磨床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計開題報告

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1、 題目：磨床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2014年12月12日 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述 （題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1、題目背景 1.1 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

2、為磨床（英文為Grinding machine），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： 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

3、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---油泵---發(fā)動部件，通過機械，電氣，液壓傳動---傳動部件帶動工件和砂輪相對運動---工件部分組成。 1.2 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

4、度材料的應用日益增多。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%----40%。 據(jù)1997年歐洲機床展覽會(EMO)的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，25%的企業(yè)認為磨削是他們應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的精密磨床

5、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，則所用的磨床就應該滿足以下幾個基本要求： 1.高幾何精度。 精密磨床應有高的幾何精度，主要有砂輪主軸的回轉(zhuǎn)精度和導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小于1um，軸向圓跳動應限制在2—3um以內(nèi)。 2.低速進給運動的穩(wěn)定性。 由于砂輪的修整導程要求10—15mm/min，因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。 3.減少振動。 精密磨削時

6、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)上應考慮減少振動。 4.減少熱變形。 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： 磨削是歷史悠久的切削加工方法之一。古代的刀、槍、劍戟都要經(jīng)過磨削加工；在現(xiàn)代機器制造業(yè)中，磨削加工也是金屬切削加工的一種重要方式。 磨床就是用砂輪，油石或者研磨料等作為工具對工件表面進行切削加工的一種機床。通常把使用砂輪進行加工的機床稱為磨床，而用油石和研磨料進行加工的機床稱為精磨機床。大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進行磨削加工，少數(shù)的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進行

7、加工，如珩磨機、超精加工機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等。 磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進行高效率的磨削，如強力磨削等。 采用導輪的無心外圓磨床已被廣泛采用于成批大批量生產(chǎn)中，用以高生產(chǎn)率制造寬廣品種的任精度的制件，其中包括精密制件。這種磨削方法的廣泛采用是由于其具有一系列的磨削特點。 1.3 研究意義 平面磨床是一種機械加工常用機床，對運動平穩(wěn)性、換向精度、換向頻率都有較高的要求；平面磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。精密臥式平面磨床

8、能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進行高效率的磨削，如強力磨削等。因此把“精密臥式平面磨床的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計”作為本次本科畢業(yè)論文的課題，既有較大的學術(shù)價值，又有廣闊的應用前景。 1.4 內(nèi)外相關(guān)研究情況： 十八世紀30年代，為了適應鐘表、自行車、縫紉機和槍械等零件淬硬后的加工，英國、德國和美國分別研制出使用天然磨料砂輪的磨床。這些磨床是在當時現(xiàn)成的機床如車床、刨床等上面加裝磨頭改制而成的，它們結(jié)構(gòu)簡單，剛度低，磨削時易產(chǎn)生振動，要求操作工人要有很高的技藝才能磨出精密的工件。 1876年在巴黎博覽會展出的美國布朗-夏普公司制造的萬能外圓磨床，是首次具有現(xiàn)代磨床基本特征的機

9、械。它的工件頭架和尾座安裝在往復移動的工作臺上，箱形床身提高了機床剛度，并帶有內(nèi)圓磨削附件。1883年，這家公司制成磨頭裝在立柱上、工作臺作往復移動的平面磨床。 1900年前后，人造磨料的發(fā)展和液壓傳動的應用，對磨床的發(fā)展有很大的推動作用。隨著近代工業(yè)特別是汽車工業(yè)的發(fā)展，各種不同類型的磨床相繼問世。例如20世紀初，先后研制出加工氣缸體的行星內(nèi)圓磨床、曲軸磨床、凸輪軸磨床和帶電磁吸盤的活塞環(huán)磨床等。 自動測量裝置于1908年開始應用到磨床上。到了1920年前后，無心磨床、雙端面磨床、軋輥磨床、導軌磨床，珩磨機和超精加工機床等相繼制成使用；50年代又出現(xiàn)了可作鏡面磨削的高精度外圓磨床；60年

10、代末又出現(xiàn)了砂輪線速度達60～80米/秒的高速磨床和大切深、緩進給磨削平面磨床；70年代，采用微處理機的數(shù)字控制和適應控制等技術(shù)在磨床上得到了廣泛的應用。 隨著高精度、高硬度機械零件數(shù)量的增加，以及精密鑄造和精密鍛造工藝的發(fā)展，磨床的性能、品種和產(chǎn)量都在不斷的提高和增長。由于長期以來對新技術(shù)的應用相對滯后，國內(nèi)機床產(chǎn)品的總體技術(shù)水平比之先進國家同類型機床還有著相當大的差距，勞動生產(chǎn)率低下，在國際市場中競爭力不足，經(jīng)濟效益不高。在國外高檔機床大舉進攻中國市場的情況下，我們只有以積極的姿態(tài)面對這一嚴峻的形勢。盡快應用先進的設(shè)計技術(shù)，能快速開發(fā)出結(jié)構(gòu)合理、自動化水平高、加工精度高、低振動、低成本的

11、機床新產(chǎn)品響應市場，我國的機床工業(yè)才有出路。為了達到這一目的，掌握先進的機床設(shè)計方法就顯得尤為重要。我國機床工業(yè)的竟爭能力的提高也就取決于機床新品的開發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)的研究、掌握、應用和迅速推廣。隨著我國加入世界貿(mào)易組織和全球經(jīng)濟一體化環(huán)境的形成，機床行業(yè)的市場競爭將會愈演愈烈。目前，國內(nèi)外機床產(chǎn)品技術(shù)水平之間的差距仍然很大，主要表現(xiàn)為:產(chǎn)品仿制多，創(chuàng)新少，市場競爭力不足，利潤低:設(shè)計方法落后，機床結(jié)構(gòu)設(shè)計，尚處于傳統(tǒng)的經(jīng)驗、靜態(tài)、類比的設(shè)計階段，很少考慮結(jié)構(gòu)動、靜態(tài)特性對機床產(chǎn)品性能產(chǎn)生的影響，產(chǎn)品精度低，質(zhì)量難以保證;設(shè)計周期長，成功率低，反復設(shè)計、試制與修改，產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，且成本高。 二

12、、本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1、本次設(shè)計的主要內(nèi)容： (1)通過調(diào)研和參閱相關(guān)資料，了解平面磨床機械傳動裝置及工作原理； (2)完成原理方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，確定實施方案； (3)對平面磨床進行傳動裝置等機械參數(shù)的初步設(shè)計，并完成相關(guān)的計算； (4)完成平面磨床進行傳動裝置等機械參數(shù)的具體設(shè)計；（X>1000mm，Y>400mm，Z>500mm，X、Y定位精度<0.006mm）；

13、 (5)完成裝配圖和零件圖。 2.2平面磨削方式的選型 2.2.1 裝夾工具選型 對于精度要求高的平面以及淬火零件的平面加工，需要采用平面磨削方法。平面磨削主要在平面磨床上進行。平面磨削時，對于外形簡單的鐵磁性材料工件，采用電磁吸盤裝夾工件，操縱簡單方便，能同時裝夾多個工件，而且能保證定位面與加工面的平行度要求。對于外形復雜或非鐵磁性材料的工件，可采用精密平口虎鉗或?qū)Ｓ脢A具裝夾，然后用電磁吸盤或真空吸盤吸牢，根據(jù)本課題需要，選擇電磁吸盤作為裝夾工具。 2.2.2 磨削方式的選型 根據(jù)砂輪工作面的不同，平面磨削分為周磨和端磨 （1）周磨 采用砂輪的圓周面對工件平面進行磨削

14、。這種磨削方式，砂輪與工件的接觸面積小，磨削力小，磨削熱小，冷卻和排屑條件較好，而且砂輪磨損均勻。 （2）端磨 它是采用砂輪端面對工件平面進行磨削。這種磨削方式，砂輪與工件的接觸面積大，磨削力大，磨削熱多，冷卻和排屑條件差，工件受熱變形大。此外，由于砂輪端面徑向各點的圓周速度不相等，砂輪磨損不均勻。 根據(jù)平面磨床工作臺的外形和砂輪工作面的不同，用砂輪端面磨削的平面磨床與用砂輪圓周面磨削的平面磨床相比，由于端面磨削的砂輪直徑往往比較大，能同時磨削出工件的寬度和面積大，同時砂輪懸伸長度短，剛性好，可采用較大的磨削用量，生產(chǎn)率較高。但砂輪散熱、冷卻、排屑條件差，所以加工精度和表面質(zhì)量不高，一般

15、用于粗磨。而用圓周面磨削的平面磨床，加工質(zhì)量較高，但這種平面磨床生產(chǎn)效率低，適合于精磨。由于課題中精度<0.006mm，所以本課題采用周磨磨削進行工件加工。 2.3平面磨床結(jié)構(gòu)分析： 平面磨床的結(jié)構(gòu)，由床身、工作臺、電磁吸盤、砂輪箱、滑座、立柱等部分組成。 2.4 采用的方案及研究方法 平面磨床的三個坐標軸：X軸：工作臺的橫向運動 Y軸：工作臺的縱向運動 Z軸：砂輪架進給 2.4.1 研究方案初定 方案一：盤工作臺除了做X、Y軸直線運動外，還做Z軸上、下直線運動，磨床主軸帶動的砂輪刀片只做自轉(zhuǎn)運動，此方案工作臺結(jié)構(gòu)復雜，機器自重大，運動慣性大，

16、定位精度不高，成本高； 方案二：電磁吸盤工作臺只做X、Y軸直線運動，磨床主軸帶動的砂輪刀片除了自轉(zhuǎn)外，還要做Z軸上、下運動，此方案總體較簡單，但磨床主軸帶動的砂輪刀片運動行程太大，影響加工時間，提高了成本； 方案三：電磁吸盤工作臺做X軸直線運動，磨床主軸帶動的砂輪刀片做Z軸上、下及Y軸直線運動，此方案此方案總體結(jié)構(gòu)簡單，砂輪刀片運動范圍小，有利于零件的平面磨削。 通過對以上三種方案的比較,選取方案三為最終的方案，其結(jié)構(gòu)比較簡單： 2.5 驅(qū)動系統(tǒng)選型 2.5.1步進電機 優(yōu)點 1.電機旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)； 2.電機停轉(zhuǎn)的時候具有最大的轉(zhuǎn)矩（當繞組激磁時）； 3.由于每步的

17、精度在百分之三到百分之五，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運動的重復性； 4.優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應； 5.由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機的壽命僅僅取決于軸承的壽命； 6.電機的響應僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機的結(jié)構(gòu)可以比較簡單而且控 制成本； 7.僅僅將負載直接連接到電機的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)。 8.由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。 缺點 1.如果控制不當容易產(chǎn)生共振； 2.難以運轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速。 3.難以獲得較大的轉(zhuǎn)矩 4.在體積重量方面沒有優(yōu)勢，能源利用率低。 5.超過負載時會破壞同步，高速

18、工作時會發(fā)出振動和噪聲 2.5.2交流伺服電動機 優(yōu)點:良好的速度控制特性，在整個速度區(qū)內(nèi)可實現(xiàn)平滑控制，幾乎無振蕩;高效率，90%以上，不發(fā)熱;高速控制;高精確位置控制（取決于何種編碼器）;額定運行區(qū)域內(nèi)，實現(xiàn)恒力矩;低噪音;沒有電刷的磨損，免維護;不產(chǎn)生磨損顆粒、沒有火花，適用于無塵間、易暴環(huán)境 　　慣量低; 　　 缺點:控制較復雜,驅(qū)動器參數(shù)需要現(xiàn)場調(diào)整PID參數(shù)整定,需要更多的連線 2.5.3直流伺服電動機　　 優(yōu)點:精確的速度控制,轉(zhuǎn)矩速度特性很硬,原理簡單、使用方便,價格優(yōu)勢 　　 缺點:電刷換向,速度限制,附加阻力,產(chǎn)生磨損微粒 2.5.4直線電動機 1

19、.適合高速直線運動。因為不存在離心力的約束，普通材料亦可以達到較高的速度。而且如果初、次級間用氣墊或磁墊保存間隙，運動時無機械接觸，因而運動部分也就無摩擦和噪聲。這樣，傳動零部件沒有磨損，可大大減小機械損耗，避免拖纜、鋼索、齒輪與皮帶輪等所造成的噪聲，從而提高整體效率。 2.易于調(diào)節(jié)和控制。通過調(diào)節(jié)電壓或頻率，或更換次級材料，可以得到不同的速度、電磁推力，適用于低速往復運行場合。 3.適應性強。直線電機的初級鐵芯可以用環(huán)氧樹脂封成整體，具有較好的防腐、防潮性能，便于在潮濕、粉塵和有害氣體的環(huán)境中使用；而且可以設(shè)計成多種結(jié)構(gòu)形式，滿足不同情況的需要。 3.高加速度。這是直線電機驅(qū)動，相比其

20、他絲杠、同步帶和齒輪齒條驅(qū)動的一個顯著優(yōu)勢。 2.5.5滾動電動機 優(yōu)點： 1.電子換向來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械換向，性能可靠、永無磨損、故障率低，壽命比有刷電機提高了約6倍，代表了電動車的發(fā)展方向； 2.屬靜態(tài)電機，空載電流小； 3.效率高； 4.體積小。 缺點： 1.低速起動時有輕微振動，如速度加大換相頻率增大，就感覺不到振動現(xiàn)象了； 2.價格高，控制器要求高； 3.易形成共振 2.6導向系統(tǒng)選型 2.6.1滑動摩擦導軌 滑動導軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點，在數(shù)控機床上應用廣泛。但對于金屬對金屬型式，靜摩擦系數(shù)大，動摩擦系數(shù)隨速度變化而變化，在低

21、速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。為了提高導軌的耐磨性，改善摩擦特性，可通過選用合適的導軌材料、熱處理方法等。例如，導軌材料可采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵、耐磨鑄鐵或鑲淬火鋼導軌，熱處理方法采用導軌表面滾壓強化、表面淬硬、鍍鉻、鍍鉬等方法提高機床導軌的耐磨性能。目前多數(shù)使用金屬對塑料型式，稱為貼塑導軌。貼塑滑動導軌的塑料化學成分穩(wěn)定、摩擦系數(shù)小、耐磨性好、耐腐蝕性強、吸振性好、比重小、加工成形簡單，能在任何液體或無潤滑條件下工件。其缺點是耐熱性差、導熱率低、熱膨脹系數(shù)比金屬大、在外力作用下易產(chǎn)生變形、剛性差、吸濕性大、影響尺寸穩(wěn)定性。 三角形導軌：該導軌磨損后能自動補償，故導向精度高。它的截面角度由載荷大小及導向要求而定

22、，一般為90。為增加承載面積，減小比壓，在導軌高度不變的條件下，采用較大的頂角（110～120）；為提高導向性，采用較小的頂角（60）。如果導軌上所受的力，在兩個方向上的分力相差很大，應采用不對稱三角形，以使力的作用方向盡可能垂直于導軌面。 矩形導軌：優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，制造、檢驗和修理方便；導軌面較寬，承載力較大，剛度高，故應用廣泛。但它的導向精度沒有三角形導軌高；導軌間隙需用壓板或鑲條調(diào)整，且磨損后需重新調(diào)整。 燕尾形導軌：燕尾形導軌的調(diào)整及夾緊較簡便，用一根鑲條可調(diào)節(jié)各面的間隙，且高度小，結(jié)構(gòu)緊湊；但制造檢驗不方便，摩擦力較大，剛度較差。用于運動速度不高，受力不大，高度尺寸受限制的場合。

23、 圓形導軌：制造方便，外圓采用磨削，內(nèi)孔珩磨可達精密的配合，但磨損后不能調(diào)整間隙。為防止轉(zhuǎn)動，可在圓柱表面開鍵槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩。宜用于承受軸向載荷的場合 2.6.2滾動摩擦導軌 1.摩擦系數(shù)小，并且靜、動摩擦系數(shù)之差很小，故運動靈便，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象； 2.定位精度高，一般滾動導軌的重復定位誤差約為0.1～0.2μm，而滑動導軌的定位誤差一般為10～20μm。因此，當要求運動件產(chǎn)生精確微量的移動時，通常采用滾動導軌； 3.磨損較小，壽命長，潤滑簡便； 4.結(jié)構(gòu)較為復雜，加工比較困難，成本較高； 5.對臟物及導軌面的誤差比較敏感。 2.6.3液體靜壓導軌

24、 工作時摩擦系數(shù)極低（f=0.0005）；導軌的運動不受負載和速度的限制，且低速時移動均勻，無爬行現(xiàn)象；由于液體具有吸振作用，因而導軌的抗振性好；承載能力大、剛性好；摩擦發(fā)熱小，導軌溫升小。但液體靜壓導軌的結(jié)構(gòu)復雜，多了一套液壓系統(tǒng)；成本高；油膜厚度難以保持恒定不變。故液體靜壓導軌主要用于大型、重型數(shù)控機床上。 2.7傳動系統(tǒng)選型 2.7.1齒形帶傳動 1.鋼絲繩制成的強力層受載后變形極小，齒形帶的周節(jié)基本不變,帶與帶輪間無相對滑動,傳動比恒定、準確； 2.齒形帶薄且輕，可用于速度較高的場合，傳動時線速度可達40米／秒，傳動比可達10，傳動效率可達98％； 3.結(jié)構(gòu)緊湊，耐磨性

25、好； 4.由于預拉力小，承載能力也較??； 5.制造和安裝精度要求甚高，要求有嚴格的中心距，故成本較高。 2.7.2齒輪齒條傳動 齒輪齒條，承載力大，傳動精度較高，可達0.1mm，可無限長度對接延續(xù)，傳動速度可以很高，>2m/s，缺點：若加工安裝精度差，傳動噪音大，磨損大。典型用途：大版面鋼板、玻璃數(shù)控切割機，建筑施工升降機可達30層樓高。 2.7.3絲杠傳動 1.普通梯形絲杠可以自鎖，這是最大優(yōu)點，但是傳動效率低下，比上述二者低許多，所以不適合高速往返傳動。缺點是時間久了傳動間隙大，回程精度差，用在垂直傳動較合適。 2.滾珠絲杠不能自鎖，傳動效率高，精度高，噪音低，適合高

26、速往返傳動，但是水平傳動時跨距大了要考慮極限轉(zhuǎn)速和自重下垂變形，所以傳動長度不可太大，要么改用絲母旋轉(zhuǎn)絲杠不動，但還是不能太長，要么就用齒輪齒條。 2.7.4渦輪蝸桿傳動 1.實現(xiàn)大傳動比 2.傳動平穩(wěn)、噪聲低 3.可實現(xiàn)自鎖 4.結(jié)構(gòu)緊湊 5.渦輪蝸桿傳動最主要的特點就是具有反向自鎖的功能，而且相比其它傳動具有較大的速比，渦輪蝸桿的輸入、輸出軸不在同一軸線上，甚至不在同一個平面上 2.8各軸確定 分 工 能 解 分 功 能 1 2 3 4 5 A導向 滑動導軌 滾動導軌 液體靜壓導軌 氣體靜壓導軌 B傳動

27、齒形帶傳動 齒輪齒條傳動 齒輪傳動 絲杠傳動 渦輪蝸桿傳動 C驅(qū)動 步進電機 交流伺服機 直流伺服機 直線電機 滾動機 1.X軸部件的確定 滾珠絲杠不能自鎖，傳動效率高，精度高，噪音低，適合高速往返傳動，但是水平傳動時跨距大了要考慮極限轉(zhuǎn)速和自重下垂變形，所以傳動長度不可太大；因為X軸工作臺往返工作距離較長，故排除以絲杠作為傳動對象，也可以通過步進電機以及齒輪齒條實現(xiàn)承片臺的往復直線運動。由于齒輪齒條，承載力大，傳動精度較高，可達0.1mm，可無限長度對接延續(xù)，傳動速度可以很高。因而最終確定X軸由步進電機帶動齒輪齒條使工作臺沿X軸向滾動導軌進行往復直線運動。滾動導軌主要

28、用于直線導軌的結(jié)構(gòu)中，它具有較高的制造精度和定位精度。由于鋼球在裝配時有預加負荷，所以它有很高的剛度，在15M每分鐘的速度下往復運行1200KM后，鋼球的磨損量僅為0.001mm.所以X軸采用滾動導軌來實現(xiàn)工作臺的運動. 2.Y軸部件的確定 直流伺服電機精確的速度控制,轉(zhuǎn)矩速度特性很硬,原理簡單。用滾珠絲杠來傳動，可獲得高達97%的傳動效率，從而使驅(qū)動扭矩降低到1/3以下，滾珠絲杠螺母副采用雙螺母結(jié)構(gòu)，并采用墊片消除絲杠與螺母之間的間隙，雙螺母安裝在螺母座上，并通過與工作臺連接驅(qū)動工作臺運動.采用燕尾型導軌，絲杠位于兩導軌之間，滑座與床身之間采用矩形導軌。 3.Z軸部件的確定

29、 滾珠絲杠的傳動效率高，且Z軸定位精度<0.006mm，但由于滾珠絲杠沒有自鎖能力，為了保證主軸箱能夠停止在所需要的位置上，在電動機上加有制動裝置。當電動機停轉(zhuǎn)時，切斷電磁線圈的電流，由彈簧壓緊摩擦片使其制動。滾動導軌定位精度高，一般滾動導軌的重復定位誤差約為0.1～0.2μm，而滑動導軌的定位誤差一般為10～20μm。因此，由于要求z軸運動精確且微量，且滾動導軌對臟物及導軌面的誤差比較敏感，故采用滾動導軌，用十字滑塊聯(lián)軸器與直流伺服相連。 2.9機械傳動系統(tǒng)如下述 X軸通過步進電機帶動齒輪齒條運動，從而使工作臺橫向往復運動，Y軸由直流伺服電機通過十字滑塊聯(lián)軸器與絲杠相連，滾珠絲杠螺

30、母副采用雙螺母結(jié)構(gòu)，并采用墊片消除絲杠與螺母之間的間隙，雙螺母安裝在螺母座上，并通過與工作臺連接驅(qū)動工作臺運動.采用燕尾型導軌，絲杠位于兩導軌之間，滑座與床身之間采用矩形導軌。Z軸電動機上加有制動裝置，采用直流伺服電動機，實現(xiàn)砂輪架的進給運動。 三．重點及難點，前期已開展工作 3.1重點及難點內(nèi)容： （1）磨床總體布局中各部件尺寸的確定； （2）傳動系統(tǒng)的設(shè)計； （3）動力系統(tǒng)的選取及確定； 3.2前期已開展的工作： a.調(diào)研、查閱相關(guān)資料、書籍及文獻，了解臥式平面磨床方面的相關(guān)知識，并理解其原理； b.通過和老師同學的交流，準備開題報告的內(nèi)容，并初步開始著手進行設(shè)計。 四、

31、完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫）： (1)1-3周：調(diào)研，通過查閱相關(guān)文獻和刊物，了解平面磨床機械傳動裝置及工作原理，完成開題報告。 (2)4-5周：完成原理方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，確定擬實施的方案，完成英文資料翻譯。 (3)6-13周：對平面磨床進行傳動裝置等機械參數(shù)初步設(shè)計，并完成相關(guān)的計算；完成平面磨床進行傳動裝置等機械參數(shù)進行具體設(shè)計；完成中期報告。

32、 (4)14-18周：完成設(shè)計圖紙，寫出畢業(yè)論文，準備答辯。 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日 所在系審查意見：

33、 系主管領(lǐng)導： 年 月 日 參考文獻 [1] 曾志新，呂明.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)在[M].武漢：武漢理工大學出版社. [2] 何偉主編,數(shù)控機床原理及應用 .機械工業(yè)出版社. [3] 孫桓，陳作模.機械原理[M].北京：高等教育出版社. [4] 李伯民，趙波主編.現(xiàn)代磨削技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社. [5] 濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社. [6] 金屬切削機床設(shè)計手冊，北京：機械工業(yè)出版社. [7] 成大先.機械設(shè)計圖冊[M].北京：化學工業(yè)出版社. [8] 馮辛安，黃玉美.機械制造裝備設(shè)

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