数控曲轴磨床横向滑台部件设计.pdf

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1、湖南大学毕业设计(论文)第１页1绪论1.1课题的背景及目的机床既是实施先进制造技术的重要装备，也是制造信息集成的一个重要载体，因此，机床的发展和创新在一定程度上映射出加工技术的主要趋向。随着制造技术的发展，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。单单传统的普通机床是不能满足现在发展的需要的，这时，采用数字控制的数控机床产生了，它大大提高了生产的效率，满足市场之所需，特别是加工一些传统方法难以加工的工艺。曲轴是发动机的关键件之一，零件结构复杂，生产批量大（在中、小批量生产中需进行多品种轮翻生产），精度要求高（连杆颈的尺

2、寸精度IT6-IT7，圆度≤0.005mm，表面粗糙度Ra0.2-Ra0.4）。目前，曲轴的终加工，仍普遍采用磨削工艺。为满足曲轴日益提高的加工要求，对曲轴磨床提出了很高的要求。现代曲轴磨床除了要有很高的静态、动态刚度和很高的加工精度外，还要求有很高的磨削效率和更多的柔性。近年来，更要求曲轴磨床具有稳定的加工精度，为此，对曲轴磨床的工序能力系数规定了Cp=1.67，这意味着要求曲轴磨床的实际加工公差要比曲轴给定的公差小一半。现代驱动和控制技术，测量控制，CBN（立方氮化硼）砂轮和先进的机床部件的应用，为曲轴磨床的高精度、高效磨削加工创造了条件。一种称之为连杆

3、颈切点跟踪磨削工艺正是体现了这些新技术综合应用的具体成果。而这种跟踪磨削工艺可显著地提高曲轴连杆颈的磨削效率、加工精度和加工柔性。切点跟踪磨削法运动模型应用在加工曲轴的研究。按磨削点在连杆颈上均匀运动的原则建立了切点跟踪法的运动原则，提出了通过坐标转换把曲轴切点跟踪磨削转换成普通外援磨削状态来进行分析的心思路，从运动学的角度分析了切点跟踪法对加工误差的影响，探讨了切点跟踪运动对当量磨削厚度和磨削力的影响及变化规律，给出了数控补偿量的计算公式和修正后的运动模型。根据所加工的理论，研究设计曲轴加工磨床，要求所设计的磨削加工适应产品的高精度、高耐磨性、高强度的要求

4、，同时还要满足磨削自动化和智能化的要求。在加工的过程中，对磨削过程进行监控和检测技术，也是要得到满足。湖南大学毕业设计(论文)第２页1.2国内外研究状况磨削加工是机械制造中的重要的加工工艺。随着机械产品精度、可靠性和寿命的要求不断提高，高硬度、高强度、高耐磨性、高功能性的新型材料的应用增多，这就要求磨削加工技术从整个理论上都要跟着各种需求而改进。对磨削加工的发展，主要体现在以下的各个方面：1、继续提高磨削效率进一步发展高速磨削，不仅在普通外圆、内圆、轴承磨床上提高速度，而且也在诸如轧辊磨床(险峰机床厂)上也由35m/s提高到45m/s以上。在采用动压轴承主轴

5、条件下实现了高效高速低粗糙度磨削(广西大学、湖南大学)。发展缓进给强力磨削工艺及机床，例如北京机床研究所与北京第四机床厂在国内最早发展此种机床。发展重负荷磨削、磨削速度已达80m/s及压力250~500kgf(2500N~5000N)以上使金属去除率大大提高。2、继续提高磨削精度、质量、发展超精密磨削提高磨削精度仍是工艺的主要方面，在高精度平面磨削中为了降低由于砂轮不平衡而造成的波纹，已开展试用CBN砂轮磨削。提高表面质量与改善磨削表面质量情况是重要方面。3、继续为提高磨削加工过程的自动化程度、发展数控磨床、附加数显装置及自动测量等加工的效率跟很多因素有关，

6、发展自动化不仅仅减小了加工材料的周期，还大大给操作的工人节省了大量的劳动力，彻底改变工人的结构组织，不具有一定的数控技术是不能适应现代的加工要求。4、发展超硬磨料磨削随着加工工件的材料越来越复杂，硬度的要求对于磨料来说，也是一个比较大的挑战，为了适应加工材料的发展，磨料的发展也不能退伍。5、发展其他形式的磨削以及非金属材料的磨削对未来的磨削技术，无论是国内还是国外，都是朝着超精度，高刚度磨床和磨削加工中心的方向发展。精密加工心须由高精度高刚度的机床保证，精密磨床应采用油轴承，空气轴承，磁轴承，静动压轴承，及静动压导轨，直线导轨，静动压丝杠，进给机构高建化高精

7、密化机床结构，采用稳定性好，抗拉性好，等花岗岩，人湖南大学毕业设计(论文)第３页造花岗岩，陶瓷，微晶玻璃代替铁系材料，增加了机床的刚度等。磨削加工中心具备自动交换，自动选择及自动修正磨削工具的机能，一次装卡即能完成磨削加工，实现了磨削加工的复合化与集约化，甚至可实现无人化连续自动生产，节约成本，节约工装费用，对机床高的刚度，热变形等，进一步提高加工精度，磨削加工，中心是当今磨削技术进步的主要标志，也是磨削加工技术的发展方向。1.3课题设计内容和研究方法本课题设计主要是对数控曲轴磨削机床的各个部件进行设计，把整台机床分为砂轮架、横向滑台，纵向滑台、头架、尾架、

8、及床身的设计。然后对每个部件的零件进行设计、计算、选