




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 第1章緒論1磨床的類型及其特點(diǎn) 1磨床的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)2第 2 章 磨床總體布局 5_磨床總體設(shè)計(jì) 5_總體設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 5_磨床總體布局設(shè)計(jì) 6_第3章部件設(shè)計(jì)(砂輪架) 15砂輪架設(shè)計(jì)的基本要求 16旋轉(zhuǎn)精度及其提高措施 16軸承系統(tǒng)的剛性 16架主軸初步設(shè)計(jì) 16剛度校核 17壓軸承 18裝置設(shè)計(jì) 19第4章數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25概述 26硬件電路總體方案 26第5章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33概述 33液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì) 33結(jié)論 36致謝 37 HYPERLINK l bookmark100
2、 o Current Document 參考文獻(xiàn) 38設(shè)計(jì)為MKS1632A 數(shù)控高速端面外圓磨床及其砂輪架設(shè)計(jì),通過查閱國(guó) 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(yàn)主軸前端擾度,確保主軸剛度。設(shè)計(jì)中砂輪架采用靜動(dòng)壓 軸承以提高旋轉(zhuǎn)精度,增強(qiáng)抗振性,延長(zhǎng)軸承的使用壽命,傳動(dòng)系統(tǒng)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。本設(shè)計(jì)中的控制部 分采用通用的可編程接口芯片 8255A。本次設(shè)計(jì)我負(fù)責(zé)的部件是砂輪架,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。首先
3、是根據(jù)砂輪架主軸的要求進(jìn)行軸的設(shè)計(jì),然后再選取軸承, 設(shè)計(jì)皮帶和皮帶輪等等。在這個(gè)過程中,軸的撓度校核、皮帶和皮帶輪的設(shè)計(jì) 等用到了大量的計(jì)算。關(guān)鍵詞:數(shù)控外圓磨床砂輪架第1章緒論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,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。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。止匕外,
4、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)-油泵-發(fā)動(dòng)部件,通過機(jī)械,電氣,液壓傳動(dòng) - 傳動(dòng)部件帶動(dòng)工件和砂輪相對(duì)運(yùn)動(dòng)-工件部分組成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(jìn)行荒加
5、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(guó)家中,磨床在機(jī)床總數(shù)中的比例已達(dá) 30%-40% 。第2章磨床整體布局磨床總體設(shè)計(jì).加工零件的工藝分析(表面形狀,尺寸,材料,技術(shù)條件,批量,加工 余量等);.調(diào)查研究 比較國(guó)內(nèi),外同類機(jī)床,經(jīng)驗(yàn)總結(jié),
6、進(jìn)行改革創(chuàng)新;.圖紙?jiān)O(shè)計(jì)(總圖,部件裝配圖,零件圖,工藝卡,目錄,標(biāo)準(zhǔn)件,外購(gòu) 件目錄,鑄件,鍛件目錄,說明書,裝箱單,合格證);.制造,裝配,調(diào)試;.小批量生產(chǎn),設(shè)計(jì)改進(jìn);、總體設(shè)計(jì)注意事項(xiàng).保證機(jī)床滿足加工精度要求,剛性,穩(wěn)定性好;.傳動(dòng)系統(tǒng)力求簡(jiǎn)短;.操作調(diào)整方便;.安全保護(hù),冷卻液供給,回收,廢渣的排除。磨床總體布局設(shè)計(jì)加工零件帶軸肩的多臺(tái)階軸,精度IT7以下,Ra1.6-Ra0.4 ,材料45#, 40cr , 球墨鑄鐵等;初步估計(jì)組成部分a.床身;b.工作臺(tái)面;c頭架;d尾架;e砂輪架;f修整器;g測(cè)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
7、轉(zhuǎn)電機(jī);m潤(rùn)滑冷卻裝置;n數(shù)控裝置;總體布局初步設(shè)計(jì)圖2 圖2 1 E5數(shù)控框縱向與橫向尺寸的確定.縱向尺寸工件最大長(zhǎng)度li 750mm ;頭架長(zhǎng)度I2 440mm ;尾架長(zhǎng)度13 320mm ;上臺(tái)面長(zhǎng)度14 li 12 I3 100 (20 40) 1640mm;下臺(tái)面長(zhǎng)度15 14 14 15%20% 2000mm;床身長(zhǎng)度16 15 11 400 3150mm;后床身長(zhǎng)度17 1600mm (考慮砂輪架和修整器大小按經(jīng)驗(yàn)給定)后床身長(zhǎng)度整個(gè)床身寬度18 1650mm (視覺效果);砂輪架中心與機(jī)床床身對(duì)稱線相距l(xiāng)0 l2 l3 120mmL7L4J 5圖22磨床縱向尺寸.橫向尺寸1)畫
8、出橫向尺寸床身的 V型導(dǎo)軌作為橫向尺寸的基準(zhǔn),畫出床身的平面導(dǎo)軌作為高度尺寸的基準(zhǔn)線,根據(jù)確定的工作臺(tái)參數(shù),導(dǎo)軌參數(shù)B1 , B2中心畫出左視圖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) 0.250.35 1 中 心(21)下工作臺(tái)h10.30.4 1中心(2 2)1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 上=0.3 250=75mmh2=0.38 250=95mm(2)寬度B工作臺(tái) l B4 B5(3 3)B 1/2 B 12-301/2 75 20 58mmB4 B6B4 70mmB71/2 B 12-301/2 75 20 60mmB5 B7B5
9、70mmB 工作臺(tái) 250 70 70 390mm3)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 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 H1H1 10001100左右川根據(jù)工人身高,經(jīng)驗(yàn)。類比取 H1 1095mmH2 H1 h1 h2 H /COS 739.6mm5)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心位置B9B91/2 l 1/2 *250 125mm6)確定機(jī)床總高HH H2 h H頭架H測(cè)量?jī)x739.6 170 411 633.45 1954mm所以H取2000mm 。2.3
10、.5 砂輪架相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)(1)砂輪架導(dǎo)軌(V一平導(dǎo)軌)100 90 400 1考慮到砂輪的大小及重量與砂輪架的穩(wěn)定性,取 L中心二500mm ,從而可定出砂輪架的寬度約為600mm ,導(dǎo)軌為的寬度約為600mm ,導(dǎo)軌為0.15MPa的卸荷導(dǎo)軌。圖3 3砂輪架的導(dǎo)軌(2)砂輪架橫向行程長(zhǎng)度l橫1橫射桿s快速0.1 0.2S快速(3 4)(35)式中S夬速為砂輪架快速進(jìn)退的行程,一般取 60150mm。此處取111mm。(35)S桿D 砂 max / 2DZmax/2D砂min /2 D工件min /2750/2 320/2550/2 20/2250mm安全系數(shù)取0.1足夠l橫 250 111
11、0.1 111 372.1 (1 橫取 373 )(3)砂輪架高度和長(zhǎng)度砂輪架箱體導(dǎo)軌的高度 h3 ,砂輪底板滑臺(tái)高度h4 ,砂輪中心距砂輪底面高度h5,與后床身頂面至平導(dǎo)軌的高度h0,為避免上,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)h6 110 150mm 取 h6 130mm砂輪架中心距后床身頂面h7 H1 H2 H6 1095 740 130 485mm砂輪架底座安裝修整器,內(nèi)有傳動(dòng)絲桿取 h4 120mm后床身進(jìn)給導(dǎo)軌內(nèi)裝絲桿取 h3 190 mmh5 h7 h3 h4485 120 190 175砂輪
12、架底板長(zhǎng)度%:191.52l 中心1.5 - 2 *500750 1000取 19=900mm砂輪架導(dǎo)軌長(zhǎng)度1i0 I9 1橫5080900 373 80 1353mm.取 1i0 1305mm(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 15kw ;計(jì)算法 N切N空(3 6)Pz*V砂 2 3.8取2.35 8.823.8N 電 15KW2.3.6頭架相關(guān)尺寸的確定長(zhǎng),寬,高:440 400 411mm 1主軸錐孔:莫氏5#錐孔中心高:H D max/2 K(3 7)320/ 2 20-35180195 mm通過以上計(jì)算頭架中心高取180mm主軸轉(zhuǎn)速 V1/80 1/160 V
13、砂 *60 4522.5m/s(3-8)取 VI 40m/sVImax 716r/min 300VImin 22r/min 30交流伺服電機(jī)選擇用類比法,交流伺服電機(jī)選擇IFT5076-DA(D1 18N-M) 電機(jī)砂輪磨削工件需要的功率FZ 最大磨削力r工件 max 150*320 24N.m/s(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N實(shí) 18 38/20 34.2N.m/s l4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180mm ,臺(tái)面傾斜10 0直線滾動(dòng)導(dǎo)軌液壓油缸,頂緊力12 15kg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
14、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)-聯(lián)軸器-滾珠絲桿-砂輪架壓力卸荷導(dǎo)軌 壓力油0.15Mpa 卸去60% 75%壓力V一平導(dǎo)軌100*90*500砂輪架行程l橫373mm砂輪修整器伺服電機(jī)-絲桿-修整器直線滾動(dòng)導(dǎo)軌主軸直徑D=50mm ,采用液體動(dòng)壓軸承(16r/min 6.3Mpa)修整速度=1/3 1/5 %、修整器直徑 70 120故V線1219m/s修整器行程為160mm液壓系統(tǒng)修整器;尾架;量?jī)x(兩個(gè));潤(rùn)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SIMENS 810G 控制五坐標(biāo)軸 砂輪架主軸機(jī)
15、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)I工作臺(tái)導(dǎo)軌:不銹鋼可伸縮防護(hù)罩n砂輪架導(dǎo)軌:前部:翻板式護(hù)罩+橡皮(防水);后罩:鋼罩。出修整器導(dǎo)軌:折疊式第3章 部件設(shè)計(jì)(砂輪架)砂輪架設(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
16、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)基本要求川:.主軸旋轉(zhuǎn)精度高,旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定;.主軸軸承系統(tǒng)剛性好;.振動(dòng)小,發(fā)熱低,不漏油;.裝配制造簡(jiǎn)單,調(diào)整維修方便。主軸旋轉(zhuǎn)精度及其提高措施.砂輪架旋轉(zhuǎn)精度是指主軸前端的徑向跳動(dòng)和軸向躥動(dòng)大小,它直接影響 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5 m10 (im o.提高主軸旋轉(zhuǎn)精度的措施(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。主軸軸承系統(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
17、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、力口工精 度和工件表面的粗糙度,引起直波形和螺旋線缺陷。砂輪架主軸初步設(shè)計(jì).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)剡x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 42MnVB ,并進(jìn)行淬火,故選取許用應(yīng) 力為40MP。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為T 工 9 T(4T W 0.2d3Tt 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力(單位為 MP)T 軸所受扭矩(單位為Ncmm)Wt軸的扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)
18、(單位為mm3)p軸傳遞的功率(單位為KW)n軸的轉(zhuǎn)速(單位為r/mm )d計(jì)算界面處的直徑(單位為mm )t 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力(單位為r/mm )由上式可得軸的直徑為d .3 9 55 1 06 j0.2 t n3 9.55 106 15 0.2 40 g 60031.02mm由上述計(jì)算可以得知砂輪架最小直徑為31.02mm ,考慮到砂輪架的剛度等因素,取主軸的最小直徑為60mm o砂輪架主軸的尺寸如圖4-1所示國(guó)0120nu 30 M另一 國(guó)0120nu 30 M另一 0120圖3 1砂輪架主軸尺寸示意圖3.5主軸剛度校核.當(dāng)量直徑因?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:因?yàn)槭请A梯
19、軸,所以用當(dāng)量直徑法作近似計(jì)算當(dāng)量直徑為:(4 4)105(4 4)105)(4 3)L=140+640+20+32+10=932mm932140 64020100604 1204 1404 1084=89.36mm.允許撓度允許撓度y=0.0002L 0.0002*660=0.132mm3、計(jì)算主軸前端撓度值丫Pa2(l a)1Y主軸3EIP 載荷(單位為公斤)(150/9.8 )l 軸兩端的跨距(單位為厘米)(66.00 )a懸伸長(zhǎng)度(單位為厘米)(13.2 )E 材料的彈性模數(shù)(單位為公斤/平方厘米)(21.02I截面慣性矩(平方厘米)一 一 2 一 150 13.279.2Yi軸53
20、9.8 21.02 105 307.985=0.001cm = 0.01mm又因?yàn)閥=0.135 , 0.010.135 ,即Y主軸 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Lo由經(jīng)驗(yàn)得知,L為(36 ) D時(shí),主軸前端撓度最小,D=120mm , L為 360720mm ,取 L 為 640mm 。動(dòng)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)
21、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:.速度和載荷范圍廣,應(yīng)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)大小;.油膜剛度高,阻尼大,抗振性好;.摩擦阻力,磨損小.由于總有一層油膜將相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面隔開,因此摩擦阻 力小
22、,磨損小,能長(zhǎng)期保持很高的運(yùn)動(dòng)精度,壽命長(zhǎng).且對(duì)軸承軸頸材料要求也較低;.主軸回轉(zhuǎn)精度高.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).安全性好.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;.承載能力高.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;.穩(wěn)定性好.使用較經(jīng)濟(jì).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(jiǎn)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(rùn)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
23、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.目前,在改造舊精密磨削設(shè)備方面, 用得較多的是北京中航設(shè)備改造廠的 WMB型表面節(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。傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)4 2所小o4 2所小o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。壓板支架
24、主軸多楔帶帶輪圖3 2卸荷皮帶輪1壓板支架主軸多楔帶帶輪圖3 2卸荷皮帶輪1.電動(dòng)機(jī)的選擇N電N切N空PZ V砂 Z- 3.8102=(2.358.82 ) +3.8 = 12.62kw通過以上計(jì)算,取N電=15kw ,選擇Y100L 4型電動(dòng)機(jī)2.皮帶設(shè)計(jì)因?yàn)槎嘈◣Ъ嬗蠽帶和平帶的優(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。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 5。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 n1=1500r/min,傳動(dòng)比i=2.5 ;(1)計(jì)算功率由機(jī)械設(shè)計(jì)表8.7查得,工作
25、情況系數(shù)Ka為1.1 ,故FCaFCaKaP 15 1.1 16.5kw(4 5)(2)由區(qū)和小選擇帶型由于FCa=16.5kw , n1=1500r/min,查表后可知,取帶型為 L型。(3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑由金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4-43 ,取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑D1=80mm oi n1 2,由此得 D2 W D1 200mm。n2 D2n2(4)驗(yàn)算帶速Df 80 1500V 6.28m/s(4 6)60 100060 1000V = 6.28 m/s 30 m/s ,所以帶速合格。(5)初定軸向間距由公式(4 5)(4 7)0.7 ( D1 + D2) a0 2 ( D1 + D2),
26、(4 7)可知 196V a0 560 ,取 a0=400 。(6)所需基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld0 2a0 一 Ld0 2a0 一 (D1 D2)2(D2 D1)24a02 400 -(80 200)=1248.82mm(4 8)2(200 80)24 400由金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 45,取相近的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld= 1250mm6mm6(7)(7)實(shí)際軸向間距(4 9)_LdLd0(4 9)aa。21250 1248.82400 2=401.18mm所以皮帶的實(shí)際軸向間距取a = 401mm。(8)多楔帶每楔的基本額定功率P,由金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表440 由金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表440 ,可以
27、查得 P =0.34kw 。(9)小帶輪的包角0 (D2 D1) 57.3180a(4 10)= 162.85(10)多楔帶楔數(shù)的確定KaP(9)小帶輪的包角0 (D2 D1) 57.3180a(4 10)= 162.85(10)多楔帶楔數(shù)的確定KaP(P1P)KdK|(4 一11 )其中P1、Kbh1(1 一)Ki查表得Kb 4.6 10 3 ,Ki 1.14,代入 P的計(jì)算公式中,得 P=0.849kw 。又已知 K =0.955 , Ki=1.00 ,得:11 15Z 5 14.53(0.340 0.849) 0.955 1.00由此可以確定,取Z = 15。3.帶輪設(shè)計(jì)1)帶輪設(shè)計(jì)的要
28、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HT200 。3)帶輪的結(jié)構(gòu)(1)小帶輪直徑Di (2.5 3)d (d為軸的直徑),所以采用實(shí)心式(2)大帶輪D2 200 300 ,所以采用腹板式結(jié)構(gòu)。4)小帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸其中da 帶輪的外徑,軸的直徑,h 基準(zhǔn)線上槽深。da d 2h 80 2 3 86mm(4-13)db (1.82)da 1.9 86 163.4mm,圓整后得 db=165mmL (1.5
29、2)da 1.6 86 137.6(4 14 )B (Z 1)P 2g ,(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。B (Z 1)P 2g (15 1) 4.9 2 10 88.6mm5)大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸77/TT7L圖34大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸da d 2h 200 2 3 206mmdb (1.82)da 1.9 206 391.4mmL (1.52)da 1.6 206 329.6mm第4章數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1概述任何一個(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
30、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)。.對(duì)液壓進(jìn)行控制。.對(duì)冷卻液進(jìn)行控制。.砂輪主軸電機(jī)控制。.頭架主軸電機(jī)啟??刂?。.手動(dòng)及其方向控制。.手動(dòng)快進(jìn)和快退。.工作方式。.鍵盤與顯示。.工作臺(tái)限位。.報(bào)警。.急停。根據(jù)以上要求來確定硬件電路方案。4.2確定硬件電路總體方案機(jī)床數(shù)控
31、系統(tǒng)的硬件電路概括起來由以下四部分組成,如圖5.1所示。(1)主控制器,即中央處理單元 CPU。(2)總線,包括數(shù)據(jù)總線(DB),地址總線(AB)和控制總線(CB)。(3)儲(chǔ)存器,包括只讀可編程程序儲(chǔ)存器( ROM )和隨機(jī)讀寫數(shù)據(jù)儲(chǔ)存 器(RAM )。4.接口,即I/O輸入/輸出接口電路。數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖.主控制器CPU的選擇在一般二坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)據(jù)控系統(tǒng)中,推薦采用MCS-51系列單片機(jī)作為主控制器。MCS-51系列單片機(jī)主要有三種型號(hào)的產(chǎn)品:8031 , 8051和8751 。該系列產(chǎn)品是集中 CPU, I/O 端口及部分RAM為一體的功能性很強(qiáng) 的控制器。目前,工業(yè)控制中應(yīng)用最多的是80
32、31單片機(jī)。本設(shè)計(jì)中也采用8031單片機(jī)。它是一個(gè)具有40根引腳的雙列直差式器件,其基本特征有:(1)具有8位中央處理單元CPU(2)片內(nèi)有時(shí)鐘發(fā)生電路(3)具有128個(gè)字節(jié)的RAM(4)具有21個(gè)特殊功能寄存器(5)可尋址64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64K字節(jié)的外部程序存儲(chǔ)器(6)具有4個(gè)I/O接口,32根I/O線(7)具有兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(8)具有5個(gè)中斷源,配備兩個(gè)優(yōu)先級(jí)別(9)具有一個(gè)全雙功能串行接口(10)具有位尋址能力,適用邏輯運(yùn)算8031片內(nèi)沒有程序存儲(chǔ)器,僅有片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展由于8031內(nèi)部RAM只有128字節(jié),不能滿足系統(tǒng)的要求,需擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
33、器。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路一般采用6/16和6264表態(tài)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,其選用規(guī)則與 EPROM程序存儲(chǔ)器的要求相同。在本 設(shè)計(jì)中選用6264為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展芯片。容量為 8K。擴(kuò)展6264框圖如下/O 口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)8031單片機(jī)共有四個(gè)八位并行I/O 口,但可供用戶使用的只有P 口及2 口。因此要進(jìn)行I/O接口的擴(kuò)展。本設(shè)計(jì)中采用通用的可編程接口芯片 8255A。它是有A, B。C三個(gè)可編 程功能的8位I/O接口,有40個(gè)引腳的雙列直插式 RAM/IO/CTC 擴(kuò)展器。 由8255A自單片機(jī)接受地址址信息,控制信息,在數(shù)據(jù)總線與端口間傳送數(shù) 據(jù)狀態(tài)控制信號(hào)。圖4.3 擴(kuò)展62
34、64框圖由于一塊8255A可提供24個(gè)I/O 口,而本設(shè)計(jì)中經(jīng)過分析,使用要求須四十幾個(gè)口,所以本設(shè)計(jì)中采用三片8255A芯片,其中一塊芯片作為鍵盤,顯示接口電路。根據(jù)以上控制需要分配這些接口 :OUTPUT :控制砂輪架進(jìn)給五相步進(jìn)電機(jī) M1 PA1控制工作臺(tái)進(jìn)給五相步進(jìn)電機(jī) M2 PB1工件頭架旋轉(zhuǎn)(C)異步電機(jī)M3 線圈觸點(diǎn)占1位砂輪旋轉(zhuǎn)(F)異步電機(jī)M4線圈觸點(diǎn)占1位液壓泵異步電機(jī)(M5, M6, My) 線圈觸點(diǎn)占3位液壓繼電器(Ya1 , Ya2,工3)線圈觸點(diǎn)占3位OUTPUT :PB3 口零位開關(guān)(X , Z )I/O (面板): TOC o 1-5 h z 鍵盤 4*7=28
35、巳3PC2 0顯示器米字形 Pa2 Pb2 口手動(dòng)按鈕(X , Z , F C ) P.0 : P.5啟動(dòng)/暫停Pl.6 P1.7警報(bào)P.3急停2.2(5)波段開關(guān)(編輯,自動(dòng),手動(dòng))P3.4 : P3.6由上述可知:共使用了三片 8255A 芯片,其中還剩余PC3 口(八位)可以 利用??偩€連接數(shù)據(jù)總線(DB)P??跒閿?shù)據(jù)I/O 口,數(shù)據(jù)總線由它連接各芯片數(shù)據(jù)I/O 口。地址總線(AB)設(shè)計(jì)中一共使用了一片TAM (8K), 一片TOM(8K),三片8255A。必須對(duì)這些擴(kuò)展部分實(shí)行統(tǒng)一編址。2764EPROM 8K=213 需 13 條地址線6264RAM 8K=213需13條地址線但由于
36、訪問片外TOM與訪問片外RAM所以用控制線不同,且PSEN與 RD , WD不會(huì)同時(shí)有效,所以兩者地址可以完全重疊。用Po 口八位地位地址。F2.0 :p2.4F2.0 :p2.4五位高地址。碼器74LS32進(jìn)行片選由F2.5,F2.6兩位控制片選結(jié)果P2.6P2.5EPRAM6264EFRAM62648255A(D8255A8255A由此,可得地址分派如下:0000-00FFHRAM62640000-00FFHROM27640001-01FFH8255A(D0002-02FFH8255A0002-03FFH8255A圖4.4 接口框圖5.鍵盤,顯示接口電路圖4.5 鍵盤和顯示接口電路如圖4.
37、5所示,本數(shù)控系統(tǒng)采用行列式鍵盤,即用 I/O 口線組成行列結(jié)構(gòu), 按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。使用的顯示器為 16段米字管和LED (發(fā)光二極管 顯示器)。采用8255A接口芯片管理鍵盤,顯示器電路。它由 4*7鍵和7位LED顯 示器組成。鍵盤,顯示器接口電路圖:8031的Po 作數(shù)據(jù)輸出,Ao A ,用與端口選址,兩片 8255A 的RD與WD,左上8255A 芯片的Ph: PCo與右下8255A 的Pa6 : Pao 一起組成4*7鍵 盤掃描線,右下8255A的PB 口用于查詢8個(gè)限位開關(guān)的狀態(tài)6.8031與控制電機(jī)與電液閥8255A的聯(lián)接其它輔助電路設(shè)計(jì)圖4.6輔助電路8031的F0 口向
38、8255A 輸出八位數(shù)據(jù)以控制電機(jī)和液壓閥。鎖存器出來的與與白,以進(jìn)行端口尋址。RD與WD控制8255A 的讀寫。巳口的PA4: PA0控制一五相步進(jìn)電機(jī),Pb4 : Pbo控制另一步進(jìn)電機(jī)。Pco : Pc4控制四個(gè)異步電機(jī)的啟停,Pc5控制液壓閥。加光電隔離器以屏蔽電磁干擾7.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖 4.7所示,由四部分組成。在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)中, 般在接口電路與功率放大器之間要加上隔離電路,實(shí)現(xiàn)電氣隔離。圖4.7步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路助第5章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述磨床通常以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力,由它帶動(dòng)機(jī)械,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)完成機(jī)床的各 種運(yùn)動(dòng),再通過電器,液壓系統(tǒng)控制這些運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換和先后順序及
39、其聯(lián)系。液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì).液壓工作原理1)液壓傳動(dòng)的特征與機(jī)械傳動(dòng)相比,它是用具有壓力的油作為介質(zhì),經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的:電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵壓力油液壓機(jī)(旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))油缸(直線運(yùn)動(dòng))因此,整個(gè)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由四部分組成:(1 )動(dòng)力部分一一油泵(2)執(zhí)行部分一一液壓機(jī)或油缸(3)控制部分一一方向閥,節(jié)流閥,壓力閥(4)輔助部分一一油管,壓力表,蓄能器,壓力繼電器等在上述液壓傳動(dòng)過程中,壓力油應(yīng)密封在油管內(nèi),如果不密封,油就不能 形成壓力,也無法起傳動(dòng)作用。另外,油所處的容積還要不斷的變化,容積不 變化,油泵就不能吸油與排油,油缸不能移動(dòng),也不能完成傳動(dòng)作用。磨床的 液壓傳動(dòng),就是利用容積
40、的變化來完成其動(dòng)作的。2)液壓傳動(dòng)的兩個(gè)重要參數(shù)一一壓力,流量(1)液體壓力與負(fù)載的關(guān)系:齒輪油泵的供油壓力,隨著工作臺(tái)受到的負(fù)載大小正變化。負(fù)載大,壓力 大;負(fù)載小,壓力小(2)液體流量也速度的關(guān)系進(jìn)入油缸的流量越多,工作臺(tái)速度就越快,定量油泵的流量要大于工作臺(tái) 最大速度所需的流量。(3)壓力與流量的關(guān)系a.油泵的壓力與流量關(guān)系齒輪油泵并不是一旋轉(zhuǎn)就打出壓力油來的,必須要在油泵出油口加負(fù)載, 并且壓力隨負(fù)載變化而變化。b.管路中的壓力與流量的關(guān)系在管路中流動(dòng)的油液,壓力(實(shí)際上是壓力差)流量與液阻密切相關(guān),液 阻增大,壓力差增大或流量減小。3)液壓傳動(dòng)采用的符號(hào)在繪制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖時(shí),液壓元件的符號(hào)常采用結(jié)構(gòu)符號(hào)或職能符 號(hào)來表示。結(jié)構(gòu)符號(hào)近似于實(shí)物的結(jié)構(gòu),直觀性強(qiáng),容易理解,但繪制麻煩。職能符 號(hào)只表示元件的作用,不能表示出結(jié)構(gòu),繪制迅速方便,已列入國(guó)標(biāo)。.液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)在實(shí)際工作中有以下幾個(gè)步驟:.按照機(jī)床的每一個(gè)動(dòng)作要求來擬訂相應(yīng)的液壓回路。.按照機(jī)床的工作循環(huán)方框圖,將各個(gè)回路合并成系統(tǒng),畫出液壓傳動(dòng)
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 預(yù)防職業(yè)病教學(xué)課件
- 新生兒肺炎表現(xiàn)及預(yù)防
- 《電子產(chǎn)品制造技術(shù)》課件-第2章 印制電路板認(rèn)知
- 沖床維修培訓(xùn)
- 順利消防2023課件
- 項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)安全課件
- 《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》課件-第三章 平面設(shè)計(jì)
- 音樂律動(dòng)介紹課件
- 汽車配套產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理方案(范文)
- 城市污水管網(wǎng)建設(shè)工程投資估算方案(模板)
- 課件:曝光三要素
- 2023藍(lán)橋杯科學(xué)素養(yǎng)競(jìng)賽考試題庫(kù)(含答案)
- 中小學(xué)校長(zhǎng)招聘考試試題
- 大報(bào)告廳EASE聲場(chǎng)模擬分析
- (完整版)土的參數(shù)換算(計(jì)算飽和重度)
- 境外匯款申請(qǐng)書樣板
- 抗焦慮藥和抗抑郁藥教學(xué)課件
- 2023年浙江溫州技師學(xué)院招聘教師(共500題含答案解析)高頻考點(diǎn)題庫(kù)參考模擬練習(xí)試卷
- 撫養(yǎng)費(fèi)糾紛答辯狀
- 河南暴雨參數(shù)計(jì)算表
- 產(chǎn)品質(zhì)量證明書
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論