【正文】 種越來(lái)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(dòng)軸承結(jié)構(gòu)。 M250 手動(dòng)平面磨床 主要用砂輪周邊磨削工件的平面、臺(tái)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(guó)的磨床擁有量有了大幅度地增加，但因?yàn)橐埤g較長(zhǎng)，磨損嚴(yán)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(dòng)平面磨床；橫向進(jìn)給；縱向進(jìn)給；微量進(jìn)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(jìn)給系統(tǒng)剛度低、慣量大 , 難以獲得高進(jìn)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(dòng)精度 , 除了正確設(shè)計(jì)、選擇進(jìn)給系統(tǒng)部件 , 精確計(jì)算其強(qiáng)度、穩(wěn)定性和驅(qū)動(dòng)力矩外 , 還要對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的剛度進(jìn)行 合理 設(shè)計(jì) , 減 少因 剛度 引起 的失 動(dòng)量 , 以 確保 加工 定位精度。軸承，作為機(jī)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(chǎng)容量。隨著高速磨削和強(qiáng)力磨削工藝的發(fā)展，進(jìn)一步提高了磨削的效率。 隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展 , 機(jī)械制造業(yè)面臨著高速度、高精度等新的挑戰(zhàn) , 高速進(jìn)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(dòng)平面磨床工作臺(tái)縱橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，手動(dòng)平 面磨床一般都采用滑動(dòng)絲杠，為了更好的提高平面磨床的加工精度，在對(duì) M250 手動(dòng)平面磨床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)時(shí)采用了滾珠絲杠，并且可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)進(jìn)給與機(jī)動(dòng)進(jìn)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(duì)這些陳舊磨床進(jìn)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(jì)效果。 磨床的品種很多，約占全部金屬切削機(jī)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(tái)滑動(dòng)副采用雙 V 導(dǎo)除砂輪主軸有電機(jī)驅(qū)動(dòng)外，其余部份如工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，橫向和垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)均為手動(dòng)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(tái)式平面磨床 [ 7]。 平面磨床特點(diǎn) 表 11 不同類型機(jī)床特性對(duì)比 工作臺(tái)移動(dòng)型 立柱移動(dòng)型 磨頭移動(dòng)型 橫向精度 高 低 結(jié)構(gòu)復(fù)雜性 復(fù)雜 簡(jiǎn)單 制造成本 高 低 手動(dòng)平面磨床的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 手動(dòng)平面磨床的發(fā)展歷史悠久，可追溯到一百多年以前。 手動(dòng)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(qiáng)大生命力，這是它具有小型簡(jiǎn)單、實(shí)用可靠的特點(diǎn)所決定的。 由于我國(guó)的平面磨床是從仿制蘇聯(lián)平面磨床開(kāi)始的。同時(shí)，在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)條件下，機(jī)床生產(chǎn)的分工十分明確，手動(dòng)平面磨床列人儀表機(jī)床范圍，這些都制約了手動(dòng)平面磨床的發(fā)展。累計(jì)出口已近2021 臺(tái)，為出口創(chuàng)匯做出了貢獻(xiàn)。手動(dòng)平面磨床已成為這些企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。 國(guó)外進(jìn)口的機(jī)床仍占有主導(dǎo)地位， 優(yōu)勢(shì)明顯。 美國(guó) 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(dòng)、液動(dòng)、數(shù)控平面磨床，第 1 章 緒論 5 其中手動(dòng)平面磨床有 S918BRE 等型號(hào) [14]。臺(tái)灣的一些品牌次之，如前幾年價(jià)位在 5 萬(wàn)元的宇青手動(dòng)平磨比較暢銷。據(jù)日本大藏省、通產(chǎn)省和日本工作機(jī)械聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì) ,1987 年日本總共生產(chǎn)了 8291 臺(tái)磨床 ,其中平面磨床為 3494 臺(tái) ,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(tái)和 億日元。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)進(jìn)口了一些手動(dòng)平面磨床，多數(shù)是滾動(dòng)導(dǎo)軌，如日本獨(dú)資無(wú)錫某公司擁有 17 臺(tái)手動(dòng)平面磨床，多數(shù)采用滾動(dòng)導(dǎo)軌。 可靠性對(duì)手動(dòng)平面磨床也是十分重要的，大批量生產(chǎn)廠要求機(jī)床能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，能吃苦耐勞，連續(xù)使用不出故障。 國(guó)內(nèi)手動(dòng)平面磨床生產(chǎn)發(fā)展雖快，但也存在一些問(wèn)題，主要有以下一些 :經(jīng)濟(jì)效益不理想，由于行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈，相互壓價(jià)，而產(chǎn)生成本居高不下；出口存在無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，由于出口渠道多，價(jià)格差異大，換匯率低；生產(chǎn)量增大過(guò)快，終會(huì)使短線變成長(zhǎng)線。實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以及橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的連續(xù)、斷續(xù)、手動(dòng)的進(jìn)給方式。 第 1 章 緒論 7 本章小結(jié) 通過(guò)了解磨床的分類以及工作 原理、組成以及發(fā)展趨勢(shì)，和國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容有了充分的理解，也對(duì)磨床有了初步的認(rèn)識(shí)，明確設(shè)計(jì)方案。如圖 22 所示： 第 2 章 手動(dòng)平面磨床的總體設(shè)計(jì) 9 圖 22 臥軸矩臺(tái)平面磨床 — 磨頭移動(dòng)式 設(shè)計(jì)方案對(duì)比 方案 1 的結(jié)構(gòu)熱邊形小，精度穩(wěn)定性好，垂直進(jìn)給靈敏度高，操作方便；橫向進(jìn)給穩(wěn)定性好，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝要求高。此橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)還設(shè)計(jì)有橫向進(jìn)給手輪和微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)進(jìn)給以及微進(jìn)給，提高加工精度。 改進(jìn)設(shè)計(jì)中，用滾珠絲杠代替原有的滑動(dòng)絲杠，在保留橫向以及縱向手動(dòng)進(jìn)給裝置的基礎(chǔ)上 為了適應(yīng)不同型號(hào)砂輪，以及不同類型的工件，在加工中都能達(dá)到同等精度要求，所以在橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中設(shè)計(jì)使用齒輪變速機(jī)構(gòu)以及微量進(jìn)給裝置 ，提高了加工精度，操作簡(jiǎn)單、省力 [ 18]。工作臺(tái)由行程開(kāi)關(guān)組成的電氣系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。主要的作用就是人為的調(diào)整進(jìn)給量，擴(kuò)大加工范圍 ,提高加工精度 [ 2 0]。 第 2 章 手動(dòng)平面磨床的總體設(shè)計(jì) 11 圖 21 手動(dòng)進(jìn)給裝置簡(jiǎn)圖 本章小結(jié) 本章通過(guò)兩個(gè)方案的對(duì)比，確定了最終的設(shè)計(jì)方案。 砂輪速度 sv 一般為 sm35~30 ，普通磨削時(shí)砂輪速度固定不變，不必選擇；高速磨削時(shí) smvs 100~40?或更高些。 背吃刀量 pa 或徑向進(jìn)給量 rf ：粗磨時(shí)可取 ~ ，精磨時(shí)可取 ~ ，鏡面磨時(shí)可取 ~ 。如果某一項(xiàng)特性不能滿足時(shí)，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(shí)，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(gè)滾珠的方法，采用間隔滾珠時(shí)，間隔滾珠的直徑比負(fù)載滾珠小數(shù) m?10 ，可消除滾珠之間的摩擦，對(duì)提高滾珠絲杠副的靈敏度有非常明顯的效果。對(duì)于細(xì)長(zhǎng)承受壓縮的滾珠絲杠副需作壓桿穩(wěn)定性計(jì)算，對(duì)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(duì)精度要求高的傳動(dòng)進(jìn)行剛度驗(yàn)算，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量校核，對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)還要進(jìn)行諧振頻率的驗(yàn)算。 由《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》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(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 17 初 選 絲 杠 為 內(nèi) 循 環(huán) 浮 動(dòng) 反 向 器 雙 螺 母 墊 片 預(yù) 緊 滾 珠 絲 杠mmd 400 ? mmPh 10? ?wD ， 5 列，型號(hào)為 FFZD4010，額定動(dòng)負(fù)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(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方式都可用于緊密滾珠絲杠。 軸承的選擇 根據(jù)《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 — 46 軸承型號(hào)采用 7603030TVP 300?d mm 72?D mm 19?B mm 動(dòng)負(fù)載 NCa 34500? ，預(yù)負(fù)荷NFao 4300? 表 32 軸承參數(shù) 型號(hào) 0d (mm) D (mm) B (mm) 動(dòng)負(fù)載aC ( N ) 預(yù)負(fù)荷aoF (N ) 7603030TVP 30 72 19 34500 4300 軸承的預(yù)負(fù)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(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)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(dòng)機(jī)的選擇 縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的是工作臺(tái)的縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它連續(xù)運(yùn)行，負(fù)載平衡，對(duì)于啟動(dòng)制動(dòng)沒(méi)有特殊要求，所以優(yōu)先選用三相異步電動(dòng)機(jī)。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)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(qiáng)度校 核 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè) 》查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5001 ?? 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 3802 ?? 由圖 10— 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ?FNK 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ?S