【正文】 驅(qū)動(dòng)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)設(shè)備的精度要求也越來(lái)越高，微位移技術(shù)則越來(lái)越廣泛。為解決高速度和高精度的矛盾，通常采用粗、精結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (2) 行程大，電壓 變形曲線(xiàn)重復(fù)性好。 微位移行 程的提高 提高微位移行程有利有弊，其措施可以從以下幾個(gè)層面考慮： (1) 增加壓電陶瓷的成長(zhǎng)度和提高施加的電壓（或采用壓電堆，提高變形量），此為常用的方法，但增加長(zhǎng)度會(huì)使結(jié)構(gòu)增大，而提高電壓則會(huì)造成使用不便。 壓電、電致伸縮器 件在微位移系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的優(yōu)點(diǎn) 壓電、電致伸縮器件是本課題設(shè)計(jì)所采用的新型微位移器件。 電致伸縮效應(yīng)：在外界電場(chǎng)的作用下， 電介質(zhì)因 感應(yīng)極化作用而引起 的 應(yīng)變， 該應(yīng)變 的大小與電場(chǎng)平方成正比 ，與電場(chǎng)的方向無(wú)關(guān) 。 微位移系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 微位移工作臺(tái)的組成 一個(gè)良好的微位移系統(tǒng)，需要一組性能良好的微進(jìn)給機(jī)構(gòu)，而微位移機(jī)構(gòu)是精密加工中的關(guān)鍵裝置。 微位移工作臺(tái)的具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 。滿(mǎn)足精密加工對(duì)微定位的要求。為了使彈性材料發(fā)生變形，施加的力必須逐漸增大。 板彈簧是微位移工作系統(tǒng)中的主要變形元件，它的設(shè)計(jì)，計(jì)算十分重要。工作臺(tái)受力模型可簡(jiǎn)化為圖 。當(dāng)預(yù)緊力增大時(shí)，隨著陶瓷致動(dòng)器位移量的減小，系統(tǒng)的位移量 s 也減小，但由于消除了間隙，提高了接觸剛度，在不提高控制系統(tǒng)精度的情況下，可以提高系統(tǒng)的分辨率 ??15 。彈簧 板和預(yù)緊力分析更是將工作臺(tái)的精密性和可靠性得到了提升。因此根據(jù)實(shí)際情況，在不超過(guò)陶瓷制動(dòng)器設(shè)計(jì)載荷的前提下，施加合理的預(yù)緊力。 由上式可知，系統(tǒng)分辨率 f 與系統(tǒng)最大位移量 s 成線(xiàn)性關(guān)系。 板彈簧作為微位移工作臺(tái)中的彈性元件，其厚度遠(yuǎn)小于平臺(tái)與壓盤(pán)的厚度，所以可以將上平臺(tái)和壓盤(pán)視為剛體，裝配時(shí)上平臺(tái)、板彈簧，壓盤(pán)緊密連接。就彈簧來(lái)說(shuō)，變形時(shí)所做的功是作為彈性勢(shì)能儲(chǔ)存在彈簧里的，當(dāng)負(fù)荷減去時(shí)，彈性勢(shì)能就會(huì)再釋放出來(lái)。 板彈簧的設(shè)計(jì)與用途 彈簧有各種各樣的用途，例如：供給鐘表的原動(dòng)力、給運(yùn)輸車(chē)輛減震、稱(chēng)量物體重量、約束機(jī)械零件、行程彈性連續(xù)、發(fā)射和遲延導(dǎo)彈和飛行器、減輕不平衡的旋轉(zhuǎn)機(jī)械對(duì)支承結(jié)構(gòu)的周期性擾動(dòng)力等。 微位移機(jī)構(gòu) 工作臺(tái) 采用電致伸縮瓷驅(qū)動(dòng)器和板彈簧組合的方式，利用子緊彈簧和子緊全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 螺栓的微小彈性變形來(lái)傳遞位移，推動(dòng)微動(dòng)工作臺(tái)，實(shí)現(xiàn)微 量寄給，具有體積小，機(jī)構(gòu)緊湊。 微位移工作臺(tái) 工作 原理 該系統(tǒng)包括宏進(jìn)給定位工作臺(tái)和微位移定位工作臺(tái)。 逆壓電效應(yīng)僅在無(wú)對(duì)稱(chēng)中心晶體才有，而電致伸縮效應(yīng)應(yīng)在所有的電介質(zhì)晶體中都存在，但是一般都比較軟弱。采用這種器件制成微位移系統(tǒng)還能較容易的實(shí)現(xiàn)精度為 的超精密定位，因此，作為理想的微位移驅(qū)動(dòng)器，壓電、電致伸縮器件在精密機(jī)床中得到了廣泛的應(yīng)用。 (3) 不同的材料壓電系數(shù)不同，可根據(jù)需要選擇不同的材料。 壓電陶瓷的主要特點(diǎn)是變形量小，即在壓電陶瓷上施加較高的電壓時(shí)，任然獲得的行程很小。 (3) 微調(diào)：微調(diào)是精密機(jī)械中常遇到的難題，實(shí)現(xiàn)高精度、 準(zhǔn)確可靠的微調(diào)，是保證機(jī)構(gòu)調(diào)整到正確位置的關(guān)鍵，特別是在車(chē)床運(yùn)作時(shí)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整，難度相當(dāng)大，而微位移系統(tǒng)真是解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。而在當(dāng)今社會(huì)制造業(yè)生產(chǎn)中，效率問(wèn)題成為衡量設(shè)備先進(jìn)性的重要指標(biāo)之一，因此，先進(jìn)的設(shè)備和儀器中的運(yùn)動(dòng)部件，向高速度，高精度發(fā)展，以提高設(shè)備的工作效率。其類(lèi)別如圖 所示。 圖 微位移技術(shù)的組成 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 微位移工作臺(tái)控制技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。微位移技術(shù)精密機(jī)械和一起實(shí)現(xiàn)高精度的關(guān)鍵技術(shù)之一。壓電陶瓷制動(dòng)器，雖然具有分辨率高，剛度高和響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，但其行程小使其應(yīng)用受到限制，而日本 Kobe 大學(xué)采用步行機(jī)構(gòu)制成大行程高分辨率的微位移進(jìn)給機(jī)構(gòu)，使得這一問(wèn)題得到了解決。 日本理化院研制成用于曲面磨削的工作臺(tái)，工作臺(tái)由三支壓電陶瓷制動(dòng)器做驅(qū)動(dòng)元件，可加工球面 及非球曲面，加工半徑為 60m 的 CiS 球面反射鏡，半徑誤差為 。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 4 微位移系統(tǒng) 引言 美國(guó)和日本在微位移技術(shù)領(lǐng)域的研究水平處于世界領(lǐng)先地位。 伴隨著 各種 復(fù)雜外形加工零件 的加工越 來(lái)越多 和各種高 性能 材料 在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用， 對(duì)成形砂輪修整提出了更高的要求 。 應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)修整過(guò)程進(jìn)行控制，開(kāi)發(fā)檢測(cè)、處理、質(zhì)量評(píng)價(jià)、控制一體化的修整系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)金屬基金剛石砂輪磨削的智能化修整。因此圓弧修整的擺角 ?70? ，全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 端面修整 擺角 025 和 020 。即 通過(guò) 砂輪 修整 器的修整，可以有效的減 少 因 安裝高度誤差所引起的修整后砂輪半徑 的 誤差 。 砂輪修整滾輪的半徑 mm35r2 ? 可視為常數(shù)，放 入 聯(lián)立式 ()、()和 ()可以得 出 RB? 作為 1r 、 BY 和 Z? 的函數(shù)，即對(duì)應(yīng)著不同的 1r 、 BY 和 Z? 值，有不同的 RB? 值。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 砂輪修整器 砂輪修整器的設(shè)計(jì) 精密零件的磨削加工中，圓弧形面的磨削尤其是軸承外環(huán)內(nèi)滾道和內(nèi)環(huán)外滾道的磨削是一個(gè)技 術(shù)難點(diǎn)，而砂輪的修整對(duì)磨削精度起著重要作用。這樣做的軸向定位精度高，并可以補(bǔ)償主軸的若身長(zhǎng)。 主軸前后端為背靠背的向心推力球軸承（ 396110），軸承的接觸角線(xiàn)向外擴(kuò)散，加大了支承寬度，較為穩(wěn)定，剛性好。前后軸承發(fā)熱不均勻時(shí)，影響砂輪的正常工作以致發(fā)生“包軸”現(xiàn)象。而通過(guò)提高軸承的精度，提高主軸的加工精度，選擇合適的軸向止推等方式來(lái)提高砂輪架的旋轉(zhuǎn)精度。 砂輪架的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足下列四點(diǎn)基本要求： (1) 主軸的回轉(zhuǎn)精度要求高且穩(wěn)定； (2) 主軸軸承系統(tǒng)的剛性好； (3) 振動(dòng)小，發(fā)熱低，不漏油； (4) 制造裝配簡(jiǎn)單，調(diào)整維修方便。砂輪架的設(shè)計(jì)在工作臺(tái)整體中有著非常重要的作用，在了解砂輪架的特性和工作臺(tái)配置以及加工條件下，合理選擇砂輪架是工作臺(tái)設(shè)計(jì)成功的重要原因。 (2) 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)分為手搖進(jìn)給、手微進(jìn) 給和自動(dòng)進(jìn)給： a) 手搖進(jìn)給 將捏手松開(kāi)，使斜齒輪與手輪空轉(zhuǎn)，然后將手輪向前推，使齒形離合器向結(jié)合（此時(shí)拉桿已將齒輪與齒輪脫開(kāi)）搖動(dòng)手柄，經(jīng)手輪，軸聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠絲桿使?jié)L珠螺母移動(dòng)，帶動(dòng)了脫班橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 (7) 尾架 尾架安裝在工作臺(tái)右端，尾架套筒內(nèi)裝有頂尖，可與頂尖一起支承工件。 (4) 砂輪架 其上安裝砂輪，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)作高速旋轉(zhuǎn)。圖 則為磨床傳動(dòng)的局部傳動(dòng)設(shè)計(jì)圖 . 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 圖 磨床局部傳動(dòng)設(shè)計(jì)圖 磨床主要組成部件及其功能 (1) 床身 用于支承和連接磨床各個(gè)部件。機(jī)床用砂輪周邊磨削平面，還可以磨削臺(tái)階平面。 該精密數(shù)控平面磨床主要包括磨頭及垂直進(jìn)給系統(tǒng)、工作臺(tái)縱向及橫向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、床身及防護(hù)罩裝置、冷卻及潤(rùn)滑系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)五大部分。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 2 精密平面磨床的總體設(shè)計(jì) 引言 本次設(shè)計(jì)的是一臺(tái)精密數(shù)控平面磨床，通過(guò)采用金剛石砂輪和滾珠絲桿副，并依據(jù)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)原理通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)等措施來(lái)保證加工精度。西門(mén)子 SINUMERIK840D數(shù)控系統(tǒng)是西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)中的一款高性能、低價(jià)位的數(shù)控系統(tǒng)。 MGB6120 的縱向進(jìn)給由油泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)液壓筒推動(dòng)工作臺(tái)作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為此，我們一方面要積極開(kāi)展引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)磨削技術(shù)的研究工作；同時(shí)在國(guó)內(nèi)應(yīng)結(jié)全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 合生產(chǎn)，系統(tǒng)地開(kāi)展和推廣各種先進(jìn)與實(shí)用的精密磨削技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，有與大專(zhuān)院校及科研單位合作研制的單板機(jī)系統(tǒng)，也有自行開(kāi)發(fā)的以單片機(jī)為主機(jī)的簡(jiǎn)易控制系統(tǒng)，及采用數(shù)控主機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的成熟數(shù)控系統(tǒng)等。進(jìn)入 80年代，研制了回轉(zhuǎn)精度達(dá) 的精密軸系，單晶金剛石刀切削的超精密車(chē)床和超精銑床，最高分辨率為 的 CNC數(shù)控超精密車(chē)床等 產(chǎn)品 。 ??2 圖 。 Cranfield 理工學(xué)院是世界上第二個(gè)能制造出用于大型超精密加工機(jī)床的高剛度 ? ?μmkN/2 氣浮精密軸承和主軸系數(shù)的單位 ??3 。 該機(jī)床為保證精密加工，采用了許多全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 新技術(shù)。 該機(jī)采用高精度連續(xù)軌跡控制以圖形輔助操作，控制系統(tǒng)是以西門(mén)子 SINUMERIK810為基礎(chǔ)，配用 JUNG 公司開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用軟，一反傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，首次采用了龍門(mén)式框架結(jié)構(gòu)，可以滿(mǎn)足大尺寸工件和新型工程材料的精密磨削加工需要。 德國(guó) JUNG 公司是國(guó)際上知名較高的平面磨床生產(chǎn)廠(chǎng)商，在 40 余年的生產(chǎn)過(guò)程中，該公司的平面和成型磨床以精度高、使用壽命長(zhǎng)而著稱(chēng)。 美國(guó)是開(kāi)展精密加工技術(shù)研究最早的國(guó)家， 20 實(shí)際 30 年代開(kāi)始，在制造技術(shù)上處于世界領(lǐng)先地位，但在 50 年代以后，對(duì)制 造技術(shù)沒(méi)有給予足夠的重視，在經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)上感受到巨大的威脅，經(jīng)過(guò)認(rèn)真總結(jié)， 80 年代后，在重要的、高速增長(zhǎng)的技術(shù)市場(chǎng)上失利的一個(gè)重要原因就是沒(méi)有把自己先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到制造產(chǎn)業(yè)上。因此開(kāi) 展微進(jìn)給機(jī)構(gòu)工作臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)是非常有必要且具有更廣闊的應(yīng)用前景。兩者的全局性和決定性奠定了它們是先進(jìn)制造技術(shù)的支柱。兩者的全局性和決定性奠定了它們是先進(jìn)制造技術(shù)的支柱。其中，精密加工技術(shù)的發(fā)展顯而易見(jiàn)。 (4) 將 840D 數(shù)控技術(shù)作用于平面磨床工作臺(tái)并 選擇西門(mén)子 IFK6 交流伺服電機(jī) 作為進(jìn)給機(jī)構(gòu)和微位移系統(tǒng)的電力源，完成了精密平面磨床微進(jìn)給及微位移工作臺(tái)的設(shè)計(jì)。本文在收集了大量資料和吸取了前輩們的經(jīng)驗(yàn)的情況下，設(shè)計(jì)了一臺(tái) 以 廣州機(jī)械制造 廠(chǎng)的 MGB6120 為原型 、以微進(jìn)給機(jī)構(gòu)和微位移系統(tǒng)來(lái)提升加工精度的精密平面磨床工作。全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 編號(hào) 無(wú)錫 太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 精密平面磨床微進(jìn)給及 微位移工作臺(tái)設(shè)計(jì) 信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923150 學(xué)生姓名： 邱文浩 指導(dǎo)教師： 范圣耀 （職稱(chēng) ： 副教授 ） （職稱(chēng)： ） 2020 年 5 月 25 日全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 無(wú)錫 太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書(shū) 本人鄭重 聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精密平面磨床微進(jìn)給及微位移工作臺(tái)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 93 班 姓名 邱文浩 五、開(kāi)始及完成日期： 自 2020 年 11 月 12 日 至 2020 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 〔 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng) 〕 簽名 系主任 簽名 2020 年 11 月 12 日全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專(zhuān)業(yè)都有 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的需要，精密平面磨床已然在當(dāng)代制造 產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了非常重要的地位。 (3) 利用滾 珠絲桿為主要器件，結(jié)合梯形螺紋絲桿壓桿來(lái)檢測(cè)其穩(wěn)定性；通過(guò) 壓電、電致伸縮器件 在微位移系統(tǒng)中的壓電耦合效應(yīng)和砂輪修整器特性提高了該工作臺(tái)的加工精度。s more, it makes the optimization of parative data and obtains the following results： (1) It designs a precision NC grinding machine and grinds surface with grinding wheel. It is used in mechanical manufacturing industry and model manufacturing industry. It also processes various materials which ar