磨床畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 磨床的類型與用途</p><p>　　1.1.1 磨床的類型及其特點(diǎn)</p><p>　　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[1]。&l

2、t;/p><p>　　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[2]。</p><p>　　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</p><p>　　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

3、砂帶磨床，以油石和研磨劑為切削工具的精磨磨床等。</p><p>　　磨床與其他機(jī)床相比，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：</p><p>　　1、磨床的磨具（砂輪）相對于工件做高速旋轉(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）；</p><p>　　2、它能加工表面硬度很高的金屬和非金屬材料的工件；</p><p>　　3、

4、它能使工件表面獲得很高的精度和光潔度；</p><p>　　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)；</p><p>　　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)工件和砂輪相對運(yùn)動(dòng)---工件部分組成[1]。</p><p>　　1.1.2 磨床的用途</p><p>　　磨床可以加工各種表

5、面，如內(nèi)、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(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。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對機(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，

6、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%。</p><p>　　據(jù)1997年歐洲機(jī)床展覽會(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

7、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： </p><p>　　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。

8、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)小于1um，軸向圓跳動(dòng)應(yīng)限制在2—3um以內(nèi)。</p><p>　　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10—15mm/min，因此工作臺必須低速進(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。</p><p>　　3.減少振動(dòng)。 精密磨削時(shí)如果產(chǎn)生振動(dòng)，會對加工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響。故對于精密磨床，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮減少振動(dòng)

9、。</p><p>　　4.減少熱變形。 精密磨削中熱變形引起的加工誤差會達(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。</p><p>　　1.1.3 外圓磨削和端面外圓磨床</p><p><b>　　1.外圓磨削</b></p><p>　　在外圓磨削過程中，工件是安裝在兩頂尖的中心

10、之間，砂輪旋轉(zhuǎn)是引起切削旋轉(zhuǎn)的主要來源和原因?；镜猛鈭A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。</p><p>　　事實(shí)上，外圓磨削可以通過其他以下幾種方法來實(shí)施：</p><p>　　（1）傳遞方法：在這種方法中，磨削砂輪和工件旋轉(zhuǎn)以及徑向進(jìn)給都應(yīng)滿足所有的整個(gè)長度，切削的深度是由磨削砂輪到工件的縱向進(jìn)給來調(diào)整的。</p><p>

11、;　?。?）沖壓切削方法：在這種方法中，磨削是通過砂輪的縱向進(jìn)給和無軸向進(jìn)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(shí)，這種方法才能完成。</p><p>　　圖1－1 橫磨法磨外圓</p><p>　　圖1－2 縱磨法磨外圓</p><p>　?。?）整塊深度切削方法：除了在磨削過程中，要進(jìn)行間隙調(diào)整外，這種方法與傳遞方法很相似，同時(shí)

12、這種方法具有代表性，除了磨削短而粗的軸。</p><p>　　2.端面外圓磨床及其特點(diǎn)</p><p>　　端面外圓磨床是外圓磨床的一種變形機(jī)床，它宜于大批量磨削帶肩的軸類工件，有較高的生產(chǎn)率。它的特點(diǎn)如下</p><p>　　（1）這種磨床的布局形成和運(yùn)動(dòng)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°，26.2

13、3°，30°，45°），如圖1－3所示，數(shù)控端面外圓磨床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。</p><p>　　（2）由于它適用于大批量生產(chǎn)，所以具有自動(dòng)磨削循環(huán)，完成快速進(jìn)給（長切入）---粗磨---精磨—無花磨削。由定程裝置或自動(dòng)測量控制工件尺寸。</p

14、><p>　?。?）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?qū)Φ堆b置。</p><p>　　圖1－3 砂輪架與頭架，尾架中心連線傾斜一角度</p><p>　　1.2 磨床的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢</p><p>　　隨著機(jī)械產(chǎn)品精度、可靠性和壽命的要求不斷提高以及新型材料的應(yīng)用增多，磨削

15、加工技術(shù)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(dòng)化磨床等方向發(fā)展[4]，如用于超精密磨削的樹脂結(jié)合劑砂輪的金剛石磨粒平均半徑可小至4μm、磨削精度高達(dá)0.025μm；使用電主軸單元可使砂輪線速度高達(dá)400m/s，但這樣的線速度一般僅用于實(shí)驗(yàn)室，實(shí)際生產(chǎn)中常用的砂輪線速度為40－60m/s；從精度上看，定位精度＜2μm，重復(fù)定位精度≤±1μm的機(jī)床已越來越多；

16、從主軸轉(zhuǎn)速來看，8.2kw主軸達(dá)60000r/min，13kw達(dá)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(xiàn)可加工60HRC硬度材料的加工中心。</p><p>　　北京第二機(jī)床廠引進(jìn)日本豐田工機(jī)公司先進(jìn)技術(shù)并與之合作生產(chǎn)的GA（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(jìn)口，砂輪線速度可達(dá)60m/s，砂輪架主軸采用高剛性動(dòng)靜壓軸承提高旋轉(zhuǎn)精度，采用日本豐田工機(jī)公司GC3

17、2－ECNC磨床專用數(shù)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)二軸（X和Z）到四軸（X、Z、U和W）控制。</p><p>　　此外，對磨床的環(huán)保要求越來越高，絕大部分的機(jī)床產(chǎn)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(jī)和切削液處理機(jī)系統(tǒng)反映現(xiàn)代制造業(yè)對環(huán)保越來越高的要求。</p><p>　　第2章 磨床總體布局</p><p>　　2.1 磨床總體設(shè)計(jì)</

18、p><p>　　1.加工零件的工藝分析（表面形狀，尺寸，材料，技術(shù)條件，批量，加工余量等）；</p><p>　　2.調(diào)查研究 比較國內(nèi)，外同類機(jī)床，經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，進(jìn)行改革創(chuàng)新；</p><p>　　3.圖紙?jiān)O(shè)計(jì)（總圖，部件裝配圖，零件圖，工藝卡，目錄，標(biāo)準(zhǔn)件，外購件目錄，鑄件，鍛件目錄，說明書，裝箱單，合格證）；</p><p>　　4.制造，裝配

19、，調(diào)試；</p><p>　　5.小批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)改進(jìn)；</p><p>　　2.2、總體設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)</p><p>　　1.保證機(jī)床滿足加工精度要求，剛性，穩(wěn)定性好；</p><p>　　2.傳動(dòng)系統(tǒng)力求簡短；</p><p><b>　　3.操作調(diào)整方便；</b></p>&l

20、t;p>　　4.安全保護(hù)，冷卻液供給，回收，廢渣的排除。</p><p>　　2.3 磨床總體布局設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3.1 加工零件</p><p>　　帶軸肩的多臺階軸，精度IT7以下，Ra1.6---Ra0.4，材料45#，40cr，球墨鑄鐵等；</p><p>　　2.3.2 初步估計(jì)組成部分</p>

21、<p>　　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(jìn)給電機(jī)；I 修整器進(jìn)給電機(jī)；j 電器框；k工作臺進(jìn)給電機(jī)；l 工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)；m 潤滑冷卻裝置；n數(shù)控裝置；</p><p>　　2.3.3 總體布局初步設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.T型床身；</b></p><p><

22、b>　　2.工作臺移動(dòng)；</b></p><p>　　3.工作臺型面采用傾斜10°的型面；</p><p>　　4.砂輪架主軸與床身導(dǎo)軌傾斜30°角； </p><p>　　5.頭尾架中心線平行；</p><p>　　6.采用成型砂輪修整器（金剛石滾輪），采用MARP

23、POS公司軸向，徑向測量儀，配用該公司E5數(shù)控框（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；</p><p>　　圖3－1 E5數(shù)控框</p><p>　　7.數(shù)控系統(tǒng)的四坐標(biāo)軸</p><p>　　X軸：砂輪架進(jìn)給 Y軸：修整器進(jìn)給</p><p>　　Z軸：工作臺移動(dòng) W軸：工件旋轉(zhuǎn)

24、</p><p>　　各軸采用交流伺服電機(jī)，通過精密無間隙彈性連軸器直接與滾珠絲桿相連；</p><p>　　8.液壓油箱單獨(dú)（減小熱變形，簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)，易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，便于維修）；</p><p>　　9.電器框與機(jī)床采用空中走線；</p><p>　　10.機(jī)床前防護(hù)罩采用全封閉結(jié)構(gòu)；</p><p>　　2

25、.3.4 縱向與橫向尺寸的確定</p><p><b>　　1.縱向尺寸</b></p><p>　　①工件最大長度 ；</p><p>　　②頭架長度 ；</p><p>　?、畚布荛L度 ；</p><p>　?、苌吓_面長度 ；</p>

26、<p>　?、菹屡_面長度 ；</p><p>　　⑥床身長度 ；</p><p>　　⑦后床身長度 （考慮砂輪架和修整器大小按經(jīng)驗(yàn)給定）；</p><p>　　⑧整個(gè)床身寬度 （視覺效果）；</p><p>　　⑨砂輪架中心與機(jī)床床身對稱線相距</p><p>　　

27、圖3－2 磨床縱向尺寸</p><p><b>　　2.橫向尺寸</b></p><p>　　1）畫出橫向尺寸床身的V型導(dǎo)軌作為橫向尺寸的基準(zhǔn)，畫出床身的平面導(dǎo)軌作為高度尺寸的基準(zhǔn)線，根據(jù)確定的工作臺參數(shù)，導(dǎo)軌參數(shù)B1’，B2’中心畫出左視圖</p><p>　　2）確定上，下工作臺厚度和寬度</p><p>　?。?）

28、厚度：用類比法</p><p>　　上工作臺 中心　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－1）　</p><p>　　下工作臺 中心 （3－2）</p><p>　　為工作臺導(dǎo)軌的中心距，工作臺導(dǎo)軌選用8075250</p><p&

29、gt;　　取 =0.3250=75mm</p><p>　　=0.38250=95mm</p><p><b>　?。?）寬度</b></p><p><b>　?。?－3）</b></p><p>　　∵ ∴ </p><p>　　∵

30、 　 ∴</p><p>　　3）確定頭，尾架頂尖中心位置</p><p>　　頂尖中心安排在V型導(dǎo)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(diǎn)是使導(dǎo)軌的承載壓力較大，故常適當(dāng)加寬V型導(dǎo)軌的寬度。</p><p>　　4）確定頭尾架頂尖中心至床身底面的高度H1</p><p><b>　　左右[1

31、]</b></p><p>　　根據(jù)工人身高，經(jīng)驗(yàn)。類比取</p><p>　　5）工作臺回轉(zhuǎn)中心位置B9</p><p><b>　　6）確定機(jī)床總高H</b></p><p>　　所以H取2000mm。</p><p>　　2.3.5 砂輪架相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)</p>&

32、lt;p>　?。?）砂輪架導(dǎo)軌（V—平導(dǎo)軌）10090400[1]</p><p>　　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(dǎo)軌為0.15MPa 的卸荷導(dǎo)軌。</p><p>　　圖3－3 砂輪架的導(dǎo)軌</p><p>　?。?）砂輪架橫向行程長度</p><p><

33、;b>　?。?－4）</b></p><p>　　式中為砂輪架快速進(jìn)退的行程，一般取。此處取。</p><p><b>　?。?－5）</b></p><p>　　安全系數(shù)取0.1足夠</p><p><b>　?。ㄈ?73）</b></p><p>　　（

34、3）砂輪架高度和長度</p><p>　　砂輪架箱體導(dǎo)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(dǎo)軌的高度h0，為避免上，下工作臺運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)考慮橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)穿過床身的位置等，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)</p><p><b>　?、?取</b></p><p>　　

35、②砂輪架中心距后床身頂面</p><p>　　③砂輪架底座安裝修整器，內(nèi)有傳動(dòng)絲桿</p><p><b>　　取</b></p><p>　?、芎蟠采磉M(jìn)給導(dǎo)軌內(nèi)裝絲桿</p><p><b>　　取</b></p><p>　　圖3－4 砂輪架的高度和寬度</p>

36、;<p><b>　?、萆拜喖艿装彘L度：</b></p><p><b>　　∴ 取=900mm</b></p><p><b>　?、奚拜喖軐?dǎo)軌長度</b></p><p><b>　　∴取 </b></p><p>　　（4）砂輪架主

37、軸電機(jī)的選擇</p><p>　?、儆妙惐确ǎ拜喖苤鬏S電機(jī)的功率取15kw；</p><p>　　②計(jì)算法 （3－6）</p><p><b>　　取</b></p><p>　　2.3.6 頭架相關(guān)尺寸的確定</p>

38、<p>　?、匍L，寬，高：440400411mm[1]</p><p>　?、谥鬏S錐孔：莫氏5#錐孔</p><p>　?、壑行母撸?（3－7）</p><p>　　通過以上計(jì)算頭架中心高取180mm </p><p>　?、苤鬏S轉(zhuǎn)速

39、 （3－8）</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　?、萁涣魉欧姍C(jī)選擇</b></p><p>　　用類比法，交流伺服電機(jī)選擇IFT5076-DA(D1 18N-M)電機(jī)</p><p>　　砂輪磨削工件需要的功率</p><p>

40、;<b>　　（3－9）</b></p><p>　　交流伺服電機(jī)通過20/38的雙楔齒輪帶傳遞給工件，即</p><p><b>　　∴合格</b></p><p>　?、拗鬏S不旋轉(zhuǎn)，主軸靠撥盤帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)</p><p>　　2.3.7 尾架相關(guān)尺寸的確定</p><p>

41、<b>　　①5#莫氏錐孔</b></p><p>　?、谥行母?80mm，臺面傾斜10°</p><p><b>　　③直線滾動(dòng)導(dǎo)軌</b></p><p><b>　?、芤簤河透祝斁o力</b></p><p>　　2.3.8 工作臺</p>&l

42、t;p>　　要求上，下臺面便于調(diào)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(shí)修刮側(cè)面</p><p>　　2.3.9 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)</p><p>　　交流伺服電機(jī)----聯(lián)軸器----滾珠絲桿----砂輪架</p><p>　　壓力卸荷導(dǎo)軌 壓力油0.15Mpa 卸去壓力</p><

43、;p><b>　　V—平導(dǎo)軌 </b></p><p><b>　　砂輪架行程 </b></p><p>　　2.3.10 砂輪修整器</p><p>　　伺服電機(jī)---絲桿---修整器</p><p><b>　　直線滾動(dòng)導(dǎo)軌</b></p><p

44、>　　主軸直徑D=50mm，采用液體動(dòng)壓軸承(16r/min 6.3Mpa)</p><p><b>　　修整速度=</b></p><p><b>　　修整器直徑 故</b></p><p>　　修整器行程為160mm</p><p>　　2.3.11 液壓系統(tǒng)</p>&l

45、t;p>　?、傩拚鳎虎谖布?；③量儀（兩個(gè)）；④潤滑油；⑤床身導(dǎo)軌；⑥砂輪架卸荷導(dǎo)軌；⑦絲桿；⑧直線滾動(dòng)導(dǎo)軌；⑨間歇</p><p>　　2.3.12 電氣部分</p><p>　　SIMENS 810G 控制五坐標(biāo)軸 砂輪架主軸</p><p>　　2.3.13 機(jī)床保護(hù)系統(tǒng)</p><p>　?、凫o壓供油系統(tǒng) 壓力繼

46、電器 壓差發(fā)訊器 </p><p>　　液壓控制器 電路延時(shí)</p><p>　　②尾架伸縮油缸靜壓供油系統(tǒng)：設(shè)置自動(dòng)循環(huán)電路，可手動(dòng)，也可用于腳踏。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于互鎖裝置，使起無效。</p><p><b>　?、塾拖湟簤嚎刂?lt;/b></p><p>　?、軘?shù)控系統(tǒng)（在各坐標(biāo)軸）自診斷與保護(hù)功能</p&g

47、t;<p>　　如：電池電壓低 程序錯(cuò)誤</p><p>　?、莞髯鴺?biāo)軸由行程開關(guān)控制最大位移量</p><p>　?、薨踩雷o(hù)罩（砂輪罩，機(jī)床前罩）全封閉式</p><p><b>　?、邔?dǎo)軌面保護(hù)</b></p><p>　　Ⅰ 工作臺導(dǎo)軌：不銹鋼可伸縮防護(hù)罩</p><p>　

48、?、?砂輪架導(dǎo)軌：㈠前部：翻板式護(hù)罩+橡皮（防水）；㈡后罩：鋼罩。</p><p>　?、?修整器導(dǎo)軌：折疊式</p><p>　　第3章 部件設(shè)計(jì)（砂輪架）</p><p>　　3.1 砂輪架設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　砂輪架是磨床上用來帶動(dòng)砂輪作高速旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，主要由傳動(dòng)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

49、分，因此對砂輪架設(shè)計(jì)提出的基本要求也是針對主軸軸承部分的。</p><p>　　砂輪架設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)基本要求[1]：</p><p>　　1.主軸旋轉(zhuǎn)精度高，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定；</p><p>　　2.主軸軸承系統(tǒng)剛性好；</p><p>　　3.振動(dòng)小，發(fā)熱低，不漏油；</p><p>　　4.裝配制造簡單，調(diào)整維修方便

50、。</p><p>　　3.2 主軸旋轉(zhuǎn)精度及其提高措施</p><p>　　1.砂輪架旋轉(zhuǎn)精度是指主軸前端的徑向跳動(dòng)和軸向躥動(dòng)大小，它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(dòng)允許誤差取5µm~~10µm。</p><p>　　2.提高主軸旋轉(zhuǎn)精度的措施</p><p>　?。?）選擇

51、合適的主軸軸承：動(dòng)靜壓軸承；</p><p>　?。?）提高主軸的加工精度；</p><p>　?。?）正確選擇主軸軸向止推方式：液體靜壓推力軸承。</p><p>　　3.3 主軸軸承系統(tǒng)的剛性</p><p>　　主軸軸承系統(tǒng)的剛性是指在磨削力或傳動(dòng)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(chǎn)率、

52、加工精度和工件表面的粗糙度，引起直波形和螺旋線缺陷。</p><p>　　3.4 砂輪架主軸初步設(shè)計(jì)</p><p>　　1. 砂輪架主軸的強(qiáng)度校核</p><p>　　進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)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(yīng)該按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，且在選取許用應(yīng)力

53、時(shí)應(yīng)該選取較小值。砂輪架主軸材料采用42MnVB，并進(jìn)行淬火，故選取許用應(yīng)力為40MP。</p><p><b>　　軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為</b></p><p><b>　?。?－1）</b></p><p>　　——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（單位為MP）</p><p>　　—— 軸所受扭矩（單位為）</

54、p><p>　　—— 軸的扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)（單位為）</p><p>　　—— 軸傳遞的功率（單位為KW）</p><p>　　—— 軸的轉(zhuǎn)速（單位為r/mm）</p><p>　　—— 計(jì)算界面處的直徑（單位為mm）</p><p>　　—— 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力（單位為r/mm）</p><p>　　由上式

55、可得軸的直徑為</p><p><b>　　（4－2）</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　由上述計(jì)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。</p><p>　　圖4－1 砂輪架

56、主軸尺寸示意圖</p><p>　　3.5 主軸剛度校核</p><p><b>　　1.當(dāng)量直徑</b></p><p>　　因?yàn)槭请A梯軸，所以用當(dāng)量直徑法作近似計(jì)算當(dāng)量直徑為：</p><p><b>　　（4－3）</b></p><p>　　L=140+640+20+

57、32+10=932mm</p><p>　　= 89.36mm</p><p><b>　　2.允許撓度</b></p><p>　　允許撓度[y]=0.0002L < 0.0002*660=0.132mm</p><p>　　3、計(jì)算主軸前端撓度值</p><p>　　[1]

58、 （4－4）</p><p>　　——載荷（單位為公斤）（150/9.8）</p><p>　　—— 軸兩端的跨距（單位為厘米）（66.00）</p><p>　　—— 懸伸長度（單位為厘米）（13.2）</p><p>　　—— 材料的彈性模數(shù)（單位為公斤/平方厘米）（21.02）</p&g

59、t;<p>　　—— 截面慣性矩（平方厘米）</p><p>　　= 0.001cm = 0.01mm</p><p>　　又因?yàn)閇y]=0.135，0.01<0.135，即< [y]，由上述校核可以得知，主軸剛度符合要求。</p><p>　　一般存在一個(gè)使主軸前端撓度最小，即剛性最好的支承跨距L。由經(jīng)驗(yàn)得知，L為（3~~6）D時(shí)，主軸前

60、端撓度最小，D=120mm，L為360~~720mm，取L為640mm。</p><p><b>　　3.6 動(dòng)靜壓軸承</b></p><p>　　靜壓軸承是利用外部油源產(chǎn)生承載能力的油膜軸承，動(dòng)靜壓混合軸承是一種既綜合了液體動(dòng)壓和靜壓軸承的優(yōu)點(diǎn)，又克服了兩著缺點(diǎn)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(chǎn)生足夠大的靜壓軸承載力，從而克服了液體動(dòng)壓

61、軸承啟動(dòng)和停止時(shí)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(jié)構(gòu)，在主軸啟動(dòng)后，依靠淺腔階梯效應(yīng)形成的動(dòng)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)精度和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。</p><p><b>　　它的優(yōu)點(diǎn)如下：</b></p>

62、<p>　　1.速度和載荷范圍廣，應(yīng)用范圍廣。動(dòng)靜壓軸承在零件轉(zhuǎn)速到很高的范圍內(nèi)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(jié)構(gòu)和相對大?。?lt;/p><p>　　2.油膜剛度高，阻尼大，抗振性好;</p><p>　　3.摩擦阻力，磨損小.由于總有一層油膜將相對運(yùn)動(dòng)表面隔開，因此摩擦阻力小，磨損小，能長期保持很高的運(yùn)動(dòng)精

63、度，壽命長.且對軸承軸頸材料要求也較低;</p><p>　　4.主軸回轉(zhuǎn)精度高.動(dòng)靜壓軸承中靜壓油膜具有良好的糾正軸和軸向跳動(dòng);</p><p>　　5.安全性好.在萬一供油受阻或切斷時(shí)，可利用軸承中動(dòng)壓效應(yīng)來承載;</p><p>　　6.承載能力高.由于動(dòng)壓效應(yīng)，使軸承轉(zhuǎn)速越高承載能力越大，同時(shí)軸承還能承受方向不斷變化的動(dòng)載及瞬時(shí)過載;</p>

64、<p><b>　　7.穩(wěn)定性好.</b></p><p>　　8.使用較經(jīng)濟(jì).由于動(dòng)靜壓軸承高速下主要靠動(dòng)壓承載，故這時(shí)供油壓力可相對較小，軸承可設(shè)計(jì)成較小軸頸，軸承結(jié)構(gòu)簡單，制造精度和材料要求不高。</p><p>　　動(dòng)靜壓軸承需要一套供油系統(tǒng)，潤滑油要經(jīng)過嚴(yán)格過濾以保持清潔。目前廣泛應(yīng)用的是定壓供油系統(tǒng)。一定壓力的壓力油，經(jīng)節(jié)流器流入兩相對運(yùn)動(dòng)體間的

65、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(guān)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(xì)管和小孔節(jié)流器兩種。本次設(shè)計(jì)選用毛細(xì)管節(jié)流器。</p><p>　　動(dòng)靜壓軸承廣泛用于高速精密設(shè)備中.目前，在改造舊精密磨削設(shè)備方面，用得較多的是北京中航設(shè)備改造廠的WMB型表面節(jié)流液體動(dòng)靜壓混合軸承。</p><p>　　砂

66、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(gè)相對的環(huán)形油腔構(gòu)成。軸上具有臺肩以形成承載面。軸承的間隙通過修磨調(diào)整墊圈的厚度來保證。</p><p>　　3.7 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　為了提高主軸的旋轉(zhuǎn)精度，皮帶輪不直接裝在主軸上，而是裝在單獨(dú)的支架上，并用花鍵套帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，即采用卸荷皮帶輪的方案，如圖4－2所示。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是，減少了主軸的變形，同時(shí)還提高了承

67、載能力。</p><p>　　圖4－2 卸荷皮帶輪</p><p><b>　　1.電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　= （2.35~~8.82）+3.8 = 12.62kw</p><p>　　通過以上計(jì)算，取=15kw，選擇Y100L—4型電動(dòng)機(jī)</p><p><b>　　

68、2.皮帶設(shè)計(jì)</b></p><p>　　因?yàn)槎嘈◣Ъ嬗蠽帶和平帶的優(yōu)點(diǎn)，外輪廓尺寸小，比V型帶傳動(dòng)平穩(wěn)，所以皮帶采用多楔帶[5]。多楔帶以平帶為基體，內(nèi)表面有等距離縱向楔型的環(huán)形帶傳動(dòng)。工作面為楔側(cè)面，有橡膠和聚氨酯兩種[5]。</p><p><b>　　1）皮帶材料的選用</b></p><p>　　皮帶材料選用聚氨酯。<

69、;/p><p><b>　　2）設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　已知小帶輪轉(zhuǎn)速，即 =1500r/min，傳動(dòng)比i=2.5；</p><p><b>　　（1）計(jì)算功率</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8.7查得，工作情況系數(shù)為1.1，故</p><p><

70、;b>　　（4－5）</b></p><p><b>　?。?）由和選擇帶型</b></p><p>　　由于=16.5kw，=1500r/min，查表后可知，取帶型為L型。</p><p>　?。?）確定帶輪基準(zhǔn)直徑</p><p>　　由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊》表4—43，取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=80

71、mm。</p><p><b>　　，由此得。</b></p><p><b>　　（4）驗(yàn)算帶速</b></p><p><b>　?。?－6）</b></p><p>　　= 6.28 m/s < 30 m/s，所以帶速合格。</p><p>

72、<b>　　（5）初定軸向間距</b></p><p><b>　　由公式（4－5）</b></p><p>　　0.7（+）< < 2（+）， （4－7）</p><p>　　可知196< < 560，取=400。</p>&l

73、t;p><b>　?。?）所需基準(zhǔn)帶長</b></p><p><b>　　（4－8）</b></p><p>　　=1248.82mm</p><p>　　由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊》表4—5，取相近的基準(zhǔn)帶長= 1250 mm[6]。</p><p><b>　?。?）實(shí)際軸向

74、間距</b></p><p><b>　?。?－9）</b></p><p>　　= 401.18mm</p><p>　　所以皮帶的實(shí)際軸向間距取＝401mm。</p><p>　?。?）多楔帶每楔的基本額定功率</p><p>　　由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊》表4—40，可以查得

75、＝0.34kw。</p><p><b>　　（9）小帶輪的包角</b></p><p><b>　?。?－10）</b></p><p><b>　?。?62.85°</b></p><p>　　（10）多楔帶楔數(shù)的確定</p><p>&l

76、t;b>　　（4－11）</b></p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　查表得，</b></p><p>　　，代入的計(jì)算公式中，得＝0.849kw。</p><p>　　又已知＝0.955，＝1.00，得：</p><p>

77、　　由此可以確定，取Z＝15。</p><p><b>　　3.帶輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1）帶輪設(shè)計(jì)的要求：</p><p>　?。?）質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造應(yīng)力；</p><p>　?。?）質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡校證；</p><p>　?。?）槽輪工作面要

78、經(jīng)過精細(xì)加工，以減少帶的磨損；</p><p>　?。?）輪槽的尺寸和角度應(yīng)有一定的精度，以使載荷分布均勻。</p><p><b>　　2）帶輪的材料選用</b></p><p>　　帶輪的材料選用HT200。 </p><p><b>　　3）帶輪的結(jié)構(gòu)</b></p><p

79、>　　（1）小帶輪直徑（d為軸的直徑），所以采用實(shí)心式。</p><p>　?。?）大帶輪< 300，所以采用腹板式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　4）小帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　圖4－3 小帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p><b>　?。?－12）</b></p><p>　　其

80、中——帶輪的外徑，</p><p><b>　　——軸的直徑，</b></p><p><b>　　——基準(zhǔn)線上槽深。</b></p><p><b>　　（4－13）</b></p><p>　　，圓整后得＝165mm</p><p><b>

81、;　?。?－14）</b></p><p>　　， （4－15）</p><p>　　其中——多楔帶的楔數(shù)，</p><p>　　——多楔帶的槽間距，</p><p>　　——第一槽對稱面到端面的距離。</p><

82、p>　　5）大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　圖4－4 大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p><b>　　4.花鍵套的選用</b></p><p>　　由軸端直徑Φ60選用內(nèi)花鍵套：8×62H7×78H10×12H11GB1144-87，如圖</p><p>　　圖4－3 內(nèi)花鍵套的結(jié)

83、構(gòu)尺寸</p><p>　　第4章 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 概述</b></p><p>　　任何一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分構(gòu)成，硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ)，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(biāo)。本設(shè)計(jì)中要求砂輪架自動(dòng)橫向進(jìn)給（X）和工作臺縱向

84、進(jìn)給（Y）在兩坐標(biāo)進(jìn)行控制。對磨床工作過程進(jìn)行分析：其調(diào)整過程有裝工件，手動(dòng)退出，手動(dòng)快進(jìn)，對刀，手動(dòng)快退；自動(dòng)調(diào)整過程有設(shè)置磨削量，快進(jìn)，工進(jìn)，快退。</p><p>　　該磨床的砂輪架橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工作臺縱向進(jìn)給實(shí)行數(shù)控，主要的使用要求和功能如下：</p><p>　　要有兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)砂輪和工作臺。</p><p>　　1．對液壓進(jìn)行控制。</p&

85、gt;<p>　　2．對冷卻液進(jìn)行控制。</p><p>　　3．砂輪主軸電機(jī)控制。</p><p>　　4．頭架主軸電機(jī)啟?？刂?。</p><p>　　5．手動(dòng)及其方向控制。</p><p>　　6．手動(dòng)快進(jìn)和快退。</p><p><b>　　7．工作方式。</b></p&

86、gt;<p><b>　　8．鍵盤與顯示。</b></p><p><b>　　9．工作臺限位。</b></p><p><b>　　10．報(bào)警。</b></p><p><b>　　11．急停。</b></p><p>　　根據(jù)以上要求來確

87、定硬件電路方案。</p><p>　　5.2 確定硬件電路總體方案</p><p>　　機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路概括起來由以下四部分組成，如圖5.1所示。</p><p>　?。?）主控制器，即中央處理單元CPU。</p><p>　?。?）總線，包括數(shù)據(jù)總線（DB），地址總線（AB）和控制總線（CB）。</p><p>

88、;　?。?）儲存器，包括只讀可編程程序儲存器（ROM）和隨機(jī)讀寫數(shù)據(jù)儲存器（RAM）。</p><p>　　4．接口，即I/O 輸入/輸出接口電路。</p><p>　　5.1 數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖</p><p>　　1.主控制器CPU的選擇</p><p>　　在一般二坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)據(jù)控系統(tǒng)中，推薦采用MCS-51系列單片機(jī)作為主控制器。MCS

89、-51系列單片機(jī)主要有三種型號的產(chǎn)品：8031，8051和8751。該系列產(chǎn)品是集中CPU，I/O端口及部分RAM為一體的功能性很強(qiáng)的控制器。目前，工業(yè)控制中應(yīng)用最多的是8031單片機(jī)。本設(shè)計(jì)中也采用8031單片機(jī)。它是一個(gè)具有40根引腳的雙列直差式器件，其基本特征有：</p><p>　　（1）具有8位中央處理單元CPU</p><p>　?。?）片內(nèi)有時(shí)鐘發(fā)生電路</p>

90、<p>　?。?）具有128個(gè)字節(jié)的RAM</p><p>　?。?）具有21個(gè)特殊功能寄存器</p><p>　　（5）可尋址64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲器和64K字節(jié)的外部程序存儲器</p><p>　?。?）具有4個(gè)I/O接口，32根I/O線</p><p>　?。?）具有兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><

91、p>　?。?）具有5個(gè)中斷源，配備兩個(gè)優(yōu)先級別</p><p>　?。?）具有一個(gè)全雙功能串行接口</p><p>　　（10）具有位尋址能力，適用邏輯運(yùn)算</p><p>　　8031片內(nèi)沒有程序存儲器，僅有片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。</p><p><b>　　2.程序存儲器擴(kuò)展</b></p><p

92、>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展的芯片大多采用EPROM芯片。在選擇芯片時(shí)，要考慮最大讀出速度，工作溫度及存儲器的容量。在滿足容量要求的同時(shí)，盡量選擇大容量芯片，以減少芯片數(shù)量，使系統(tǒng)簡化。所以本設(shè)計(jì)中選用2764EPROM芯片，它是雙列直插式28腳芯片。</p><p>　　單片機(jī)規(guī)定口分時(shí)輸出低8位地址和數(shù)據(jù)的通道口。為了把地址信息分離出來保存，需要地址鎖存器。本設(shè)計(jì)中采用74LS373作為地址鎖存器。<

93、/p><p>　　采用2764EPROM程序存儲器的擴(kuò)展電路框圖如圖5.2所示：</p><p>　　圖5.２ 2764EPROM程序存儲器的擴(kuò)展電路框圖</p><p>　　3.數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展</p><p>　　由于8031內(nèi)部RAM只有128字節(jié)，不能滿足系統(tǒng)的要求，需擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲器。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展電路一般采用6/16

94、和6264表態(tài)RAM數(shù)據(jù)存儲器，其選用規(guī)則與EPROM程序存儲器的要求相同。在本設(shè)計(jì)中選用6264為數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展芯片。容量為8K。擴(kuò)展6264框圖如下</p><p>　　4.I/O口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)</p><p>　　8031單片機(jī)共有四個(gè)八位并行I/O口，但可供用戶使用的只有口及口。因此要進(jìn)行I/O接口的擴(kuò)展。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用通用的可編程接口

95、芯片8255A。它是有A，B。C三個(gè)可編程功能的8位I/O接口，有40個(gè)引腳的雙列直插式RAM/IO/CTC擴(kuò)展器。由8255A自單片機(jī)接受地址址信息，控制信息，在數(shù)據(jù)總線與端口間傳送數(shù)據(jù)狀態(tài)控制信號。</p><p>　　圖5.3　擴(kuò)展6264框圖</p><p>　　由于一塊8255A可提供24個(gè)I/O口，而本設(shè)計(jì)中經(jīng)過分析，使用要求須四十幾個(gè)口，所以本設(shè)計(jì)中采用三片8255A芯片，其

96、中一塊芯片作為鍵盤，顯示接口電路。</p><p>　　根據(jù)以上控制需要分配這些接口：</p><p>　?。?）OUTPUT：控制砂輪架進(jìn)給五相步進(jìn)電機(jī)-------</p><p>　　控制工作臺進(jìn)給五相步進(jìn)電機(jī)-------</p><p>　　工件頭架旋轉(zhuǎn)（C）異步電機(jī)--------線圈觸點(diǎn)占1位</p><p&

97、gt;　　砂輪旋轉(zhuǎn)（F）異步電機(jī)----------線圈觸點(diǎn)占1位</p><p>　　液壓泵異步電機(jī)（，，）--------線圈觸點(diǎn)占3位</p><p>　　液壓繼電器（，，）--------線圈觸點(diǎn)占3位</p><p>　　（2）OUTPUT：</p><p>　　限位開關(guān)（，） 口</p><p>

98、<b>　　零位開關(guān)（，）</b></p><p>　?。?）I/O（面板）：</p><p>　　鍵盤4*7=28 口</p><p>　　顯示器 米字形 口</p><p>　　手動(dòng)按鈕（，，F(xiàn) C ） </p><p>　　啟動(dòng)/暫停

99、 </p><p>　　警報(bào) </p><p>　　急停 </p><p>　　（5）波段開關(guān)（編輯，自動(dòng)，手動(dòng)）</p><p>　　由上述可知：共使用了三片8255A芯片，其中還剩余口（八位）可以利用。 </p><p><b>　　總線連接&

100、lt;/b></p><p>　　①數(shù)據(jù)總線（DB） 口為數(shù)據(jù)I/O口，數(shù)據(jù)總線由它連接各芯片數(shù)據(jù)I/O口。</p><p>　?、诘刂房偩€（AB） 設(shè)計(jì)中一共使用了一片TAM（8K），一片TOM（8K），三片8255A。必須對這些擴(kuò)展部分實(shí)行統(tǒng)一編址。</p><p>　　2764EPROM 8K= 需13條地址線</p><

101、;p>　　6264RAM 8K= 需13條地址線</p><p>　　但由于訪問片外TOM與訪問片外RAM所以用控制線不同，且與，不會同時(shí)有效，所以兩者地址可以完全重疊。用口八位地位地址。五位高地址。2764EPROM與三片8255A I/O接口芯片可用2-4譯碼器74LS32進(jìn)行片選。由，兩位控制片選結(jié)果。</p><p><b>　　EPRAM6264<

102、;/b></p><p>　　0 0 EPRAM6264</p><p>　　0 0 8255A（1）</p><p>　　1 0 8255A（2）</p><p>　　1

103、 1 8255A（3）</p><p>　　由此，可得地址分派如下：</p><p>　　0000~00FFH RAM6264</p><p>　　0000~00FFH ROM2764</p><p>　　0001~01FFH 8255A（1）</p><p

104、>　　0002~02FFH 8255A（2）</p><p>　　0002~03FFH 8255A（3）</p><p><b>　　圖5.4　接口框圖</b></p><p>　　5..鍵盤，顯示接口電路</p><p>　　圖5.5　鍵盤和顯示接口電路</p><p>　

105、　如圖5.5所示，本數(shù)控系統(tǒng)采用行列式鍵盤，即用I/O口線組成行列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。使用的顯示器為16段米字管和LED（發(fā)光二極管顯示器）。</p><p>　　采用8255A接口芯片管理鍵盤，顯示器電路。它由4*7鍵和7位LED顯示器組成。</p><p>　　鍵盤，顯示器接口電路圖：</p><p>　　8031的口作數(shù)據(jù)輸出，，用與端口選址，兩片8

106、255A的與，左上8255A芯片的與右下8255A的一起組成4*7鍵盤掃描線，右下8255A的PB口用于查詢8個(gè)限位開關(guān)的狀態(tài)。</p><p>　　6.8031與控制電機(jī)與電液閥8255A的聯(lián)接其它輔助電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖5.6　輔助電路</b></p><p>　　8031的口向8255A輸出八位數(shù)據(jù)以控制電機(jī)和液壓閥。

107、鎖存器出來的與，以進(jìn)行端口尋址。與控制8255A的讀寫?？诘目刂埔晃逑嗖竭M(jìn)電機(jī)，控制另一步進(jìn)電機(jī)?？刂扑膫€(gè)異步電機(jī)的啟停，控制液壓閥。加光電隔離器以屏蔽電磁干擾。</p><p>　　7.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖5.7所示，由四部分組成。在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)中，一般在接口電路與功率放大器之間要加上隔離電路，實(shí)現(xiàn)電氣隔離，本設(shè)計(jì)中使用光隔，光隔引腳及接線圖如圖5.

108、8所示。</p><p>　　圖5.7　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路助</p><p>　　圖5.8　光隔引腳及接線圖</p><p>　　第5章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1 概述</b></p><p>　　磨床通常以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，由它帶動(dòng)機(jī)械，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)完成機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)，再通

109、過電器，液壓系統(tǒng)控制這些運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換和先后順序及其聯(lián)系。</p><p>　　5.2 液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.液壓工作原理</b></p><p><b>　　1）液壓傳動(dòng)的特征</b></p><p>　　與機(jī)械傳動(dòng)相比，它是用具有壓力的油作為介質(zhì)，經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)

110、動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的：</p><p>　　電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵 壓力油 液壓機(jī)（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)） 油缸（直線運(yùn)動(dòng)）</p><p>　　因此，整個(gè)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由四部分組成：</p><p>　　（1）動(dòng)力部分——油泵</p><p>　?。?）執(zhí)行部分——液壓機(jī)或油缸</p><p>　　（3

111、）控制部分——方向閥，節(jié)流閥，壓力閥</p><p>　?。?）輔助部分——油管，壓力表，蓄能器，壓力繼電器等</p><p>　　在上述液壓傳動(dòng)過程中，壓力油應(yīng)密封在油管內(nèi)，如果不密封，油就不能形成壓力，也無法起傳動(dòng)作用。另外，油所處的容積還要不斷的變化，容積不變化，油泵就不能吸油與排油，油缸不能移動(dòng)，也不能完成傳動(dòng)作用。磨床的液壓傳動(dòng)，就是利用容積的變化來完成其動(dòng)作的。</p&g

112、t;<p>　　2）液壓傳動(dòng)的兩個(gè)重要參數(shù)——壓力，流量</p><p>　?。?）液體壓力與負(fù)載的關(guān)系：</p><p>　　齒輪油泵的供油壓力，隨著工作臺受到的負(fù)載大小正變化。負(fù)載大，壓力大；負(fù)載小，壓力小。</p><p>　　（2）液體流量也速度的關(guān)系</p><p>　　進(jìn)入油缸的流量越多，工作臺速度就越快，定量油泵的

113、流量要大于工作臺最大速度所需的流量。</p><p>　?。?）壓力與流量的關(guān)系</p><p>　　a.油泵的壓力與流量關(guān)系</p><p>　　齒輪油泵并不是一旋轉(zhuǎn)就打出壓力油來的，必須要在油泵出油口加負(fù)載，并且壓力隨負(fù)載變化而變化。</p><p>　　b.管路中的壓力與流量的關(guān)系</p><p>　　在管路中流

114、動(dòng)的油液，壓力（實(shí)際上是壓力差）流量與液阻密切相關(guān)，液阻增大，壓力差增大或流量減小。</p><p>　　3）液壓傳動(dòng)采用的符號</p><p>　　在繪制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖時(shí)，液壓元件的符號常采用結(jié)構(gòu)符號或職能符號來表示。</p><p>　　結(jié)構(gòu)符號近似于實(shí)物的結(jié)構(gòu)，直觀性強(qiáng)，容易理解，但繪制麻煩。職能符號只表示元件的作用，不能表示出結(jié)構(gòu)，繪制迅速方便，已列入國

115、標(biāo)。</p><p>　　2.液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　在實(shí)際工作中有以下幾個(gè)步驟：</p><p>　　1.按照機(jī)床的每一個(gè)動(dòng)作要求來擬訂相應(yīng)的液壓回路。</p><p>　　2.按照機(jī)床的工作循環(huán)方框圖，將各個(gè)回路合并成系統(tǒng)，畫出液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖。</p><p>　　3.按照機(jī)床動(dòng)作所要求的速度和

116、作用的力等進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　4.選用標(biāo)準(zhǔn)的或設(shè)計(jì)專用的液壓元件，并按照機(jī)床布局來確定各元件的組合形式，進(jìn)行閥板設(shè)計(jì)。</p><p>　　5.繪制液壓元件的連接總圖——油路裝配圖。</p><p>　　上述步驟是相互聯(lián)系交替進(jìn)行的，往往需要幾次反復(fù)，才能完成。</p><p>　　3.機(jī)床需要的液壓部分</p>&

117、lt;p>　　1）機(jī)床測量儀的進(jìn)給和退出，徑向測量儀的垂直橫向進(jìn)給和退出，尾架的松開；</p><p><b>　　2）潤滑部分。</b></p><p><b>　　a.床身的滾珠絲桿</b></p><p>　　b.砂輪架的滾珠絲桿</p><p>　　c.砂輪修整器的滾珠絲桿，間隙供油&

118、lt;/p><p><b>　　d.砂輪架的卸荷</b></p><p><b>　　e.床身導(dǎo)軌的潤滑</b></p><p>　　f.砂輪修整器直線導(dǎo)軌的間隙供油</p><p><b>　　3）動(dòng)靜壓軸承</b></p><p>　　a..砂輪架主軸軸

119、承部分</p><p>　　b.砂輪修整器主軸軸承部分</p><p><b>　　4.擬訂液壓原理圖</b></p><p>　　機(jī)床液壓系統(tǒng)的擬訂，要與機(jī)械，電器配合，將各個(gè)液壓回路進(jìn)行組合，達(dá)到總體設(shè)計(jì)所需要的動(dòng)作循環(huán)程序。</p><p>　　具體原理圖見高速數(shù)控端面外圓磨床液壓圖</p><

120、p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　經(jīng)過三個(gè)多月的努力，我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，對磨床的設(shè)計(jì)過程有了一個(gè)基本的認(rèn)識，特別對數(shù)控高速端面外圓磨床MKS1632A的設(shè)計(jì)過程有了深刻和清晰的了解。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我大學(xué)四年所學(xué)知識的一次綜合應(yīng)用，它涉及到機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械裝備設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)控技術(shù)、互換性和測量技術(shù)、單片機(jī)、電子信息技術(shù)等

121、多門課程的內(nèi)容，使我對知識的綜合知識的運(yùn)用有了很大的提高。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的數(shù)控高速端面外圓磨床MKS1632A可以同時(shí)加工帶軸肩類零件的外圓和端面，從而提高了磨削效率，減少加工時(shí)間，節(jié)省工件的生產(chǎn)成本。</p><p>　　在數(shù)控高速端面外圓磨床MKS1632A的設(shè)計(jì)過程中，郭老師讓我們四個(gè)人每人負(fù)責(zé)一部分，我負(fù)責(zé)的是數(shù)控高速端面外圓磨床MKS1632A的砂輪架部分。起初我

122、們四個(gè)人在一起討論磨床的總體布局圖，每個(gè)人提出自己的想法，然后由大家來討論，在這樣的討論和交流中，我們都學(xué)到了不少知識，知道自己方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，最后我們討論出來一套最優(yōu)方案。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我負(fù)責(zé)的部件是砂輪架，砂輪架是磨床上用來帶動(dòng)砂輪作高速旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，主要由傳動(dòng)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。首先是根據(jù)砂輪架主軸的要求進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)，然后再選取軸承，設(shè)計(jì)皮帶和皮

123、帶輪等等。在這個(gè)過程中，軸的撓度校核、皮帶和皮帶輪的設(shè)計(jì)等用到了大量的計(jì)算。</p><p>　　由于磨床是高精密加工機(jī)床，對各部件的設(shè)計(jì)要求都較高。為了提高旋轉(zhuǎn)精度，我主要做了以下工作：</p><p>　　1.在選擇軸承的時(shí)候，我選用了動(dòng)靜壓軸承。，動(dòng)靜壓混合軸承是一種既綜合了液體動(dòng)壓和靜壓軸承的優(yōu)點(diǎn)，又克服了兩著缺點(diǎn)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(chǎn)生足夠

124、大的靜壓軸承載力，從而克服了液體動(dòng)壓軸承啟動(dòng)和停止時(shí)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(jié)構(gòu)，在主軸啟動(dòng)后，依靠淺腔階梯效應(yīng)形成的動(dòng)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)精度和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。</p><p>　　動(dòng)靜壓軸承廣泛用于高速精密設(shè)備中.目

125、前，在改造舊精密磨削設(shè)備方面，用得較多的是北京中航設(shè)備改造廠的WMB型表面節(jié)流液體動(dòng)靜壓混合軸承。</p><p>　　2.在砂輪架傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中，采用了多楔帶皮帶和多楔帶帶輪。多楔帶兼有V帶和平帶的優(yōu)點(diǎn)，外輪廓尺寸小，比V型帶傳動(dòng)平穩(wěn)。多楔帶以平帶為基體，內(nèi)表面有等距離縱向楔型的環(huán)形帶傳動(dòng)，工作面為楔側(cè)面。</p><p>　　3.為了減少外載荷對砂輪架主軸的影響，提高砂輪架主軸的承載能