【正文】 種越來越多，在數(shù)控磨床的基礎(chǔ)上發(fā)展各種磨削功能復(fù)合化的磨削中心 [ 3 ]。磨具為套筒式，砂輪主軸采用滾動軸承結(jié)構(gòu)。 M250 手動平面磨床 主要用砂輪周邊磨削工件的平面、臺階面、相鄰的垂直面和溝槽。磨床一般用于精加工，但也可將毛坯直接磨成成品。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，我國的磨床擁有量有了大幅度地增加，但因為役齡較長，磨損嚴重磨削精度下降；有些磨床結(jié)構(gòu)陳舊，技術(shù)性能落后，其中很大一部分已遠遠不能適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的工藝要求。ve rtical feed system。 關(guān)鍵詞：手動平面磨床；橫向進給；縱向進給；微量進給；滾珠絲杠 Abstract II Title:The improvement design of M250 manual surface grinding machine work table horizontal feed system and vertical feed system Abstract Manual surface grinder is a traditional machine tool product . It is suitable grinding for small and mediumsized abrasive, electronic ponents and various s mall parts, particularly suitable for small factories, family workshops. The manual surface grinder has a large application field. Along w ith our country machine equipments, car industry etc. profession of fast development, also along with our country auto ma tion technique of exaltation, automation factory also top a new of step, the PLC be one new ly arisen of industry controller, with its physical volume small, the function be w ell found, the price be cheap, credibility Gao Deng3, have a special advantage, at the everyone noodles realm acquire extensive of the meantime, w e process an equipments to the bearings, particularly is a Gao accuracy, highefficiency, the Gao credibility of the bearings grinding machine39。 由于進給系統(tǒng)剛度低、慣量大 , 難以獲得高進給速度和高加速度 ,為了提高高速高精度數(shù)控車床的定位精度和傳動精度 , 除了正確設(shè)計、選擇進給系統(tǒng)部件 , 精確計算其強度、穩(wěn)定性和驅(qū)動力矩外 , 還要對進給系統(tǒng)的剛度進行 合理 設(shè)計 , 減 少因 剛度 引起 的失 動量 , 以 確保 加工 定位精度。軸承，作為機械工業(yè)的基礎(chǔ)件，其加工設(shè)備的重要性非常突出。尤其適合于小工廠、家庭作坊，具有較大的市場容量。隨著高速磨削和強力磨削工藝的發(fā)展，進一步提高了磨削的效率。 隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展 , 機械制造業(yè)面臨著高速度、高精度等新的挑戰(zhàn) , 高速進給系統(tǒng)成為高速高精度數(shù)控車床的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。 本文介紹了 M250 手動平面磨床工作臺縱橫向進給機構(gòu)改進設(shè)計，手動平 面磨床一般都采用滑動絲杠，為了更好的提高平面磨床的加工精度，在對 M250 手動平面磨床的進給機構(gòu)進行改進時采用了滾珠絲杠，并且可以實現(xiàn)手動進給與機動進給兩種控制方式。s demand be very , Be the foundation piece of machine industry, it process the importance of equipments very outstanding. With the development of modern technology, machiner y manufacturing industry is facing a highspeed, high precision and other new challenges, highspeed hi gh precision feed system as the key to one of the CNC , as the main supporting pieces of the bed is essential, and its structure will affect the performance of the machine performance. The rationality of its structure and performance of a direct impact on manufacturing cost CNC lathe。micro feed system。為了改善舊磨床的技術(shù)不良狀況，已有很多單位采 用新技術(shù)、新工藝新材料、新結(jié)構(gòu)對這些陳舊磨床進行精化與改造，或者提高了零件的磨削精度和表面光潔度，或提高了生產(chǎn)率，或降低了能源消耗，或減少了環(huán)境污染，收到了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。 磨床的品種很多，約占全部金屬切削機床的 1/3。采用特殊的砂輪修整 器 和工藝設(shè)備可以加工曲面和成型表面。 工 作臺滑動副采用雙 V 導(dǎo)除砂輪主軸有電機驅(qū)動外，其余部份如工作臺的往復(fù)運動，橫向和垂直進給機構(gòu)均為手動操縱。 適應(yīng)廣泛采用 CBN 砂輪的要 求，磨床向高速高剛度方向發(fā)展。周邊磨削的效率比較低，但加工的表面粗糙度較低和尺寸精度比較高；端面磨削砂輪直徑大，常能磨削工件全寬，因是面接觸效率比較高，但冷卻困難，切屑不易排出，加工精度較周邊磨削差，一般用于粗磨 [ 4]。 第 1 章 緒論 3 平面磨床中，應(yīng)用較多的是臥軸矩臺式平面磨床 [ 7]。 平面磨床特點 表 11 不同類型機床特性對比 工作臺移動型 立柱移動型 磨頭移動型 橫向精度 高 低 結(jié)構(gòu)復(fù)雜性 復(fù)雜 簡單 制造成本 高 低 手動平面磨床的國內(nèi)外發(fā)展狀況 手動平面磨床的發(fā)展歷史悠久，可追溯到一百多年以前。 手動平面磨床之所以歷百余年而不衰，甚至在數(shù)控平面磨床發(fā)展相當(dāng)快的現(xiàn)在仍具有強大生命力，這是它具有小型簡單、實用可靠的特點所決定的。 由于我國的平面磨床是從仿制蘇聯(lián)平面磨床開始的。同時，在計劃經(jīng)濟條件下，機床生產(chǎn)的分工十分明確，手動平面磨床列人儀表機床范圍，這些都制約了手動平面磨床的發(fā)展。累計出口已近2021 臺，為出口創(chuàng)匯做出了貢獻。手動平面磨床已成為這些企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。 國外進口的機床仍占有主導(dǎo)地位， 優(yōu)勢明顯。 美國 公司 :該公司已有百余年歷史， 50 年代生產(chǎn)工具磨床， 60 年代起生產(chǎn)平面磨床，產(chǎn)品有手動、液動、數(shù)控平面磨床，第 1 章 緒論 5 其中手動平面磨床有 S918BRE 等型號 [14]。臺灣的一些品牌次之，如前幾年價位在 5 萬元的宇青手動平磨比較暢銷。據(jù)日本大藏省、通產(chǎn)省和日本工作機械聯(lián)合會統(tǒng)計 ,1987 年日本總共生產(chǎn)了 8291 臺磨床 ,其中平面磨床為 3494 臺 ,占磨床產(chǎn)量的 42 界左右。 1984 年是日本平面磨床生產(chǎn)高峰年 ,這 一年產(chǎn)量和產(chǎn)值分別為 6877 臺和 億日元。近年來，國內(nèi)進口了一些手動平面磨床，多數(shù)是滾動導(dǎo)軌，如日本獨資無錫某公司擁有 17 臺手動平面磨床，多數(shù)采用滾動導(dǎo)軌。 可靠性對手動平面磨床也是十分重要的，大批量生產(chǎn)廠要求機床能連續(xù)運轉(zhuǎn)，能吃苦耐勞，連續(xù)使用不出故障。 國內(nèi)手動平面磨床生產(chǎn)發(fā)展雖快，但也存在一些問題，主要有以下一些 :經(jīng)濟效益不理想，由于行業(yè)內(nèi)競爭激烈，相互壓價，而產(chǎn)生成本居高不下；出口存在無序競爭現(xiàn)象，由于出口渠道多，價格差異大，換匯率低；生產(chǎn)量增大過快，終會使短線變成長線。實現(xiàn)縱向進給機構(gòu)往復(fù)運動，以及橫向進給機構(gòu)的連續(xù)、斷續(xù)、手動的進給方式。 第 1 章 緒論 7 本章小結(jié) 通過了解磨床的分類以及工作 原理、組成以及發(fā)展趨勢，和國內(nèi)外發(fā)展狀況和趨勢，對設(shè)計內(nèi)容有了充分的理解，也對磨床有了初步的認識，明確設(shè)計方案。如圖 22 所示： 第 2 章 手動平面磨床的總體設(shè)計 9 圖 22 臥軸矩臺平面磨床 — 磨頭移動式 設(shè)計方案對比 方案 1 的結(jié)構(gòu)熱邊形小，精度穩(wěn)定性好，垂直進給靈敏度高，操作方便；橫向進給穩(wěn)定性好，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝要求高。此橫向進給運動還設(shè)計有橫向進給手輪和微量進給機構(gòu)，可以實現(xiàn)手動進給以及微進給，提高加工精度。 改進設(shè)計中，用滾珠絲杠代替原有的滑動絲杠，在保留橫向以及縱向手動進給裝置的基礎(chǔ)上 為了適應(yīng)不同型號砂輪，以及不同類型的工件，在加工中都能達到同等精度要求，所以在橫向進給機構(gòu)中設(shè)計使用齒輪變速機構(gòu)以及微量進給裝置 ，提高了加工精度，操作簡單、省力 [ 18]。工作臺由行程開關(guān)組成的電氣系統(tǒng)控制電動機的正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)工作臺的往復(fù)運動。主要的作用就是人為的調(diào)整進給量，擴大加工范圍 ,提高加工精度 [ 2 0]。 第 2 章 手動平面磨床的總體設(shè)計 11 圖 21 手動進給裝置簡圖 本章小結(jié) 本章通過兩個方案的對比，確定了最終的設(shè)計方案。 砂輪速度 sv 一般為 sm35~30 ，普通磨削時砂輪速度固定不變，不必選擇；高速磨削時 smvs 100~40?或更高些。 背吃刀量 pa 或徑向進給量 rf ：粗磨時可取 ~ ，精磨時可取 ~ ，鏡面磨時可取 ~ 。如果某一項特性不能滿足時，可以重新選擇絲杠直徑、導(dǎo)程、有效圈數(shù)等，直到完全滿足 [ 2 2]。 如果絲杠不轉(zhuǎn)，螺母旋轉(zhuǎn)，則應(yīng)將螺母和齒輪安裝在套筒上，套筒由軸承支撐以承受軸向和徑向力，這就可以避免螺母承受徑向載荷 [23]。螺母座軸線與導(dǎo)軌面軸線要保證平行，平行度公差可取為 mm，當(dāng)插管式滾珠絲杠副水平安裝時，應(yīng)將螺母上的插管，置于滾珠絲杠副軸線的下方。 為了減少滾珠之間的相互摩擦可 以采用間隔滾珠或在閉合回路內(nèi)減少幾個滾珠的方法，采用間隔滾珠時，間隔滾珠的直徑比負載滾珠小數(shù) m?10 ，可消除滾珠之間的摩擦，對提高滾珠絲杠副的靈敏度有非常明顯的效果。對于細長承受壓縮的滾珠絲杠副需作壓桿穩(wěn)定性計算，對轉(zhuǎn)速高 、支撐跨距大的滾珠絲杠副作臨界轉(zhuǎn)速的校核，對精度要求高的傳動進行剛度驗算，轉(zhuǎn)動慣量校核，對閉環(huán)控制系統(tǒng)還要進行諧振頻率的驗算。 由《實用機床設(shè)計手冊》查得絲杠所受總的軸向力由公式 )(39。 ????????? 所以， NC a 10 36 ????????? 第 3 章 進給機構(gòu)設(shè)計計算 17 初 選 絲 杠 為 內(nèi) 循 環(huán) 浮 動 反 向 器 雙 螺 母 墊 片 預(yù) 緊 滾 珠 絲 杠mmd 400 ? mmPh 10? ?wD ， 5 列，型號為 FFZD4010，額定動負載 KNCa 56? ，大于算出的 aC 值。 （ 2）預(yù)拉伸力 tF 根據(jù)學(xué)歐拉公式： u39。主軸用的各種潤滑劑和潤滑方式都可用于緊密滾珠絲杠。 軸承的選擇 根據(jù)《實用機床設(shè)計手冊》表 — 46 軸承型號采用 7603030TVP 300?d mm 72?D mm 19?B mm 動負載 NCa 34500? ，預(yù)負荷NFao 4300? 表 32 軸承參數(shù) 型號 0d (mm) D (mm) B (mm) 動負載aC ( N ) 預(yù)負荷aoF (N ) 7603030TVP 30 72 19 34500 4300 軸承的預(yù)負荷不應(yīng)小于軸承最大載荷的 31 ，絲杠兩端固定，故第 3 章 進給機構(gòu)設(shè)計計算 19 軸承的最大載荷等于拉伸力 tF 加最大外載荷的一半。 電動機的選擇 縱向進給運動實現(xiàn)的是工作臺的縱向往復(fù)運動，它連續(xù)運行，負載平衡，對于啟動制動沒有特殊要求，所以優(yōu)先選用三相異步電動機。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 20 減速機構(gòu)的設(shè)計與計算 材料的選擇 選擇小齒輪材料為 40Cr（ 調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬 度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 （ 2） 按齒根彎曲強度校 核 由《 機械設(shè)計使用手冊 》查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 5001 ?? 大齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 3802 ?? 由圖 10— 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ?FNK 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ?S