毕业设计（论文）开题报告-柴油机气缸磨缸机设计.doc

毕业设计开题报告设 计 题 目: 柴油机磨缸机 院 系 名 称: 机电工程学院 专 业 班 级: 机械08-13班 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 2012.3.19 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日一课题研究目的和意义1目的设计一台维修柴油机专用的气缸珩磨机，使柴油机的气缸修理更接近于制造厂，进一步提高修理质量延长柴油机的使用寿命。2意义柴油机气缸的修理质量，直接影响其使用寿命。气缸内表面的珩磨处理，可以降低表面粗糙度，形成网状条纹，有利于存储润滑油，从而延长使用寿命的重要方法，有广泛的使用价值。二文献综述（课题研究现状及分析）2.1柴油机磨缸机主要技术-珩磨发展史二十年代初期，随着内燃发动机制造业的蓬勃发展，工人阶级创造了一种用磨条磨削发动机气缸内表面的方法，这种方法就叫做珩磨。最初，珩磨工艺只是在汽车、船舶和航空发动机制造业中应用。由于珩磨出来的零件表面质量好，光洁度高，生产效率高，而且经济，所以很快就被人们推广应用到机械制造业的各个部门中去，成为比较先进的表面光整加工方法之一。五十年代末期，人工合成金刚石的产量迅速增加，珩磨用的磨条，也采用了人工合成金刚石粉末来制造，所以，珩磨又称为金刚珩磨。至此人们把绗磨工艺又推向了一个新的阶段，它将进一步得到更广泛的发展和应用。目前使用的柴油机内缸磨床2.2珩磨技术缸孔平台珩磨技术作为内燃机缸孔或缸套精加工的一种工艺，初期主要用于高压缩比的柴油机，近几年有了进一步的发展，在汽油机上也得到了广泛的应用。平台珩磨技术可在缸孔或缸套表面形成一种特殊的结构，这种结构由具有储油功能的深槽及深槽之间的微小支承平台表面组成。这种表面结构具有以下优点： 良好的表面耐磨性；良好的油膜储存性；降低机油消耗；减少磨合时间（几乎可省掉）。2.2.1缸孔平台珩磨的工艺过程 为形成平台珩磨表面，在大批量生产时一般需要进行粗珩、精珩、平台珩磨三次珩磨，其作用分别是： （1）粗珩：预珩阶段，主要是要形成几何形状正确的圆柱形孔和适合后续加工的基本表面粗糙度。 （2）精珩：基础平台珩磨阶段，形成均匀的交叉网纹。 （3）平台珩：平台珩磨阶段，形成平台断面。 要想获得理想的表面平台网纹结构，对精珩和平台珩的同轴度要求很高，因此将两个阶段合并成一次加工更为合理，通过设计成有双进给装置和装有精珩、平台珩两种珩磨条的珩磨头，能够实现一次装夹即可完成精珩和平台珩，消除了重复定位误差的影响，可以减轻前加工的压力和对机床过高精度的要求。 加工后内缸网状2.2.2平台珩磨工艺中的关键问题 两次珩磨还是三次珩磨过去一般认为两次珩磨和三次珩磨均可实现平台网纹的表面结构。随着工艺水平的提高，现在一般认为只有采用三次珩磨，且精珩磨与平台珩磨在同一工位上一次定位完成，才能获得精确的平台网纹表面结构。三次珩磨过程中，粗珩磨去除的余量为0.3-0.5mm，精珩磨去除的余量为0.2-0.3mm，平台珩磨去除的余量为0.03-0.05mm。粗珩磨时主要去除余量，消除精镗加工的刀痕，为珩磨网纹创造条件；精珩磨形成网纹深沟；平台珩磨珩出平台。2.3珩磨工艺及其应用珩磨工艺是磨削加工的一种特殊形式，又是精加工中的一种高效加工方法。这种工艺是一种提高零件尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度的有效加工方法，在汽车零部件的制造中应用很广泛。 2.3.1珩磨加工原理 珩磨是利用安装于珩磨头圆周上的一条或多条油石,由涨开机构（有旋转式和推进式两种）将油石沿径向涨开, 使其压向工件孔壁,以便产生一定的面接触。同时使珩磨头旋转和往复运动,零件不动;或珩磨头只作旋转运动,工件往复运动,从而实现珩磨。 在大多数情况下,珩磨头与机床主轴之间或珩磨头与工件夹具之间是浮动的。这样,加工时珩磨头以工件孔壁作导向。因而加工精度受机床本身精度的影响较小,孔表面的形成基本上具有创制过程的特点。所谓创制过程是油石和孔壁相互对研、互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理类似两块平面运动的平板相互对研而形成平面的原理。 珩磨时由于珩磨头旋转并往复运动或珩磨头旋转工件往复运动,使加工面形成交叉螺旋线切削轨迹,而且在每一往复行程时间内珩磨头的转数不是整数, 因而两次行程间,珩磨头相对工件在周向错开一定角度,这样的运动使珩磨头上的每一个磨粒在孔壁上的运动轨迹亦不会重复。此外,珩磨头每转一转,油石与前一转的切削轨迹在轴向上有一段重叠长度,使前后磨削轨迹的衔接更平滑均匀。这样,在整个珩磨过程中,孔壁和油石面的每一点相互干涉的机会差不多相等。因此,随着珩磨的进行孔表面和油石表面不断产生干涉点,不断将这些干涉点磨去并产生新的更多的干涉点,又不断磨去,使孔和油石表面接触面积不断增加,相互干涉的程度和切削作用不断减弱,孔和油石的圆度和圆柱度也不断提高,最后完成孔表面的创制过程。为了得到更好的圆柱度,在可能的情况下,珩磨中经常使零件掉头,或改变珩磨头与工件轴向的相互位置。 2.3.2珩磨的切削过程 1)定压进给珩磨 定压进给中进给机构以恒定的压力压向孔壁,共分三个阶段。 第一个阶段是脱落切削阶段,这种定压珩磨,开始时由于孔壁粗糙,油石与孔壁接触面积很小,接触压力大,孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表面因接触压力大,加上切屑对油石粘结剂的磨耗,使磨粒与粘结剂的结合强度下降,因而有的磨粒在切削压力的作用下自行脱落,油石面即露出新磨粒,此即油石自锐。 第二阶段是破碎切削阶段,随着珩磨的进行,孔表面越来越光,与油石接触面积越来越大,单位面积的接触压力下降,切削效率降低。同时切下的切屑小而细,这些切屑对粘结剂的磨耗也很小。因此,油石磨粒脱落很少,此时磨削不是靠新磨粒,而是由磨粒尖端切削。因而磨粒尖端负荷很大,磨粒易破裂、崩碎而形成新的切削刃。 第三阶段为堵塞切削阶段,继续珩磨时油石和孔表面的接触面积越来越大,极细的切屑堆积于油石与孔壁之间不易排除,造成油石堵塞, 变得很光滑。因此油石切削能力极低, 相当于抛光。若继续珩磨,油石堵塞严重而产生粘结性堵塞时,油石完全失去切削能力并严重发热,孔的精度和表面粗糙度均会受到影响。此时应尽快结束珩磨。 2)定量进给珩磨 定量进给珩磨时,进给机构以恒定的速度扩张进给,使磨粒强制性地切入工件。因此珩磨过程只存在脱落切削和破碎切削,不可能产生堵塞切削现象。因为当油石产生堵塞切削力下降时,进给量大于实际磨削量,此时珩磨压力增高,从而使磨粒脱落、破碎,切削作用增强。用此种方法珩磨时,为了提高孔精度和表面粗糙度,最后可用不进给珩磨一定时间。 3)定压-定量进给珩磨 开始时以定压进给珩磨,当油石进入堵塞切削阶段时,转换为定量进给珩磨,以提高效率。最后可用不进给珩磨,提高孔的精度和表面粗糙度。 2.3.3珩磨加工特点 1）加工精度高 特别是一些中小型的通孔，其圆柱度可达 0.001mm 以内。一些壁厚不均匀的零件,如连杆,其圆度能达到0.002mm。对于大孔(孔径在200mm以上),圆度也可达 0.005mm,如果没有环槽或径向孔等,直线度达到0.01mm/1m以内也是有可能的。珩磨比磨削加工精度高,因为磨削时支撑砂轮的轴承位于被珩孔之外,会产生偏差,特别是小孔加工,磨削精度更差。珩磨一般只能提高被加工件的形状精度,要想提高零件的位置精度,需要采取一些必要的措施。如用面板改善零件端面与轴线的垂直度(面板安装在冲程托架上,调整使它与旋转主轴垂直,零件靠在面板上加工即可)。 2)表面质量好 缸孔圆柱度打到0.005，直径尺寸打到-0.005+0.005。表面为交叉网纹，有利于润滑油的存储及油膜的保持。有较高的表面支承率（孔与轴的实际接触面积与两者之间配合面积之比），因而能承受较大载荷，耐磨损，从而提高了产品的使用寿命。珩磨速度低（是磨削速度的几十分之一），且油石与孔是面接触，因此每一个磨粒的平均磨削压力小，这样珩磨时，工件的发热量很小，工件表面几乎无热损伤和变质层，变形小，珩磨加工面几乎无嵌砂和挤压硬质层。 3）切削余量少 为达到图纸所要求的精度，采用珩磨加工是所有加工方法中去除余量最少的一种加工方法。在珩磨加工中，珩磨工具是以工件作为导向来切除工件多余的余量而达到工件所需的精度。珩磨时，珩磨工具先珩工件中需去余量最大的地方，然后逐渐珩至需去除余量最少的地方。2.3.4珩磨表面粗糙度达不到工艺要求的原因一是珩磨油石，珩磨用量选择不当；珩磨前工序孔的表面质量差；珩磨过程中没有得到充分冷却，是孔径超差、珩磨表面粗糙度达不到工艺要求的主要原因。二是珩磨头的结构形式、连接方式是否合理；加工用的工装夹具使用是否得当；珩磨前工序孔的形状精度是否达到工艺要求，是影响圆度误差超差、孔的直线度误差超差的重要原因。三设计内容、拟解决的主要问题3.1设计内容（1）柴油机磨缸机整机设计；（2）柴油机磨缸机主要受力零部件的尺寸设计和强度校核；（3）传动机构设计和电机等选择。3.2拟解决的主要问题（1）设计方案的确定；（2）电机的选型；（3）减速器的选择。四技术路线柴油机磨缸机的组成及工作原理方案对比及论证柴油机磨缸机的加工范围柴油机磨缸机整体设计柴油机磨缸机主要部件的受力计算润滑和密封。五进度安排2011.2.28-2011.3.19 收集资料，查阅文献，撰写开题报告，翻译英文文献；2011.3.20-2011.4.9 总体方案确定；2011.4.10-2011.4.23 传动系统设计；2011.4.24-2011.5.7 装备图的绘制；2011.5.8-2011.6.4 零件图绘制；2011.6.5-2011.6.17 撰写设计说明书，整理材料，准备答辩。六主要参考文献1 张鑫，张晋忠，薛宏荣，刘忠. 以珩代磨加工应用 j. 金属加工(冷加工), 2011.（05）2 李纯松，李佩云，单永刚.立式珩磨机珩磨头引入及进给装置j重庆工学院学报(自然科学版), 2008.（11）3 孙美玲,赵宏德. 珩磨加工原理及其工艺参数的选择j黑龙江科技信息, 2004, (01).4 董丽君. 深孔珩磨加工中的常见质量缺陷及其产生原因j科技情报开发与经济, 2006, (01) 5 郭建忠. 珩磨工艺及其在汽车零部件制造中的应用j汽车制造与装备, 2005, (04) .6 李玉杰. “平顶网纹”,还是“越光越好”?发动机缸孔加工技术j机械工人.冷加工, 2003, (10) 7 黄振林,林燕文.珩磨工艺参数的优化设计j. 机械工程师, 2007, (05)8 刘晶.实用便捷的珩磨头j. 金属加工(冷加工), 2010, (02)9 李华楹.珩磨加工初探j. 大众科技, 2006, (07) .10 赵帮荣,贝贤.珩磨机改造及珩磨液性能试验j. 内燃机与配件. 2010(09)11 张明兴.气缸孔口部加工质量问题的分析解决j. 汽车工艺与材料. 2011(02)12 李伯奎,刘远伟,王林高. 气缸套内表面平台珩磨网纹评定方法的探讨j工具技术, 2005, (11) .13 yongkang zhang,chaojun yang,yonghong fu. surface texturing technology b