【正文】 tem that the liquid integral whole turn, the key problem for to solve is the principal axis box is previous two to process with the super nicety of the stalk bearings bore. This grinding machine processes the way adoption correspond type to whet to pare the way, the work piece install at turn round the work on the stage, turn round with the work pedestal, the emery wheel turns round at the same time, the path of the emery wheel to enter to depend turn round the work pedestal to follow the X direction moves the realization, top of bearings bore and top end face process good after, process with same emery wheel underneath of bearings bore and under carry the noodles, the work piece install once, with guarantee the accuracy. Total layout for the sign type grinding machine, mainly is divided in to whet the head cent and turn round the work set, bed body, perpendicularity to sign the pillar and drag along the plank and measure the anization. Total spread to move project is: From outside place to tread into the electrical engineering to drive the wheel gear, then spread to move to arouse to roll the bead silk through a wheel gear, whole whet a device to pass to roll the bead silk to carry on the Z stalk the square heading up of 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精密數(shù)控磨床的總體設(shè)計(jì) 3 ambulation, whet the head to revolve to then pass another outside place the electrical engineering to drive, turn round the work pedestal to drive then through an outside place the electrical engineering to drive the leather belt round, from the leather belt round spread to move to make the turnover work pedestal revolve, drag along the knothole to drive then from tread into the electrical engineering to control. At the same time, made use of number to control the technique in the design of the grinding machine, modern test means, enter to pensate technique for software little by little, thus make precise machine the design attains the accuracy request. Key Words: Accuracy of Process， Project Design， Allotment， Parameter 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精密數(shù)控磨床的總體設(shè)計(jì) 4 精密數(shù)控磨床的總體設(shè)計(jì) 0 引言 回顧即將過去的 20 世紀(jì)，人類取得的每一項(xiàng)重大科技成果，無不與制造技術(shù)，尤其與超精密加工技術(shù)密切相關(guān)。此磨床的加工方式采用切入式磨削方式，工件安裝在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，隨工作臺(tái)回轉(zhuǎn)，同時(shí)砂輪回轉(zhuǎn)，砂輪的徑向進(jìn)給靠回轉(zhuǎn)工作臺(tái)沿 X 方向位移實(shí)現(xiàn)，上面的軸承孔及上端面加工好后，用同一砂輪加工下面的軸承孔及下端面，工件一次安裝，以保證精度?？傮w布局為立式磨床，主要分為磨頭部分、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、床身、垂直立柱、拖板以及測(cè)量機(jī)構(gòu)。在某種意義上，超精密加工擔(dān)負(fù)著支持最新科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的重要使命。 超精密磨床要求其數(shù)控系統(tǒng)具有高編程分辨率（ 1nm）和快速插補(bǔ)功能（插補(bǔ)周期 ）。我國(guó)國(guó)防 科技大學(xué)研制開發(fā)的 YH－ 1 型數(shù)控系統(tǒng)采用 ASW－ 824 工業(yè)一體化PC工作站為主機(jī)，用 ADSP2181信號(hào)處理器模塊構(gòu)成高速下位伺服控制器。模塊化使磨床布局更加靈活多變，如日本超硅晶體研究株式會(huì)社研制的超精密磨床，用于磨削超大硅晶片 ,采用三角菱形五面體結(jié)構(gòu)，用于提高剛度；德國(guó)蔡司公司研制了 4 軸精密磨床 AS100，用于加工自由形式表面，該磨床除了 X、 Z 和 C 軸外，附加了 A 軸，用于加工自由表面時(shí)控制砂輪的磨削點(diǎn) 。雙頻激光干涉儀具有高分辨率（如 ZYGO AX10MTM 2/20 分辨率為 ）與高穩(wěn)定性，測(cè)量范圍大，適合作磨床運(yùn)動(dòng)線位移傳感器使用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精密數(shù)控磨床的總體設(shè)計(jì) 6 在數(shù)控軟件方面，開放性是一個(gè)發(fā)展方向。因此，超精密加工機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造的基本原則和要求是：消除或減少機(jī)床上的熱源和振源；提高機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛度和幾何精度；減少機(jī)床的變形（含溫度變形和力變形）對(duì)機(jī)床加工精度的影響等。 零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力求熱對(duì)稱，而且應(yīng)考慮采取強(qiáng)迫的風(fēng)冷或液體冷卻并預(yù)留相應(yīng)的冷卻液循環(huán)流動(dòng)通道。C 和 177。 （ 2） 超精密加工機(jī)床不僅要考慮安裝和工作在 恒溫室里，而且在極高精度要求的情況下，還應(yīng)考慮控制機(jī)床工作在溫度 177。與此同時(shí)，為了消除和減少機(jī)床本身內(nèi)部振源，要盡量采用運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的傳動(dòng)系統(tǒng)，如非接觸的氣動(dòng)和液體傳動(dòng)，禁止或避免采用帶有沖擊力的傳動(dòng)，如有間隙的換向機(jī)構(gòu)等。 （ 4） 進(jìn)給傳動(dòng)的設(shè)計(jì)主要要求是：保證能有效進(jìn)行誤差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膿Q向精度；可實(shí)現(xiàn)最小 5μ m 的脈沖位移；采用修正系統(tǒng)後具有 2μ m 的高定位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精密數(shù)控磨床的總體設(shè)計(jì) 8 精度。傳動(dòng)剛度為 50N～ 100N/μ m，拉力達(dá) 100N，可實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)增量為 5μ m。 －壓電和磁致伸縮傳動(dòng)。 ），故剛度大（達(dá) 100N～ 1000N/μ m）和可實(shí)現(xiàn)微小的增量位移。可實(shí)現(xiàn)微小的增量位移，但剛度過低，只有 10N/μ m。m～8μ m 時(shí)，也能保證與液體靜壓導(dǎo)軌一樣的位移精度。因此，一般采用像激光干涉儀這樣的高精度、高分辨率的儀器作測(cè)量裝置，并將其單獨(dú)安裝在氣浮支承的計(jì)量支架上，而 且不僅安裝測(cè)量裝置時(shí)要遵守阿貝原理，在更廣義理解上，也要遵守阿貝原理。這樣做的目的是簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)和更易于根據(jù)精度指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，而無需采取妥協(xié)（折衷）的辦法。 2 總體方案 擬定磨床總體方案，包括以下三方面的內(nèi)容：（ 1）調(diào)查分析；（ 2）工藝分析；（ 3）磨床總體布局。要求所加工的軸承孔的技術(shù)參數(shù)能達(dá)到： （ 1）圓柱度： ； （ 2）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精密數(shù)控磨床的總體設(shè)計(jì) 11 圓度： ；（ 3）平直度： 。 1400（長(zhǎng)179。 2P 砂輪尺寸（外徑179。 升降手輪進(jìn)刀量：每轉(zhuǎn)一圈 1mm（ ） 每一刻度： （ ） 上下微調(diào)進(jìn)刀量：每轉(zhuǎn)一圈 （ ） 每一刻度： （ ） 前后手輪進(jìn)刀量：每轉(zhuǎn)一圈 5mm（ ） 每一刻度： （ ） 前后微調(diào)進(jìn)刀量：每轉(zhuǎn)一圈 每一刻度： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精密數(shù)控磨床的總體設(shè)計(jì) 13 機(jī)器尺寸（長(zhǎng)179。 1850mm 機(jī)器重量（約）： 620kg 其他類同機(jī)床可參閱有關(guān)資料。一般數(shù)控加工機(jī)床是采用軸向加工方式，直接切入工件的表面。工件一次安裝，以保證精度。油石并不回轉(zhuǎn)，而是做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，工件安裝在工作臺(tái)上，在加工時(shí)隨工作臺(tái)一起回轉(zhuǎn)。一般數(shù)控加工機(jī)床是用軸向方式加工，油石與工件內(nèi)孔相接觸，通過數(shù)控系統(tǒng)控制磨削部件內(nèi)孔表面的質(zhì)量。工件一次畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精密數(shù)控磨床的總體設(shè)計(jì) 16 安裝，以保證精度。 綜上所述，多油石磨削的散熱比較困難，容易引起熱變形，一般用于加工大尺寸類型的零件，由于本課題所加工的零件屬于中小尺寸，而且要求要求達(dá)到的精度比較苛刻，所以應(yīng)避免 排屑和散熱較為困難的工藝，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精密數(shù)控磨床的總體設(shè)計(jì) 17 而且應(yīng)該盡可能減少磨具本身由于磨損所帶來的誤差，所以多油石磨削并不適合本課題。所以本課題選擇砂輪 切入式磨削，砂輪與工件同向回轉(zhuǎn)的加工方式。 磨頭是與加工零件直接接觸的部件，加工零件的加工要求很大程度上取決于磨頭自身的精度，所以磨頭運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜程度越小越好，而且應(yīng)該盡可能減免磨頭電動(dòng)機(jī)所散發(fā)的熱量，所以方案（ 2）并不適合本課題，而方案（ 1）中電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的熱量可以用散熱片得以解決。 兩者的區(qū)別在于是否有 X 方向（水平方向）上的直線移動(dòng)，由于加工工件就安裝在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，鑒于加工要求，對(duì)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)自身的誤差要求就非常高，所以應(yīng)該減少其運(yùn)動(dòng)數(shù)目以保證其精度，所以采用方案（ 1）。 磨床的總體布局 本項(xiàng)工作的基本要求： （ 1）保證刀具和工件間的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 （ 5）造型美觀。 （ 2）提高加工精度 提高精度的加工方法有以下兩種：刀具回轉(zhuǎn)、工具回轉(zhuǎn)。 結(jié)合本課題的加工要求，經(jīng)過研究（詳情請(qǐng)參閱《精密數(shù)控磨床的磨頭設(shè)計(jì)》相關(guān)部分），決定采用第 ② 種方案。 結(jié)合本課題的加工要求，經(jīng)過研究（詳情請(qǐng)參閱《 精密數(shù)控磨床的垂直立柱進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》相關(guān)部分），決定采用第 ① 種方案。 （ 4）拖板的驅(qū)動(dòng) 拖板通過步進(jìn)電機(jī)來控制 X 方向上的移動(dòng)， 一般拖板系統(tǒng)的進(jìn)給有以下兩種方案： ① 用步進(jìn)電機(jī)，滾珠絲杠，滾動(dòng)直線導(dǎo)軌來驅(qū)動(dòng)拖板實(shí)現(xiàn)粗進(jìn)給，由壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)精進(jìn)給。而臥式機(jī)床的占地面積相對(duì)較大，所以本課題采用立式機(jī)床。 磨頭直徑：根據(jù)被加工零件的性質(zhì)以及泛用性，取 140mm。寬179。 磨頭回轉(zhuǎn)速度 磨頭回轉(zhuǎn)速度即此精密數(shù)控磨床的主軸速度：根據(jù)要求將主軸回轉(zhuǎn)速度定為 n=10000r/min。 （ 2）計(jì)算法 —— 按磨削原理公式計(jì)算，也可用估算公式計(jì)算。 磨頭的