基于单片机的汽缸珩磨机数控化改造应用研究

摘要

汽缸珩磨加工是汽车发动机缸筒修复过程中的重要环节。随着汽车保有量的增加，发动机维修量也激增。汽缸珩磨机是二级以上汽车维修企业必备的设备。目前，大多数维修企业使用的还是用手动调行程挡块进行循环控制的小型简易珩磨机，这种机床加工不同型号的缸筒时，工艺参数调整占用时间较长，且难以准确控制，造成生产效率低，维修精度差，且对加工人员的技术要求较高。 论文在分析了珩磨工艺过程的基础上，找出了影响加工效率和精度的几个关键问题，提出了参数选择方案，以期达到缩短加工时间、降低工人劳动强度和提高加工精度的目的。本文针对近年来使用量较大的上海航空设备厂生产的3M9814珩磨机进行了以下几方面的研究： 1.根据加工工艺过程特点，找出了珩磨应重点控制的参数，探索使用精确控制珩磨头速度、行程和砂条探出量的方法，使加工速度快，网纹夹角准确且更细密，尺寸更准确。 2.设计了一种循环控制系统，该系统应用微机控制比例换向阀确定磨头往复速度，并配合光电编码器控制行程和换向点。结构简单，定位快速准确。 3.进行了微机控制系统的硬件设计，系统使用AT89C52单片机，通过外围芯片扩展和辅助电路设计，使系统可对行程定位及珩磨冲程和短冲程进行数字控制。 4.进行了控制系统软件开发，内部根据常用机型建立了缸筒参数数据表，方便用户调用。并可根据加工需要增加加工机型数据，以适应新机型珩磨加工需要。 5.进行了相关实验，验证了设计的可行性及不足之处。

目录

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第一章绪论

1.1内圆珩磨加工特点和内圆珩磨机床应用

1.1.1内圆珩磨加工特点

1.1.2内圆珩磨机床

1.1.3珩磨在汽车零部件制造中的应用

1.2课题的提出和研究的意义

1.2.1珩磨机床的未来发展方向

1.2.2汽缸珩磨机数控改造的现实意义

1.3课题研究的内容

1.3.1课题的基本方案

1.3.2课题的主要任务

第二章珩磨加工工艺分析

2.1珩磨加工原理

2.2珩磨的切削过程

2.2.1定压进给珩磨

2.2.2定量进给珩磨

2.2.3定压一定量进给珩磨

2.2.4手动进给珩磨

2.3珩磨工具和材料

2.3.1珩磨头

2.3.2珩磨油石

2.3.3珩磨速度和珩磨交叉角

2.3.4珩磨余量

2.3.5珩磨液

2.3.6珩磨新工艺—平台珩磨网纹

2.4汽缸珩磨综合分析

2.4.1汽缸摩擦副分析

2.4.2汽缸珩磨粗糙度实验

2.4.3汽缸珩磨时油石运动轨迹研究

2.4.4轨迹控制的基本思路

2.5改造现有机床提高加工质量

第三章珩磨机床主轴位置及速度控制硬件设计

3.1设计任务的提出

3.2机床改造总体方案

3.3机床对控制系统的要求

3.4磨头运动控制方式的选择

3.5机床控制系统设计

3.5.1控制用微机选择

3.5.2零点和磨头位置、方向的确定

3.5.3反馈信号的处理

3.5.4 D/A转换

3.6执行元件选择

3.6.1比例换向阀

3.6.2电子放大器

3.6.3位置反馈单元

第四章主轴位置及速度控制软件设计

4.1软件总体结构

4.2工作参数确定

4.2.1主冲程位置控制参数确定

4.2.2主冲程往复速度的确定

4.3手动状态和短冲程实现

4.4零位确定

4.5主冲程程序

4.5.1计算机位置控制

4.5.2计算机速度控制

第五章实验

5.1控制器实验

5.1.1编辑功能验证

5.1.2模拟信号输出实验

5.2珩磨加工实验

第六章总结

参考文献

硕士期间发表论文

致谢