高精度數(shù)控立式萬能磨床基礎件的設計【全套CAD圖紙+Word說明書】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 磨床可以加工各種表面，如內、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。 磨床可以加工各種表面，如內、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。磨床的種類很多，按其工作性質可分為：外圍磨床、內圓磨床、平面磨床，工具磨床以及一些專用磨床。如螺紋磨床、球面磨床、花鍵磨床、 高精度數(shù)控立式萬能磨床 與無心磨床等。 高精度數(shù)控立式萬能磨床 就是一種按照工 作性質劃分出來的磨床。 本文主要是對高精度數(shù)控立式萬能磨床進行設計與研究。 關鍵詞： 高精度數(shù)控立式萬能磨床 ， 磨床 ， 磨床設計買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 he a of as a of be be a of be a a of as a of of to of be as is a of to of of is of 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 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。 磨床種類很多 ， 主要有：外圓磨床、內圓磨床、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； 5、磨床通常是電動機 過機械，電氣，液壓傳動 磨床 的 用途 磨床可以加工各種表面，如內、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。 隨著科學技術的發(fā)展，對機械零件的精度和表面質量要求越來越高，各種高硬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。高速磨買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 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，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： 精密磨床應有高的幾何精度，主要有砂輪主軸的回轉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 1向圓跳動應限制在 2 3 由于砂輪的修整導程要求 10 15mm/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。 精密磨削時如果產生振動，會對加工質量產生嚴重不 良影響。故對于精密磨床，在結構上應考慮減少振動。 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， 砂輪旋轉是引起切削旋轉的主要來源和原因。 基本得外圓磨削方法有兩種 ， 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以及徑向進給 都應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整的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 （ 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， 可以 磨削短而粗的軸。 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， 23 ， 26 ， 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，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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 （ 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，一般具有軸向對刀裝置。 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 隨著機械產品精度、可靠性和壽命的要求不斷提高以及新型材料的應用增多，磨削加工技術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，如用于超精密磨削的樹脂結合劑砂輪的金剛石磨粒平均半徑可小至 4 m、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，重復定位精度 1 m 的機床已越來越多；從主軸轉速來看， 0000r/132000r/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 北京第二機床廠引進日本豐田工機公司先進技術并與之合作生產的 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精度，采用日本豐田工機公司 ）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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 第 2 章 設計任務書 業(yè)設計 題目 速端面 外圓磨床 及砂輪架 設計 業(yè)設計目的 本課題旨在讓學生綜合運用大學四年所學的知識，設計數(shù)控端面外圓磨床 立理論聯(lián)系實際的作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。該課題要求繪制磨床總體布局裝配圖、砂輪架部件裝配圖和磨床零件圖，最后撰寫設計說明書。 務與要求： （ 1） 機床總體布局裝配圖（ 1#） ； （ 2） 部件裝配圖（砂輪 架 0#） ； （ 3） 電氣控制圖 （ 0#） ； 途和規(guī)格 （ 1）加工對象 A 帶軸肩的多臺階軸（如齒輪軸） 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 020 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工件轉速范圍 30300 3）主要運動 A 砂輪轉動 B 工件轉動 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 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計和選用； （ 3）皮帶的選用和帶輪的設計； 采用的途徑與手段 （ 1）查閱國內外磨床相關資料，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，減少主軸變形，使載荷分布均勻； （ 5）采用 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 第 3 章 磨床總體布局 床總體設計 的工藝分析（表面形狀，尺寸，材料，技術條件，批量，加工余量等） ； 比較國內，外同類機床，經驗總結，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，調試 ； 計改進 ； 總體設計注意事項 性，穩(wěn)定性好 ； 卻液供給，回收，廢渣的排除 。 床總體布局設計 加工零件 帶軸肩的多臺階軸，精度 料 45#， 40墨鑄鐵等 ； 初步估計組成部分 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 工件旋轉電機 ； m 潤滑冷卻裝置 ； 總體布局初步設計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 0的型面 ； 0角 ； 剛石滾輪） ， 采用 司軸向，徑向測量儀，配用該公司 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 輪架進給 整器進給 作臺移動 件旋轉 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，簡化機床結構，易實現(xiàn)標準化，通用化，便于維修） ； 走線 ； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 縱向與橫向 尺寸的確定 圖 3 2 磨床縱向尺寸 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 ； 后床身長度 7 1600l 考慮砂輪架和修整器大小按經驗給定） ； 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 1） 畫出橫向尺寸床身的 向尺寸的基準，畫出床身的平面導軌作為高度尺買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 寸的基準線，根據(jù)確定的工作臺參數(shù)，導軌參數(shù) 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 0 心 （ 3 1） 下工作臺 1 0 0 心 （ 3 2） l 為工作臺導軌的中心距，工作 臺導軌選用 80 75 250 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。缺點是使導軌的承載壓力較大，故常適當加寬 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 根據(jù)工人身高，經驗。類比取1 1095H 2 1 1 2 / 7 3 9 . 6H H h h H C O S m m 5） 工作臺回轉中心位置 9 1 / 2 1 / 2 * 2 5 0 1 2 5B l m m 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 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 000 砂輪架 相 關 尺寸設計 （ 1）砂輪架導軌（ V 平導軌） 100 90 400 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從而可定出砂輪架的寬度約為 600導軌 為 卸荷導軌 。 圖 3 3 砂輪架的導軌 （ 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 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 安全系數(shù)取 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頂面， 同時考慮橫向進給機構穿過床身的位置等，根據(jù)經驗 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，內有傳動絲桿 取4 120h 3 4 砂輪架的高度和寬度 后床身進給導軌內裝絲桿 取3 190h 7 3 4h h h h 4 8 5 1 2 0 1 9 0 175 砂輪架底板長度9l： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 9l 2 l 中 心 1 2 * 5 0 07 5 0 1 0 0 0 取9l=900 砂輪架導軌長度 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頭架相關尺寸的 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 0買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 m 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） 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，主軸靠撥盤帶動旋轉 尾架相關尺寸的確定 5#莫氏錐孔 中心高 180面傾斜 10 直線滾動導軌 液壓油缸，頂緊力 12 工作臺 要求上，下臺面便于調整頭尾架，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面 橫向進給機構 交流伺服電機 壓力卸荷導軌 壓力油 卸去 60% 75% 壓力 V 平導軌 100 * 90 * 500 砂輪架行程 373l 砂輪修整器 伺服電機 器 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 直線滾動導軌 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 1601 液壓系統(tǒng) 修整器 ；尾架； 量儀（兩個） ；潤滑油； 床身導軌； 砂輪架卸荷導軌； 絲桿； 直線滾動導軌； 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)：設置自動循環(huán)電路，可手動，也可用于腳踏。當工件旋轉時，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控制最大位移量 安全防護罩（砂輪罩，機床前罩）全封閉式 導軌面保護 工作臺導軌：不銹鋼可伸縮防護罩 砂輪架導軌：前部：翻板式護罩 +橡皮（防水） ； 后罩：鋼罩 。 修整器導軌：折疊式 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 26 第 4 章 砂輪架 設計 輪架 設計 的 基本要求 砂輪架是磨床上用來帶動砂輪作高速旋轉的關鍵部件，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，因此對砂輪架設計提出的基本要求也是針對主軸軸承部分的。 砂輪架設計應滿足以下幾點基本要求： 轉穩(wěn)定 ； 熱低，不漏油； 整維修方便。 軸旋轉精度及其提高措施 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。 輪架主軸初步設計 1. 砂輪架主軸的強度校核 進行軸的強度校核時，應根據(jù)軸的具體受載及應力情況采取相應的計算方法，并恰當?shù)刭I文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 27 選取其許用應力。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，應該按照扭轉強度計算，且在選取許用應力時應該選取較小值。 砂輪架主軸材料采用42進行淬火，故選取許用應力為 40 軸的扭轉強度條件為 639 . 5 5 1 00 . 2 （ 4 1） T 扭轉切應力（單位為 T 軸所受扭矩（單位為 軸的扭轉截面系數(shù)（單位為 3 p 軸傳遞的功率 （單位 為 n 軸的轉速 （ 單位為 r/ d 計算界面處的直徑（單位為 T 許用扭轉應力（單位為 r/ 由上式可得軸的直徑為 633 9 . 5 5 1 00 . 2 （ 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 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 28 軸剛度校核 因為是階梯軸，所以用當量直徑法作近似計算當量直徑為： 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= 60=、 計算主軸前端撓度值 2 ()3P a l I主 軸（ 4 4） P 載荷（單位為公斤）（ 150/ l 軸兩端的跨距（單位為厘米）（ a 懸伸長度（單位為厘米）（ E 材料的彈性模數(shù)（單位為公斤 /平方厘米）（ 510 ） I 截面慣性矩（平方厘米） 251 5 0 1 3 . 2 7 9 . 23 9 . 8 2 1 . 0 2 1 0 3 0 7 . 9 8 5Y 主 軸= 因為 y= y，由上述校核可以得知，主軸剛度符合要求。 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。由經驗得知， 36）D 時， 主軸前端撓度最小 ， D=12060720 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 29 靜壓軸承 靜壓軸承是利用外部油源產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構，在主軸啟動后，依靠淺腔階梯效應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 ， 而多腔對置結構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精度和運轉平穩(wěn)性。 它的優(yōu)點如下： 用范圍廣。 動靜壓軸承在零件轉速到很高的范圍內的 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，軸承軸頸結構和相對大?。?阻尼大 ， 抗振性好 ; 磨損小 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 動靜壓軸承中靜壓油膜具有良好的糾正軸和軸向跳動 ; 在萬一供油受阻或切斷時 ， 可利用軸承中動壓效應來承載 ; 由于動壓效應 ， 使軸承轉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 ; 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 ， 軸承可設計成較小軸頸 ， 軸承結構簡單 ， 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)，潤滑油要經過嚴格過濾以保持 清潔。目前廣泛應用的是定壓供油系統(tǒng)。一定壓力的壓力油，經節(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。本次設計選用毛細管節(jié)流器。 動靜壓軸承廣泛用于高速精密設備中 在改造 舊精密磨削設備方面 ， 用得較多的是買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 30 北京中航設備改造廠的 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)形油腔構成。軸上具有臺肩以形成承載面。軸承的間隙通過修磨調整 墊圈的厚度來保證。 動裝置設計 為了提高主軸的旋轉精度，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，即采用卸荷皮帶輪的方案 ，如圖 4 2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 N N N切電 空 3 砂 = （ + 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 31 通過以上計算，取 5選擇 4型電動機 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，內表面有等距離縱向楔型的環(huán)形帶傳動。工作面為楔側面，有橡膠和聚氨酯兩種。 1） 皮帶材料的選用 皮帶材料選用 聚氨酯 。 2） 設 計計算 已知小帶輪轉速 ，即 500r/動比 i= （ 1）計算功率 由機械設計表 得 ， 工作情況系數(shù) 故 1 5 1 . 1 1 6 . 5 P k w （ 4 5） （ 2） 由 由于 500r/表后可知， 取帶型為 （ 3） 確定帶輪基準直徑 由金屬切削機床設計簡明手冊表 4 43，取主動輪基準直徑 0 1212，由此得12200 m 21 。 （ 4） 驗算帶速 11 8 0 1 5 0 0 6 . 2 8 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s （ 4 6） V = m/s 30 m/s，所以帶速合格。 （ 5） 初定軸向間距 由 公式（ 4 5） D+2D） 0a 2（1D+2D）， （ 4 7） 可知 196 0a 560，取0a=400。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 32 （ 6） 所需基準帶長 2210 0 1 20()2 ( )24a D （ 4 8） 2( 2 0 0 8 0 )2 4 0 0 ( 8 0 2 0 0 )2 4 4 0 0 =金屬切削機床設計簡明手冊表 4 5，取相近的 基準帶長1250 （ 7） 實際軸向間距 00 2（ 4 9） 1 2 5 0 1 2 4 8 . 8 2400 2 = 以皮帶的實際軸向間距 取 a 401 （ 8） 多楔帶每楔的基本額定功率1屬切削機床設計簡明手冊表 4 40， 可以 查得1P （ 9） 小帶輪的包角 0 21( ) 5 7 . 3180 DD a （ 4 10） （ 10） 多楔帶楔數(shù)的確定 1() P K K （ 4 11） 其中11(1b h K ）查表得 34 0， ，代入 P 的計算公式中，得 P 又已知 K ： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 33 1 . 1 1 5 1 4 . 5 3( 0 . 3 4 0 0 . 8 4 9 ) 0 . 9 5 5 1 . 0 0Z 由此可以確定，取 Z 15。 計 1） 帶輪設計的要求： （ 1）質量小，結構工藝性好，無過大的鑄造應力； （ 2）質量分布均勻，轉速高時要經過動平衡校證； （ 3）槽 輪工作面要經過精細加工，以減少帶的磨損； （ 4）輪槽的尺寸和角度應有一定的精度，以使載荷分布均勻。 2） 帶輪的材料選用 帶輪的材料選用 圖 4 3 小帶輪的結構尺寸 3） 帶輪的結構 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 34 （ 1） 小帶輪直徑1 ( 2 3 ) 所以采用實心式。 （ 2） 大帶輪2 200D 300，所以采用腹板式結構。 4） 小帶輪的結構尺寸 2ad d h （ 4 12） 其中 帶輪的外徑， d 軸的直徑， h 基準線上槽深。 2 8 0 2 3 8 6ad d h m m （ 4 13） (1 . 8 2 ) 1 . 9 8 6 1 6 3 . 4d m m ，圓 整后得 165 1 . 5 2 ) 1 . 6 8 6 1 3 7 . 6 （ 4 14） ( 1 ) 2B Z P g ， （ 4 15） 其中 Z 多楔 帶的楔數(shù) ， P 多楔帶的槽間距， g 第一槽對稱面到端面的距離。 ( 1 ) 2 ( 1 5 1 ) 4 . 9 2 1 0 8 8 . 6B Z P g m m 5） 大帶輪的結構 尺寸 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 35 圖 4 4 大帶輪的結構尺寸 2 2 0 0 2 3 2 0 6ad d h m m (1 . 8 2 ) 1 . 9 2 0 6 3 9 1 . 4d m m (1 . 5 2 ) 1 . 6 2 0 6 3 2 9 . 6aL d m m 由軸端直徑 60選用內花鍵 套 ： 862H 778287，如圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 36 圖 4 3 內花鍵套的結構尺寸 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 37 第 5 章 數(shù)控系統(tǒng)設計 述 任何一個數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分構成，硬件是組成系統(tǒng)的基礎，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：其調整過程有裝工件，手動退出，手動快進，對刀，手動快退；自動調整過程有設置磨削量，快進，工 進，快退。 該磨床的砂 輪架橫向進給機構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?。 5 手動及