精密平面磨床微進(jìn)給及微位移工作臺(tái)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀畢業(yè)論文 答辯通過】

需要購買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 編號(hào) 無錫 太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 精密平面磨床微進(jìn)給及 微位移工作臺(tái)設(shè)計(jì) 信機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923150 學(xué)生姓名： 邱文浩 指導(dǎo)教師： 范圣耀 （職稱 ： 副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫 太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重 聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精密平面磨床微進(jìn)給及微位移工作臺(tái)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 93 學(xué) 號(hào)： 0923150 作者姓名： 邱文 浩 2013 年 5 月 25 日 I 無錫 太湖學(xué)院 信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、 題目 精密平面磨床微進(jìn)給及微位移工作臺(tái)設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 結(jié)合自己實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)觀察，國(guó)內(nèi)數(shù)控平面磨床尚未普及，生產(chǎn)效率的提升空間很大。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 設(shè)計(jì)一臺(tái)精密數(shù)控平面磨床 ， 用砂輪周邊磨削平面，也可以磨削臺(tái)階平面 、 能用于機(jī)械制造業(yè)及工具磨具制造業(yè)，能加工各種難加工材料（如陶瓷材料）； 磨床總體設(shè)計(jì)方案確定，繪制機(jī)床總體布局圖 ； 砂 輪 修整器 設(shè)計(jì)計(jì)算 ； 垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，伺服電機(jī)和滾珠絲杠副設(shè)計(jì)計(jì)算， 繪制垂直進(jìn)給機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝配圖 ； 結(jié)合數(shù)控技術(shù) 的微位移工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 。 、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 93 班 姓名 邱文浩 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng) 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的需要，精密平面磨床已然在當(dāng)代制造 產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了非常重要的地位。本文在收集了大量資料和吸取了前輩們的經(jīng)驗(yàn)的情況下，設(shè)計(jì)了一臺(tái) 以 廣州機(jī)械制造 廠的 原型 、以微進(jìn)給機(jī)構(gòu)和微位移系統(tǒng)來提升加工精度的精密平面磨床工作。在此基礎(chǔ)上，完成了該磨床的總體設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)對(duì)比優(yōu)化選擇，取得以下研究成果： (1) 設(shè)計(jì)一臺(tái)精密數(shù)控平面磨床，用砂輪周邊磨削平面和 臺(tái)階平面，用于機(jī)械制造業(yè)及工具模具制造業(yè)， 且 能加工各種難加工材料 。 (2) 確定了該精密平面磨床工作臺(tái)的各個(gè)部件及其功能分配，完成了該平面磨床的傳動(dòng)選擇以及總體布局設(shè)計(jì)。 (3) 利用滾 珠絲桿為主要器件，結(jié)合梯形螺紋絲桿壓桿來檢測(cè)其穩(wěn)定性；通過 壓電、電致伸縮器件 在微位移系統(tǒng)中的壓電耦合效應(yīng)和砂輪修整器特性提高了該工作臺(tái)的加工精度。 (4) 將 840D 數(shù)控技術(shù)作用于平面磨床工作臺(tái)并 選擇西門子 流伺服電機(jī) 作為進(jìn)給機(jī)構(gòu)和微位移系統(tǒng)的電力源，完成了精密平面磨床微進(jìn)給及微位移工作臺(tái)的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： 精密；微位移；微進(jìn)給；砂輪器；數(shù)控 of of a in of a of a is In it by a a In it of of s it of (1) It a C It is in It (2) It of It (3) It as is to of in (4) It 02D C C as It of V 目 錄 摘 要 . . 錄 . V 1 緒論 . 1 課題的研究背景和意義 . 1 內(nèi)外精密平面磨床的發(fā)展概況 . 1 外精密加工數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展概況 . 1 內(nèi)精密加工數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展概況 . 3 課題的設(shè)計(jì)任務(wù)說明 . 5 業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)與論文組成 . 5 課題的研究方法 . 5 2 精密平面磨床的總體設(shè)計(jì) . 6 言 . 6 床技術(shù)規(guī)格 . 6 床總體布局設(shè)計(jì) . 7 床的傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 7 床主要組成部件及其功能 . 8 給機(jī)構(gòu)的分類及使用方法 . 8 章小結(jié) . 9 3 砂輪的特性和修整 . 10 輪的特性 . 10 輪修整器 . 11 輪修整器的設(shè)計(jì) . 11 整器擺角的設(shè)計(jì) . 14 輪修整的展望 . 15 章小結(jié) . 15 4 微位移系統(tǒng) . 17 言 . 17 位移技術(shù)的分類 . 17 位移系統(tǒng)的廣泛實(shí)用性 . 19 位移器件在磨床中所需要具備的條件 . 20 位移行程的提高 . 20 電、電致伸縮器件在微位移系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的優(yōu)點(diǎn) . 20 電與電致伸縮效應(yīng) 機(jī)電偶合效應(yīng) . 20 位移系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 21 位移工作臺(tái)的組成 . 21 位移工作臺(tái)工作原理 . 21 板彈簧的設(shè)計(jì)與用途 . 22 緊力與系統(tǒng)分辨率 . 22 章小結(jié) . 23 5 微進(jìn)給機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 24 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) . 24 定微進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 . 25 微量自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的基本要求 ： . 26 珠絲桿副的優(yōu)點(diǎn) . 26 珠絲桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 26 形螺紋絲桿壓桿穩(wěn)定性校核 . 28 直微進(jìn)給電機(jī)的功率計(jì)算 . 28 章小結(jié) . 29 6 數(shù)控硬件電路設(shè)計(jì) . 30 言 . 30 40D 數(shù)控系統(tǒng)說明 . 30 40D 數(shù)控系統(tǒng)組成 . 30 40D 數(shù) 控系統(tǒng)的連接 . 30 章小結(jié) . 32 結(jié)論和展望 . 33 致 謝 . 34 參考文獻(xiàn) . 35 精密平面磨床微進(jìn)給及微位移工作臺(tái)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 課題的研究背景和意義 二十一世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代制造工業(yè)正以全新的面貌展現(xiàn)在世人面前。其中，精密加工技術(shù)的發(fā)展顯而易見。精密加工技術(shù)及磨床在機(jī)械制造業(yè)中占有極其重要的位置 1 。 根據(jù)先進(jìn)技術(shù)的實(shí)用性和先進(jìn)性而論 ，精密加工技術(shù)追求加工上的精度和表面質(zhì)量極限；制造自動(dòng)化包括了產(chǎn)品設(shè) 計(jì)、制造和管理的自動(dòng)化，它不僅是快速市場(chǎng)需求的快速響應(yīng)，而且是提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件的重要手段。兩者有著密切關(guān)系，許多精密加工需要自動(dòng)化技術(shù)得以達(dá)到預(yù)期指標(biāo)，而制造自動(dòng)化基本賴于精密加工才能準(zhǔn)確可靠的實(shí)現(xiàn)。兩者的全局性和決定性奠定了它們是先進(jìn)制造技術(shù)的支柱。 眾多 國(guó)家都十分重視先進(jìn)制造技術(shù)的水平和發(fā)展，精密加工技術(shù)顯然已經(jīng)是一個(gè)國(guó)家進(jìn)行產(chǎn)品革新、擴(kuò)大生產(chǎn)和提高國(guó)際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)能力。 從先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)實(shí)質(zhì)性而論 ，精密加工技術(shù)追求加工上的精度和表面質(zhì)量極限；制造自動(dòng)化包括了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和管理的自動(dòng)化，它不僅 是快速市場(chǎng)需求的快速響應(yīng)，而且是提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件的重要手段。兩者有著密切關(guān)系，許多精密加工需要自動(dòng)化技術(shù)得以達(dá)到預(yù)期指標(biāo)，而制造自動(dòng)化基本賴于精密加工才能準(zhǔn)確可靠的實(shí)現(xiàn)。兩者的全局性和決定性奠定了它們是先進(jìn)制造技術(shù)的支柱。 微進(jìn)給機(jī)構(gòu)的研究與設(shè)計(jì)，便是精先進(jìn)制造技術(shù)的集中體現(xiàn)之一。 微進(jìn)給機(jī)構(gòu)一般指行程范圍為毫米級(jí)：位移分辨率及定位精度達(dá)到納米級(jí)的位移機(jī)構(gòu)。 微進(jìn)給機(jī)構(gòu)通常由微位移器和精密導(dǎo)軌兩部分組成 ，其技術(shù)研究不僅關(guān)系到超精密磨床研制，更是精密機(jī)械、微電子、生物工程等多種學(xué)科賴以發(fā)展的基礎(chǔ)。因此開 展微進(jìn)給機(jī)構(gòu)工作臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)是非常有必要且具有更廣闊的應(yīng)用前景。 內(nèi)外精密平面磨床的發(fā)展概況 國(guó)內(nèi)外都采用超精密磨削、精密修整、微細(xì)磨料磨具進(jìn)行亞微米級(jí)以下切深磨削的研究，以獲得亞微米級(jí)的尺寸精度。 外 精密加工數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展概況 發(fā)展精密加工磨床是發(fā)展精密加工技術(shù)的十分重要的內(nèi)容，歌發(fā)達(dá)國(guó)家都發(fā)展了很多種精密機(jī)床。精密加工磨床也向著高精度、多功能和高效專用方向發(fā)展。 美國(guó)是開展精密加工技術(shù)研究最早的國(guó)家， 20 實(shí)際 30 年代開始，在制造技術(shù)上處于世界領(lǐng)先地位，但在 50 年代以后，對(duì)制 造技術(shù)沒有給予足夠的重視，在經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)上感受到巨大的威脅，經(jīng)過認(rèn)真總結(jié)， 80 年代后，在重要的、高速增長(zhǎng)的技術(shù)市場(chǎng)上失利的一個(gè)重要原因就是沒有把自己先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到制造產(chǎn)業(yè)上。如今，美國(guó)國(guó)家工程科學(xué)院的國(guó)家研究理事會(huì)經(jīng)過反復(fù)研究，提出不能像前些年那樣把制造歸屬于設(shè)計(jì)的地位上，而是要把注意力重新放在制造技術(shù)上。美國(guó)利用自己已有的成熟單元技術(shù)，只用兩周的時(shí)間便組裝成了一臺(tái)小型的超精密加工車床（ ），用刀尖半徑為 的單晶金剛石刀具，實(shí)現(xiàn)切削厚度為 加工。盡管如此，最近美國(guó)政府還是繼續(xù)把微米級(jí)和納米級(jí)無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 2 的加工技術(shù)作為國(guó)家的關(guān)鍵技術(shù)之一，這足以說明美國(guó)對(duì)這一技術(shù)的重視 2 。 德國(guó) 司是國(guó)際上知名較高的平面磨床生產(chǎn)廠商，在 40 余年的生產(chǎn)過程中，該公司的平面和成型磨床以精度高、使用壽命長(zhǎng)而著稱。 司的主要平面磨床產(chǎn)品均采用立柱升降式，外形小巧，磨削精度高。工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)一般都設(shè)二套運(yùn)動(dòng)裝置，往復(fù)運(yùn)動(dòng)由液壓驅(qū)動(dòng)，緩進(jìn)給成型磨削采用機(jī)電傳動(dòng)。其中水平較高的是 型四坐標(biāo)數(shù)控平面和成型磨床 3 。 該機(jī)采用高精度連續(xù)軌跡控制以圖形輔助操作，控制系統(tǒng)是以西門子 用 司開發(fā)的專用軟，一反傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，首次采用了龍門式框架結(jié)構(gòu)，可以滿足大尺寸工件和新型工程材料的精密磨削加工需要。圖 圖 別為大型磨床和手動(dòng)數(shù)控磨床。 圖 型龍門磨床 圖 動(dòng)數(shù)控磨床 英國(guó)是較早從事精密加工技術(shù)研究的國(guó)家之一。從 1979 年起，開發(fā)用于制造 X 射線望遠(yuǎn)鏡的金屬反射鏡的立式超精密金剛石刀具車床。 該機(jī)床為保證精密加工，采用了許多精密平面磨床微進(jìn)給及微位移工作臺(tái)設(shè)計(jì) 3 新技術(shù)。例如采用封裝合成花崗巖作為機(jī)床基礎(chǔ)（總重 ，永久磁鐵型 矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的 X 軸和 Z 軸，徑向和軸向的回轉(zhuǎn)精度為 空氣軸支承的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)， 微光干涉儀，由 計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的 X 軸， Z 軸工件尺寸及形狀精度的測(cè)量補(bǔ)償系統(tǒng)，壓電式刀具微進(jìn)給裝置， 16 位 制系統(tǒng)等。 要求反射鏡的精度在 圍內(nèi)的表面凹凸達(dá)到 下，整個(gè)鏡面的形狀精度 下。英國(guó)在 80年代初就已開始實(shí)施納米計(jì)劃，成立了納米技術(shù)戰(zhàn)略委員會(huì)。 工學(xué)院是世界上第二個(gè)能制造出用于大型超精密加工機(jī)床的高剛度 氣浮精密軸承和主軸系數(shù)的單位 3 。 日本在第二次世界大戰(zhàn)后，為了迅速恢復(fù)經(jīng)濟(jì)，大力開發(fā) 制造技術(shù)， 其中 精密加工技術(shù) 尤為突出 ， 先進(jìn)技術(shù)的 引進(jìn)和開發(fā) 使 得 機(jī)械制造業(yè)的水平有了很大的提高， 并且在其他大型工業(yè)產(chǎn)業(yè)中起到了巨大的作用。 在短短的 40 年中，從一個(gè)戰(zhàn)敗國(guó)發(fā)展成為世界上的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)。 內(nèi) 精密加工數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展概況 我國(guó)對(duì)精密加工技術(shù)的研究起步并不晚。 2 圖 基本發(fā)展過程與日本有著類似之處 。 1965年前后研制出鏡面外圓磨床，加工圓度優(yōu)于 表面粗糙度 下。 70年代后期制成了 入 80年代，研制了回轉(zhuǎn)精度達(dá) 精密軸系，單晶金剛石刀切削的超精密車床和超精銑床， 品 。最近哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制成功 技術(shù)性能如表 1 圖 術(shù)人員在講解磨床 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 4 表 1內(nèi)外典型超精密車床性能指標(biāo) 型號(hào)（生產(chǎn)廠家） （中國(guó)哈工大） （美國(guó) O.) 主軸 徑向跳動(dòng) m 軸向跳動(dòng) m 徑向剛度 200 軸向剛度 160 Z 向（主軸）直線度 00/ 30/ X 向（刀架）直線度 00/ 30/ X、 Z 向垂直度（） 1 1 重復(fù)定位精度 m 1（全程） 加工工件精度 形面精度 m 圓度： 面度： 面粗糙度 m ) 位置反饋系統(tǒng)分辨率 m 25 溫控精度 C 隔振系統(tǒng)固有頻率 2 2 加工范圍 320 356 80 年代 ，我國(guó)開始 生產(chǎn)數(shù)控平面磨床，各開發(fā)廠 家分別 做過了 自行研制，與大學(xué)及科研單位合作開發(fā)至直接引進(jìn)成熟數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展道路。 8 例如：廣東機(jī)械廠是一家具有五十年歷史，專業(yè)生產(chǎn)平面磨床的制造廠，它從 80 年代中期開始生產(chǎn)數(shù)控平磨，先后開發(fā)生產(chǎn)了 軸 矩 臺(tái)高精度平磨， 列普通數(shù)控平磨， 控緩進(jìn)給成型磨， 軸距 臺(tái)數(shù)控平磨， 軸數(shù)控雙端面磨， 01臥軸數(shù)控雙端面磨，以及 專用數(shù)控龍門式平面與導(dǎo)軌磨床。數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，有與大專院校及科研單位合作研制的單板機(jī)系統(tǒng)，也有自行開發(fā)的以單片機(jī)為主機(jī)的簡(jiǎn)易控制系統(tǒng)，及采用數(shù)控主機(jī)廠生產(chǎn)的成熟數(shù)控系統(tǒng)等。 我國(guó) 在磨削過程建模與模擬、聲發(fā)射過程監(jiān)測(cè)與識(shí)別、工件表面燒傷及殘余應(yīng)力預(yù)報(bào)、磨削加工誤差在線檢測(cè)、評(píng)價(jià)與補(bǔ)償?shù)确矫娑加性S多成果，并已開發(fā)出了新型磨削機(jī)器人。我國(guó)人造磨料生產(chǎn)雖然起步較晚，但發(fā)展很快，在世界上已有相當(dāng)份額 9 。 近幾年來國(guó)外精密磨床技術(shù)發(fā)展迅速，例如對(duì)硬 脆材料 磨削機(jī)理及工藝的研究，利用于磨削熱量同時(shí)進(jìn)行工件熱處理，以及不使用磨削液的無污染磨削等方面，我國(guó)均有一定差距。為此，我們一方面要積極開展引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)磨削技術(shù)的研究工作；同時(shí)在國(guó)內(nèi)應(yīng)結(jié)精密平面磨床微進(jìn)給及微位移工作臺(tái)設(shè)計(jì) 5 合生產(chǎn)，系統(tǒng)地開展和推廣各種先進(jìn)與實(shí)用的精密磨削技術(shù)。只有這樣，才能使我國(guó)的精密磨床技術(shù)盡快趕上國(guó)外先進(jìn)水平，并能做到有所發(fā)展與創(chuàng)新。 課題的設(shè)計(jì)任務(wù)說明 業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)與論文組成 課題名稱：精密平面磨床微進(jìn)給機(jī)構(gòu)工作臺(tái)設(shè)計(jì) 任 務(wù)目的與要求： (1) 設(shè)計(jì)一臺(tái)精密數(shù)控平面磨床，用砂輪周邊磨削平面，也可以磨削臺(tái)階平面，能用于機(jī)械制造業(yè)及工具模具制造業(yè)，能加工各種難加工材料 (如陶瓷材料 )； (2) 磨床總體設(shè)計(jì)方案確定，繪制機(jī)床總體布局圖； (3) 砂輪 修整器 設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制磨頭 修整器 裝配圖； (4) 垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，伺服電機(jī)和滾珠絲桿副設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制垂直進(jìn)給機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝配圖； (5) 磨床微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)； (6) 翻譯指定的英文專業(yè)文獻(xiàn)； (7) 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說明書）。 課題的研究方法 此畢業(yè)設(shè)計(jì)以 廣東機(jī)械廠的 原型，分析它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，然后對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)。 縱向進(jìn)給由油泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過液壓筒推動(dòng)工作臺(tái)作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。液壓筒導(dǎo)致工作臺(tái)在低速進(jìn)給時(shí)產(chǎn)生“爬行”，大大地降低了工件表面的磨削質(zhì)量。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中用伺服電機(jī)代替油泵電機(jī)，不僅很好的解決了這個(gè)問題，而且還簡(jiǎn)化了機(jī)床的結(jié)構(gòu)。 為了提高 作精度，我們采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)原理，進(jìn)給機(jī)構(gòu)用似服電機(jī) 門子 價(jià)位的數(shù)控系統(tǒng)。它可以控 制四個(gè)數(shù)字進(jìn)給軸和一個(gè)主軸，能實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)。就本機(jī)床而言，它控制三個(gè)似服電機(jī)和一個(gè)主軸電機(jī)。使用西門子 靠性和自動(dòng)化程度。 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 6 2 精密平面磨床的總體設(shè)計(jì) 言 本次設(shè)計(jì)的是一臺(tái)精密數(shù)控平面磨床，通過采用金剛石砂輪和滾珠絲桿副，并依據(jù)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)原理通過數(shù)控系統(tǒng)等措施來保證加工精度。本機(jī)床為高精度機(jī)床。幾何精度、工作精度都很高，性能可靠穩(wěn)定，垂直進(jìn)給具有數(shù)控系統(tǒng)。進(jìn)給靈敏度、準(zhǔn)確度高，磨削自動(dòng)化程度較高，當(dāng)每次磨 削循環(huán)結(jié)束后，工作臺(tái)停止在縱向運(yùn)動(dòng)的右端。 該精密數(shù)控平面磨床主要包括磨頭及垂直進(jìn)給系統(tǒng)、工作臺(tái)縱向及橫向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、床身及防護(hù)罩裝置、冷卻及潤(rùn)滑系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)五大部分。工作臺(tái)的縱向運(yùn)動(dòng)和托板的橫向運(yùn)動(dòng)都由西門子伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過齒輪減速，通過滾珠絲桿副做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；磨頭垂直導(dǎo)軌為立柱前后雙導(dǎo)軌形式的貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌；磨頭主軸系統(tǒng)前后各位雙聯(lián)成對(duì)高精度滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)，主軸的旋轉(zhuǎn)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)通過彈性聯(lián)軸器使主軸運(yùn)轉(zhuǎn)；磨頭的垂直運(yùn)動(dòng)是由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿，傳動(dòng)與其相嚙合的渦輪，轉(zhuǎn)動(dòng)與渦輪剛性連接的絲桿副的螺母而使與絲桿固 定連接的磨頭作垂直運(yùn)動(dòng)。 本機(jī)床總布局為十字托版型，托板上下的橫縱導(dǎo)軌均為雙 V 型滑動(dòng)導(dǎo)軌。工件磨削平面的形成由工作臺(tái)的縱向運(yùn)動(dòng)和托板的橫向運(yùn)動(dòng)而形成，磨頭僅作垂直上下運(yùn)動(dòng)。機(jī)床用砂輪周邊磨削平面，還可以磨削臺(tái)階平面。能用于機(jī)械制造業(yè)及工具模具制造業(yè)，能加工各種難加工材料（如陶瓷材料）。 為了適應(yīng)磨削各種加工表面，工件形狀及生產(chǎn)批量要求，磨床的種類很多，其中主要類型有以下幾種： (1) 外圓磨床（包括外能外圓磨床、外圓磨床、無心外圓磨床等） (2) 內(nèi)圓磨床（包括普通內(nèi)圓磨床、無心內(nèi)圓磨床等） (3) 平面磨床（包括臥軸距臺(tái)平面磨床、立軸矩臺(tái)平面磨床、臥軸圓臺(tái)平面磨床、立軸圓臺(tái)平面磨床等） (4) 工具磨床（包括工具曲線磨床、鉆頭溝槽磨床、絲錐溝槽磨床等） (5) 刀具刃磨磨床（包括萬能工具磨床、拉刀刃磨床、滾刀刃磨床等） 床技術(shù)規(guī)格 (1) 主要規(guī)格 工作臺(tái)面（長(zhǎng)寬） ； (2) 加工范圍 最大磨削工件尺寸（長(zhǎng)寬高） ； (3) 工作臺(tái) 工作臺(tái)縱向移動(dòng)速度（無級(jí)）： 503.0 m ； 工作臺(tái)橫向自動(dòng)進(jìn)給速度： 連續(xù)（無級(jí)）： 1.0 m ； 斷續(xù)（無級(jí)）： /125.0 工作行程； (4) 磨頭 a) 砂輪軸中心線至工作臺(tái)面距離： ； b) 磨頭垂直自動(dòng)進(jìn)給量： ； c) 最小進(jìn)給量： 精密平面磨床微進(jìn)給及微位移工作臺(tái)設(shè)計(jì) 7 d) 磨頭垂直快速升降速度： 00 e) 砂輪尺寸（ 外徑寬度內(nèi)徑）砂輪： 3220200 ； f) 砂輪轉(zhuǎn)速： 000 r ； (5) 工作精度 a) 磨削表面粗糙度： b) 加工后表面對(duì)基面的平行度： 床總體布局設(shè)計(jì) 圖 床總體外觀圖 床的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 電機(jī)電機(jī)作為機(jī)床的動(dòng)力來源，它的位置需要根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)來確定，它將直接與 動(dòng)主軸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，不將電機(jī)與工作 臺(tái)直接連接，可以有效的減少工作狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)振幅，從而更好的提高了機(jī)床的加工精度。圖 為磨床傳動(dòng)的局部傳動(dòng)設(shè)計(jì)圖 . 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 床局部傳動(dòng)設(shè)計(jì)圖 床主要組成部件及其功能 (1) 床身 用于支承和連接磨床各個(gè)部件。為提高機(jī)床剛度，磨床床身一般為箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有液壓傳動(dòng)裝置，上部有縱向和橫向兩組導(dǎo)軌以安裝工作臺(tái)和砂輪架。 (2) 工作臺(tái) 有上下兩層組成，上下工作臺(tái)可相對(duì)于下工作臺(tái)偏轉(zhuǎn)一定角度，以便磨削錐面；下工作臺(tái)下裝有活塞，可通過液壓機(jī)構(gòu)使工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 (3) 磨頭 磨頭的轉(zhuǎn)動(dòng)， 由主軸電機(jī)通過柔性聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)，前后支撐均為成對(duì)的高精度滾動(dòng)向心推力球軸承。 (4) 砂輪架 其上安裝砂輪，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)作高速旋轉(zhuǎn)。砂輪架安裝在床身的橫向?qū)к壣?，可通過手動(dòng)或液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)橫向運(yùn)動(dòng)。 (5) 砂輪修整器 砂輪修整器是安裝在磨頭上面的，用來修整平心個(gè)砂輪，它用三只螺釘經(jīng)墊鐵緊固在磨頭體的上端。 (6) 頭架 用于安裝工件，其主軸由電動(dòng)機(jī)經(jīng)變速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)周向進(jìn)給；主軸前端可安裝卡盤或頂尖。 (7) 尾架 尾架安裝在工作臺(tái)右端，尾架套筒內(nèi)裝有頂尖，可與頂尖一起支承工件。它在 工作臺(tái)上的位置可根據(jù)工件長(zhǎng)度任意調(diào)整。 給機(jī)構(gòu)的分類及使用方法 (1) 垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)分為數(shù)控控制進(jìn)給和手動(dòng)進(jìn)給： a) 數(shù)控控制進(jìn)給 又稱自動(dòng)進(jìn)給，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿，傳動(dòng)與其相嚙合的螺旋齒輪，轉(zhuǎn)動(dòng)與螺旋齒輪剛性連接的絲桿副的螺母，移動(dòng)絲桿使其與其固定連接的磨頭架垂直運(yùn)動(dòng)。 b) 手動(dòng)進(jìn)給 在床身后，與伺服電機(jī)相連接的蝸桿軸上裝有一直吃錐齒輪，轉(zhuǎn)動(dòng)相嚙合的另一錐齒輪軸，通過蝸桿螺旋齒輪副可獲得磨頭上下調(diào)整移動(dòng)，在平時(shí)，錐齒輪對(duì)始精密平面磨床微進(jìn)給及微位移工作臺(tái)設(shè)計(jì) 9 終處于非嚙合的脫開位置。 (2) 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)分為手搖進(jìn)給、手微進(jìn) 給和自動(dòng)進(jìn)給： a) 手搖進(jìn)給 將捏手松開，使斜齒輪與手輪空轉(zhuǎn)，然后將手輪向前推，使齒形離合器向結(jié)合（此時(shí)拉桿已將齒輪與齒輪脫開）搖動(dòng)手柄，經(jīng)手輪，軸聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠絲桿使?jié)L珠螺母移動(dòng)，帶動(dòng)了脫班橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 b) 手動(dòng)微進(jìn)給 基本上與手搖進(jìn)給相同，此時(shí)應(yīng)將捏手?jǐn)Q緊，使挾持輪與收斂?jī)?nèi)結(jié)合在一起，然后使齒形離合器結(jié)合，轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿上的捏手（圖中未示出）經(jīng)蝸桿，斜齒輪嚙合傳動(dòng)軸，其余傳動(dòng)與 a 同。 c) 自動(dòng)進(jìn)給 自動(dòng)進(jìn)給的動(dòng)力為油馬達(dá)，在它的輸出軸上裝有齒輪 12，經(jīng)與它嚙合的齒輪 11 然后轉(zhuǎn)動(dòng)軸 4，（此時(shí)應(yīng)將齒 形離合器 5 分開）經(jīng)聯(lián)周期 5 使?jié)L珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠螺母是緊固在拖板上的，因此使拖板作橫向進(jìn)給。 章小結(jié) 設(shè)計(jì)了磨床的基本構(gòu)架，分析并選擇了工作臺(tái)設(shè)計(jì)中不可或缺的部件，參照科學(xué)合理的設(shè)計(jì)理念，對(duì)設(shè)計(jì)模型有大概的認(rèn)識(shí)。砂輪架的設(shè)計(jì)在工作臺(tái)整體中有著非常重要的作用，在了解砂輪架的特性和工作臺(tái)配置以及加工條件下，合理選擇砂輪架是工作臺(tái)設(shè)計(jì)成功的重要原因。 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 10 3 砂輪的特性和 修整 輪的特性 砂輪是由磨料家結(jié)合劑用制造陶瓷的工藝方法制成的。制造砂輪時(shí)，用不 同的配方和不同的投料密度來控制砂輪的硬度和組織。磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織這五個(gè)因素決定了砂輪的特性。 砂輪架的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列四點(diǎn)基本要求： (1) 主軸的回轉(zhuǎn)精度要求高且穩(wěn)定； (2) 主軸軸承系統(tǒng)的剛性好； (3) 振動(dòng)小，發(fā)熱低，不漏油； (4) 制造裝配簡(jiǎn)單，調(diào)整維修方便。 砂輪架旋轉(zhuǎn)精度是指主軸前端的徑向跳動(dòng)和軸向穿動(dòng)，它直接影響工件表面的光度和表面質(zhì)量。一般平面磨床砂輪架（磨頭）的徑向、軸向跳動(dòng)允差： 。高精度的小于 而通過提高軸承的精度，提高主軸的加工精度，選擇合適的軸向止推等方式來提高砂輪架的旋轉(zhuǎn)精度。 由于砂輪主軸做高速旋轉(zhuǎn)，所以振動(dòng)和發(fā)熱對(duì)砂輪架正常工作影響較