三角转子缸体型面加工毕业设计

三角转子缸体型面加工毕业设计 题 目 三角转子缸体型面加工设计 院 (系) 机械与动力工程学院 专业班级 热动普2007-01 学生姓名 学号 2007440690 指导教师 职称 副教授 评阅教师 职称 2011年 6 月 8 日 学生毕业设计(论文)原创性声明 本人以信誉声明:所呈交的毕业设计(论文)是在导师徐妙侠的指导下进行的设计(研究)工作及取得的成果，设计(论文)中引用他(她)人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计(研究)所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示了谢意。 毕业设计(论文)作者(签字): 年 月 日 重庆科技学院本科生毕业论文 摘要 摘要 气缸型面的加工是缸体加工的关键工序，其加工精度直接影响发动机的工作性能和使用寿命。而且其精度和粗糙度要求较严格，它的加工在转子机零件加工中算是最复杂，又是最消耗时的一个工序，且无法在普通机床上加工，因此必须设计制造工装夹具或专用机床才能完成着一工序。本文将介绍转子发动机的工作原理，及气缸型线的创成包括滚动圆与固定圆的内切创成法和滚动圆与固定圆外切创成法，重点分析气缸包络型面的镗削加工;详细阐述了磨削气缸型面的加工方法——创成法、靠模法和创成靠模法，并对其相应的加工原理进行了阐述，同时进行了优缺点的分析。绘出相应加工方法的原理结构图，并叙述缸体加工过程。 关键词:创成法 创成靠模法 靠模法 气缸型面 缸体加工过程 I 重庆科技学院本科生毕业论文 ABSTRACT ABSTRACT Cylinder type the manufacturing is the key process machining, the machining accuracy directly affecting engine working performance and long service life. And its precision and roughness requirements, and its processing is strict in rotor machine parts processing is the most complex, is in a process when the most consumption, which cannot be in ordinary machine processing, therefore must design manufacturing tooling/fixture or special machine tool to complete the process. This paper introduces the working principle of rotor engine, and the cylinder profile of gen into includes rolling round and fixed round the diagnosis and cutting inside and outside with fixed round roll round cut gen nanocomposites, emphatically analyses the cylinder envelope type 1ta series processing; Expounded the processing method of grinding cylinder type - gen nanocomposites, modeling method and then modeling method into, and its corresponding processing principle is discussed, and the analysis of the advantages and disadvantages. Draw the corresponding processing method principle chart, and narrative machining process. Keywords: Gen nanocomposites Gen into modeling method Modeling method Cylinder type surface Machining process II 重庆科技学院本科生毕业论文 绪论 目 录 摘要 ...................................................... I ABSTRACT ................................................ II 绪 论 .................................................... 3 1 转子发动机的结构和工作原理 ............................. 4 2气缸的理论型线 .......................................... 7 2.1气缸型线的创成 ..................................... 7 2.2 滚动圆与固定圆的内切创成法 ........................ 9 2.3 滚动圆与固定圆外切创成法 ......................... 11 2.4气缸的实际型线 .................................... 12 3汽缸型面的镗面加工 ..................................... 15 3.1刀具的几何角度 .................................... 15 3.2 镗削气缸实际型面的工装夹具 ....................... 16 3.3 多刀加工气缸型面 ................................. 18 4 用创成法磨削汽缸型面 .................................. 20 4.1用外切齿轮机构创成法 .............................. 20 4.2用速比与内切齿轮机构相当的机构创成法 .............. 22 5 用靠模法磨削气缸型面 .................................. 24 5.1靠模法磨削的优点 .................................. 24 5.2 靠模装置的误差 ................................... 25 5.3 机床系统引起的误差 ............................... 26 6 创成靠模法模削汽缸型面 ................................ 28 6.1外切创成法的加工 .................................. 28 6.2创成靠模法加工原理 ................................ 29 7 缸体的加工工艺 ........................................ 32 7.1气缸体的结构特点及其材料 .......................... 32 7.1.1 气缸体的工作条件 ............................... 32 7.1.2 对材料的要求 ................................... 32 7.1.3 材料和毛坯 ..................................... 32 7.2 缸体的加工工艺过程 ............................... 32 结 论 ................................................. 35 参考文献 ................................................. 36 1 重庆科技学院本科生毕业论文 绪论 致 谢 ................................................... 37 2 重庆科技学院本科生毕业论文 绪论 绪 论 气缸型面的加工是缸体加工的关键工序，其加工精度直接影响发动机的工作性能和使用寿命。由于型线为双弧长短辐圆外旋轮线，属非圆曲线，几何形状特殊，而且精度和粗糙度要求较严格，它的加工在转子机零件假定中算是最复杂，又是最消耗时的一个工序，且无法在普通机床上加工，因此必须设计制造工装夹具或专用机床才能完成着一工序。 它现在能被大多数人看好是因为，转子发动机有几个优点，其中最重要的一点是减小了体积和减轻了重量。在运行安静性和平稳性两方面，双转子RE相当于直列六缸往复式发动机。在保证相同的输出功率水平前提下，转子式发动机的设计重量是往复式的三分之二，这个优点对于汽车工程师们有着无比的吸引力。特别是近年来，在防撞性(碰撞安全)、空气动力学、重量分布和空间利用等方面的要求越来越严格的情况下: (1)精简结构; 由于转子发动机将空燃混合气燃烧产生的膨胀压力直接转化为三角形转子和偏心轴的转动力，所以不需要设置连杆，进气口和排气口依靠转子本身的运动来打开和关闭;不再需要配气机构，包括正时齿带、凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧等，而这在往复式发动机中是必不可少的一部分。综上所述，转子发动机组成所需要的部件大幅度减少。 (2)均匀的扭矩特性; 根据研究结果，转子发动机在整个速度范围内有相当均匀的扭矩曲线，即使是在两转子的设计中，运行中的扭矩波动也与直列六缸往复式发动机具有相同的水平，三转子的布置则要小于,型八缸往复式发动机。 (3)运行更安静，噪音更小; 对于往复式发动机，活塞运动本身就是一个振动源，同时气门机构也会产生令人讨厌的机械噪音。转子发动机平稳的转动运动产生的振动相当小，而且没有气门机构，因此能够更平稳和更安静的运行。 3 重庆科技学院本科生毕业论文 转子发动机的结构和工作原理 1 转子发动机的结构和工作原理 现代的转子发动机由茧形壳体(一个三角形转子被安置在其中)组成。缸体内部空间总是被分成三个工作室，转子转动这些工作室也在运动。依次在摆线型缸体内的不同位置完成进气、压缩、作功(燃烧)和排气四个过程。 转子和壳体壁之间的空间作为内部燃烧室，通过气体膨胀的压力驱动转子旋转。和普通内燃机一样，转子发动机必须在其工作室中相继形成四个工作过程。如果将三角形的转子放置在圆形壳体的中心部，工作室将不会随着壳体内部转子的旋转而在体积上发生变化。即使空燃混合气在那里点燃，燃烧气体的膨胀压力也仅作用在转子的中部，不会产生旋转。这就是为什么壳体的内侧圆周被设计成旋轮线外形并和安装在偏心轴上的转子组装在一起的原因。因此，每转一圈，工作室的体积变化两次，从而实现内燃机的四个工作过程。 在汪克尔型转子发动机上，转子的顶点随着发动机壳体内圆周的椭圆形壳体而运动，同时保持与围绕在发动机壳体中心的一个偏心轨道上的输出轴齿轮的接触。三角形转子的轨道是用一个相位齿轮机构来规定的。相位齿轮包括安装在转子内侧的一个内齿圈和安装在偏心轴上的一个外齿轮。如果转子齿轮在其内侧有30个齿，轴齿轮将在其外原周上有20个齿，由此得到其齿数比为3:2。由于这一齿数比，转子和轴之间的转速比被限定为1:3。和偏心轴相比，转子有较长的转动周期。转子转动一圈，偏心轴转动三圈。当发动机转速为3000 转/分时，转子的速度只有1000 转/分。 1-1 内燃机四个工作过程 与传统往复式发动机的比较 往复式发动机和转子发动机都依靠空燃混合气燃烧产生的膨胀 4 重庆科技学院本科生毕业论文 转子发动机的结构和工作原理 压力以获得转动力。两种发动机的机构差异在于使用膨胀压力的方式。在往复式发动机中，产生在活塞顶部表面的膨胀压力向下推动活塞，机械力被传给连杆，带动曲轴转动。 1-2 转子工作原理示意图 对于转子发动机，膨胀压力作用在转子的侧面。 从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心(见图中力PG)。这一运动在两个分力的力作用下进行。一个是指向输出轴中心(见图中的Pb)的向心力，另一个是使输出轴转动的切线力(Ft)。 壳体的内部空间(或旋轮线室)总是被分成三个工作室。 在转子的运动过程中，这三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个过程。每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行，这明显区别于往复式发动机。往复式发动机的四个过程都是在一个汽缸内进行的。 转子发动机的排气量通常用单位工作室容积和转子的数量来表示。例如，对于型号为13B的双转子发动机，排量为"654cc × 2"。 单位工作室容积指工作室最大容积和最小容积之间的差值;而压缩比是最大容积和最小容积的比值。往复式发动机上也使用同样的定义。 5 重庆科技学院本科生毕业论文 转子发动机的结构和工作原理 图 1-3转子发动机工作容积的变 如图1-3中所示，转子发动机工作容积的变化，以及与四循环往复式发动机的比较。尽管在这两种发动机中，工作室容积都成波浪形稳定变化，但二者之间存在着明显的不同。首先是每个过程的转动角度:往复式发动机转动180度，而转子发动机转动270度，是往复式发动机的1.5倍。换句话说，在往复式发动机中，曲轴(输出轴)在四个工作过程中转两圈(720度); 而在转子发动机中，偏心轴转三圈(1080度)，转子转一圈。这样，转子发动机就能获得较长的过程时间，而且形成较小的扭矩波动，从而使运转平稳流畅。 此外，即使在高速运转中，转子的转速也相当缓慢，从而有更宽松的进气和排气时间，为那些能够获得较高的动力性能的系统的运行提供了便利。 6 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸的理论型线 2气缸的理论型线 转子机气缸的理论型线为双弧长短幅外旋轮线。它的创成方法一般有两种: 2.1气缸型线的创成 图2-1是气缸型线内切创成原理图。当圆心为O,半径为r的大r圆(相当于内齿轮)沿着圆心为O，半么为k的固定小圆(相当于外齿轮)无滑动地滚动时，在大圆外有一与大圆连在一起的点P(相当于转子的某一顶角)也一起滚动，这样，P点的运动轨迹就是气缸理论型线。 图 2-1 汽缸理论型线创成原理 图2-1中，O和O连线的长度称为偏心距(即偏心轴的偏心距)，r 以e表示。Or至P点的距离称为双弧圆外旋轮线的创成半径，以R表示。 当设在大圆上的一点A和小圆上的一点B在起始位置时，两圆相切于B点，这时A点与B点重合，大圆的半径AO以及P点位于X轴r 线上(AOP成一直线)。大圆沿固定小圆逆时针方向滚过一段圆弧AIr 后，即为图中所示位置，此时两圆相切于I点，主轴偏心距OO转过r了a角，AO转过了角。因为两圆作无滑动的滚动，故B 。这,,3,r 就表明，大圆的公转速度为其自转速度的3倍，即偏心轴与转子的速 7 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸的理论型线 比为3:1。 由于大圆是沿固定圆滚动，因此除了它本身绕其圆心O自转外，r 还绕固定圆心O公转，所以创成半径上的P点，对于固定圆来说，实际上并不是绕圆心Or旋转的，而是绕两个圆的切点(即图2-1上I点)旋转。由于该切点本身的位置在变化，因此I点只是P点的瞬时旋转中心，IP则称为P点的瞬时旋转半径，也是外旋轮线在P点上的法线。 创成半径R与瞬时旋转半径IP所成的角Q称为外旋轮线在P点的摆动角，这个角度的大小是随着P点的位置变化而改变。 由图2-1可知，随着偏心轴转角a的变化，P点轨迹的坐标为 ,' x,ecos，Rcos(m),3 ,' y,esin，Rsin(m),3 由上方程得出气缸的理论型线下图所示 图2-2气缸的理论型线 图2-3气缸实际型线 b. 气缸的实际型线 上述气缸理论型线是P点的运动轨迹，若把P点作为转子的一个 8 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸的理论型线 顶角，则转子在气缸中运动时，它的三个顶角在理论上就能保持与气缸中运动时，它的三个顶角在理论上就能保持与气缸型线接触。但是，由于制造有误差，还有零件爱热变形等原因，主轴承和偏心轴承以及相位齿轮均需有间隙，转子顶角需具有径向密封片。因此在实际结构中，是以转子的顶角P点为中心，以a为半径所形成的小圆弧作为径向密封片的顶端，与气缸弄而保持接触的，这时要相应将气缸理论型线向外扩张，扩张的距离也为a(称平移距)。即气缸的实际型线是以气缸理论型线上的点为圆心，以a为半径所形成各小圆珠笔外包络线。如图C所示。当转子在气缸内转动时，摆动角Q是变化的，采用平移距为a的气缸型面与以a为圆珠笔弧半径的径向密封片相配，接触线在密封片圆珠笔弧面上来回摆动，这样可减少磨损和改善密封性，同时径向密封片在槽内也不致于产生径向运动。 根据图2-1和图2-3，气缸的实际型线方程为 ,, (1) x,ecos,，Rcos，,cos(，,)(m)33 ,, (2) y,esin,，Rsin，,sin(，,)(m)33 式中 ——平移距(m) , ——摆动角(rad) , 气缸实际型线与理论型线之间的关系如下: 1( 两条曲线在各点法线方向的距离均为a，所以把气缸实际型号线称为理论型线的等距曲线或平移曲线。 2( 两者在长、短轴方向上的长度相差2a,因此实际型线的长轴长度为2(R+e+a),短轴长度为2(R-e+a); 3( 确定理论型线以及由此而形成的转子理论型线(内包络线)，只要从R、K、e三个参数中选项定任意两个即可;面对实际型线来说，则需要选定K、e、a三个参数才能确定。 2.2 滚动圆与固定圆的内切创成法 图1-1示出气缸型线内切创成原理图。当圆心为or，半径为r 的大圆(相当与内齿轮)沿着圆心为o ，半径为k的固定小圆(相当与外齿轮)无滑动滚动时，在大圆外有一与大圆连在一起的点p(相当于转子的某一顶角)也一起滚动，这样，p点的运动轨迹就是气缸理论型线。 图1-1中，O和Or连线的长度称 为偏心距(即偏心轴的偏心距)，以e 表示。Or至P点的距离称为双弧圆外 9 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸的理论型线 旋轮线的创成半径，以R表示。 设在大圆上的一点A和小圆上的一点在起始位置时，两圆相切于B点，这时A点与B点重合，大圆的半径AO以点位于x轴线上(AOrPr 成一直线)。当大圆沿固定小圆逆时针方向滚过一段圆弧AI后，即为图中所示位置，此时两圆相切于I点，主轴偏心距OO转过了β角。r因为两圆作无滑动的滚动，故 AI=BI 即 rθ=kα k2 α=α=α r3 2 而 α=θ+β=α+β 3 所以 α=3β 这就表明，大圆的公转速度为其自转速度的3倍，即偏心轴与转子的速比为3:1。 由于大圆是沿固定圆滚动，因此除了它本身绕其圆心Or自转外，还绕固定圆心O公转，所以创成半径上的P点，对于固定圆来说，实际上并不是绕圆心O r旋转的，而是绕两个圆的切点(即图上I点)旋转。由于该切点本身的位置在变化，因此I点只是P点的瞬时旋转中心，IP则称为P点的瞬时旋转半径，也是外旋轮线在P点上的法线。 创成半径R与瞬时旋转半径IP所成的角 称为外旋轮线在P点的摆动角，这个角度的大小是随着P点的位置变化而改变。 由图2-1可知，随着偏心轴转角α的变化，P点轨迹的坐标为: x`=ecosα+Rcosα/3 (m) (2-1) y`=esinα +Rsinα/3 (m) 式中e—偏心距 (m); R—创成半径(m) 式1-2 即为气缸理论型线方程，气缸的理论型线如图1-2所示 10 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸的理论型线 图2-2 气缸的理论型线 当α=0时 x`=R-e， y`=R-e 此时P点在x`轴上，P与气缸中心的距离最大。2(R+e)为型线长轴长度。 同样，当α=2/3π x`=0， y`=R-e 此时P点在y轴上，P与气缸中心的距离最小。2(R-e)为型线短轴长度。故这种气缸型线也称为双弧长短幅外旋轮线。 型线方程可表示为 x`/e=cosα+R/ecosα/3 (2-1`) y`/e=sinα+R/esinα/3 令R/e=K，称为型线的形状参数。从式(2-1`)可知，只要K值相等，所得的型线是完全相似的。 2.3 滚动圆与固定圆外切创成法 图2-3 气缸理论型线创成原理 图2-3所示是半径为r的圆(r)沿着与它外切半径为k的固定圆(k)滚动的情况。当r〈k，与圆(r)一起滚动的某一点P 所形 11 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸的理论型线 成的运动轨迹也是外旋轮线。 在图2-3中OO=k+r=R 取k/r=2， OP=e rr 设在起始位置时，两圆相切于B点，即圆(r)上的点A与圆(k)上的B 重合，AOP在x轴上。动圆(r)以逆时针方向沿固定圆(k)r 纯滚过一段圆弧AI后，到达图中所示位置。此时两圆切于I点，连心线Oor转过α角，而AOP 转过β角。故 r = BI AI 即 kα=rθ θ=k/rα=2α 而 β=α+θ=2α 所以 α=1/3β 由此得出气缸理论型线方程 x`=ecosβ+Rcosβ/3 (2-2) y`=esinβ+Rsinβ/3 图2-4 气缸理论型线的两种创成方法比较 a 内切法 b 外切法 比较式(2-2)和式(2-1)，可见P点的坐标变化规律是完全相同的。因此，由这两式画出的型线也是完全相同的，如图1-4所示。 对这两种创成方法，内切法是以转子发动机的实际结构为基础的气缸型线创成法，与目前转子机的相位齿轮机构一致;外切法的齿轮机构则不同于实际转子机的结构，但在加工和检验气缸型线时有实用意义。 2.4气缸的实际型线 12 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸的理论型线 上述气缸理论型线是P点的运动轨迹，若把P点作为转子的一个顶角，则转子在气缸中运动时，它的三个顶角在理论上就能保持与气缸型线接触。但是，由于制造有误差，还有零件受热变形等原因，主轴承和偏心轴承以及相位齿轮均需有间隙，转子顶角需具有颈项密封片。因此在实际结构中，是以转子的顶角P点为中心，以α为半径所形成的小圆弧作为颈向密封片的顶端，与气缸型面保持接触的，这时要相应将气缸理论型线相外扩张，扩张的距离也为α(称平移距)。即气缸的实际型线是以气缸理论型线上的点为圆心，以α为半径所形成各小 圆的外包络线。 图 2-5 气缸实际型线 如图2-5所示。当转子在气缸内转动时，摆动 角Ф是变化的，采用平移距为α的气缸型面与以α为圆弧半径的颈向密封片相配，接触线在密封片圆弧面上来回摆动，这样可减少磨损和改善密封性，同时径向密封片在槽内也不致产生径向运动。 根据图2-1和图2-5，气缸的实际型线方程为 x=ecosα+Rcosα/3+αcos(α/3+Ф) (m) (2-3) y=esinα+Rsinα/3+αsin(α/3+Ф) (m) 式中 α——平移距(m) Ф——摆动角(rad) 若将式(2-3)中的Ф角消去，则可得到只含α一个变数是气缸实际型线方程。 从图2-1的 OPI中，令f=IP可得 r 222 (3e)=R+f-2RfcosФ 13 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸的理论型线 22 f= R，9e，6Recos2,/3 由此得 R，3ecos2,/3 22 cosФ= (2-4) R，9e，6Rcos2/3, 因 sinФ=，以式(2-4)代入整理得 1,cosФ 3esin2a/3 22 sinФ= (2-5) R，9e，6Resin2a/3 aaa又因 cos(+Ф)=coscosФ-sinsinФ 333 aaa sin(+Ф)=sincosФ+cossinФ 333 以式(2-4)和式(2-5)代入并整理得 Rcosa/3，3ecosaa22 cos(+Ф)= (2-6) R，9e，6Recos2a/33 Rsina/3，3esinaa22 sin(+Ф)= (2-7) R，9e，6Resin2a/33 将式(2-6)和式(2-7)代入(2-3)得 Rcosa/3，3ecosa 22x=ecosα+Rcos2α/3+α (m) R，9e，6Recos2a/3 Rsina/3，3esina 22y=esinα+Rsinα/3+α (m) R，9e，6Resin2a/3 的气缸实际型线与理论型线之间的关系: 1、两条曲线在各点法线方向的距离均为α，所以把气缸实际型线称为理论型线的等距曲线或平移曲线，但两者在几何上。 1.两者在长、短轴方向上的长度相差2α，因此实际型线的长轴长度为2(R+e+α)，短轴长度为2(R-e+α); 2.确定气缸理论型线以及由此而形成的转子理论型线(内包络线)，只要从R、K、e三个参数中选定任意两个即可;而对实际型线来说，则需要选定K、e、α三个参数才能确定。 14 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸型面的镗面加工 3汽缸型面的镗面加工 汽缸型面的加工是缸体加工的关键工序，其加工精度直接影响发动机工作性能和使用寿命。由于型线为双弧长短辐圆外旋轮线，属非圆曲线，几何形状特殊，而且精度和粗糙度要求较严格，它的加工在转子机零件假定中算是最复杂，又是最消耗时的一个工序，且无法在普通机床上加工，因此必须设计制造工装夹具或专用机床才能完成着一工序。 3.1刀具的几何角度 目前，多数是按型线的创成原理设计工装夹具或专用机床来行镗削加工的。这种加工方法实际上与转子机的工作情况相类似，只要在转子顶角处装上一把或三把刀具，并用外力驱动偏心轴旋转，刀刃就可切削加工出汽缸型面。但应用此法时，刀具不宜刚性安装在转子顶角处。因为刀具刚性安装，则刀具的刃面与气缸型线各处发线不重合(仅在型线的长轴和短轴处才重合一致)。这样刀具与型线所形成的前角和后角总是变化的， 图 3-1 气缸理论型面加工示意图 如图3-1所示。这种角度变化使切削条件变坏，同时所加工出的气缸型线只是理论型线，误差较大且达不到要求。 那么对于铸件来说刀具角度怎么选择，铸铁其力学性能特点是抗压强度远高于抗拉强度(约为3—5倍)。故采用正前角切削更有利于减少切屑变形及切削力。但切削铸铁时切削力最高温度和切削力集中在刃区，楔角β小时会削弱切削刃的强度和散热能力，一般宜采用0 较小值的正前角、平前面不开负倒棱，用油石仔细 成轻型钝圆刃或锋刃。当加工条件恶劣，余量不均冲击较大时也可以采用负倒棱，但负倒棱宽度b宜取小值，否则由于切削与前面接触长度很断，致使γ1 00 宽的倒棱角实际成了负前角切削。一般取b<0.5f;γ=-5—10 。 γ101 15 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸型面的镗面加工 00有些先进刀具采用大前角(γ=25—30)，同时配以负倒棱 以0 使切削刃口强度不致削弱。这种大前角刀具以较高的速度进行切削可生成类似带状切削，切削与前面的接触长度增加。 下表列出了切削铸铁的刀具几何参数，具体选用时根据工件材料的硬度，以及机床，刀具、夹具、工件系统的情况进行修正，特别是国外的一些数据仅供参考。 单刃刀具(车、镗)的几何角度 工件材料 高速钢 硬质合金 铸铁种硬度 λ焊接的 可转位的 γα λ 000类 (HBααγγα sS) λs 0s000灰铸铁 100--5-5000000005 10 5 5 0 6 7 -5 球墨铸200 00 铁 可锻铸200--5-5000000005 8 5 5 0 6 7 -5 铁 300 00 000000紧密石300-5 5 5 5 -5 -5 -5-57-50000墨铸铁400 白口铁 3.2 镗削气缸实际型面的工装夹具 为了保持刀具有固定的切削角度，以便得到最有利的切削条件，必须是刀具在切削是，应相对与到架有一个摆动动作，以使刀具的刀刃面始终与汽缸型线个处的法线相重合。为此，可采用如图所示的工装夹具。图3-2(a)是传动机构简图，刀具装在刀杆上，并选定刀杆摆动中心p至内齿轮中心o的距离为p,刀具的刀尖至刀杆摆动中心p的距离为平移距a.在偏心轴端附设法线控制机构,它由曲柄8 滑块9 摆动杆7等组成.滑块与曲柄的转动中心线设在内 外齿轮瞬时啮合点I位置处,滑块在摆动杆上滑动摆动杆的另一端与刀杆固紧.当偏心轴转动是,使刀架产生公转与自转,刀杆也随之摆动和转动.刀刃平面的摆动中心P 在圆外旋轮线上,且摆动杆中心线通过内 外齿轮啮合点I的下方,因此,它能使刀具的刀面保持在气缸型线各处的法线上.其摆动的角度是与摆动角a相同,因而刀具的切削角度不发生变化.由于刀刃摆动中心P的运动轨迹为圆外旋轮线,故能加工出汽缸的实际型线(平移距曲线) 16 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸型面的镗面加工 图 3-2 镗销气缸实际型面的工装夹具 (a)传动机构简图 (b)具体结构图 图2-2(b)为其具体结构图.它可装在车床,立铣床或钻床上进行气缸型面的加工,偏心轴1与机床主轴连接,当主轴转动时,动力通过偏心轴颈带动倒架4转动,装有搪刀6的刀杆5也随之转动.固定在刀架体上的内齿轮3和固定在壳体11上的外齿轮2的齿数比为3:2.在具体结构中的法线控制机构,由摆动杆7 滑块9和圆盘(曲柄)8组成的.圆盘8紧固在偏心轴10,这个销的中心与偏心轴颈中心的距离为3e,它与内外齿轮的啮合点位于一根垂线上.在销上套有滑块9并装在摆动杆的导槽里,而摆动杆用螺钉紧固在刀杆5上.刀具6用调节螺钉12来进刀,并用压紧螺钉13来压紧.当圆盘8随同偏心轴颈一起转动时,圆盘上的销和滑块也作同样的旋转运动,这时,滑块在不摆动杆的导槽里推摆动杆绕轴承的旋转中心(在圆外旋轮线上)作扇形摆动,刀杆和镗刀也跟着作相应的摆动,使得镗刀的法线与汽缸型线的法线,在整个加工过程中始终重合,即始终处于公法线上.这样就能使镗刀6所加工出来的型面为气缸理论型面的等距离型面. 这种工装夹具虽然结构简单,但它的缺点是:刀具沿汽缸型面的 17 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸型面的镗面加工 切削速度不均匀;刀架是悬臂的;而且受变化较大的惯性力的作用;加工一定数量的工件后,内外齿轮 滑块和轴承的磨损,都会较大地影响加工精度.因此,只可应用在粗加工中. 3.3 多刀加工气缸型面 图3-3 三刀镗削气缸型面的原理及传动简图 (a)基本原理图 (b)传动简图 为提高工效,一般采用多刀加工汽缸型面的方法.图3—3(a)为三刀镗削汽缸型面的基本原理图.图中I为内 外齿轮的啮合点,R为创成点,其轨迹为汽缸的理论型线.IP联线是汽缸型线的法线.刀具的刀刃面在此法线上,刀尖至P点的距离等于平移距a,则刀尖在缸体上的轨迹就是理论型线的等距离曲线.从图中可以看出,三刀镗削法在理论上可参照图15—2所示工夹具的方法,在转子三个顶角出都安装刀具,同时切削加工汽缸型面.但在实际这种加工方法,不宜采用内外齿轮啮合的结构,而需改用另一种行星齿轮传动结构来实现,一免主轴刚性过差及齿轮和轴承受力过大. 图3-3(b)为三镗削机结构简图.图中Z为固定齿轮,行星齿轮Z 12和Z`是同轴且绕偏心轴的臂H上的轴线O转动,齿轮Z与固定齿轮212Z啮合,齿轮Z`与齿轮Z啮合,齿轮Z相当于转子,它扰偏心轴颈转1333 动,其偏心距为e..只要将四个齿轮的齿数选择为: z3z23= z2'z12 Z则也能达到内外齿轮的齿数比为3:2同样运动效果. 因转子与偏心轴的转速比为1/3,故图15—3(b)的行星机构齿轮Z(相当于转子)与偏心轴的转速比要求为1/3.根据周转转系的原理3 得: 18 重庆科技学院本科生毕业论文 气缸型面的镗面加工 w3,whZ1Z2= Z2Z3w1,wh 因w1=0, Z1Z2'w3,wh即= ,whZ2Z3 1,Z1Z2'w3得 = Z2Z3wh Z1Z2'w3现要求=1/3,故必须使=2/3. Z2Z3wh 三刀杆用双列滚动轴承与齿轮Z上三个孔联接,Z中心Or至刀杆33的中心P的距离为创成半径R.当偏心轴带动齿轮Z旋转时,刀杆中心3 P的轨迹即为汽缸的理论型线.驱动主轴第二个偏心装置,偏心距OI为2e,与第一个偏心方向互成180度,即OrI=3e,这个偏心装置的法线杆穿过刀杆的孔中,使刀杆上刀具的前角平面在旋转运动时,始终保持在旋轮线的发线上,, 在刀杆的前端安装一个夹刀器,并可调整刀具,使其刀尖至刀杆摆动中心(即P点处)保持a的距离,刀具修磨后,必重新调整. GZ2—900型转子机汽缸型面加工所用专机是按照三刀切削原理而设计制造的,机床的外形如图2—4所示 .该专机经多年使用证明性能良好,加工精度和粗糙度可达到图纸要求,效率较高,适于批量生产. 图3-4 三刀镗削专机的外形图 19 重庆科技学院本科生毕业论文 用创成法磨削气缸型面 4 用创成法磨削汽缸型面 为了使发动机具有良好的性能和耐久性,除了结构设计和材料选择合理外,保证一定的加工精度也是一个重要方面.对转子机来说,汽缸面的精度和粗糙度要求都很严格,因此,汽缸型面在镗削加工后,必须进行磨削,以保证型面满足精度和粗糙度要求.(磨削加工的主要特点:磨削精度高、磨削加工范围广泛、砂轮具有一定的自锐性 )。 4.1用外切齿轮机构创成法 应用外切齿轮机构的创成原理如图3-1所示.图中小齿轮O和O与大13齿轮O之半径比为1:2,创成半径R=OO,距离小齿轮中心O为e的点2211P,齿轮啮合点M的连接线,正是外外旋轮先的法线.在PM线的延长线上设置一滑块G,并与固连在齿轮3上长度为OG=5e的曲柄相连接.3 那么在齿轮传动中,外旋轮线上P点的法线将始终位于PM线上.在加工过程中,可令PM 线固定不动,齿轮O绕P点转动,缸体与齿轮O一12起转动,并将砂轮中心设置在直线PM上,就保证了汽缸外旋轮线上的任意一点与砂轮接触时,接触点的公法线始终在法线PMG上,这样就可以准确地磨削出外旋轮线或它的等距离曲线,若将砂轮沿PM向P的方向移动,产生径向进刀,就可磨削到图纸要求的尺寸. 图4-1 外切齿轮机构创成原理图 20 重庆科技学院本科生毕业论文 用创成法磨削气缸型面 图4-2 磨削气缸型面工装的传动机构示意图 图4-2为磨削汽缸面工装的传动机构示意图.动力由蜗杆 蜗轮带动偏心轴转动,固定在该轴上的主动齿轮1与中间齿轮2 从动齿轮3啮合,三齿轮的中心在同一直线上,并安装在同一箱体内.由于偏心轴的转动,于是偏心轴颈带动齿轮箱运动,主动齿轮带动中间齿轮,中间轴以及工作台一起转动,待加工的缸体安装在工作他台上也 随之转动.其从动齿轮3通过曲柄带动滑块G,沿其固定槽(即PM线)作往复运动.由于滑槽的作用,通过曲柄 从动轴和从动齿轮及中间齿轮,可控制汽缸型线的法线始终与滑槽中心线重合一致.如果将砂轮中心线调整到滑槽的中心线上,就可以保证砂轮中心线总是位于公法线状态进行磨削加工. 由于汽缸型线属非圆曲线,曲率半径不断变化,同时进行内圆磨削和外圆磨削,因此在磨削汽缸型面时必须选择合适的砂轮直径,以免产生干涉,使型线失真.砂轮的最大直径应符合下式要求: d <2(e) 27/329(K",9)，a 式中 d---砂轮直径; e---偏心距; K---形状参数; a---平移距 同时行星内圆磨削时，工件固定不转，砂轮除了绕其自身轴线高速旋转实现主运动外，同时还绕被磨内孔的轴线作公转运动，以完成圆周进给运动。纵向往复运动由砂轮或工件完成。周期地改变砂轮与被磨内孔轴线间的偏心距，即增大砂轮公转运动的旋转半径，可实现横向进给运动。这种磨削方式适用于磨削大型或形状不对称，不便于旋转的工件。 21 重庆科技学院本科生毕业论文 用创成法磨削气缸型面 在图中4-2所示的加工工装中，工件(缸体)随工作台既转动又摆动，而主轴是固定的，所以在机床主轴上可以装砂轮或可装铣刀，也可以装镗刀，就是说，应用这种工装能够进行汽缸型面的磨削、铣削或镗削加工(这种加工方法的优点是可以比较准确地加工出汽缸型面(但缺点是切削速度比较大，滑块和滑槽等处的磨损都会影响汽缸面加工的精度和粗糙度，并影响汽缸型线相对于定位销的相位( 4.2用速比与内切齿轮机构相当的机构创成法 用速比与内切齿轮机构相当的机构创成法是根据内切创成原理，把产生摆动角的曲柄机构移到工作台上面，并用二对蜗杆蜗轮传动代替内切齿轮机构，如图4-3和图4-4所示( 图4-3创成原理传动示意图 图4-4 传动结构图 图4-3中，转子和内齿轮固定不动，,点是转子顶角点，，是内 22 重庆科技学院本科生毕业论文 用创成法磨削气缸型面 外齿轮瞬时啮合点，,，联线即为汽缸型线上,点的法线(但实际上，是另一种法线控制机构使这样的杆件沿原来法线,，运动(砂轮轴线是装在法线杆件上(砂轮主轴由轴上方的驱动马达带动，并有法线杆件(摆臂)使其在水平面摆动(进给时，砂轮轴线可在法线赶件上移动(由于原来的内切齿轮机构的刚性较差，故须用图4-4所示的传动结构代替，并应使缸体的转速w,,1/2w`，w`为偏心轴的转速，以0 使其运动与原齿轮机构的运动相同(其原理由如下: 因在原理齿轮机构中,内齿轮固定不变,既Wr,0.又因原来齿轮机构(周转轮系)的速比关系为 wr,w'Zk2 , , w0,w'Zr3 0,w'既 ,2/3 w0,w' 2 - W`, ，，w0,w'3 ,1所以 w,w` ,2 图4-4中,上面一组蜗轮通过一个十字联轴节控制工作台(缸体)绕其中心线o自转,角速度为 w,-1/2w` , 下面一组蜗轮控制偏心轴线绕中心线O转动,其角速度为W`,并r 使工作台绕O公转.这样缸体的运动就能与图4-3中齿轮机构运动时r 缸体的运动相同. 该加工方法的优点是:由于把法线控制机构移到工作台的上方,而缸体的自转和公转分别由两对大的精密蜗轮杆来传动.因此使机床主结构的布置紧凑,刚度大及耐磨,易于保证在批量生产时,汽缸型线相对于定为销的位置保持不变,有利于缸体的互换性.其缺点是:因砂轮须安装在摆动的法线杆件上,使加工精度和粗糙度受到一定影响.GZ2-900型转子机按此原理设计制成专用磨床进行缸体磨削加工,经实践证明有上述的优缺点. 23 重庆科技学院本科生毕业论文 用靠模法磨削气缸型面 5 用靠模法磨削气缸型面 靠模法有称仿形法,简单地说,将模板作为外旋轮线的形状,设置一个靠轮使模板型线沿着靠轮滚动,这样模板引导工件仿形,砂轮就能加工出同样形状的型面.在靠模法加工中,靠模板的精度很重要,它是决定零件加工精度的关键.同时,还应注意模板与靠轮及刀具之间的关系,靠模法的加工原理 图 5-1 仿形磨削加工原理 1-工件; 2-砂轮; 3-工作台滑动支架; 4-重锤; 5-靠模; 6-锥形靠轮;7-蜗杆蜗轮 如图5-1所示.应用这种靠模法加工汽缸型面时,要求靠模磨床的靠轮中心与砂轮中心重合,而且两者半径必须相同,这样才能磨削出正确的汽缸型面. 5.1靠模法磨削的优点 在实际磨削加工过程中,砂轮总是会磨削的,需要进行修磨,这样它的直径将会逐渐减小;如要保证加工出准确的型面,必须相应的减小靠轮的直径;这就要求准备许多靠轮,每当修正一次砂轮,就要根据砂轮直径的大小选配更换一次靠轮,这样操作很不方便,也不经济,如果将靠轮和砂轮都做成有锥度的,那么只要使靠轮产生轴向移动,就可以实现砂轮的径向进给和补偿作用. 在图5-1中,锥形靠模5和工件1紧固为一体,并一起作旋转运动,同时其侧面由重锤或弹簧控制,使滑动支架在水平方向移动,并迫使靠模5紧靠在圆锥形靠轮6上,做仿形运动;因砂轮与圆锥形靠轮安装在同一中心线上,所以砂轮对汽缸型面进行着仿形磨削加工.若要达 24 重庆科技学院本科生毕业论文 用靠模法磨削气缸型面 到最终的尺寸要求,就必须使圆锥形靠轮的有效直径(既圆锥形靠轮与磨板接触部分的平均直径)与砂轮直径相等. 靠磨法磨削加工的主要优点是可避免传动机构零件的磨损而造成加工精度的偏差.但单纯用靠模法磨削加工有下列一些缺点(1)砂轮直径必须与靠轮直径相等,及两者的中心线必须重合，否则会影响加工精度;(2)因靠模法与靠轮接触点的公法线与靠模对靠轮的作用力的方向不一致，而且这公法线不是通过工作台转动轴的中心，因此，靠抡作用于靠模的作用力N的大小及其对工作台回转中心所产生力矩和方向的变化使汽缸型面磨削速度有较大的变化， 图 5-2 磨削时，靠轮对靠模反作用力N的力矩和方向变化情况 (a) 力矩方向与缸体旋转方向相反 (b)力矩方向与缸体旋转方向相同 如图5-2所示。由图(a)可知这力矩与工作台和缸体的旋转方向相反，使缸体减速，由图(b)可知这力矩与工作台和缸体的旋转方向相同，使缸体加速。 5.2 靠模装置的误差 同时靠模装置各部件也会引起误差: 1(靠模精度引起的误差利用靠模装置加工气缸型面，其误差的30,以上来自靠模的型面误差，而要将靠模制造的精度提高又很困难。因此，通常采用放大靠模对工件的比例，即采用加大靠模来加工气缸型面。其靠模这样就有如下优点。 (1)可降低靠模的精度要求。因为任何一种机床利用靠模加工型面所产生的误差都将根据靠模对工件的比例的增大来减小。 (2)大比例的靠模能得到小的压力角，有利于改善靠模装置的运动条件，防止“卡死”现象，也有利于提高叶片的加工精度。 (3)仿型模的刚度增加了，就可以采用刚度较大的从动件(滚轮或靠模销)来减少从动件的变形。 2.气缸型面曲线的特性对误差的影响在分析用靠模法加工气缸可达到的精度时，必须考虑气缸上有无带有较大压力角的区域以及曲线转接处的曲率半径等。如果曲线上有陡峭转折，那么在仿型机床上加工 25 重庆科技学院本科生毕业论文 用靠模法磨削气缸型面 时，就会发生由于惯性力的作用而引起的误差。如果靠模上带有较大压力角的区域，则会使靠模所受的压力过大，增加弹性变形。 3(靠模蓑置基本组成部分(如刀具、靠模、滚轮及靠模销)的磨损所引起的误差:1、导杆 2、滚轮 3、仿型误差 4、叶片 5.3 机床系统引起的误差 1(机床系统对气缸误差的影响机床的进给机构，如丝杠及螺母等元件中的间隙所产生的误差，将会妨碍仿型过程的正常进行，并降低加工表面的精度。 2(机床弹性构件变形对气缸精度的影响机床上对仿型精度有直接影响的零部件的弹性变形，将引起加工型面的误差。如铣刀芯轴的挠度，滚动芯轴(或靠模销)的挠度，以及滚轮与靠模接触部分的弹性变形都会引起误差。 3(刀具和滚轮(或靠模销)的足寸不一致所引起误差时，为了解决仿型铣刀的磨损及复磨问题。经常按每隔0 03-0(05ram制造一个滚轮，当铣刀因为磨损或复磨而直径减小时，就能在这样的系列滚轮里找出一个合适的滚轮换上，从而减少了仿型误差，满足了生产需要。通过以上分析，可以得到如下结论。 (1)在保持刀具的制造公差及磨损限度不缩小的情况下，用以提高工作型面的精度或者在保持一定精度的情况下，放宽刀具尺寸的允许变化范围。这一点对于用小直径砂轮磨削或用强力多轴仿型铣铣气缸型面时尤其重要，因为这两种方法使刀具的磨损很快。 (2)在不考虑刀具和接触器(滚轮及仿型销)尺寸变化的情况下，每次补充进刀所得到的型面也是不同的。这是由于型面上各点法向距离是不同的，即每一次进刀后，型面上各点切去的余量是不同的 因此，在用试切法检定靠模型面的精度时须注意的是:只有余量为零的情况下，气缸型面上才能得到理论正确型面。在气缸型面有余量时，其型面不是理论正确型面，此时所测得的型面误差，不一定代表靠模的型面误差。因而在鉴定和检查时必须通过试切达到尺寸。我公司一般都在叶片仿型后留0(3,0(5mm余量，再由抛光钳工反复用样板检查叶片型面，判断出靠模上哪些部位需要修磨，从而修磨靠模，达到了降低气缸仿型加工误差的目的，收到了良好的效果。 (3)如果要用靠模来测量气缸型面，也可把原来的刀具换为测量头(如百分表，千分表等)，但此时应使测量夹具与加工该型面的靠模装置有相同的工作原理，并具有相同的结构参数。这缺点都会影响加 26 重庆科技学院本科生毕业论文 用靠模法磨削气缸型面 工的工效和精度。为了提高工效和加工精度宜采用下述的创成靠模法。 27 重庆科技学院本科生毕业论文 创成靠模法磨销气缸型面 6 创成靠模法模削汽缸型面 此加工方法是外切齿轮机构创成法和靠模法的综合。在加工过程中，利用其创成机构保持靠模与靠轮接触点的公法线及汽缸型线与砂轮模削点的公法线与机构的法线N-N重合，以使模削不受砂轮直径改变的影响，并使靠模削移动的作用力方向恒与靠模和靠轮的接触点的公法线相一致，并通过转动轴中心，而不致产生力矩，同时利用靠模的作用使汽缸型线的加工精度不受创成机构零件磨损的影响。因而这种加工方法的工效和加工精度均较高，在成批生产中得到广泛应用。 6.1外切创成法的加工 图6-1 创成法的加工原理 图6-1 为外切创成法的加工原理图，其原理与图4-1相同。 图 6-2 创成靠模法加工原理 图6-2为把图6-1中原小齿轮1取消，并在原啮合点M处装有滑块1和轴承，使齿轮轮箱(即系杆)能绕M点摆动。在主轴中心为O上2方卡盘的下端装上与汽缸型线相同的靠模，在公法线N-N上设靠轮O，及使滑块1受油压或重锤力作用下能沿法线N-N作往复移动，以k 28 重庆科技学院本科生毕业论文 创成靠模法磨销气缸型面 使靠模压紧靠轮。这时图6-2中靠模与靠轮的关系相当于图6-1中汽缸型线与砂轮的关系。因两者的运动完全相同，只要在图6-2中的主轴卡盘(中心为O)上装上缸体，砂轮中心通过法线N-N即可模削出2 要求的型线。又因砂轮中心与靠轮中心同在公法线N-N上，故靠模可采用等距线以放大尺寸，靠轮直径与砂轮直径无关，一般情况下，因结构限制，靠轮直径可小于砂轮直径。当调整进给滑板及靠轮中心沿直线N-N移动时，可实现径向进给，这样就可在被加工缸体上磨出要求的汽缸型面。因为砂轮与被磨点的接触始终在法线上，所以砂轮直径的改变对被磨曲线的几何形状精度没有影响。 为着使创成机构的结构紧凑，使转动能通过M点，以及减小滑块G往复移动的距离，可把齿轮2和齿轮3的半径均按一定的比例缩小， 21即r=kR，r=kR及OO=kR， 2332332式中k为小于1的任选值;但要求保持r/r=1/2及OM=R不3223变。 图 6-3 齿轮按比例缩小的 创成靠模法加工原理 如图6-3所示。此时曲柄长度应从5e减小为L，其值可从图6-2和6-3的相似三角形GO3P求得L=(3k+2)e。这样就能使这机构的运动规律和公法线N-N与原机构相一致。 6.2创成靠模法加工原理 29 重庆科技学院本科生毕业论文 创成靠模法磨销气缸型面 图6-4 创成靠模法传动系统 图-4为创成靠模法传动系统(WX-042型汽缸型面磨床的传动系统)，摆动齿轮箱4绕M-M为轴线往复摆动，轴线的上支承是一个双列短圆柱滚子轴承，下支承为两个圆锥滚子轴承。齿轮箱内设置传动齿轮、中间齿轮、大齿轮2和曲柄齿轮3及其曲柄L。齿轮箱4装在一个封闭的箱体内。沿着法线方向，在箱体的两侧和进给滑板之间设有滚动导轨，滚动体为短柱滚子，它们的轴线呈十子交叉排列，箱体左段装在活塞杆固定的油缸，在压力油的作用下靠模和靠轮就相互接触，使箱体在导轨上作往复运动，实现摆动中心在法线上的移动运动。 主轴上下支承都是精密圆锥滚子轴承，大齿轮装在主轴中部。花盘安装在主轴顶端，缸体和靠模分别安装在花盘的顶面和背面。 传动轴也以摆动轴线M-M为轴线通入齿轮箱，它的下端为花轴，与涡 30 重庆科技学院本科生毕业论文 创成靠模法磨销气缸型面 轮相配合。 曲柄齿轮转动时它下端的滑块能沿着封闭箱体上的法线槽来回滑动，使砂轮与缸体始终在法线上接触。电动机安装在封闭箱体的底部，动力通过一对两极三角皮带轮传动蜗杆轮付，进入齿轮箱，主轴得到四种转速。当小齿轮与大齿轮的传动比符合一定的比例，再加上传动轴与主轴之间的中间齿轮的作用，就能使外旋轮线长短轴的线速度基本相等。WO-043型汽缸型面磨床是半自动。该机床为立式结构，便于装卸工件，又可避免卧式结构中因自动引起主轴挠曲，影响加工精度的缺点，这种机床采用了静压支承结构，由于压力油膜将运动件托付起来的缘故，所以，在滑动导轨面和回转工作台面间，相对运动的表面上几乎没有磨损，不但延长了机床寿命，而且油膜还具有良好的吸振作用，能使机床长期保持加工精度。该机床操作比较简便，除了工件的装卸和测量工作需要由操作者完成外，其它工作均可自动进行，如:工件的紧固是由自动液压夹紧装置完成的，接着摸头(砂轮)自动快速下降到规定位置进行粗磨加工，其间，完成磨削加工后，砂轮可自动退出。磨削中工件的自动转换。磨削结束时，步进电机将摸头自动退回到起始位置。这种机床既可进行粗磨又可进行精磨;既可自动工作又可手动操作;它的刚性好，精度高，适于批量生产加工汽缸型面。 当用这机床加工不同的创成半径R`和不同的偏心距e`的汽缸型面时，只须更换相应的靠模和曲柄即可，其余零件可不变。此时曲柄长度L`可根据机构的几何关系求得为 Le'R La=`* eR' 式中 R e和L-----分别为该机床加工原汽缸型线的创成半径，偏心 距和原曲长度。 31 重庆科技学院本科生毕业论文 缸体的加工工艺过程 7 缸体的加工工艺 7.1气缸体的结构特点及其材料 7.1.1 气缸体的工作条件 (1)、汽缸体是内燃机的基础零件，是箱体式的固定体。内燃机的各零件、组件和部件都装在机体上面，并以缸体上相应部位作为装配基准。机体的结构复杂、受力严重、加工精度要求高。 (2)、气缸体承受高的机械负荷 ?、承受主轴承的支撑力、止推轴承的推力及扭力矩、侧推力及固紧力; ?、承受冲击力; ?、承受弯曲应力; ?、承受震动。 (3)、汽缸体承受高的热负荷 ?、燃气的热量通过气缸盖和汽缸套传给机体; ?、所有运动副的摩擦产生的热量。 7.1.2 对材料的要求 (1)、具有高的机械强度，足够的刚性、良好的韧性和抗震性; (2)、具有良好的耐热性和耐磨性; (3)、良好的铸造性、焊接性和加工性。 7.1.3 材料和毛坯 (1)一般常用铸铁制造。缸体常用的铸铁材料有合金铸铁，球墨铸铁和蠕墨铸铁等。具有韧性好、耐磨性好、加工性好的特点，用于中小型内燃机，多用砂型铸造，大批生产用金属模铸造。 (2)、合金铸铁中加入碳、硅、锰、铬、镍、铜等元素，提高材料的耐热性、耐磨性、耐腐蚀性，并改善铸造性，多用于中型内燃机，砂型或金属模铸造。 (3)、铸铝合金Z15、Z17，用于小缸径轻型高速内燃机，金属模低压铸造。 (4)、铸、焊接合结构，ZG20、ZG25铸件和16Mn铜板焊接而成，用于大型强载内燃机。毛坯加工前需时效处理，以消除铸件的内应力及改善材料的机械性能。 7.2 缸体的加工工艺过程 32 重庆科技学院本科生毕业论文 缸体的加工工艺过程 (1)铸造毛坯:铸造毛坯时要注意尺寸要求和精度要求。 (2)粗铣气缸体上平面:用夹具将缸体由两侧加紧，在底平面找基准定位，粗铣时要注意达到粗糙度要求，且应注意夹紧时不宜太紧以防缸体变形。 (3)粗铣缸体下表面:将缸体反转180度，用夹具将缸体由两侧加紧，在上表面找基准定位，粗铣时要注意达到粗糙度要求，且应注意夹紧时不宜太紧以防缸体变形。 (4)粗铣缸体左侧面:用夹具将缸体由前后两面加紧，在底平面找基准定位，粗铣缸体左侧面，应注意夹紧时不宜太紧以防缸体变形。 (5)粗铣缸体右侧面:用夹具将缸体由前后两面加紧，在底平面找基准定位，粗铣缸体右侧面，应注意加紧时不宜太紧以防缸体变形。 (6)粗磨缸体上表面:用夹具将缸体由两侧面加紧，在底平面找基准定位，再在磨床上加工缸体上表面。要注意一定要达到缸体上表面粗糙度要求，且应注意夹紧时不宜太紧以防缸体变形。 (7)粗磨缸体下表面:将缸体翻转180度，用夹具将缸体由两侧面加紧，在上表面找基准定位，再在磨床上加工缸体下表面。要注意一定要达到缸体下表面粗糙度要求，且要满足上下面高度的尺寸要求，同时应注意加紧时不宜太紧以防缸体变形。 (8)磨缸体左侧面:用夹具将缸体由前后面加紧，在底平面找基准定位，再在磨床上加工缸体左侧面。要注意一定要达到缸体上表面粗糙度要求，且要满足两侧面之间的尺寸要求，同时应注意加紧时不宜太紧以防缸体变形。 (9)磨缸体右侧面:用夹具将缸体由前后面加紧，在底平面找基准定位，再在磨床上加工缸体右侧面。要注意一定要达到缸体上表面粗糙度要求，且要满足两侧面之间的尺寸要求，同时应注意加紧时不宜太紧以防缸体变形 (10)螺栓销钉的加工:将缸体翻转使底平面向上，在加工中心按顺时针顺序依次加工螺栓-销钉-螺栓-螺栓-销钉。且一定要满足尺寸要求、精度要求及粗糙度要求。 (11)粗铣缸体内壁:用螺栓销钉定位，再在专用铣床上铣缸体内壁，由于缸体内壁粗糙度要求很高，所以第一次铣时也要达到一定的粗糙度要求，缸体内壁轮廓参数见附表。 (12铣出气道孔和进气道孔:将缸体翻转90度使一侧面向上，用螺栓销钉定位，在专用铣床上铣出气道孔和进气道孔，加工时应满足精 33 重庆科技学院本科生毕业论文 缸体的加工工艺过程 度要求。 (13)钻火花塞孔:在加工中心，将缸体翻转180度，将另一侧向上，用螺栓销钉定位，进行钻火花塞孔、扩火花塞、绞火花塞，然后攻螺纹，加工时应满足精度要求。 (14)热处理 用螺栓销钉定位，进行热处理。由于缸体热处理时，缸体上的孔容易变形，故选用HRC35,45进行热处理。 (15)精磨缸体内壁:用螺栓销钉定位，在磨床上精磨缸体内壁。由于缸体内壁粗糙度要求很高，所以磨后一定要进行抛光以达到粗糙度要求，缸体内壁轮廓参数见附表。 (16)精磨缸体上表面:用夹具将缸体由两侧面加紧，在底平面找基准定位，再在磨床上加工缸体上表面。要注意一定要达到缸体上表面粗糙度要求，且应注意加紧时不宜太紧以防缸体变形。 (17)精磨缸体下表面:将缸体翻转180度，用夹具将缸体由两侧面加紧，在底平面找基准定位，再在磨床上加工缸体下表面。要注意一定要达到缸体下表面粗糙度要求，且应注意加紧时不宜太紧以防缸体变形。 (18)清洗检查入库:检查时一定要注意缸体的尺寸、精度、粗糙度都要达到要求。 34 重庆科技学院本科生毕业论文 结论 结 论 本次毕业设计的题目是三角转子发动机气缸型面的加工,气缸型面的加工是缸体加工的关键工序，其加工精度直接影响发动机的工作性能和使用寿命。由于型线为双弧长短辐圆外旋轮线，属非圆曲线，几何形状特殊，而且精度和粗糙度要求较严格，它的加工在转子机零件假定中算是最复杂，又是最消耗时的一个工序，且无法在普通机床上加工，因此必须设计制造工装夹具或专用机床才能完成着一工序。 在设计中用运了三角转子发动机气缸包络型面镗削加工原理、创成法和靠模法的磨削加工原理的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 选择三角转子发动机气缸包络型面镗削加工原理、创成法和靠模法的磨削加工原理结构设计的相关计算三角转子发动机气缸包络型面镗削加工原理、创成法和靠模法的磨削加工原理图及布置图 而重点分析的是气缸包络型面的镗削加工、用创成法磨削加工气缸型面、用靠模法磨削加工气缸型面、用创成靠模法加工气缸型面。虽然用运了这几种方法，但这几种方法还有很多的不足，其中机床的性能是关键。我相行随着自动化技术和加工中心的发展，加工象转子这样高性能要求的零件变得越来越容易实现，同时推动了转子发动机的使用和推广。 35 重庆科技学院本科生毕业论文 参考文献 参考文献 1、黄淑容主编, 机械工程设计基础. 北京: 机械工业出版 社,2003.6 2、王义质,李叔涵主编, 工程力学. 重庆:重庆大学出版社,1993.12 3、刘尔主编, 互换性与测量技术基础.北京:中央广播电视大学出版 社,1998.9 4、中国机械工程学会，中国机械设计大典编委会主编，中国机械设 计大典.江西:江西科学技术出版社,2002.1 5、卢法,余乃彪主编,三角转子发动机.北京:国防工业出版 社,1990.6 5、曾令宜编著,AutoCAD2000工程绘图教程.北京:高等教育出版 社,2001.6 6、胡仁喜,徐东升,阳平华编著,Unigraphics NX 3.0 零件设计实务. 北京:电子工业出版社,2005.5 7、杨峻峰主编，机床及夹具.北京清华大学出版社，2005 36 重庆科技学院本科生毕业设计 参考文献 致 谢 大学四年来，我受到多位任课老师的教导，他们渊博的专业知识，重视理论和实践结合的治学态度对我的学习产生深远的影响。在论文完成之际，首先要衷心地感谢他们。 本论文是在导师贺泽龙副教授的悉心指导下完成的，课题的每一步进展无不凝聚着导师的心血和汗水，既总揽全局、又洞悉细微，导师谦逊和蔼、知识渊博、思维敏锐，以长者风范影响和激励着我。课题得以顺利进行和完成，是学生的收获，更是导师孜孜以求的成果。感谢导师给予学生的教诲和帮助，使我在学业上大有进步的同时，在求知的态度上更有了新的收获，学生从导师那里所学到的一切必将会使我受益终身，贺老师严谨的治学态度、诲人不倦的品格和平易近人的长者风范，使我受益非浅，为我今后的人生道路树立了榜样。谨在此向恩师表示最诚挚的谢意! 在课题的设计过程中，贺老师为我提供了一方面的资料，并给予了悉心的指导。在此，请允许我对贺老师表示衷心的感谢。 感谢本组的同学们，他们在我收集资料的时候给了很大的帮助。同时，在生活上互相关心，学习上互相帮助，同学之间的友谊我将终身难忘，同时也会成为日后最温馨的回忆。 最后，我要感谢我的家人，是他们多年来在精神和物质上给予我极大的关怀与支持。是他们深深的爱，使我充满信心与希望，顺利地完成学业。我的成长过程中包含了他们无数的心血，无论我在天涯海角，只要想起他们，温馨的感觉都能让我振作疲惫的精神，从容地面对生活。 学生:刘伋 2011 6 08 37