買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 目錄 第 1 章 緒論 . 1 床的類型及其特點 . 1 床的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 . 2 第 2 章 設(shè)計任務(wù)書 . 3 第 3 章 磨床總 體布局 . 7 床總體設(shè)計 . 7 體設(shè)計注意事項 . 7 床總體布局設(shè)計 . 7 第 4 章 部件設(shè)計（砂輪架） . 16 輪架設(shè)計的基本要求 . 16 軸旋轉(zhuǎn)精度及其提高措施 . 16 軸軸承系統(tǒng)的剛性 . 16 輪架主軸初步設(shè)計 . 16 軸剛度校核 . 17 靜壓軸承 . 18 動裝置設(shè)計 . 19 第 5 章 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計 . 26 述 . 26 定硬件電路總體方案 . 26 第 6 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 . 34 述 . 34 壓傳動設(shè)計 . 34 結(jié)論 . 37 致謝 . 39 參考文獻 . 40 摘要 本次設(shè)計為 控高速端面外圓磨床及其砂輪架設(shè)計，通過查閱國內(nèi)外磨床相關(guān)資料，首先確定磨床總體布局中各部件（如砂輪架、頭架和尾架等） 尺寸，其次檢驗主軸前端擾度，確保主軸剛度。設(shè)計中砂輪架采用靜動壓軸承以提高旋轉(zhuǎn)精度，增強抗振性，延長軸承的使用壽命，傳動系統(tǒng)采用皮帶和花鍵副帶動主軸旋轉(zhuǎn)，減少主軸變形，使載荷分布均勻。本設(shè)計中的控制部分采用通用的可編程接口芯片 8255A。 本次設(shè)計我負責(zé)的部件是砂輪架，砂輪架是磨床上用來帶動砂輪作高速旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，主要由傳動買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 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。首先是根據(jù)砂輪架主軸的要求進行軸的設(shè)計，然后再選取軸承，設(shè)計皮帶和皮帶輪等等。在這個過程中，軸的撓度校核、皮帶和皮帶輪的設(shè)計等用到了大量的計算。 關(guān)鍵詞：數(shù)控 外圓磨床 砂輪架 he is NC to at of as by of to of to to of of so of of 255A. I of is is to on of by is a of is on of so In of of in a of 文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 第 1 章 緒論 床的類型與用途 磨床的類型及其特點 用磨料磨具（砂輪、砂帶、油石和研磨料等）為工具進行切削加工的機床，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 1。 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 2。 對外圓磨床來說，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。 磨床與其他機床相比，具有以下幾個特點： 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 1、磨床的磨具（砂輪）相對于工件做高速旋轉(zhuǎn)運動（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、易于實現(xiàn)自動化和自動線，進行高效率生產(chǎn)； 5、磨床通常是電動機 過機械，電氣，液壓傳動 1。 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。磨床可進行荒加工、粗加工、精加工和超精加工，可以進行各種高硬、超硬材料的加工，還可以刃磨刀具和進行切斷等， 工藝范圍十分廣泛。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對機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。高速磨削和強力磨削，進一步提高了磨削效率。因此，磨床的使用范圍日益擴大。它在金屬切削機床所占的比重不斷上升。目前在工業(yè)發(fā)達的國家中，磨床在機床總數(shù)中的比例已達 30% 據(jù) 1997 年歐洲機床展覽會 (調(diào)查數(shù)據(jù)表明， 25%的企業(yè)認為磨削是他們應(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 占機床的比例高達 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到其要求的，而精密磨削加工會要在相應(yīng)的精密磨床上進行，因此精密磨床在精密加工中占有舉足輕重的作用。但是要實現(xiàn)精密磨削加工，則所用的磨床就應(yīng)該滿足以下幾個基本要求： 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，整體度油楔式動壓軸承及動靜壓組合軸承等。當(dāng)前采用動壓軸 承和動靜壓軸承較多。主軸的徑向圓跳動一般應(yīng)小于 1向圓跳動應(yīng)限制在 2 3內(nèi)。 由于砂輪的修整導(dǎo)程要求 10 15mm/此工作臺必須低速進給運動，要求無爬行和無沖擊現(xiàn)象并能平穩(wěn)工作。 精密磨削時如果產(chǎn)生振動，會對加工質(zhì)量產(chǎn)生嚴重不良影響。故對于精密磨床，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮減少振動。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 精密磨削中熱變形引起的加工誤差會達到總誤差的 50，故機床和工藝系統(tǒng)的熱變形已經(jīng)成為實現(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?；镜猛鈭A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。 事實上，外圓磨削可以通過其他以下幾種方法來實施： （ 1）傳遞方法：在這種方法中，磨削砂輪和工件旋轉(zhuǎn)以及徑向進給都應(yīng)滿足所有的整個長度，切削的深度是由磨削砂輪到工件的縱向進給來調(diào)整的。 （ 2）沖壓切削方法：在這種方法中，磨削是通過砂輪的縱向進給和無軸向進給來完成的，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，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，要進行間隙調(diào)整外，這種方法與傳遞方法很相似，同時這種方法具有代表性，除了磨削短而粗的軸。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 端面外圓磨床是外圓磨床的一種變形機床，它宜于大批量磨削帶肩的軸類工件，有較高的生產(chǎn)率。它的特點如下 （ 1）這種磨床的布局形成和運動聯(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， 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)，所以具有自動磨削循環(huán)，完成快速進給（長切入） 無花磨削。由定程裝置或自動測量控制工件尺寸。 （ 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 隨著機械產(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、多軸的自動化磨床等方向發(fā)展 4，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 4m、磨削精度高達 m；使用電主軸單元可使砂輪線速度高達 400m/s，但這樣的線速度一般僅用于實驗室，實際生產(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買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 m 的機床已越來越多；從主軸轉(zhuǎn)速來看， 軸 達 60000r/13 42000r/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度材料的加工中心。 北京第二機床廠引進日本豐田工機公司先進技術(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，砂輪架采用原裝進口，砂輪線速度可達 60m/s，砂輪架主軸采用高剛性動靜壓軸承提高旋轉(zhuǎn)精度，采用日本豐田工機公司 床專用數(shù)控系統(tǒng)可實現(xiàn)二軸（ X 和 Z）到四軸（ X、 Z、 ）控制。 此外，對磨床的環(huán)保要求越來越高，絕大部分的機床產(chǎn)品都采用全封閉的罩 殼，絕對沒有切屑或切削液外濺的現(xiàn)象。大量的工業(yè)清洗機和切削液處理機系統(tǒng)反映現(xiàn)代制造業(yè)對環(huán)保越來越高的要求。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 第 2 章 設(shè)計任務(wù)書 控高速端面外圓磨床及其砂輪架設(shè)計 本課題旨在讓學(xué)生綜合運用大學(xué)四年所學(xué)的知識，設(shè)計數(shù)控端面外圓磨床 其砂輪架，樹立理論聯(lián)系實際的作風(fēng)和嚴謹?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、磨床液壓系統(tǒng)圖和磨床零件圖，最后撰寫設(shè)計說明書。 此外，要求學(xué)生跟隨指導(dǎo)老師和研究生參與部分科學(xué)研究，進行 磨削溫度的測試實驗并撰寫科研報告。 （ 1）機床總體布局裝配圖（ 0#）； （ 2）部件裝配圖（砂輪架 0#）； （ 3）零件圖 (3#)； （ 4）液壓傳動圖（ 1#）； （ 5）電氣控制圖 （ 1#）； （ 6）撰寫科研報告； （ 1）加工對象 A 帶軸肩的多臺階軸（如齒輪軸） B 要求端面外圓一次完成的零件 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 A 加工直徑 2020 最大加工長度為 750 最大加工重量 200 D 砂輪線速度 60m/s E 機床中心高 1095 工件轉(zhuǎn)速范圍 30300 3）主要運動 A 砂輪轉(zhuǎn)動 B 工件轉(zhuǎn)動 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 （ 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)計和選用； （ 3）皮帶的選用和帶輪的設(shè)計； （ 4）磨床液壓系統(tǒng)的設(shè)計； （ 5）磨削溫度科研報告。 （ 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）檢驗主軸前端擾度，確保主軸剛度； （ 3）砂輪架采用靜動壓軸承以提高旋轉(zhuǎn)精度，增強抗振性，延長軸承的使用壽命； （ 4）采用皮帶和花鍵副帶動主軸旋轉(zhuǎn)，減少主軸變形，使載荷分布均勻； （ 5）采用 制裝配圖和零件圖； （ 6）參看液壓工程方面的資料，設(shè)計 磨床液壓系統(tǒng)的設(shè)計； （ 7）參考磨削溫度測試研究論文，認真、虛心向指導(dǎo)老師和研究生學(xué)習(xí)，進行大量的磨削溫度的測試實驗。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 第 3 章 磨床總體布局 床總體設(shè)計 面形狀，尺寸，材料，技術(shù)條件，批量，加工余量等）； 比較國內(nèi)，外同類機床，經(jīng)驗總結(jié)，進行改革創(chuàng)新； 圖，部件裝配圖，零件圖，工藝卡，目錄，標準件，外購件目錄，鑄件，鍛件目錄，說明書，裝箱單，合格證）； 配，調(diào)試； 計改進； 總體設(shè)計注意事項 ，剛性，穩(wěn)定性好； 卻液供給，回收，廢渣的排除。 床總體布局設(shè)計 加工零件 帶軸肩的多臺階軸，精度 下， 料 45#， 40墨鑄鐵等； 初步估計組成部分 c 頭架； d 尾架； e 砂輪架； f 修整器； g 測量裝置； h 砂輪進給電機； I 修整器進給電機； j 電器框； k 工作臺進給電機； l 工件旋轉(zhuǎn)電機； m 潤滑冷卻裝置； n 數(shù)控裝置； 總體布局初步 設(shè)計 床身； 0的型面； 0角； 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 剛石滾輪），采用 司軸向，徑向測量儀，配用該公司 控框（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 控框 X 軸：砂輪架進給 Y 軸：修整器進給 Z 軸：工作臺移動 W 軸：工件旋轉(zhuǎn) 各軸采用交 流伺服電機，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，簡化機床結(jié)構(gòu)，易實現(xiàn)標準化，通用化，便于維修）； 縱向與橫向尺寸的確定 工件最大長度 1 750l 頭架長度 2 440l 尾架長度 3 320l 上臺面 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 ； 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 后床身長度 7 1600l 考慮砂輪架和修整器大小按經(jīng)驗給定）； 整個床身寬度 8 1650l 視覺效果）； 砂輪架中心與機床床身對稱線相距 0 2 3 120l l l m m 圖 3 2 磨床縱向尺寸 1）畫出橫向尺寸床身的 V 型導(dǎo)軌作為橫向尺寸的基準，畫出床身的平面導(dǎo)軌作為高度尺寸的基準線，根據(jù)確定的工作臺參數(shù)，導(dǎo)軌參數(shù) 心畫出左視圖 2）確定上，下工作臺厚度和寬度 （ 1）厚度：用類比法 上工作臺 2 0 . 2 5 0 . 3 5 心 （ 3 1） 下工作臺 1 0 0 心 （ 3 2） l 為工作臺導(dǎo)軌的中心距，工作臺導(dǎo)軌選用 80 75 250 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 取 1h=250=75h=250=95 2）寬度 45B l B B 工 作 臺（ 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 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不致相碰。缺點是使導(dǎo)軌的承載壓力較大，故常適當(dāng)加寬 V 型導(dǎo)軌的寬度。 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 1 根據(jù)工人身高，經(jīng) 驗。類比取1 1095H 2 1 1 2 / 7 3 9 . 6H H h h H C O S m m 5）工作臺回轉(zhuǎn)中心位置 9 1 / 2 1 / 2 * 2 5 0 1 2 5B l m m 6） 確定機床總高 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 H 取 2000 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 砂輪架相關(guān)尺寸設(shè)計 （ 1）砂輪架導(dǎo)軌（ V 平導(dǎo)軌） 100 90 4001 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而可定出砂輪架的寬度約為600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 安全系數(shù)取 夠 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，下工作臺運動時與箱體相碰，安裝在后床身上的墊板頂面需低于上下工作臺的買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 頂面，同時考慮橫向進給機構(gòu)穿過床身的位置等，根據(jù)經(jīng)驗 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)有傳動絲桿 取4 120h 后床身進給導(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 圖 3 4 砂輪架的高度和寬度 砂輪架底板長度9l： 9l 1 2 l 中 心 1 2 * 5 0 07 5 0 1 0 0 0 取9l=900文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 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）砂輪架主軸電機的選擇 用類比法，砂輪架主軸電機的功率取 15 計算法 N N N切電 空（ 3 6） * 2 3 . 82 . 3 5 8 . 8 2 3 . 8 砂 取15電 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 0m i n 2 2 / m i n 3 0交流伺服電機選擇 用類比法，交流伺服電機選擇 1 18機 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） 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 交流伺服電機通過 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 實合格 主軸不旋轉(zhuǎn)，主軸靠撥盤帶動旋轉(zhuǎn) 尾架相關(guān)尺寸的確定 5#莫氏錐孔 中心高 180面傾斜 10 直線滾動導(dǎo)軌 液壓油缸，頂緊力 12 工作臺 要求上，下臺面便于調(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修刮側(cè)面 橫向進給機構(gòu) 交流伺服電機 壓力卸荷導(dǎo)軌 壓力油 卸去 60% 75% 壓力 V 平導(dǎo)軌 1 0 0 * 9 0 * 5 0 0 砂輪架行程 373l 砂輪修整器 伺服電機 直線滾動導(dǎo)軌 主軸直徑 D=50用液體動壓軸承 (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 160文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 液壓系統(tǒng) 修 整器；尾架；量儀（兩個）；潤滑油； 床身導(dǎo)軌； 砂輪架卸荷導(dǎo)軌； 絲桿； 直線滾動導(dǎo)軌； 間歇 電氣部分 810G 控制五坐標軸 砂輪架主軸 機床保護系統(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 尾架伸縮油 缸靜壓供油系統(tǒng)：設(shè)置自動循環(huán)電路，可手動，也可用于腳踏。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)時，由于互鎖裝置，使起無效。 油箱液壓控制 數(shù)控系統(tǒng)（在各坐標軸）自診斷與保護功能 如：電池電壓低 程序錯誤 各坐標軸由行程開關(guān)控制最大位移量 安全防護罩（砂輪罩，機床前罩）全封閉式 導(dǎo)軌面保護 工作臺導(dǎo)軌：不銹鋼可伸縮防護罩 砂輪架導(dǎo)軌：前部：翻板式護罩 +橡皮（防水）；后罩：鋼罩。 修整器導(dǎo)軌：折疊式 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 第 4 章 部件設(shè)計（砂輪架） 輪架設(shè)計的基本要求 砂輪架是磨床上用來帶動砂輪作高速旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，主 要由傳動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，因此對砂輪架設(shè)計提出的基本要求也是針對主軸軸承部分的。 砂輪架設(shè)計應(yīng)滿足以下幾點基本要求 1： 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允許誤差取 5m10m。 （ 1）選擇合適的主軸軸承：動靜壓軸承； （ 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 1. 砂輪架主軸的強度校核 進行軸的強度校核時，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況采取相應(yīng)的計算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。對砂輪架主軸來說，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)強度計算，且在選取許用應(yīng)力時應(yīng)該選取較小值。砂輪架主軸材料采用 42進行淬火，故選取許用應(yīng)力為40 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 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 g （ 4 2） 63 39 . 5 5 1 0 1 50 . 2 4 0 6 0 0 上述計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 軸剛度校核 因為是階梯軸，所以 用當(dāng)量直徑法作近似計算當(dāng)量直徑為： 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 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=o，于是回路中總的熱電勢包含兩個拍爾帖電勢和兩個湯姆遜電勢。 中間導(dǎo)體定律：由導(dǎo)體 A 和 B 組成的熱電偶，當(dāng)接入第三導(dǎo)體 C 后（如圖 2 1（ b）所示），若保持C 的兩端溫度相同 (回路的總電勢不變。 2熱電偶均質(zhì)導(dǎo)體定律 7 由一種均勻?qū)w組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的截面和長度如何，以及各處的溫都不能產(chǎn)生熱電勢。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 (a) (b) 圖 2 1 熱電偶均質(zhì)導(dǎo)體定律 2均質(zhì)導(dǎo)體定律引出的結(jié)論 如果熱電偶兩電極材料相同，則兩端溫度不同，但總輸出電勢仍為零。因此，必須由兩種不同的材料才能構(gòu)成熱電偶。 第 3 章 實驗內(nèi)容和具體步驟 測量工件的平均溫度可以，利用埋裝在工件內(nèi)部的若干標準熱電偶測得，也可以用溫涂料測試工件內(nèi)部的溫度。最近出現(xiàn)了用紅外光導(dǎo)纖維測量磨削溫度方面的研究，并且已經(jīng)取得了一定的成果和突破，但是熱電偶測溫法仍然是能夠進入磨削區(qū)直接測量的唯一有效的方法 8。 電偶的標定 在實際應(yīng)用中，如果保持自由端溫度 T。 不變，就可以根據(jù)熱電勢 E 來確定熱端溫度 T 配大小，這就是熱電偶測溫的工作原理 9。 熱電偶 標定指的是確定熱電偶的熱電特性。 熱電偶種類很多，常用的不下幾十種，不同材料組成的熱電偶其測溫范圍、適用條件、靈敏度等也不同，實際應(yīng)用中應(yīng)有所選擇。 已被國際上公認的性能優(yōu)良的和用量最大的熱電偶有：鉑銠 分度號）、鉑銠 分度號）、鎳鉻 分度號）、銅 分度號）和鎳鉻 分度號）。根據(jù)本研究的測試要求，本測試中采用的測溫元件是的鎳鉻 鎳鉻 是一種堿金屬熱電偶，金屬絲直徑范圍較大，工業(yè)應(yīng)用一般為 驗研究使用時，根據(jù)需要可以拉延至更細的直徑。這種熱電偶的特點是價格低廉、靈敏度高、復(fù)現(xiàn)性好、高溫下抗氧化能力強，是工業(yè)中和實驗室里大量采用的一種熱電偶。但在還原性介質(zhì)或硫化物氣氛中易被侵蝕。 鎳鉻 所示。 表 3 1 鎳鉻 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 試驗?zāi)康?溫度標定指的是確定熱電偶的熱電特性，也就是確定熱電偶結(jié)的溫度 項試驗是我們即將開展的陶瓷材料的高效深磨溫度測試的一個組成部分。 我們準備對高效深磨試驗中用到的鎳鉻 得到這種材料的第一手資料，為以后的試驗奠定一個堅實的基礎(chǔ)。 實驗方法及裝置 1、溫度標定方法簡圖 溫度標定的方法的簡圖如下：管式電爐的爐溫可調(diào)。爐溫可調(diào)，與在該爐溫下測得的標定熱電偶的熱電勢相對應(yīng)就可以畫出待標定熱電偶的熱電特性曲線。 熱電偶標定裝置如下圖所示： 圖 3 1 熱電偶標定裝置 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 2、所用到的實驗裝置 臥式管形電爐 型號： 功率： 2 密溫度自動控制裝置 最大輸出功率： 10制精度： 1250 電位差計 測量范圍： 103 毫伏，準確度級別 使用溫度范圍： 545 標準熱電偶：鉑鐒 分度號： 測溫范圍 新分度號為 S 等級：二級 被測熱電偶：鎳鉻 徑 分度號： 測溫范圍 1300 新分度號為 K 試驗步驟 將試驗設(shè)備各電路連線按設(shè)備說明書的要求聯(lián)結(jié)； 將標準熱電偶和被測熱電偶扎好一起放入臥式管形電爐中； 接通電源； 將 密溫度自動控制裝置調(diào)到一定數(shù)值； 測出檢定爐溫下被測熱電偶的熱電勢值，記錄數(shù)據(jù)； 按照標定方案中的數(shù)據(jù)重復(fù)和； 切斷各設(shè)備電源，拆卸聯(lián)結(jié)線。 實驗數(shù)據(jù)及總結(jié) 標定實驗的數(shù)據(jù)如下表所示： 表 3 1 標定實驗的數(shù)據(jù) 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 上面表格中“ ”前的數(shù)據(jù)為測得的兩種熱電偶的電勢值，“ ”后的數(shù)據(jù)為根據(jù)標準的數(shù)據(jù)分度表格插值得到的相應(yīng)的溫度值。利用 出相應(yīng)的電勢 溫度曲線如下所示。 在上述 4 個圖像中，其中圖 3 2 為鉑鐒 溫度曲線；圖 3 3 為鎳鉻 勢 溫度曲線；圖 3 4 和圖 3 5 為將鉑鐒 鎳硅的兩曲線匯在一幅圖上，其中圖 3 4 采用圖 1 的橫坐標，圖 3 5 采用圖 2 的橫坐標。 從兩條曲線的比較中可以看出，這兩種熱電偶存在一定誤差，基本上是在系統(tǒng)誤差的基礎(chǔ)上又有一定的隨機誤差。 圖 3 2 鉑鐒 溫度曲線 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 圖 3 3 鎳鉻 溫度曲線 圖 3 4 鉑鐒 鎳硅兩曲線比較圖（ 1） 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 圖 3 5 鉑鐒 鎳硅兩曲線比較圖（ 2） 熱電勢系數(shù) 制作的熱電偶進行標定后，即用實驗方法測出熱電勢系數(shù)后， 0()E T T 在實際應(yīng)用熱電偶時，只需測得某時刻的熱電勢 E，便可得知此刻測點處的溫度 0/T E T件的制作 試件的結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖 3 6 試件的結(jié)構(gòu)示意圖 為了將熱電偶埋入工件，需要將工件分割成兩部分，且在其中一部分上開工藝槽，留出熱電偶絲的空隙。由于試件的材料為 42金屬導(dǎo)體，為了保持熱電偶的兩極，即鎳鉻絲和鎳硅絲絕緣（否則不能產(chǎn)生電勢差，沒有信號），試件需要用三片云母片分別夾在工件與鎳鉻絲、鎳鉻 絲與鎳硅絲和鎳硅絲與工件之間，如圖所示。 其中云母片厚度不大于 鋁 度初定 3m（其中 1m 用于標定），端部展平即為箔片，厚度不大于 結(jié)劑采用環(huán)氧樹脂。 輪磨削區(qū)溫度的測量 砂輪磨削溫度指的是砂輪磨削時砂輪與工件接觸弧面上的溫度 ,從工件一方看，就相當(dāng)于工件磨削面上的溫度，它在本質(zhì)上應(yīng)該是離散分布