【正文】 時(shí)，把手輪往里推，到一定位置時(shí)滾珠就會(huì)定在后面的溝槽內(nèi)，起到限位作用，只是手輪上的錐齒輪和大錐齒輪嚙合，搖動(dòng)手輪，齒輪嚙合將運(yùn)動(dòng)傳給滾珠絲桿，帶動(dòng)工作臺(tái)作縱向運(yùn)動(dòng)。 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（詳見A0⑴號(hào)圖紙）。由于鑄鐵導(dǎo)軌有良好的抗振性、工藝性和耐磨性，因此采用鑄鐵導(dǎo)軌。主要用于受軸向負(fù)荷的導(dǎo)軌，應(yīng)用較少。但是，剛度較差，加工、檢驗(yàn)不方便。范圍內(nèi)變化，α角越小，導(dǎo)向性越好，但摩擦力也越大。三角形導(dǎo)軌的頂角α一般在90176。但有著側(cè)向間隙，要用鑲條調(diào)整，導(dǎo)向性差。水平放置的凸形導(dǎo)軌不易積存切屑，但也不易存油，多用于低速工作條件；凹形導(dǎo)軌易存潤滑油，可用于高速工作條件，但必須有可靠的防護(hù)裝置，以免切屑等物落在導(dǎo)軌面上。根據(jù)結(jié)構(gòu)需要橫向進(jìn)給傳動(dòng)和縱向進(jìn)給傳動(dòng)結(jié)構(gòu)都選擇開式導(dǎo)軌。開式導(dǎo)軌是指在部件自重和載荷的作用下，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌的工作面始終保持接觸、貼合，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但不能承受較大的顛覆力矩的作用。、工藝性好導(dǎo)軌要求結(jié)構(gòu)簡單，易于加工[11]。 擋動(dòng)導(dǎo)軌作低速運(yùn)動(dòng)或微量進(jìn)給時(shí)，應(yīng)保證運(yùn)動(dòng)始終平穩(wěn)，不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。影響導(dǎo)軌的耐磨性的主要因素有：導(dǎo)軌的摩擦性質(zhì)、材料、熱處理及加工的工藝方法、受力情況、潤滑和防護(hù)等。2．耐磨性好，導(dǎo)軌原有精度喪失的主要原因就是磨損，沿導(dǎo)軌全長的均勻和不均勻磨損，都會(huì)直接影響其導(dǎo)向精度。接觸精度指導(dǎo)軌副間磨擦面實(shí)際接觸面積占理論接觸面積的百分比，或用著色法檢查2525mm面積內(nèi)的接觸點(diǎn)數(shù)。影響導(dǎo)向精度的因素很多，如導(dǎo)軌幾何精度和接觸精度，導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)型式，導(dǎo)軌和支承件的剛度，導(dǎo)軌的油膜厚度和油膜剛度，導(dǎo)軌和支承件的熱變形等等。導(dǎo)軌應(yīng)滿足精度高、承載能力大、剛度好、摩擦阻力小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、精度保持性好、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好，便于加工、裝配、調(diào)整和維修、成本低等要求。 導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 導(dǎo)軌應(yīng)滿足的要求機(jī)床導(dǎo)軌是用來引導(dǎo)機(jī)床上運(yùn)動(dòng)不見的運(yùn)動(dòng)方向，使刀架、溜板和工作臺(tái)等沿一定的軌跡準(zhǔn)確的相對運(yùn)動(dòng)，并使機(jī)床部件得到準(zhǔn)確定位。齒差式調(diào)整法：作用螺母法蘭外圓上制有外齒輪，齒數(shù)常相差1。因此，同齒輪的傳動(dòng)副一樣，滾珠絲桿螺母副必須消除間隙，并施加預(yù)緊力，以保證絲桿、滾珠和螺母之間沒有間隙，提高螺母絲桿副的接觸剛度[10]。⑶滾珠絲桿螺母副間隙消除和預(yù)緊滾珠絲桿在軸向載荷作用下，滾珠和螺紋滾道接觸區(qū)會(huì)產(chǎn)生接觸變形，接觸剛度與接觸表面預(yù)緊力成正比。橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的滾珠絲桿主要承受徑向力，因此采用推力軸承和滾子軸承的配合。⑵滾珠絲桿副軸承選用及定位方式縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的滾珠絲桿承受的軸向載荷和徑向載荷均較大，因此對絲桿軸承的軸向和徑向的精度和剛度要求都較高。⑨經(jīng)濟(jì)性差成本高。⑧不能自鎖，有可逆性，即能將螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺旋運(yùn)動(dòng)。⑦可靠性高。⑥同步性好。由于滾珠絲桿副摩擦小、溫升少、無爬行、無間隙，通過預(yù)緊進(jìn)行預(yù)拉伸的補(bǔ)償熱膨脹。壽命約為滑動(dòng)絲桿副的4—10倍以上。④工作壽命長。③摩擦阻力小，幾乎與運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，動(dòng)靜摩擦力之差極小，能保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。一般滾珠絲桿副的傳動(dòng)效率達(dá)92%～96%，滑動(dòng)絲桿副的傳動(dòng)效率僅為20%～40%。當(dāng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾珠回程引導(dǎo)裝置構(gòu)成滾珠的循環(huán)反向通道，從而形成滾珠流動(dòng)的閉合通路。其具有螺旋槽的絲桿與螺母之間裝有中間傳動(dòng)元件——滾珠。橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用的是一對直齒輪降速，所以才用柔性調(diào)整法（雙片直齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法）消除齒側(cè)間隙。縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中采用的是錐齒輪對降速傳動(dòng)，由于縱向運(yùn)動(dòng)精度要求不高，并且受到的軸向力較大，為了使得運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單，所以采用傳動(dòng)剛度高的剛性調(diào)整法——輪軸箱墊片調(diào)整法——消除錐齒輪間隙。⑵柔性調(diào)整法是指調(diào)整后的齒側(cè)間隙可以自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳動(dòng)剛度低些，會(huì)影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)剛度較高。齒輪傳動(dòng)間隙的消除有剛性調(diào)整法和柔性調(diào)整法兩類方法。為盡量消除其影響，應(yīng)采用消隙傳動(dòng)件和消隙聯(lián)系結(jié)構(gòu)；8．速度穩(wěn)定性要好，進(jìn)給部件在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不產(chǎn)生“爬行”，高速運(yùn)動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)不發(fā)生振動(dòng)。調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活。 176。其尺寸參數(shù)為：d=20mm，D=52mm，Z=13，=。W=5000=500N軸向力：1000N切向力：105NFm=500+1000+100=1605N⑵等效轉(zhuǎn)速計(jì)算伺服電機(jī)最高轉(zhuǎn)速 =3000r/min絲桿轉(zhuǎn)速 =3000=2143r/min絲桿導(dǎo)程 ，取絲桿轉(zhuǎn)速 快速移動(dòng) 2143r/min 一般加工 800r/min 精密加工 400r/min 調(diào)整 50r/min等效轉(zhuǎn)速 3．絲桿選擇⑴等效軸向動(dòng)負(fù)荷查表得 [9] （）由公式（）得 查表選擇插管埋入式雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲桿副，=25837N，螺母長度L=151mm，余程為45mm[9]螺紋長度 支承跨踞 絲桿全長 采用FF式支承，絲桿一般不會(huì)受壓縮力作用，可不校核壓桿穩(wěn)定性。 滾珠絲桿副選用與校核1．工作壽命選擇查表取Th=15000h[9]2．等效負(fù)荷和等效轉(zhuǎn)速⑴等效負(fù)荷計(jì)算導(dǎo)軌摩擦力： =181?？v向進(jìn)給機(jī)構(gòu)軸向所受的合力為： [9] ()由公式（）得： .加工時(shí)縱向最大進(jìn)給速度V=縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削功率為：當(dāng)磨削硬脆材料時(shí)，在同樣的工作條件下，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，＝1000N，/=20, =50N, 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)軸向所受的合力為：[9] （）由公式()可得縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削功率為： 電動(dòng)機(jī)選用綜合以上兩種磨削方式，選取磨削功率＝。（1）當(dāng)磨削普通鋼材時(shí)，平面磨削力的公式為：＝ [9] （）由公式（）得：＝ ＝＝105N其中 =； ＝25為磨床工作臺(tái)最大進(jìn)給速度；由經(jīng)驗(yàn)公式[9]可知：徑向力=1000N砂輪所受的的軸向力很小，在這里忽略不計(jì)。（詳見A3[3]號(hào)圖） 磨床總體布局設(shè)計(jì)磨床的總體布局圖。 2．自動(dòng)進(jìn)給 自動(dòng)機(jī)給的動(dòng)力為伺服電機(jī)，在它的輸出軸上裝有齒輪，經(jīng)與它嚙合的齒輪而使?jié)L珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠絲母是緊固在拖板上的，因此式拖板做縱向自動(dòng)進(jìn)給，~25m/min。 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)拖板（或工作臺(tái)）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可分為手搖進(jìn)給和自動(dòng)進(jìn)給。 2．手動(dòng)微動(dòng)進(jìn)給 基本上與手搖進(jìn)給相同，此時(shí)應(yīng)將捏手?jǐn)Q緊，使斜齒輪與手輪結(jié)合在一起，然后使齒型離合器接合，轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿上的捏手，經(jīng)蝸桿、斜齒輪嚙合傳動(dòng)軸，其余傳動(dòng)與上面相同。 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 拖板（或工作臺(tái)）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可分為手搖進(jìn)給、手動(dòng)微動(dòng)進(jìn)給和自動(dòng)進(jìn)給。根據(jù)預(yù)先選擇的進(jìn)給量和轉(zhuǎn)動(dòng)、手動(dòng)脈沖發(fā)生器就可獲得所選擇的進(jìn)給量。 ⑶自動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 在自動(dòng)磨削時(shí)，分粗磨、精磨和無進(jìn)給磨削，~，且具有預(yù)置和粗磨、精磨和無進(jìn)給磨削次數(shù)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，當(dāng)無進(jìn)給磨削次數(shù)結(jié)束，工作臺(tái)固定的在右端停止，在磨削過程中有數(shù)字顯示。 1．自動(dòng) ⑴快速運(yùn)動(dòng) 按住點(diǎn)動(dòng)式快速上升鍵，磨頭上升，當(dāng)釋放時(shí)磨頭停止上升，按住點(diǎn)動(dòng)式快速下降鍵，磨頭下降，當(dāng)釋放時(shí)，磨頭停止下降，其運(yùn)動(dòng)速度為400mm/min。 垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu) 由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿，傳動(dòng)與其相嚙合的螺旋齒輪，轉(zhuǎn)動(dòng)與螺旋齒輪剛性聯(lián)結(jié)的絲桿副的螺母，移動(dòng)絲桿使與其固定聯(lián)結(jié)的磨頭體垂直運(yùn)動(dòng)。 本級(jí)床為高精密數(shù)控機(jī)床，幾何精度、工作精度很高，性能可靠性穩(wěn)定，垂直進(jìn)給、橫向進(jìn)給、縱向進(jìn)給具有數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)給靈敏度、準(zhǔn)確度高，磨削自動(dòng)化程度高，當(dāng)每次自動(dòng)磨削循環(huán)結(jié)束，工作臺(tái)始終停止在縱向運(yùn)動(dòng)的右端 磨床技術(shù)規(guī)格1．工作臺(tái)面尺寸 200630mm2．加工范圍： 最大磨削尺寸（寬長高） 200630380mm 最大工件載重量（包括電磁吸盤） 130KG3．工作臺(tái)： 最大縱向行程 750mm 最大橫向行程 220mm T型槽數(shù)和槽寬 414mm4．工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)： 進(jìn)給速度 ~25m/min 手動(dòng)進(jìn)給手輪每轉(zhuǎn) 180mm5．拖板橫向運(yùn)動(dòng)： 連續(xù)進(jìn)給 ~1m/min 手動(dòng)機(jī)給手輪每轉(zhuǎn) 5mm 手輪每格 微進(jìn)給手輪每大格 6．磨頭垂直運(yùn)動(dòng)： 砂輪主軸中心線至工作臺(tái)面之距 160~480mm砂輪轉(zhuǎn)速 3000r/min 磨頭垂直快速升降速度 400mm/min。通過一對減速齒輪傳動(dòng)，滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)而使拖板橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磨頭垂直導(dǎo)軌為立柱前后導(dǎo)軌形式的貼型滑動(dòng)導(dǎo)軌，磨頭主軸系統(tǒng)為前后各為雙聯(lián)成堆高精度滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)。機(jī)床的總體布局分為十字拖板型，拖板上下縱橫導(dǎo)軌均為雙V型滑動(dòng)導(dǎo)軌，工件摩削平面的形成由工作臺(tái)的縱向運(yùn)動(dòng)和拖板的橫向運(yùn)動(dòng)而成，磨頭僅做垂直上下運(yùn)動(dòng)。該機(jī)床的冷卻系統(tǒng)包括磨削液冷卻、強(qiáng)制過濾等裝置。該機(jī)床的橫向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用滾珠絲桿加交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，提高加工精度。該精密數(shù)控平面磨床主要包括磨頭及垂直進(jìn)給系統(tǒng)、工作臺(tái)縱向及橫向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、床身及防護(hù)罩裝置、冷卻及潤滑系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)五大部分。8．致謝9．參考文獻(xiàn) 第2章 數(shù)控平面磨床總體設(shè)計(jì) 磨床簡介本次設(shè)計(jì)是一臺(tái)精密數(shù)控平面磨床，它除了可以磨削平面外，還可以磨削臺(tái)階平面，不僅適用于機(jī)械加工行業(yè)亦適用于模具行業(yè)。6．機(jī)床改進(jìn)：針對本設(shè)計(jì)中不夠完美的地方的改進(jìn)想法。4．方案設(shè)計(jì)：詳細(xì)說明了精密數(shù)控平面磨床的傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)和導(dǎo)軌設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及要求，并提出縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。2．?dāng)?shù)控平面磨床總體設(shè)計(jì)：簡單介紹此次設(shè)計(jì)的數(shù)控平面磨床，給出所要設(shè)計(jì)的數(shù)控平面磨床的技術(shù)規(guī)格和主要結(jié)構(gòu)及說明，并說明了磨床的總體傳動(dòng)設(shè)計(jì)和總體布局設(shè)計(jì)。能用于機(jī)械制造業(yè)及工具模具制造行業(yè)，能加工各種難加工材料；2．確定磨床的總體方案3．工作臺(tái)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，伺服電機(jī)和滾珠絲桿副設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖；繪制相關(guān)零件圖；4．工作臺(tái)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖；5．磨床床身立柱的設(shè)計(jì)（選做）；6．磨床微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)；7．翻譯指定的英文專業(yè)文獻(xiàn)；8．撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說明書）。最求高精度從理論上是無窮盡的，但根據(jù)我國國情，選擇適當(dāng)?shù)耐度?精度比，追求適度、穩(wěn)定高精度，依靠自己的力量開發(fā)廉價(jià)化的超精加工技術(shù)。Fanuc公司的超精密車、銑床R0B0nano Ui就采用了面節(jié)流式空氣靜壓絲桿螺母副。氣浮絲桿和磁浮絲桿可進(jìn)一步減小滾珠絲桿的跳動(dòng)誤差和因摩擦和反向間隙引入控制系統(tǒng)的非線性環(huán)節(jié)。精密滾珠絲桿式超精機(jī)床目前采用的驅(qū)動(dòng)方法，但絲桿的安裝誤差、伺桿本身的彎曲、滾珠的跳動(dòng)及制造上的誤差，螺母的預(yù)緊程度等都會(huì)給導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)精度帶來影響。美國Parker Hannifin公司的DM和DR系列直接驅(qū)動(dòng)伺服執(zhí)行器，輸出力矩大，位置控制分辨率高達(dá)1/640 000。這種綜合軸承在一定程度上可改善氣浮軸承的動(dòng)態(tài)特性，如增大阻尼。主動(dòng)控制增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度和降低了可靠性，目前尚不到使用的程度。但電磁技術(shù)的缺點(diǎn)很多，如熱效應(yīng)嚴(yán)重等，還不能達(dá)到很高精度。為了進(jìn)一步提高回轉(zhuǎn)精度和剛度，近年來很多人研究控制節(jié)流量反饋方法來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)控制。電動(dòng)機(jī)與株洲的動(dòng)平衡問題，電動(dòng)機(jī)電磁振動(dòng)消除、電動(dòng)機(jī)熱消除、主軸熱伸長補(bǔ)償以及新型氣浮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造等都是一直在研究改善的問題。由于氣浮誤差均化效應(yīng)，通常主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度比主軸加工的圓度精度要高出3~5倍。用6000~8000目粒度的鋼結(jié)合劑金剛石砂輪和ELID技術(shù)精磨硅片，去除率為，平面度為[5]。對極細(xì)粒度的模具而言，砂輪鋒銳性的保持是一個(gè)大問題。用于超精密鏡面磨削的樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪的磨料平均粒徑可小至4，使用20nm的超微細(xì)磨粒的磨片，所磨削加工的集成電路板的溝槽邊沿沒有崩角現(xiàn)象；用鑄鐵結(jié)合劑粒度為的、金剛石砂輪精磨SiC鏡面，表面粗糙度可達(dá)2~5nm?，F(xiàn)在超精密磨削正從微米、亞微米（1~）的加工向納米級(jí)加工發(fā)展。1．超精密磨削及磨粒加工工藝技術(shù)當(dāng)前精密磨削是指被加工零件的加工精度達(dá)1~，~。2000年開始進(jìn)行“保形光學(xué)制造技術(shù)”的研究，開發(fā)了Nanotech 150AG非球加工機(jī)床；Q22磁流變加工機(jī)床等。測量系統(tǒng)采用光柵遲或激光干涉儀。該公司生產(chǎn)Optoform,Microform和Nanoform三個(gè)系列的超精密機(jī)床?！?(通過兩路激光干涉儀測量,壓電陶瓷修正來實(shí)現(xiàn)).激光測量系統(tǒng)有單獨(dú)的花崗巖支架系統(tǒng),不與機(jī)床聯(lián)結(jié), .采用摩擦驅(qū)動(dòng),推力可達(dá)1360N。（在每個(gè)溜板上裝有標(biāo)準(zhǔn)平尺，通過測量和修正來達(dá)到）。大學(xué)和研究所保持著對超精密機(jī)床研究的持續(xù)熱情，對高技術(shù)進(jìn)行超前研究，并使得研究型超精密試驗(yàn)機(jī)床盡可能采用高技術(shù)作產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)，對超精密機(jī)床產(chǎn)業(yè)化和商品化起著推動(dòng)作用。實(shí)現(xiàn)超精密加工的主要條件應(yīng)包括以下諸方面的高新技術(shù)：超精密加工機(jī)床與裝、夾具；超精密刀具和磨料，刀具刃磨技術(shù)；超精密加工工藝；超精密加工環(huán)境控制（包括恒溫、隔振、潔凈控制等）；超精密加工的測控技術(shù)等。能用于機(jī)械制造業(yè)及工具模具制造業(yè)，能加工各種難加工材料(如陶瓷材料)。當(dāng)今，磨削加工技術(shù)的發(fā)展趨勢是向著采用超硬磨料磨具，發(fā)展高速、高效、高精度磨削新工藝，裝備CNC數(shù)控磨床的方向發(fā)展。