液压自定心中心架开题报告

1. 研究目的与意义

随着科学技术的发展，人们对机械产品制造精度的要求越来越高。机械产品中的一些零部件，比如曲轴，细长轴等，在加工时由于其形状、长度等原因，会有制造精度方面的误差。而轴类零件和轴系部件是机械装置中的重要组成部分，此类零件的加工往往因为轴的刚度不够而使轴在径向切削力作用下产生鼓形母线不直度、让刀和系统振动现象，从而导致加工误差变大。

在重型卧式车床加工过程中，由于工件自身重、切削力大等因素，工件切削过程中变形量大，严重影响加工性能以及精度。为了克服以上因素带来的不利影响，对工件施加辅助支撑，可有效控制工件变形量．达到切削过程稳定和获得良好的加工精度的目的，采用中心架做辅助支撑可以使轴类零件的中心线保持在一点，增加零件的刚度，提高零件的加工精度。

根据生产要求本课题设计的是液压式自定心中心架。

2. 课题关键问题和重难点

液压自定心中心架设计的核心是其中的片状平动的凸轮曲线。该课题要实现的工作目的是3个支撑滚轮所确定的圆心始终与数控机床的主轴中心线重合，在片状凸轮进行往复移动是，驱动3个滚轮保持同心且同时张开或闭合，从而实现对工件的压紧与松开。由上述分析可以看出，中间滚轮随凸轮平动，上、下两个滚轮受凸轮曲线控制作摆动，设计的核心即为平动的位移量与摆动的弧线弦长相等，由于凸轮的推动和控制作用，3个支撑滚轮始终自动定心且与主轴中心线重合。

上述凸轮机构中，为使从动摆杆滚轮始终与凸轮轨道面保持接触，必须采用一定的约束形式，实际设计过程中主要选择以下两种形式：一是依靠自身重量或弹簧弹力进行约束，二是增加一个片状凸轮，采用沟槽共轭凸轮形式进行约束。前者成本低，适用于对工件加工精度的要求不是很高的场合，但易对工作凸轮造成冲击性损伤；而后者制作成本较高，但大大提高工件的加工精度，无磨损。实际工作中可根据需要进行选择。

3. 国内外研究现状（文献综述）

轴类零件和轴系部件是机械装置中的重要组成部分，此类零件的加工往往因为轴的刚度不够而使轴在径向切削力作用下产生鼓形母线不直度、让刀和系统振动现象，从而导致加工误差变大。目前采用中心架做辅助支撑，来增加零件的刚度，提高零件的加工精度。国外厂家推出的液压自定心中心架作为和车床、磨床配套的辅助支撑设备应用非常广泛，但是由于国外厂家对中心架的核心技术不公开，而国内对这种新型中心架的研究还不成熟，国产化的高端自定心中心架迟迟不能出现，国内厂家都是依靠引进该产品与机床配套使用，但是其价格昂贵，国内很多中、小型企业难以承受。

目前，普通车床是切削加工中最常用的一种机床，其历史悠久，应用很广，在金属切削中车削加工约占全部机械加工的40`%。由于电子技术的飞跃发展和各种新的工艺方法的出现, 对普通车床的发展有很大的影响, 目前世界各国的普通车床产量普遍有下降的趋势。^[1]

所以普通车床在以后的行业发展中需要作出一些改变。比如车床在加工过程中，由于进行高速种切削，所以单位时间内产生的切屑量也越来越多，而且切削油的用量也越来越大。因此，近来看到了一些排屑容易的床身结构，切屑盘也逐渐加大，采取防屑措施、改进切削油。^[3]

4. 研究方案

本课题主要对4-40mm液压自定心中心架进行设计和计算，计算过程必须符合本行业和机械专业的行业标准，图纸必须符合相关的国家标准。且要考虑工厂的实际情况。

液压自定心中心架设计的核心是其中的片状平动的凸轮曲线。该课题要实现的工作目的是3个支撑滚轮所确定的圆心始终与数控机床的主轴中心线重合，在片状凸轮进行往复移动是，驱动3个滚轮保持同心且同时张开或闭合，从而实现对工件的压紧与松开。由上述分析可以看出，中间滚轮随凸轮平动，上、下两个滚轮受凸轮曲线控制作摆动，设计的核心即为平动的位移量与摆动的弧线弦长相等，由于凸轮的推动和控制作用，3个支撑滚轮始终自动定心且与主轴中心线重合。

上述凸轮机构中，为使从动摆杆滚轮始终与凸轮轨道面保持接触，必须采用一定的约束形式，实际设计过程中主要选择以下两种形式：一是依靠自身重量或弹簧弹力进行约束，二是增加一个片状凸轮，采用沟槽共轭凸轮形式进行约束。前者成本低，适用于对工件加工精度的要求不是很高的场合，但易对工作凸轮造成冲击性损伤；而后者制作成本较高，但大大提高工件的加工精度，无磨损。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。

第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。查阅文献资料，撰写开题报告。

第2周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后，开题报告封面用标准模板，上传至毕业设计管理系统。