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洛陽理工學院 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學院： 機械工程學院 2015年 月 日 （學生填表） 課題名稱 軸承內圓磨床修整器的設計 學生姓名 楊亞坤 專業(yè)班級 B110202 課題類型 工程設計 指導教師 武亞平 職 稱 講 師 課題來源 生產實際 1. 綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 1）國內外研究動態(tài) 現(xiàn)代工業(yè)生產中，隨著中、小批量零件在總產品數(shù)量中的生產比例逐漸提高，對零件的復雜性和精度也有了更高要求，傳統(tǒng)的普通機床已越來越難以適應現(xiàn)代化生產的要求。因為計算機技術的快速發(fā)展和在數(shù)控系統(tǒng)中的廣泛應用，高精度零件生產和加工、修整已進入數(shù)控時代。 數(shù)控機床具有高精度、高效率、一機多用，可以完成復雜型面加工的特點，其主要功能幾乎全由軟件來實現(xiàn)，硬件幾乎能通用，從而使其更具加工柔性，功能更加強大。計算機信息技術和制造自動化技術的結合越緊密，作為自動化柔性生產重要基礎的數(shù)控機床在生產機床中所占比例將越來越多。平面磨床相對于車床、銑床等采用數(shù)控系統(tǒng)較晚，因為它對數(shù)控系統(tǒng)的特殊要求。近十幾年來，借助CNC技術，磨床上砂輪的連續(xù)修整、自動補償、自動交換砂輪、多工作臺、自動傳送和裝夾工件等操作功能得以實現(xiàn)，數(shù)控技術在平面磨床上逐步普及。我國從80年代開始生產數(shù)控平面磨床，隨著數(shù)控系統(tǒng)性能與可靠性的提高，價格更趨合理，使數(shù)控磨床與普通磨床的比價為廣大用戶所接受，同時隨著先進制造與自動化技術在生產中的要求提高，數(shù)控磨床的使用也將越來越廣泛。數(shù)控平磨及其它磨床將向加工柔性更好的高檔磨削加工中心和更加高效的專用數(shù)控磨床方向發(fā)展。 因為砂輪磨削有著速度快、精度高等顯著地技術優(yōu)勢和經濟效益等特點，一直被人們非常重視。但是在高速磨削過程中，工件受熱變形和表面燒傷等均限制了砂輪速度的進一步提高，砂輪強度和機床制造等關鍵技術也使得高速磨削技術在一段時間內進展緩慢。當20世紀90年代以德國高速磨床FS—126為主導的高速磨削(High—speed Grinding)技術取得了突破性進展后，人們意識到一個全新的磨削時代已經到來。高速磨削技術是磨削工藝本身的革命性躍變，是適應現(xiàn)代高科技需要而發(fā)展起來的一項新興綜合技術，它集現(xiàn)代機械、電子、光學、計算機、液壓、計量及材料等先進技術成就于一體。隨著砂輪速度的提高，目前磨削去除率已猛增到了3O00 mm3 /mms甚至更多，可與車、銑、刨等切削加工相媲美，尤其近年來各種新興硬脆材料(如陶瓷、光學玻璃、光學晶體、單晶硅等)的廣泛應用更推動了高速磨削技術的迅猛發(fā)展。日本先端技術研究會把高速加工列為五大現(xiàn)代制造技術之一。國際生產工程學會(CIRA)將高速磨削技術確定為面向21世紀的中心研究方向之一。 2）砂輪修整的常規(guī)機械修整方法 （1）離線修整 修整砂輪的最初方式是用單刃金剛石車削砂輪。目前單刃金剛石仍在使用，而且可以安裝在機動滑板上，以提高位置控制精度。對于成形砂輪，為維持砂輪形狀精度，通常采用單點式車削修整工具。離線修整仍在工業(yè)界使用。盡管手動離線修整不準確，但是高精度設計的離線修整系統(tǒng)仍能產生良好的砂輪修整效果。在線修整意味著每臺磨床裝備一臺修整裝置。因此其經濟效益可能低于所有磨床共同使用的高精度離線修整系統(tǒng)。 （2）連續(xù)修整連續(xù)修整時，砂輪通常以預定修整速度來修整，以補償工件磨削過程中可能發(fā)生的砂輪最高磨損速度。連續(xù)修整期間有過量的材料從砂輪上被去除。因此，十分注意檢測砂輪表面的磨損速度或狀態(tài)。磨削過程中采用各種傳感器(其中包括加速度計和測力傳感器)來間接檢測砂輪表面狀態(tài)。 （3）非接觸修整 超硬磨料砂輪很難進行機械接觸修整，而且要求操作人員有豐富的經驗。即使采用CNC磨床中的自動修整系統(tǒng)避免修整速度過高并按砂輪磨損速度進行修整也仍然是一門藝術。修整工具本身的磨損總是對砂輪修整產生影響。 這些新型修整方法都是建立在結合劑特性的基上，其中包括微磨粒噴射修整、激光束修整、電火花修整和電化學修整。微磨粒噴射和激光束修整已經應用于樹脂結合劑超硬砂輪。電火花和電化學修整則已在金屬結合劑砂輪上得到應用。非接觸修整對工具沒有或只有較小的磨損。 （4）金剛石滾輪是一種新發(fā)展起來的修整工具，它與單顆粒金剛石筆修整砂輪相比，在進行非直線修整時其修整時間要短得多，且易修整出各種復雜的成形表面。金剛石滾輪修整砂輪的方法分為切入式滾輪修整和擺式滾輪修整，因切入式修整器結構比擺式修整器簡單，故在實際生產中應用較多一些。由于金剛石滾輪成形修整法具有修整時間短、能修整出各種復雜型面、型面精度保持好、修整操作方便等特點，其使用效果已逐漸得到人們的認司，在生產中也得到了越來越廣泛的應用。 3）砂輪修整的展望 砂輪修整的關鍵在于得到較高的修整精度，較好的表面質量。修整精度的高低決定磨削工件的尺寸精度和表面質量，較好的表面質量能保證對磨粒有較強的把持力，磨削時有足夠的容屑空間。然而金屬基金剛石砂輪在使用之初和磨損之后很難修整，若要達到精密、超精密磨削所需修整精度，難度很大。新的修整工具、修整技術的發(fā)展趨于高精、高效及自動化，賦予了金屬基金剛石砂輪修整技術研究者新的使命。 （1）開展實用的、低成本、高效率的修整技術研究。當前的金屬基金剛石砂輪修整法或多或少地都存在著修整成本高、效率低、修整時間長、裝置復雜、操作不易掌握等局限性，所以開發(fā)低成本、高效率、適應性廣、工業(yè)化應用程度高的金屬基金剛石砂輪修整技術已成當務之急。 （2）開發(fā)修整的檢測、監(jiān)控技術。利用砂輪的聲發(fā)射超聲信號技術來判斷砂輪的工況，掃描探針顯微鏡對修整后的形貌進行分析，對修整質量進行評價，應用計算機對修整過程進行控制，開發(fā)檢測、處理、質量評價、控制一體化的修整系統(tǒng)，實現(xiàn)金屬基金剛石砂輪磨削的智能化修整。 （3）開展各種成形砂輪的修整技術研究。隨著各種高性能硬脆材料在各領域的廣泛應用，各種復雜型面零件的加工越來越多，然而這些零件在工程應用中常常需具有一定的曲面形狀要求，如汽車發(fā)動機中的陶瓷搖臂、光學儀器中的曲面鏡、球面鏡、電子工業(yè)中的磁頭等。這對成形砂輪修整提出了更高的要求，因而深入研究各種精密修整技術，開發(fā)成形砂輪的修整技術也是金屬基金剛石砂輪修整的一個重要研究內容。 2. 研究的基本內容，擬解決的主要問題 （1）軸承內圓磨床修整器的工作原理 （2）軸承內圓磨床修整器機械部分標準件的選擇 （3）軸承內圓磨床修整器推進裝置設計 （4）軸承內圓磨床修整器機架設計 3. 研究步驟、方法及措施 （1）調研、查閱收集相關資料，了解課題研究的動態(tài)。 （2）根據(jù)已有資料和已有計算關系進行設計計算。 （3）根據(jù)設計計算，選擇合理的方案，設計軸承內圓磨床修整器的各部分。 （4）繪制軸承內圓磨床修整器的裝配圖以及零件圖。 4. 研究工作進度 （1）資料查閱，調研、撰寫開題報告； （3周） （2）資料分析、方案論證與設計計算； （4周） （3）結構設計、繪制裝配圖及零件圖； （4周） （4）撰寫設計說明書； （1周） （5）整理資料，準備答辯； （2周） （6）審核、互審、評閱、答辯、成績評定。 （1周） 5. 主要參考文獻 [1]張自強.閻秋生等.砂輪修整器安裝高度誤差對成型砂輪修整精度的影響[J] 金剛石與磨料磨具工程，2003 [2]宋貴亮等.超高速磨削及應用.航空精密制造技術，2000 [3]孫大涌.先進制造技術.北京:機械工業(yè)出版社，2000 [4]Tonshoff H.K，High—speed Grinding of Cast Iron Crankshafts with CBN Tools.Industrial Diamond Review.1996,(4) [5]張伯霖等.超高速切削的原理與應用.中國機械工程，1995 [6]媵燕等.超精密磨削中的超硬砂輪修整技術.航空精密制造技術，2000 (1) [7]馬明霞、應寶閣、王先逵等.金屬結合劑金剛石微粉砂輪電火花整形精度研究.金剛石磨料與磨具工程,1999 [8]莊司克雄.金屬結合劑金剛石砂輪的修整研究.磨料磨具與磨削.1993，4(76):5-1l [9]M，X，Ma,B，Ving，X，K，Wang，Soft-elastic dressing ot fine grain diamond wheels，J，Mater，Process，Techno1，103 (2000)l94—199 [10]H.S.Lira,K.Fathima eta1.A fundamental study on the mechanism of electrolytic in-process dressing(ELID)grinding，Int，J，Mach，Tools Manufact，42(2002) 935-943 [11]樸承鎬，高藝等，超微粒金剛石砂輪電解修整電源的研制，光學技術，2001，1(27):84-86 [12]Yan QS,Zhang ZQ et a1.Studies on creep feed grinding(1st repor)一 Analysis of offriction and stress On the seaming roll grooves[J].In:Progress of cutting and grinding,International academic publishers,1998:272~275 [13]周其節(jié)主編.自動控制原理.華南理工大學出版社，1994 [14]于海生主編.微型計算機控制技術.清華大學出版社，2001 [15]章宏甲，黃誼，王積偉. 液壓與氣壓傳動[M].北京，機械工業(yè)出版社，2000 [16]牟致忠 編著. 機械零件可靠性設[M]機械工業(yè)出版社,1998年3月 [17]何水清,王善編著. 結構可靠性分析與設計[M]. 國防工業(yè)出版社,2003年3月 教研室意見 教研室主任簽字： 年 月 日