全自動軸承外圈溝道超精機改裝預案畢業(yè)設計論文(含CAD圖紙)

1、Xxxxx畢業(yè)設計（論文）任務書系 別 機械工程系 專 業(yè) 機械設計與制造學生班級 xxxxxx 姓 名 xxxxx 學 號 xxxxxx 指導老師 xxxx 職 稱 設計（論文）題目及專題 全自動軸承外圈溝道超精機改裝預案 設計所用原始資料： 全自動軸承外圈溝道超精機說明書 機械設計零件手冊 設計的主要內(nèi)容 任務下達日期： 201 年 月 日學生提交設計期限：201 年 月 日至201 年 月 日組織實施單位： 教研室主任意見： 簽 字： 201 年 月 日系領導小組意見： 簽 字： 201 年 月 日目 錄中文摘要 關鍵詞英文摘要 關鍵詞引言第1章 當前超精機簡介 1.1 超精機特點 1.

2、2 主要技術(shù)參數(shù) 1.3 主要工作部件介紹 1.3.1 擺頭 1.3.2 工件主軸 1.4 機構(gòu)循環(huán)過程第2章 紡機項目組軸承套圈超精加工現(xiàn)狀及存在的問題第3章 解決方案的提出及預期效果第4章 氣缸選用及校核 4.1 選用 4.2 校核第5章 PLC程序變更 5.1 電磁閥的增設 5.2 PLC程序的完善第6章 其他部件的完善總結(jié)附圖（表）參考文獻全自動軸承外圈溝道超精機改裝預案摘要：上海清正汽車軸承有限公司紡織機械軸承以其剛性強，承受徑向載荷大，制造精度高，旋轉(zhuǎn)靈活、穩(wěn)定，噪音低，結(jié)構(gòu)簡單，功耗低等高性能迅速占領市場，但當前紡織機械軸承外圈的粗超工序中，存在諸多問題，尤以溝徑差最為嚴重，嚴重

3、影響生產(chǎn)效率。若以同一個擺頭連續(xù)超精，可以最大程度地將溝徑差控制在工藝尺寸要求內(nèi)，降低返修率，生產(chǎn)效率。在料手與伸縮氣缸之間安裝一個行程為180°的擺動氣缸可以輕松解決這一問題。通過擺動氣缸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變套圈兩溝道位置，進行超精加工。同時對其超精機料道進行改善，采用傳送帶傳送，大大節(jié)省了單個套圈從開始加工到成品入庫的周期。關鍵詞：軸承外圈 溝徑差 擺動氣缸 PLC程序 傳送帶Abstract: The textile machinery bearing of Shanghai Challenge Automobile Bearing Co., LTD, with its strong r

4、igidity, bear radial load is big, manufacturing precision, rotate flexible, stability, low noise, low power consumption, simple in structure, high performance rapidly occupation market, but the current textile machinery bearing outer ring of rough super working procedure, has many problems, especial

5、ly in the ditch diameter sent most serious, serious influence production efficiency. If with the same place for ultra precision, can head to the greatest extent will ditch diameter difference control within the process, reduce the size requirement Rework rates, production efficiency. On the material

6、 between the hands and telescopic cylinder for 180 ° install a stroke swinging cylinder can easily solve the problem. By oscillation, change the two front-runners rotating cylinder on the gully position, finishing. Meanwhile to the ultra precision machine, the way to improve feeding conveyor be

7、lt transmission, greatly saves a single ring from start processing to finishing warehousing cycle. Keywords: bearing outer ring ditch diameter difference swinging cylinder PLC program conveyor belts 引 言軸承（Bearing）是當代機械設備中一種舉足輕重的零部件，它的主要功能是支撐旋轉(zhuǎn)軸或其它運動體，引導轉(zhuǎn)動或移動運動并承受由軸或軸上零件傳遞而來的載荷，被廣泛的運用于現(xiàn)代工業(yè)中。人本集團作為軸承生

8、產(chǎn)的大型企業(yè)，產(chǎn)品型號多達3萬余種。上海清正公司是人本集團旗下的子公司，其紡織機械軸承以其剛性強，承受徑向載荷大，制造精度高，旋轉(zhuǎn)靈活、穩(wěn)定，噪音低，結(jié)構(gòu)簡單，功耗低等高性能迅速占領市場，為企業(yè)帶來良好的效益。但在紡機軸承生產(chǎn)過程中，有諸多因素影響軸承的生產(chǎn)效率。本文首先介紹目前紡機軸承的加工設備和工藝，選其一種型號分析了制約軸承套圈生產(chǎn)速度的主要因素，并提出解決方案，對此進行了實驗總結(jié)，和預期效果評估。對實施方案的主要技術(shù)進行理論分析，并且對機床其他不完善的地方提出改進意見。希望本次改裝能為能為紡機乃至整個人本清正帶來真正的生產(chǎn)效益。第1章 當前超精機簡介軸承是當代機械設備中一種舉足輕重的零

9、部件，被大量應用于各個工程領域。3MZ324-SG是由上海佳創(chuàng)精工生產(chǎn)的全自動軸承外圈溝道超精機，用于對軸承兩個溝道進行粗超和精超兩個工序的加工。其在加工過程中可以在同一設備上兩次定位，分別加工前后兩個溝道。1.1 超精機特點：1、 效率高：分別設置左右兩個擺頭進行前后溝道超精研加工，中間待料時間短；2、 工裝簡化：由四滾筒支承兩個工件；3、 自動上下料：機械手上下料；4、 工藝性強：工件軸電機、擺頭電機均采用交流電機，變頻控制，轉(zhuǎn)矩脈動小，轉(zhuǎn)速可根據(jù)工藝要求無級設定；5、 智能工控：觸摸屏菜單、PLC程序控制、變頻控制等全數(shù)控設定。1.2 主要技術(shù)參數(shù)1、 加工范圍：外徑：2058寬度：20

10、50（40-75）2、 技術(shù)參數(shù)（1） 軸承溝道a、 油石擺動頻率 501000次/min可調(diào)b、 油石擺角 0°±12°c、 垂直方向最大快跳量 010mm（2）油石壓力 0.20.5Mpa（3）電機A、工件電機 YSJ7134-B3a、電機功率 0.55KWb、轉(zhuǎn)速 1400r/minB、擺頭電機 YSJ6322-B3a、電機功率 0.25KWb、轉(zhuǎn)速 2800r/min（4）過濾與冷卻a、離心泵 1.1KWb、冷卻泵 0.12KW（5）總功率 2.75KW3、外形尺寸 1300×1552×1670（mm）1.3 主要工作部件介紹1.3.1

11、擺頭由交流電機通過同步帶帶動偏心軸，再由連桿機構(gòu)帶動擺頭部分，對溝道進行超精。擺頭可上下運動，具有油石快跳和油石補償兩個功能。擺頭上裝有油石夾，上方由補償氣缸加壓，隨著油石的磨耗，進行自動補償，達到預定的磨耗尺寸報警時，需把油石從油石夾拔出，更換新油石。1.3.2工件主軸本機采用四個工件主軸結(jié)構(gòu)，每個主軸安裝一個滾棒。更換工裝時，僅更換滾棒。工件主軸安裝有7006AC/P5角接觸球軸承，并加有足夠的預加負載。更換加工零件，需調(diào)整左、右滾棒的間距，先把左右工件主軸座下面的緊固螺釘松開，隨即轉(zhuǎn)動兩側(cè)工件主軸側(cè)面螺桿，使兩根滾棒分開或合攏。其間距為兩滾棒與工件接觸部分外圓的距離，是更換工裝的主要技術(shù)

12、參數(shù)，公式為：最大外徑以滾棒與工件接觸部分為測量標準。滾棒靠近機座的一段有臺階，用于定位軸承一端，控制溝位。另一端安裝有端蓋，根據(jù)所加工工件長度而改變定位距離，一般端蓋離工件另一端留有1-2mm的間隙。見附圖工件定位加工。當滾棒合攏，料手將工件夾持到滾棒時，滾棒卡住工件，滾棒通過主軸電機帶動旋轉(zhuǎn)，然后擺頭進，對溝道進行超精加工。如果工件沒有完全進入定位槽，主軸旋轉(zhuǎn)時，通過向心力與主軸軸向推力將工件推入槽內(nèi)定位。1.4 機構(gòu)循環(huán)過程只有設備在原位狀態(tài)下才能啟動機床，否則機床處于聯(lián)鎖保護狀態(tài)。循環(huán)動作：上料進橫移進料手下移抓料料手上移橫移退拖板進料手下移放料料手上移工件電機開啟滑臺進油石架下油石補

13、償擺頭電機啟動粗超精超油石泄壓油石架上滑臺退拖板退下一循環(huán)第2章 紡機項目組軸承套圈超精加工現(xiàn)狀上海清正紡機項目組主要配套生產(chǎn)紡織機械軸承，其以高精度、高轉(zhuǎn)速、低損耗、低噪聲、長壽命等高質(zhì)量迅速打入市場，成為目前東南片區(qū)紡織機械生產(chǎn)廠家的主要供應商。產(chǎn)品型號有6種：QZF72-6-8（每分鐘12萬轉(zhuǎn)）、QZF72-6（每分鐘9萬轉(zhuǎn)）、QZF72-1-31（每分鐘8萬轉(zhuǎn)）、QZF73-1-14（每分鐘6萬轉(zhuǎn)）、QZF72-8（每分鐘6萬轉(zhuǎn)）、QZF1042066（每分鐘幾千轉(zhuǎn)）。加工分為套圈加工與芯軸加工。在套圈生產(chǎn)中，以每分鐘9萬轉(zhuǎn)的QZF72-6/01（見附圖轉(zhuǎn)杯軸承），外圈最大外徑22mm

14、，溝道尺寸15，軸向游隙0.015-0.04，徑向游隙0.004-0.015mm，加工工藝流為：無心粗磨端面磨內(nèi)徑磨溝道粗磨回火溝道精磨（見套圈溝道精磨工藝卡）內(nèi)徑超精溝道粗超溝道精超無心細磨。超精研是溝道機械加工中最后一道工序，主要對溝道超精研磨，所用刀具為油石，規(guī)格均為R3.5*4*13，粗超油石粒度7000，精超油石粒度有14000與23000兩種。精超與粗超工序都是由3MZ324-SG加工。在溝道粗超工序中，主要是靠油石與溝道接觸通過高速擺動摩擦來加工溝道表面，加工工藝要求下深度812um，使其粗糙度達到Ra1.2，且溝徑差（兩溝道內(nèi)徑之差的絕對值）小于2um。具體操作時，先由右邊料道

15、上料，右工位超精A溝，下料道排料，手動把超精單邊的工件拿到左邊料道上料，左工位超精B溝，排料，檢表。在粗超工序中，一般粗糙度很容易達到要求，且深度也能滿足要求，但溝徑差卻經(jīng)常過大。由于兩邊擺頭超精時所下深度不一，而且油石磨耗時間不一，當然也有大溝精磨物料流轉(zhuǎn)下來時也帶有溝徑差，導致溝徑差超出工藝允許范圍內(nèi)，接下來就要超精單邊返修溝徑差，控制溝徑尺寸。這是在粗超工序中制約生產(chǎn)效率的最大因素。具統(tǒng)計，當班粗超工序一次加工后，5-7um的溝徑差有10.4%，3-4um的溝徑差有28%，這是在最理想的情況下統(tǒng)計所得的結(jié)果，而且8um以上的沒有計入。也就是一次性合格率在機床最穩(wěn)定的情況下僅為61.6%。

16、第3章 解決方案的提出針對上述情況，我們設想同一擺頭所下深度基本恒定，若用同一擺頭超精套圈兩邊溝道，尺寸應該基本一樣。由此進行 “同一擺頭連續(xù)超精軸承A、B兩溝”的實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)，進行結(jié)果分析。隨機從溝道精磨料中抽出28只工件進行單擺頭粗超加工，主要參數(shù)設置如下：粗超時間12s，精超時間5s，擺頭電機高速750r/min，低速40r/min，主軸電機低速600r/min,高速500r/min。其中左右工位主要參數(shù)設置一樣。根據(jù)實驗“同一擺頭連續(xù)超精軸承外圈A、B兩溝數(shù)據(jù)記錄表”的統(tǒng)計結(jié)果可以看出，連續(xù)加工所下深度基本相同，概率達到95%以上，而若大溝精磨流轉(zhuǎn)下來的物料完全達到工藝要求，則

17、粗超加工的溝徑差幾近為零。所以，以同一個擺頭連續(xù)超精加工同一工件兩溝道，可以最大程度地將溝徑差控制在工藝尺寸要求內(nèi)，降低返修率，提高生產(chǎn)效率，最直接的提高當班產(chǎn)量。基于上述理論，可通過改變機床部件運動順序來實現(xiàn)。在機械運動過程中，先超精一個溝道，然后料手下，抓料，料手上，料手旋轉(zhuǎn)，料手下，放料，料手上，超精另一溝道。在料手與伸縮氣缸之間安裝一個行程為180°的擺動氣缸可以輕松解決這一問題。通過擺動氣缸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變套圈兩溝道位置，進行超精加工。第4章 擺動氣缸選用及校核4.1 選用已知，原機床料手夾緊氣缸承載體寬33mm，所以，選用缸體最大外徑小于33mm為宜，查SMC產(chǎn)品樣本第4版資料

18、，選擇SMC葉片式擺動氣缸CRB2系列中的CRB2BW10-180S，其缸徑為20，缸體最大外徑為29，使用壓力為0.15-0.7MPa，環(huán)境及流體溫度為5-60，允許軸負載軸向20N，徑向25N，接管位置位于缸體側(cè)面。其零件圖見附圖擺動氣缸。4.2 校核：已知工件最大外徑22mm 長度L=61mm 質(zhì)量m=78g料手夾緊缸體橫截面a=40mm b=20mm1、工件的轉(zhuǎn)動慣量計算J取情況下的公式，查常見幾何體轉(zhuǎn)動慣量公式表知，按圓柱體計算 選2、手部轉(zhuǎn)動慣量的計算 根據(jù)手部結(jié)構(gòu)，查常見幾何體轉(zhuǎn)動慣量公式表知，按長方體計算3、腕部的轉(zhuǎn)動慣量4、腕部回轉(zhuǎn)力矩的計算 （1）克服啟動慣性所需力矩式中：

19、手腕回轉(zhuǎn)過程的角速度（1/s）t啟啟動過程中所需的時間（s） t啟=0.1 s圖2-4腕部回轉(zhuǎn)所屬的總力矩M總：由于手夾持在工件重心（中心）位置轉(zhuǎn)動，M偏=0，腕部與手部聯(lián)接使用非軸承元件，所生的摩擦力矩M摩不大，為了簡化計算可以將M慣適當放大，而省略掉M偏、M摩，這時M總=1.1×M慣那么，軸所受力為11.65N<25N（安全）。第5章 PLC程序變更圍繞擺動氣缸的增設，還需對其他部件進行完善：一是電磁閥的增加；二是PLC程序的改進。5.1 電磁閥的增設增加兩個兩位四通電磁閥，用于擺動氣缸旋轉(zhuǎn)幻換向所用?？刂茢[動氣缸的使用氣壓可按機床氣壓0.2MPa，也符合氣缸規(guī)定使用壓力（

20、0.15-0.7MPa）。5.2 PLC程序的改進機床使用全PLC程序控制，所以根據(jù)機械循環(huán)動作，還需對PLC程序進行修改和補充。具體如下：需要滿足自動循環(huán)過程中的所有機構(gòu)運動（一次循環(huán)擺動氣缸工作擺動一次），同時滿足返修溝徑差時的機構(gòu)運動（無需擺動氣缸工作）。第6章 其他部件的完善由于在機床兩邊上料、下料、人工運料，還經(jīng)常有排料不暢現(xiàn)象，操作工勞動強度大，所以，可以撤出下料道，改為傳送帶輸送。將已加工工件直接運送到機床正面，進行檢表，這樣可以有效的減輕操作工勞動負荷，提高生產(chǎn)效率?？蓞⒄仗兹ψ詣泳€生產(chǎn)中的傳送帶裝置，采用錐齒輪、直齒圓柱齒輪減速傳動。傳動比i=100，其中，。電機選用Y80M

21、1-4，其額定功率P=0.55kw，額定轉(zhuǎn)速n=1390r/min，滾筒直徑D=0.1m，故傳送帶理論速度v：傳送帶傳送示意圖安裝時將電機、滾筒支架直接固定在工作臺上。傳送帶兩邊用擋板擋住，防止工件在傳送途中掉落。傳送帶靠近操作者一端下放置塑料容器，盛放傳送過來的物料。加工物料時，要檢測兩邊擺頭所下深度，防止其他原因造成兩溝道尺寸未達到工藝要求。總 結(jié)本次畢業(yè)設計是在徐成福老師的指導下完成的，在此，表以衷心的感謝。同時對人本集團上海清正汽車軸承有限公司紡機項目組主管蔡燕平、質(zhì)?？仆魪V州及紡機項目的胡化兵、設備科的丁鳳祥致以真摯的謝意，感謝他們在完成論文期間給予的技術(shù)資料提供和參考性意見。此次設

22、計是針對我所工作的崗位超精工序中存在的一些不足所提出的一些改進方案，也是畢業(yè)實習期間理論結(jié)合實際，將所學專業(yè)知識用于實際生產(chǎn)中的學習應用過程。這次設計不同于往日在校時的課程設計，不是一味的仿造原樣本，“依葫蘆畫瓢”式的修改參數(shù)文字照抄，而是在實際生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)制約生產(chǎn)效率的因素，找出問題根源，并提出解決方案，著手實施的綜合知識、技能運用的過程。在設計中，有關于技術(shù)性的資料不可能像在校時那么現(xiàn)成，所以得靠自己一點點去尋找查閱并摘錄，由此鍛煉了自己自主學習能力和解決問題能力，主要是對實用信息的檢索與摘要。由于本次設計是由個人獨立完成，所以也認識到團隊的重要性，由于種種原因，我自己只能完成機械部件的改裝，而關于PLC程序部分，還得依靠生產(chǎn)廠家或者設備科來改善。當今社會，只有依靠團隊優(yōu)勢，分工合作，才能發(fā)揮最大能力。希望本