【文章內(nèi)容簡介】 幾主軸回轉(zhuǎn)精度； 2． 4． 3 內(nèi)圓磨效率的磨床結(jié)構(gòu)影響因素 （ 1） 磨削參數(shù)，主要是砂輪線速度，橫向進(jìn)給速度，往復(fù)頻率和工件速度； （ 2） 磨削循環(huán)的合理的設(shè)計以及空程磨削時間和輔助時間的比重； （ 3） 工藝系統(tǒng)的剛性； （ 4） 機(jī)電系統(tǒng)工作的可靠性； 機(jī)床主要部件結(jié)構(gòu)方案評價 11 根據(jù)前一節(jié)機(jī)床結(jié)構(gòu)因素對加工尺寸精度，幾何精度和效率影響的分析，現(xiàn)將內(nèi)圓磨床各主要部件可能采用的結(jié)構(gòu)方案列出，并分別進(jìn)行剛性評價，精度評價，從而進(jìn)行方案 的比較選擇。部件的結(jié)構(gòu)方案是在假設(shè)部件結(jié)構(gòu)設(shè)計，制造良好的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。任何合理的結(jié)構(gòu)方案，如果具體結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)或制造不良，均會使該部件失去其優(yōu)勢，乃至完全打不到預(yù)測的結(jié)果。 各部件結(jié)構(gòu)方案綜合評價如下 表 23 部件 名稱 結(jié)構(gòu)方案 剛性評價 精度評價 效率評價 夾 具 定心夾具 電磁無心夾具 滾輪式無心夾具 優(yōu) 優(yōu) 中 差 優(yōu) 優(yōu) 差 優(yōu) 優(yōu) 導(dǎo) 軌 滑動導(dǎo)軌 液靜壓導(dǎo)軌 氣靜壓導(dǎo)軌 磙子滾動導(dǎo)軌 鋼球滾動導(dǎo)軌 中 優(yōu) 差 優(yōu) 中 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 砂輪主軸 滾動支撐皮帶軸 滾動支撐 DZ系列電主軸 滾動支撐 GDZ系列電主軸 氣靜壓支撐電主軸 中 中 優(yōu) 差 中 中 優(yōu) 優(yōu) 中 中 優(yōu) 差 12 進(jìn)給系統(tǒng) 絲杠螺母 (滑動接觸，消除間隙 ) 步進(jìn)電機(jī) (滾珠絲杠 ) 液壓傳動滾動絲杠 步進(jìn)電機(jī)凸輪機(jī)構(gòu) 中 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 差 優(yōu) 中 優(yōu) 差 優(yōu) 中 差 尺 寸 控 制 系 統(tǒng) 定程磨削 氣浮塞規(guī)測量系統(tǒng) 前插式主動測量儀 步進(jìn)電機(jī)凸輪杠桿 / / / / 差 中 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 中 優(yōu) 空 程 磨 削 消 除 系 統(tǒng) 控制倒磨削 磨削功率控制 測量 — 升數(shù)法 / / / 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 中 優(yōu) 中 上述評價是定性的相對比較，曾試圖采用加全權(quán)記分法來進(jìn)行比較。由于每種結(jié)構(gòu)各具特點，無法真正做到恰當(dāng)?shù)拇_定參數(shù)，并賦予適中的加權(quán)系數(shù)，所以實際上無法進(jìn)行加權(quán)記分法評定。 2． 6 機(jī)床的工作循環(huán)過程 機(jī)床在工作過程中 ,需要兩個循環(huán)過程：磨削循環(huán)和砂輪修復(fù)循環(huán)。下面分別介紹一下著兩個過程。 2． 6． 1 機(jī)床的磨削工作過程 首先，打開總的電源，氣源，啟動工作軸 ，磁濾器，電泵。砂輪軸得到氣，啟 13 動砂輪軸和氣壓系統(tǒng)；機(jī)械手上料，復(fù)位；測爪進(jìn)入工作，電磁無心夾具上磁。然后，測爪張開，磨架快速左行到底，工件架快跳，快趨，進(jìn)行粗磨；工件架微退，進(jìn)行粗光磨。然后精磨，工件架微退，進(jìn)行精光磨。工件架跳出，步進(jìn)電機(jī)復(fù)位，磨架往復(fù)停止，磨架快速右行至休整位置，補(bǔ)償機(jī)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)償；測爪收縮，斷磁，測爪退出工件，然后機(jī)械手上料，進(jìn)行下一個磨削循環(huán)。 2． 6． 2 砂輪休整循環(huán) 機(jī)械手上料，機(jī)械手復(fù)位，測爪進(jìn)入工作并上磁，測爪張開，磨架快速左行至休整位置，休整器倒下，磨架休整左行；磨架快速 右行至補(bǔ)償位置，砂輪架抬起，磨架快速左行到底，工件加快跳，進(jìn)行磨削。 2． 7 機(jī)床的造型設(shè)計 2． 7． 1 床身設(shè)計 床身是金屬切削機(jī)床的基礎(chǔ)，磨床的床身內(nèi)裝有電器、液壓和機(jī)械部件；在床身上裝有工作臺、工件箱、砂輪駕、立柱等。這些部件被固定在床身上或在床身導(dǎo)軌上。設(shè)計磨床床身要抓住導(dǎo)軌精度、剛性、熱變形、耐磨性、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。他們對安裝在床身上的各部件的安裝位置和相互運(yùn)動的精度影響很大。因此，對機(jī)床床身和床身導(dǎo)軌設(shè)計的基本要求，要保證具有一定的精度、剛性、耐磨性、最小熱變形及合理的結(jié)構(gòu)工藝性。 為了使 所設(shè)計機(jī)床操作方便，減少工人的勞動強(qiáng)度以及外形美觀，該內(nèi)圓磨床在造型設(shè)計上采用了以下措施： ⑴為使機(jī)床工作場地明快，盡可能將各部件設(shè)置在機(jī)床本體上。例如，液壓系統(tǒng)設(shè)置在床身之內(nèi)；電器箱設(shè)置在機(jī)床本體后方，占地少，避免外接連線、聯(lián)管，運(yùn)輸方便；電器箱同時當(dāng)作機(jī)床外部密封的后墻，又可節(jié)省材料。全部電器操作件均設(shè)置于電器箱前凸部上的控制面板上，調(diào)整用操作件和操作用件分片集中安裝操作件于操作者易接近的部位，保證操作者視力及精力不被分散。 ⑵機(jī)床 采用半封閉型設(shè)計，后防水板用金屬結(jié)構(gòu)，前防水板用有機(jī)玻璃成型活動式結(jié) 構(gòu)，既方便觀察，有給人以美觀的感覺。機(jī)床調(diào)整時容易拿下，輕便且易于清洗。實踐證明若該為全封閉設(shè)計可能更有利于減少油霧對環(huán)境的污染。 ⑶床各外露部件的幾何設(shè)計，在滿足性能和結(jié)構(gòu)要求的基礎(chǔ)上，盡可能符合幾何美學(xué)的原則。 14 ⑷外觀線條統(tǒng)一化，外漏部分盡可能采用簡潔明快感強(qiáng)的直線條和直角相交。過去由于鑄造工藝上的困難，也由于流線型審美觀，影響到機(jī)床大部件，另外均取大圓角過度轉(zhuǎn)折，現(xiàn)在已顯陳舊，且給人以傻大的感覺。由于分模鑄造的發(fā)展，接近直角的轉(zhuǎn)折 的小圓角逐漸已經(jīng)很容易制造，外形平整線條一致，為機(jī)床造型美觀化提 供了有利條件。 ⑸充分考慮機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計上的均衡和穩(wěn)定的關(guān)系。考慮工件頭架與磨頭架實際結(jié)構(gòu)的不平衡性，外部采用有機(jī)玻璃密封罩。 [6]合理布局及選擇筋的形狀。 床身截面形狀要算空心方形和矩形為好，但是由于床身在鑄造過程中為了便于清砂，或者由于床身內(nèi)部裝有機(jī)構(gòu)為了裝配調(diào)整方便，因而必須在床身壁上開有窗口，這樣就不可能做成四面封閉的方形截面，甚至做成三角封閉也比較困難。如果單用增加箱體壁壁厚以提高其剛性，不僅使床身笨重，且浪費材料。因此，對開有窗口以及面積大于 400 400 毫米的薄壁床身，可采用各種形狀的筋用來提 高剛性。而該磨床選用十字形筋，起結(jié)構(gòu)簡單，材料省，抗彎剛度較大。 [7]提高床身與立柱的連接剛性。除了注意提高床身和立柱本身的整體剛性外，床身與立柱，床身與床身之間的連接剛性也不能忽視。這部分的布局變化也會降低床身的精度。立柱受力后容易產(chǎn)生前傾或后傾，其主要原因是由于緊固螺釘?shù)闹睆竭^小及布局不合理，或因立柱凸緣處剛性較差引起的變形。因此，合理的選擇緊固螺釘?shù)闹睆剑瑪?shù)量及其布置，以及加強(qiáng)凸緣的剛性是保證床身與立柱，床身與床身連接剛性的重要措施。螺釘?shù)闹睆?，?shù)量及其布置應(yīng)根據(jù)受力的大小和方向而定。受較大彎矩或扭 矩作用的立柱，采用螺釘緊固在凸緣的四個面上。 2． 7． 2 床身的熱變形 熱脹冷縮是常見的物理現(xiàn)象，如絲杠受熱會伸長，薄板表面受熱不一致會彎曲。如果床身底部溫度較高，則上部變凹，下部變凸。反之則上部受熱就變凸。 2． 7． 3 床身導(dǎo)軌的耐磨性 機(jī)床導(dǎo)軌磨損后，工作臺運(yùn)動精度降低，影響加工精度。提高導(dǎo)軌耐磨性，可采取如下措施： [1].降低導(dǎo)軌面比壓，即降低導(dǎo)軌單位面積上的壓力。 [2].充足的潤滑：這樣可以使導(dǎo)軌處于半液體摩擦，液體摩擦狀態(tài)，這減少導(dǎo)軌摩擦，降低高速時的摩擦熱，改善熱變形，防止低速時的爬行現(xiàn)象對提高運(yùn)動精度和延長 15 導(dǎo)軌壽命有很大作用。 [3].可靠的防護(hù)：為防止切屑，磨料，灰塵等落入導(dǎo)軌面，造成導(dǎo)軌磨損和拉毛，必須設(shè)計合理可靠的防護(hù)罩，以提高導(dǎo)軌使用壽命。 [4].選擇合理的床身材料：機(jī)床床身所使用的材料有：Ⅰ級鑄鐵，高磷鑄鐵，銅錳鑄鐵，銅磷鑄鐵等。Ⅰ級鑄鐵具有良好的鑄造性，切削性，吸振性以及成本低的優(yōu)點，其耐磨性差的缺點可通過對導(dǎo)軌表面進(jìn)行淬火來彌補(bǔ)。 2． 7． 4 床身結(jié)構(gòu)工藝性 ，在不影響結(jié)構(gòu)剛性的情況下其尺寸應(yīng)盡可能一致。 ，不能太深，其圓角應(yīng)盡量大，既不要用尖角砂芯，這樣可減少澆鑄和清砂的難度。 ，太小了不僅鑄造困難，且易產(chǎn)生裂痕和冷隔；但也不能太大，太大會增加鑄件重量，消耗材料，且組織疏松，或形成較大的縮孔，使強(qiáng)度降低。因此壁厚應(yīng)根據(jù)機(jī)床大小，床身復(fù)雜程度，材料及鑄造工藝而定。 ，筋厚力求均勻，不要 變化太大。否則，厚的部分容易產(chǎn)生縮孔和裂痕等缺陷。 機(jī)床的總體布局 為 實現(xiàn)連續(xù)正常的連續(xù)磨削，所需要的切削運(yùn)動和輔助運(yùn)動在第一節(jié)中已經(jīng)介紹，本以是任何內(nèi)圓磨床設(shè)計者所熟知的。運(yùn)動方案的設(shè)計，實質(zhì)上決定了機(jī)床總體布局方案的選擇。對已有軸承內(nèi)圓磨床的運(yùn)動設(shè)計進(jìn)行比較分析，其區(qū)別在于橫向進(jìn)給運(yùn)動 V f（有級，無級變化）和縱向運(yùn)動 Vr，修整運(yùn)動 Vd 和砂輪與工件接近運(yùn)動 Va 有哪個部件實現(xiàn)。考慮導(dǎo)規(guī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的方便和滑板層次或部件結(jié)構(gòu)的簡化，也考慮到自動上下料的方便與否，本機(jī)床將所有的橫向運(yùn)動由工件實現(xiàn)，縱向運(yùn)動由砂輪系統(tǒng)來實現(xiàn)。由此就決定了機(jī)床主要布局如下圖所示。機(jī)床身則選用結(jié)構(gòu)剛性 及造型設(shè)計均較有利的巨型箱式鑄造件結(jié)構(gòu)。 3 軸承內(nèi)圓磨床自動上下料系統(tǒng)設(shè)計 上下料方案設(shè)計 16 對大型零件的上下料輔助時間約占整個生產(chǎn)輔助時間的 50%70%中小型零件的上下料時間約占整個生產(chǎn)輔助時間的 20%70%，實現(xiàn) 上下料的自動化可以減少生產(chǎn)輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用率；另外根據(jù)有關(guān)部門資料統(tǒng)計，多數(shù)生產(chǎn)事故都發(fā)生在上下料過程中。故上下料的自動化可以減輕工人的手工操作勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，為實現(xiàn)自動化生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。 機(jī)床上料（送料）是按照機(jī)床的加工循環(huán)的時間間隔將毛坯或工件定 向排列、自