 33 附件B 35 附件C 42 摘要 連桿是柴油機中非常重要的一個部件，它連接了活塞與曲軸，把作用在活塞頂面的氣體膨脹的力傳給了曲軸，使活塞的往復(fù)運動變?yōu)榱饲S的旋轉(zhuǎn)運動。連桿在工作中承受著劇烈變化的動載荷，承受著瞬變的旋轉(zhuǎn)壓力。連桿在運動中形成的慣性力和離心力相當(dāng)大，在這樣的工作條件下，要求連桿有強度高、重量輕、剛性好、韌性強、使用壽命長的特點。 連桿大小頭孔在金剛鏜床上加工后進行手動滾壓

5、小頭孔，這種加工只適應(yīng)于小批量生產(chǎn)，然而在大批量的生產(chǎn)中就沒有實際的意義，因為這種加工不容易達到精度和表面粗糙度要求。為了解決這一問題，需要在加工方法上進行改進，使用能同時研磨大小頭孔的專用裝置，以提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度，提高加工精度。所以設(shè)計了這臺能同時研磨大小頭孔的專用機床。 關(guān)鍵詞：連桿、強度、壽命、改進、效率。 Abstract Connecting rod is a very important diesel engine component. It links the p

6、iston and crank, piston top face in the role of the gas expansion of the crank to enable the movement to the piston into the rotation of the crank movement. Connecting rod dramatic changes in their work bear the moving load, the D-bear pressure. Connecting rod in the movement of inertia and centrifu

7、gal force considerable power in the working conditions for connecting rod with high intensity, light weight, although good, strong resilience, life-long characteristics. Connecting rod sizes in the first lords boring lathe processing Kong after the first small hand rollers Kong, which only appl

8、y to small batch processing, and then in the production of large quantities of no practical significance, since it is not easy to achieve precision processing and surface roughness. To address this problem, the need for improvements in processing methods, and equipment used to the size of the first

9、Kong dedicated machine tools to increase productivity and reduce labor intensity, and enhance processing accuracy. Keywords：Connecting rod、Intensity、 life expectancy,、improve、 efficiency。 １　課題的提出 本次設(shè)計的課題是柴油機連桿孔研磨裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計。通過我們在四川內(nèi)江峨嵋柴油機廠連桿生產(chǎn)車間的實際參觀和對連桿技術(shù)資料的分

10、析，以及老師與車間工人的現(xiàn)場講解，使我對連桿有了足夠的認識。連桿是柴油機中一個非常重要的部件。它連接活塞與曲軸，把活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。連桿在工作中承受著劇烈變化的動載荷，承受著瞬變的旋轉(zhuǎn)壓力。連桿在運動過程中形成的慣性力和離心力相當(dāng)大，在這樣的工作條件下，要求連桿具有有強度高、重量輕、剛性好、韌性強、使用壽命長的特點。 在實習(xí)中我們發(fā)現(xiàn)，在連桿的生產(chǎn)過程中，研磨大小頭孔的工藝相當(dāng)?shù)穆浜?。在金剛鏜床上鏜削后再采用手工研磨大小頭孔。這種方法存在著很大的弊端：一、手工研磨的研磨余量不好把握，，影響工件的形狀公差和使用性能。二、手工研磨的生產(chǎn)效率低，只適用于小批量生產(chǎn)，不能

11、滿足大批量生產(chǎn)的需要，阻礙了產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模的擴大。為了解決以上問題，本次設(shè)計的任務(wù)就是要設(shè)計一臺可以代替手工研磨的研磨裝置。為了保證大小頭孔的相對位置精度，研磨裝置要可以實現(xiàn)兩孔同時加工，并且具備結(jié)構(gòu)簡單、加工精度高、成本低、自動化程度高、操作簡單等特點，以滿足產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的需要。 附：連桿的技術(shù)要求 注：材料：45鋼 熱處理：調(diào)質(zhì)HBS219~293 在研磨工序之前，連桿兩端高度差，兩端的厚度相等 2 傳動方案的擬定 2.1 設(shè)計的目的分析 課題的要求是設(shè)計一臺研磨185型柴油機連桿的專用研磨機床，實現(xiàn)連桿大小頭孔同時自動研磨，并且具有較高的自動化程度，

12、生產(chǎn)效率高，以此來改善目前連桿加工主要靠手工研磨，加工精度差，生產(chǎn)效率低的現(xiàn)狀。 在本次設(shè)計中我選用自由嵌砂研磨加工,這種加工方法加工精度可達到Ra0.02--0.04um,可以滿足連桿的技術(shù)要求,并且能保持較高的生產(chǎn)率。研磨時,研磨劑連續(xù)加注或涂于研具的表面,起滑動作用,大部分的磨料則懸浮于研具與工件表面之間,起滾動切削的作用。 研磨加工中的主運動是研磨棒的旋轉(zhuǎn)，進給運動是工件隨工作臺的來回往復(fù)運動。其中進給運動要求能夠?qū)崿F(xiàn)快進、工進、工退、快退等操作，并且既能夠?qū)崿F(xiàn)自動循環(huán)進給運動，又能夠?qū)崿F(xiàn)人工控制進給運動。 2.2 主運動傳動方案的確定 考慮立式布局工作時工件、工作

13、臺及夾具等由于重力的因素，在傳動過程中容易磨損。機床采用臥式布局。主運動采用電動機通過傳動帶傳動。帶傳動具有傳動平穩(wěn)、噪聲小、緩沖吸振、過載保護和便于張緊的優(yōu)點。雖然帶傳動具有不能保證準(zhǔn)確的傳動比以及易于打滑的缺點，但本次設(shè)計研磨的裝置中對傳動比準(zhǔn)確度要求不高，且所受工作載荷不太高，所以帶傳動的這些缺點對研磨的精度并不會產(chǎn)生大的影響。 2.3 進給運動傳動方案的確定 2.3.1 進給系統(tǒng)的選擇 液壓系統(tǒng)作為一種傳動技術(shù)，相對氣動，機械傳動，電氣傳動，具有以下突出優(yōu)點： ①能產(chǎn)生很大的力，而且容易控制。 ②能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速 借助于閥或變量泵、變量馬達等控制元件可以方便地進

14、行無級調(diào)速，調(diào)速比可達2000，且可以獲得較低的穩(wěn)定速度。 ③布局方便靈活 用液壓傳動實現(xiàn)直線運動比用機械傳動簡單。 ④容易實現(xiàn)過載保護，安全性大 機械設(shè)備中如果承受許用界限以上的負載是很危險的。液壓系統(tǒng)中通過使用安全閥（液流閥）等液壓元件可以實現(xiàn)自動過載保護。 ⑤運動平穩(wěn)可靠 液壓元件能自動潤滑，使用壽命長。 ⑥便于實現(xiàn)自動化和中等距離內(nèi)的能量分配、傳輸和控制 ⑦液壓元件易于標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。 雖然液壓系統(tǒng)也有其自身的缺點，但是根據(jù)本次設(shè)計的專用機床進給運動為往復(fù)直線運動的特點，本次設(shè)計的機床的進給系統(tǒng)采用液壓傳動更合適。 2.3.2 方案的比較和確定 ①傳動方案的

15、擬訂 根據(jù)研磨裝置在工作中的工況要求及液壓傳動的特點，可以擬訂以下的傳動方案（進給運動） 方案一：液壓控制回路圖如下。 YA1 YA2 YA3 快進 + - + 工進 + - - 工退 - + - 快退 - + + 停止 - - - 圖2 1---液壓缸 2---三位五通電磁閥 3---調(diào)速閥 4---常閉式二位二通電磁閥 5--- 液壓泵電機 6---變量泵 7---濾油器 8---油箱 方案二：液壓控制回路如

16、下。 1---液壓缸 2---三位五通液動滑閥 3---節(jié)流閥 4---液壓泵電機 5---變量泵 6---濾油器 7---油箱 8三位四通電磁閥 8---油箱 ②兩種方案的比較 方案一：這種油路基本能夠?qū)崿F(xiàn)快進、工進、工退、快退和停止這些工況的要求。雖然油路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但是由于直接采用行程開關(guān)來使活塞桿換向，阻力較大，換向不靈敏，且運動過程中沖擊力較大，使得進給過程因液壓

17、油的沖擊而運動不平穩(wěn)。并且由于主油路上沒有節(jié)流閥，對快進和快退無法進行速度調(diào)節(jié)。 方案二：這種油路也能夠?qū)崿F(xiàn)快進、工進、工退、快退和停止這些工況的要求。由于油路中有節(jié)流閥，它可以調(diào)整快進和快退的速度；回油路上的調(diào)速閥可以調(diào)整工進和工退時的速度；采用了先導(dǎo)式的結(jié)構(gòu)可以減少進油的沖擊，活塞桿的換向較靈敏；回油路上的單向閥可以使回油平穩(wěn)而不急促，從而運動平穩(wěn)。這種結(jié)構(gòu)有利于速度的控制，有利于減小振動，使工作臺平穩(wěn)進給。但是此種油路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本較高。 ③方案的選取 從以上兩種方案的分析中可以看到，方案二結(jié)構(gòu)比方案一復(fù)雜，成本也較高些，但是其液壓沖擊振動比較小，并且可以實現(xiàn)無級調(diào)速，易于保證

18、加工精度，實現(xiàn)自動控制。參照連桿的生產(chǎn)綱領(lǐng)、加工精度，從長遠的經(jīng)濟效益考慮，方案二是最佳選擇。 32 3　設(shè)計計算 3.1 計算連桿大小頭內(nèi)孔面積 查《實用機械加工工藝手冊》，濕研內(nèi)孔的研磨壓力為0.12~0.28MPa,取濕研壓力0.2MPa,即 則切削力分別為： 3.2 計算傳遞效率 查《機械設(shè)計手冊》得傳遞效率 3.3 選擇電機 查《實用加工工藝手冊》得

19、，濕研內(nèi)孔速度50～100m/min，即0.83～1.6m/s，取濕研速度1.2m/s. 由kw 查《機械零件設(shè)計手冊》選取Y系列封閉三相異步電機，型號：Y112M—6,其額定電壓380V，額定頻率50HZ，電機為Y聯(lián)結(jié),[n]=940r/min.。 3.4 計算大小頭孔主軸的傳遞功率及轉(zhuǎn)速 3.4.1 連桿大頭孔主軸傳遞功率 連桿大頭孔主軸速度 連桿小頭孔主軸傳遞功率 連桿小頭孔主軸速度 3.4.2 帶傳動相關(guān)零件設(shè)計及計算 設(shè)計功率 查《機械零件設(shè)計手冊》得，工況系數(shù) 則，

20、選定帶型 查《機械零件設(shè)計手冊》圖，選取普通A型V帶。 確定傳動比 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 小輪直徑，即裝在電機軸上帶輪直徑，參考《機械零件設(shè)計手冊》取，。 大頭孔軸帶輪直徑 查《機械零件設(shè)計手冊》取 小頭孔軸帶輪直徑 查《機械零件設(shè)計手冊》取 兩主軸實際轉(zhuǎn)速 設(shè)計帶速 由 初定軸間距，取 mm 所需基準(zhǔn)長度 查《機械零件設(shè)計手冊》選取基準(zhǔn)長度 查《機械零件設(shè)計手冊》選取基準(zhǔn)長度 3.4.3 確定實際電機軸與主軸距離 確定大頭孔軸與電機主軸距離 安裝時所需最小軸間距 張緊或補償最大軸間距

21、 確定小頭孔軸與電機主軸距離 安裝時所需最小軸間距 張緊或補償最大軸間距 3.4.4 確定小帶輪包角 合乎要求 合乎要求 3.4.5 皮帶的選擇 單根V帶的基本額定功率 由，查《機械零件設(shè)計手冊》得，P=0.71w。考慮傳動比的影響，查《機械零件設(shè)計手冊》表得額定功率增量: 確定 V帶根數(shù) 1）對大頭孔主軸 查《機械零件設(shè)計手冊》得=0.99，=1.09 故 取3根 2） 對小頭孔主軸 查《機械零件設(shè)計手冊》得=1，=1.06 故 取2根 單根V帶的預(yù)緊

22、力 由 查《機械零件設(shè)計手冊》m=0.10kg/m 則 確定作用在大頭孔軸上力 確定作用在小頭孔軸上力 3.5 主軸設(shè)計 3.5.1 主軸材料 兩主軸均選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，達到HBS 217～255, ,許用彎曲應(yīng)力，，，，。 3.5.2 確定主軸的直徑 按軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩初估軸的最小直徑 由公式 對于大頭孔軸傳遞的功率 查《機械零件設(shè)計手冊》，得A取值為118--107 則 由于最小軸徑處裝有帶輪，且有一鍵槽，軸徑應(yīng)增大5% 則 對于小頭孔軸傳遞的功率 查《機械零件設(shè)計手冊》，得A取值為118--107 則 由

23、于最小軸徑處裝有帶輪，且有一鍵槽，軸徑應(yīng)增大5% 則 為便于主軸的設(shè)計制造，均取標(biāo)準(zhǔn)值 3.5.3 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 初估軸徑，并合理安排軸上零件（皮帶輪，滾動軸承，研磨桿等）軸向位置，按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，解決好軸上零件的軸向固定，軸上零件的周向連接。還應(yīng)考慮軸的結(jié)構(gòu)便于制造，裝拆，避免造成應(yīng)力集中，盡量提高軸的工作能力。 大頭孔主軸的設(shè)計計算 大頭孔軸結(jié)構(gòu)見圖 軸上尺寸有 OA=30mm,AB=120mm,BC=200mm,CD=60mm 1） 求支反力 知 則 對于‘H’面 2）計算彎矩 3）計算扭矩 軸傳

24、遞的扭矩 則 4）當(dāng)量彎矩計算 5）校核危險截面強度 知危險截面發(fā)生在B面出 綜上知符合強度要求 小頭孔主軸設(shè)計計算 小頭孔軸結(jié)構(gòu)見圖 軸上尺寸有 OA=30mm,AB=120mm,BC=200mm,CD=60mm 1）求支反力 知 則 對于‘H’面 2）計算彎矩 3）計算扭矩 軸傳遞的扭矩 則 4）當(dāng)量彎矩的計算 5）校核危險截面強度 知危險截面發(fā)生在B面處 綜上知符合強度要求 3.6 鍵的選擇 查《機械零件設(shè)計

25、手冊》，選取平頭A型普通鍵，型號： 查《機械零件設(shè)計手冊》中，鍵聯(lián)結(jié)的許用應(yīng)力 強度校核： 對于大頭孔軸鍵： 對于小頭孔軸鍵： 綜上，說明鍵符合強度要求 3.7 軸承的選擇 軸承的選擇查《機械零件設(shè)計手冊》，選向心角接觸球軸承，均選用7007C(GB/T 292—1994)型。相關(guān)參數(shù)為： 3.7.1 大頭孔軸承壽命計算 其受力分析如圖 則 1）當(dāng)工件工進時 知軸承1、2被壓緊，軸承3松開。為求出軸承極限壽命，假定軸承1被壓緊，2、3松開。則

26、 2）當(dāng)工件工退時 故 軸承3壓緊，軸承1、2松開 求軸承當(dāng)量載荷 1）當(dāng)工件工進時 取 查《機械零件設(shè)計手冊》，， 查表取沖擊載荷系數(shù)（中等沖擊） 查《機械零件設(shè)計手冊》 同理求出 2） 當(dāng)工件工退時 查《機械零件設(shè)計手冊》 查《機械零件設(shè)計手冊》 得 查《機械零件設(shè)計手冊》 得

27、 3）確定大頭孔軸承壽命 由 查《機械零件設(shè)計手冊》表 取溫度系數(shù)，轉(zhuǎn)速相同均為413r/min，選用來計算軸承的極限壽命 3.7.2 小頭孔軸承壽命計算 其受力分析如圖 則 1）當(dāng)工件工進時 知軸承1、2被壓緊，軸承3松開。為求出軸承極限壽命，假定軸承1被壓緊，2、3松開。則 2）當(dāng)工件工退時 故 軸承3壓緊，軸承1、2松開 求軸承當(dāng)量載荷 1）當(dāng)工件工進時 取 查《機械零件設(shè)計手冊》，，查表取沖擊載荷系數(shù)（中等沖擊）

28、 查《機械零件設(shè)計手冊》 同理求出 2）當(dāng)工件工退時 查《機械零件設(shè)計手冊》 查《機械零件設(shè)計手冊》 得 查《機械零件設(shè)計手冊》 得 （3） 確定小頭孔軸承壽命 由 查《機械零件設(shè)計手冊》表 取溫度系數(shù)，轉(zhuǎn)速相同均為413r/min，選用來計算軸承的極限壽命 4 研磨頭部分的設(shè)計 4.1 研具材料的

29、選擇： 研具在一定程度上會把本身的集幾何形狀復(fù)映給工件，因此，要求研具要有一定的幾何形狀精度，足夠的剛性。良好的耐磨性和精度保持性，材質(zhì)均勻，組織細密。 研具材料應(yīng)比工件軟，而連桿工件材料為45#，硬度為HB217～293，查詢《機械加工技術(shù)手冊》可選用鑄鐵為研具材料。 4.2 研磨棒的結(jié)構(gòu)： 由于是濕研研具，要考慮到及時排屑。存儲多余的磨料及散熱等，所以采用在研具上開直槽和螺旋槽的措施。 研具外徑口比工件內(nèi)徑小0.01--0.25mm，則大頭孔研具直徑53 小頭孔直徑28 。 研具與錐柄心軸的配合錐度選用1：50 錐柄心軸與主軸的配合錐選用莫氏3號錐角，取其精度等級為

30、5級，錐度C=1：19，錐角，錐角角度公差大頭為，小頭為。 4.3 研磨操作工藝參數(shù)的選?。? 2.3.1、研磨工藝參數(shù)的選取，查《實用機械加工工藝手冊》濕研內(nèi)孔的研磨壓力為0.12～0.28MPa,取濕研壓力0.2MPa,即2x105pa。研磨速度由查《實用加工工藝手冊》得，濕研內(nèi)孔速度50～100m/min，即0.83～1.6m/s，取濕研速度1.2m/s. 2.3.2、研磨孔的加工余量 查表15—18余量為0.07～0.04mm，取0.02mm（單邊余量）。 4.4 研磨膏的配制： 4.4.1 研磨液的選取 研磨的材料不同，研磨液也有所不同，大頭為45#，小頭銅

31、襯套，查表15—40知 研磨大頭用的研磨液配方為： 10號機油一份 + 煤油三份 + 錠子油少量 + 礦物油（適量） 研磨小頭用的研磨液配方為： 動物油（豬油加磨料拌成糊狀） + 30倍煤油 + 錠子油（少量） + 植物油 4.4.2 磨料的選取 原則：研磨軟鋼、有色金屬采用氧化系剛玉，研磨淬硬鋼、鑄鐵用SiC。 其中研磨液起調(diào)和磨粒和冷卻潤滑的作用，研磨越細，則精度越高。 根據(jù)查表15—3選用白剛玉類磨料。 由表15—4磨料粒度選擇W20。 4.4.3 混合脂的配方 由表15—41選?。河仓犷w粒44%、石蠟28%、工業(yè)用蠟油20%、蜂蠟8%，使用溫度80C—2

32、50C。 4.4.4 配制方法 先按配方配制好研磨液和混合脂，再將它們加熱到1000C，攪拌成混合液，待冷卻到600C--800C時逐漸加入磨料，并不斷攪拌直至成半軟膏狀，經(jīng)自然冷卻即可使用。 5 其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計 5.1 主軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 考慮到該機床的裝配以及拆卸、軸承的潤滑，采用了分割式箱體，其上還設(shè)有窺視孔觀察其內(nèi)部，通氣口、油塞（便于倒油）使結(jié)果更加得合理化。箱蓋與箱底采用錐銷定位方式，有利于位置度的保證，并用6個螺栓鎖緊。 5.2床身的設(shè)計 由于該機床屬于

33、專用機床，采用的是液壓系統(tǒng)進給，為了有利于機床的合理化，為此床身采用鑄鐵，并且床身高度受到一定的限制，床身筋板上的工作面只能用龍門刨或龍門銑來完成。 5.3底座的設(shè)計 機床底座主要采用出鑄造和焊接相結(jié)合的方法，同時增加筋板有利于提高機床的剛度。 5.4防護罩 機床的設(shè)計也應(yīng)該考慮其加工時的安全性，為此我們設(shè)計防護罩，它可以防止人與皮帶等傳動件的接觸，從而避免人身安全受到威脅可防止異物與皮帶等接觸，避免事故的發(fā)生 6 重點分析說明 6.1 主軸支承部分結(jié)構(gòu)的分析 6.1.1 從工作要求來

34、看： 從機床工作對主軸傳動部分要求來看，要求限制主軸的徑向跳動（擺動）和主軸的軸向移動。 從主軸傳動支承件的壽命影響因素來看，則要求對軸承潤滑，則相應(yīng)也就要求對油的密封。 從主軸的定位來看，要求主軸能夠被限制軸向移動和徑向擺動。 6.1.2 從設(shè)計結(jié)構(gòu)來看： 軸上臺階A，B可以限制軸承在軸向方向的移動。 因為研磨時，對于軸的軸向力比徑向力大得多，故用向心角接觸球軸承合理。當(dāng)工作軸向力向左時，此時軸承8、9被壓緊，軸承3被放松，軸承8、9因為被壓緊而產(chǎn)生向右的抗力即軸承支承力，以平衡軸向力。同樣當(dāng)軸向工作力向右時，則軸承8、9被放松，軸承3被壓緊，則此時軸承3也會產(chǎn)生一個

35、向左的抗力，以平衡軸向力。由此可見軸承3、8、9可以起平衡軸向力的作用（注：軸承只能提供較小的軸向支反力） 軸承擋圈4的作用是保證軸承3和9能夠調(diào)整（自動），避免了3和9相靠而不能起到應(yīng)有的向心推力作用。 軸承3、8、9在軸承端蓋的作用下，被限制定位，通過7（調(diào)整墊片）來調(diào)整軸承間隙。 軸承端蓋上的密封圈可以防止?jié)櫥偷耐庑梗瑥亩鴾p少了潤滑油的浪費。 軸承3、9的組合，并在一定的預(yù)緊作用下，可以減少軸承的徑向跳動（擺動）。 綜上：主軸的支承結(jié)構(gòu)較為合理。 6.2 軸承的潤滑 主軸在旋轉(zhuǎn)時，軸上的幾個軸承始終處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，如果長期處于這種旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，軸承的壽命將會很

36、短，既影響加工又浪費資源。 故考慮到軸承的壽命問題，在設(shè)計時特在其中小頭孔主軸上加上了一個甩油盤，其作用是在軸旋轉(zhuǎn)的過程中，將油槽內(nèi)的油甩起來，油四濺到主軸箱內(nèi)壁，在主軸箱下箱體的上邊沿特意設(shè)計了回油溝，從上箱壁流下來的油都匯聚在回油溝里，回油溝的終端即是軸承，于是所有的油又流經(jīng)軸承再回到油槽內(nèi)，如此循環(huán)，軸承就得到了很好的潤滑。 同時，為了防止油的外泄，所以在軸承端蓋和主軸之間特意加上了密封圈，防止油外泄，以減少經(jīng)濟損失。在軸承端蓋和箱體接觸的部分也加上了調(diào)整墊片，它也可以起到部分防止漏油的作用。 7 使用及其維護說明 7.

37、1 使用說明 （1）使用前，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對調(diào)速閥和節(jié)流閥的流量作較小的調(diào)整，從而滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求。注意調(diào)試過程中應(yīng)盡量不使研磨進給速度很大。 （2）使用前，應(yīng)將電磁調(diào)速電機（主電機）的速度調(diào)定到288rpm。 （3）使用前應(yīng)檢查各個零部件固定處是否固定妥當(dāng)，并加入潤滑油，檢查油的密封是否良好。禁止固定件沒有固定妥當(dāng)和無潤滑油而運行機床。 （4）檢查拉桿是否對研磨體定位良好，防止因松動而影響加工質(zhì)量和出現(xiàn)事故的發(fā)生。 （5）機床導(dǎo)軌在工作前要涂上潤滑油，以減小摩擦。 （6）使用過程中要嚴格按照操作規(guī)程進行。 7.2 維護說明 （1）主軸軸承采用32號機油潤滑，為此我們

38、要定期檢查箱內(nèi)的油面高度是否在規(guī)定的高度或者以上，如果在規(guī)定的高度以下了則應(yīng)立即加入潤滑油，潤滑油用到一定的期限時，應(yīng)更換新的潤滑油。 （2）導(dǎo)軌在工作過程中應(yīng)保持其上隨時都有潤滑油，以減小摩擦，提高導(dǎo)軌的工作精度和壽命（使用壽命）。 （3） 檢查密封件密封的是否完好，如果密封效果差則應(yīng)采取相應(yīng)的措施對其完善。 （4） 夾具體上的假銷應(yīng)保持良好的潤滑，以提高其工作使用壽命。 參考資料 [1]上海市機械工程學(xué)會編寫.簡明實用機械手冊　第二版.北京：機械工業(yè)出版社，1993年. [2]機械設(shè)計手冊聯(lián)合編寫組.機械設(shè)計手冊　上冊

39、.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1978年. [3]東北工學(xué)院機械零件設(shè)計手冊編寫組.機械零件設(shè)計手冊 第二版 上冊.沈陽：冶金工業(yè)出版社，1979年. [4]汪愷.機械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊　第二卷.北京： 機械工業(yè)出版社，1996年. [5]成大先.機械設(shè)計手冊　第四版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版，2001年. [6]楊黎明.機床夾具設(shè)計手冊.北京:國防工業(yè)出版社，1999年. [7]馮辛安.機械制造裝備設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1999年. [8]黃天銘.機械制造工藝學(xué).重慶：重慶大學(xué)出版社，1994年. [9]張銀喜.精密與特種加工.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2001年. [10]袁乾績

40、 李文貴.機械制造技術(shù)基礎(chǔ) .北京：機械工業(yè)出版社，2001年. [11]龍振宇.機械設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2002年. [12]劉晉春 趙家齊 趙萬生.特種加工.北京：機械工業(yè)出版社，1999年. [13]四川內(nèi)燃機廠.180～185柴油機連桿加工工序卡片.四川內(nèi)江，1991年. [14]王志忠.精密研磨.中國計量出版社.北京，1989年. [15]秦川機床廠.磨床設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1974年. [16]祖業(yè)發(fā).現(xiàn)代機械制圖.北京：機械工業(yè)出版社，2002年. [17]李文貴.精密及特種加工技術(shù).重慶：重慶大學(xué)出版社，2006年. 附件A：

41、 任務(wù)書 設(shè)計（論文）中文題目： 連桿孔研磨裝置設(shè)計 設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容與要求： 針對柴油機廠180~185小型柴油機連桿孔的最后精加工采用的是手工在一個鑄鐵研磨盤上將連桿小頭孔用一研磨棒穿過并繞大頭孔（中的研軸）旋轉(zhuǎn)的研磨方式，提出了設(shè)計一臺機械研磨裝置，同時對不同直徑的大小頭孔進行自動研磨的工作任務(wù)?？紤]由一個電機帶動雙主軸磨頭對大小頭孔同時研磨并能自動進給。設(shè)計內(nèi)容包括：研磨頭結(jié)構(gòu)及床身總體設(shè)計，進給裝置設(shè)計，夾具設(shè)計，電

42、控設(shè)計，并編寫設(shè)計說明書，使其使用效果比原手動研磨裝置效率高（滿足年生產(chǎn)綱領(lǐng)22萬臺的要求），加工質(zhì)量好（圓柱度有顯著提高）。 進 度 安 排 序號 設(shè)計（論文）工作內(nèi)容 時間（起止周數(shù)） 1 收集資料、查閱、整理并消化相關(guān)文獻、 寫文獻綜述 1 周至 3 周 2 方案比較，討論并開題 4 周至 6周 3 外文翻譯 7 周至 8周 4 設(shè)計計算，總體設(shè)計、主要部件及零件設(shè)計 9 周至 15 周 5 編寫設(shè)計說明書 16周至17 周 6 畢業(yè)答辯準(zhǔn)備及畢業(yè)答辯 18周 7 周至 周 8 周至 周 主要參考

43、文獻： 《機械制造裝備設(shè)計》 馮辛安 主編 機械工業(yè)出版社 1999年 《金屬切削機床》 代曙 主編 機械工業(yè)出版社 1994年 《機床夾具設(shè)計》 徐發(fā)仁 主編 重慶大學(xué)出版社 1993年 《磨床設(shè)計》 秦川機床廠 機械工業(yè)出版社 1974年 《精密研磨》 王忠志 編著 中國計量出版社 1989年 《切削用量手冊》 肖詩綱 編著 機械工業(yè)出版社 1990年 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 袁績乾 李文貴 主

44、編 機械工業(yè)出版社 2001年 《機械工程師進修大學(xué)》第17篇 內(nèi)部資料 1989年 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 系（教研室）負責(zé)人審查意見： 簽字： 年 月 日 學(xué)生簽字： 年 月 日 說明： 1、任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，于第七學(xué)期（五年制第九學(xué)期）期末前下達給學(xué)生。 2、學(xué)生簽字時間就是任務(wù)下達時間（學(xué)生接受任務(wù)時間）。 附件B：開題報告 開題報告 1、課題的目的及其意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀）

45、 本次設(shè)計針對柴油機180~185型小型柴油機連桿孔的最后加工采用機器研磨裝置來取代手工研磨，以提高連桿的使用效率和加工質(zhì)量，增加連桿大小頭內(nèi)孔的表面質(zhì)量，延長柴油機的使用壽命，提高柴油機廠的生產(chǎn)效率和加工成本。 研磨幾乎可以對任何固體材料進行加工，但是目前國內(nèi)外研磨加工主要還是采用散粒磨料在慢速研磨機上研磨。其特點是加工精度高、加工設(shè)備簡單、投資少，但是很多缺點不容忽視，如加工精度不穩(wěn)定、加工成本低、效率低、磨料浪費大、工人勞動強度大、對工人技術(shù)水平要求高等。隨著社會的進步，人們對產(chǎn)品性能的要求日益提高，研磨加工以其加工精度和加工質(zhì)量高而再次受到人們的關(guān)注。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，研

46、磨加工在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。特別是近幾年信息技術(shù)、光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研磨作為一種非常重要的加工方法，在機械制造行業(yè)中起著不可替代的作用，因此許多人從事著研磨加工技術(shù)的研究，其宗旨都是進一步提高研磨加工效率、加工精度，降低加工成本。 考慮到傳統(tǒng)散粒磨料慢速研磨存在的上訴諸多缺點，人們努力探索新的研磨加工方法，如施加特殊研磨力研磨、采用微粒子沖擊去除材料研磨、用特殊研磨工具研磨、復(fù)合研磨等。有人研究新的研磨液，以改善研磨效果；有人研究不同磨料和不同材料磨盤的研磨；還有人研究對不同面形采用不同加工方式的方法。我國有很多學(xué)者從事著研磨加工的研究，如天津大學(xué)的鄧廣敏教授等人專門研究可陶瓷

47、圓柱面的研磨；武漢工業(yè)大學(xué)的陳強等人煙具石材研磨加工；王汝順研究了螺紋刀具的研磨；楊成貞研究了小盲孔底端面的研磨。國外日本關(guān)西大學(xué)的北島弘一研究特殊材料的研磨加工技術(shù)；杉浦修等人研究采用用磁力研磨法加工圓柱面的研磨機取得了較好的效果。他們的研究使研磨加工的領(lǐng)域更加廣泛，研磨技術(shù)更加完善。 2、研磨工藝的應(yīng)用及發(fā)展趨勢 研磨是一種重要的精密和超精密加工方法，其原理是將磨料及其附加劑涂于或嵌在研磨工具的表面上，在一定的壓力的作用下，借助于研磨工具和被研磨工件之間的相對運動，從被研磨工件表面上除去極薄的金屬層從而使工件獲得極高精度的一種工藝方法。由此可見，被研磨工件的質(zhì)量主要決定于所選用的研

48、磨方法、磨料、附加劑、研磨工具，研磨時的壓力、研磨運動和工件研磨前的預(yù)加工等方面的因素。 其中研磨劑的選取很大程度上影響著被加工工件的尺寸精度和表面粗糙度，所謂研磨劑是研磨粉（磨料）、研磨液及其它起輔助作用的材料等制成的混合劑。在研磨工作中，常用的研磨粉有以下幾種： （一）棕剛玉粉（GZ）——Al2O3 棕剛玉是用鋁礬土和無煙煤為主要原料。在電爐中經(jīng)高溫冶煉而成的一種人造磨料。其質(zhì)量決定于主要礦物成分——剛玉的含量和晶體的大小，以及與剛玉伴生的礦物和合金的成分。各種不同粒度的棕剛玉粉是由剛玉結(jié)晶塊經(jīng)過粉碎、選別并按粒度標(biāo)準(zhǔn)分別制成的產(chǎn)品。其可用于制造磨具、研磨材料及高級耐火材料等。

49、 這種研磨粉的顏色為棕褐色，比重不小于3.90，顯微硬度為1800~2200kgf/mm2，莫氏硬度為8.9。 （二）白剛玉粉，俗稱金剛砂（GB）——Al2O3 白剛玉是用工業(yè)鋁氧粉，在電弧爐內(nèi)冶煉制得的人造磨料，其特點是氧化鋁含量高。各種不同粒度的白剛玉粉是由白剛玉結(jié)晶塊，經(jīng)過粉碎、選別并按粒度標(biāo)準(zhǔn)分別制成的產(chǎn)品，其可用于制造磨具及研磨材料等。其化學(xué)成分見下表： 粘度范圍 重量 % 化學(xué)成分 Al2O3 不 少 于 Na2O 不 多 于 24#

50、至 80# 98.50 0.60 100# 至 280# 98.50 0.80 W63 至 W14 98.00 0.80 W10 至 W5 97.00 0.80 這種研磨粉 的顏色為白色到淺玫瑰色。比重不小于3.00，顯微硬度為2200~2300kgf/mm2，莫氏硬度為9.0。白剛玉質(zhì)純，硬度高，更適合做研磨材料。 上述兩種剛玉，主要用于研磨淬硬鋼件、鑄鐵等，并且用作研磨材料以白剛玉

51、為優(yōu)，特別是在高精度的研磨中，白剛玉應(yīng)用最為廣泛。 （三）碳化硅粉——SiC 碳化硅粉是由石英砂和石油焦碳等材料的電阻爐中加熱而得到的結(jié)晶塊，經(jīng)過粉碎、選別亦按粒度標(biāo)準(zhǔn)分別制成的產(chǎn)品，可用于制造磨具、研磨材料等。 碳化硅的比重不小于3.10，其顯微硬度為3100~3400kgf/mm2，莫氏硬度為9.13。按其化學(xué)成分不同可分為黑色碳化硅（TH）和綠色碳化硅（TL）兩種。 碳化硅的特點是較剛玉硬，顆粒鋒利，多用于研磨淬硬鋼件、鑄鐵、青銅、黃銅等。綠色碳化硅也用于研磨硬質(zhì)合金、玻璃、瑪瑙等。其化學(xué)成分見下表：

52、粒度范圍 重量 % 化學(xué)成分 SiC 不少于 游離碳 不多于 Fe2O3 不多于 黑碳 化硅 12# 至 80# 98.50 0.20 0.60 100# 至 180# 98.00 0.30 0.80 240# 至 280# 97.00 0.30 1.20 綠碳 化硅 20# 至 80# 99.00 0.20 0.20 100# 至 180# 98.50 0.25 0.50 240# 至 280# 97.50 0.25 0.70 W10 至 W5 97.00

53、 0.30 0.70 W10 至 W5 95.50 0.30 0.70 W10 至 W5 94.00 0.50 0.70 （四）碳化硼（TP）——B4C 碳化硼是利用硼酸和還原劑（低灰分石油焦炭）在電爐內(nèi)相互反應(yīng)的方法煉制而成的。其比重為2.48~2.52，顯微硬度為4500kgf/mm2，莫氏硬度為9.35，顏色為從灰色到黑色。 由于碳化硼的硬度高，僅次于金剛石，因此它被廣泛地用來作磨料使用，其可加工硬質(zhì)合金、人造剛玉、玻璃及寶石等。 （五）金剛石粉——C（結(jié) 晶） 金剛石粉的顏色是由灰色到黃色，比重為3.5，其顯微

54、硬度為1000~1100kgf/mm2。天然金剛石（JT）的莫氏硬度為10，人造金剛石（JR）的莫氏硬度為9.92，它們是目前已知的最硬物質(zhì)。其主要用于硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、瑪瑙、寶石、半導(dǎo)體材料的研磨。由于它的價格昂貴，一般在可以用碳化硼代用的地方盡量代用。 （六）氧化鉻——Cr2O3 氧化鉻是將重鉻酸鉀與硫加以焙燒制成的。其可分為粗、中、細三種，顏色為深綠色。主要用于精密表面的最后加工，特別是淬硬鋼件的最后精研磨。氧化鉻常制造成研磨膏，使用方便。 （七）氧化鐵—— Fe2O3 氧化鐵的顏色是紅色到深紅色，是一種極細的拋光劑。氧化鐵比氧化鉻軟，常用來拋

55、光硬脆性材料，如玻璃、水晶及淬硬鋼件等。 （八）氧化鎂——MgO 氧化鎂是白色粉末，是一種軟而細的拋光劑。主要用于拋光硬脆材料，如玻璃，單晶硅的硅片等。 （九）氧化鈰—— Ce2O3 氧化鈰的顏色為大黃的，是一種良好的拋光劑，主要用以拋光硬脆材料，如玻璃、單晶硅等，其拋光質(zhì)量比氧化鐵好，切削性能是氧化鐵的1.5~2倍。 上面介紹的是研磨和拋光中應(yīng)用比較廣泛的磨料。 此外，近年來又出現(xiàn)一些新型的，硬度較高的磨料，如鉻剛玉（GG）、鋯剛玉（GA）、單晶剛玉（GD）、微晶剛玉（GW）、鐠釹剛玉（GP）、立方碳化硼（TF）、立方氮化硼（DL）

56、等，但這些磨料目前應(yīng)用尚不廣泛。 3、課題任務(wù)、重點研究內(nèi)容、實現(xiàn)途徑 課題的任務(wù)：針對柴油機廠180~185型小型柴油機連桿孔的最后精加工采用的是手工在一個研磨盤上將連桿小頭孔用一研磨棒穿著并繞大頭孔(心軸)旋轉(zhuǎn)的研磨方式，這種加工方式不僅加工精度低，生產(chǎn)效率不高，而且對工人的技術(shù)要求也較高，工人的勞動強度大，影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益，成為企業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此，企業(yè)提出了設(shè)計一臺機械裝置，同時對大小頭孔進行自動研磨，提高生產(chǎn)效率和工件質(zhì)量，以滿足年產(chǎn)22萬臺柴油機的工作任務(wù)。 重點研究內(nèi)容：研磨頭結(jié)構(gòu)設(shè)計，要滿足速度和加工精度的要求在設(shè)計磨頭時應(yīng)該考慮到根據(jù)

57、工件的材料選擇合適的磨料，以及磨具的形狀大小的設(shè)計，在選擇磨料的時候要充分考慮到研磨棒在大小頭孔內(nèi)的轉(zhuǎn)動速度，因為研磨速度不但影響著工作的效率而且對研磨工件的質(zhì)量也有極大的影響。床身支承件的設(shè)計。考慮到由電機帶動雙主軸磨頭，分別對大小頭孔同時研磨，且縱向進給要自動控制，還要對進給裝置進行設(shè)計，是運用絲桿傳動還是液壓傳動。工件夾具設(shè)計。電機的選擇，電機的工作環(huán)境，工作時間，以及功率大小?？紤]編制設(shè)計說明書，使其使用效率比手動的研磨方式效率高，加工質(zhì)量好(圓柱度能控制在0.005以內(nèi))。 實現(xiàn)途徑：在四川內(nèi)江峨柴廠生產(chǎn)實習(xí)的過程中，有機床是電機帶動兩鏜刀同時對連桿大小頭孔進行鏜削，利用其原理的相

58、似性，結(jié)合在柴油機廠的實習(xí)經(jīng)驗和以前做過類似的課程設(shè)計的經(jīng)驗，參考連桿加工的工藝卡片，進行裝配圖的繪制，進給系統(tǒng)的設(shè)計，電氣原理圖的設(shè)計和繪制，以及編寫設(shè)計說明書。 翻查相關(guān)資料，研究所需解決的問題，分析圖冊，通過老師的指導(dǎo)和帶領(lǐng)，同學(xué)的配合下，利用所學(xué)的知識，在合理的時間安排下，按部就班地完成任務(wù)。  4、進度計劃 序號 起止周次 工 作 內(nèi) 容 1 1~3周 收集資料、查閱、整理并消化相關(guān)文獻、 寫文獻綜述 2 4~6周 方案比較、討論并開題 3 7~8周 外文翻譯 4 9~15周 設(shè)計計算、總體設(shè)計、主要部及零件件設(shè)計

59、5 16~17周 編寫設(shè)計說明書 6 18周 畢業(yè)答辯準(zhǔn)備及畢業(yè)答辯 7 8 學(xué)生簽名： 年 月 日 5、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 說明： 1、開題報告應(yīng)根據(jù)教師下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨立撰寫，在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始后兩周內(nèi)完成。 2、本頁不夠，請加頁。

60、 42 A 附件C： 外文翻譯 英文原文: High-speed grinding ---applications and future technology Abstract The basic mechanisms and the applications for the technology of high-speed grinding with CBN grinding wheels are presented. In addition to developments in process technology ass

61、ociated with high-speed machining, the grinding machine, coolant system, and the grinding tool also need to adapt to high-speed machining. Work piece-related factors inurning the results of machining are also discussed. The paper concludes with a presentation of current research and future developme

62、nts in the area of high-speed grinding, and the development of high-speed CBN camshaft grinding. All rights reserved. 1. Introduction More than 25 years of high-speed grinding have expanded the field of application for grinding from classical finish machining to high-performance machining. High-sp

63、eed grinding offers excellent potential for good component quality combined with high productivity. One factor behind the innovative process has been the need to increase productivity for conventional finishing processes. In the course of process development it has become evident that high-speed gri

64、nding in combination with preliminary machining processes close to the finished contour enables the configuration of new process sequences with high-performance capabilities. Using the appropriate grinding machines and grinding tools, it is possible to expand the scope of grinding to high-performanc

65、e machining of soft materials. Initially, a basic examination of process mechanisms is discussed that relates the configuration of grinding tools and the requirements of grinding soft materials. The effect of an effective and environmentally friendly coolant system is also investigated in addition t

66、o the effect of work piece-related variables on the suitability of using high-speed grinding techniques. 2. Theoretical basis of high-speed grinding In view of the random distribution of cutting edges and cutting-edge shapes, statistical methods are applied to analyses the cutting mechanism in grinding. The mean unreformed chip thickness, hcu, and the mean chip length, lcu, are employed as variables to describe the shape of the chip. The unreformed chip thickness is dependent on the static den