靠模凸轮轴磨床本体结构设计.doc

1、摘 要作为机动车（汽车）、内燃机、工程机械、国家防护等众多重要领域行业所需的关键零部件凸轮轴，它在加工精度、效率等方面的尺寸数据对其发动机或其相关产品的性能、质量及节能的标准都会产生一些直接的影响。从目前来看，投入生产运用的凸轮轴磨床有两种：一种采用的是靠模磨削手段的凸轮轴磨床；另一种是无靠模的凸轮轴磨床。本份毕业设计的主旨是将普通外圆磨床改造为靠模凸轮轴磨床。普通的外圆磨床与凸轮轴磨床在磨削工艺方面有着毋庸置疑的相似之处：它们的基圆和外圆磨削运动基本相同。但是凸轮轮廓的磨削运动与外圆磨削有着非常大的区别。此份设计除了是在万能外圆磨床上进行的改造，节约了资源，使机床操作更加便捷以外，在靠模机构

2、中增添了液压仿形磨削的原理，更加简单的实现了砂轮和仿形触头能够可靠地与工件和靠模表面保持接触。这既提高了机床的利用率，又巧妙地提高了整个系统的传动精度。关键词：磨床；靠模；凸轮轴；机床本体IAbstractAs a key component of many important sectors of motor vehicles (cars), internal combustion engines, construction machinery, etc. required for national protection camshaft. It is the size of the dat

3、a processing accuracy, efficiency and other aspects of the performance of the engine or its related products, the quality and energy efficiency standards will have some direct impact. From the current point of view, the use of production camshaft grinder, there are two: one uses a cam camshaft grind

4、ing tool grinder; the other is a non-cam camshaft grinder.Subject duty graduation project is the transformation of an ordinary cylindrical grinder cam camshaft grinder. Ordinary cylindrical grinder and camshaft grinding machine has no doubt similarities in terms of grinding technology: their base an

5、d OD grinding motion basically the same. But the movement of the cam profile grinding and cylindrical grinding has a very big difference. This part is designed in addition to the transformation of the universal cylindrical grinder, saving resources, so that the machine operation more convenient than

6、 in the cam mechanism adds a principle of hydraulic profile grinding, the grinding wheel to achieve a simpler and copying contact with the workpiece and can be reliably held in contact against the mold surface. This not only improves the utilization rate of the machine, but also subtly improve the t

7、ransmission accuracy of the entire system.Keywords: grinder; cam; camshaft; machine body目 录摘 要IAbstractII1绪论11.1选题的背景11.2分析目前磨床的发展状况21.2.1外圆磨床21.2.2端面磨床31.2.3内圆磨床41.2.4凸轮轴磨床41.3简述凸轮轴磨床的地位及其未来发展趋势61.4课题主要研究对象及内容72靠模凸轮轴磨床总体的方案设计82.1总体设计82.2初步设想机床组成及其用途与规格82.3注意事项93靠模凸轮轴磨床床身的结构设计103.1床身纵向尺寸的设计103.2床身横向

8、尺寸的设计103.3液压仿形磨削机构124靠模凸轮轴磨床砂轮架的结构设计154.1设计条件和要求154.2砂轮架主轴的设计154.2.1砂轮架主轴的强度校核154.2.2选择合适的砂轮架主轴的电机164.2.3砂轮架主轴的刚度校核164.2.4如何提高砂轮架主轴的旋转精度174.2.5合适的主轴轴承的选择：动静压轴承184.3砂轮架相关尺寸的设计确定194.3.1砂轮架导轨的选取194.3.2如何确定砂轮架的高度及长度194.4如何选择砂轮修整器204.5传动装置的设计21参考文献25致 谢26III Abstract26 绪论1绪论1.1选题的背景在如今的机械工业和机械制造业迅速往高科技方向

9、发展的大背景之下，随之济入人们焦点之中，最引人关注的除了节能和环保这个聊不完的话题，更多的还有是对作为机动车（汽车）、内燃机、工程机械、国家防护等众多重要行业、领域所需的关键零部件凸轮轴也有了越来越高的要求。其加工精度、效率等方面的尺寸数据对其发动机或其相关产品的性能、质量及节能的标准都产生了一些直接性的影响。在技术和生产要求以及价格等多方面条件的综合作用之下，研制出具有自主知识产权的靠模凸轮轴磨床是一件非常有必要的重要的事。于国内而言，大多数的厂家依然还是采用传统方法：依靠着机械靠模仿形法来磨削凸轮轴零件，用这种方法来生产磨削零件的弊端在哪里？就在于它的周期比较长，因为有一个很直观的问题对于

10、不同的零件，我们必须得重新制作不同的靠模来完成生产任务。这是由于凸轮轴自身的外形轮廓，它是变化的，是不相同的，所以凸轮的靠模就不能在同种型号的凸轮轴磨床上做到相互替换,因此就出现了一个很明显的问题，即：一台凸轮轴磨床上使用的凸轮靠模就不能在其它同型号的凸轮轴磨床上使用。换言之，如果凸轮靠模能够实现在同种型号的凸轮轴磨床上的互换1,那么不仅仅是为制造商提供了凸轮靠模的条件,而且更值得我们关注的是对使用者来说，它带来了很大的方便。这就需要磨床在磨削时，砂轮可以适应不同的轮廓变化，以达到其凸轮轴加工的不同要求2。而于国际上而言，比较先进的方法应该就是采用无靠模的数控技术，相比较起来，它可以非常方便地

11、磨削各种复杂形状的凸轮，不必费时又费力地来思考制造靠模这个问题，所以在提高了零件的加工精度的同时，更值得一提的是它大大缩短的新产品开发的周期。然而目前对于我们国家来讲，在这个领域里国内还没有自主知识产权的产品，而且由于数控凸轮轴磨床在技术含量方面又是比较高，另一方面就是这类机床的价格非常昂贵，所以在国内实施生产的话，暂时来看是有一些难度的。但是为了满足国内生产在产量的不断递增方面的需求，就很有必要研制出类似或者与国外相比更具优势的这种具有自主知识产权的凸轮轴磨床。不过随之产生的还有一个问题，众所周知零件形状取决于靠模形状，而靠模又很容易磨损，要想保证它的精度，我们不得不再次动点脑筋来解决这样一

12、个问题靠模模板制造精度对凸轮轴精度的直接影响。由此可见，研究出一种精度高、效率高，同时又可以满足大规模大批量生产制造加工的专业的靠模凸轮轴磨床是一件相当必要且重要的事情。1.2分析目前磨床的发展状况如今的世界掀起的是一股高质量要求的风潮，相应的，对机械产品的要求也是越来越高，特别是在新型材料应用日益增多的今天，不仅是对它们的使用寿命，它们自身的精度、使用过程中的稳定性和可靠性都在不断提高。在各类金属切削机床中，磨床可能要数其中应用种类最为多的一种了，它广泛的用于零件的精加工,特别是如以淬硬钢、高硬度特殊材料及非金属材料等的精加工3。而它的类型也有很多，主要有：工具磨床、外圆磨床、平面磨床、内圆

13、磨床、刀具刃磨磨床、各种专门化磨床、研磨机及其他磨床3。1.2.1外圆磨床外圆磨床依旧属于一个较大的分类，它还包含着好几种具体类型，比如：无心外圆磨床、普通外圆磨床、万能外圆磨床等等。每种磨床的不同点是表现在各个方面的，外圆磨床主要的加工面就属于其表现的一个方面，常见些的它有：圆锥面、圆柱面、台阶部分的加工端面以及一些特殊形状的外表面等等。不过，外圆磨床较低的自动化生产程度使它并不能适用于大批量的生产加工，但对于中小批量或者单件生产、修配某些特殊工件还是很适用的2。一台磨床的介绍很难通过寥寥数语来表现清楚，只能针对性的进行一下点对点的介绍。如其磨削方式，按照不同的进给方向，就有两种外圆磨削的方

14、式，分别为纵磨法和横磨法。 纵磨法：当磨削正在进行时，此时（如图1.1）：主运动砂轮的旋转；进给运动1）工件旋转时的圆周进给运动；2）工件随工作台沿其轴线往复移动的纵向进给运动。图1.1纵磨法磨外圆 横磨法：或者叫作切入磨法（如图1.2）。横磨法磨削外圆时，有个与纵磨法不同的地方，它没有纵向进给运动。原因在于它的砂轮宽度比工件的磨削宽度要大，所以工件并不需要这个纵向进给。但它有横向进给运动，是砂轮以缓慢的速度连续或者断续地沿工件径向运动，直到磨至所需尺寸4。图1.2横磨法磨外圆实际上，实现外圆磨削的渠道也不止一种，它是多种多样的，可以通过冲压磨削切削法、传递进给切削法、整块深度磨削法等各个方法

15、来得以实现。但它们并不是简单的可替代关系，它们的使用都是需要各自一定的前提条件的。冲压磨削切削法只有当圆柱的外表面宽度比磨削轮的磨损宽度窄时，方可使用。它是通过砂轮的纵向、横向进给来完成的。而在传递进给切削法中，所有的运动（砂轮的磨削、工件的旋转、径向进给）都需要满足工件的整个的长度，其中磨削砂轮到工件的纵向进给可以利用切削深度来调整。还有很具有代表性的整块深度磨削法，可以磨削加工短而粗的轴类零件，但要记得间隙调整4。1.2.2端面磨床端面磨削机床虽以端面磨削命名，但其并非磨床的又一分类，而是外圆磨床的一种改造机床。既然是得以改造的机床，那它就有它进步的地方比起前面所介绍的外圆磨床，它的生产率提高了，所以克服了外圆磨床不可用于的大批量生产的弊端。它继承的是它们都适用于磨削加工轴类零件，但不同的是此处的端面磨床很适用于磨削加工带轴肩的轴类零件。而因其加工精度不高，所以多用于粗磨。正因为它是外圆磨床进一步改