磨床開題答辯資料

1、題目：磨床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 2014年12月12日一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(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（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(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

2、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(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。1.2 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

3、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)的國家中，磨床在機(jī)床總數(shù)中的比例已達(dá)30%-40%。據(jù)1997年歐洲機(jī)床展覽會(huì)(EMO)的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，25%的企業(yè)認(rèn)為磨削是他們應(yīng)用的最主要的加工技術(shù)，車削只占

4、23%， 鉆削占22%，其它占8%；而磨床在企業(yè)中占機(jī)床的比例高達(dá)42%，車床占23%，銑床占22%，鉆床占14%3。由此可見，在精密加工當(dāng)中，有許多零部件是通過精密磨削來達(dá)到其要求的，而精密磨削加工會(huì)要在相應(yīng)的精密磨床上進(jìn)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(shí)現(xiàn)精密磨削加工，則所用的磨床就應(yīng)該滿足以下幾個(gè)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(dòng)壓軸承及動(dòng)靜壓組合軸承等。當(dāng)前采用動(dòng)壓軸承和動(dòng)靜壓軸承較多。主軸的徑向圓跳動(dòng)一般應(yīng)小

5、于1um，軸向圓跳動(dòng)應(yīng)限制在23um以內(nèi)。2.低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。 由于砂輪的修整導(dǎo)程要求1015mm/min，因此工作臺(tái)必須低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，要求無爬行和無沖擊現(xiàn)象并能平穩(wěn)工作。3.減少振動(dòng)。 精密磨削時(shí)如果產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)對(duì)加工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響。故對(duì)于精密磨床，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮減少振動(dòng)。4.減少熱變形。 精密磨削中熱變形引起的加工誤差會(huì)達(dá)到總誤差的50，故機(jī)床和工藝系統(tǒng)的熱變形已經(jīng)成為實(shí)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(jī)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(duì)工件表面進(jìn)行切削

6、加工的一種機(jī)床。通常把使用砂輪進(jìn)行加工的機(jī)床稱為磨床，而用油石和研磨料進(jìn)行加工的機(jī)床稱為精磨機(jī)床。大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)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(jìn)行加工，如珩磨機(jī)、超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋光機(jī)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(jìn)行高效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。 采用導(dǎo)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(diǎn)。1.3

7、 研究意義平面磨床是一種機(jī)械加工常用機(jī)床，對(duì)運(yùn)動(dòng)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。精密臥式平面磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行高效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。因此把“精密臥式平面磨床的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”作為本次本科畢業(yè)論文的課題，既有較大的學(xué)術(shù)價(jià)值，又有廣闊的應(yīng)用前景。1.4 內(nèi)外相關(guān)研究情況： 十八世紀(jì)30年代，為了適應(yīng)鐘表、自行車、縫紉機(jī)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(dāng)時(shí)現(xiàn)成的機(jī)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

8、度低，磨削時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)，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(huì)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(jī)械。它的工件頭架和尾座安裝在往復(fù)移動(dòng)的工作臺(tái)上，箱形床身提高了機(jī)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(tái)作往復(fù)移動(dòng)的平面磨床。 1900年前后，人造磨料的發(fā)展和液壓傳動(dòng)的應(yīng)用，對(duì)磨床的發(fā)展有很大的推動(dòng)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(jì)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(dòng)測(cè)量

9、裝置于1908年開始應(yīng)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(dǎo)軌磨床，珩磨機(jī)和超精加工機(jī)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年代末又出現(xiàn)了砂輪線速度達(dá)6080米/秒的高速磨床和大切深、緩進(jìn)給磨削平面磨床；70年代，采用微處理機(jī)的數(shù)字控制和適應(yīng)控制等技術(shù)在磨床上得到了廣泛的應(yīng)用。 隨著高精度、高硬度機(jī)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(duì)新技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)滯后，國內(nèi)機(jī)床產(chǎn)品的總體技術(shù)水平比之先進(jìn)國家同類型機(jī)床還有著相當(dāng)大的差距，勞動(dòng)生產(chǎn)率低下，在國際市場(chǎng)中競爭

10、力不足，經(jīng)濟(jì)效益不高。在國外高檔機(jī)床大舉進(jìn)攻中國市場(chǎng)的情況下，我們只有以積極的姿態(tài)面對(duì)這一嚴(yán)峻的形勢(shì)。盡快應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，能快速開發(fā)出結(jié)構(gòu)合理、自動(dòng)化水平高、加工精度高、低振動(dòng)、低成本的機(jī)床新產(chǎn)品響應(yīng)市場(chǎng)，我國的機(jī)床工業(yè)才有出路。為了達(dá)到這一目的，掌握先進(jìn)的機(jī)床設(shè)計(jì)方法就顯得尤為重要。我國機(jī)床工業(yè)的竟?fàn)幠芰Φ奶岣咭簿腿Q于機(jī)床新品的開發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)的研究、掌握、應(yīng)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(jì)一體化環(huán)境的形成，機(jī)床行業(yè)的市場(chǎng)競爭將會(huì)愈演愈烈。目前，國內(nèi)外機(jī)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(chǎng)競爭力不足，利潤低:設(shè)計(jì)方法落后，機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尚

11、處于傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)、靜態(tài)、類比的設(shè)計(jì)階段，很少考慮結(jié)構(gòu)動(dòng)、靜態(tài)特性對(duì)機(jī)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(jì)周期長，成功率低，反復(fù)設(shè)計(jì)、試制與修改，產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，且成本高。二、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(jì)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(jī)械傳動(dòng)裝置及工作原理； (2)完成原理方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，確定實(shí)施方案； (3)對(duì)平面磨床進(jìn)行傳動(dòng)裝置等機(jī)械參數(shù)的初步設(shè)計(jì)，并完成相關(guān)的計(jì)算； (4)完成平面磨床進(jìn)行傳動(dòng)裝置等機(jī)械參數(shù)的具體設(shè)計(jì)；（X>1000mm，Y>400mm，Z>500mm，X、Y定位精度&

12、lt;0.006mm）； (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(duì)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(jìn)行。平面磨削時(shí)，對(duì)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(shí)裝夾多個(gè)工件，而且能保證定位面與加工面的平行度要求。對(duì)于外形復(fù)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(duì)工件平面進(jìn)行磨削。這種磨削方式

13、，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(duì)工件平面進(jìn)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(diǎn)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(tái)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(shí)磨削出工件的寬度和面積大，同時(shí)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，一般用于粗磨。而用圓周面磨削的

14、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(jìn)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)如圖1所示，由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤、砂輪箱、滑座、立柱等部分組成。圖1 平面磨床基本結(jié)構(gòu)圖圖1臥軸矩臺(tái)式平面磨床外形圖。工作臺(tái)2沿床身1的縱向?qū)к壍耐鶑?fù)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工件用電磁吸盤式夾具裝夾在工作臺(tái)上。砂輪架4沿滑座5導(dǎo)軌作橫向間歇進(jìn)給?；蜕拜喖芤黄鹂裳亓⒅?導(dǎo)軌作間歇的垂直切人運(yùn)動(dòng)。砂輪主軸由內(nèi)裝式異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)2.4 采用的方案及研究方法 平面磨床的三個(gè)坐標(biāo)軸：X軸：工作臺(tái)的橫向運(yùn)動(dòng) Y軸：工作臺(tái)的縱向運(yùn)動(dòng)Z

15、軸：砂輪架進(jìn)給 2.4.1 研究方案初定方案一：盤工作臺(tái)除了做X、Y軸直線運(yùn)動(dòng)外，還做Z軸上、下直線運(yùn)動(dòng)，磨床主軸帶動(dòng)的砂輪刀片只做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此方案工作臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)器自重大，運(yùn)動(dòng)慣性大，定位精度不高，成本高；方案二：電磁吸盤工作臺(tái)只做X、Y軸直線運(yùn)動(dòng)，磨床主軸帶動(dòng)的砂輪刀片除了自轉(zhuǎn)外，還要做Z軸上、下運(yùn)動(dòng)，此方案總體較簡單，但磨床主軸帶動(dòng)的砂輪刀片運(yùn)動(dòng)行程太大，影響加工時(shí)間，提高了成本；方案三：電磁吸盤工作臺(tái)做X軸直線運(yùn)動(dòng)，磨床主軸帶動(dòng)的砂輪刀片做Z軸上、下及Y軸直線運(yùn)動(dòng)，此方案此方案總體結(jié)構(gòu)簡單，砂輪刀片運(yùn)動(dòng)范圍小，有利于零件的平面磨削。通過對(duì)以上三種方案的比較,選取方案三為最終的方案，其

16、結(jié)構(gòu)比較簡單：2.5 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選型2.5.1步進(jìn)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)1.電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)；2.電機(jī)停轉(zhuǎn)的時(shí)候具有最大的轉(zhuǎn)矩（當(dāng)繞組激磁時(shí)）；3.由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會(huì)將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性；4.優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)；5.由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的壽命；6.電機(jī)的響應(yīng)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(jī)的結(jié)構(gòu)可以比較簡單而且控制成本；7.僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)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(diǎn)1.如果控制不當(dāng)容易產(chǎn)生共振；2.難以運(yùn)轉(zhuǎn)到較

17、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(shì)，能源利用率低。5.超過負(fù)載時(shí)會(huì)破壞同步，高速工作時(shí)會(huì)發(fā)出振動(dòng)和噪聲2.5.2交流伺服電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn):良好的速度控制特性，在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)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(yùn)行區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)恒力矩;低噪音;沒有電刷的磨損，免維護(hù);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(diǎn):控制較復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)機(jī) 優(yōu)點(diǎn):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(jià)格優(yōu)

18、勢(shì) 缺點(diǎn):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(dòng)機(jī)1.適合高速直線運(yùn)動(dòng)。因?yàn)椴淮嬖陔x心力的約束，普通材料亦可以達(dá)到較高的速度。而且如果初、次級(jí)間用氣墊或磁墊保存間隙，運(yùn)動(dòng)時(shí)無機(jī)械接觸，因而運(yùn)動(dòng)部分也就無摩擦和噪聲。這樣，傳動(dòng)零部件沒有磨損，可大大減小機(jī)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(jí)材料，可以得到不同的速度、電磁推力，適用于低速往復(fù)運(yùn)行場(chǎng)合。3.適應(yīng)性強(qiáng)。直線電機(jī)的初級(jí)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(jì)成多種結(jié)構(gòu)形

19、式，滿足不同情況的需要。3.高加速度。這是直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，相比其他絲杠、同步帶和齒輪齒條驅(qū)動(dòng)的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。2.5.5滾動(dòng)電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：1.電子換向來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械換向，性能可靠、永無磨損、故障率低，壽命比有刷電機(jī)提高了約6倍，代表了電動(dòng)車的發(fā)展方向；2.屬靜態(tài)電機(jī)，空載電流?。?.效率高；4.體積小。缺點(diǎn)：1.低速起動(dòng)時(shí)有輕微振動(dòng)，如速度加大換相頻率增大，就感覺不到振動(dòng)現(xiàn)象了；2.價(jià)格高，控制器要求高；3.易形成共振2.6導(dǎo)向系統(tǒng)選型  2.6.1滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛。但對(duì)于金屬對(duì)金屬型式，靜摩擦系數(shù)大，動(dòng)摩擦系數(shù)隨速

20、度變化而變化，在低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。為了提高導(dǎo)軌的耐磨性，改善摩擦特性，可通過選用合適的導(dǎo)軌材料、熱處理方法等。例如，導(dǎo)軌材料可采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵、耐磨鑄鐵或鑲淬火鋼導(dǎo)軌，熱處理方法采用導(dǎo)軌表面滾壓強(qiáng)化、表面淬硬、鍍鉻、鍍鉬等方法提高機(jī)床導(dǎo)軌的耐磨性能。目前多數(shù)使用金屬對(duì)塑料型式，稱為貼塑導(dǎo)軌。貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌的塑料化學(xué)成分穩(wěn)定、摩擦系數(shù)小、耐磨性好、耐腐蝕性強(qiáng)、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(diǎn)是耐熱性差、導(dǎo)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(dǎo)軌：

21、該導(dǎo)軌磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，故導(dǎo)向精度高。它的截面角度由載荷大小及導(dǎo)向要求而定，一般為90°。為增加承載面積，減小比壓，在導(dǎo)軌高度不變的條件下，采用較大的頂角（110°120°）；為提高導(dǎo)向性，采用較小的頂角（60°）。如果導(dǎo)軌上所受的力，在兩個(gè)方向上的分力相差很大，應(yīng)采用不對(duì)稱三角形，以使力的作用方向盡可能垂直于導(dǎo)軌面。       矩形導(dǎo)軌：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造、檢驗(yàn)和修理方便；導(dǎo)軌面較寬，承載力較大，剛度高，故應(yīng)用廣泛。但它的導(dǎo)向精度沒有三角形導(dǎo)軌高；導(dǎo)軌間隙需用壓板或鑲條調(diào)整，且磨

22、損后需重新調(diào)整。       燕尾形導(dǎo)軌：燕尾形導(dǎo)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(yàn)不方便，摩擦力較大，剛度較差。用于運(yùn)動(dòng)速度不高，受力不大，高度尺寸受限制的場(chǎng)合。       圓形導(dǎo)軌：制造方便，外圓采用磨削，內(nèi)孔珩磨可達(dá)精密的配合，但磨損后不能調(diào)整間隙。為防止轉(zhuǎn)動(dòng)，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(chǎng)合 2.6.2滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌1.摩擦系數(shù)小，并且靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差很小，

23、故運(yùn)動(dòng)靈便，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；2.定位精度高，一般滾動(dòng)導(dǎo)軌的重復(fù)定位誤差約為0.10.2m，而滑動(dòng)導(dǎo)軌的定位誤差一般為1020m。因此，當(dāng)要求運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)生精確微量的移動(dòng)時(shí)，通常采用滾動(dòng)導(dǎo)軌；3.磨損較小，壽命長，潤滑簡便；4.結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工比較困難，成本較高；5.對(duì)臟物及導(dǎo)軌面的誤差比較敏感。2.6.3液體靜壓導(dǎo)軌工作時(shí)摩擦系數(shù)極低（f=0.0005）；導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)不受負(fù)載和速度的限制，且低速時(shí)移動(dòng)均勻，無爬行現(xiàn)象；由于液體具有吸振作用，因而導(dǎo)軌的抗振性好；承載能力大、剛性好；摩擦發(fā)熱小，導(dǎo)軌溫升小。但液體靜壓導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)復(fù)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(dǎo)軌主

24、要用于大型、重型數(shù)控機(jī)床上。2.7傳動(dòng)系統(tǒng)選型2.7.1齒形帶傳動(dòng)1.鋼絲繩制成的強(qiáng)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(duì)滑動(dòng),傳動(dòng)比恒定、準(zhǔn)確； 2.齒形帶薄且輕，可用于速度較高的場(chǎng)合，傳動(dòng)時(shí)線速度可達(dá)40米秒，傳動(dòng)比可達(dá)10，傳動(dòng)效率可達(dá)98；  3.結(jié)構(gòu)緊湊，耐磨性好；  4.由于預(yù)拉力小，承載能力也較小；  5.制造和安裝精度要求甚高，要求有嚴(yán)格的中心距，故成本較高。2.7.2齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條，承載力大，傳動(dòng)精度較高，可達(dá)0.1mm，可無限長度對(duì)接延續(xù)，傳動(dòng)速度可以很高，>2m/s，缺點(diǎn)：若加工安裝精度差，傳動(dòng)噪音大，磨損大。

25、典型用途：大版面鋼板、玻璃數(shù)控切割機(jī)，建筑施工升降機(jī)可達(dá)30層樓高。2.7.3絲杠傳動(dòng) 1.普通梯形絲杠可以自鎖，這是最大優(yōu)點(diǎn)，但是傳動(dòng)效率低下，比上述二者低許多，所以不適合高速往返傳動(dòng)。缺點(diǎn)是時(shí)間久了傳動(dòng)間隙大，回程精度差，用在垂直傳動(dòng)較合適。2.滾珠絲杠不能自鎖，傳動(dòng)效率高，精度高，噪音低，適合高速往返傳動(dòng)，但是水平傳動(dòng)時(shí)跨距大了要考慮極限轉(zhuǎn)速和自重下垂變形，所以傳動(dòng)長度不可太大，要么改用絲母旋轉(zhuǎn)絲杠不動(dòng)，但還是不能太長，要么就用齒輪齒條。 2.7.4渦輪蝸桿傳動(dòng)1.實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比2.傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低3.可實(shí)現(xiàn)自鎖4.結(jié)構(gòu)緊湊5.渦輪蝸桿傳動(dòng)最主要的特點(diǎn)就是具有反向自鎖的功能，而且相比其它傳

26、動(dòng)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(gè)平面上2.8各軸確定分工能解分功能 12345A導(dǎo)向滑動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌液體靜壓導(dǎo)軌氣體靜壓導(dǎo)軌B傳動(dòng)齒形帶傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)絲杠傳動(dòng)渦輪蝸桿傳動(dòng)C驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)交流伺服機(jī)直流伺服機(jī)直線電機(jī)滾動(dòng)機(jī)1.X軸部件的確定滾珠絲杠不能自鎖，傳動(dòng)效率高，精度高，噪音低，適合高速往返傳動(dòng)，但是水平傳動(dòng)時(shí)跨距大了要考慮極限轉(zhuǎn)速和自重下垂變形，所以傳動(dòng)長度不可太大；因?yàn)閄軸工作臺(tái)往返工作距離較長，故排除以絲杠作為傳動(dòng)對(duì)象，也可以通過步進(jìn)電機(jī)以及齒輪齒條實(shí)現(xiàn)承片臺(tái)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。由于齒輪齒條，承載力大，傳動(dòng)精度較高，可達(dá)0.1mm，可無限長度

27、對(duì)接延續(xù)，傳動(dòng)速度可以很高。因而最終確定X軸由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒輪齒條使工作臺(tái)沿X軸向滾動(dòng)導(dǎo)軌進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。滾動(dòng)導(dǎo)軌主要用于直線導(dǎo)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(shí)有預(yù)加負(fù)荷，所以它有很高的剛度，在15M每分鐘的速度下往復(fù)運(yùn)行1200KM后，鋼球的磨損量僅為0.001mm.所以X軸采用滾動(dòng)導(dǎo)軌來實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng).2.Y軸部件的確定 直流伺服電機(jī)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(dòng)，可獲得高達(dá)97%的傳動(dòng)效率，從而使驅(qū)動(dòng)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(tái)連接

28、驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng).采用燕尾型導(dǎo)軌，絲杠位于兩導(dǎo)軌之間，滑座與床身之間采用矩形導(dǎo)軌。3.Z軸部件的確定 滾珠絲杠的傳動(dòng)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(dòng)機(jī)上加有制動(dòng)裝置。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，切斷電磁線圈的電流，由彈簧壓緊摩擦片使其制動(dòng)。滾動(dòng)導(dǎo)軌定位精度高，一般滾動(dòng)導(dǎo)軌的重復(fù)定位誤差約為0.10.2m，而滑動(dòng)導(dǎo)軌的定位誤差一般為1020m。因此，由于要求z軸運(yùn)動(dòng)精確且微量，且滾動(dòng)導(dǎo)軌對(duì)臟物及導(dǎo)軌面的誤差比較敏感，故采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，用十字滑塊聯(lián)軸器與直流伺服相連。2.9機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)如下述 X軸通過步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒輪齒條運(yùn)動(dòng)，

29、從而使工作臺(tái)橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，Y軸由直流伺服電機(jī)通過十字滑塊聯(lián)軸器與絲杠相連，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(tái)連接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng).采用燕尾型導(dǎo)軌，絲杠位于兩導(dǎo)軌之間，滑座與床身之間采用矩形導(dǎo)軌。Z軸電動(dòng)機(jī)上加有制動(dòng)裝置，采用直流伺服電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)砂輪架的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。三重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作3.1重點(diǎn)及難點(diǎn)內(nèi)容：（1）磨床總體布局中各部件尺寸的確定；（2）傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；（3）動(dòng)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(xiàn)，了解臥式平面磨床方面的相關(guān)知識(shí)，并理解其原理；b.通過和老師同學(xué)的交流，準(zhǔn)

30、備開題報(bào)告的內(nèi)容，并初步開始著手進(jìn)行設(shè)計(jì)。四、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫）：(1)1-3周：調(diào)研，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)和刊物，了解平面磨床機(jī)械傳動(dòng)裝置及工作原理，完成開題報(bào)告。 (2)4-5周：完成原理方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，確定擬實(shí)施的方案，完成英文資料翻譯。 (3)6-13周：對(duì)平面磨床進(jìn)行傳動(dòng)裝置等機(jī)械參數(shù)初步設(shè)計(jì)，并完成相關(guān)的計(jì)算；完成平面磨床進(jìn)行傳動(dòng)裝置等機(jī)械參數(shù)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)；完成中期報(bào)告。 (4)14-18周：完成設(shè)計(jì)圖紙，寫出畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。指導(dǎo)教師意見（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見）指導(dǎo)教師： 年 月 日所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日參考文獻(xiàn)1 曾志新，呂明.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)在M.武漢：武漢理工大學(xué)出版社.2 何偉主編,數(shù)控機(jī)床原理及應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社.3 孫桓，陳作模.機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社.5 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版社.6 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社.7