【文章內(nèi)容簡介】 知道是大一些好還是小一些好，這類尺寸也需要通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定其選擇原則。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則明確的尺寸：主軸懸伸距離 滿足砂輪安裝要求，越短剛度越好，成本越低。主軸中心高度 越小越好，與砂輪的高度接近。主軸箱高度 越小則砂輪架動態(tài)性能越好。緊固件安裝空間尺寸 取決于緊固件的安裝要求。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則相互矛盾的尺寸：主軸直徑 從性能角度考慮越大越好，從制造成本考慮越小越好。主軸箱的寬度和壁厚 從砂輪架剛度考慮越大越好，從制造成本角度考慮在滿足制造工藝要求的前提下越小越好。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則模糊的尺寸：廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14主軸跨距：跨距大則主軸變形大，跨距小主軸的變形對主軸懸伸端的位移影響大。底板的長度和寬度：從砂輪運(yùn)動的穩(wěn)定性考慮，越大越好，從制造成本考慮越小越好，從振動特性考慮則比較模糊。墊板的厚度和壁厚：從砂輪架剛度考慮，越大越好，從制造成本角度考慮在滿足制造工藝要求的前提下越小越好，從振動特性考慮則比較模糊。 圖 砂輪架箱體簡圖MQ8240 曲軸磨床砂輪架設(shè)計(jì)15 砂輪傳動機(jī)構(gòu)砂輪架結(jié)構(gòu)與裝配關(guān)系，由于其使用性能的要求，其傳動關(guān)系比較簡單，一般在砂輪架箱體中不設(shè)計(jì)傳動零件，只在電動機(jī)與主軸間設(shè)計(jì)一級皮帶傳動或升速或降速即可。安 裝 在 砂 輪 架 背 部 的 雙 速 電 動 機(jī) 通 過 一 對 皮 帶 輪 帶 動 砂 輪 主 軸 ， 獲 得 四級 轉(zhuǎn) 速 。 皮 帶 的 松 緊 由 壓 緊 輪 來 調(diào) 節(jié) 。 兩 級 皮 帶 輪 的 傳 動 比 分 別 為 60： 152和 78： 139。 雙 速 電 動 機(jī) 的 同 步 轉(zhuǎn) 速 在 50Hz 時(shí) 為 750/1500r/min， 60Hz 時(shí)為 900/1800r/min。表 工 件 主 軸 轉(zhuǎn) 速 表電 源 頻 率 (Hz) 電 動 機(jī) 同 步 轉(zhuǎn) 速(r/min)傳 動 比 工 件 軸 理 論 轉(zhuǎn) 速(r/min)750 60/152 29650 1500 78/139 842900 60/152 35560 1800 78/139 1010工件主軸由雙速電動機(jī)通過一對兩級塔輪和一根三角皮帶來傳動得到四級轉(zhuǎn)速。電動機(jī)的高低工速轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制，轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)計(jì)安裝在電箱正面操作板下方。皮帶的松緊用壓緊輪來調(diào)節(jié)。從皮帶輪端觀察，工件主軸按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。主軸前后支承都是成對的有預(yù)加載荷的高精度向心推力球軸承，每對軸承外圈寬端面相對安裝。主軸頭部尺寸在符合 ISO 標(biāo)準(zhǔn) 前提下設(shè)計(jì)。 砂輪主軸卸荷裝置在高精度磨削回轉(zhuǎn)主軸的研究和設(shè)計(jì)中，由于動力輸入源存在徑向力（ 如：帶拉力）作用在主軸后端；動力源與主軸安裝不同軸等使主軸產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力變形，主軸回轉(zhuǎn)綜合精度將受到影響。在通常情況下，采用卸荷裝置來減小上述因素對主軸的影響，可收到較好的效果。然而，隨著機(jī)械加工零件精度的不斷提高，對高速回轉(zhuǎn)主軸的綜合回轉(zhuǎn)精度提出了越來越高的要求。如一些高速廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16大功率高精度數(shù)控磨床或加工中心的主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)到20220r/min,甚至更高；綜合回轉(zhuǎn)精度已要求小于4181。m，要達(dá)到如此高的主軸轉(zhuǎn)速和綜合回轉(zhuǎn)精度，除了提高主軸自身的回轉(zhuǎn)精度外，同時(shí)也采用卸荷裝置消除或減小主軸后端的徑向作用力的影響。然而，在高速條件下采用傳統(tǒng)的主軸卸荷裝置難于達(dá)到預(yù)想的要求。高精磨削主軸動力卸荷輸入形式主要有兩種方式。一種是電動機(jī)經(jīng)傳動裝置、卸荷裝置與主軸剛性聯(lián)接，動力扭矩可通過緊固聯(lián)接、十字滑塊聯(lián)接和萬向節(jié)聯(lián)接傳入主軸；另一種是電動機(jī)經(jīng)傳動裝置、卸荷裝置與主軸彈性聯(lián)接。目的均在于減小或消除動力輸入主軸過程中作用在主軸后端的徑向力，從而提高主軸綜合回轉(zhuǎn)精度。緊固聯(lián)接：扭矩直接傳入主軸，轉(zhuǎn)速無相位差，但卸荷裝置與主軸裝配同軸度要求高。在卸荷輪受徑向力或卸荷軸承間隙較大時(shí)，主軸軸端卸荷作用不明顯，存在一定的彎矩變形影響主軸綜合回轉(zhuǎn)精度。十字滑塊聯(lián)接：扭矩直接傳入主軸，轉(zhuǎn)速無相位差，卸荷裝置與主軸裝配同軸度要求不高，主軸軸端卸荷作用明顯，主軸綜合回轉(zhuǎn)精度高。但滑塊滑動最大線速度是滑塊旋轉(zhuǎn)線速度的兩倍；在高轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)矩情況下，滑塊動載慣性力和滑塊運(yùn)動副間摩擦力大、發(fā)熱嚴(yán)重，滑塊運(yùn)動副間容易磨損和粘結(jié)。萬向節(jié)聯(lián)接：優(yōu)點(diǎn)與十字滑塊聯(lián)接相同。但外形結(jié)構(gòu)尺寸較大，受萬向節(jié)軸銷直徑的影響，可傳遞的轉(zhuǎn)矩有限，應(yīng)用受到一定的限制。軸銷橡膠套盤式聯(lián)接：優(yōu)于十字滑塊聯(lián)接，存在一定的轉(zhuǎn)速相位差。但外形結(jié)構(gòu)尺寸較大，可傳遞的轉(zhuǎn)矩受橡膠承壓能力的限制，一般可傳遞轉(zhuǎn)矩較小，橡膠套容易損壞。彈簧盤式聯(lián)接：優(yōu)于軸銷橡膠套盤式聯(lián)接。缺點(diǎn)是可傳遞轉(zhuǎn)矩受彈簧扭矩的限制，一般也只能傳遞小轉(zhuǎn)矩。MQ8240 曲軸磨床砂輪架設(shè)計(jì)17圖 砂輪主軸卸荷裝置 進(jìn)給機(jī)構(gòu)支承在十字交叉滾柱導(dǎo)軌上的進(jìn)給滑板與固定在其端部的進(jìn)給箱組成了進(jìn)給機(jī)構(gòu)。（即橫向）移動滑板下方的快移油缸固定在床身上，活塞桿向前后兩方伸出油缸。兩根拉力彈簧的前端與滑板底部相連，另一端則拉在活塞桿后伸出端的扁擔(dān)上。進(jìn)給螺母固定在滑板內(nèi)部，絲杠在拉簧作用下緊緊地頂在活桿的前伸出端上。所以當(dāng)油缸前后腔交替接通壓力油時(shí)，滑板就能向后和向前移動。周期進(jìn)給傳動路線由進(jìn)給油缸、三滾輪磨擦超越離合器齒輪副、滑套軸和絲杠副組成。周期進(jìn)給動力來自工作臺右行換向?yàn)樽笮袝r(shí)的壓力油，當(dāng)壓力油進(jìn)入油缸時(shí)，活塞帶動大挺桿向下運(yùn)動，使中滾輪繞大滾輪軸線向下擺動，通廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18過小滾輪使三個(gè)滾輪互相楔緊，大滾輪就被轉(zhuǎn)過某一角度，再經(jīng)一對速比為26：52 的齒輪使滑套軸和絲杠作微量轉(zhuǎn)動，絲杠在原位轉(zhuǎn)動，螺母就帶動滑板作微量進(jìn)給運(yùn)動。當(dāng)工作臺換向?yàn)橛倚袝r(shí)，壓力油消失，在復(fù)位彈簧的拉力作用下，中、小滾輪反向擺動復(fù)原，小滾輪被頂桿頂住而松開。調(diào)節(jié)挺桿頂部的兩個(gè)鎖緊螺母，就能改變周期進(jìn)給量 [12]。擋住小滾輪的頂桿是用來調(diào)整大小滾輪之間的間隙的，使得在正反向轉(zhuǎn)動進(jìn)給手輪時(shí)無卡住現(xiàn)象，而在液動進(jìn)給時(shí)，活塞的空程量為最小。撳下進(jìn)給箱右側(cè)的手把時(shí)，能實(shí)現(xiàn)手動微量進(jìn)給。通常每撳一次進(jìn)給量為。轉(zhuǎn)動進(jìn)給手輪就可直接使進(jìn)給滑板移動。在周期進(jìn)給時(shí)，可加入手動超越進(jìn)給來加大進(jìn)給量。當(dāng)周期進(jìn)給開關(guān)（在進(jìn)給箱上部左方）處于開位，同時(shí)工作臺正在左行，這時(shí)若要手動退刀，必須先將進(jìn)給開關(guān)轉(zhuǎn)至關(guān)位，手輪才能反時(shí)針方向轉(zhuǎn)向，否則大滾輪因被中、小滾輪鎖住而無法轉(zhuǎn)動。進(jìn)給手輪每轉(zhuǎn)滑板移動量為：126/522=1mm。（1）機(jī)床導(dǎo)軌工作臺往復(fù)導(dǎo)軌、進(jìn)給和快移導(dǎo)軌都是具有預(yù)加載荷的滾動導(dǎo)軌。滾動體是直徑和長度為同一名義尺寸的短圓柱滾子，相鄰滾子的軸線呈十字交叉排列。導(dǎo)軌橫截面如圖。機(jī)床上的滾動體采用了同一規(guī)格的滾子。圖 滾動導(dǎo)軌橫截面MQ8240 曲軸磨床砂輪架設(shè)計(jì)19（2）工作臺工作臺的移動在調(diào)整機(jī)床時(shí)可以手動，在磨削和修整時(shí)由液壓油缸驅(qū)動，在床身右上角的手動機(jī)構(gòu)通過小齒輪與工作臺齒條相嚙合，齒輪軸安裝在偏心套中間。球頭小手把在上面位置時(shí)使齒輪與齒條相連接，在下面位置則脫開。工作臺在液壓驅(qū)動時(shí)宜將小手把轉(zhuǎn)到下面位置，避免手輪轉(zhuǎn)動和減少齒輪、齒條的磨損。當(dāng)工作臺退到右極限位置時(shí)，它背后的撞塊壓下行程開關(guān) SQ1 使工件電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。工 作 臺 手 動 機(jī) 構(gòu) 在 床 身 的 右 上 方 ， 反 時(shí) 針 轉(zhuǎn) 動 偏 心 套 ， 使小 齒 輪 與 工 作 臺 齒 條 相 嚙 合 ， 偏 心 套 上 的 球 頭 小 把 手 用 來 轉(zhuǎn) 動 偏 心 套 ， 它 的位 置 （ 上 、 下 ） 指 示 著 小 齒 輪 與 齒 條 的 嚙 合 狀 態(tài) [13]。 小 手 輪 每 轉(zhuǎn) 工 作 臺 的移 動 量 ： 117π =。下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下下 下 下 下 下 下下 下 下 下 下下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下下 下 下 下 下M=1下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下下 下 下 下 下 下 下 下圖 工作臺撞塊和手動機(jī)構(gòu)5 砂輪架的裝配工藝 正確選擇裝配的方案砂輪架結(jié)構(gòu)與裝配關(guān)系,由于其使用性能的要求，其傳動關(guān)系比較簡單，一般在砂輪架箱體中不設(shè)計(jì)傳動零件，只在電功機(jī)與主軸間設(shè)計(jì)一級皮帶傳動或升速或降速即可，現(xiàn)在也有漸將電主軸、磁懸浮主軸等等引入一般磨床砂輪架廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20結(jié)構(gòu)中的趨勢。不論是哪種結(jié)構(gòu)的砂輪架與何種方式的傳功，一般都要解決好以下的關(guān)系。（1）主軸的支承方式選擇砂輪架主軸在工作中主要承受徑向力、軸向力、彎矩、扭矩等的作用。由于砂輪架使用性能的要求，其主軸的支承距離較小，主軸的支撐方式通常采用兩支點(diǎn)的方式已足夠滿足其工件要求。尤其是_工具磨床更是如此。主軸的軸向采有一端固定一端自由的安裝方式，其前端為自由端，后端為固定端。這一方面可以消除由于主軸受熱沿軸向的伸長而附加的軸向應(yīng)力，另一方面又可以減少由于砂輪架受熱后的徑向抬高(一般說前頭的抬高比后頭的抬高要大)、使}軸向檔圈止推圈環(huán))與軸心線偏斜更大而更加重軸肩與擋圈(止攤?cè)?的摩擦與磨損，有利于機(jī)床的精度穩(wěn)定和保持。對于采用滑動軸承支承的砂輪架，應(yīng)對主軸設(shè)計(jì)軸向磨損自動補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，而對滾功軸承支承則可以不對其進(jìn)行補(bǔ)償設(shè)計(jì)，一般其磨損較小。（2）軸承選擇與安裝 在載荷不太大、轉(zhuǎn)速不太高的情況下，主軸軸承較適于采用三片、五片瓦動滑動軸承組合，其徑向間隙由調(diào)整螺釘調(diào)整，軸瓦的傾斜度可以隨軸徑位置不同而自動調(diào)整，以適應(yīng)軸的彈性變形和偏斜等。但其極限轉(zhuǎn)速相對較低，對徑向間隙的變化非常敏感。該軸承組合通過肩來確定軸向位置和軸向間隙，并且回轉(zhuǎn)時(shí)軸肩與止推圈之間為滑動摩擦，限制了軸承極限轉(zhuǎn)速的提高,適合于轉(zhuǎn)速較低的主軸部件。而對主軸轉(zhuǎn)速高，中、高載荷的磨床，根據(jù)其加工的具體情況，宜使用滾動軸承組合比較合適。一般前軸承主要承擔(dān)徑向力，后軸承主要承受軸向力也可承受一定的徑向力。經(jīng)過分析與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，前軸承選擇圓柱或圓錐滾子類軸承較好。對于圓錐孔圓柱滾子軸承，其極限轉(zhuǎn)速較高，承載能力較大，可以通過調(diào)整內(nèi)圈的軸向位置來對軸承進(jìn)行徑向預(yù)緊調(diào)整，使軸承始終在無間隙的情況下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，很適合機(jī)床前軸承的支承。后軸承則選用角接觸球軸承較為合適，并采用面對面的安裝組合。此組合安裝方便、維修容易，對軸及軸承孔的加工精度要求較低，經(jīng)濟(jì)性較好，同時(shí)對磨床的精度影響不大。因?yàn)榘凑照`差的傳遞規(guī)律，后軸承的安裝精度對磨床的砂輪架的回}回轉(zhuǎn)精度影響沒有前軸承的影響大。后軸承對砂輪架的精度影響可以通過對主軸的誤差方向和大小測量撐握 ,使其對前軸承的誤差還可起抵消的作用，但此安裝萬式?jīng)]MQ8240 曲軸磨床砂輪架設(shè)計(jì)21有背對背安裝時(shí)支承剛度高。磨床砂輪架軸承精度一般要達(dá)到 D 級及以上的等級要求，對于一些高速、重載精度較高的磨床主軸其支承應(yīng)考慮對皮帶輪的卸載設(shè)計(jì)，一般磨床則因?yàn)橥ǔＦл單挥谥鬏S的后端，其彎曲對加工精度影響不很大，可以不考慮卸載的問題。（3）軸承與軸、軸承孔的配合磨床主軸轉(zhuǎn)速高、載荷大、振動大、工作溫度高，其主軸與軸承內(nèi)圈的配合較緊，變形較大，殼體孔與軸承的配合則采用較松的配合。三片瓦或五片瓦動壓軸承始終處于間隙狀態(tài)下工作，因此軸承內(nèi)孔與軸徑為間隙配合，間隙大小及變化將影響軸承的工作性能，其數(shù)值有嚴(yán)格一致的規(guī)定要求。 潤滑 軸承的潤滑方式與潤滑液的選取，將影響軸承的發(fā)熱與散熱狀況。對于普通磨床軸承選用油潤滑，方式為浸油飛濺式，其潤滑及冷卻效果好。對于高速，中、高載荷磨床考慮到高速攪油損失，發(fā)熱以及維修的方便，且易于密封，效果好,宜采用脂潤滑。 密封 普通磨床轉(zhuǎn)速不高利用橡膠圈密封。對于較高、中或高載荷的砂輪架，加工硬度高的材料時(shí)為防止磨屑碎粒對軸承的磨粒磨損和有效的密封，選擇非接觸迷宮式密封，該密封方式簡單易，可靠穩(wěn)定，而對散熱的不利影響并不大。 正確設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)與技術(shù)要求砂輪架零件較少，主要零件有砂輪架殼體、主軸、皮帶輪等，因?yàn)檫@些零件在工作中都處于高速回轉(zhuǎn)狀態(tài)。因此其結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求對砂輪架的工作性能有很大的影響。 砂輪架殼體的結(jié)構(gòu)與技術(shù)要求設(shè)計(jì)砂輪架殼體是裝配砂輪架的基礎(chǔ)件，砂輪主軸組件將裝配于其中。按照砂輪架的使用性能要求以及其工作條件，殼體結(jié)構(gòu)應(yīng)主要滿足大剛性，足夠的強(qiáng)度、抗振、吸振能力強(qiáng)，精度穩(wěn)定，容易加工等，所以殼體零件的尺寸應(yīng)盡量小，尤其是軸向尺寸盡量小，以保證其剛性的要求。殼體的安裝基面應(yīng)平直，表面粗糙度要細(xì)。軸承孔的尺寸，形狀精度高，與基面應(yīng)嚴(yán)格平行。對于動壓滑動軸承等中心可調(diào)的軸承組合，箱體軸承孔的同軸度要求較低，一般達(dá)到毫廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22米級就可滿足要求。對于滾動軸承尤其是寬系列軸承，其同軸度度要求很高，一般須達(dá)到微米級才達(dá)到使用要求。 主軸的設(shè)計(jì)與技術(shù)要求 砂輪架主軸構(gòu)由于其上無傳動零件，所以比較簡單，一般也設(shè)計(jì)為階梯軸，但其尺寸及形位精度、表面粗糙度等應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)與安裝高剛性的要求，材料選擇應(yīng)滿足穩(wěn)定性的要求，支承軸徑處的尺寸精度、形狀精度、位置精度隨著軸承組合的不同而有所區(qū)別。采用動壓滑動軸承的主軸，其軸徑的形狀精度要求很高，一般達(dá)到 －,而支承軸徑間的同軸度要求相對較低，一般包括尺寸精度范圍內(nèi)即可。對于滾動軸承尤其是寬系列或雙列滾動軸承組合，其形狀精度要求相對較低達(dá)，達(dá)到 － 即可，但對支承軸徑的同軸度要求很高一般須達(dá)到 －,這