汽车轮毂抛光机结构设计【字数：13841】
摘 要随着我国汽车轮毂制造业的不断发展，传统的手工轮毂抛光效率低下，抛光过程中产生的金属粉尘，会对操作者的身体健康造成很大的威胁，这些问题已经严重的制约了企业的发展。因此需要设计一套加工效率高、操作简洁且适应性强的汽车轮毂抛光设备。本论文主要内容包括明确汽车轮毂抛光原理和抛光工艺，总体方案设计与选择，抛光机进给装置的选择，抛光工具的选择等。根据轮毂抛光的加工工艺以及实际操作的需要，对抛光机结构的细节进行具体设计，关键部件进行可靠性分析。
Keywords： Car wheel hub polishing The structure design 目 录
1 绪论 1
1.1课题目的及意义 1
1.2国内外汽车轮毂抛光的发展 1
1.2.1汽车产业现状 1
1.2.2轮毂抛光技术的现状和发展 2
1.3本课题主要内容 3
2 抛光机工艺研究 4
2.1汽车轮毂抛光工艺选择 4
2.2汽车轮毂工艺参数确定 5
3 抛光机总体结构设计 7
3.1 抛光方案制定 7
3.2 抛光机布局方案选择 8
3.3抛光机的结构设计 10
3.3.1 机床立柱的结构设计 10
3.3.2抛光机进给装置设计 11
3.3.3 夹具台方案设计 12
3.3.4主运动系统的设计 13
4 抛光机的机械结构设计 15
4.1抛光机的直线进给装置设计 15
4.1.1直线进给装置的组成 15
4.2主运动装置的设计 17
4.2.1抛光机主运动装置组成 17
4.2.2抛光轮的设计与校核 18
4.2.3电动机的选型 18
4.3传动主轴设计 19
4.4旋转装置的设计 20
总结 23
参考文献 24
致谢 25
1 绪论
1.1课题目的及意义
近些年我国的汽车发展进入快车道，汽车轮毂的需求量日益增长。到目前为止，在汽车轮毂制造领域 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
，主要通过以下三种来进行生产制造：(低压铸造(重力铸造(固体锻造[1]。在轮毂生产出来之后，需要对轮毂表面进行特定的研磨和抛光。这样做主要是去除轮毂的毛刺和在出厂后表面形成的氧化皮，从而获得光滑的轮毂表面。由于在电镀前需要控制轮毂的粗糙度，确保在此工艺之前的轮毂表面粗糙度Ra减小到0.5μm以内[2]。但是在抛光加工之前，汽车轮毂的表面粗糙度一般较大，而且存在不少不工整的平面，这无疑加大了抛光机的设计难度。并且轮毂在经过一系列的锻造处理后自身的尺寸精度已经很高了，因此在抛光过程中需要格外注意控制尺寸问题。
目前我国的轮毂生产企业，主要是人工手动抛光和人机结合抛光这两种形式。其中，人工手动抛光的效率低下，产品的一致性也不能得到保障 。此外，传统的手工抛光车间需要很大的加工场地，同时也存在较大的安全隐患，至今为止我国已经发生数起由于粉尘爆炸造成的安全事故。与此同时，随着人工成本的提高，势必给相关企业带来一定的负担，也不利于汽车轮毂制造产业的健康有序发展。因此，汽车轮毂抛光机有着很大的前景。
1.2国内外汽车轮毂抛光的发展
1.2.1汽车产业现状
目前我国的装备制造业中，汽车产业有着举足轻重的作用，而且汽车产业与很多行业的发展有很大的关联性，可以反映一个国家的综合实力和经济发展水平的高低。在西方的许多国家，汽车行业往往是这个国家不可或缺的发展推动力，是这个国家的支柱产业。在我国，汽车市场的整体表现不错， 2009年，我国汽车的产销有了重大的突破，第一次成为世界上生产和销售都是第一的国家。据中汽协资料，在2017年，四十个工业行业中，以汽车装备制造作为核心的交通运输产业，成为了对工业增长率贡献最高的行业[2]。
1.2.2轮毂抛光技术的现状和发展
汽车轮毂抛光的实质主要是将研磨和抛光运用在轮毂的待加工表面上。业内的一般做法是在抛光设备和需要抛光的轮毂之间加入磨料，并且计算好需要施加多大的的压力，还需要让两者有一定的相对运动，这样做可以使磨料产生的切削力，使汽车轮毂待加工面粗糙度下降。
对汽车轮毂的抛光存在几种较为常见的方法，这其中包括人工手动抛光、机械自动抛光、人机结合抛光以及震动抛光等。近些年的CAD/CAM技术的不断进步，在一些精密零件的后期处理中开始出现由计算机主导，可实现对工件的自动化光整，目前这些技术已经在一些企业的轮毂生产线中应用。
在国外，有许多成熟的案列。在意大利，出现了一种汽车轮毂专用的车床；而美国厂商研制的轮毂光饰机是采用与CAD/CAPP技术相结合，实现在触摸屏上通过可编程控制器对加工轮毂实现自动化操作[3]；在日本，有关企业通过将高速旋转的叶轮把一些小钢丸小铁丸抛掷出去，用来撞击轮毂的表面，从而获得理想的表面粗糙度[4]。随着逐渐成熟的机器人以及机器手技术，人们可以在中高精度抛光领域进行更多的尝试。与此同时，汽车抛光参数的制定，包括抛光时的进给深度、进给速度，抛光中的轨迹如何制定，磨料的合适与否等都会对最终加工面粗糙度的大小有着很大的联系。
目前在我国，许多的企业还是沿用之前的方法：招用传统的研磨工人进行单一的手工抛光生产。为了改善我国在汽车轮毂加工领域的弱势地位，消除国外对我国在轮毂抛光领域进行的技术封锁。在对国外的一些抛光设备进行仿制的基础上，加大了自主开发抛光机床的技术投入，特别是在滚轮抛光、振动抛光和砂带磨抛等抛光方向取得了不俗成绩。沈阳第一机床厂研制开发的 CKL6163 系列高精度数控轮毂机床，通过其产品加工出来的轮毂表面粗糙度在0.18μm以内，完全符合汽车轮毂加工工艺的规定。但是这种机床对制造精度的要求很高，加工轮毂的效率不是很理想，它的操控性较低也在一定程度上限制了该机床的推广，因此在大规模的汽车轮毂生产加工中表现不理想。喷射抛光技术是利用特定介质的高速喷射对待加工表面进行处理，来去除工件的毛刺、飞边达到降低粗糙度的效果。该技术确实能够胜任加工不规则零件，能满足不同类型和型号的零件的加工，这也是抛光技术的一个前进方向。但是该技术制成的设备一般占地面积很大且造价昂贵，对于我国海量的中小企业而言是一个沉重的负担。
Keywords： Car wheel hub polishing The structure design 目 录
1 绪论 1
1.1课题目的及意义 1
1.2国内外汽车轮毂抛光的发展 1
1.2.1汽车产业现状 1
1.2.2轮毂抛光技术的现状和发展 2
1.3本课题主要内容 3
2 抛光机工艺研究 4
2.1汽车轮毂抛光工艺选择 4
2.2汽车轮毂工艺参数确定 5
3 抛光机总体结构设计 7
3.1 抛光方案制定 7
3.2 抛光机布局方案选择 8
3.3抛光机的结构设计 10
3.3.1 机床立柱的结构设计 10
3.3.2抛光机进给装置设计 11
3.3.3 夹具台方案设计 12
3.3.4主运动系统的设计 13
4 抛光机的机械结构设计 15
4.1抛光机的直线进给装置设计 15
4.1.1直线进给装置的组成 15
4.2主运动装置的设计 17
4.2.1抛光机主运动装置组成 17
4.2.2抛光轮的设计与校核 18
4.2.3电动机的选型 18
4.3传动主轴设计 19
4.4旋转装置的设计 20
总结 23
参考文献 24
致谢 25
1 绪论
1.1课题目的及意义
近些年我国的汽车发展进入快车道，汽车轮毂的需求量日益增长。到目前为止，在汽车轮毂制造领域 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
，主要通过以下三种来进行生产制造：(低压铸造(重力铸造(固体锻造[1]。在轮毂生产出来之后，需要对轮毂表面进行特定的研磨和抛光。这样做主要是去除轮毂的毛刺和在出厂后表面形成的氧化皮，从而获得光滑的轮毂表面。由于在电镀前需要控制轮毂的粗糙度，确保在此工艺之前的轮毂表面粗糙度Ra减小到0.5μm以内[2]。但是在抛光加工之前，汽车轮毂的表面粗糙度一般较大，而且存在不少不工整的平面，这无疑加大了抛光机的设计难度。并且轮毂在经过一系列的锻造处理后自身的尺寸精度已经很高了，因此在抛光过程中需要格外注意控制尺寸问题。
目前我国的轮毂生产企业，主要是人工手动抛光和人机结合抛光这两种形式。其中，人工手动抛光的效率低下，产品的一致性也不能得到保障 。此外，传统的手工抛光车间需要很大的加工场地，同时也存在较大的安全隐患，至今为止我国已经发生数起由于粉尘爆炸造成的安全事故。与此同时，随着人工成本的提高，势必给相关企业带来一定的负担，也不利于汽车轮毂制造产业的健康有序发展。因此，汽车轮毂抛光机有着很大的前景。
1.2国内外汽车轮毂抛光的发展
1.2.1汽车产业现状
目前我国的装备制造业中，汽车产业有着举足轻重的作用，而且汽车产业与很多行业的发展有很大的关联性，可以反映一个国家的综合实力和经济发展水平的高低。在西方的许多国家，汽车行业往往是这个国家不可或缺的发展推动力，是这个国家的支柱产业。在我国，汽车市场的整体表现不错， 2009年，我国汽车的产销有了重大的突破，第一次成为世界上生产和销售都是第一的国家。据中汽协资料，在2017年，四十个工业行业中，以汽车装备制造作为核心的交通运输产业，成为了对工业增长率贡献最高的行业[2]。
1.2.2轮毂抛光技术的现状和发展
汽车轮毂抛光的实质主要是将研磨和抛光运用在轮毂的待加工表面上。业内的一般做法是在抛光设备和需要抛光的轮毂之间加入磨料，并且计算好需要施加多大的的压力，还需要让两者有一定的相对运动，这样做可以使磨料产生的切削力，使汽车轮毂待加工面粗糙度下降。
对汽车轮毂的抛光存在几种较为常见的方法，这其中包括人工手动抛光、机械自动抛光、人机结合抛光以及震动抛光等。近些年的CAD/CAM技术的不断进步，在一些精密零件的后期处理中开始出现由计算机主导，可实现对工件的自动化光整，目前这些技术已经在一些企业的轮毂生产线中应用。
在国外，有许多成熟的案列。在意大利，出现了一种汽车轮毂专用的车床；而美国厂商研制的轮毂光饰机是采用与CAD/CAPP技术相结合，实现在触摸屏上通过可编程控制器对加工轮毂实现自动化操作[3]；在日本，有关企业通过将高速旋转的叶轮把一些小钢丸小铁丸抛掷出去，用来撞击轮毂的表面，从而获得理想的表面粗糙度[4]。随着逐渐成熟的机器人以及机器手技术，人们可以在中高精度抛光领域进行更多的尝试。与此同时，汽车抛光参数的制定，包括抛光时的进给深度、进给速度，抛光中的轨迹如何制定，磨料的合适与否等都会对最终加工面粗糙度的大小有着很大的联系。
目前在我国，许多的企业还是沿用之前的方法：招用传统的研磨工人进行单一的手工抛光生产。为了改善我国在汽车轮毂加工领域的弱势地位，消除国外对我国在轮毂抛光领域进行的技术封锁。在对国外的一些抛光设备进行仿制的基础上，加大了自主开发抛光机床的技术投入，特别是在滚轮抛光、振动抛光和砂带磨抛等抛光方向取得了不俗成绩。沈阳第一机床厂研制开发的 CKL6163 系列高精度数控轮毂机床，通过其产品加工出来的轮毂表面粗糙度在0.18μm以内，完全符合汽车轮毂加工工艺的规定。但是这种机床对制造精度的要求很高，加工轮毂的效率不是很理想，它的操控性较低也在一定程度上限制了该机床的推广，因此在大规模的汽车轮毂生产加工中表现不理想。喷射抛光技术是利用特定介质的高速喷射对待加工表面进行处理，来去除工件的毛刺、飞边达到降低粗糙度的效果。该技术确实能够胜任加工不规则零件，能满足不同类型和型号的零件的加工，这也是抛光技术的一个前进方向。但是该技术制成的设备一般占地面积很大且造价昂贵，对于我国海量的中小企业而言是一个沉重的负担。
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