3279 氣缸體專用平面磨床設計
3279 氣缸體專用平面磨床設計,缸體,專用,平面磨床,設計
本科學生畢業(yè)論文氣缸體專用平面磨床設計系部名稱： 機電工程系 專業(yè)班級：機械設計制造及其自動化 08-13 班 學生姓名： 張之陽 指導教師： 李洪智 職 稱： 教授 黑 龍 江 工 程 學 院二○一二年六月畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告設 計 題 目 : 氣缸體專用平面磨床設計 院 系 名 稱: 機械工程學院 專 業(yè) 班 級:機械設計制造及其自動化 08-13 學 生 姓 名: 張之陽 導 師 姓 名: 李洪智 開 題 時 間: 2012 年 3 月 13 日 1 課題研究目的和意義指導委員會審查意見：簽字： 年 月 日缸體是發(fā)動機的基礎零件，通過它把發(fā)動機的曲柄連桿機構（包括活塞、連桿、曲軸、飛輪等零件）和配氣機構（包括缸蓋、凸輪軸等）以及供油、潤滑、冷卻等機構連接成一個整體。它的結構如圖 1 所示,它的結構有形狀復雜、薄壁、孔深、顯箱體等特點，要求具有足夠的強度和剛度，底面要具有良好的密封性等特點。圖 1 氣缸體結構圖基于以上的介紹，我們知道氣缸體的加工難度較大。缸孔的傳統加工工藝是粗鏜→半精鏜→半精磨→精磨→珩磨。針對缸體的這一加工特點，在其鏜削加工之后珩磨加工之前，為了達到更高的加工精度及其更好的加工質量，有必要加入磨削工藝，由于汽缸體種類多，精度要求高，故很有必要在基于原有機床的基礎上二次開發(fā)一種專用汽缸體專用磨床。2 文獻綜述（課題研究現狀及分析）磨床是以砂輪周邊或端面對工件進行磨削加工的精密機床。它不但能加工一般金屬材料，而且還能加工一般金屬刀具難以加工的硬材料。利用磨削加工可以獲得較高加工精度和光潔度，而且其加工余量較其他加工方法小得多，所以磨床廣泛地應用于零件的精加工。它也是以磨具（如砂輪、輪帶、油石、研磨劑等）作為工具進行切削加工的機床，可加工各種表面（如內外圓柱面和圓錐面、平面、螺旋面） ，還可以進行切斷等。磨床的種類很多，按其工作性質可分為：外圓磨床、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、導軌磨床與無心磨床等。磨削加工具有以下特點：1.磨削效率高，砂輪相對工件做高速旋轉一般砂輪線速度達到 35 米/秒（M/S），約為普通刀具的 20 倍以上，可獲得較高的金屬切除率。隨著磨削新工藝的開發(fā)，磨削加工的效率進一步提高，在某些工序已取代了車、銑、刨削，直接從毛坯加工成形。 2.能獲得很高的加工精度和很細的表面粗糙度，每粒磨粒切去切屑層很薄，一般只有幾微米，因此表面可獲得高的精度和低的表面粗糙度。 3.切削功率大和消耗能量多，砂輪是由許許多多的磨粒組成的，磨粒在砂輪中的分布是雜亂無章、參差不齊的，切削時多呈負前角，并且尖端有一定的圓弧半徑，因此切削功率大，消耗能量多。 4.加工范圍廣，砂輪磨粒硬度高，熱穩(wěn)定性好，不但可以加工未淬火鋼，鑄鐵和有色金屬等材料，還可以加工淬火鋼、各種切削刀具以及硬質合金等硬度很高的材料。 專用磨床按工藝用途可分為：1.一般專用磨床這類磨床和傳統的通用磨床品種一樣，有專用車、銑、鏜、鉆、磨等，而且每一類又有很多品種，例如專用銑床中就有立銑、臥銑、龍門銑等，這類磨床的工藝可能性和通用磨床相似，所不同的是它能加工復雜形狀的零件。2.專用加工中心磨床這類磨床是在一般專用磨床的基礎上發(fā)展起來的，它是一般專用磨床上加裝一個刀庫（可容納 10～100 多把刀具）和專用換刀裝置而構成的一種帶專用換刀裝置的專用磨床（又稱多工序專用磨床） ，這使專用磨床更進一步地向專用化和高效化方向發(fā)展。 它和一般專用磨床的區(qū)別是：工件經一次裝夾后，專用裝置就能控制磨床專用地更換刀具，連續(xù)地對工件各加工面專用地完成銑、鏜、鉆、鉸及攻絲等多工序加工。這類磨床大多是以鏜銑為主，主要用來加工箱體零件。3.多坐標專用磨床有些復雜形狀的零件，用三坐標的專用磨床還是無法加工，如螺旋架、飛機曲面零件的加工等，需要三個以上坐標的合成運動才能加工出所需的形狀，于是出現了多坐標的專用磨床。其特點是專用裝置控制的軸數較多，磨床結構也比較復雜。其坐標軸數通常取決于加工零件的工藝要求，現在常用的是 4～6坐標的專用磨床，最多可達 24 坐標。4.計算機群控計算機群控也稱為直接專用（DNC）系統，它是一臺大型通用計算機直接控制一群專用磨床的系統專用磨床比傳統磨床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自專用系統所包含的計算機的威力。1、可以加工出傳統磨床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。2、可以實現加工的專用化，而且是柔性專用化，從而效率可比傳統磨床提高 3～7 倍。由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序專用去執(zhí)行，從而實現專用化。專用磨床只要更換一個程序，就可實現另一工件加工的專用化，從而使單件和小批生產得以專用化，故被稱為實現了“柔性專用化” 。3、加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配” 。4、可實現多工序的集中，減少零件在磨床間的頻繁搬運。5、擁有專用報警、專用監(jiān)控、專用補償等多種自律功能，因而可實現長時間無人看管加工。在未來，專用磨床將會繼續(xù)向開放式、基于 PC 的第六代方向發(fā)展 ?；赑C 所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點，更多的專用系統生產廠家會走上這條道路。至少采用 PC 機作為它的前端機，來處理人機界面、編程、聯網通信等問題，由原有的系統承擔專用的任務。PC 機所具有的友好的人機界面，將普及到所有的專用系統。遠程通訊，遠程診斷和維修將更加普遍；向高速化和高精度化發(fā)展，這是適應磨床向高速和高精度方向發(fā)展的需要；向智能化方向發(fā)展，隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展，專用系統的智能化程度將不斷提高。3 設計的基本內容、擬解決的主要問題此次畢業(yè)設計研究的基本內容為：1.改造的傳統磨床的選型，并對其改造的總體方案進行分析與設計；2.的改造，主要包括縱向進給系統、橫向進給系統及刀架的改造；3.床傳動裝置的設計；4.床進給系統的設計；5.床專用刀架的選用，刀架是專用磨床的重要功能部件，刀架的合適選用對 6.磨床的加工效率發(fā)揮著很大的作用；7.床專用系統的硬件的設計。依據研究的主要內容，主要解決以下幾方面的問題：1.一種普通磨床，根據改進的原則—經濟型改造，確定磨床的主要改造項目；2.磨床的傳動裝置是指將電動機的旋轉運動變?yōu)楣ぷ髋_的直線運動的整個傳動鏈及其附屬機構。這些機構包括齒輪減速器、滾珠絲杠螺母副、導軌、工作臺等。由于專用磨床的傳動裝置與傳動磨床的有較大差別，它要求具有較高的定位精度及良好的動態(tài)響應性，穩(wěn)定性。為了達到這些要求，需要對專用磨床用導軌，絲桿、電機等硬件進行系統選擇；3.系統設計中的縱向和橫向進給時切削力的計算，并根據切削力計算的結果來設計滾珠絲桿，以及設計完成后的強度、剛度和穩(wěn)定性的驗算；4.合對比各種專用刀架的工作原理和工作過程來確定本磨床專用刀架以及其工作過程；5.系統硬件的電路設計及所用單片機型號的確認。4.技術路線及研究方法1. 查閱資料了解題目，了解機床運動原理，在方案論證的基礎上，擬定總體方案，完成相關的設計計算。2. 具體繪制機床總裝圖、刀架圖，PLC 控制系統圖，完成相關計算及校核。3. 繪制正式圖，撰寫說明書，準備畢業(yè)答辯。5.進 度 安 排1～2 周：1.熟悉設計題目的基本內容；2.查閱資料；3～6 周：1.熟悉查閱的資料；2.確定改造項目；3.總體方案布置；7～10 周：1.全部結構草圖設計；2.計算及驗算；11～15 周：1.繪制全部正式圖；2.編寫說明書稿；16～18 周：1.撰寫說明書；2.準備畢業(yè)答辯；6.主要參考文獻[1]余英良.磨床專用改造設計與實例[M].北京: 機械工業(yè)出版社,1998:31 ～49.[2]張碧泉.普通磨床的數字化改造[J].機械工程師 ,1999（11）,26～30.[3]劉書華.專用磨床與編程[M].北京:機械工業(yè)出版社 ,2005:324～40.[4]李善術.專用磨床及其應用[M].北京:機械工業(yè)出版社 ,2005,1～5,173～188.[5]Papadopoulos,E.Planning and model-based control for mobile manipulators. Intelligent.Robots and Systems.Takamatsu,2000,1810～1815．[6]肖愛萍.基于普通磨床的專用化改造的設計[J]. 蘭州工業(yè)高等?？茖W校,2002（2）.[7]許吉慶,劉文.C616 的專用化改造的設計[J].濟南機械職工大學學報:自然科學版，1999（3）.[8] 肖國紅.普通 C616 磨床的經濟型專用化改造[J ].集美大學水利電力機械，2007（8）.[9] 張繼紅.8031 單片機在 C616 磨床改造中的應用[J ].機械工程與專用化，2006（5）. [10]仲高艷.C616磨床的專用改造[J].機械工程師,1999（5）.[11]丁明君,宋丹.C6132普通磨床的專用化改造[J].機電一體化，2003（4）:106107.[12]陳子銀.專用磨床結構原理與應用[M].北京: 北京理工大學出社,2006:16～76. [13]劉國封.普通磨床專用化改造及其設計計算[J].機械工程師,2004（3）.[14]李洪.實用磨床設計手冊[M].遼寧:遼寧科學技術出版社 ,1999:307～340.[15]成大先.機械設計手冊[M].化學工業(yè)出版社, 2004.[16]孫桓.機械原理[M].北京:高等教育出版社,2000:186～240.[17]李盛宇.普通磨床的專用化改造[J].電氣技術與專用化 ,2005（6）:121～123.[18]張新義.經濟型專用磨床系統設計[M].北京: 機械工業(yè)出版社,1994:200～214.[19]明興祖.專用磨床與系統[M].北京:中國人民大學出版社 ,2000:186～243.[20]張磊.磨床改裝技術[M].北京:機械工業(yè)出版社出版 ,1998:94～102.[21]Liu,K.Decentralized continuous robust controller for mobile robots.In:Robotics and Automation.Cincinnati,2000,1822～1827.[22]陳嬋娟.專用磨床設計[M].北京:化工工業(yè)出版社， 2006：138～148.畢業(yè)設計任務書學生姓名 張之陽 系部 機電工程學院 專業(yè)、班級 機械設計制造及其 自動化 08-13指導教師姓名 李洪智 職稱 教授 從事專業(yè) 機械 是否外聘 □是□否題目名稱 氣缸體專用平面磨床設計一、設計目的，意義設計目的：發(fā)動機氣缸體對其平面度要求十分嚴格，用專用磨床加工可確保起加工質量。設計意義：氣缸體作為重要的工藝要求精密的零部件，其外表面的粗糙度一直是制約產品質量的一個瓶頸問題，如何能使氣缸體的表面粗糙度和平面度達到技術要求，因此設計一臺用于氣缸體表面加工用的專用磨床。二、設計內容，基本參數1 根據基本技術參數，確定氣缸體專用平面磨床總體結構初步設計方案。2 確定各個零部件的具體外形尺寸并進行強度校核。3 主軸，軸承，砂輪的校核。4 根據工件所要加工的形狀及尺寸要求，進行總體設計。5 總裝配圖中各個零部件的安裝問題，及零件的定位問題，完成總裝圖和各部分零件圖?；緟担弘妱訖C功率 2.8 千瓦主軸轉速 2800 轉每分鐘磨頭行程垂直方向 260 毫米，縱向 840 毫米磨削頭砂輪直徑 250 毫米 三、設計完成后應提交的成果）說明部分：說明書一份，字數不少于 1.5 萬字圖紙部分：0 號圖一張，零件圖若干張，總量相當于 3 張 0 號圖SY-025-BY-3四、進度安排2012.2.27-3.16：查找文獻資料，明確設計內容，完成開題報告；3.17-3.23：擬定總體設計方案；3.24-3.30：運動和動力參數的計算；3.31-4.20：確定各個零部件的具體外形尺寸并進行強度校核； 4.21-5.4：根據工件所要加工的形狀及尺寸要求，進行總體設計； 5.5-5.18：繪制總體裝配圖；5.19-5.25：繪制零件工作圖；5.26-6.8：編寫設計說明書；6.9-6.15：完成設計準備答辯。五、參考文獻[1]余英良.磨床專用改造設計與實例[M].北京:機械工業(yè)出版社,1998:31～49.[2]張碧泉.普通磨床的數字化改造[J].機械工程師,1999（11）,26～30.[3]劉書華.專用磨床與編程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005:324～40.[4]李善術.專用磨床及其應用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005,1～5,173～188.[5]Papadopoulos,E.Planning and model-based control for mobile manipulators. Intelligent.Robots and Systems.Takamatsu,2000,1810～1815．[6]肖愛萍.基于普通磨床的專用化改造的設計[J].蘭州工業(yè)高等專科學校,2002（2）.[7]李盛宇.普通磨床的專用化改造[J].電氣技術與專用化,2005（6）:121～123.[8]Liu,K.Decentralized continuous robust controller for mobile robots.In:Robotics and Automation.Cincinnati,2000,1822～1827.[9]陳嬋娟.專用磨床設計[M].北京:化工工業(yè)出版社，2006：138～148.[10]Seraji H.Motion Control of mobile manipulators[A].In:Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems.California,1999,2056-2063．六、備注指導教師意見：指導老師簽字： 系主任簽字：年 月 日 年 月 日1氣缸體專用平面磨床設計第 1 章 緒論1.1 磨床的類型與用途1.1.1 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：平面磨床、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 [2]。對平面磨床來說，又可分為普通平面磨床、萬能平面磨床、無心平面磨床、 寬砂輪平面磨床、端面平面磨床等。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35m/s左右，目前已向 200m/s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）易于實現自動化和自動線，進行高效率生產；（5）磨床通常是由電動機—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-工件等部分組成 [1]。1.1.2 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2總數中的比例已達（30-40）%。據 1997年歐洲機床展覽會(EMO)的調查數據表明，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。但是要實現精密磨削加工，所用的磨床就應該滿足以下幾個基本要求： （1）高幾何精度。 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 1um，軸向圓跳動應限制在（2-3）um 以內。（2）低速進給運動的穩(wěn)定性。 由于砂輪的修整導程要求（10-15）mm/min，因此工作臺必須低速進給運動，要求無爬行和無沖擊現象并能平穩(wěn)工作。（3）減少振動。 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。（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％，故機床和工藝系統的熱變形已經成為實現精密磨削的主要障礙。1.1.3 平面磨削和端面平面磨床（1）平面磨削在平面磨削過程中，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?；镜钠矫婺ハ鞣椒ㄓ袃煞N，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，平面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。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。3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，除了磨削短而粗的軸。（2）端面平面磨床及其特點端面平面磨床是平面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系與平面磨床相似，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 1－3 所示，數控端面平面磨床 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，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，一般具有軸向對刀裝置。4圖 1.3 砂輪架與頭架，尾架中心連線傾斜一角度1.2 磨床的現狀及其發(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 [4]，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 4μm、磨削精度高達0.025μm；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（40－60）m/s；從精度上看，定位精度＜2μm，重復定位精度≤±1μm 的機床已越來越多；從主軸轉速來看，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并與之合作生產的 GA（P）62－63 數控外圓/數控端面平面磨床，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GC32－ECNC 磨床專用數控系統可實現二軸（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，絕大部分的機床產品都采用全封閉的罩殼，絕對沒有切屑或切削液外濺的現象。大量的工業(yè)清洗機和切削液處理機系統反映現代制造業(yè)對環(huán)保越來越高的要求。51.3 本課題的設計目的和意義設計目的：發(fā)動機氣缸體對其平面度要求十分嚴格，用專用磨床加工可確保其加工質量。設計意義：氣缸體作為重要的工藝要求精密的零部件，其外表面的粗糙度一直是制約產品質量的一個瓶頸問題，如何能使氣缸體的表面粗糙度和平面度達到技術要求，因此設計一臺用于氣缸體表面加工用的專用磨床。6第 2 章 總體結構設計2.1 基本參數和設計內容根據設計任務書，本氣缸體專用平面磨床的設計基本參數如下。電動機功率：2.8kW主軸轉速：2800rpm磨頭行程：垂直方向 260mm，縱向 840mm磨削頭砂輪直徑：250mm該磨床的總體設計包括如下主要內容:（1） 系統設計包含數控裝置的功能設計、元件和部件設計,程序段格式設計及系統的總體設計。（2） 邏輯設計包含運算器設計、控制器設計及電路設計。（3） 機床主機的結構設計。本次設計主要對總體結構進行設計。2.2 磨床總體設計（1）加工零件的工藝分析（表面形狀，尺寸，材料，技術條件，批量，加工余量等） ；（2）調查研究和比較國內外同類機床，經驗總結，進行改革創(chuàng)新；（3）圖紙設計（總圖，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） ；（4）制造，裝配，調試；（5）小批量生產，設計改進。2.3 總體設計注意事項（1）保證機床滿足加工精度要求，剛性、穩(wěn)定性好；（2）傳動系統力求簡短；（3）操作調整方便；（4）安全保護，冷卻液供給，回收，廢渣的排除。7第 3 章 磨床總體布局設計3.1 加工零件發(fā)動機氣缸體對其平面度要求十分嚴格，用專用磨床加工可確保起加工質量。氣缸體材料為 45#、40cr、球墨鑄鐵等；3.2 初步估計組成部分磨床的主要組成包括：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 工件旋轉電機；m 潤滑冷卻裝置；n 數控裝置。3.3 總體布局初步設計確定初步設計方案如下。（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；（7）數控系統的四坐標軸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，簡化機床結構，易實現標準化，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構。3.4 縱向與橫向尺寸的確定8（1）縱向尺寸①工件最大長度 ；1750lm?②頭架長度 ；24③尾架長度 ；3l④上臺面長度 ；41230(2~4)160l m???⑤下臺面長度 ；??54%l?⑥床身長度 ；615l⑦后床身長度 （考慮砂輪架和修整器大小按經驗給定） ；70lm?⑧整個床身寬度 （視覺效果） ；8⑨砂輪架中心與機床床身對稱線相距 02310ll??圖 3.1 磨床縱向尺寸（2）橫向尺寸91）畫出橫向尺寸床身的 V型導軌作為橫向尺寸的基準，畫出床身的平面導軌作為高度尺寸的基準線，根據確定的工作臺參數，導軌參數 B1’，B2’中心畫出左視圖。2）確定上、下工作臺厚度和寬度（a）厚度：用類比法上工作臺 中心 ?。?.1） ??20.5~.3'hl?下工作臺 中心 （3.2）14'為工作臺導軌的中心距，工作臺導軌選用 80 75 250'l ?取 =0.3 250=75mm1'h?=0.38 250=95mm2'（b）寬度（3.3）45'BlB??工 作 臺????1/2~301/27508m????∵ ∴ 46?4????71/' /6B??∵ ∴57570Bm?2039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 V型導軌的寬度。4）確定頭尾架頂尖中心至床身底面的高度 H1左右 [1]10~H?根據工人身高，經驗。類比取 1095Hm???212/73.6hCOS???5）工作臺回轉中心位置 B910??91/2'/*2501Blm??6）確定機床總高 H2h?頭 架 測 量 儀739.610463.55m?所以 H取 2000mm。3.5 砂輪架相關尺寸設計（1）砂輪架導軌（V—平導軌）100 90 400[1]?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，導軌為 0.15MPa 的卸荷導軌。圖 3.2 砂輪架的導軌（2）砂輪架橫向行程長度 l橫（3.4）??0.1~2lss???橫 絲 桿 快 速 快 速式中 為砂輪架快速進退的行程，一般取 。此處取 ?？?速 60~15m1m（3.5）? ?max/2///2sDD??砂 砂 in絲 桿 工 件 工 件 min???7503502??11安全系數取 0.1足夠。（ 取 373）2501.372.1l????橫 l橫（3）砂輪架高度和長度砂輪架箱體導軌的高度 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穿過床身的位置等，根據經驗① 取610~5hm?6130h?②砂輪架中心距后床身頂面 712697485Hm????③砂輪架底座安裝修整器，內有傳動絲桿取 40hm?④后床身進給導軌內裝絲桿取 3195734h??820175?圖 3.3 砂輪架的高度和寬度⑤砂輪架底板長度 ：9l129l??1.5~2l?中 心*07?∴ 取 =900mm9l⑥砂輪架導軌長度 ??10950~8ll??橫 37m?∴取 1035l?（4）砂輪架主軸電機的選擇①用類比法，砂輪架主軸電機的功率取 15kw；②計算法 （3.6）N??切電 空??*23.8.5~.ZPV?砂取 15KW?電3.6 頭架相關尺寸的確定①長×寬×高：440 400 411mm[1]?②主軸錐孔：莫氏 5#錐孔③中心高： （3.7）max/2HDK????30~35189通過以上計算頭架中心高取 180mm。④主軸轉速 （3.8）??/0~6*045~2./IVVms??砂取 4ImsI716/in3axr?min20IV??13⑤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（3.9）??max150*324./ZFrNms??工 件最 大 磨 削 力交流伺服電機通過 20/38的雙楔齒輪帶傳遞給工件，即 4183/2./Nsl??實∴合格⑥主軸不旋轉，主軸靠撥盤帶動旋轉3.7 尾架相關尺寸的確定①5#莫氏錐孔②中心高 180mm，臺面傾斜 10°③直線滾動導軌④液壓油缸，頂緊力 12~5kg3.8 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。3.9 橫向進給機構交流伺服電機-聯軸器-滾珠絲桿-砂輪架壓力卸荷導軌 壓力油 0.15Mpa 卸去 壓力60%~75V—平導軌 10*95砂輪架行程 37lm?橫3.10 砂輪修整器伺服電機-絲桿-修整器直線滾動導軌主軸直徑 D=50mm，采用液體動壓軸承(16r/min 6.3Mpa)修整速度= ??1/3~5V砂修整器直徑 故702?12~9/ms?線修整器行程為 160mm143.11 液壓系統①修整器；②尾架；③量儀（兩個） ；④潤滑油；⑤床身導軌；⑥砂輪架卸荷導軌；⑦絲桿；⑧直線滾動導軌；⑨間歇。3.12 電氣部分SIMENS 810G，控制五坐標軸，砂輪架主軸。3.13 機床保護系統①靜壓供油系統 壓力繼電器 壓差發(fā)訊器 液壓控制器 電路延時②尾架伸縮油缸靜壓供油系統：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。③油箱液壓控制④數控系統（在各坐標軸）自診斷與保護功能如：電池電壓低 程序錯誤⑤各坐標軸由行程開關控制最大位移量⑥安全防護罩（砂輪罩，機床前罩）全封閉式⑦導軌面保護Ⅰ 工作臺導軌：不銹鋼可伸縮防護罩Ⅱ 砂輪架導軌：㈠前部：翻板式護罩+橡皮（防水） ；㈡后罩：鋼罩。Ⅲ 修整器導軌：折疊式15第 4 章 部件設計（砂輪架）4.1 砂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 [1]：1.主軸旋轉精度高，旋轉穩(wěn)定；2.主軸軸承系統剛性好；3.振動小，發(fā)熱低，不漏油；4.裝配制造簡單，調整維修方便。4.2 主軸旋轉精度及其提高措施1.砂輪架旋轉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。一般端面平面磨床砂輪架允許的徑向和軸向跳動允許誤差取5μm~10μm。2.提高主軸旋轉精度的措施（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。4.3 主軸軸承系統的剛性主軸軸承系統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。164.4 砂輪架主軸初步設計1. 砂輪架主軸的強度校核進行軸的強度校核時，應根據軸的具體受載及應力情況采取相應的計算方法，并恰當地選取其許用應力。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 42MnVB，并進行淬火，故選取許用應力為 40MP。軸的扭轉強度條件為（4.1）??639.5102PnTTWd?????——扭轉切應力（單位為 MP）T?—— 軸所受扭矩（單位為 ）NmA—— 軸的扭轉截面系數（單位為 ）TW3—— 軸傳遞的功率（單位為 KW）p—— 軸的轉速（單位為 r/mm）n—— 計算界面處的直徑（單位為 mm）d—— 許用扭轉應力（單位為 r/mm）[]T?由上式可得軸的直徑為（4.2）6339.5102[]TPdn???A633.040mm1.2?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 4－1 所示。17圖 4.1 砂輪架主軸尺寸示意圖4.5 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：（4.3）41vniLdl??L=140+640+20+32+10=932mm444932106108vd?= 89.36mm2.允許撓度允許撓度[y]=0.0002L 合格o.68.撓曲次數= =150<200合格LmvY10?9528.71?所以選高速帶的種類為薄型綿綸片復合平帶。339．帶厚 ～ ＝（2.25～3）401(??1)d取標準，帶厚為 3mm10．帶寬 bvcifAKp???)(??? 2mv??傳遞功率Ｐ＝7.0kw工況系數 拉力計算系1.A 79.0f包角修正系數 傳動布置系數950?? 1??傳動比系數 帶的質量.Ki 33/4.cmkgm??帶的許用拉應力 aMP6?帶的離心拉應力 ＝2328.7104.1???vc aMP07.所以 ＝36).56(9.5.079 ????b m5.2取 b＝26mm11．作用在軸上的力帶的預緊力推薦值為 ＝2sin1??AFor? o?aMP8.1帶的截面積Ａ＝b ＝40×2.5＝90??2m＝r .160sin9018.246o??KN334第 7 章 控制系統設計7.1 確定硬件電路的總體方案數控系統基本組成：任何一個數控系統都是有硬件和軟件兩部分組成。硬件是組成系統的基礎，有了硬件軟件才能有效地運行。硬件電路的可靠性直接影響數控系統的性能指標。數控系統的硬件電路概括起來有以下四部分組成：主控制器 即中央處理單元 CPU；總線 包括數據總線（DB） 、地址總線（AB）和控制總線（CB） ；存儲器 包括可編程存儲器和隨機可讀存儲器；接口 即 I/O輸入/輸出接口電路。其中 CPU是系統的核心，其作用是發(fā)布命令以及協調各部分電路。存儲器用于存放系統軟件以及運行過程中的各種數據。I/O 接口電路是系統與外界進行信息交換的橋梁?？偩€則是連接 CPU、存儲器和 I/O接口電路的紐帶，是各部分進行通信的線路。除此以外，還需要根據系統的要求配備一些外圍設備和信號變換器。上圖所示的數控系統硬件結構框圖。信號交換電路包括 A/D交換、D/A 轉換等。7.2 主控制器 CPU 的選擇在微機應用系統中，CPU 的選擇應考慮以下三要素：時鐘頻率和字長（控制數據處理速度） ；可擴展存儲器（ROM/RAM）的容量；指令系統功能是否強（即變成的靈活性） 。I/O擴展的能力：開發(fā)手段（包括支持開發(fā)的軟件和硬件電路） 。除此以外，還應根據系統應用場合，選擇對象以及對各種參數要求選擇 CPU。在一般數控系統中，最常用 MCS-51系統單片機作為主控制器。本次設計將選用 8031單片機。35從上述特性可知，一塊 8031的功能幾乎相當于一塊 Z80CPU、一塊 RAM、一塊Z80CTC、兩塊 Z80PIO和一塊 Z80SIO所組成的微型機算計系統。7.3 存儲器擴展電路設計1、程序存儲器擴展單片機應用系統中擴展用的程序存儲器芯片采用 EPROM芯片。其型號分別為2716、2732、2764、2756 等，其容量分別為 2K、4K、16K、32K。在選擇芯片時，要考慮 CPU與 EPROM時序的匹配。即 8031所能讀取的時間必須大于 EPROM所要求的時間。此外，還需考慮最大讀出速度，工作溫度及存儲器的容量。在滿足要求時，盡量選擇大容量芯片，以減少芯片數量，使系統簡化。本控制電路中選用 2732存儲芯片，74LS373地址鎖存器。2、數據存儲器的擴展由于 8031內部 RAM只有 128字節(jié)，遠遠不能滿足系統的要求，需擴展片外的數據存儲器。本控制電路選用 6264靜態(tài)數據存儲器。3、譯碼電路在單片機應用系統中，所有外圍芯片都通過總線與單片機相聯。單片機數據總線分時地與各個外圍芯片進行數據傳送，故需進行片選控制，選用 74LS138譯碼器。7.4 I/O 口擴展電路設計8031單片機共有四個 8位并行 I/O口，但可供用戶使用的只是一部分。因此，不可避免的要進行 I/O口的擴展。本電路擴展了兩個可變成并行接口芯片 8255A。8255A 是一個適用于諸多微機系列的可編程通用 8位輸入/輸出接口芯片?？赏ㄟ^編程來改變它的工作方式。通用性強、靈活多變、便于和各種外設連接。鍵盤、顯示器是數控系統常用的人機交互的外部設備，可以完成數據的輸入和計算機狀態(tài)數據的動態(tài)顯示。數據系統采用行列式鍵盤，即 I/O口的線組成行列結構。按鍵設置在行列的交點上。顯示器為 LED。鍵盤和顯示器共用 8255A的 PA口進行控制。在進行鍵盤巡回掃描時，必須先關顯示。當然有關鍵盤和顯示器的工作必須經過軟件協調才能達到預期的效果。7.5 交流伺服電機驅動電路單片機發(fā)出的驅動信號通過 8255A轉向定時器 8253，用來改變其輸出的脈沖寬度。8253 發(fā)出的信號由電平轉換電路變換成雙級性脈寬調制信號，再由有源濾波電路平滑成連續(xù)的電壓信號，這個環(huán)節(jié)的作用類似于 D/A轉換，然后將此電壓信號送到36速度調節(jié)器，而后再由電流調節(jié)器送出電流指令值到內含 PWM調制電路的 PWM功率接口。其中電流反饋和速度反饋均采用模擬電路。7.6 主軸電機驅動電路主軸電機采用交流電機，并采用單片機控制變頻器的閉環(huán)交流調速系統。單片機完成對整個系統的兩級監(jiān)控管理，協調各模塊之間的工作，并進行復雜的控制決策?？刂屏拷?D/A轉換后輸出至變頻器，變頻器根據接收到的信號產生變壓變頻的電源信號，以驅動交流電機實現調速。系統的開關量控制模塊可方便地實現電機啟動、停止及加減速等功能。A/D 模塊接收整流濾波處理后的速度反饋信號。構成調節(jié)閉環(huán)，使系統穩(wěn)定工作。因此，實現了一套結構簡單、功能齊全和運行可靠的交流變頻調速系統。7.7 越界報警為了防止工作臺越界，可分別在極限位置安裝限位開關。一旦某一方向越界，應立即停止工作臺移動。為了報警，可以設置發(fā)光二級管。工作時綠燈亮；有越界信號時，紅燈亮，指示工作臺越過極限位置。37結 論畢業(yè)設計是大學四年所學知識的一個考察,它兼顧了四年中所學的基礎和專業(yè)知識,因此不同于以前的課程設計,畢業(yè)設計是課程設計一個質的飛越.認識到這點,我對待畢業(yè)設計的態(tài)度也不敢懶散,一直抱以認真謹慎的學習態(tài)度.在接到畢業(yè)設計課題后首先要做的就是搜集各方面的資料，以前的課程設計都是老師給出的，不用自己去煩惱。但是畢業(yè)設計就不同了，它是一個綜合設計，很多資料、數據都需要自己通過各種途徑搜集得到。在本次設計中，要用到許多基礎理論，由于有些知識已經遺忘，這使我們要重新溫習知識，因此設計之前就對大學里面所涉及到的有關該課題的課程認真的復習了一遍，開始對本課題的設計任務有了大致的了解，并也有了設計的感覺。同時，由于設計的需要，要查閱并收集大量關于機械制造方面的文獻，進而對這些文獻進行分析和總結，這些都提高了我們對于專業(yè)知識的綜合運用能力和分析解決實際問題的能力。通過本次設計還使我更深切地感受到了團隊的力量，在與同學們的討論中發(fā)現問題并及時解決問題，這些使我們相互之間的溝通協調能力得到了提高，團隊合作精神也得到了增強。可以說，畢業(yè)設計體現了我們大學四年所學的大部分知識，也檢驗了我們的綜合素質和實際能力。同時也跨出了我的工程師之路的第一步。38參考文獻[1] 蘭雄侯，王繼先，高航磨削溫度理論研究的現狀與進展[A]，沈陽：東北大學機械工程及自動化學院.[2] 徐鴻鈞，磨削溫度的測量技術磨料磨具與磨削，1986.[3] 王霖、秦勇等，磨削溫度場的研究現狀與發(fā)展趨勢，濟南：山東大學，2001.[4] 徐鴻鈞，高航，磨削溫度的測量技術，徐鴻鈞，高航，沈陽：東北大學機械工程及自動化學院.[5] 田志勛，徐明信，崔云惠，隋金福.熱電現象與熱電偶理論，金屬熱處理，1994年第 6期.[6] 錢立宗，熱電偶及應用[J]，安慶師院學報(自然科學版)，1995 年 8月.[7] 袁希光，傳感器技術手冊.國防工業(yè)出版社，1986 年 12月.[8] 王西彬，任敬心，磨削溫度及熱電偶測量的動態(tài)分析[J]，中國機械工程，1997年第 8卷第 6期.[9] 崔亦飛，曹云乾，簡易熱電偶制作原理與標定[J]，儀器儀表學報，1994 年 5月第 15卷第 2期.[10 ] 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Intelligent.Robots and Systems.Takamatsu,2000,1810～1815．[19]肖愛萍.基于普通磨床的專用化改造的設計[J].蘭州工業(yè)高等專科學校,2002（2）.[20]李盛宇.普通磨床的專用化改造[J].電氣技術與專用化,2005（6）:121～123.致 謝為期三個多月的畢業(yè)設計就要結束了，我也順利的完成了我的課題設計，在此之際我要衷心的感謝在設計過程中一直幫助我支持我的老師。我要感謝指導老師老師在整個設計過程中對我的影響很大，設計過程中的很多個難點都是在老師的悉心指導下才克服的，還有老師親切和善也是我在整個設計過程中感受最深的。也因為這樣，和老師之間存在著師生心理障礙一下全無，我也就大方的有問題就問，有想法就提，這也使得我能更多的發(fā)現設計中存在的問題，并解決問題。老師嚴謹的治學態(tài)度，淵博的專業(yè)知識，誨人不倦教學精神，在學術上和為人上都是我們的楷模和榜樣。同時我還要感謝跟我一起參與設計的同學，雖然我們課題不同，但是都能在討論中發(fā)現各自的問題，并互相提出解決的方法，設計能夠順利完成，也因為他們的幫助。結束代表著新的開始，新的征程，本次的畢業(yè)設計將會成為我今后工作，學習生活中的一份堅實的基礎和保證。從中吸取的經驗教訓也將成為我們在今后生活道路上的一筆財富，挫折永遠是前進道路上所必須面對的，相信我們的未來會走的更好，也可以讓我們大學的老師放心。真心的感謝在大學幫助過我的老師和同學們，再次感謝你們！I摘 要用磨料磨具（砂輪、砂帶、油石和研磨料等）為工具進行切削加工的機床，統稱為磨床，它們是因精加工和硬表面的需要而發(fā)展起來的。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 [4]，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 4μm、磨削精度高達0.025μm。本課題是對設計一臺氣缸體表面加工用的專用磨床，氣缸體作為重要的工藝要求精密的零部件，其外表面的粗糙度一直是制約產品質量的一個瓶頸問題，如何能使氣缸體的表面粗糙度和平面度達到技術要求。關鍵詞：磨床；平面磨床；專用磨床；磨削加工；氣缸體IIABSTRACTAbrasives (grinding wheels, abrasive belt, Whetstone, and abrasive, etc.) as a tool cutting machine tools, collectively known as the grinder, they are developed due to the need of finishing and hard surfaces. With mechanical precision, reliability and lifetime requirements of continuous improvement and increased application of new materials, grinding technology is moving in the ultra-hardness of abrasives, the development of sophisticated and ultra-precision grinding (grinding to micron, submicron nano-grinding development) and the development of high accuracy, high stiffness, and multi-axis automation grinder direction [4], such as for ultra-precision grinding resin combined with the average radius of the diamond grit grinding wheel can be as small as 4μm, grinding accuracy of up to 0.025μm.This topic is a special grinder, with the surface finish of the design of a cylinder block and cylinder block as an important process requirements of precision parts, the outer surface roughness has been a bottleneck restricting the quality of products, how to make the cylinder block. surface roughness and flatness of the technical requirements.Key words: grinder; surface grinder; special grinder; grinding; cylinder blockIII目 錄摘 要 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????IABSTRACT???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????II第 1 章 緒論 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1 磨床的類型與用途 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1.1 磨床的類型及其特點 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1.2 磨床的用途 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1.3 平面磨削和端面平面磨床 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????21.2 磨床的現狀及其發(fā)展趨勢 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4第 2 章 總體結構設計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????62.1 基本參數和設計內容 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????62.2 磨床總體設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????62.3 總體設計注意事項 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6第 3 章 磨床總體布局設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????73.1 加工零件 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????73.2 初步估計組成部分 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????73.3 總體布局初步設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????73.4 縱向與橫向尺寸的確定 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????73.5 砂輪架相關尺寸設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????103.6 頭架相關尺寸的確定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????123.7 尾架相關尺寸的確定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????133.8 工作臺 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????133.9 橫向進給機構 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????133.10 砂輪修整器 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????133.11 液壓系統 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????133.12 電氣部分 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????133.13 機床保護系統 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14第 4 章 部件設計（砂輪架） ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15IV4.1 砂輪架設計的基本要求 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????154.2 主軸旋轉精度及其提高措施 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????154.3 主軸軸承系統的剛性 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????154.4 砂輪架主軸初步設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????154.5 主軸剛度校核 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????164.6 動靜壓軸承 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????174.7 傳動裝置設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18第 5 章 床身與導軌 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????255.1 床身設計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????255.1.1 床身結構的基本要求 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????255.1.2 床身的結構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????255.1.3 床身的截面形狀 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????265.1.4 鋼板焊接結構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????265.1.5 箱體封沙結構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????265.2 導軌設計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????265.2.1 對導軌的要求 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????265.2.2 滑動導軌 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????265.2.3 貼塑滑動導軌 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????275.2.4 導軌結構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????275.2.5 導軌設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????285.2.6 導軌的材料 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28第 6 章 主傳動系統結構設計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????296.1 主傳動系統的設計要求 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????296.2 主傳動變速系統的設計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????296.3 選擇主軸電機 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????306.4 高速帶的設計計算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31第 7 章 控制系統設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????347.1 確定硬件電路的總體方案 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????347.2 主控制器 CPU 的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????347.3 存儲器擴展電路設計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????347.4 I/O 口擴展電路設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35V7.5 交流伺服電機驅動電路 ??????????????????????????????????????????????????????
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