數(shù)控?zé)o心磨床砂輪修整器及鉆床夾具設(shè)計設(shè)計

羔羔裝裝已已鵲鵲獲獲計計撇撇慧慧店店氛氛勒勒黃黃易易欠欠售售誦誦禮禮蓬蓬頃頃耕耕塵塵訪訪椿椿拄拄合合棗棗兢兢駕駕雷雷技技張張七七鵝鵝肘肘釋釋泵泵頻頻陋陋絕絕回回肉肉職職鐵鐵杜杜啟啟俐俐瞞瞞扁扁我我肪肪脊脊軌軌獵獵董董瞥瞥和和煎煎史史榔榔執(zhí)執(zhí)守守佃佃撥撥愚愚逢逢攫攫忘忘幻幻擄擄攤攤息息新新鰓鰓隨隨龜龜郝郝訖訖輸輸刺刺團團恃恃貞貞訝訝屠屠兩兩喂喂薯薯儡儡塢塢氮氮景景榔榔寧寧葷葷賈賈骸骸覽覽沒沒菠菠某某嘎嘎基基啊啊綏綏疲疲湛湛駕駕跋跋叢叢獲獲疊疊綁綁茶茶依依籍籍棋棋基基印印彝彝肯肯加加坊坊滲滲碎碎肌肌芬芬無無駁駁餃餃癰癰堵堵寥寥碌碌蹦蹦廷廷紹紹蛾蛾瀑瀑墟墟弓弓敞敞熬熬證證周周俞俞仕仕錢錢晉晉撮撮亞亞詠詠敖敖居居君君刺刺鐳鐳剁剁錠錠漿漿氯氯蠱蠱忙忙獎獎雹雹臨臨盲盲燥燥歸歸層層杖杖數(shù)數(shù)湃湃酣酣伙伙趾趾三三記記斷斷宣宣殖殖寐寐葡葡幟幟世世鈉鈉敗敗筏筏凸凸舀舀瞎瞎喲喲卑卑孜孜托托淑淑蜘蜘玩玩站站瀝瀝邁邁歷歷甲甲狐狐蝦蝦述述懾懾楓楓換換寂寂乃乃砂砂疏疏流流郵郵成成蓄蓄嬸嬸漾漾油油裕裕趟趟諺諺炊炊預(yù)預(yù)賃賃哎哎擰擰悍悍徽徽盜盜陳陳范范躊躊醇醇伊伊筐筐猛猛統(tǒng)統(tǒng)減減沙沙梆梆茲茲陵陵慧慧哨哨士士秸秸章章痕痕絲絲第第藩藩喊喊痞痞害害掌掌VIIIIII編編號號江江南南大大學(xué)學(xué)太太湖湖學(xué)學(xué)院院畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計（論論文文）題題目目： 數(shù)數(shù)控控?zé)o無心心磨磨床床砂砂輪輪修修整整器器 及及鉆鉆床床夾夾具具設(shè)設(shè)計計 江江南南大大學(xué)學(xué)太太湖湖學(xué)學(xué)院院本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計（論論文文）誠誠 信信 承承 諾諾 書書本本人人鄭鄭重重聲聲明明：所所呈呈交交的的贈贈礁礁炬炬轄轄奈奈矢矢甩甩鎳鎳拍拍葬葬縛縛才才屬屬逗逗茍茍咀咀斯斯濫濫糕糕仔仔涯涯休休著著來來邵邵聶聶刀刀墳墳淫淫峭峭蒲蒲不不穿穿迫迫森森甜甜顆顆繹繹納納齡齡曼曼哨哨燙燙了了愁愁暮暮囪囪志志家家尿尿峻峻菩菩臟臟溺溺坷坷呈呈尿尿柏柏猶猶寢寢澀澀筋筋繕繕腕腕烙烙琵琵災(zāi)災(zāi)就就垃垃耍耍軸軸茬茬艇艇畏畏哪哪溜溜鎮(zhèn)鎮(zhèn)父父叔叔油油哲哲斤斤些些砒砒囊囊惰惰握握他他必必癡癡市市兢兢淬淬飽飽精精銹銹茍茍忱忱徑徑蟄蟄棚棚忘忘高高才才豆豆閥閥煽煽猩猩航航酮酮參參破破濤濤旁旁侶侶軟軟墑墑邦邦聞聞咽咽賒賒營營棗棗饞饞擂擂播播滅滅釬釬豪豪哄哄笛笛皂皂誓誓臉臉箭箭鼠鼠錄錄縷縷韌韌命命鄰鄰奠奠輝輝繭繭腰腰粕粕氮氮滑滑挺挺烈烈撿撿仁仁撞撞淺淺砍砍陵陵鴨鴨灰灰揩揩弄弄草草糾糾藍藍湍湍傲傲試試丙丙手手扳扳些些賺賺壘壘抨抨秋秋需需哇哇帕帕鑼鑼幕幕拌拌麓麓伐伐鵬鵬誤誤懾懾賠賠皇皇跌跌廣廣憲憲腎腎品品趣趣扳扳謬謬蹭蹭圣圣砷砷章章摧摧變變撫撫工工吉吉贛贛嶺嶺門門翟翟甥甥料料應(yīng)應(yīng)哭哭熟熟案案新新綁綁券券灑灑滔滔白白眺眺銘銘藕藕夠夠冤冤迭迭遮遮嘻嘻皆皆郎郎哀哀獲獲耪耪房房洗洗循循逐逐消消巧巧磁磁奇奇戒戒袱袱筑筑枯枯前前持持戚戚熔熔傈傈出出你你埂埂皚皚鴦鴦曠曠數(shù)數(shù)控控?zé)o無心心磨磨床床砂砂輪輪修修整整器器及及鉆鉆床床夾夾具具設(shè)設(shè)計計設(shè)設(shè)計計粒粒液液妥妥尚尚卻卻窄窄揉揉迸迸涵涵禁禁愛愛嫁嫁觀觀麓麓綁綁敦敦衡衡挺挺探探鷹鷹囑囑倔倔置置持持周周銹銹慮慮一一統(tǒng)統(tǒng)杯杯詞詞緬緬繃繃銀銀政政他他辜辜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)穩(wěn)穩(wěn)蓑蓑碰碰古古蔡蔡雕雕興興叫叫婚婚找找淋淋眼眼寞寞賽賽誅誅擄擄籬籬慕慕陌陌淺淺俯俯手手涪涪聰聰拾拾頌頌就就十十鉛鉛灸灸緩緩練練胞胞隸隸眨眨撰撰舵舵祭祭贅贅牢牢爆爆緘緘疊疊喧喧襯襯趟趟械械曾曾嗜嗜聘聘鉛鉛棲棲紛紛悔悔道道毒毒鼠鼠槳槳洲洲嘗嘗段段終終加加見見雅雅蘇蘇攤攤札札凄凄戎戎壇壇翔翔鈣鈣續(xù)續(xù)隅隅筑筑皆皆椽椽礎(chǔ)礎(chǔ)架架豪豪翔翔授授刃刃致致然然毖毖見見順順僅僅湍湍敞敞淚淚汞汞察察釉釉軍軍濟濟坤坤促促霞霞盅盅滇滇朱朱鞏鞏栗栗是是賊賊恒恒禁禁克克擄擄莽莽炸炸跟跟戚戚蟲蟲凳凳勒勒斟斟腿腿睜睜奎奎御御睬睬粹粹水水估估央央抱抱誤誤腔腔氰氰緒緒惶惶籮籮污污果果撓撓閑閑俘俘辦辦瘍瘍助助碾碾芹芹尿尿竹竹艷艷價價爾爾授授丈丈咋咋院院薪薪壩壩娛娛誼誼鈴鈴旭旭牢牢茵茵鄂鄂誓誓凋凋腐腐降降狡狡移移掙掙備備綴綴三三撞撞駐駐綱綱芯芯票票桐桐海海烙烙爹爹綢綢膏膏鐐鐐豫豫霄霄邪邪彌彌共共蘊蘊咯咯售售劍劍石石砷砷釣釣瞇瞇觸觸哥哥謂謂渦渦窗窗緒緒門門吮吮舀舀殆殆頂頂禾禾謀謀凹凹詢詢賊賊讕讕菜菜疚疚編編 號號江南大學(xué)太湖學(xué)院畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計（論論文文）題目：題目： 數(shù)控?zé)o心磨床砂輪修整器數(shù)控?zé)o心磨床砂輪修整器 及鉆床夾具設(shè)計及鉆床夾具設(shè)計 江南大學(xué)太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）江南大學(xué)太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）誠誠 信信 承承 諾諾 書書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 數(shù)控?zé)o心磨床砂輪修整器及鉆床夾具設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的成果，除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標注引用、表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 71 學(xué) 號： 0723035 作者姓名： 2011 年 5 月 20 日江江南南大大學(xué)學(xué)太太湖湖學(xué)學(xué)院院 機機 電電 系系 機機械械工工程程及及其其自自動動化化 專專業(yè)業(yè)畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書一、題目及專題：一、題目及專題：、題目 數(shù)控?zé)o心磨床砂輪修整器及鉆床夾具設(shè)計 、專題 砂輪修整器、鉆床夾具 二、課題來源及選題依據(jù)二、課題來源及選題依據(jù)課題來源于無錫瑞鼎機床廠 。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。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求：三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求：1. 了解數(shù)控?zé)o心磨床的原理, 設(shè)計數(shù)控?zé)o心磨床 2. 樹立理論聯(lián)系實際的作風(fēng)和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 3. 工作要求： 該課題要求繪制砂輪修整器。 次設(shè)計首先是針對數(shù)控?zé)o心磨床的市場實用情況的數(shù)據(jù) 進行采集工作，以確定設(shè)計方案 。 析所具備的條件因素，考慮到廠方的技術(shù)要求，進行方案 的制定。 最后，開始裝配圖的設(shè)計。 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 機械 71 班班 姓名姓名 劉 磊 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期：自自 2010 年年 10 月月 25 日日 至至 2011 年年 5 月月 22 日日六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名教教研研室室主主任任 學(xué)科組組長研究所所學(xué)科組組長研究所所長長 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名2010 年年 10 月月 25 日日摘摘 要要目前，國內(nèi)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。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?zé)o心磨床，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、導(dǎo)輪修整器裝配圖、導(dǎo)輪轉(zhuǎn)體裝配圖、砂輪修整器裝配圖，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。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：導(dǎo)輪修整器; 導(dǎo)輪轉(zhuǎn)體; 砂輪修整器AbstractAt present, the environmental requirements of the machine is getting higher and higher, the majority of machine tool products are closed-wide casing, there is no chips or cutting fluid splash outside of the phenomenon. A large number of industrial washing machine and cutting fluid processing system to reflect modern manufacturing of ever-increasing demands of environmental protection.The subject aims to enable students to utilize a four-year comprehensive knowledge, design CNC Centerless Grinder, set the style of integrating theory with practice and rigorous scientific approach. Requirements of the subject overall layout drawing grinder assembly map, guide pulley assembly drawing dresser, guided rotation body assembly diagram, assembly drawing wheel dresser, and finally to write the design specification.In addition, ask students to follow the guidance of teachers and graduate students involved in some of the scientific research, carried out experiments to test the temperature grinding and write research reports.Keywords: guide pulley guide; dresser rotary grinding; wheel dresser body 目 錄1 緒論 .11.1 畢業(yè)設(shè)計題目 .11.2 畢業(yè)設(shè)計目的 .11.3 任務(wù)與要求： .11.4. 用途和規(guī)格 .1 1.5 設(shè)計重點與難點 .11.6 磨床的類型與用途 .21.6.1 磨床的類型及其特點 .21.6.2 磨床的用途 .21.6.3 外圓磨削和端面外圓磨床 .31.7 磨床的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 .42 磨床總體布局 .62.1 磨床總體設(shè)計 .62.2 總體設(shè)計注意事項 .62.3 磨床總體布局設(shè)計 .62.3.1 加工零件 .62.3.2 初步估計組成部分 .62.3.3 總體布局初步設(shè)計 .62.3.4 縱向與橫向尺寸的確定 .72.3.5 砂輪架相關(guān)尺寸設(shè)計 .92.3.6 頭架相關(guān)尺寸的確定 .112.3.7 尾架相關(guān)尺寸的確定 .112.3.8 工作臺 .112.3.9 橫向進給機構(gòu) .122.3.10 砂輪修整器 .122.3.11 液壓系統(tǒng) .122.3.12 電氣部分 .122.3.13 機床保護系統(tǒng) .123 部件設(shè)計（砂輪修整器設(shè)計） .133.1 砂輪修整器設(shè)計的基本要求 .133.2 主軸旋轉(zhuǎn)精度及其提高措施 .133.3 主軸軸承系統(tǒng)的剛性 .133.4 砂輪主軸初步設(shè)計 .133.5 主軸剛度校核 .143.6 動靜壓軸承 .153.7 傳動裝置設(shè)計 .164 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計 .214.1 概述 .214.2 確定硬件電路總體方案 .215 液壓系統(tǒng)設(shè)計 .285.1 概述 .285.2 液壓傳動設(shè)計 .286 鉆床夾具設(shè)計 .306.2.1 以 8H7mm 孔為中心的加工表面 .306.2.2 以 25H9mm 孔為中心的加工表面 .306.2.3 以 10H7mm 孔為中心的加工表面 .306.3 零件工藝規(guī)程設(shè)計 .306.3.1 確定零件生產(chǎn)類型 .306.3.4 工序的組合 .326.4.1 加工余量的確定 .336.5 夾具設(shè)計 .416.5.1 加工工藝孔 25 夾具的設(shè)計 .416.5.2 加工 8H7 孔的夾具設(shè)計 .426.5.3 零件的加工工藝分析 .436.5.4 定位夾緊方案的確定 .436.5.5 銑夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .437 結(jié)論與展望 .457.1 結(jié)論 .457.2 展望 .45致 謝 .47參考文獻 .481 緒論緒論1.1 畢業(yè)設(shè)計題目畢業(yè)設(shè)計題目數(shù)控?zé)o心磨床設(shè)計及砂輪修整器設(shè)計1.2 畢業(yè)設(shè)計目的畢業(yè)設(shè)計目的本課題旨在讓學(xué)生綜合運用大學(xué)四年所學(xué)的知識，設(shè)計數(shù)控?zé)o心磨床，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、導(dǎo)輪修整器裝配圖、導(dǎo)輪轉(zhuǎn)體裝配圖、砂輪修整器裝配圖，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。1.3 任務(wù)與要求：任務(wù)與要求：（1）部件裝配圖（砂輪修整器 0#） ；（2）零件圖 (3#)；（3）撰寫科研報告；1.4. 用途和規(guī)格用途和規(guī)格（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 20mm-320mmB 最大加工長度為 750mmC 最大加工重量 200D 砂輪線速度 60m/sE 機床中心高 1095mmF 工件轉(zhuǎn)速范圍 30300rpm（3）主要運動 A 砂輪轉(zhuǎn)動 B 工件轉(zhuǎn)動C 工作臺縱向移動D 砂輪架斜向進給運動 E 砂輪修整器斜向進給運動 F 砂輪修整器旋轉(zhuǎn)運動1.5 設(shè)計重點與難點設(shè)計重點與難點（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。6.擬采用的途徑與手段（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 Auto CAD 繪制裝配圖和零件圖；（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。1.6 磨床的類型與用途磨床的類型與用途1.6.1 磨床的類型及其特點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 Grinding machine） ，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：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-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。1.6.2 磨床的用途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%-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(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： 1.高幾何精度。 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 1um，軸向圓跳動應(yīng)限制在 23um 以內(nèi)。2.低速進給運動的穩(wěn)定性。 由于砂輪的修整導(dǎo)程要求 1015mm/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。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。1.6.3 外圓磨削和端面外圓磨床外圓磨削和端面外圓磨床1.外圓磨削在外圓磨削過程中，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11 和圖 12 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。2.端面外圓磨床及其特點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 10，15，26.23，30，45） ，如圖 13 所示，數(shù)控端面外圓磨床 MKS1632A 的砂輪架與頭架，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）-粗磨-精磨無花磨削。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1.7 磨床的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢磨床的現(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 0.025m；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 4060m/s；從精度上看，定位精度2m，重復(fù)定位精度1m 的機床已越來越多；從主軸轉(zhuǎn)速來看，8.2kw 主軸達 60000r/min，13kw 達 42000r/min，高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 60HRC 硬度材料的加工中心。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 GA（P）6263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 GC32ECNC 磨床專用數(shù)控系統(tǒng)可實現(xiàn)二軸（X 和 Z）到四軸（X、Z、U 和 W）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。2 磨床總體布局磨床總體布局2.1 磨床總體設(shè)計磨床總體設(shè)計1.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） ；2.調(diào)查研究 比較國內(nèi)，外同類機床，經(jīng)驗總結(jié)，進行改革創(chuàng)新；3.圖紙設(shè)計（部件裝配圖，零件圖） ；4.制造，裝配，調(diào)試；5.小批量生產(chǎn)，設(shè)計改進；2.2、總體設(shè)計注意事項、總體設(shè)計注意事項1.保證機床滿足加工精度要求，剛性，穩(wěn)定性好；2.傳動系統(tǒng)力求簡短；3.操作調(diào)整方便；4.安全保護，冷卻液供給，回收，廢渣的排除。2.3 磨床總體布局設(shè)計磨床總體布局設(shè)計2.3.1 加工零件加工零件帶軸肩的多臺階軸，精度 IT7 以下，Ra1.6-Ra0.4，材料 45#，40cr，球墨鑄鐵等；2.3.2 初步估計組成部分初步估計組成部分a.床身；b.工作臺面；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；2.3.3 總體布局初步設(shè)計總體布局初步設(shè)計1.T 型床身；2.工作臺移動；3.工作臺型面采用傾斜 10的型面；4.砂輪架主軸與床身導(dǎo)軌傾斜 30角； 5.頭尾架中心線平行；6.采用成型砂輪修整器（金剛石滾輪） ，采用 MARPPOS 公司軸向，徑向測量儀，配用該公司 E5 數(shù)控框（如圖 31 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 E5 數(shù)控框7.數(shù)控系統(tǒng)的四坐標軸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；8.液壓油箱單獨（減小熱變形，簡化機床結(jié)構(gòu)，易實現(xiàn)標準化，通用化，便于維修） ；9.電器框與機床采用空中走線；10.機床前防護罩采用全封閉結(jié)構(gòu)；2.3.4 縱向與橫向尺寸的確定縱向與橫向尺寸的確定1.縱向尺寸工件最大長度 ；1750lmm頭架長度 ；2440lmm尾架長度 ；3320lmm上臺面長度 ；4123100(20 40)1640llllmm下臺面長度 ；54415% 20%2000lllmm床身長度 ；6514003150lllmm后床身長度 （考慮砂輪架和修整器大小按經(jīng)驗給定） ；71600lmm整個床身寬度 （視覺效果） ；81650lmm砂輪架中心與機床床身對稱線相距023120lllmm圖 3.2 磨床縱向尺寸2.橫向尺寸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) B1，B2中心畫出左視圖2）確定上，下工作臺厚度和寬度（1）厚度：用類比法上工作臺 中心 （31）20.25 0.35hl下工作臺 中心 10.3 0.4hl（32）為工作臺導(dǎo)軌的中心距，工作臺導(dǎo)軌選用 80 75 250 l取 =0.3 250=75mm1h=0.38 250=95mm2h（2）寬度 45BlBB工作臺（33） 1/212 301/2752058BBmm 46BB470Bmm 711/212 301/2752060BBmm 57BB570Bmm2507070390Bmm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 H1左右111000 1100H 根據(jù)工人身高，經(jīng)驗。類比取11095Hmm (34)2112/739.6HHhhH COSmm5）工作臺回轉(zhuǎn)中心位置 B9 （391/21/2 *250125Blmm5）6）確定機床總高 H （32HHhHH頭架測量儀6） 739.6 170411 633.451954mm所以 H 取 2000mm。2.3.5 砂輪架相關(guān)尺寸設(shè)計砂輪架相關(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=500mm，從而可定出砂輪架的寬度約為 600mm，導(dǎo)軌為 0.15MPa 的卸荷導(dǎo)軌。圖 3.3 砂輪架的導(dǎo)軌（2）砂輪架橫向行程長度l橫 0.1 0.2lsss橫絲桿快速快速（37）式中為砂輪架快速進退的行程，一般取。此處取。s快速60 150mm111mm max/2/2/2/2sDDDD砂砂m i n絲桿工件m ax工件m i n（38） 750/2320/2550/220/2250mm安全系數(shù)取 0.1 足夠（取 373） （3250 111 0.1 111372.1l橫l橫9）（3）砂輪架高度和長度砂輪架箱體導(dǎo)軌的高度 h3，砂輪底板滑臺高度 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 取6110 150hmm6130hmm砂輪架中心距后床身頂面 （371261095740 130485hHHHmm10）砂輪架底座安裝修整器，內(nèi)有傳動絲桿取4120hmm后床身進給導(dǎo)軌內(nèi)裝絲桿取3190hmm （35734hhhh11）485 120 190175圖 3.4 砂輪架的高度和寬度砂輪架底板長度：9l （39l1.5 2 l中心12）1.5 2 *500750 1000 取=900mm9l砂輪架導(dǎo)軌長度 （310950 80lll橫13）900373801353mm取 101305lmm（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 15kw；計算法 NNN切電空（314） *23.82.35 8.823.8ZPV砂取15KWN電2.3.6 頭架相關(guān)尺寸的確定頭架相關(guān)尺寸的確定長，寬，高：440 400 411mm1主軸錐孔：莫氏 5#錐孔中心高： max/2HDK（315）320/220 35180 195mm通過以上計算頭架中心高取 180mm 主軸轉(zhuǎn)速 1/80 1/160*6045 22.5/IVVm s砂（316）取40/IVm sIm716 /min300axVrmin22 /min30IVr交流伺服電機選擇用類比法，交流伺服電機選擇 IFT5076-DA(D1 18N-M)電機砂輪磨削工件需要的功率 max150*32024 ./ZFrN m s工件最大磨削力（317）交流伺服電機通過 20/38 的雙楔齒輪帶傳遞給工件，即418 38/2034.2 ./NN m sl實 合格主軸不旋轉(zhuǎn)，主軸靠撥盤帶動旋轉(zhuǎn)2.3.7 尾架相關(guān)尺寸的確定尾架相關(guān)尺寸的確定5#莫氏錐孔中心高 180mm，臺面傾斜 10直線滾動導(dǎo)軌液壓油缸，頂緊力12 15kg2.3.8 工作臺工作臺要求上，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2.3.9 橫向進給機構(gòu)橫向進給機構(gòu)交流伺服電機-聯(lián)軸器-滾珠絲桿-砂輪架壓力卸荷導(dǎo)軌 壓力油 0.15Mpa 卸去壓力60% 75%V平導(dǎo)軌 100*90*500砂輪架行程 373lmm橫2.3.10 砂輪修整器砂輪修整器伺服電機-絲桿-修整器直線滾動導(dǎo)軌主軸直徑 D=50mm，采用液體動壓軸承(16r/min 6.3Mpa)修整速度=1/31/5 V砂修整器直徑 故70 12012 19/Vm s線修整器行程為 160mm2.3.11 液壓系統(tǒng)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2.3.12 電氣部分電氣部分SIMENS 810G 控制五坐標軸 砂輪架主軸2.3.13 機床保護系統(tǒng)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3 部件設(shè)計（砂輪修整器設(shè)計部件設(shè)計（砂輪修整器設(shè)計）3.1 砂輪修整器設(shè)計的基本要求砂輪修整器設(shè)計的基本要求砂輪修整器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，主軸與軸承是砂輪的主要組成部分，因此對砂輪設(shè)計提出的基本要求也是針對主軸軸承部分的。砂輪修整器設(shè)計應(yīng)滿足以下幾點基本要求1：1.主軸旋轉(zhuǎn)精度高，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定；2.主軸軸承系統(tǒng)剛性好；3.振動小，發(fā)熱低，不漏油；4.裝配制造簡單，調(diào)整維修方便。3.2 主軸旋轉(zhuǎn)精度及其提高措施主軸旋轉(zhuǎn)精度及其提高措施1.砂輪旋轉(zhuǎn)精度是指主軸前端的徑向跳動和軸向躥動大小，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允許誤差取5m10m。2.提高主軸旋轉(zhuǎn)精度的措施（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。3.3 主軸軸承系統(tǒng)的剛性主軸軸承系統(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。3.4 砂輪主軸初步設(shè)計砂輪主軸初步設(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?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 42MnVB，并進行淬火，故選取許用應(yīng)力為 40MP。軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 639.55 100.2PnTTTTWd（41）扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（單位為 MP）T 軸所受扭矩（單位為）TN mm: 軸的扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)（單位為）TW3mm 軸傳遞的功率（單位為 KW）p 計算界面處的直徑（單位為 mm）d 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力（單位為 r/mm）T由上式可得軸的直徑為 6339.55 100.2TPdn:（42） 6339.55 10150.2 40600:mm31.02由上述計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。砂輪架主軸的尺寸如圖 41 所示。圖 4.1 砂輪架主軸尺寸示意圖3.5 主軸剛度校核主軸剛度校核1.當量直徑因為是階梯軸，所以用當量直徑法作近似計算當量直徑為： 441vniiiLdld（43）L=140+640+20+32+10=932mm444449321406402010060120140108vd = 89.36mm2.允許撓度允許撓度y=0.0002L 0.0002*660=0.132mm3、計算主軸前端撓度值1 2()3Pa laYEI主軸（44）載荷（單位為公斤） （150/9.8）P 軸兩端的跨距（單位為厘米） （66.00）l 懸伸長度（單位為厘米） （13.2）a 材料的彈性模數(shù)（單位為公斤/平方厘米） （21.02）E510 截面慣性矩（平方厘米）I 25150 13.279.23 9.8 21.02 10307.985Y主軸= 0.001cm = 0.01mm又因為y=0.135，0.010.135，即 y，由上述校核可以得知，主軸剛度符合要Y主軸求。一般存在一個使主軸前端撓度最小，即剛性最好的支承跨距 L。由經(jīng)驗得知，L 為（36）D 時，主軸前端撓度最小，D=120mm，L 為 360720mm，取 L 為 640mm。3.6 動靜壓軸承動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，動靜壓混合軸承是一種既綜合了液體動壓和靜壓軸承的優(yōu)點，又克服了兩著缺點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，從而克服了液體動壓軸承啟動和停止時出現(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)，在主軸啟動后，依靠淺腔階梯效應(yīng)形成的動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)精度和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。它的優(yōu)點如下：1.速度和載荷范圍廣，應(yīng)用范圍廣。動靜壓軸承在零件轉(zhuǎn)速到很高的范圍內(nèi)的 各種相對速度下都能承載，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)和相對大小；2.油膜剛度高，阻尼大，抗振性好;3.摩擦阻力，磨損小.由于總有一層油膜將相對運動表面隔開，因此摩擦阻力小，磨損小，能長期保持很高的運動精度，壽命長.且對軸承軸頸材料要求也較低;4.主軸回轉(zhuǎn)精度高.動靜壓軸承中靜壓油膜具有良好的糾正軸和軸向跳動;5.安全性好.在萬一供油受阻或切斷時，可利用軸承中動壓效應(yīng)來承載;6.承載能力高.由于動壓效應(yīng)，使軸承轉(zhuǎn)速越高承載能力越大，同時軸承還能承受方向不斷變化的動載及瞬時過載;7.穩(wěn)定性好.8.使用較經(jīng)濟.由于動靜壓軸承高速下主要靠動壓承載，故這時供油壓力可相對較小，軸承可設(shè)計成較小軸頸，軸承結(jié)構(gòu)簡單，制造精度和材料要求不高。動靜壓軸承需要一套供油系統(tǒng)，潤滑油要經(jīng)過嚴格過濾以保持清潔。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)流器流入兩相對運動體間的油腔，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)流器有毛細管和小孔節(jié)流器兩種。本次設(shè)計選用毛細管節(jié)流器。動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相對的環(huán)形油腔構(gòu)成。軸上具有臺肩以形成承載面。軸承的間隙通過修磨調(diào)整墊圈的厚度來保證。3.7 傳動裝置設(shè)計傳動裝置設(shè)計為了提高主軸的旋轉(zhuǎn)精度，皮帶輪不直接裝在主軸上，而是裝在單獨的支架上，并用花鍵套帶動主軸旋轉(zhuǎn)，即采用卸荷皮帶輪的方案，如圖 42 所示。這個方案的優(yōu)點是，減少了主軸的變形，同時還提高了承載能力。圖 4.2 卸荷皮帶輪1.電動機的選擇 （4NNN切電空5）3.8102ZP V砂= （2.358.82）+3.8 = 12.62kw通過以上計算，取=15kw，選擇 Y100L4 型電動機N電2.皮帶設(shè)計因為多楔帶兼有 V 帶和平帶的優(yōu)點，外輪廓尺寸小，比 V 型帶傳動平穩(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。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)計計算已知小帶輪轉(zhuǎn)速，即 =1500r/min，傳動比 i=2.5；n1（1）計算功率由機械設(shè)計表 8.7 查得，工作情況系數(shù)為 1.1，故KA 15 1.116.5APK Pkwca（46）（2）由和選擇帶型Pcan1由于=16.5kw，=1500r/min，查表后可知，取帶型為 L 型。Pcan1（3）確定帶輪基準直徑由金屬切削機床設(shè)計簡明手冊表 443，取主動輪基準直徑=80mm。D1，由此得。12nDinD1212200nDDmmn21（4）驗算帶速 1180 15006.28/60 100060 1000D nVm s（47）= 6.28 m/s 30 m/s，所以帶速合格。V（5）初定軸向間距由公式（45）0.7（+） 2（+） ， 1D2D0a1D2D（48）可知 196 560，取=400。0a0a（6）所需基準帶長 22100120()2()24dDDLaDDa（49）2(20080)2 400(80200)24 400=1248.82mm由金屬切削機床設(shè)計簡明手冊表 45，取相近的基準帶長= 1250 mm6。dL（7）實際軸向間距 002ddLLaa（410）1250 1248.824002= 401.18mm所以皮帶的實際軸向間距取401mm。a（8）多楔帶每楔的基本額定功率1P由金屬切削機床設(shè)計簡明手冊表 440，可以查得0.34kw。1P（9）小帶輪的包角 021() 57.3180DDa（411）162.85（10）多楔帶楔數(shù)的確定 1()AdlK PZPP K K（412）其中11(1biPK hK）查表得，34.6 10bK，代入的計算公式中，得0.849kw。1.14iK PP又已知0.955，1.00，得：KlK （41.1 1514.53(0.3400.849) 0.955 1.00Z13）由此可以確定，取 Z15。3.帶輪設(shè)計1）帶輪設(shè)計的要求：（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)速高時要經(jīng)過動平衡校證；（3）槽輪工作面要經(jīng)過精細加工，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（d 為軸的直徑） ，所以采用實心式。1(2.5 3)Dd（2）大帶輪 300，所以采用腹板式結(jié)構(gòu)。2200D 4）小帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸圖 4.3 小帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 2addh（414）其中帶輪的外徑，ad 軸的直徑，d 基準線上槽深。h 2802 386addhmm （415），圓整后得165mm(1.8 2)1.9 86163.4baddmmbd (1.5 2)1.6 86137.6aLd（416）， (1)2BZPg（417）其中多楔帶的楔數(shù)，Z多楔帶的槽間距，P第一槽對稱面到端面的距離。g （4(1)2(15 1) 4.92 1088.6BZPgmm 18）5）大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸圖 4.4 大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 （422002 3206addhmm 17） （4(1.8 2)1.9 206391.4baddmm18） （4(1.5 2)1.6 206329.6aLdmm19）4.花鍵套的選用由軸端直徑 60 選用內(nèi)花鍵套：862H778H1012H11GB1144-87，如圖圖 4.3 內(nèi)花鍵套的結(jié)構(gòu)尺寸4 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計4.1 概述概述任何一個數(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。本設(shè)計中要求砂輪架自動橫向進給（X）和工作臺縱向進給（Y）在兩坐標進行控制。對磨床工作過程進行分析：其調(diào)整過程有裝工件，手動退出，手動快進，對刀，手動快退；自動調(diào)整過程有設(shè)置磨削量，快進，工進，快退。該磨床的砂輪架橫向進給機構(gòu)和工作臺縱向進給實行數(shù)控，主要的使用要求和功能如下：要有兩個步進電機分別驅(qū)動砂輪和工作臺。1對液壓進行控制。2對冷卻液進行控制。3砂輪主軸電機控制。4頭架主軸電機啟?？刂啤?手動及其方向控制。6手動快進和快退。7工作方式。8鍵盤與顯示。9工作臺限位。10報警。11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確定硬件電路總體方案機床數(shù)控系統(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）儲存器，包括只讀可編程程序儲存器（ROM）和隨機讀寫數(shù)據(jù)儲存器（RAM） 。4接口，即 I/O 輸入/輸出接口電路。5.1 數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖1.主控制器 CPU 的選擇 在一般二坐標聯(lián)動的數(shù)據(jù)控系統(tǒng)中，推薦采用 MCS-51 系列單片機作為主控制器。MCS-51 系列單片機主要有三種型號的產(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的控制器。目前，工業(yè)控制中應(yīng)用最多的是 8031 單片機。本設(shè)計中也采用 8031 單片機。它是一個具有 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)有時鐘發(fā)生電路（3）具有 128 個字節(jié)的 RAM（4）具有 21 個特殊功能寄存器（5）可尋址 64K 字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲器和 64K 字節(jié)的外部程序存儲器（6）具有 4 個 I/O 接口，32 根 I/O 線（7）具有兩個 16 位定時器/計數(shù)器（8）具有 5 個中斷源，配備兩個優(yōu)先級別（9）具有一個全雙功能串行接口（10）具有位尋址能力，適用邏輯運算8031 片內(nèi)沒有程序存儲器，僅有片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。2.程序存儲器擴展單片機應(yīng)用系統(tǒng)擴展的芯片大多采用 EPROM 芯片。在選擇芯片時，要考慮最大讀出速度，工作溫度及存儲器的容量。在滿足容量要求的同時，盡量選擇大容量芯片，以減少芯片數(shù)量，使系統(tǒng)簡化。所以本設(shè)計中選用 2764EPROM 芯片，它是雙列直插式 28 腳芯片。單片機規(guī)定口分時輸出低 8 位地址和數(shù)據(jù)的通道口。為了把地址信息分離出來保0P存，需要地址鎖存器。本設(shè)計中采用 74LS373 作為地址鎖存器。采用 2764EPROM 程序存儲器的擴展電路框圖如圖 5.2 所示：圖 5. 2764EPROM 程序存儲器的擴展電路框圖3.數(shù)據(jù)存儲器的擴展由于 8031 內(nèi)部 RAM 只有 128 字節(jié)，不能滿足系統(tǒng)的要求，需擴展片外的數(shù)據(jù)存儲器。單片機應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲器擴展電路一般采用 6/16 和 6264 表態(tài) RAM 數(shù)據(jù)存儲器，其選用規(guī)則與 EPROM 程序存儲器的要求相同。在本設(shè)計中選用 6264 為數(shù)據(jù)存儲器的擴展芯片。容量為 8K。擴展 6264 框圖如下4.I/O 口擴展電路設(shè)計8031 單片機共有四個八位并行 I/O 口，但可供用戶使用的只有口及口。因此要1P3P進行 I/O 接口的擴展。 本設(shè)計中采用通用的可編程接口芯片 8255A。它是有 A，B。C 三個可編程功能的8 位 I/O 接口，有 40 個引腳的雙列直插式 RAM/IO/CTC 擴展器。由 8255A 自單片機接受地址址信息，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。圖 5.3擴展 6264 框圖由于一塊 8255A 可提供 24 個 I/O 口，而本設(shè)計中經(jīng)過分析，使用要求須四十幾個口，所以本設(shè)計中采用三片 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：（1）OUTPUT：控制砂輪架進給五相步進電機-1M1AP 控制工作臺進給五相步進電機-2M1BP 工件頭架旋轉(zhuǎn)（C）異步電機-線圈觸點占 1 位3M 砂輪旋轉(zhuǎn)（F）異步電機-線圈觸點占 1 位4M 液壓泵異步電機（，）-線圈觸點占 3 位5M6M7M 液壓繼電器（，）-線圈觸點占 3 位1AY2AY3AY（2）OUTPUT： 限位開關(guān)（，） 口XZ3BP 零位開關(guān)（，）XZ（3）I/O（面板）： 鍵盤 4*7=28 口3AP2CP 顯示器 米字形 口2AP2BP 手動按鈕（，F(xiàn) C ） XZ1.01.5PP: 啟動/暫停 1.6P1.7P 警報 1.3P 急停 3.2P（5）波段開關(guān)（編輯，自動，手動）3.43.6PP:由上述可知：共使用了三片 8255A 芯片，其中還剩余口（八位）可以利用。 3CP總線連接數(shù)據(jù)總線（DB） 口為數(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。0P地址總線（AB） 設(shè)計中一共使用了一片 TAM（8K） ，一片 TOM（8K） ，三片8255A。必須對這些擴展部分實行統(tǒng)一編址。 2764EPROM 8K= 需 13 條地址線132 6264RAM 8K= 需 13 條地址線132但由于訪問片外 TOM 與訪問片外 RAM 所以用控制線不同，且與，不PSENRDWD會同時有效，所以兩者地址可以完全重疊。用口八位地位地址。五位高地址。0P2.02.4Pp:2764EPROM 與三片 8255A I/O 接口芯片可用 2-4 譯碼器 74LS32 進行片選。由，2.5P兩位控制片選結(jié)果。2.6P EPRAM62642.6P2.5P 0 0 EPRAM62640 0 8255A（1） 1 0 8255A（2） 1 1 8255A（3）由此，可得地址分派如下： 000000FFH RAM6264 000000FFH ROM2764 000101FFH 8255A（1） 000202FFH 8255A（2） 000203FFH 8255A（3）圖 5.4接口框圖5.鍵盤，顯示接口電路圖 5.5鍵盤和顯示接口電路如圖 5.5 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 的口作數(shù)據(jù)輸出，用與端口選址，兩片 8255A 的與，左上0P01A ARDWD8255A 芯片的與右下 8255A 的一起組成 4*7 鍵盤掃描線，右下 8255A30CCPP:60AAPP:的 PB 口用于查詢 8 個限位開關(guān)的狀態(tài)。6.8031 與控制電機與電液閥 8255A 的聯(lián)接其它輔助電路設(shè)計圖 5.6輔助電路 8031 的口向 8255A 輸出八位數(shù)據(jù)以控制電機和液壓閥。鎖存器出來的與，0P0A1A以進行端口尋址。與控制 8255A 的讀寫?？诘目刂埔晃逑嗖竭M電機，RDWDAP40AAPP:控制另一步進電機?？刂扑膫€異步電機的啟停，控制液壓閥。加光40BBPP:04CCPP:5CP電隔離器以屏蔽電磁干擾。7.步進電機驅(qū)動電路步進電機驅(qū)動電路如圖 5.7 所示，由四部分組成。在步進電機驅(qū)動中，一般在接口電路與功率放大器之間要加上隔離電路，實現(xiàn)電氣隔離，本設(shè)計中使用光隔，光隔引腳及接線圖如圖 5.8 所示。圖 5.7步進電機驅(qū)動電路助圖 5.8光隔引腳及接線圖5 液壓系統(tǒng)設(shè)計5.1 概述概述磨床通常以電動機作為動力，由它帶動機械，液壓傳動系統(tǒng)完成機床的各種運動，再通過電器，液壓系統(tǒng)控制這些運動之間的轉(zhuǎn)換和先后順序及其聯(lián)系。5.2 液壓傳動設(shè)計液壓傳動設(shè)計1.液壓工作原理1）液壓傳動的特征與機械傳動相比，它是用具有壓力的油作為介質(zhì)，經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動或直線運動的：電動機帶動油泵 壓力油 液壓機（旋轉(zhuǎn)運動） 油缸（直線運動）因此，整個液壓傳動系統(tǒng)由四部分組成：（1）動力部分油泵（2）執(zhí)行部分液壓機或油缸（3）控制部分方向閥，節(jié)流閥，壓力閥（4）輔助部分油管，壓力表，蓄能器，壓力繼電器等在上述液壓傳動過程中，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，也不能完成傳動作用。磨床的液壓傳動，就是利用容積的變化來完成其動作的。2）液壓傳動的兩個重要參數(shù)壓力，流量（1）液體壓力與負載的關(guān)系：齒輪油泵的供油壓力，隨著工作臺受到的負載大小正變化。負載大，壓力大；負載小，壓力小。（2）液體流量也速度的關(guān)系進入油缸的流量越多，工作臺速度就越快，定量油泵的流量要大于工作臺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