【導讀】近幾十年來，槍管內(nèi)孔的加工設(shè)備發(fā)展迅速，例如槍鉆機、最重要的是，這樣的產(chǎn)品質(zhì)量不能夠占領(lǐng)市場。技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)，是現(xiàn)代制造科學的發(fā)展方向。具有了現(xiàn)實意義，而珩磨技術(shù)屬于精密加工技術(shù)的一種形式。平，對于提高我國警、軍的戰(zhàn)斗力和保障力，都有極其重要的影響。此，發(fā)展立式槍管珩磨機就顯得十分重要了。磨削加工是利用磨料去除材料的加工方法。砂輪，隨后又研制成功平面磨床，應用磨削技術(shù)逐漸形成。相繼發(fā)明人工熔煉的氧化鋁（剛玉）、碳化硅磨料。期，人造金剛石問世。1957年研制成功立方氮化硼、超硬磨料人造金剛。加工效率不斷提高，磨削加工應用范圍日益擴大[1]。解放前，我國磨床工業(yè)及磨料工業(yè)幾乎是一片空白。廠于1944年制造出我國第一臺外圓磨床。1963年成功地合成出我國第一顆人造金剛石，1966. 年投入批量生產(chǎn)?，F(xiàn)在我國已能設(shè)計制造高。技術(shù)及砂輪磨損的監(jiān)測與控制。CNC磨床的發(fā)展較CNC車床、銑床等起步較晚。有砂輪與工件自動交換裝置及AMN，可實現(xiàn)FMS化。

　　

【正文】 在這一過程中，飛輪實質(zhì)上是一個能量儲存器， 它以動能的形式自發(fā)地按需要把能量儲存或釋放出來 [13]。由于飛輪的轉(zhuǎn)動慣量相當大， 其角速度的微小升降機可調(diào)節(jié)機械較大的能量增減，這就是飛輪的調(diào)速原理。 飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算 由于飛輪 轉(zhuǎn)速變化范圍小， 所以假定運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù) ?? ，參考同類機床的飛輪設(shè)計參數(shù)， 取飛輪釋放的能量（即最大盈虧功 [W]）為。 飛輪轉(zhuǎn)動慣量為： 2 2 2 29 0 0 [ ] 9 0 0 8 5 . 2 8 5 . 2[ ] 3 0 0 . 1F WJ n? ? ? ?? ? ???kgm2 飛輪的結(jié)構(gòu) 設(shè)計 根據(jù)機床工作實際情況，飛輪的結(jié)構(gòu)采用輪形結(jié)構(gòu)。 設(shè) Am 為輪緣 的質(zhì)量 ， 1D 、 2D 和 D 分別為輪緣的外徑、內(nèi)徑與平均直徑，則輪緣轉(zhuǎn)動慣量 為 ： 齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 42 2 2 212( ) 8 4F A A AJ J m D D m D? ? ? ? 由 于 結(jié)構(gòu)設(shè)計需要，取 1000D? mm，則 24 8 5 .2 3 4 0 .81Am ???kg 于是 33 4 0 . 8 0 . 0 1 41 7 . 8 1 0AmHb D?? ?? ? ?? ? ?m3 同時 ? 取 ? m， ? m。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 43 第 7章 伺服系統(tǒng)的設(shè)計 由于伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，這章主要討論聯(lián)軸器的設(shè)計。 聯(lián)軸器的作用 聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸或軸和 回 轉(zhuǎn)件， 在傳遞運動和動力過程中一同回轉(zhuǎn)而不脫開的一種裝置 [14]。此外，聯(lián)軸器還可能具有補償兩軸相對位移、緩沖和減振以及安全防護等功能。 聯(lián)軸器的選擇 選用聯(lián)軸器的 類型 由于伺服電動機的軸徑為 7mm，根據(jù)常用聯(lián)軸器的性能比較，選用套筒聯(lián)軸器，同時由于軸徑較小，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速都很小，因此選用圓錐銷套筒聯(lián)軸器。 計算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩 公稱轉(zhuǎn)矩 T 為 : 109 5 5 0 9 5 5 0 1 2 7 3 . 375PT n? ? ?Nm 軸上的最大轉(zhuǎn)矩 caT 為： ca AT KT? （ 71） 其中： AK —工作情況系數(shù)， 表 141[9]查得 ? 。 代入數(shù)據(jù)得 齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 44 127 241 ? ? ?Nm n＜ max 250n ? r/min 合適。 主要尺寸的確定 按照聯(lián)軸器與軸徑關(guān)系確定的尺寸太小，不宜安裝使用， 因此可以選擇套筒聯(lián)軸器內(nèi)徑較大些的，同時，為了不影響電動機等零件工作狀態(tài)，可在軸徑與套筒之間安裝墊片，并且有助于提高套筒的聯(lián)接強度。 根據(jù)套筒聯(lián)軸器的列表選用內(nèi)徑為 10mm， 聯(lián)軸器的總長度為 35mm,根據(jù) GB1171986 選用圓錐銷為 18? 。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 45 第 8 章 珩磨頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計 槍管珩磨前孔徑為 ，珩磨后孔徑為 ，在用珩磨頭時，可將磨頭體與油石座做成一體。 珩磨頭基本結(jié)構(gòu)設(shè)計 珩磨頭基本是珩磨頭的主體或基礎(chǔ)件，應具有足夠的強度和珩磨油石對利用率，并要求冷卻液容易進入工作區(qū)。 由于被加工 孔徑為 ，基體外徑應比被加工孔的基本尺寸小~,因此，基本的外 徑尺寸約為 。 n 根據(jù)被加工孔的直徑，表 [1]查得 n=3。 L 和寬度 B 根據(jù)實際工作情況，取 L=50mm， B=4mm。 R 為了便于油石的安裝，基體的加工以及珩磨頭基體的強度，在油石槽兩頭設(shè)計有兩個圓弧，其圓弧半徑 4 222BR ? ? ? mm。 為了便于小直徑珩磨頭冷卻液的流通和油石的充分冷卻， 在基體上銑有軸向弧形槽。 漲椎（微調(diào)椎芯） 漲椎是用以支承珩磨油石或珩磨油石的，通過它的軸向移動來 擴張或收縮油石。珩磨油石收縮至極限時，油石外徑應小于被加工孔珩磨前齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 46 的孔徑，以便于進入和退出。 珩磨油石極限擴張量應大于油石有效磨料厚度，即油石座漲開后的外徑加上油石使用后的報廢尺寸（普通油石1~2mm）應等于活絡(luò)大于珩磨孔徑。椎芯上的支承油石基本的斜面數(shù)量，應與珩磨頭基體上的槽數(shù)相同，其等分也應該和槽數(shù)的等分吻合，以保證油石順利地裝入珩磨頭基體。 斜面角度的一致性，可以確保所有油石擴張量的一致，對提高珩孔精度， 特別是孔的幾何精度是大有好處的。 錐芯斜面角度的大小，應控制在 2 ~3oo范圍內(nèi)。由于槍管內(nèi)孔加工直徑為 ， 取 2o?? 或 39。230o 。錐芯斜角 ? 過小 ,影響油石的進給或退回 ,影響微量進給 ,且加工效率低 ,油石利用率低 。斜角 ? 過大時 ,會使油石進給時擴張過猛 ,雖能提高工效 ,但會使擠壓力、切削熱大增 ,油石表面易堵塞鐵屑，影響正常切削。 導向裝置 為了防止珩磨油 石進出孔時被碰壞，避免珩磨頭上其它零件于被加工表面接觸，珩磨頭上裝有前導向頭 [15]。導向頭外徑應大于或等于珩磨油石收縮至極限位置時的外徑，小于被加工孔在珩磨前的最小孔徑。 導向條的數(shù)量與油石數(shù)量相等，導向條長度每端超出油石 8~10mm，導向條兩端應有 10 15o? 倒角。導向條外徑圓柱度應小于 ，與工件以加工表面接觸的導向件材料，采用夾布膠木；與工件待加工表面接觸的導向件材料，采用碳鋼、合金鋼或青銅，導向條采用硬質(zhì)合金。 珩磨頭主要零件的材料 珩磨頭 基體、漲椎等主要零件的材料要求要有較高的強度和硬度，可選用 CrWMn， CrMn， 9SiCr 或 T8A 材料，要求硬度達到 HRC62 以上。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 47 第 9 章 工件的裝夾及夾具設(shè)計 工件的裝夾 工件的裝夾，是為了保證在加工過程中工件相對于刀具及成形運動具有正確的 位置。根據(jù)槍管的加工技術(shù)要求，選擇直接裝夾的方法；由于機床的高度較高，為了方便機床的維修，有可能將機床底部置于距地面一定高度的地下，同時，為了能夠達到 省時省力，生產(chǎn)效率高等特點，可將機座設(shè)計成有凸臺的結(jié)構(gòu)，凸臺距離機座底部有一定高度， 使其它傳動裝置能夠正常工作， 凸臺上安裝適當?shù)膴A具。 夾具的設(shè)計 夾具設(shè)計一般是在零件的機械加工工藝過程制定之后，按照某一工序的具體要求進行的。制定工藝過程，應充分考慮夾具實現(xiàn)的可能性，而設(shè)計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具設(shè)計質(zhì)量的高低，應以能否穩(wěn)定的保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護容易等為其衡量指標 [16]。 一般情況下，夾具設(shè)計大致分為四個步驟： 1） 生產(chǎn)批量 在本設(shè)計中的 立式槍管珩 磨機，屬 于專用設(shè)備，要進行長期大批量生產(chǎn)。 2） 零件圖及工序圖 設(shè)計時要參考零件圖中的工件 尺寸 、位置等方面精度的總要求，同時要參考工序圖中工序尺寸、 工序基準、已加工表面、待加工表面 、工序加工精度要求等等。 3） 零件工藝規(guī)程 槍管的加工工藝規(guī)程表明了該工序 所用的機床、刀具、加工余量、齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 48 切削用量、工步安排、工時定額及同時加工的工作數(shù)目等等；這些都是確定夾具的結(jié)構(gòu)尺寸、形式、夾緊裝置以及夾具與機床連接部分的結(jié)構(gòu)尺寸的主要依據(jù)。 4） 夾具典型結(jié)構(gòu)及有關(guān)標準 設(shè)計 夾具還要收集典型夾具結(jié)構(gòu)圖冊和有關(guān)夾具零部件標準等資料。 在廣泛收集和研究有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，著手擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案，主要包括 : 1）確定工件的定位方式，選擇定位元件； 2）確定工件的夾緊方式，選擇適宜的夾緊裝置； 3）確定刀具的對準及導引方式，選取刀具的對刀及導引元件； 4） 確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式； 5）協(xié)調(diào)各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)及尺寸。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 49 第 10 章 箱體、機座和導軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 箱體的主要功能 零部件，使其能夠保持正常的運動關(guān)系和運動精度。箱體還可以儲存潤滑劑，保持各種運動零件的正常潤滑。 ，使箱體內(nèi)的零件不受外界環(huán)境的影響，又保護機器操作者的人身安全，并有一定的隔振、隔熱和隔音作用。 ，便于加工、裝配、調(diào)整和修理。 ，協(xié)調(diào)機器各部分比例，使整機造型美觀。 箱體設(shè)計的主要要點 。 箱體設(shè)計首先應保證箱體內(nèi)零件的合理布置和準確的相互位置，并能與箱體外相關(guān)零部件保持準確的相互關(guān)系。 強度 和剛度要求。箱體承載能力的主要指標是對其剛度和強度的要求。 。箱體應保證內(nèi)部零部件工作時的正常散熱。 。 。因箱體具有體積大、結(jié)構(gòu)復雜、加工工序多、加工周期長等特點，因此在毛坯制造、機械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運輸、維護修理等各個工藝性環(huán)節(jié)的問題都必須處理好。 6. 造型美觀。 箱體的毛坯和材料 因多數(shù)箱體的結(jié)構(gòu)形狀比較復雜，而鑄造容易得到結(jié)構(gòu)形狀復雜的齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 50 箱體， 所以應用最廣。鑄造毛坯的常用材料以鑄鐵材料為主，鑄鐵流動性好，收 縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu)復雜的 箱體；鑄鐵易于切削，吸振性強，熱變形小，價格便宜，適于大批生產(chǎn) [17]。 箱體鑄造后有剩余應力，會使箱體產(chǎn)生變形。為了保證箱體的尺寸精度 和形狀的穩(wěn)定性，對箱體毛坯或粗加工后要用熱處理方法消除剩余應力 。 常用的熱處理方法有以下三種： 1）人工時效； 2）熱沖擊時效；3）自然失效。 結(jié)構(gòu)設(shè)計 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計通常采用所謂結(jié)構(gòu)包容法，即根據(jù)箱體內(nèi)部零件尺寸和它們之間得相互關(guān)系， 采用包容的方法來構(gòu)造箱體的結(jié)構(gòu)形狀及確定其結(jié)構(gòu)尺寸 [18]。與此同時，還應考慮外部有關(guān)零部件形狀和 尺寸的要求。然后從美學的角度進行修正。 機座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 機座的作用和設(shè)計要點 機座是設(shè)備的基礎(chǔ)部件。機器的零部件安裝在機座上或在其導軌面上運動，所以機座機器支承作用，承受其 它零部件的重量；又起基準的作用，保證部件之間的相對位置 [19]。 機座的設(shè)計要求同于箱體，但更強調(diào)以下幾點： ，必須合理選擇機座的各項精度。 。通常機座是以剛度作為主要設(shè)計準則，故其截面形狀和尺寸主要由剛度條件決定。一般情況下，機座達到剛度要 求，其強度要求也是足夠的。 。 截面形狀的選擇 為保證機座的剛度，減輕重量和節(jié)約材料，必須根據(jù)設(shè)備的受力情齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 51 況，選擇經(jīng)濟合理的截面形狀。當機座受彎、扭作用時，其強度和剛度不僅和截面積有關(guān)，而且還與截面形狀（截面抗彎、抗扭慣性矩）有關(guān)。 導軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計 導軌的功能 導軌的功能是起支承和導向作用，即支承運動件和保證運動沿給定的軌跡運動。導軌和運動件構(gòu)成運動副，稱為導軌副。 導軌設(shè)計的基本要求 。 導向精度是指 運動件沿導軌移動的直線性，導向精度主要決定于導軌副的幾何精度、接觸精度等。 。 工作時，應輕便省力，速度均勻，低速時應無爬行現(xiàn)象。 。 導軌在使用過程中要磨損，但應使磨損量小，且磨損后能自動補償或便于調(diào)整。 。 運動件所受的外力，是由導軌面承受的，故導軌應有足夠的接觸精度。 。 應保證導軌在工作溫度變化的條件下，仍能正常工作。 。 在保證導軌其它要求的前提下，應是導軌結(jié)構(gòu)簡單， 便于加工、測量、裝配和調(diào)整，降低成本。 結(jié)構(gòu)設(shè) 計 導軌的結(jié)構(gòu)與加工工藝、速度、承受載荷、工作環(huán)境等條件有關(guān)，根據(jù)加工需要選擇適宜的結(jié)構(gòu)形式。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 52 第 11 章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 任何生產(chǎn)設(shè)備或系統(tǒng)，不管它要做多少復雜的工作，都是在其電氣控制系統(tǒng)的支配下按照一定規(guī)律完成的，是在組成電氣控制系統(tǒng)的各個元器件間的相互協(xié)調(diào)、配合下實現(xiàn)的。 一般中小型生產(chǎn)設(shè)備的電氣傳動控制系統(tǒng)并不復雜，大多數(shù)都是由繼電器系統(tǒng)來實現(xiàn)其控制的，設(shè)計的重點就是設(shè)計繼電器接觸器控制電路及選擇電氣元件 [20]。 電氣控制系統(tǒng)除了能滿足生產(chǎn)機械的加工工藝要求外，要想長期、正常、無故障地運行 ，還必須有各種保護措施。 保護環(huán)節(jié)是所有生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分，利用它來保護電動機、電網(wǎng)、電氣控器設(shè)備以及人身安全等 [21]。 電氣控制系統(tǒng)功能要求 根據(jù)立式槍管珩磨機實際工作情況，要求電氣控制系統(tǒng)具有如下功能： a)機器的啟動、停止； b)主電動機和伺服電動機同時啟動； c)主電動機降壓啟動； d)過載保護、短路電流保護、零電壓和欠電壓保護等。 電氣控制電路的設(shè)計 齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 53 圖 111 電氣控制電 路圖 其