【正文】 30 手動(dòng)進(jìn)給裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ..................... 33 本章小結(jié) ........................................... 36 第 4 章 其他零部件的選取 ................................... 37 導(dǎo)軌的選取 ......................................... 37 離合器的選取 ....................................... 39 供油裝置的選擇 ..................................... 41 潤(rùn)滑油過(guò)濾裝置與過(guò)濾元件的選擇 .............. 42 油泵的選擇 .................................... 43 軸承的用油問(wèn)題 ............................... 43 本章小結(jié) ........................................... 44 結(jié) 論 ..................................................... 45 致 謝 ..................................................... 46 參考文獻(xiàn) ................................................... 48 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 磨床概述 磨床定義及其分類 用磨料和磨具（砂輪、砂帶、油石等）對(duì)工件表面進(jìn)行切削加工的機(jī)床統(tǒng)稱為磨床 [ 1 ]。 磨床加工材料范圍廣泛，但主要用于磨削淬硬鋼和各種難加工材料。磨床在機(jī)床總數(shù)中所占比重達(dá) %40~%30 。根據(jù)工件結(jié)構(gòu)形狀的不同和尺寸，工件可以放在東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 高強(qiáng)力永磁吸盤磨削，也可緊固在工作臺(tái)面上磨削。本機(jī)床的潤(rùn)滑系統(tǒng)采用 YSB50 型的手壓泵，將油送至各油路，結(jié)構(gòu)合理，密封嚴(yán)密，不會(huì)發(fā)生漏油現(xiàn)象，外觀干凈，場(chǎng)地清潔。 適應(yīng)高速磨削，超高速磨削、緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削，高速深切磨削的磨床品種越來(lái)越多。 安裝工件的工作臺(tái)分為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的矩形工作臺(tái)和作 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圓形工作臺(tái)兩種。 臥軸矩臺(tái)型平面磨床如以實(shí)現(xiàn)橫向運(yùn)動(dòng)的方式來(lái)區(qū)分，可分為三大類 [ 8]： （ 1）工作臺(tái)移動(dòng)型臥軸矩臺(tái)型平面磨床。成立于1833 年的美國(guó) Brow namp?？梢钥隙ǎ诮窈蠛荛L(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，手動(dòng)平面磨床仍具有相當(dāng)大的市場(chǎng)容量 [ 10 ]。早在 1953年上海機(jī)床廠就引進(jìn)蘇聯(lián) 37 372 3756 平面磨床，試制出立軸、臥軸矩臺(tái)和立軸圓臺(tái)平面磨床，因此我國(guó)平面磨床的發(fā)展是走了一條與眾不同的道路，先有液動(dòng)平面磨床，后有手動(dòng)平面磨床。這樣，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，只有天津儀表廠一家生產(chǎn)手動(dòng)平面磨床，不僅數(shù)量少、質(zhì)量上也難以與日本和臺(tái)灣省制造的同類產(chǎn)品相比，在國(guó)際 市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng) [ 11]。出口地區(qū)有美、日、歐、東南亞、澳大利亞及港、澳地區(qū)。 市場(chǎng)帶動(dòng)了生產(chǎn) , 十幾年來(lái)手動(dòng)平面磨床發(fā)展速度相當(dāng)快 , 平面磨床行業(yè)內(nèi)外的企業(yè)紛紛開(kāi)發(fā)這種品種 , 并以多種途徑出口 , 全國(guó)年產(chǎn)量從 70 年代的 100 余臺(tái)發(fā)展到目前 1500 的臺(tái)以上 ,生產(chǎn)廠已有十余家 [ 12 ]。 因此，美日等國(guó)仍有這種平面磨床的生產(chǎn)，主要有以下一些廠家和產(chǎn)品 : 美國(guó) Brownamp。 英國(guó)有考文垂 PARKER PM MAJESTIC 手動(dòng)平面磨床，英國(guó) EXE 工程公司制造一種 小型精密手動(dòng)平面磨床，加工范圍 330100mm ，其主軸速度可變，可用于磨削槽子和凹口 [15 ]。據(jù)最近的調(diào)研，日本岡本的 ACC350Ⅱ手動(dòng)手磨，價(jià)格高達(dá) 10 萬(wàn)～ 11 萬(wàn)元，在溫州的模具制造廠銷路挺不錯(cuò)。 1987 年日本平面磨床生產(chǎn)金額約為 億美元。但從 1985 年起呈下降趨勢(shì) ,其主要原因是受到日元升值的影響 , ,平面磨床的數(shù)控化程度卻大大提高 [17]。一個(gè)單位如同時(shí)擁有兩種導(dǎo)軌型式的平面磨床，無(wú)疑是因?yàn)椴僮髡叨枷矚g用滾動(dòng)導(dǎo)軌手動(dòng)平面磨床。使用幾年以后重新更新，不作大修。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，如何做好生 產(chǎn)協(xié)調(diào)，保持合理的增長(zhǎng)率，是個(gè)新課題；國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有待進(jìn)一步開(kāi)拓，廣東省對(duì)手動(dòng)平面磨床有較大需求，而其它地區(qū)市場(chǎng)未啟動(dòng)。多種加工方式相結(jié)合，擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，提高加工精度，滿足行業(yè)多層次的不同需求。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 第 2 章 手動(dòng)平面磨床的總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案 確定設(shè)計(jì)的 M250 手動(dòng)平面磨床的類型為臥軸矩臺(tái)平面磨床。 方案 2 的結(jié)構(gòu)磨頭做垂直進(jìn)給和橫向進(jìn)給，其中重心位置變化會(huì)引起結(jié)構(gòu)變形；熱變形影響大，故橫向進(jìn)給精度低；磨頭攻率大，磨削效率高，但因剛度低，垂直進(jìn)給靈敏度差。 對(duì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的目的是為了提高精度，因此使用滾珠絲杠作為傳動(dòng)元件，滾珠絲杠副作為精密、高效的傳動(dòng)元件在精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床得到廣泛應(yīng)用，可用精密定位自動(dòng)控制、動(dòng)力傳遞和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換。 進(jìn)給系統(tǒng)的組成 機(jī)動(dòng)進(jìn)給裝置 手動(dòng)平面磨床的進(jìn)給系統(tǒng)包括縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給兩部分。 橫向進(jìn)給裝置的機(jī)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)同樣可以完成工作臺(tái)在橫向進(jìn)給方向上的快速移動(dòng)，由于橫向進(jìn)給系統(tǒng)對(duì)磨削過(guò)程起到至關(guān)重要的作用，因此橫向進(jìn)給系統(tǒng)在調(diào)速時(shí)要平穩(wěn)，因此選用直流電動(dòng)機(jī)。 機(jī)床的手動(dòng)進(jìn)給由：床鞍 1,滾珠絲杠副 2,螺母座 3,滑板 4,連接套 5,步進(jìn)電機(jī) 6 等部分組成 ,見(jiàn)圖 21。 工作臺(tái)由電動(dòng)機(jī)或手動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)進(jìn)行橫向以及縱向運(yùn)動(dòng)，還在橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中增設(shè)了變速機(jī)構(gòu)以及微量進(jìn)給裝置，提高適用范圍。砂輪速度一般比車削時(shí)的速度大 15~10 倍左右。 砂 輪 的 軸 向 進(jìn) 給 量 af ： 粗 磨 時(shí) 可 取 ? ? ~ 。 為使?jié)L珠絲杠受力均勻，提高耐用度和精度保持性，螺母不應(yīng)受徑向力和傾覆力矩，并應(yīng)盡量使作用在螺母上的軸向合力通過(guò)絲杠軸心。 如果要使?jié)L珠絲杠和螺母分開(kāi)，可在絲杠軸徑上套一個(gè)輔助套筒，套的外徑略小于絲杠螺紋滾道的前徑，這樣在擰出螺 母時(shí)，滾珠不致失落。這樣的安裝方式可使?jié)L珠易于進(jìn)入插管，滾珠絲杠副的摩擦力矩較小。但負(fù)載滾珠數(shù)只剩了一半，因此剛度和承載能力也都相應(yīng)降低 [ 24 ]。 由額定壽命公式 mwkahtmah nf ffffFCL 6010)( 63 ?? （ 36） 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 其中 L 、 hL —— 修正后的額定壽命 aC —— 額定軸向動(dòng)負(fù)荷 N mF —— 絲杠的軸向當(dāng)量負(fù)荷 N mn —— 絲杠的當(dāng)量轉(zhuǎn)速 tf —— 溫度系數(shù) hf —— 硬度系數(shù)，常取 1?hf af —— 精度系數(shù) wf —— 負(fù)荷性質(zhì)系數(shù) kf —— 可靠性系數(shù) 知kahtmhwma ffffnLfFC3 61060? （ 37） 由《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得（取機(jī)床精度為 5 級(jí)） 1?tf ， 1?hf ，?af ， 1?kf ， ?wf 初 選 電 動(dòng) 機(jī) 型 號(hào) 為 Y90S — 4 型 異 步 電 動(dòng) 機(jī) ， 額 定 轉(zhuǎn) 速min1400 rnN ? ，取使用時(shí)最高轉(zhuǎn)速為 min1000r ，電動(dòng)機(jī)與絲杠通過(guò)減速器 連接 。 WFfKFP Pc ??? （ 38） 式中 K —— 載荷系數(shù) ，取 ?K 39。預(yù)緊力 NFF ap 1 4 0 0 ?? ，大于最大軸向載荷的 31 ，這種絲杠可用 [ 2 5]。0lAE??tF （ 311） 6680NlAE 1122u39。一般情況下采用鋰基潤(rùn)滑脂，高速和需要嚴(yán)格控制溫升時(shí)，可用汽輪機(jī)油，循環(huán)潤(rùn)滑或噴霧潤(rùn)滑。 NFFF t 7050371668021 m a x ????? ，故符合要求。并且采用變頻調(diào)速方式 [ 26 ]。傳動(dòng)比 ??i 取小齒輪齒數(shù) 351?Z 4912 ?? iZZ 。 （ 1）齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 121411 ??? LDJ Z （ 319） 其中， 1D —— 齒輪 1Z 分度圓直徑 mmD 701 ? ， 1L —— 齒厚 2131241 k g mJ Z ?? ?????? 23124122422 k g mLDJ Z ??? ???????? （ 2）絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 124 ??? PPP LDJ （ 320） 其中， PD —— 絲杠直徑 PL —— 絲杠長(zhǎng)度 23124124 k gmLDJ PPP ??? ???????? （ 3）絲杠傳動(dòng)，一級(jí)齒輪降速時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ???????? ??????????2221 21 MPJJiJJ Pr ? （ 321） ???????? ???????? ?????????? ???? 233323 223 0 0 2 6 k g mk g m ??? ? kWWWmNFvP ??????? mNmNr WnPT ??????? n1000 ，所以選用電機(jī)合適。推動(dòng)手輪使牙嵌式離合器嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄進(jìn)行進(jìn)給。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 12345 1— 緊定螺釘 2— 進(jìn)給手輪 3— 錐齒輪 4— 牙嵌式離合器 5— 彈簧 圖 31 縱向手動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 切削力的計(jì)算 根據(jù)查閱《 機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè) 》知，橫向進(jìn)給時(shí)的切削力遠(yuǎn)小于縱向進(jìn)給時(shí)切削力，可以忽略不計(jì)，但是在橫向移動(dòng)時(shí)要克服工作臺(tái)產(chǎn)生的摩擦力，所以橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的主要計(jì)算力為： ? ?WFfF pf ?? 39。 ?????? 第 3 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 27 滾珠絲杠的計(jì)算 由《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得 (取機(jī)床精度為 5 級(jí) ) 1?tf 1?hf ?af 1?kf ?wf 精磨取 ? ? sf ba ~? ，取 rmmaf ??? m i m i mrrmmnav wff ???? 初 選 電 動(dòng) 機(jī) 最 大 速 度 為 min1000r ， 取 使 用 時(shí) 最 高 轉(zhuǎn) 速 為min700r ，電動(dòng)機(jī)與絲杠通過(guò)減速器連接。預(yù)緊力 NFF ap ?? ，大于最大軸向載荷的 31 ，這種絲杠可用。0 ???????? ?? 軸承的選擇 根據(jù)《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 選取軸承型號(hào)。兩者機(jī)會(huì)均等，故 取 其 平 均 值 tFP? ， 當(dāng) 量 轉(zhuǎn) 速 min50rnm ?，故 3 ???? ? nf ，如壽命為 1500 h ，則 ?hf NC c 31 80889 ??? ，可 以 看出 NNC c 3450031808 ?? 所 以軸 承可用。傳動(dòng)比 7001000??i 取小齒輪齒數(shù) 281?Z 4012 ?? iZZ 。 （ 1） 工作原理 橫向 進(jìn)給 手 動(dòng)裝 置的 工作 原 理與 縱向 進(jìn) 給裝 置的 工 作原 理相似，為了提高加工范圍，使得裝置適應(yīng)精加工，減小進(jìn)給量，所以在設(shè)計(jì)傳動(dòng)的過(guò)程中設(shè)計(jì)了齒輪降速，以齒輪作為傳動(dòng)件帶動(dòng)滾珠絲 杠進(jìn)行進(jìn)給。由于傳動(dòng)比大，零件數(shù)目又少，因而結(jié)構(gòu)很緊湊。 （ 3）尺寸計(jì)算 規(guī)定微量進(jìn)給裝置的進(jìn)給量為每一轉(zhuǎn) ，在通過(guò)上級(jí)傳動(dòng)所以蝸桿傳動(dòng)的降速比為 40?i ，所以選取蝸桿的頭數(shù) 11?Z 392?Z ?m 由《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得 mma 63? mmd 281 ? 變位系數(shù) ?x mmmZd ?? 蝸桿直徑系數(shù) ??? mdq 蝸桿軸向齒距 ???? mp a ? 蝸桿導(dǎo)程 ?? mZpz ? 蝸桿齒頂圓直徑 mmmhdd aa 332 *11 ??? 蝸桿齒根圓直徑 ? ? mmcmhdd af 222 *11 ???? 頂隙 mmmcc ???? ? 蝸桿齒頂高 mmmhh aa ?? ? 蝸桿齒根高 ? ? mmmchh af 31 ??? ?? 蝸桿齒高 mmhhh fa ??? 蝸桿齒寬 mmb 381 ? 蝸輪分度圓直徑 mmmZd ???? 蝸輪齒頂圓直徑 mmmhdd aa 0 22 *22 ??