【正文】 覽會展出的美國布朗 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械。 而目前國內(nèi)經(jīng)過多年的發(fā)展，特別是近年 主機發(fā)展的需要，從而帶動了汽車軸承、精密機床軸承、鐵路軸承、家電用軸承的快速發(fā)展，特別是轎車軸承發(fā)展迅猛 ， 4 這無形帶動了自動軸承內(nèi)圈內(nèi)圓磨床的技術和硬件的更新，目前國內(nèi)大部分磨床 的系統(tǒng)由 液壓進給 補償系統(tǒng)改成步進電機進給補償系統(tǒng) ， 步進電機替代了原來的復雜的液壓進給補償系統(tǒng)，將原來液壓波動和機械零件加工傳動鏈的誤差消除了，并且步進電機可以把進給過程分成幾個階段，每個階段可以選用不同的脈沖頻率控制進給速度，可以用脈沖數(shù)來控制機床工作臺精進給 ，大大提高了軸承的精度。幾十年來，工藝流程未出現(xiàn)根本性的變化，但是這并不意味著軸承制造技術沒有發(fā)展。作為機械工業(yè)基礎件之一軸承的生產(chǎn)中，套圈的磨超加工是決定套圈零件乃至整個軸承精度的主要環(huán)節(jié)，其中滾動表面的磨超加工，則又是影響軸承壽命以及軸承減振降噪的主要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的手動和半自動內(nèi)磨床難以滿足使用要求。 小型深溝球軸承是使用量較大的軸承產(chǎn)品。尺寸精度是軸承加工中控制的一項關鍵精度之一，而磨床的進給機構直接影響軸承套圈加工的尺寸精度。 目前，國內(nèi)各廠對中高級精度軸承多采用二次磨削，為了改變這種情況，擬用一次磨削代替且達到 終磨技術要求。去工廠進行實地考察，結合書本知識，得出最佳設計方案。而隨著軸承工業(yè)的發(fā)展，對軸承磨床的加工精度也提出了更高的要求。因此，有必要設計開發(fā)以提高加工效率和質(zhì)量為目的的全自動軸承內(nèi)圈內(nèi)圓磨床。其生產(chǎn)方式為大批量生產(chǎn)。五十年代，開始逐步發(fā)展了切入式軸承專用內(nèi)圓和外圓磨床；至八十年代，隨著機床基礎元件技術的發(fā)展，特別是電子技術的高速發(fā)展，軸承套圈內(nèi)圓和外圓磨床的技術的日趨完善，相繼出現(xiàn)了 PC 和 CNC 控制軸承套圈內(nèi)圓和外圓磨床及 CAC 控制的軸承套圈內(nèi)圓磨床，使現(xiàn)代控制技 術與先進的機床功能組件相得益彰，大大提高了機床的自動化程度、可靠性、工作精度和生產(chǎn)效率。在深溝球軸承內(nèi)圈的加工中，內(nèi)圓磨削是一道關鍵工序。這主要是磨削孔徑限制了砂輪尺寸及相應的系統(tǒng)結構和幾何參數(shù)，從根本上限制了工藝系統(tǒng)的的剛性。軸承內(nèi)圓磨床自動上下料系統(tǒng)設計 目 次 1 軸承內(nèi)圓磨床自動上下料系統(tǒng)概述 ?????????????????? ? 1 課題的來源與意義??????????????????????? ?? 1 課題研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢?????????????????????? 2 課題的設計任務與技術要求????????????????????? 5 2 軸承內(nèi)圓磨床總體設計與布局????????????????????? 7 軸承內(nèi)圓的磨削原理與特點?????????????????? ? ?? 7 軸承內(nèi)圓磨床的加工對象，范圍及要求???????????????? 8 機床的主要運動參數(shù)分析?????????????????????? 9 影響機床加工精度和效率的工藝因素????????????????? 10 機床主要部件結構方案評價????????????????????? 11 2． 6 機床的工作循環(huán)過程???????????????????????? 12 2． 7 機床的造型設計?????????????????????????? 13 機床 的總體布局????????????????????????? 15 3 軸承內(nèi)圓磨床自動上下料系統(tǒng)設計????????????????? ? 16 上下料方案設計????????????????????????? ? 16 上料機構“雙料”故障的成因和預防???????????????? ? 17 輸料槽的設計?????????????????????????? ? 23 氣缸的選擇??????????????????????????? ? 23 設計總結???????????? ????????????????? ? 27 致謝???????????????????????????????? 29 參考文獻????????????????????????????? ? 30 1 1 軸承內(nèi)圓磨床自動上下料系統(tǒng)概述 課題的來源與意義 課題的來源 現(xiàn)今軸承生產(chǎn)中，套圈磨削工藝及專用磨床不能滿足高精度，高效率的要求，與國外相比存在著一定的差距。內(nèi)圓磨削速度要從砂輪主軸的轉速的提高尋找出路，相應的就帶來了高速主軸軸承的制造，應用裝配技術和高速下的振動及動平衡一系列要求。其原因是：受孔徑限制，砂輪尺寸小，砂輪消耗快，影響磨削效率和質(zhì)量。 迄今為止，較著名的軸承磨床制造廠主要有：美國的勃蘭恩特、希爾德；西德的奧佛貝克；意大利的西馬特、法米爾、諾瓦；日本的精工精機、東洋工業(yè)公司；東德的柏林機床廠、卡爾馬克思城磨床廠等。由于行業(yè)的競爭日益激烈，生產(chǎn)廠家特別重視產(chǎn)品的質(zhì)量和加工效率。通過設計改進的預期成果是將此深溝球軸承內(nèi)圓磨床制造出來并投入到實際生產(chǎn)軸承圈的生產(chǎn)中，達到提高精度、加工效率和質(zhì)量的目的。尺寸精度是軸承加工中控制的一項關鍵之一 。根據(jù)任務分工，我主要負責設計機床的上下料系統(tǒng)。 要在大批生產(chǎn)高效的條件下，滿足上述技術要求，從磨床設計的觀點來看，可以歸結為磨削幾何精度、尺寸精度及效率三個方面的要求。因此，隨著軸承 質(zhì)量要求的不斷提高，需要更加精 3 密高效的磨床進給機構。其生產(chǎn)方式為大批量生產(chǎn)。因此，有必要設計開發(fā)以提高加工效率和質(zhì)量為目的的全自動軸承內(nèi)圈內(nèi)圓 磨床。因此，歷來磨超加工都是軸承制造技術領域的關鍵技術和核心技術。簡要地說， 60 年代只是建立和發(fā)展 “雙端面 ——無心外圓 ——切入磨 ——超精研 ”這一工藝流程，并相應誕生了成系列的切入無心磨床和超精研機床，零件加工精度達到 3～ 5um，單件加工時間 13～ 18s（中小型尺寸）。不過相比國外先進的 伺服電機控制系統(tǒng) ，能 將快跳油缸和諧波減速器去掉，采用滾珠絲杠和伺服電機直聯(lián)結構，使得機械系統(tǒng)誤差最小 ，步進電機又在抗干擾能力和重復定位精度能力上比伺服電機上差了一截，以致國內(nèi)的軸承在壽命和可靠度上面還是比不上國外，不過相信隨著 軸承工業(yè)的進一步發(fā)展，我們與國外的差距會越來越來小。它的工件頭架和尾座安裝在往復移動的工作臺上，箱形床身提高了機床剛度，并帶有內(nèi)圓磨削附 件。例如20 世紀初，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。 內(nèi)圓磨床和其他磨床一樣，在提高效率、自動化程度和萬能性方面有較大的發(fā)展。 課題的發(fā)展趨勢與應用對象 磨床是各類金屬切削機床中品種最多的一類，主要類型有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、無心磨床、工具磨床等。 內(nèi)圓磨床的砂輪主軸轉速很高，可磨削圓柱、圓錐形內(nèi)孔表面。 工具磨床是專門用于工具制造和刀具刃磨的磨床，有萬能工具磨床、鉆頭刃磨床、拉刀刃磨床、工具曲線磨床 等，多用于工具制造廠和機械制造廠的工具車間 。 課題的設計任務與技術要求 在之前的軸承內(nèi)圓磨床的技術參數(shù)上進行改進，把原來的半自動化改成自動化程度更高的機床。 7 2 軸承內(nèi)圓磨床總體設計與布局 軸承內(nèi)圓的磨削原理與特點 磨削加工可分為一般磨削和高光潔度磨削（即精密磨削，超精磨削，鏡面磨削）兩種。這樣無數(shù)磨礪切削的結果，就把工件表面要切除的金屬磨去，形成光滑表面。修整時， 砂輪退出內(nèi)孔并在修整器位置往復運動一次，修整器就在砂輪表面去除一層磨料。 2． 1． 2 軸承內(nèi)圓磨削的特點： ⑴ 砂輪剛度低 內(nèi)表面磨削時，砂輪受內(nèi)徑限制，常制成較細的懸臂梁狀，剛度很低：剛性差，易于變形，從而引起較大的尺寸和形狀誤差：砂輪軸無進給光磨，恢復變形 時間較長，生產(chǎn)率很低。在磨削時，砂輪與工件接觸面積大，磨礪抑郁鈍化，且自銳性不能充分發(fā)揮，產(chǎn)生熱量多，冷卻液很難進 入磨削區(qū)，工件表面極易燒傷。 一般來說，滾動軸承應具有高的壽命 ,低的噪音，小的旋轉力矩和高的可靠性，這些基本性能要達到這些要求，就必須在機械加工工藝上首先確保軸承零件套圈的以下指標： 旋轉精度：要求軸承的套圈的幾何形狀精度和位置精度不超過 3μ m。 Vr nw V f ( f 1 , f 2 , f 3 ) Vd Va 圖 22 圖 中 fV 橫向進給運動： rV 縱向往復運動： dV 修整 運動： aV 砂輪與工件的接 10 近運動： gN 砂輪轉速： wN 工件的旋轉運動。所以，儀表和砂輪是實現(xiàn)正常自動內(nèi)圓磨削的前提條件。任何合理的結構方案，如果具體結構設計不當或制造不良，均會使該部件失去其優(yōu)勢，乃至完全打不到預測的結果。下面分別介紹一下著兩個過程。然后精磨，工件架微退，進行精光磨。這些部件被固定在床身上或在床身導軌上。 為了使 所設計機床操作方便，減少工人的勞動強度以及外形美觀，該內(nèi)圓磨床在造型設計上采用了以下措施： ⑴為使機床工作場地明快，盡可能將各部件設置在機床本體上。機床調(diào)整時容易拿下，輕便且易于清洗。過去由于鑄造工藝上的困難，也由于流線型審美觀，影響到機床大部件，另外均取大圓角過度轉折，現(xiàn)在已顯陳舊，且給人以傻大的感覺。 [6]合理布局及選擇筋的形狀。而該磨床選用十字形筋，起結構簡單，材料省，抗彎剛度較大。立柱受力后容易產(chǎn)生前傾或后傾，其主要原因是由于緊固螺釘?shù)闹睆竭^小及布局不合理，或因立柱凸緣處剛性較差引起的變形。 2． 7． 2 床身的熱變形 熱脹冷縮是常見的物理現(xiàn)象，如絲杠受熱會伸長，薄板表面受熱不一致會彎曲。提高導軌耐磨性，可采取如下措施： [1].降低導軌面比壓，即降低導軌單位面積上的壓力。Ⅰ級鑄鐵具有良好的鑄造性，切削性，吸振性以及成本低的優(yōu)點，其耐磨性差的缺點可通過對導軌表面進行淬火來彌補。因此壁厚應根據(jù)機床大小，床身復雜程度，材料及鑄造工藝而定。運動方案的設計，實質(zhì)上決定了機床總體布局方案的選擇。機