畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）M1432A型外圓磨床總體布局設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）

1、本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) m1432a 型外圓磨床總體布局設(shè)計(jì) 全套完整版全套完整版 cad 圖紙，聯(lián)系圖紙，聯(lián)系 153893706 系部名稱(chēng)： 機(jī)電工程系 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 08-12 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱(chēng)： 副教授 二一二年六月 the graduation design for bachelors degree the overall layout design of m1432a cylindrical grinder candidate： specialty：mechanical design and manufacture quenched steel; gri

2、nding precision; finish machining; roughness 第 1 章 緒 論 1.1 選題背景和意義 近年來(lái)，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械零件的精度和表面粗糙度要求越來(lái)越高， 各種高硬度材料應(yīng)用日益增多，同時(shí)精密鑄造和精密鍛造工藝的發(fā)展，又可能將毛坯 直接磨成成品；此外，隨著高速磨削和強(qiáng)力磨削工藝的發(fā)展，進(jìn)一步提高了磨削效率。 因此磨床的適用范圍日益擴(kuò)大，它在金屬切削機(jī)床中占的比重不斷上升。 根據(jù)所學(xué)專(zhuān)業(yè)的需要，為了使所學(xué)知識(shí)能夠靈活運(yùn)用，經(jīng)過(guò)考慮，最終選擇 m1432a 外圓磨床作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 當(dāng)今用戶(hù)在購(gòu)買(mǎi)機(jī)床時(shí)，對(duì)機(jī)床的性能，功

3、效及精密度方面有了更高的要求，能 夠適應(yīng)這種高要求的，首推為數(shù)控機(jī)床。用于精加工的磨床，數(shù)控磨床更能實(shí)現(xiàn)高效、 高精度，多功能及操作方便。瑞士著名外圓磨床生產(chǎn)廠斯圖特公司生產(chǎn)的小型數(shù)控萬(wàn) 能外圓磨床使用了最新型號(hào)的 fanuc21i 數(shù)控系統(tǒng)，可通過(guò)隨機(jī)鍵盤(pán)、軟盤(pán)、編程 器或標(biāo)準(zhǔn)接口輸入輸出程序。美國(guó)哈丁格公司的萬(wàn)能外圓磨床中，為四軸兩兩聯(lián)動(dòng)， 不僅 x 軸和 z 軸聯(lián)動(dòng)，而且 x 軸（砂輪架進(jìn)刀軸）與 c 軸（頭架主軸回轉(zhuǎn)軸）聯(lián)動(dòng)。 這種聯(lián)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)非原磨削，這對(duì)砂輪進(jìn)刀機(jī)構(gòu)，砂輪架導(dǎo)軌和數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度等 都有特殊要求。國(guó)內(nèi)北京第二機(jī)床廠制造的 gl5a（p）-2 數(shù)控外圓磨床，采用先進(jìn)

4、的 gc32g-e 專(zhuān)用磨床數(shù)控系統(tǒng)，具有磨削過(guò)程程序變換，工件品質(zhì)管理，機(jī)床狀態(tài) 監(jiān)控，故障自診斷及異常保管等全方位控制功能。菜單式界面輸入操作簡(jiǎn)便。上海機(jī) 床廠有限公司生產(chǎn)的 h246 數(shù)控端面外圓磨床，采用兩軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，具有砂輪架 自動(dòng)進(jìn)給，自動(dòng)頂緊工件，自動(dòng)在線測(cè)量工件，頭架自動(dòng)準(zhǔn)停功能。險(xiǎn)峰機(jī)床廠的 mk8440 數(shù)控磨床，采用閉環(huán)補(bǔ)償磨削參數(shù)，在進(jìn)行連續(xù)補(bǔ)償磨削時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行曲線 與理論曲線比較，在達(dá)到預(yù)輸入精度要求后，自動(dòng)停機(jī)。目前數(shù)控裝置的軟硬件價(jià)格 不斷下降，也為各廠家發(fā)展數(shù)控磨床提供了有利條件。 在 21 世紀(jì)，工業(yè)界面臨的挑戰(zhàn)卻是以較低的成本獲得更高的質(zhì)量，面對(duì)這一挑

5、戰(zhàn)，并非像許多人誤導(dǎo)所設(shè)想的那樣修改產(chǎn)品的設(shè)計(jì)或降低生產(chǎn)成本，解決這一 問(wèn)題的最佳方式往往是選擇最先進(jìn)的設(shè)備和生產(chǎn)工藝對(duì)于高精度工件的高效率生產(chǎn)制 造，恰恰取決于制造者在工件的一次裝夾中實(shí)現(xiàn)萬(wàn)能加工的能力，這也是現(xiàn)今磨床也 發(fā)展得趨勢(shì)。 1.3 機(jī)床設(shè)計(jì)的基本要求 1、工藝范圍 機(jī)床是用來(lái)完成工件表面加工的，應(yīng)該具備完成一定工藝范圍（包括加工方法、 工件類(lèi)型、加工表面形狀、尺寸等）的加工功能，因此，也可以把工藝范圍稱(chēng)之為機(jī) 床的加工功能。 對(duì)于專(zhuān)用機(jī)床，工藝范圍較窄，相應(yīng)的功能也較少。而普通機(jī)床，工藝范圍較寬， 功能較強(qiáng)，特別是多品種，小批量生產(chǎn)需求的增加，要求擴(kuò)大機(jī)床的功能。 機(jī)床功能的增加

6、，將使機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度增加，制造難度、制造周期及制造成本增 加。對(duì)于生產(chǎn)率，就機(jī)床本身而言，功能增加，可能會(huì)使生產(chǎn)率下降，但就機(jī)械制造 系統(tǒng)（或工件的制造全過(guò)程）而言，機(jī)床功能的增加，將會(huì)減少工件的裝卸次數(shù)，減 少安裝、搬運(yùn)等輔助時(shí)間，會(huì)使總的生產(chǎn)率提高。 機(jī)床的功能主要根據(jù)被加工對(duì)象的批量來(lái)選擇。大批量生產(chǎn)用的專(zhuān)用機(jī)床的功能設(shè)置 較少，只要滿足特定的工藝范圍要求就行了，以獲得提高生產(chǎn)率、縮短機(jī)床制造周期 及降低機(jī)床成本等效果。單件小批量生產(chǎn)用的通用機(jī)床則應(yīng)擴(kuò)大機(jī)床的功能。 2、柔性 隨著多品種小批量生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)機(jī)床的柔性要求越來(lái)越高。機(jī)床的柔性，是指 其適應(yīng)加工對(duì)象變化的能力，包括空間上

7、的柔性和時(shí)間上的柔性。所謂空間柔性也就 是功能柔性，指的是在同一時(shí)期內(nèi)，機(jī)床能夠適應(yīng)多品種小批量的加工，即機(jī)床的運(yùn) 動(dòng)功能和刀具數(shù)目多，工藝范圍廣，一臺(tái)機(jī)床具備有幾臺(tái)機(jī)床的功能，因此在空間上 布置一臺(tái)高柔性機(jī)床，其作用等于布置了幾臺(tái)機(jī)床。所謂時(shí)間上的柔性也就是結(jié)構(gòu)柔 性，指的是在不同時(shí)期，機(jī)床各部分重新組合，構(gòu)成新的機(jī)床功能，即通過(guò)機(jī)床重構(gòu)， 改變其功能，以適應(yīng)產(chǎn)品更新變化快的要求。又如，有的單件或極小批量 fms 作業(yè) 線上，經(jīng)過(guò)識(shí)別裝置對(duì)下一個(gè)待加工的工件進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)其加工要求，在作業(yè)線上 就可自動(dòng)進(jìn)行機(jī)床功能重構(gòu)，有些重構(gòu)幾秒鐘內(nèi)即可完成，這就要求機(jī)床的功能部件 具有快速分離與組合的功

8、能。 3、與物流系統(tǒng)的可親性 可親性就是指機(jī)床與物流系統(tǒng)之間進(jìn)行物料（工件、刀具、切屑等）交接的方便 程度。對(duì)于單機(jī)工作形式的普通機(jī)床，是由人進(jìn)行物料交接的，要求機(jī)床的使用、操 作、清理、維護(hù)方便。對(duì)于自動(dòng)化柔性制造系統(tǒng)，機(jī)床與物流系統(tǒng)（如輸送線）是自 動(dòng)進(jìn)行物料交接的，要求機(jī)床結(jié)構(gòu)形式開(kāi)放性好，物料交接方便。 4、剛度 機(jī)床的剛度將影響機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)率，因此機(jī)床應(yīng)有足夠的剛度。剛度包 括靜態(tài)剛度、動(dòng)態(tài)剛度、熱態(tài)剛度。 5、精度 為保證能加工出一定精度的工件，作為工件母機(jī)的機(jī)床必須具有更高的精度要求。 機(jī)床精度分為機(jī)床本身的精度，即空載條件下的精度（包括幾何精度、運(yùn)動(dòng)精度、傳 動(dòng)精度、定

9、位精度等）和工作精度（加工精度） 。 6、噪聲 噪聲損壞人的聽(tīng)覺(jué)器官和生理功能，是一種環(huán)境污染。設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中要設(shè)法 降低噪聲。 7、生產(chǎn)率和自動(dòng)化 機(jī)床的生產(chǎn)率用單位時(shí)間內(nèi)機(jī)床所能加工的工件數(shù)量來(lái)表示。機(jī)床的切削效率越 高，輔助時(shí)間越短，則它的生產(chǎn)率越高。對(duì)用戶(hù)而言，使用高效率的機(jī)床，可以降低 工件的加工成本，機(jī)床的自動(dòng)化程度越高，則它的生產(chǎn)率越高，加工精度的穩(wěn)定性越 好，越容易適應(yīng)自動(dòng)化制造系統(tǒng)的要求。 8、成本 成本概念貫穿在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)，包括設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用維 護(hù)和報(bào)廢處理等的費(fèi)用，是衡量產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)，應(yīng)在盡可能保證機(jī)床性 能要求的前提下，提高其性能價(jià)

10、格比。 9、生產(chǎn)周期 為了快速響應(yīng)市場(chǎng)需求變化，生產(chǎn)周期（包括設(shè)計(jì)和制造）是衡量產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 力的重要指標(biāo)，應(yīng)盡可能縮短機(jī)床的生產(chǎn)周期。這就要求機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能采用現(xiàn)代 設(shè)計(jì)方法，如 cad、模塊化設(shè)計(jì)等。 10、可靠性 應(yīng)保證機(jī)床在規(guī)定的使用條件下、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定的加工功能時(shí)，無(wú) 故障運(yùn)行的概率要高。 11、造型與色彩 機(jī)床的外觀造型與色彩，要求簡(jiǎn)潔明快、美觀大方、宜人性好。應(yīng)根據(jù)機(jī)床功能、 結(jié)構(gòu)、工藝及操作控制等特點(diǎn)，按照人機(jī)工程學(xué)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1.4 本課題的研究?jī)?nèi)容和選題設(shè)想 1.主要研究?jī)?nèi)容 該外圓磨床的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、傳動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)工件的要求和加工條件合理 選擇砂

11、輪架主軸的加工參數(shù)。 2.選題設(shè)想 本課題的設(shè)計(jì)包括外圓磨床的總體設(shè)計(jì)，頭架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尾架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，砂 輪架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，橫進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。頭架機(jī)構(gòu)和尾架機(jī)構(gòu)用于頂緊工件，砂輪架是用 來(lái)磨削工件表面的，橫進(jìn)給機(jī)構(gòu)是為了實(shí)現(xiàn)砂輪架的橫進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 本課題確定了一套設(shè)計(jì)方案： 采用三臺(tái)電動(dòng)機(jī)：一臺(tái)通過(guò)電動(dòng)機(jī)皮帶輪帶動(dòng)頭架主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由主軸帶動(dòng)頂針旋 轉(zhuǎn)以磨削工件，次電機(jī)選擇為雙速電機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn) 6 級(jí)變速，以實(shí)現(xiàn)不同加工速度； 一臺(tái)通過(guò)皮帶帶動(dòng)砂輪架主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)裝在主軸上的砂輪旋轉(zhuǎn)來(lái)磨削工件外表面。 另外一臺(tái)為液壓泵電機(jī)帶動(dòng)液壓泵旋轉(zhuǎn)。 1.5 預(yù)期成果 通過(guò)計(jì)算和材料的選擇，順利完成設(shè)計(jì)目的，具

12、有較強(qiáng)的實(shí)用性，符合設(shè)計(jì)要求。 最終實(shí)現(xiàn)箱體的裝拆方便，6 級(jí)變速，以提高加工效率和加工精度。 第 2 章 機(jī)床總體方案的確定 2.1 總體設(shè)計(jì) 2.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì) 主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)是后續(xù)設(shè)計(jì)的前提和依據(jù)。設(shè)計(jì)任務(wù)的來(lái)源不同，如工廠的規(guī) 劃產(chǎn)品，或根據(jù)機(jī)床系列型譜進(jìn)行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，或用戶(hù)訂貨等，具體的要求不同，但 所要進(jìn)行的內(nèi)容大致相同。主要技術(shù)指標(biāo)包括： (1) 用途 即機(jī)床的工藝范圍，包括加工對(duì)象的材料、質(zhì)量、形狀及尺寸等。 (2) 生產(chǎn)率 包括加工對(duì)象的種類(lèi)、批量、及所要求的生產(chǎn)率。 (3) 性能指標(biāo) 加工對(duì)象所要求的精度（用戶(hù)訂貨設(shè)計(jì)）或機(jī)床的精度、剛度、 熱變形、噪聲等性能指

13、標(biāo)。 (4) 主要參數(shù) 即確定機(jī)床的加工空間和主參數(shù)。 (5) 驅(qū)動(dòng)方式 機(jī)床的驅(qū)動(dòng)方式有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)方式。電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式中 又有普通電機(jī)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)方式的確定不僅與機(jī)床的成 本有關(guān)，還將直接影響運(yùn)動(dòng)方式的確定。 (6) 成本及生產(chǎn)周期 無(wú)論是訂貨還是工廠規(guī)劃產(chǎn)品，都應(yīng)確定成本及生產(chǎn)周期 方面的指標(biāo)。 2.1.2 總體方案設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì)包括： (1)運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì) 包括確定機(jī)床所需運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)、形式（直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)） 、 功能（主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、其他運(yùn)動(dòng)）及排列順序、最后畫(huà)出機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能圖。 (2)基本參數(shù)設(shè)計(jì) 包括尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)。 (3

14、)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 包括傳動(dòng)方式及控制原理、控制系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)。 2.1.3 總體方案綜合評(píng)價(jià)和選擇 在總體方案設(shè)計(jì)階段，對(duì)其各種方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從中選擇較好的方案。 2.1.4 總體方案的設(shè)計(jì)修改和優(yōu)化 對(duì)所選擇的方案進(jìn)行進(jìn)一步的修改或優(yōu)化，確定最終方案。上述設(shè)計(jì)內(nèi)容，在設(shè) 計(jì)過(guò)程中要交叉進(jìn)行。 2.2 詳細(xì)設(shè)計(jì) (1)技術(shù)設(shè)計(jì) 包括確定結(jié)構(gòu)原理方案、裝配圖設(shè)計(jì)、分析計(jì)算或優(yōu)化。 (2)施工設(shè)計(jì) 包括零件圖設(shè)計(jì)、商品化設(shè)計(jì)、編制技術(shù)文檔等。 2.3 機(jī)床整體綜合評(píng)價(jià) 對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床進(jìn)行整機(jī)性能分析和綜合評(píng)價(jià)。 上述步驟可反復(fù)進(jìn)行，直到達(dá)到技術(shù)結(jié)果滿意為止。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià) 反復(fù)進(jìn)行，可以提

15、高一次設(shè)計(jì)成功率。 2.4 本章小結(jié) 本章從總體上對(duì)機(jī)床方案進(jìn)行了初步確定，并確定了詳細(xì)設(shè)計(jì)的步驟和方法。 經(jīng)考察了解這種構(gòu)想符合實(shí)際，合乎要求。 第 3 章 總體布局的設(shè)計(jì) 3.1 機(jī)床總體布局的分析 由于機(jī)床的總體布局關(guān)系著機(jī)床的性能，質(zhì)量和整體的合理型，所以在決定機(jī)床 布局時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題： 1、剛度，精度，抗振性和穩(wěn)定性。支撐部件應(yīng)力求有足夠的剛度，運(yùn)動(dòng)部件在 不影響本身剛度的條件下，應(yīng)盡可能做到體積小，重量輕。 2、機(jī)床的布局應(yīng)盡量使傳動(dòng)鏈較短，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高傳動(dòng)精度和效率，減少 功率損失和發(fā)熱量，降低制造成本。采用合理布局，例如分離傳動(dòng)，熱平衡的布局形 式等。如 m7150

16、a 床身的布局形式，把油池搬到床身外，下部采用“熱補(bǔ)償油溝”，導(dǎo) 軌采用靜壓潤(rùn)滑，使其上下溫度基本一致。 3、機(jī)床操作與調(diào)整要簡(jiǎn)單，裝拆與維修要方便，排屑與冷卻要暢通，聯(lián)鎖與防 護(hù)要安全可靠。在考慮機(jī)床布局時(shí)必須重視減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件和環(huán) 境，如操作手柄位置高低適當(dāng)，并盡量集中，應(yīng)考慮吸塵和消霧裝置；高效率，半自 動(dòng)化機(jī)床特別注意冷卻液的過(guò)濾和調(diào)換方便問(wèn)題。 4、床的外型輪廓應(yīng)美觀，大方和協(xié)調(diào)。 3.2 總體布局的初步擬定 根據(jù) 3.1 節(jié)中所作的分析，可以從大體上知道了總體布局需要涉及的問(wèn)題。此時(shí) 參看設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知道設(shè)計(jì)的要求。因此，總體布局必須要完成設(shè)計(jì)所要求的內(nèi)容。 一般

17、來(lái)說(shuō)，外圓磨床的主軸箱即床頭箱放在左上面，這樣是為了適應(yīng)右手操作的習(xí)慣 和便于觀察測(cè)量。磨床由于刀架和砂輪較小，為方便操作，刀架布置在工件前面。由 于結(jié)構(gòu)的要求，橫向進(jìn)給箱應(yīng)在刀架的正對(duì)面，尾座放在導(dǎo)軌上面。由于左床腿承受 的力較大，故左床腿尺寸要大些，右床腿可以小些。一般車(chē)床的高度都在 8001300mm 之間。為了工人的操作方便（例如搖動(dòng)溜板箱的手柄后刀架上的溜板， 床過(guò)低就不適合操作） ，要將左右兩床腿同時(shí)加高一部分，大約在 400500mm 之間 最為適宜。主要材料采用水泥等即可。主軸箱、進(jìn)給箱的潤(rùn)滑采用箱體外循環(huán)、集中 潤(rùn)滑，這樣可降低主軸箱溫升，減少熱變形。刀架上安裝快速移動(dòng)的電機(jī)

18、，這樣可以 省時(shí)，提高工作效率。磨床的外觀造型模仿原 m131 車(chē)床的大體外觀，在一些細(xì)節(jié)方 面作些改動(dòng)。主要是因?yàn)樵瓉?lái)的外觀就非常美觀，而且布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面 積小。 3.3 總體布局的最終確定 上述中已對(duì)主體布局進(jìn)行了分析和初步擬定，因此總體布局的大體構(gòu)成以如前述， 再根據(jù)原磨床的實(shí)際布局形式，取其優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)實(shí)地測(cè)量和分析各部分的尺寸，我最 終確定了自己的總體布局方案，詳見(jiàn)主視圖 3.1 和左視圖 3.2 圖 3.1 m1432a 外圓磨床左視圖 圖 3.2 m1432a 外圓磨床右視圖 3.4 本章小結(jié) 本章對(duì)磨床的總體布局作了設(shè)計(jì)，通過(guò)仔細(xì)分析和研究知道了總體布局所需要 涉及的

19、問(wèn)題，取原磨床的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量和分析，確定了自己的總體布局方案。 第 4 章 機(jī)床各主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 磨床基本參數(shù)的確定 1、磨床基本參數(shù)確定 初選砂輪為 30050203； 磨削直徑范圍 3208mm； 最大磨削長(zhǎng)度 1000 mm； 機(jī)床床身規(guī)則 340017401650mm。 由參考文獻(xiàn)1可查外圓磨削的速度為 3035m/s，所以取m/s32 s u (4.1) 1000 dn us r/min 300 603210001000 d u n s s r/min1670 s n 2、主電機(jī)的選擇 大帶輪取 d=126，d=112； 2 1 2 1 d d n n i 112 12

20、6 2 1 n n 在帶輪傳動(dòng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為 r/min1484n= 主 取主電機(jī) n=1440r/min，4kw 查參考文獻(xiàn)1得轉(zhuǎn)速數(shù)列為：?jiǎn)挝唬╮/min） 頭架電機(jī)為 1.1kw（740 r/min，1450 r/min）雙速電機(jī)。 由于頭架電機(jī)為雙速電機(jī)，740 r/min，1450 r/min 通過(guò)帶輪而降低轉(zhuǎn)速。由參考 文獻(xiàn)1可得： (4.2) 塔輪電工件 inn 塔輪的傳動(dòng)比為， 164 48 109 110 90 135 r/min 175 70 182 65 164 48 740 1 主軸 n r/min30 1 主軸 n 7 . 24 1 1 主軸 電 n n i r/mi

21、n108 175 70 182 65 109 110 740 2 主軸 n 8 . 6 2 2 主軸 電 n n i r/min159 175 70 182 65 90 135 740 3 主軸 n 6 . 4 3 3 主軸 電 n n i 所以傳動(dòng)比分別為 24.7，6.8，4.6。 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為 1450 r/min 時(shí)，傳動(dòng)比不變，轉(zhuǎn)速分別為： r/min61 175 70 182 65 164 48 1450 1 主軸 n r/min211 175 70 182 65 109 110 1450 2 主軸 n r/min311 175 70 182 65 90 135 1450 3 主軸

22、 n 4.2 變速機(jī)構(gòu)中軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1 計(jì)算各軸功率 由 4.1 節(jié)可以確定電機(jī)類(lèi)型：y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)；型號(hào)：y80；其電動(dòng)機(jī)輸 出功率=1.1kw，=0.92， 0 p 帶 98 . 0 軸承 軸： 帶 01 pp kw012 . 1 92 . 0 1 . 1 軸： 帶軸承 02 pp kw926 . 0 98 . 0 92 . 0 012 . 1 軸： 帶軸承 3 03 pp kw839 . 0 92 . 0 98 . 0 926 . 0 3 4.2.2 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 軸： =7400.293=216.5r/min 01 inn 電 軸： =216.50.357=77.3

23、r/min 2 n 軸： =77.3 0.4=30 r/min 3 n 4.2.3 計(jì)算各軸初選最小軸徑 選軸的材料為 45 鋼。a=126103。由參考文獻(xiàn)1可得： 實(shí)心軸直徑為： （4.3） 3 n p ad 空心軸直徑為： （4.4） 3 3 4 1 1 n p ad 軸： mm17 5 . 216 056 . 1 33 a n p ad21 軸： mm20 3 . 77 926 . 0 33 a n p ad30 軸： mm30 1 1 3 3 4 n p ad 36 4.3 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.3.1 主軸的初步確定 (1) 擬定軸上的零件裝配方案，軸上的大部分零件包括帶輪，套筒，右

24、端軸承和 軸承端蓋及聯(lián)軸器依次由左端裝配，僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。 (2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 (3) 裝左端軸承通過(guò)軸肩和墊圈，軸承套和端蓋實(shí)現(xiàn)軸承的軸向定位，和徑向定 位。 (4) 裝軸承段：如零件圖。這段（兩）軸徑由滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q定，因 =40，選用深溝球軸承 6208，其尺寸為，軸段的長(zhǎng)度由滾動(dòng) d188040bdd 軸承的 b，軸承與箱體內(nèi)壁距離 s=510。 (5) 軸上零件的周向固定，軸承與軸的周向固定均采用套筒和軸承斷蓋來(lái)定位， 同時(shí)為了保證軸承與軸的配合有良好對(duì)中性，滾動(dòng)軸承與軸采用 h6/k6。 定出軸肩處的圓角半徑 r=2，軸端倒角取

25、 2。45 4.3.2 主軸的計(jì)算校核 1、初選軸的直徑 根據(jù)參考文獻(xiàn)2計(jì)算所得軸頸最小應(yīng)為 1721mm，初步選 21mm。 2、主軸的材料和熱處理 根據(jù)載荷特點(diǎn)和耐磨性的要求查參考文獻(xiàn)2，選定主軸材料 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理 后，在主軸端部，錐孔，空心軸頸部位進(jìn)行局部高頻淬硬 5055hrc，以提高耐磨性， 查得n/mm ，n/mm637 b s= 2 353 s s= 2 n/mm ，n/mmn/mm ，n/mm。 1 268s-= 2 1 155t - = 2 98s= 2 -1 59s= 3、求軸傳遞扭矩 由于砂輪速度很高，功率消耗很大，主運(yùn)動(dòng)消耗功率為 p = p mnm p 為砂輪

26、電機(jī)功率。為機(jī)械傳動(dòng)總效率取 0.7-0.85。由參考文獻(xiàn)2查得。 nm p = p (4.5) mnm =40.8=3.2 kw 所以： t=9.5510 =9.5510 =18864n.mm 6 帶 n pm 6 1620 2 . 3 工件圓周進(jìn)給速度由參考文獻(xiàn)2得： (4.6) 1000 dn v 由參考文獻(xiàn)2求作用在砂輪的徑向力： f = (4.7) y cy p by a ay y afvk 式中工件軸向進(jìn)給量 10mm/r； a f 砂輪徑向切入深度 0.1mm； p a ，為磨削徑向力指數(shù)，由參考文獻(xiàn)2查得分別為aybycy 0.417，0.714，0.751； 磨削系數(shù),查得

27、119.09。 y k f =635.5n y cy p by a ay y afvk 751 . 0 714 . 0 417 . 0 1 . 0105009.119 由參考文獻(xiàn)2求作用在砂輪的法向力： f = (4.8) z cz p bz a az z afvk ，法向磨削力指數(shù)，由參考文獻(xiàn)2查得分別為 0.417,0.731,0.698； azbzcz 磨削系數(shù),查得 60.04 z k f =317.8 n z cz p bz a az z afvk 698 . 0 731 . 0 417 . 0 1 . 0105009.119 4、畫(huà)軸的受力分析圖 可確定出軸承的支點(diǎn) l =60mm

28、，l =300mm 由此可以畫(huà)出軸的水平面的支撐 r 21 = (4.9) byy f l ll 1 21 = =756 n 630 300 30060 r=756-630=126 n ay 軸的垂直面內(nèi)的支撐 ： r= (4.10) bzz f l ll 1 21 = =381.4 n 8 . 317 300 30060 r= 381.4-317.8=63.6 n bz ft f rt1 rt2 rr1 rr2 a) mch b) c) mcv mc mh=37800 nmm mcz=19050nmm mc=42328 nmm m/nmm m/nmm m/nmm mm mm mm e) d)

29、 t meq 圖 4.1 軸的載荷分析圖 5、畫(huà)軸的彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖 （1）如圖 4.1 水平彎矩圖, nmm (在 b h m37800126300 1 lrm byby 截面處)。 （2）垂直面彎矩圖， nmm (在 b 截面處)。19050300 5 . 63 2 lrm bzcz （3）合成彎矩圖，在 b 截面處， nmm 42328 22 czcyc mmm （4）轉(zhuǎn)矩圖，t=18864 nmm 1）按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 由彎矩圖知 b 處的彎矩最大，校核該截面強(qiáng)度。截面 b 處的當(dāng)量彎矩， nmm，42328 22 czcyc mmm 可得： 6 . 0 98 59 1 b b

30、 nmm 校核結(jié)果：nmm ，c 截面 9 . 12 321 . 0 42328 1 . 0 33 d m w m ee e 2 e 1 59 2 強(qiáng)度足夠。 2）按疲勞強(qiáng)度精度校核軸的安全系數(shù)： t=18864nmm meq=40116 nmm m/nmm m/nmm mm mm 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和彎矩圖及轉(zhuǎn)矩圖可見(jiàn)，bb 截面為危險(xiǎn)截面，故校核此截面。 查參考文獻(xiàn)1得：，尺寸系數(shù)，表面質(zhì)量系數(shù)47. 1,59 . 1 kk89 . 0 ,91 . 0 =0.93，鋼的，許用安全系數(shù)。21 . 0 ,34 . 0 5 . 13 . 1s 3）彎曲應(yīng)力幅： (4.11) w me a n/mm13

31、 . 1 32 42328 3 2 4）扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅： (4.12) tc a w t 2 n/mm1 . 0 322 18864 3 2 5）只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)： (4.13) m t k s 1 = 2 . 126 13 . 1 34 . 0 91 . 0 93 . 0 13 . 1 59 . 1 268 6）只考慮轉(zhuǎn)矩作用時(shí)的安全系數(shù)： (4.14) m t k s 1 7）安全系數(shù)： (4.15) 22 ss ss s 1 . 124 5 . 13 . 1s 所以滿足強(qiáng)度要求。 6、主軸扭轉(zhuǎn)剛度的校核 根據(jù)參考文獻(xiàn)5計(jì)算軸的扭轉(zhuǎn)變形的一般公式如下： (rad) (4.16) n

32、n gi lm 式中： 扭轉(zhuǎn)角（rad） ； 軸傳遞的扭矩(kgfcm)； n m 軸產(chǎn)生扭矩變形部分的長(zhǎng)度(cm)；l 鋼的剪切彈性模量，(kgf/cm )；g 5 8.1 10g 2 軸的斷面極慣性矩(cm )。 n i 4 對(duì)于空心鋼軸： (4.17) 32 44 dd in (4.18) j n n p m9549 式中：軸的外徑(cm)；d 軸的孔徑(cm)；d 軸傳遞的額定功率(kw)；p 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min)。 j n 則 根據(jù)公式（3.14）可得： 544 9549 8.1 10 j pl ndd (rad) 44 1.23 j pl ndd 則 (rad) 1 44 0

33、.84 1.2 1.230.000284 1604.43.2 (rad) 2 44 0.84 2.4 1.230.000051 16084.8 (rad) 3 44 0.84 3.4 1.230.000075 1604.52.8 (rad) 4 44 0.84 6.8 1.230.00015 1604.42.4 (rad) 5 44 0.84 13.4 1.230.00049 16042 (rad) 6 44 0.84 6 1.230.00048 1603.62 可得 621 . 0003 . 0 .000051 . 0 000284 . 0 (rad)0.00168 0.2924 根據(jù)參考文

34、獻(xiàn)1得：許用扭轉(zhuǎn)角 0.25 0.5 由于 ， 故主軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度合格。 4.4 帶輪的設(shè)計(jì)校核計(jì)算 4.4.1 確定計(jì)算功率 ca p 由表參考文獻(xiàn)1查得工作情況系數(shù)=1.3，故： a k (4.19)pkp aca =1.31.1=1.43kw 4.4.2 選取 v 帶帶型 根據(jù) p，n 由參考文獻(xiàn)1選用普通 z 型帶。小帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)參考文獻(xiàn)1 ca 取=71。 1 d 4.4.3 驗(yàn)算帶速v m/s 5 . 12 100060 145016414 . 3 100060 nd v d 在 525m / s 范圍內(nèi)，帶速合適。 4.4.4 計(jì)算各帶輪中心距的確定 中心距小，則傳動(dòng)外廓尺寸

35、小，但帶長(zhǎng)也短，帶的應(yīng)力循環(huán)頻率高，壽命短，且 包角減小。傳動(dòng)能力減低，中心距大 ，則與上 述情況相反。所以按下式初選中心矩： (4.20) 12 0.7()dd 0 a 12 2()dd 實(shí)際中心距可用近似計(jì)算，即 (4.21) 2 0 dd ll aa 由于帶傳動(dòng)的中心距一般是可以調(diào)整的，其變動(dòng)范圍為， (4.22) min 015 . 0 d laa (4.23) d laa03 . 0 max 由 公式(4.20)得： 0.7(71 164) 0 a2(71 164) 初選=460。 0 a 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度： (4.24) 0 2 12 210 4 )( )( 2 2 a dd

36、ddald 2 3.14(16471) 2 450(71 164) 24 450 1256.42 由參考文獻(xiàn)1選 1250 d l + =mma 0 a 2 dd ll 3 . 437 2 42.12751250 450 中心距可取范圍, 418.55mm 1250015 . 0 3 . 437015 . 0 mind laa a=474.8mm d laa03 . 0 max min 125003 . 0 3 . 437 取 =490。 10 a 同理取 =460。 20 a 4.4.5 驗(yàn)算小帶輪包角 1 (4.25） 21 1 18057.3 dd dd a 152 43 2 18057

37、.3 dd dd a 18265 18057.3 220 149.5 一般要求 1 90 120 故在要求的范圍以上，包角合適。 4.4.6 確定初拉力 0 f 因，查參考文獻(xiàn)2得； 0 1 15293 . 0 k 由式參考文獻(xiàn)2得單根普通 v 帶的初拉力 (4.26) 2 0 5 . 2 500qv vzk pk f c 2 5 . 1206 . 0 5 . 12193 . 0 43 . 1 93 . 0 5 . 2 500 n106 4.4.7 計(jì)算壓力q 由(4.25)和(4.26)所得帶入(4.27)得壓力： (4.27) 1 0 2sin 2 qzf n 5 . 211 2 152

38、sin10612 4.5.齒輪的計(jì)算與校核 4.5.1 設(shè)計(jì)一對(duì)兩連環(huán)齒輪 查標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列： 取 ，齒數(shù)初步設(shè)定為,由參考文獻(xiàn)5,得：5 . 1m80,50 21 zz mm75505 . 1 11 zmd mm120805 . 1 22 zmd mm783752 11 aa hdd mm1232 22 aa hdd mm875 . 1 5 . 125 . 1 mchh af mm25.712 11 ff hdd mm 3 . 1162 22 ff hdd 由于mm ，故采用實(shí)心式，為減輕重量，故做成薄齒輪200 1 a d mm,取 mm 0 8 10 0 9 011 2 f dd mm92

39、25.7125.53 125 . 1 5 . 0 n mn 同上：mm ，也采用實(shí)心式。20075.96 2 a d mm，取 mm 0 8 10 0 9 021 2 f dd mm92 3 . 116 3 . 98 125 . 1 5 . 0 n mn 4.5.2 齒輪的校核 經(jīng)分析可知，主軸上的一對(duì)斜齒輪受力最大，故對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行校核。 1、使用條件分析 傳遞功率 0.75kw，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n=1500r/min，齒輪比 u=1.6。 則轉(zhuǎn)矩 t= nmm238750 1500 75 . 0 1055 . 9 6 圓周速度：估計(jì)m/s4u 載荷平穩(wěn)，預(yù)計(jì)每天工作 12 小時(shí)，使用壽命 10

40、年，屬于中速、中載、可靠性好 的齒輪傳動(dòng)。 2、一對(duì)齒輪的主要參數(shù)如下 ，50 1 z80 2 z20344 . 0 x 12 20 ，4 1 n m2 2 n m33 1 b578.235 1 d 由參考文獻(xiàn)5可得驗(yàn)算輪齒的彎曲強(qiáng)度條件： (4.28) fpsafaf yyyy mnbd kt 1 1 2 式中：為載荷系數(shù),k kkkkk va 由參考文獻(xiàn)1得：00 . 1 a k 由于斜齒輪傳動(dòng)，取 12 . 1 02 . 1 v k1 . 1 v k 兩輪均為硬齒面 ，取 35 . 1 1 . 1 k3 . 1 k ，取 4 . 11 k2 . 1 k 則 716 . 1 2 . 13

41、. 11 . 11k 3選擇齒輪的材料，熱處理方式 按使用條件可知，可選用軟齒面齒輪，也可選用硬齒面齒輪，本次設(shè)計(jì)采用硬齒 面齒輪，并具體選用小齒輪：40cr ，調(diào)制處理，硬度 270283 hbs；大齒輪：40cr ，調(diào)制處理，硬度 245255 hbs。 4 4確定許用應(yīng)力 (1) 確定極限應(yīng)力和 limh limf 齒面硬度：小齒輪按 280hbs，大齒輪按 250hbs 查參考文獻(xiàn)5：得 mpa650 1lim f (2)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n，確定壽命系數(shù)， n z n y 8 11 1048 . 6 )1230010(3006060tann 8 8 1 2 109 . 2 23 .

42、2 1048 . 6 u n n 查參考文獻(xiàn)5得 ；1 21 nn zz1 21 nn yy (3)計(jì)算許用應(yīng)力 由參考文獻(xiàn)5取 1 . 2, 4 . 1 minmin fh ss 參考文獻(xiàn)5得：mpa29.464 4 . 1 1650 min lim 11 1 h nh hp s z mpa57.428 4 . 1 1600 min lim 22 1 h nh hp s z 參考文獻(xiàn)5得：mpa 1 . 238 1 . 2 12250 min 1lim 1 1 f nstf fp s yy mpa57.228 1 . 2 12240 min 2lim 2 2 f nstf fp s yy 5

43、、計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： 73.60 10cos 58 cos 33 1 1 z zv 89.108 10cos 104 cos 33 1 2 z zv 參考文獻(xiàn)5查得齒型系數(shù)：，應(yīng)力校正系數(shù)：，52 . 2 1 fa y31 . 2 2 fa y58 . 1 1 sa y ，取，65 . 1 2 sa y7 . 0 y9 . 0 y nmm573000 125 5 . 7 1055 . 9 1055 . 9 66 1 n p t 6、計(jì)算彎曲應(yīng)力 由公式(4.28)，可得： 9 . 07 . 058 . 1 52 . 2 4578.23533 573000716 . 1 2 1 f mpa 1 .

44、23863.158 1 fp mpa 11 22 12 safa safa ff yy yy 58 . 1 51 . 2 65 . 1 31 . 2 63.158 mpa57.22886.151 2 fp 故輪齒的彎曲強(qiáng)度滿足要求。 4.6 本章小結(jié) 本章對(duì) m1432a 型外圓磨床的帶輪，主軸，齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。這一章是本 說(shuō)明書(shū)的重點(diǎn)，也是設(shè)計(jì)中尤為關(guān)鍵的一章，其主要對(duì)外圓磨床的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算以及校核。經(jīng)大量的計(jì)算驗(yàn)證，傳動(dòng)系統(tǒng)所用的齒輪，軸，帶輪，塔 輪都在涉及允許范圍之內(nèi)，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，經(jīng)校核其都全部合格。 第 5 章 磨床其它部件的設(shè)計(jì) 5.1 頭架的設(shè)計(jì) 頭架由

45、底座，體殼，主軸及傳動(dòng)裝置組成。 頭架體殼可繞著軸銷(xiāo)在底座上回轉(zhuǎn) 0-90 度之間的任意角度，并由螺釘緊固，回 轉(zhuǎn)角度的大小可以從刻度盤(pán)上讀出，底座和體殼上分別裝有擋銷(xiāo)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)體殼使兩擋 銷(xiāo)相互緊靠時(shí)，頭架即回復(fù)到了 0 位（即回轉(zhuǎn)角度為 0 度主軸軸線與工作臺(tái)前測(cè)定位 面平行） ，這樣不僅操作方便，而且定位準(zhǔn)確，頭架通過(guò)底座 5，用兩個(gè) l 型螺釘固 定在工作臺(tái)左端。 頭架主軸應(yīng)具有高的旋轉(zhuǎn)精度，剛度，和抗振性，在頭架主軸的前后支撐中各有 兩個(gè)滾動(dòng)軸承，它們都采用面對(duì)面排列的方式，即軸承外圈的窄邊相對(duì)。通過(guò)修磨隔 圈可使軸承預(yù)緊。 軸承的預(yù)緊，就是將滾動(dòng)軸承并緊，使其在空載荷時(shí)就在滾動(dòng)體（滾

46、球，滾子和 滾針）與內(nèi)外圈滾道接觸處產(chǎn)生微量的初始彈性變形。頭架主軸軸承實(shí)現(xiàn)預(yù)緊的方法 是：修磨內(nèi)隔圈或外隔圈，使內(nèi)圈的寬度大于外隔圈的寬度。然后在裝配時(shí)，使軸承 內(nèi)外圈之間發(fā)生軸向相對(duì)移動(dòng)，將滾動(dòng)體與內(nèi)外圈滾道壓緊。滾動(dòng)軸承經(jīng)預(yù)緊后，不 僅消除了軸承中原來(lái)存在的間隙，而且還在接觸處產(chǎn)生了微量彈性變形，提高了軸承 的旋緊精度和剛度，所以各種主軸的滾動(dòng)軸承都經(jīng)過(guò)預(yù)緊。但預(yù)緊力不能過(guò)大，否則 會(huì)使軸承的磨損和發(fā)熱增大，壽命下降。 主軸的軸向定位由前支撐中的兩個(gè)軸承實(shí)現(xiàn)。作用在主軸的軸向力，通過(guò)軸承外 圈，套筒，調(diào)整圈和法蘭傳給頭架體殼，或通過(guò)法蘭傳給頭架體殼。 主軸前端有精密的莫氏 4 號(hào)錐孔，用

47、于安裝前頂尖或其它夾具。主軸中心有通孔，安 裝卡盤(pán)或其它夾具時(shí)可通過(guò)拉桿將其并緊在主軸錐孔中。 傳動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的帶輪，都采用卸荷結(jié)構(gòu)。帶輪支承在法蘭上的滾動(dòng)軸承上，法蘭 則固定在頭架體殼上，帶輪支承在裝于頭架體殼凸臺(tái)上的滾動(dòng)軸承上。因此，傳動(dòng)帶 的拉力不會(huì)作用到主軸上，可避免主軸發(fā)生彎曲。 裝在中間軸上的帶輪，軸裝在偏心套內(nèi)的軸承上，用圓鐵棒插在孔中轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套， 可調(diào)整帶輪 4 和 5 以及 10 和 11 之間的張緊力。帶輪 20 和 4 之間傳動(dòng)帶的張緊力， 可移動(dòng)電動(dòng)機(jī)底版進(jìn)行調(diào)節(jié)。用頂尖裝夾工件進(jìn)行磨削時(shí)，主軸必須固定不動(dòng)。為此 可擰緊螺釘，使其頂緊主軸后端的螺母將主軸制動(dòng)。此時(shí)，工件由

48、裝在撥盤(pán)上的撥桿 經(jīng)夾頭帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 用卡盤(pán)裝夾工件進(jìn)行磨削時(shí)，應(yīng)擰松螺釘，使主軸能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。卡盤(pán)座錐柄裝入 主軸錐孔中，用拉桿并緊，并通過(guò)撥盤(pán)上的螺釘帶動(dòng)卡盤(pán)和主軸一起旋轉(zhuǎn)。需要拆下 卡盤(pán)時(shí)，應(yīng)先擰松拉桿，然后在拉桿尾部輕敲一下，再擰下拉桿，即可卸下卡盤(pán)。螺 釘及拉桿均不宜擰得過(guò)緊，只需隨手?jǐn)Q緊即可。如果工件具有莫氏 4 號(hào)錐體則可直接 插在主軸錐孔中，同時(shí)裝上撥塊，通過(guò)銷(xiāo)子帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。 1 5.2 尾座的設(shè)計(jì) 尾座用一個(gè)螺釘（如尾座裝配圖所示）固定在工作臺(tái)右端。 后頂尖裝在套筒左斷的錐孔中,套筒與尾架體殼上的孔緊密配合,在彈簧的作用下,它向 外伸出頂緊工件,在磨削過(guò)程中,工件因?yàn)闇囟壬叨?/p>

49、膨脹伸長(zhǎng)時(shí),套筒可壓縮彈簧自動(dòng) 退回一些,以保持頂尖對(duì)工件中心孔的壓力不變,避免中心孔過(guò)分磨損和頂彎工件,利用 手柄轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠,使螺母向右或向左移動(dòng)(螺母因受嵌在后蓋長(zhǎng)槽中的銷(xiāo)子的限制,不能轉(zhuǎn) 動(dòng))改變彈簧的壓縮量,可調(diào)整頂尖對(duì)工件的頂緊力。 當(dāng)裝卸工件時(shí),退回套筒可以采用手動(dòng)或液壓傳動(dòng),手動(dòng)時(shí),用手順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手柄,使 撥桿帶動(dòng)套筒，克服彈簧力向后退回。液動(dòng)時(shí)，用腳踏下操縱尾座閥的踏板，使壓力 油進(jìn)入液壓缸，推動(dòng)向后移動(dòng)。 套筒前端的密封蓋上有一孔，可以裝置金剛石筆并用螺釘壓緊，以便修整砂輪。 1 5.3 砂輪架的設(shè)計(jì) 砂輪架中的砂輪主軸及其支撐部分結(jié)構(gòu)直接影響工件的加工質(zhì)量，應(yīng)具有較高的 回轉(zhuǎn)

50、精度，剛度，抗振性，它是砂輪架部件中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。 砂輪主軸的前，后徑向支承都為“短三瓦動(dòng)壓型液體滑動(dòng)軸承”，每一個(gè)滑動(dòng)軸承 由三塊扇形軸瓦組成，每塊軸瓦都支承在球面支承螺釘?shù)那蝾^上。調(diào)解球面支承螺釘 的位置，即可調(diào)整軸承的間隙，通常間隙為 0.0150.025mm 之間。 短三瓦軸承是動(dòng)壓型液體滑動(dòng)軸承。工作時(shí)必須浸在油中。當(dāng)砂輪主軸向一個(gè)方 向高速旋轉(zhuǎn)以后，三塊軸瓦各在其球面螺釘?shù)那蝾^上，擺動(dòng)到平衡位置，在軸和軸瓦 之間形成三個(gè)楔形縫隙.當(dāng)吸附在軸頸上的油液有入口被帶到出口時(shí)，使油液受到擠 壓，于是形成壓力油楔，將主軸浮在三塊瓦中間，不與軸瓦直接接觸，所以它的回轉(zhuǎn) 精度較高。當(dāng)砂輪主軸受到外

51、界在和作用而產(chǎn)生徑向偏移時(shí)，在偏移方向處楔形縫隙 變小，油膜壓力升高，而在相反方向處的楔形縫隙增大，油膜壓力減小。于是便產(chǎn)生 了一個(gè)是砂輪主軸恢復(fù)到原中心位置的趨勢(shì)，見(jiàn)效偏移。由此可見(jiàn)，這種軸承的剛度 也是較高的。 砂輪主軸運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性對(duì)磨削表面質(zhì)量影響很大，所以，對(duì)于裝在砂輪主軸上的 零件都要經(jīng)過(guò)仔細(xì)平衡。特別是砂輪，直接參與磨削，如果它的重心偏離旋轉(zhuǎn)的幾何 中心，將引起振動(dòng)，降低磨削表面的質(zhì)量。 砂輪架由砂輪架體殼，砂輪主軸及其軸承，滑鞍零件組成，其外形如磨床整體圖， 砂輪架體殼相對(duì)滑鞍上的轉(zhuǎn)盤(pán)，可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)一定的角度，并用螺釘緊固，轉(zhuǎn)角 的大小可以從刻度盤(pán)讀出?；翱裳刂鴫|板的滾動(dòng)導(dǎo)

52、軌作橫向進(jìn)給。 砂輪主軸和支撐它的軸承是該部件的主要零件。由于主軸的回轉(zhuǎn)精度和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 性對(duì)加工精度及工件表面粗造度有直接的影響，因此主軸應(yīng)具有高的回轉(zhuǎn)精度，剛度， 抗振性，耐磨性和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。為了達(dá)到上述的要求，磨床上一般采用特殊結(jié)構(gòu)的滑 動(dòng)軸承或高精度滾動(dòng)軸承，m1432a 型磨床采用的是稱(chēng)為短三瓦的自動(dòng)定心軸滑膜動(dòng) 軸承。 為了使主軸保持良好的工作狀態(tài)，主軸軸頸和軸瓦之間應(yīng)保持適當(dāng)間隙。為了提 高主軸旋轉(zhuǎn)精度和軸承工作時(shí)的剛度，可減小軸承間隙。但間隙也不能過(guò)小，間隙過(guò) 小會(huì)造成運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫升過(guò)高，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生抱軸故障，新機(jī)床的軸承間隙在出廠前 既調(diào)整好，冷態(tài)時(shí)間間隙在 0.015mm-0

53、.020mm 之間。在工作過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)因 軸承間隙增大而影響加工質(zhì)量時(shí)，則需進(jìn)行調(diào)整。通常情況下只需調(diào)整最下面的一塊 軸瓦就可以，其余兩塊則保持不動(dòng)。 軸承間隙調(diào)整如下：先從主軸上卸下砂輪法蘭盤(pán)和傳送帶，放去一定量的潤(rùn)滑油， 并測(cè)量出前后軸承間隙的大小，然后擰緊螺釘，鎖緊螺釘和空心螺釘，接著調(diào)節(jié)球頭 螺釘，當(dāng)達(dá)到要求的間隙后，將空心螺釘擰上（為了保證鎖緊可靠必須注意其端面不 能與球頭螺釘接觸） ，再裝進(jìn)鎖緊螺釘將球頭螺釘?shù)蹙o。前軸承調(diào)整好后，再用同樣 方法調(diào)整軸承。 主軸的軸向定位由裝在主軸后端的軸向止推環(huán)和推力球軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)，向右的軸向 力由止推環(huán)承受（止推環(huán)起潤(rùn)滑軸承的作用） ，向左的軸

54、向力由推力球軸承承受，其 承受軸向力的大小由彈簧調(diào)整。軸承磨損后借此彈簧力可自動(dòng)消除間隙。 5.4 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 用于實(shí)現(xiàn)砂輪的橫向移動(dòng)，有手動(dòng)粗，細(xì)工作進(jìn)給和液動(dòng)自動(dòng)周期粗，細(xì)進(jìn)給以 及快速進(jìn)退。它是磨床上控制加工零件直徑尺寸的一個(gè)重要部件，對(duì)它的基本要求是 操作要求是操作輕便，進(jìn)給，定位要準(zhǔn)確。 機(jī)床的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)由進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。 進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分主要有手輪，刻度盤(pán)，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，液動(dòng)棘爪液壓缸和棘輪等。 見(jiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)裝配圖。 進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)部分主要有絲杠，螺母，液動(dòng)快速進(jìn)退液壓缸和定位裝置等。 手輪、套、棘輪用螺釘連接在一起，套用鍵與軸連接，在軸的左端裝著雙聯(lián)齒

55、輪 兩對(duì)，將運(yùn)動(dòng)傳給主軸，再經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪使絲杠旋轉(zhuǎn)。從而傳動(dòng)固定在砂輪上的半螺 母，使砂輪架沿滾動(dòng)導(dǎo)軌移動(dòng)。拉出或推入手柄，改變雙聯(lián)滑移齒輪的嚙合位置，便 可或得粗進(jìn)給或細(xì)進(jìn)給。同樣，在液動(dòng)自動(dòng)周期進(jìn)給時(shí)可或得粗進(jìn)給或細(xì)進(jìn)給。自動(dòng) 周期進(jìn)給由壓力油推動(dòng)棘爪液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)，在棘輪閥中間裝著棘抓，它在彈簧銷(xiāo)推力 作用下，與固定在手輪棘輪相嚙合，棘輪和手輪用螺釘連接在一起，當(dāng)壓力油推動(dòng)棘 爪閥移動(dòng)時(shí)，棘爪帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使砂輪架或得一次周期進(jìn)給，改變 遮板的位置，可控制每次棘爪閥移動(dòng)時(shí)的有效撐牙數(shù)，從而得到不同周期的進(jìn)給量的 大小。為了防止棘爪閥復(fù)位時(shí)產(chǎn)生進(jìn)給倒回，在進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體殼上裝

56、有彈簧銷(xiāo)， 始終壓住棘輪，使存在一定的阻尼。 帶有內(nèi)齒輪的刻度盤(pán)空套在套上，刻度盤(pán)通過(guò)行星輪，旋鈕以及定位銷(xiāo)和手輪相 連接，如果把旋鈕向外拉出，使它與手柄上的銷(xiāo)子脫開(kāi)，這樣旋轉(zhuǎn)旋鈕，就可以通過(guò) 齒輪 z=48，z=50，z=12，以及內(nèi)齒輪 z=110，帶動(dòng)刻度盤(pán)相對(duì)手輪轉(zhuǎn)動(dòng)任意角度。 把旋鈕推入，使銷(xiāo)子插入旋鈕上 21 個(gè)小孔中的任何一個(gè)小孔中后，刻度盤(pán)就和手輪 連接在一起。 刻度盤(pán)的外圓周上裝有零件撞塊，在磨削一批尺寸相同的工件時(shí)，可用它來(lái)控制 工件直徑。其工作方法如下：將第一個(gè)工件磨至需要尺寸后，拉出旋鈕并轉(zhuǎn)動(dòng)，使刻 度盤(pán)轉(zhuǎn)至撞塊與定位塊相碰為止，然后將旋鈕推入定位銷(xiāo)。這樣調(diào)整后，再磨削

57、第二， 三個(gè)工件時(shí)，只需要轉(zhuǎn)動(dòng)手輪到零位撞塊與定位塊相碰，便可或得與第一個(gè)工件相同 的直徑，但需要注意在磨削過(guò)程中隨著砂輪的磨損，工件尺寸逐漸變大，有時(shí)由于砂 輪架與頭架的熱變形而產(chǎn)生位移，會(huì)使工件尺寸逐漸變小，此時(shí)需根據(jù)工件尺寸的變 化情況來(lái)調(diào)整。若工件尺寸變大，拉出旋鈕逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定的格數(shù)，使刻度盤(pán)上零件 撞塊向著進(jìn)給方向轉(zhuǎn)過(guò)一定的刻度，補(bǔ)償砂輪的磨損。若工件尺寸變小，則拉出旋鈕 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定的格數(shù)。 砂輪架的快速進(jìn)退由壓力油推動(dòng)快速進(jìn)退液壓缸中活塞桿而獲得。進(jìn)給絲杠的左 斷與進(jìn)退液壓缸中活塞桿的右端，通過(guò)兩個(gè)角接觸軸承連接，它們之間可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)， 但不能作相對(duì)軸向移動(dòng)，絲杠的右端有花鍵，

58、與齒輪的花鍵配合，可相對(duì)滑移。當(dāng)壓 力油進(jìn)入進(jìn)退液壓缸，推動(dòng)活塞左右移動(dòng)時(shí)，活塞桿可帶動(dòng)絲杠軸向移動(dòng)，并經(jīng)過(guò)與 絲杠?chē)Ш系陌肼菽甘股拜喖芸焖偾斑M(jìn)和后退，絲杠的右端裝有淬硬的定位頭，當(dāng)其快 速前進(jìn)至終點(diǎn)位置時(shí)，定位頭頂緊在定位螺釘?shù)拇阌捕嗣?，?shí)現(xiàn)快速定位，砂輪架每 次快速定位后，其位置的變動(dòng)大小，稱(chēng)為砂輪架的快速引進(jìn)重復(fù)定位精度。該精度會(huì) 直接影響批量工件的尺寸分散度，工件的直徑之差是定位精度誤差的兩倍，所以在機(jī) 床精度標(biāo)準(zhǔn)上有規(guī)定的允許值，m1432a 型外圓磨床規(guī)定其重復(fù)定位精度誤差不大于 0.002mm/10 次。 5.5 工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 工作臺(tái)相對(duì)于底座可作較小的回轉(zhuǎn)調(diào)整，用以磨削錐形工件

59、。調(diào)整時(shí)，用扳手轉(zhuǎn) 動(dòng)刻度盤(pán)，通過(guò)絲杠螺母機(jī)構(gòu)，使工作臺(tái)繞定位心軸轉(zhuǎn)動(dòng)一角度。對(duì)于中心距為 1000，1500，2000 毫米三種不同規(guī)格的磨床，工作臺(tái)可分別轉(zhuǎn)過(guò) 7 度，6 度，5 度。 液壓缸固定在底座的下部。工作臺(tái)面做成傾斜 10 度的型面，能加快冷卻液和鐵屑流 出，并有利于保持尾架移動(dòng)的精度。工作臺(tái)左端標(biāo)牌用來(lái)指示液壓缸放氣閥旋鈕“開(kāi)” 與“關(guān)”的位置。 5.6 本章小結(jié) 這一章是本說(shuō)明書(shū)不可缺少的部分，也是設(shè)計(jì)中尤為關(guān)鍵的一章，其主要對(duì)磨床 的其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)這一章的設(shè)計(jì)，m1432a 型外圓磨床的機(jī)構(gòu)已完 成。 結(jié) 論 至此，我已完成了 m1432a 型外圓磨床的總體

60、布局和主軸箱的設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)重新 布局和對(duì)主軸箱的設(shè)計(jì)后，m1432a 型外圓磨床的加工性能得到了很大的提高，外形 更加美觀，結(jié)構(gòu)更緊湊，操縱也更方便，更省力。因?yàn)樵谶x擇了雙速電機(jī)，主軸可獲 得 6 種轉(zhuǎn)速。在頭架的箱體上加了一個(gè)連接蓋，使箱體可以輕松拆裝。這些改變都給 操縱工人和維修人員帶來(lái)方便，基本達(dá)到了以人為本的目的。 但是，此磨床仍然存在著一些問(wèn)題： （1）生產(chǎn)率較低。 （2）只適用于單件小批生產(chǎn)車(chē)間，工具車(chē)間和機(jī)修車(chē)間。 針對(duì)這兩點(diǎn)不足，本人提出以下建議：將數(shù)控技術(shù)運(yùn)用于磨床本身，這樣就提高 了生產(chǎn)率，此想法僅供參考。 參考文獻(xiàn) 1朱孝錄.中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典m.江西科學(xué)技術(shù)出版社，2001