【文章內(nèi)容簡介】 經(jīng)過仔細(xì)的靜平衡，以減少機(jī)床的振動(dòng) 。 ，磨削加工留量比其他切削加工留量要少得多。 普通磨削用得最多的磨料是白鋼玉 (氧化鋁 )，近年來出現(xiàn)了多種新磨料，如白鋼玉、人造命剛石和立 方氮化硼等。由于磨料和結(jié)合劑不斷的取得進(jìn)展，發(fā)展了多種新型砂輪，促進(jìn)了新的磨削工藝和磨床的出現(xiàn)，使磨削加工范圍不斷擴(kuò)大，從傳統(tǒng)的精加工領(lǐng)域進(jìn)入到粗加工領(lǐng)域。采用強(qiáng)力磨削工藝，還可以部分地代替車，銑加工。對(duì)精鑄或精緞的工件直接磨削，粗、精工序可一次完成，不僅能夠滿足精度要求，而且有很高的生產(chǎn)效率。 磨削的全過程表現(xiàn)為，力和熱的作用，以磨削力一磨削時(shí)砂輪與工件間發(fā)生切削作用和摩擦作用，在砂輪和工件上分別，作用著大、小相等方向相反的力，這種相互作用的力稱為磨削力。磨削熱一磨削時(shí)產(chǎn)生的熱量較車削、銑削大，熱量轉(zhuǎn)入砂 輪，磨悄或被切削液帶走，然而砂輪是熱的不良導(dǎo)體，因此幾乎 8i1}16 的熱量轉(zhuǎn)入工件和磨屑，磨削區(qū)域的瞬間高溫可燒傷工件的表層，并使磨屑時(shí)特別注意對(duì)工件的冷卻。切削液一過去又稱冷卻液，主要用來降低度磨削熱和減小龐大磨削過程中的摩擦。切削液的主要作用是 :冷卻，潤滑，清洗，防銹在切削過程中，把切削液直接澆注在砂輪和下件接觸的地方，以達(dá)到切削液的作用保證零件加工的質(zhì)量。 [5] 磨削加工的特點(diǎn)及磨削過程和特點(diǎn) (1) 砂輪是由磨料和結(jié)臺(tái)劉粘結(jié)而成的特殊多刃具，在砂輪表面每平方厘米面積上約有 60~1400 顆磨料 ，每顆磨粒相當(dāng)于一個(gè)刀齒，磨粒是一種高硬度的非金屬品體，它不但可磨削銅，鑄鐵等較軟的材料，而且還可以加工各種淬火鋼的零件，高速鋼刀具和硬質(zhì)合金等硬材料以及超硬材料。 (2) 砂輪具有較高的周線速長一般 35m/s 左右，砂輪在磨削時(shí)除了對(duì)工件表面有切削作用外，還有強(qiáng)烈的擠壓和摩擦作用，在磨削區(qū)域瞬時(shí)溢度高達(dá) 1(?U(}左右。 (3) 砂輪工作面經(jīng)修正手，可形成極細(xì)微的刃口以切除工件表面極薄的金屬層。 (4) 磨削加工能獲得極高的加工精度和極細(xì)的表示粗糙度，磨削精度通常達(dá)到工IT6~IT7 公差等級(jí)，表示粗糙度可達(dá) Ral. 25~0. 16um,如境磨削工件表示粗糙度為 RaO. Lum 工件表光滑如境，尺寸精度和形壯精度可達(dá)到 1um 以內(nèi)，其誤差相當(dāng)于人體頭發(fā)絲粗細(xì)的 1/70 或更小。 (5) 砂輪在磨削時(shí)，部分磨鈍的磨粒在一事實(shí)上的條件下能自動(dòng)落或崩碎，從而使沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 砂輪保持良好的磨削性能。磨削過程一金屬磨削的實(shí)質(zhì)是工件被磨削的金屬表層，在無數(shù)磨粒瞬間的擠壓，摩擦作用下生產(chǎn)變形， Ifl1 后轉(zhuǎn)為磨屑，并形成光拮表示的過程。金屬磨屑過程可分為三個(gè)階段，砂輪表示的磨粒與工件材料接觸，為彈性變形成為第一階段，磨粒繼續(xù)切入工件，工件材料進(jìn) 入塑性變形的第二階段，材料晶粒發(fā)生滑移。使塑性變形不斷增大，當(dāng)力達(dá)到工件的強(qiáng)度極限時(shí)，被磨削層材料。產(chǎn)生擠裂，即進(jìn)入第三階段，最后被切離。 磨削是指用砂輪、砂帶，油石或磨料等對(duì)工件表面的切削加工。通常用砂輪或砂帶作磨具進(jìn)行切削加工的機(jī)床，成為磨床 。用油石或磨料作磨具進(jìn)行切削加工的機(jī)床，稱為研磨機(jī)床或超精磨削機(jī)床。 萬能工具磨床的定義、組成及特點(diǎn) 工具磨床的定義 本次設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)的萬能工具磨床主要用于刃磨各種中小型工具，如鉸刀、絲錐、麻花鉆頭、銑刀、銑刀頭、插齒刀及硬質(zhì)合金刀具，也可以磨外圓、 內(nèi)圓和平面、磨制樣板、模具等。 工具磨床的組成 本萬能磨床主要由以下幾部分組成：砂輪頭傾斜裝置、鞍座進(jìn)給機(jī)構(gòu)裝置、多用途工作臺(tái)裝置、萬能工作頭、尾座裝置 )、機(jī)架機(jī)座裝置、吸塵器裝置與相應(yīng)的附具配合。為了磨削各類刀具，該機(jī)床配有一系列附具，如萬能夾頭、萬能虎鉗、砂輪修整器等。機(jī)床還各有吸塵器、加長主軸、內(nèi)圓磨具等。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 21 工具磨床的工藝范圍及發(fā)展方向 工藝范圍 CM2 萬能工具及其標(biāo)準(zhǔn)附件可研磨平銑刀、立銑刀、靚性端銑 刀、槽銑刀，鍵槽銑刀、雞尾銑刀、側(cè)銑刀、鋸片、錯(cuò)齒邊銑刀、絲攻及其絞刀等刀具。 發(fā)展方向 除了有著普通磨床共有的發(fā)展趨勢(shì)之外，萬能工具磨床主要有下面的發(fā)展趨勢(shì) : ，工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)的速度必須可以調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)無極變速，并在換向時(shí)有一定的精度要求，磨床要具備這些條件，磨床的縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用了液壓傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)在磨床的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)及橫向快速進(jìn)退等方面已廣泛應(yīng)用，因此，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 無級(jí)變速是最主要的發(fā)展趨勢(shì)之一。 ，加工中心須山高精度高剛度的機(jī) 床保證，精密磨床應(yīng)采用油軸承，空氣軸承，磁軸承，靜動(dòng)壓軸承，及靜動(dòng)超精度高剛度磨床，精密加工心須山高精度高剛度的機(jī)床保證，精密磨床應(yīng)采用油軸承，空氣軸承，磁軸承，靜動(dòng)壓軸承，及靜動(dòng)壓導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌，靜動(dòng)壓絲杠，進(jìn)給機(jī)構(gòu)高建化高精密化機(jī)床結(jié)構(gòu)，采用穩(wěn)定性好，抗拉性好，等花崗宕，人造花崗巖，陶瓷，微晶玻璃代替鐵系材料，增加了機(jī)床的剛度等。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第三章 萬能工具磨床設(shè)計(jì)步驟 工件頭主要零部件的設(shè)計(jì) 電機(jī)的選擇 計(jì)算過程： 已知： 5714?ck ??cfn ?CoFrk ?CrFfk 磨削力計(jì)算： NNkkfvkaF crco FkFrnFcpC ???????? ? 31 切削功率： KwvFP CCc ??? kwPP cd 5 3 ??? 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，工 作 頭單速 436rpm，馬達(dá)的功率要求 ，由 [10]選用 Y系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī) B3 型（ 8014） 皮帶和塔輪的設(shè)計(jì) （ 1） V 帶的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì) V 帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝型號(hào)；無過大的鑄造應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻；轉(zhuǎn)速高是要經(jīng)過動(dòng)平衡；輪槽表面要作精細(xì)加工（表面粗糙度應(yīng)為 ），以減少帶的摩擦和損失；各槽的尺寸應(yīng)保證一定的精度，以食雜和分布較為均勻等等。 （ 2）帶輪材料 帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)是 HT150 或這是 HT200；轉(zhuǎn)速較高使用鋼（或者使用鋼板沖壓后焊接而成），小功率時(shí)候可以采用鑄鋁或者是塑料。根據(jù)本砂 輪頭的功率及其轉(zhuǎn)速，選用 HT200。 （ 3）結(jié)構(gòu)尺寸 鑄鐵制 V 帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式： a. 實(shí)心式 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 b. 腹板式 c. 空板式 d. 橢圓輪輻式 帶輪的基礎(chǔ)直徑 ddd ? 時(shí)，可采用實(shí)心式；當(dāng) mmdd 300? 時(shí)，可采用腹板式，當(dāng) mmdd 300? 時(shí)，可采用輪輻式。 [1]帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的截型確定輪槽的尺寸，帶輪的其他結(jié)構(gòu)尺寸可參照表 818 所列的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。確定了帶傳動(dòng)的部分尺寸后， 既可繪制出零件圖，并按工藝要求標(biāo)出相應(yīng)的技術(shù)要求。 縱向進(jìn)給主要零部件的設(shè)計(jì) 縱向絲杠軸的設(shè)計(jì)和校核 主軸的設(shè)計(jì)總則：主軸設(shè)計(jì)和其他零件的設(shè)計(jì)像類似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝，定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作的可靠性，還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軸設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。 軸的工作能力計(jì)算是指軸的剛 度、強(qiáng)度和震動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算，在大多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度，這時(shí)只須對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或者是塑性變形。而對(duì)剛度要求較高的軸 (如車床主軸和細(xì)長軸 )，還須進(jìn)行剛度計(jì)算，以防止工作是產(chǎn)生過大的彈性變形。對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)該進(jìn)行震動(dòng)穩(wěn)定性的計(jì)算，以防止發(fā)生共振而遭到破壞。 軸的主要材料是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)采用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼，由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的方法提該其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故用碳鋼制造軸尤為廣泛 ，其中常用的是 45鋼。合金鋼比碳鋼更具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能，因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。必須指出：在一般的工作溫度下。各種碳鋼的和合金鋼的彈性模量均相差不沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時(shí)，根據(jù)的是強(qiáng)度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)剛度，但是也應(yīng)當(dāng)注意，在既定的條件下，有時(shí)可選擇強(qiáng)度較低而適當(dāng)增加軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。各種熱處理 (如高頻淬火．滲碳，氮化等 )以及表面強(qiáng)化處理 (如噴丸，滾壓等 )對(duì)提高 軸的疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。高強(qiáng)度球墨鑄鐵容易做成復(fù)雜的形狀，且具有價(jià)廉、良好的吸震性和耐磨性，以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低的等有點(diǎn)，可用于外形比較復(fù)雜的軸，綜上所述，本砂輪主軸材料采用合金鋼。 (一 )擬訂軸上零件的裝配方案 擬訂軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，他決定軸的軸的基本形式，就是預(yù)定出主要零件的裝配方向。順序和相互關(guān)系。 (二 )軸上零件的定位 為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或者空轉(zhuǎn)的要求外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的位置。定位兩類。 利用軸肩定位是最方便的。 零件的軸向定位：軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、和圓螺母來保證的。軸肩分為定位軸肩和非定位兩類。利用軸肩定位是最方便的可靠的方法，但采用軸肩就必然會(huì)使軸的直徑增大，而且軸肩處將因截面突變而引起應(yīng)力的集中。另外，軸肩過多時(shí)也不利于加工。因此，軸肩定位多用于軸向力較大的場合，定位軸肩的高度一般取 h=0． 07— 0． 1d， d 為與零件相配處的零件直徑． [4] 套筒定位結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，軸上不須開槽，鉆孔或切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強(qiáng)度，一般用于軸上兩個(gè)零件之間的定位．如兩個(gè)零件的間距較 大時(shí)，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的質(zhì)量及材料用量。因套筒與軸的配合較松，如軸的轉(zhuǎn)速很高時(shí)，也不是采用套同的定位。 軸端擋圈用于固定軸端零件，可以承受較大的軸向力。軸端擋圈可以采用單螺釘固定，為了防止軸端擋圈轉(zhuǎn)動(dòng)造成螺釘松脫，可加圓柱銷瑣定軸端的擋圈，也可以采用雙螺釘加止動(dòng)墊片防松的固定方法。 圓螺母定位可承受大的軸向力，但在軸上羅紋處有較大的應(yīng)力集中，會(huì)降低軸的疲勞強(qiáng)度，因此通常用于固定端的零件，有雙圓螺母和圓螺母和止動(dòng)墊圈。當(dāng)軸上的兩零件的距離較大時(shí)不適宜采用套同定位，也經(jīng)常采用圓螺 母定位。緊固螺釘及鎖緊擋圈等進(jìn)行軸向定位，只使用于零件上的軸向力不大之處，緊定螺釘和索緊擋圈常用于光軸上的上零件的定位。此外，對(duì)于承受沖擊載荷和同心度要求較高的軸端零件，也可采用沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圓錐面定位。 零件的周向定位：周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的周向定位零件有鍵、花鍵、銷、緊定螺釘及過盈配合。 (三 )各軸段直徑和長度的確定 零件在軸上的定位和裝拆方案確定之后，軸的大體形狀就已經(jīng)確定。各軸段所須的直徑與軸上的載荷大小有關(guān)。初步確定軸的直徑時(shí)，通常不知道支反力的作用點(diǎn)，不能決定彎 矩的大小與分布情況，因此還不能按照軸所受的具體的載荷及其引起的引力來確定軸的直徑。單在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常已能求得軸所受的扭矩。因此，在上一步的計(jì)算中，已經(jīng)按照軸的所承受的扭矩來初步估算軸所需要的最小的直徑 d 曲，再結(jié)合裝配方案和定位要求，綜合考慮方案，有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑。安裝標(biāo)準(zhǔn)件 (如滾動(dòng)軸承、連軸器、密封圈 )部位的軸徑，應(yīng)取為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值及所選的配合公差。 為了使齒輪、軸承等有配合要求的零件裝拆方便，并減少配合表面的擦傷，在配合軸段前應(yīng)采用較小的直徑，為了使與軸做過盈配合的 零件容易裝配，相配軸端的壓入端應(yīng)制成錐度；或者是在同一軸段的兩個(gè)部位上采用不同的尺寸公差。 確定各軸段長度時(shí)，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還保證零件所需的裝配或調(diào)整空間。軸的各段的主要長度主要是根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的空隙來確定的，為了保證軸向定位可靠，與齒輪和連軸器等零件的配合部分的軸段長度一般應(yīng)比輪轂短 2— 3m。 (四 )提高軸的強(qiáng)度的常用措施 軸和軸上的零件的結(jié)構(gòu)、工藝以及軸上零件的安裝布置對(duì)軸的強(qiáng)度有很大的影響，所以在這些方面進(jìn)行考慮，以提高軸的承載能力，減小軸的 尺寸和機(jī)器的質(zhì)量，降低制造成本。 1．合理布置軸上的零件以減小軸的載荷 為了減小軸所受的彎矩，傳動(dòng)件應(yīng)盡量靠攏軸承，并盡可能不采用懸臂的形式，力求實(shí)現(xiàn)支撐跨臂及懸臂長度。當(dāng)轉(zhuǎn)矩有一個(gè)傳動(dòng)件輸入，而有幾個(gè)傳動(dòng)件輸出的時(shí)，為了減小軸上的扭矩，傳動(dòng)件應(yīng)放置在中間，而不要置于兩端的一端。 2．改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響 軸通常是在變應(yīng)力條件下工作的，軸的截面尺寸發(fā)生突變的地方要產(chǎn)生應(yīng)力集中，軸的疲勞破壞往往在此處發(fā)生。為了提高軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中的程度。為此，軸肩處應(yīng)該采用較大的過 度圓半徑來降低應(yīng)力集中的程度。但沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 是對(duì)于定位軸肩而言，還必須保證零件得到可靠的定位。當(dāng)靠軸