1850_3缸發(fā)動機飛輪殼組合鉆床主軸箱設(shè)計

1850_3缸發(fā)動機飛輪殼組合鉆床主軸箱設(shè)計,_3,發(fā)動機,飛輪,組合,鉆床,主軸,設(shè)計 單位代碼 02 學(xué) 號 080105058 分 類 號 TH6 密 級 畢業(yè)設(shè)計文獻綜述院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機 械 系專 業(yè) 名 稱 機 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化學(xué) 生 姓 名 李 秋 艷指 導(dǎo) 教 師 賈 百 合2012 年 03 月 10 日黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻 綜 述 ) 第 1 頁 機械的發(fā)展和機械加工方法摘要本文主要介紹了機械的發(fā)展和機床加工的幾種方法，從最早利用機械到現(xiàn)在的數(shù)控機床，機械加工經(jīng)歷了由簡到繁的發(fā)展過程。通過對機械的發(fā)展有一個基本的了解，可以更好地對組合鉆床的主軸箱設(shè)計有很好的幫助。關(guān)鍵詞：機械，發(fā)展，車床，加工，零件我國最早的機械計時器是與天文儀器結(jié)合在一起的。例如唐代一行、梁令瓚等人發(fā)明的開元水云渾天，北宋蘇頌、韓公廉等制造的水運儀象臺等。這些儀器中的計時部分，已經(jīng)采用了相當(dāng)復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)。特別是水運儀象臺中報時裝置里的擒縱器，是我國的一大發(fā)明。李約瑟認為它“可能是歐洲中世紀天文鐘的直接祖先” 。第一個脫離天文儀器獨立出來的機械計時器，是元代郭守敬制造的大明殿燈漏。這是一個水利驅(qū)動的機械報時鐘，掛在架子上，像個燈球，它能自動報時，還飾有能按時自動跳躍的動物模型。可以推斷，它的凸輪機構(gòu)已經(jīng)相當(dāng)復(fù)雜。 [1]機械系統(tǒng)由簡到繁，功能越來越強，精度越來越高，體現(xiàn)了生產(chǎn)力發(fā)展的進步和趨勢，與此同時，對機械系統(tǒng)的控制要求也在不斷增長。固然，自動控制作為一個專門的科學(xué)也在不斷發(fā)展著，從經(jīng)典的線性控制，到現(xiàn)在的非線性控制，甚至模糊控制、人工智能專家系統(tǒng)控制等等，確實也在現(xiàn)代機械系統(tǒng)中起到了很大的作用。但是對于有些機械系統(tǒng)的控制問題，雖然可以在理論上進行分析求解，可真正實現(xiàn)起來則是非常不易的，其中一個重要的原因是傳統(tǒng)方法和控制電路難以直接解出微積分方程。更何況有不少系統(tǒng)還不存在方程的連續(xù)解，需要用數(shù)值的方法來求解，在計算機出現(xiàn)之前，根本就無法做到實時控制，這些原因在一定程度上制約了機械系統(tǒng)的發(fā)展速度。 [2]各種材料具有不同的加工性能，選用材料時要考慮零件加工的工藝方法、生產(chǎn)條件和毛坯的制取方法以及零件的形狀、尺寸大小、復(fù)雜程度等。機械零件可以通過鑄造、鍛造、機械加工成形，對于不同的加工方法必須考慮材料的加工性能。例如，鑄造的零件就不易進行磨削加工。對于尺寸較小的齒輪坯、蝸桿、軸類等旋轉(zhuǎn)體零件，可采用鋼、銅合金、鋁合金黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻 綜 述 ) 第 2 頁 棒料，直接進行機械加工。對于形狀簡單、薄壁、高度或深度小的零件，如生產(chǎn)批量較大時，可考慮采用低碳鋼、銅、鋁合金等塑性好的材料，易于壓力加工成形。在自動機床上進行大批量生產(chǎn)的零件，材料的切削性能要好（易斷屑、刀具磨損小、表面光滑等） 。選擇材料時，還必須考慮材料的熱處理工藝性能（淬透性、淬硬性、變形開裂傾向性、回火脆性等） 。 [3]工藝路線是指零件從毛坯制造到加工完成的全部流程，它和零件的功能、幾何形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、材料及熱處理技術(shù)條件以及企業(yè)生產(chǎn)組織的形式和各生產(chǎn)部門的分工有關(guān)。一個企業(yè)的生產(chǎn)組織及各部門的分工在一定的時期是相對穩(wěn)定的，根據(jù)成組技術(shù)的原理，機械零件有 70%的相似性，只要按照這一原理對零件進行分類分組后，就可以發(fā)現(xiàn)零件幾何形狀、尺寸、精度、材料及熱處理的相似性，其工藝路線也存在相似性。只要我們對零件的性質(zhì)與工藝路線變化進行歸納、整理就可以制定零件工藝路線的標準與規(guī)范，使各種零件的工藝路線實現(xiàn)標準化。 [4]在選擇從動件的運動規(guī)律時，應(yīng)根據(jù)機器工作時的運動要求來確定。如機床中控制刀架進刀的凸輪機構(gòu)，要求刀架進刀時做等速運動，則從動件應(yīng)選擇等速運動規(guī)律，至于行程始末端，可通過拼接其他運動規(guī)律的曲線來消除沖擊。對無一定運動要求，只需要從動件有一定位移量的凸輪機構(gòu)，如夾緊送料等凸輪機構(gòu)，可只考慮加工方便，采用圓弧、直線等組成的凸輪輪廓。對于高速機構(gòu)，應(yīng)減小慣性力，改善動力性能，可選用正弦加速運動規(guī)律或其他改進型的運動規(guī)律。 [5]端銑刀的刀齒切入和切出工件時，雖然切削層厚度較小，但不象周銑時切削厚度最小時為零，改善了刀具后刀面與工件加工表面之間的摩擦狀況，提高了刀具耐用度，并可減小表面粗糙度。此外，端銑時還可利用副切削刃修光已加工表面，因此，端銑可達到較小的表面粗糙度。而周銑時只有圓周刃切削，粗糙度較大。端銑時，端銑刀一般直接安裝在銑床的主軸端部，懸伸長度較小，刀具系統(tǒng)的剛性較好，同時，端銑刀可方便地鑲裝硬質(zhì)合金刀片，允許的切削速度高、進給量大，所以生產(chǎn)率高。而周銑時，圓柱銑刀安裝在細長的刀軸上，刀具系統(tǒng)的剛性較端銑差，且圓柱銑刀多采用高速鋼鑄造，不能采用大的切削用量，生產(chǎn)率比端銑低。由于端銑具有以上的優(yōu)點，所以，在平面的銑削中，目前大都采用端銑法。但是，黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻 綜 述 ) 第 3 頁 周銑法的適應(yīng)性較廣，可以利用多種形式的銑刀，除加工平面外還可以較方便地進行溝槽、齒形和成形面的加工，生產(chǎn)中仍常采用。 [6]刀具失效的形式有刀具磨損和刀具破損兩大類，刀具的磨損又稱為正常磨損，刀具的破損又稱非正常磨損。 切削的過程中，刀具的磨損是必然的。當(dāng)?shù)毒叩哪p量達到一定程度時，就引起切削力、切削溫度的急劇增加，嚴重時甚至引起振動、噪聲、切削顏色改變，導(dǎo)致刀具急劇磨損或燒壞，這直接影響工件的加工精度、表面粗糙度和加工成本。因此，研究刀具磨損原因，預(yù)防刀具過早磨損，提高刀具壽命，是切削加工中應(yīng)解決的重要課題之一。 [7]自由鍛造簡稱自由鍛，是利用鍛造設(shè)備的上、下砧或簡單的通用性工具直接是坯料變形的壓力加工方法。由于鍛造時，金屬在變形過程中只有部分表面受工具限制，其余表面為自由變形，故稱為自由鍛。鍛件的形狀和尺寸靠鍛工翻動坯料及控制機器對坯料施加壓力來保證。自由鍛具有較大的通用性，能夠鍛造各種大小的鍛件。但金屬損耗大，常用于生產(chǎn)形狀簡單批量小的鍛件。對于大型鍛件如冷軋輥、水輪機主軸、多拐曲軸等只能采用自由鍛，以獲得好的力學(xué)性能。因此，自由鍛在重型機器制造中占有重要的地位。 [8]刀具標注角度是在假定運動條件和假定安裝條件下得到的，如果考慮合成切削運動和實際安裝條件，則刀具角度的參考系將發(fā)生變化，因而刀具角度也將產(chǎn)生變化，即刀具的實際工作角度不等于標注角度。按照切削加工的實際情況，在刀具工作角度參考系中鎖確定的角度，稱為刀具工作角度。由于通常進給速度遠小于主運動速度，所以在一般安裝條件下，刀具的工作角度近似地等于標注角度，如普通車削、鏜削、端削、周銑等。只有在進給運動引起刀具角度值變化較大時（如車螺紋或絲杠、鏟背和鉆孔時）才計算工作角度。 [9]萬能夾具用于磨削平面和圓弧面組成的各種形狀復(fù)雜的工件。磨削平面或斜面時，需將被磨削的平面或斜面回轉(zhuǎn)至水平或垂直位置，以便用砂輪的圓周或端面進行磨削?；剞D(zhuǎn)的角度用分度盤來控制。磨削圓弧時，調(diào)整十字滑板，使被磨削圓弧面的中心與夾具中心重合，磨削時通過手輪旋轉(zhuǎn)蝸桿，使蝸輪帶動工件回轉(zhuǎn)。采用萬能夾具成形磨削時，采用分段磨削。為使型面連接圓滑、符合技術(shù)要求，應(yīng)有正確的磨削順序。成形磨削前，首先確定水平和垂直兩方向的基準面，并對基準面進行磨削。且以此基黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻 綜 述 ) 第 4 頁 準面相對移動中心位置，然后磨削與基準面直接有關(guān)的加工面、精度要求高的型面、大平面和平行于直角坐標的面，再磨削斜面。 [10]齒輪齒條機構(gòu)可以把軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，并可以實現(xiàn)往復(fù)、轉(zhuǎn)向等功能，在各種傳動機構(gòu)中應(yīng)用十分廣泛，在齒輪齒條的傳動過程中，力是通過一對齒輪齒面之間的接觸傳遞的，齒面之間復(fù)雜的接觸關(guān)系以及由此產(chǎn)生的應(yīng)力、沖擊等往往造成齒輪的失效，如輪齒折斷、齒面塑性流動、齒面磨損、膠合等。研究齒輪失效的形式及原因，是齒輪傳動設(shè)計中的一項重要內(nèi)容。對齒輪進行接觸模擬，可以用數(shù)值的方法計算齒輪傳動過程中發(fā)生接觸的位置、面積、接觸力、應(yīng)力應(yīng)變的分布以及材料塑性流動的規(guī)律，這有助于研究齒輪的失效原因，改善齒輪的設(shè)計，提高齒輪傳動系統(tǒng)的效率和使用壽命。 [11]數(shù)控車床的加工功能與普通車床大體一樣，主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面。但在車削特殊螺紋和復(fù)雜回轉(zhuǎn)成形面時有其突出的特點。普通車床一般只能車削有限的等螺距的各種螺紋，而數(shù)控車床由于其很強的控制功能，不但能車削任何等螺距螺紋，而且能車削各種增節(jié)距、減節(jié)距，以及要求等節(jié)距、變節(jié)距之間平滑過渡的螺紋。在普通車床上可用樣板法或靠模法加工復(fù)雜形狀的回轉(zhuǎn)成形面，但加工精度都不高。由于數(shù)控車床具有圓弧插補功能，因而可直接利用圓弧插補指令加工任意平面曲線構(gòu)成的回轉(zhuǎn)成形面并得到較高的精度。 [12]在普通車床工作中最常見的操作是車削圓柱零件，工件準備好進行車削加工后，適合在活動的和不活動的中心的兩端進行鉆和锪孔，卡爪放在一端，工件放在兩個中心之間。由卡爪驅(qū)動工件，卡爪末尾在面板上插入一個槽（卡爪末端，適合在面板的插槽中驅(qū)動工件） 。活動的中心隨工件轉(zhuǎn)動，不活動的中心是固定的。 [13]普通車床是由兩個木制的面板或兩側(cè)板組成，水平放置，在兩個板之間有一個開放的槽；垂直于這個槽的是另外兩部分，被稱為操縱機構(gòu)。用來在兩個面板之間滑動，也可以隨意固定在任何一點上。這有兩點，被車削的一部分是固定的，向前向后來回轉(zhuǎn)的一部分是用皮帶纏繞固定在一個圓滑桿的端點上，在下面通過一個腳踏板移動。這也是一個用來承受機床和保持穩(wěn)定的停板。 [14]刨床可以用來加工水平、垂直或傾斜的大型工件平面（對于牛頭刨床來說工件太大） 。刨平面是遠遠低于其他基本的加工工藝，比如銑床，它可以加工各種表面。因此，黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻 綜 述 ) 第 5 頁 刨床和刨工已經(jīng)基本被可以刨和銑削的龍門銑床取代。 [15]參考文獻[1]張春輝.中國機械工程發(fā)明史[M].北京：清華大學(xué)出版社, 2004,424.[2]陳強.機械系統(tǒng)的微機控制[M].北京：清華大學(xué)出版社, 1998,2.[3]徐峰, 李慶祥 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