论文总字数：12523字

摘 要

机械类装置中基本上都会采用到轴类零件或者是轴系部件，而在机械装置进行加工作业时，轴的刚度非常重要，如果轴由于刚度不够产生变形，就会使加工产品产生变形。轴本身的变形会直接导致工作振动，甚至出现“让刀”等现象，直接导致加工产品的精确度降低。轴作为高强度工作部件，磨损率很高，目前通用的辅助措施是采用辅助支撑的中心架的方式，达到稳固和提高加工精度的目的。从国际加工技术水平来说，国外机械加工生产广泛的采用液压自定心中心架这种技术装置，获得的效果是显著的，但这项技术被高度保密，国内虽然进口了这类机械，在技术上却还没突破这层壁垒，而且，附加这项技术的设备价格高昂，是国内中小企业难以选择的，鉴于此种情况，本文尝试探索对液压自定中心架的技术研究。

关键词：中心架；自定心；凸轮轮廓

Research on the Cam Mechanism of Hydraulic Self-centering Steady Rests

Abstract

Shaftkind parts and components,which play important parts in mechanical devices,the processing of such parts are often produced the phenomena of drum-shape,”Let knife” and vibration system for not enough stiffness in the radial axis of cutting force,resulting in larger processing error.The current by adopt auxiliary support increases parts stiffness and improves the precision maching parts.Hydraulic self-centering Steady Rests as a lathe,grinder match accessory is widely used by foreign made,however,because foreign manufacturers on the cetre-core technology of steady rests is not open,and the new steady rests for study are not yet ripe in the country,localization of the high-end self-centering steady rests has not appeared,domestic manufactures are relying on the indroduction of the products and supporting the yus of machine tools,but its expensive price,many domestic small and medium enterprises unbearable.S Research on Hydraulic self-centering Steady Rests has important practical significance.

Keyword: steady rests; self-centering; cam contour

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1课题的背景及应用 1

1.2国内外研究与发展现状 1

1.3本文主要研究内容及体系结构 3

第二章 中心架凸轮的设计 4

2.1 液压中心架的工作原理 4

2.2凸轮曲线方程的推导 5

2.3 凸轮机构压力角 5

2.4凸轮机构参数选择 6

第三章 凸轮的材料及加工 7

3.1凸轮材料的选择和热处理 7

3.2凸轮的加工 7

第四章 摆臂的设计 8

4.1摆臂的基本尺寸设计 8

4.2支点圆柱销钉的剪切和挤压实用计算 8

4.2.1支点圆柱销钉的剪切强度计算 8

4.2.2支点圆柱销钉的挤压强度计算 9

第五章 限位块的设计 11

第六章 总 结 13

致 谢 14

参考文献 15

第一章 绪论

1.1课题的背景及应用

近现代社会发展中，机械工业作为生产力最大发展支撑，成为国民经济的基础，工业生产是国民经济结构中第二产业，为社会各个生产环节提供技术装备，本身也在进行生产创造，是近现代社会、国家工业化发展的根本保障。一个国家工业水平标志就是机械加工技术能力，只有这一前提下，其他产业的技术进步和发展才能得以保障。

我国工业基础相对于世界发达国家相对较为薄弱，发展周期较短，但在近代和新中国成立之后，我国建设了独立的工业体系，特别是在改革开放这些年，我国机械加工工业获得了飞速发展，取得了巨大的成就，中国制造已经成为世界重要生产地，我国的工业生产能力让世界瞩目，但我们也同时看到，中国正在从制造加工国转向为“中国创造”，虽然我国取得了如此巨大的进步，然而我国在技术能力上特别是机械工业技术这块还落后于世界工业强国有很大差距。国际工业强国也在技术上设置了严格紧密的壁垒，其结果就是，今天在一些高端技术上面，我国还不得不花费大量经济代价去引进他国生产设备，

快速发展的科学技术和电子信息化技术应用，在机械产品制造上，各个行业提出了越来越高的精度要求，特别是在机械产品中的核心零部件如轴类零件的加工制造上，由于对轴类零件的形状、长度等要求，精度上的误差要求很高。例如：发动机曲轴，其形状弯曲，工作负荷大，所以不仅是在材质上有着特殊要求，在其加工尺寸精度和形位上也有着非常高的要求。曲轴通过曲柄推动发动机活塞，发动机气缸内产生的巨大能量需要通过曲轴传递出去，因而在材质要求上，曲轴必须能够承担这样的工作要求，并且，曲轴在与活塞连接处处于高强度磨损状态，如果在加工过程中，中间轴所产生的任何一点误差都将加速主轴与轴瓦之间的磨损，在轴线上的偏差将导致轴颈的磨损，所以我们看到，曲轴同常不出毛病，而一但出毛病就基本上是磨损导致而报废。中间主轴细微的跳动动作将很快致使轴颈被磨损，所以要保障加工精度，就需要在曲轴制造过程中，确保选择合适的材质，确保加工精度。

除了曲轴这样复杂的大件之外，轴类零件加工过程中更多的是普通的长轴，但物理学定律告诉我们，轴类零件，其径越长，则刚度就越降低，那么在车床加工细长轴时，就会因为轴本身的刚度不足，径向切削分力作用将会致使长轴产生鼓形母线上的不直，还会出现让刀以及出现系统震动的各种现象。那么同常我们采用的就是中心架措施，去消除这种误差。中心架的直接作用原理就是支撑零件从而增加刚度，也就达到零件在加工上的精度提高。

综合来说，面对众多轴类零件，在加工过程中，采用中心架作为支撑能够有效的提高加工精度，增加被加工轴类零件的刚度，所以中心架成为机械加工过程中最为常用的辅助设备，对于整体提高机械加工产品质量有着重要意义。但这类技术在我国应用虽然很广泛，却限于国外高端技术壁垒，在学术研究层面很薄弱，因此，本次课题即以液压自定心中心架作为研究方向，为我国突破此项技术进行课题研究。

1.2国内外研究与发展现状

在上世纪末，我国正在进行轰轰烈烈的改革开放大发展，国内机械加工生产 厂大规模引进国外先进制造仪器，如东风汽车公司的襄樊柴油发动机厂就引进了美国康明斯柴油发动机B系缸体三轴孔精加工自动生产线，这条生产线上三种主要机器：粗镗、半精镗、精镗，三个工位可以对四缸、六缸发动机缸体进行镗缸工艺加工操作，而我们从这条生产线上可以看到，机器配置的各种镗刀具多为结构复杂、精度高的细长轴工具，光是在对缸体主轴孔和凸轮轴孔所进行的粗精工序的镗刀就有十多个品种，而这些进口刀杆镗杆的进口价格都在三千美元以上，实际使用又处于不断消耗作品，那么大大的加大了生产成本，这与在企业运营过程中提高产品质量，降低制造成本这些基本竞争力是违背的。所以类似东风汽车公司这样的企业就迫切的需要攻克这些技术壁垒，满足生产和市场需要。但这也是不能一蹴而就的，现实情况是，在加工膛杆过程中，要经历很多道复杂工序，特别是合理去安排外圆磨削这道工序，如果是采用以往对这类细长轴类零件的两点开式，在中心采用中心架进行辅助的加工方式，所制成的膛杆是无法达到国际水平的，针对这种状况，技术人员提出了三点开式中心架的技术方案。

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