買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 磨床可以加工各種表面，如內(nèi)、外圓柱面和圓錐面、平面、漸開線齒廓面、螺旋面以及各種成形表面。磨床可進(jìn)行荒加工、粗加工、精加工和超精加工，可以進(jìn)行各種高硬、超硬材料的加工，還可以刃磨刀具和進(jìn)行切斷等，工藝范圍十分廣泛。 磨床可以加工各種表面，如內(nèi)、外圓柱面和圓錐面、平面、漸開線齒廓面、螺旋面以及各種成形表面。磨床的種類很多，按其工作性質(zhì)可分為：外圍磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床，工具磨床以及一些專用磨床。如螺紋磨床、球面磨床、花鍵磨床、 高精度數(shù)控立式萬能磨床 與無心磨床等。 高精度數(shù)控立式萬能磨床 就是一種按照工 作性質(zhì)劃分出來的磨床。 本文主要是對(duì)高精度數(shù)控立式萬能磨床進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。 關(guān)鍵詞： 高精度數(shù)控立式萬能磨床 ， 磨床 ， 磨床設(shè)計(jì)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 he a of as a of be be a of be a a of as a of of to of be as is a of to of of is of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 第 1 章 緒論 床 的 類型與用途 磨床 的 類型及其特點(diǎn) 用磨料磨具（砂輪、砂帶、油石和研磨料等）為工具進(jìn)行切削加工的機(jī)床，統(tǒng)稱為磨床（英文為 ， 它們是因精加工和硬表面的需要而發(fā)展起來的。 磨床種類很多 ， 主要有：外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床和用來磨削特定表面和工件的專門化磨床，如花鍵軸磨床、凸輪軸磨床、曲軸磨床等。 對(duì)外圓磨床來說 ， 又可分為普通外圓磨床、萬能外圓磨床、無心外圓磨床、 寬砂輪外圓磨床、端面外圓磨床等 以上均為使用砂輪作切削工具的磨床。 此外，還有以柔性砂帶為切削工具的砂帶磨床，以油石和研磨劑為切削工具的精磨磨床等。 磨床與其他機(jī)床相比， 具 有以下 幾個(gè) 特點(diǎn)： 1、磨床的磨具（砂輪）相對(duì)于工件做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（一般砂輪圓周線速度在 35米 /秒左右，目前已向 200米 /秒以上發(fā)展）； 2、它能加工表面硬度很高的金屬和非金屬材料的工件； 3、它能使工件表面獲得很高的精度和光潔度； 4、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和自動(dòng)線，進(jìn)行高效率生產(chǎn)； 5、磨床通常是電動(dòng)機(jī) 過機(jī)械，電氣，液壓傳動(dòng) 磨床 的 用途 磨床可以加工各種表面，如內(nèi)、外圓柱面和圓錐面、平面、漸開線齒廓面、螺旋面以及各種成形表面。磨床可進(jìn)行荒加工、粗加工、精加工和超精加工，可以進(jìn)行各種高硬、超硬材料的加工，還可以刃磨刀具和進(jìn)行切斷等，工藝范圍十分廣泛。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械零件的精度和表面質(zhì)量要求越來越高，各種高硬度材料的應(yīng)用日益增多。精密鑄造和精密鍛造工藝的發(fā)展，使得有可能將毛坯直接磨成成品。高速磨買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 削和強(qiáng)力磨削，進(jìn)一步提高了磨削效率。因此，磨床的使用范圍日益擴(kuò)大。它在金屬切削機(jī)床所占的比重不斷上升。目前在工業(yè)發(fā)達(dá) 的國家中，磨床在機(jī)床總數(shù)中的比例已達(dá)30% 據(jù) 1997年歐洲機(jī)床展覽會(huì) (調(diào)查數(shù)據(jù)表明， 25%的企業(yè)認(rèn)為磨削是他們應(yīng)用的最主要的加工技術(shù)，車削只占 23%， 鉆削占 22%，其它占 8%；而磨床在企業(yè)中占機(jī)床的比例高達(dá)42%，車床占 23%，銑床占 22%，鉆床占 14%3。 由此可見，在精密加工當(dāng)中，有許多零部件是通過精密磨削來達(dá)到其要求的，而精密磨削加工會(huì)要在相應(yīng)的精密磨床上進(jìn)行，因此精密磨床在精密加工中占有舉足輕重的作用。但是要實(shí)現(xiàn)精密磨削加工，則所用的磨床就應(yīng)該滿足以下幾個(gè)基本要求： 精密磨床應(yīng)有高的幾何精度，主要有砂輪主軸的回轉(zhuǎn)精度和導(dǎo)軌的直線度以保證工件的幾何形狀精度。主軸軸承可采用液體靜壓軸承、短三塊瓦或長三塊瓦油膜軸承，整體度油楔式動(dòng)壓軸承及動(dòng)靜壓組合軸承等。當(dāng)前采用動(dòng)壓軸承和動(dòng)靜壓軸承較多。主軸的徑向圓跳動(dòng)一般應(yīng)小于 1向圓跳動(dòng)應(yīng)限制在 2 3 由于砂輪的修整導(dǎo)程要求 10 15mm/因此工作臺(tái)必須低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，要求無爬行和無沖擊現(xiàn)象并能平穩(wěn)工作。 精密磨削時(shí)如果產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)對(duì)加工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重不 良影響。故對(duì)于精密磨床，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮減少振動(dòng)。 精密磨削中熱變形引起的加工誤差會(huì)達(dá)到總誤差的 50，故機(jī)床和工藝系統(tǒng)的熱變形已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)精密磨削的主要障礙。 外圓磨削和端面外圓磨床 在外圓磨削過程中，工件是安裝在兩頂尖的中心之間， 砂輪旋轉(zhuǎn)是引起切削旋轉(zhuǎn)的主要來源和原因。 基本得外圓磨削方法有兩種 ， 即橫磨法磨外圓和縱磨法磨外圓 ， 如圖 1 1和圖1 2所示。 事實(shí)上，外圓磨削可以通過其他以下幾種方法來實(shí)施： （ 1） 傳遞方法：在這種方法中，磨削砂輪和工件旋轉(zhuǎn)以及徑向進(jìn)給 都應(yīng)滿足所有的整個(gè)長度，切削的深度是由磨削砂輪到工件的縱向進(jìn)給來調(diào)整的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 （ 2） 沖壓切削方法：在這種方法中，磨削是通過砂輪的縱向進(jìn)給和無軸向進(jìn)給來完成的，正如我們所看到的，只有在表面成為圓柱的寬度比磨削輪磨損寬度短時(shí)，這種方法才能完成。 圖 1 1 橫磨法磨外圓 圖 1 2 縱磨法磨外圓 （ 3） 整塊深度切削方法：除了在磨削過程中，要進(jìn)行間隙調(diào)整外，這種方法與傳遞方法很相似，同時(shí)這種方法具有代表性， 可以 磨削短而粗的軸。 端面外圓磨床是外圓磨床的一種變形機(jī)床，它宜于大批量磨削帶肩的 軸類工件，有較高的生產(chǎn)率。 它的特點(diǎn)如下 （ 1） 這種磨床的布局形成和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系與外圓磨床相似，只是砂輪架與頭架，尾架中心連線傾斜一角度（通常 10， 15， 23 ， 26 ， 30， 45），如圖 1 3所示，數(shù)控端面外圓磨床 砂輪架與頭架，尾架中心連線傾斜 30。 為避免砂輪架與工件或尾架相碰，砂輪安裝在砂輪架的右邊，從斜向切入，一次磨削工件外圓和端面。 （ 2） 由于它適用于大批量生產(chǎn)，所以具有自動(dòng)磨削循環(huán)，完成快速進(jìn)給（長切入） 無花磨削。由定程裝置或自動(dòng)測量控制工件尺寸。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 （ 3） 裝有砂輪成型修整器，按樣板修整出磨削工件外圓和端面的成型砂輪，為保證端面尺寸穩(wěn)定及操作安全，一般具有軸向?qū)Φ堆b置。 圖 1 3 砂輪架與頭架，尾架中心連線傾斜一角度 床的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度、可靠性和壽命的要求不斷提高以及新型材料的應(yīng)用增多，磨削加工技術(shù)正朝著超硬度磨料磨具、開發(fā)精密及超精密磨削（從微米、亞微米磨削向納米磨削發(fā)展）和研制高精度、高剛度、多軸的自動(dòng)化磨床等方向發(fā)展，如用于超精密磨削的樹脂結(jié)合劑砂輪的金剛石磨粒平均半徑可小至 4 m、磨削精度高達(dá) m；使用電主 軸單元可使砂輪線速度高達(dá) 400m/s，但這樣的線速度一般僅用于實(shí)驗(yàn)室，實(shí)際生產(chǎn)中常用的砂輪線速度為 40 60m/s；從精度上看，定位精度 2 m，重復(fù)定位精度 1 m 的機(jī)床已越來越多；從主軸轉(zhuǎn)速來看， 0000r/132000r/速已不是小功率主軸的專有特征；從剛性上看，已出現(xiàn)可加工 60 北京第二機(jī)床廠引進(jìn)日本豐田工機(jī)公司先進(jìn)技術(shù)并與之合作生產(chǎn)的 P） 62 63 數(shù)控外圓 /數(shù)控端面外圓磨床，砂輪架采用原裝進(jìn)口，砂輪線速度可達(dá) 60m/s， 砂輪架主軸采用高剛性動(dòng)靜壓軸承提高旋轉(zhuǎn)精度，采用日本豐田工機(jī)公司 ）到四軸（ X、 Z、 ）控制。 此外，對(duì)磨床的環(huán)保要求越來越高，絕大部分的機(jī)床產(chǎn)品都采用全封閉的罩殼，絕對(duì)沒有切屑或切削液外濺的現(xiàn)象。大量的工業(yè)清洗機(jī)和切削液處理機(jī)系統(tǒng)反映現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)環(huán)保越來越高的要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 第 2 章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 業(yè)設(shè)計(jì) 題目 速端面 外圓磨床 及砂輪架 設(shè)計(jì) 業(yè)設(shè)計(jì)目的 本課題旨在讓學(xué)生綜合運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)數(shù)控端面外圓磨床 立理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。該課題要求繪制磨床總體布局裝配圖、砂輪架部件裝配圖和磨床零件圖，最后撰寫設(shè)計(jì)說明書。 務(wù)與要求： （ 1） 機(jī)床總體布局裝配圖（ 1#） ； （ 2） 部件裝配圖（砂輪 架 0#） ； （ 3） 電氣控制圖 （ 0#） ； 途和規(guī)格 （ 1）加工對(duì)象 A 帶軸肩的多臺(tái)階軸（如齒輪軸） C 帶較大端面的盤類零件 D 作一般外圓磨床 （ 2）主要規(guī)格 020 最大加工長度為 750 最大加工重量 200 D 砂輪線速度 60m/s E 機(jī)床中心高 1095工件轉(zhuǎn)速范圍 30300 3）主要運(yùn)動(dòng) A 砂輪轉(zhuǎn)動(dòng) B 工件轉(zhuǎn)動(dòng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn) （ 1）磨床總體布 局中各部件尺寸的確定； （ 2）砂輪架主軸和軸承的設(shè)計(jì)和選用； （ 3）皮帶的選用和帶輪的設(shè)計(jì)； 采用的途徑與手段 （ 1）查閱國內(nèi)外磨床相關(guān)資料，確定磨床總體布局中各部件（如砂輪架、頭架和尾架等）尺寸； （ 2）檢驗(yàn)主軸前端擾度，確保主軸剛度； （ 3）砂輪架采用靜動(dòng)壓軸承以提高旋轉(zhuǎn)精度，增強(qiáng)抗振性，延長軸承的使用壽命； （ 4）采用皮帶和花鍵副帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，減少主軸變形，使載荷分布均勻； （ 5）采用 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 第 3 章 磨床總體布局 床總體設(shè)計(jì) 的工藝分析（表面形狀，尺寸，材料，技術(shù)條件，批量，加工余量等） ； 比較國內(nèi)，外同類機(jī)床，經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，進(jìn)行改革創(chuàng)新 ； 圖，部件裝配圖，零件圖，工藝卡，目錄，標(biāo)準(zhǔn)件，外購件目錄，鑄件，鍛件目錄，說明書，裝箱單，合格證） ； 配，調(diào)試 ； 計(jì)改進(jìn) ； 總體設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 性，穩(wěn)定性好 ； 卻液供給，回收，廢渣的排除 。 床總體布局設(shè)計(jì) 加工零件 帶軸肩的多臺(tái)階軸，精度 料 45#， 40墨鑄鐵等 ； 初步估計(jì)組成部分 f 修整器 ； g 測量裝置 ； h 砂輪進(jìn)給電機(jī) ； I 修整器進(jìn)給電機(jī) ； j 電器框 ； k 工作臺(tái)進(jìn)給電機(jī) ； l 工件旋轉(zhuǎn)電機(jī) ； m 潤滑冷卻裝置 ； 總體布局初步設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 0的型面 ； 0角 ； 剛石滾輪） ， 采用 司軸向，徑向測量儀，配用該公司 如圖 3 1所示） 來控制軸向尺寸，徑向尺寸，測量儀布置在橫梁上； 圖 3 1 輪架進(jìn)給 整器進(jìn)給 作臺(tái)移動(dòng) 件旋轉(zhuǎn) 各軸采用交流伺服電機(jī)，通過精密無間隙彈性連軸器直接與滾珠絲桿相連 ； 小熱變形，簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)，易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，便于維修） ； 走線 ； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 縱向與橫向 尺寸的確定 圖 3 2 磨床縱向尺寸 工件最大長度 1 750l 頭架長度 2 440l 尾架長度 3 320l 上臺(tái)面長度 4 1 2 3 1 0 0 ( 2 0 4 0 ) 1 6 4 0l l l l m m ； 下 臺(tái)面長度 5 4 4 1 5 % 2 0 % 2 0 0 0l l l m m ； 床身長度 6 5 1 4 0 0 3 1 5 0l l l m m ； 后床身長度 7 1600l 考慮砂輪架和修整器大小按經(jīng)驗(yàn)給定） ； 整個(gè)床身寬度 8 1650l 視覺效果） ； 砂輪架中心與機(jī)床床身對(duì)稱線相距 0 2 3 120l l l m m 1） 畫出橫向尺寸床身的 向尺寸的基準(zhǔn)，畫出床身的平面導(dǎo)軌作為高度尺買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 寸的基準(zhǔn)線，根據(jù)確定的工作臺(tái)參數(shù)，導(dǎo)軌參數(shù) 2） 確定上，下工作臺(tái)厚度和寬度 （ 1） 厚度：用類比法 上工作臺(tái) 2 0 0 心 （ 3 1） 下工作臺(tái) 1 0 0 心 （ 3 2） l 為工作臺(tái)導(dǎo)軌的中心距，工作 臺(tái)導(dǎo)軌選用 80 75 250 取 1h=250=75h=250=95 2）寬度 45B l B B 工 作 臺(tái)（ 3 3） 1 / 2 1 2 3 0 1 / 2 7 5 2 0 5 8B B m m 46 4 70B 711 / 2 1 2 3 0 1 / 2 7 5 2 0 6 0B B m m 575 70B 5 0 7 0 7 0 3 9 0B m m 工 作 臺(tái) 3） 確定頭，尾架頂尖中心位置 頂尖中心安排在 V 型導(dǎo)軌的中心線上，這樣有利于磨削最小直徑工件的，砂輪架趨近于工作臺(tái)不致相碰。缺點(diǎn)是使導(dǎo)軌的承載壓力較大，故常適當(dāng)加寬 4） 確定頭尾架頂尖中心至床身底面的高度 1 0 0 0 1 1 0 0H 左右 根據(jù)工人身高，經(jīng)驗(yàn)。類比取1 1095H 2 1 1 2 / 7 3 9 . 6H H h h H C O S m m 5） 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心位置 9 1 / 2 1 / 2 * 2 5 0 1 2 5B l m m 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 6） 確定機(jī)床總高 H 2H H h H H 頭 架 測 量 儀7 3 9 . 6 1 7 0 4 1 1 6 3 3 . 4 51954 所以 000 砂輪架 相 關(guān) 尺寸設(shè)計(jì) （ 1）砂輪架導(dǎo)軌（ V 平導(dǎo)軌） 100 90 400 考慮到砂輪的大小及重量與砂輪架的穩(wěn)定性，取 L中心 =500從而可定出砂輪架的寬度約為 600導(dǎo)軌 為 卸荷導(dǎo)軌 。 圖 3 3 砂輪架的導(dǎo)軌 （ 2）砂輪架橫向行程長度 0 . 1 0 . 2l s s s 橫 絲 桿 快 速 快 速 （ 3 4） 式中 為砂輪架快速進(jìn)退的行程，一般取 60 150此處取 111 m a x / 2 / 2 / 2 / 2s D D D D 砂 砂 工 件 件 （ 3 5） 7 5 0 / 2 3 2 0 / 2 5 5 0 / 2 2 0 / 2250 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 安全系數(shù)取 2 5 0 1 1 1 0 . 1 1 1 1 3 7 2 . 1l 橫 （ 373） （ 3） 砂輪架高度和長度 砂輪架箱體導(dǎo)軌的高度 輪底板滑臺(tái)高度 輪中心距砂輪底面高度 后床身頂面至平導(dǎo)軌的高度 避免上，下工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)與箱體相碰，安裝在后床身上的墊板頂面需低于上下工作臺(tái)的頂面， 同時(shí)考慮橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)穿過床身的位置等，根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 6 1 1 0 1 5 0h m m取6 130h 砂輪架中心距后床身頂面 7 1 2 6 1 0 9 5 7 4 0 1 3 0 4 8 5h H H H m m 砂輪架底座安裝修整器，內(nèi)有傳動(dòng)絲桿 取4 120h 3 4 砂輪架的高度和寬度 后床身進(jìn)給導(dǎo)軌內(nèi)裝絲桿 取3 190h 7 3 4h h h h 4 8 5 1 2 0 1 9 0 175 砂輪架底板長度9l： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 23 9l 2 l 中 心 1 2 * 5 0 07 5 0 1 0 0 0 取9l=900 砂輪架導(dǎo)軌長度 1 0 9 5 0 8 0l l l 橫9 0 0 3 7 3 8 01353 取 10 1305l 4）砂輪架主軸電機(jī)的選擇 用 類比法 ，砂輪架主軸電機(jī)的功率 取 15 計(jì)算法 N N N切電 空（ 3 6） * 2 3 . 82 . 3 5 8 . 8 2 3 . 8 砂 取 15頭架相關(guān)尺寸的 確定 長，寬，高： 440 400 411主軸錐孔：莫氏 5#錐孔 中心高：m a x /2H D K（ 3 7） 3 2 0 / 2 2 0 3 5 1 8 0 1 9 5 通過以上計(jì)算頭架中心高 取 180主軸轉(zhuǎn)速 1 / 8 0 1 / 1 6 0 * 6 0 4 5 2 2 . 5 / m s 砂（ 3 8） 取 40 /IV m s 1 6 / m i n 3 0 0買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 24 m i n 2 2 / m i n 3 0交流伺服電機(jī)選擇 用類比法，交流伺服電機(jī)選擇 1 18機(jī) 砂輪 磨削工件需要的功率 m a x 1 5 0 * 3 2 0 2 4 . /ZF r N m s 工 件最 大 磨 削 力 （ 3 9） 交流伺服電機(jī)通過 20/38 的雙楔齒輪帶傳遞給工件 ， 即 41 8 3 8 / 2 0 3 4 . 2 . /N N m s l 實(shí)合格 主軸不旋轉(zhuǎn)，主軸靠撥盤帶動(dòng)旋轉(zhuǎn) 尾架相關(guān)尺寸的確定 5#莫氏錐孔 中心高 180面傾斜 10 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌 液壓油缸，頂緊力 12 工作臺(tái) 要求上，下臺(tái)面便于調(diào)整頭尾架，便于安裝 滾珠螺母 。 傾斜 10 以便于頭尾架定位，冷卻液回流；及使頭尾架不等高時(shí)修刮側(cè)面 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 交流伺服電機(jī) 壓力卸荷導(dǎo)軌 壓力油 卸去 60% 75% 壓力 V 平導(dǎo)軌 100 * 90 * 500 砂輪架行程 373l 砂輪修整器 伺服電機(jī) 器 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 25 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌 主軸直徑 D=50用液體動(dòng)壓軸承 (16r/修整速度 = 1 / 3 1 / 5 0 120 故 1 2 1 9 /V m s線修整器行程為 1601 液壓系統(tǒng) 修整器 ；尾架； 量儀（兩個(gè)） ；潤滑油； 床身導(dǎo)軌； 砂輪架卸荷導(dǎo)軌； 絲桿； 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌； 間歇 電氣 部分 810G 控制五坐標(biāo)軸 砂輪架主軸 機(jī)床保護(hù)系統(tǒng) 靜壓供油系統(tǒng) 壓力繼電器 壓差發(fā)訊器 液壓控制器 電路延時(shí) 尾架伸縮油缸靜壓供油系統(tǒng)：設(shè)置自動(dòng)循環(huán)電路，可手動(dòng)，也可用于腳踏。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于互鎖裝置，使起無效。 油箱液壓控制 數(shù)控系統(tǒng)（在各坐標(biāo)軸）自診斷與保護(hù)功能 如：電池電壓低 程序錯(cuò) 誤 各坐標(biāo)軸由行程開關(guān)控制最大位移量 安全防護(hù)罩（砂輪罩，機(jī)床前罩）全封閉式 導(dǎo)軌面保護(hù) 工作臺(tái)導(dǎo)軌：不銹鋼可伸縮防護(hù)罩 砂輪架導(dǎo)軌：前部：翻板式護(hù)罩 +橡皮（防水） ； 后罩：鋼罩 。 修整器導(dǎo)軌：折疊式 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 26 第 4 章 砂輪架 設(shè)計(jì) 輪架 設(shè)計(jì) 的 基本要求 砂輪架是磨床上用來帶動(dòng)砂輪作高速旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，主要由傳動(dòng)部件和主軸軸承部分組成，主軸與軸承是砂輪架的主要組成部分，因此對(duì)砂輪架設(shè)計(jì)提出的基本要求也是針對(duì)主軸軸承部分的。 砂輪架設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)基本要求： 轉(zhuǎn)穩(wěn)定 ； 熱低，不漏油； 整維修方便。 軸旋轉(zhuǎn)精度及其提高措施 直接影響工件的表面粗糙度和表面缺陷。一般端面外圓磨床砂輪架允許的徑向和軸向跳動(dòng)允許誤差取 5m10m。 （ 1） 選擇合適的主軸軸承：動(dòng)靜壓軸承； （ 2） 提高主軸的加工精度； （ 3） 正確選擇主軸軸向止推方式 ：液體靜壓推力軸承。 軸軸承系統(tǒng)的剛性 主軸軸承系統(tǒng)的剛性是指在磨削力或傳動(dòng)力作 用下，主軸軸承抵抗變形的能力。通常以主軸前端的撓度來度量。過低的剛性會(huì)降低磨削生產(chǎn)率、加工精度和工件表面的粗糙度，引起直波形和螺旋線缺陷。 輪架主軸初步設(shè)計(jì) 1. 砂輪架主軸的強(qiáng)度校核 進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)刭I文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 27 選取其許用應(yīng)力。對(duì)砂輪架主軸來說，由于采用了卸荷皮帶輪裝置，砂輪架主軸主要承受扭矩，應(yīng)該按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，且在選取許用應(yīng)力時(shí)應(yīng)該選取較小值。 砂輪架主軸材料采用42進(jìn)行淬火，故選取許用應(yīng)力為 40 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 639 . 5 5 1 00 . 2 （ 4 1） T 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（單位為 T 軸所受扭矩（單位為 軸的扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)（單位為 3 p 軸傳遞的功率 （單位 為 n 軸的轉(zhuǎn)速 （ 單位為 r/ d 計(jì)算界面處的直徑（單位為 T 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力（單位為 r/ 由上式可得軸的直徑為 633 9 . 5 5 1 00 . 2 （ 4 2） 63 39 . 5 5 1 0 1 50 . 2 4 0 6 0 0 上述計(jì)算可以得知砂輪架最小直徑為 慮到砂輪架的剛度等因素，取主軸的最小直徑為 60輪架主軸的尺寸如圖 4 1所示。 圖 4 1 砂輪架主軸尺寸示意圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 28 軸剛度校核 因?yàn)槭请A梯軸，所以用當(dāng)量直徑法作近似計(jì)算當(dāng)量直徑為： 441v （ 4 3） L=140+640+20+32+10=9324 4 4 49321 4 0 6 4 0 2 0 1 0 06 0 1 2 0 1 4 0 1 0 8= 允許撓度 y= 60=、 計(jì)算主軸前端撓度值 2 ()3P a l I主 軸（ 4 4） P 載荷（單位為公斤）（ 150/ l 軸兩端的跨距（單位為厘米）（ a 懸伸長度（單位為厘米）（ E 材料的彈性模數(shù)（單位為公斤 /平方厘米）（ 510 ） I 截面慣性矩（平方厘米） 251 5 0 1 3 . 2 7 9 . 23 9 . 8 2 1 . 0 2 1 0 3 0 7 . 9 8 5Y 主 軸= 因?yàn)?y= y，由上述校核可以得知，主軸剛度符合要求。 一般存在一個(gè)使主軸前端撓度最小，即剛性最好的支承跨距 L。由經(jīng)驗(yàn)得知， 36）D 時(shí)， 主軸前端撓度最小 ， D=12060720 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 29 靜壓軸承 靜壓軸承是利用外部油源產(chǎn)生承載能力的油膜軸承 ， 動(dòng)靜壓混合軸承是一種既綜合了液體動(dòng)壓和靜壓軸承的優(yōu)點(diǎn)，又克服了兩著缺點(diǎn)的新型多油楔油膜軸承。它利用靜壓軸承的節(jié)流原理，使壓力油腔中產(chǎn)生足夠大的 靜壓軸承載力，從而克服了液體動(dòng)壓軸承啟動(dòng)和停止時(shí)出現(xiàn)的干摩擦造成主軸與軸承磨損現(xiàn)象，提高了主軸和軸承的使用壽命及精度保持性；軸承油腔大多采用淺腔結(jié)構(gòu)，在主軸啟動(dòng)后，依靠淺腔階梯效應(yīng)形成的動(dòng)壓承載力和靜壓承載力疊加 ， 大大地提高了主軸承載能力 ， 而多腔對(duì)置結(jié)構(gòu)又極大地增加了主軸剛度；高壓油膜的均化作用和良好的抗振性能 ， 保證了主軸具有很高旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 它的優(yōu)點(diǎn)如下： 用范圍廣。 動(dòng)靜壓軸承在零件轉(zhuǎn)速到很高的范圍內(nèi)的 各種相對(duì)速度下都能承載，而且載荷范圍大，其承載 能力取決于供油壓力，軸承軸頸結(jié)構(gòu)和相對(duì)大??； 阻尼大 ， 抗振性好 ; 磨損小 因此摩擦阻力小 ， 磨損小 ，能長期保持很高的運(yùn)動(dòng)精度 ， 壽命長 動(dòng)靜壓軸承中靜壓油膜具有良好的糾正軸和軸向跳動(dòng) ; 在萬一供油受阻或切斷時(shí) ， 可利用軸承中動(dòng)壓效應(yīng)來承載 ; 由于動(dòng)壓效應(yīng) ， 使軸承轉(zhuǎn)速越高承載能力越大 ， 同時(shí)軸承還能承受方向不斷變化的動(dòng)載及瞬時(shí)過載 ; 由于動(dòng)靜 壓軸承高速下主要靠動(dòng)壓承載 ， 故這時(shí)供油壓力可相對(duì)較小 ， 軸承可設(shè)計(jì)成較小軸頸 ， 軸承結(jié)構(gòu)簡單 ， 制造精度和材料要求不高 。 動(dòng)靜壓軸承需要一套供油系統(tǒng)，潤滑油要經(jīng)過嚴(yán)格過濾以保持 清潔。目前廣泛應(yīng)用的是定壓供油系統(tǒng)。一定壓力的壓力油，經(jīng)節(jié)流器流入兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)體間的油腔，通過油腔壓力來平衡外載荷。在定壓供油系統(tǒng)中，節(jié)流器是關(guān)鍵部分，它起著限制流入油腔流量的阻尼作用，使油腔壓力僅隨外載荷的變化而變化。靜壓軸承常用的固定節(jié)流器有毛細(xì)管和小孔節(jié)流器兩種。本次設(shè)計(jì)選用毛細(xì)管節(jié)流器。 動(dòng)靜壓軸承廣泛用于高速精密設(shè)備中 在改造 舊精密磨削設(shè)備方面 ， 用得較多的是買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 30 北京中航設(shè)備改造廠的 表面節(jié)流液體動(dòng)靜壓混合軸承。 砂輪架主軸的軸向定位采用軸向止推靜壓軸承。軸向止推軸承由兩個(gè)相對(duì)的環(huán)形油腔構(gòu)成。軸上具有臺(tái)肩以形成承載面。軸承的間隙通過修磨調(diào)整 墊圈的厚度來保證。 動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 為了提高主軸的旋轉(zhuǎn)精度，皮帶輪不直接裝在主軸上，而是裝在單獨(dú)的支架上，并用花鍵套 帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，即采用卸荷皮帶輪的方案 ，如圖 4 2所示 。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是，減少了主軸的變形，同時(shí)還提高了承載能力。 圖 4 2 卸荷皮帶輪 N N N切電 空 3 砂 = （ + 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 31 通過以上計(jì)算，取 5選擇 4型電動(dòng)機(jī) 因?yàn)槎嘈◣Ъ嬗?V 帶和平帶的優(yōu)點(diǎn)，外輪廓尺寸小，比 V 型帶傳動(dòng)平穩(wěn)，所以皮帶采用多楔帶 5。多楔帶以平帶為基體，內(nèi)表面有等距離縱向楔型的環(huán)形帶傳動(dòng)。工作面為楔側(cè)面，有橡膠和聚氨酯兩種。 1） 皮帶材料的選用 皮帶材料選用 聚氨酯 。 2） 設(shè) 計(jì)計(jì)算 已知小帶輪轉(zhuǎn)速 ，即 500r/動(dòng)比 i= （ 1）計(jì)算功率 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 得 ， 工作情況系數(shù) 故 1 5 1 . 1 1 6 . 5 P k w （ 4 5） （ 2） 由 由于 500r/表后可知， 取帶型為 （ 3） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)表 4 43，取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 0 1212，由此得12200 m 21 。 （ 4） 驗(yàn)算帶速 11 8 0 1 5 0 0 6 . 2 8 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s （ 4 6） V = m/s 30 m/s，所以帶速合格。 （ 5） 初定軸向間距 由 公式（ 4 5） D+2D） 0a 2（1D+2D）， （ 4 7） 可知 196 0a 560，取0a=400。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 32 （ 6） 所需基準(zhǔn)帶長 2210 0 1 20()2 ( )24a D （ 4 8） 2( 2 0 0 8 0 )2 4 0 0 ( 8 0 2 0 0 )2 4 4 0 0 =金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)表 4 5，取相近的 基準(zhǔn)帶長1250 （ 7） 實(shí)際軸向間距 00 2（ 4 9） 1 2 5 0 1 2 4 8 . 8 2400 2 = 以皮帶的實(shí)際軸向間距 取 a 401 （ 8） 多楔帶每楔的基本額定功率1屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)表 4 40， 可以 查得1P （ 9） 小帶輪的包角 0 21( ) 5 7 . 3180 DD a （ 4 10） （ 10） 多楔帶楔數(shù)的確定 1() P K K （ 4 11） 其中11(1b h K ）查表得 34 0， ，代入 P 的計(jì)算公式中，得 P 又已知 K ： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 33 1 . 1 1 5 1 4 . 5 3( 0 . 3 4 0 0 . 8 4 9 ) 0 . 9 5 5 1 . 0 0Z 由此可以確定，取 Z 15。 計(jì) 1） 帶輪設(shè)計(jì)的要求： （ 1）質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造應(yīng)力； （ 2）質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡校證； （ 3）槽 輪工作面要經(jīng)過精細(xì)加工，以減少帶的磨損； （ 4）輪槽的尺寸和角度應(yīng)有一定的精度，以使載荷分布均勻。 2） 帶輪的材料選用 帶輪的材料選用 圖 4 3 小帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 3） 帶輪的結(jié)構(gòu) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 34 （ 1） 小帶輪直徑1 ( 2 3 ) 所以采用實(shí)心式。 （ 2） 大帶輪2 200D 300，所以采用腹板式結(jié)構(gòu)。 4） 小帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 2ad d h （ 4 12） 其中 帶輪的外徑， d 軸的直徑， h 基準(zhǔn)線上槽深。 2 8 0 2 3 8 6ad d h m m （ 4 13） (1 . 8 2 ) 1 . 9 8 6 1 6 3 . 4d m m ，圓 整后得 165 1 . 5 2 ) 1 . 6 8 6 1 3 7 . 6 （ 4 14） ( 1 ) 2B Z P g ， （ 4 15） 其中 Z 多楔 帶的楔數(shù) ， P 多楔帶的槽間距， g 第一槽對(duì)稱面到端面的距離。 ( 1 ) 2 ( 1 5 1 ) 4 . 9 2 1 0 8 8 . 6B Z P g m m 5） 大帶輪的結(jié)構(gòu) 尺寸 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 35 圖 4 4 大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 2 2 0 0 2 3 2 0 6ad d h m m (1 . 8 2 ) 1 . 9 2 0 6 3 9 1 . 4d m m (1 . 5 2 ) 1 . 6 2 0 6 3 2 9 . 6aL d m m 由軸端直徑 60選用內(nèi)花鍵 套 ： 862H 778287，如圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 36 圖 4 3 內(nèi)花鍵套的結(jié)構(gòu)尺寸 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 37 第 5 章 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 述 任何一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分構(gòu)成，硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件是系統(tǒng)的靈魂。有了硬件和軟件和配合才能有效的完成系統(tǒng)的使命。硬件電路的可靠性直接影響到數(shù)控系統(tǒng)的性能指標(biāo)。本設(shè)計(jì)中要求砂輪架自動(dòng)橫向進(jìn)給（ X）和工作臺(tái)縱向進(jìn)給（ Y）在兩坐標(biāo)進(jìn)行控制。對(duì)磨床工作過程進(jìn)行分析：其調(diào)整過程有裝工件，手動(dòng)退出，手動(dòng)快進(jìn)，對(duì)刀，手動(dòng)快退；自動(dòng)調(diào)整過程有設(shè)置磨削量，快進(jìn)，工 進(jìn)，快退。 該磨床的砂 輪架橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)縱向進(jìn)給實(shí)行數(shù)控，主要的使用要求和功能如下 ： 要有兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)砂輪和工作臺(tái)。 1 對(duì)液壓進(jìn)行控制。 2 對(duì)冷卻液進(jìn)行控制。 3 砂輪主軸電機(jī)控制。 4 頭架主軸電機(jī)啟?？刂?。 5 手動(dòng)及