【正文】 主軸的彎曲剛度校核 由于主軸是階梯軸，不便于計算，為了簡化計算，可以把階梯軸看成是當量直徑的光軸，然后在按照材料力學計算公式計算，以下主軸的設計和校核主要參考文獻。 3 4115 3000D ?= mm 考慮到一定的安全系數(shù)和剛度的要求，取 D =20 mm。 由于該磨床主軸轉速為 3000 r/min ， 由以上計算可知砂輪線 速度為 v s ? m/s，由此可計算出磨削的最大功率為： nPT 9550? （ ） ? ????? nTP kW 考慮到傳動效率和安全系數(shù)等因素，可以先暫定電機的額定功率為 4kw 來湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 10 進行下面的設計。在磨削過程中對磨削精度的影響也較大是縱向和垂直方向的磨削力。綜合考慮各方面的因素，磨削普通鋼料時取 k =，磨削陶瓷時取 k =20。 m a x m a x m a x m in0 . 8 6 0 . 4 4 1 . 0 628282t p w sF a v v ?? ? ? ? （ ） 由設計的參數(shù)要求可知：maxpa=，maxwv=25m/min；由于電機轉速為3000r/min，砂輪尺寸 (外徑╳寬╳內徑 )φ 200╳ 20╳φ 32，因此 v s不變，minsv=v s 60 1000s NDv ?? ? （ ） 其中： sv —— 砂輪線速度 (m/s)； N —— 電機轉速 (r/min)； D —— 砂輪外圓直徑 (mm)。因此合理地設計砂輪架對達到磨削精度有很大的意義，尤其是主軸的設計和電機的合理選擇，具體的設計過程如下： 主軸的設計及校核 主軸是磨床中非常重要的零件，它對磨削的精度 質量和 平穩(wěn)性都有較大的影湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 8 響，因此要對它的剛度有較高的要求。 設計的主要內容有： 1．磨床的總體布局設計； 2．砂輪架設計計算，繪制砂輪架機械結構裝配圖； 3. 砂輪架垂直進給機構的設計，伺服電機和滾珠絲杠副設計計算，垂直進給機械機構裝配圖；繪制相關零件圖； 3．磨床立柱設計，繪制立柱零件圖； 4．磨床數(shù)控系統(tǒng)設計和選用； 5．翻譯指定的英文專業(yè)文獻； 6．撰寫畢業(yè)設計論文（說明書）。 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 4 論文的構成及研究內容 論文的構成 1. 緒論 2． 數(shù)控平面磨床總體 布局 設計 3．砂輪架設計 4. 垂直進給機構設計 5． 磨床 立柱的設計 6．硬件電路設計 7．總結 8．參考文獻 9．致謝 設計研究的內容 本課題設計 一臺精密數(shù)控平面磨床 MK7120，用砂輪周邊磨削平面，也可以磨削臺階平面。這樣的好處是，當磨頭在拖板燕尾導軌上作橫向移動時 , 其重心始終在立柱導軌跨距間來回移動 ,立柱剛性好提高了橫向移動的精度 [3]。其特點是立柱的導軌把拖板的導軌包圍住，這樣大大增加了立柱的剛性。 床身為箱形結構的鑄件，矩形導軌和三角形導軌頂面上鑄有油坑，油坑里可安裝耐磨塑料的油環(huán) ,油環(huán)端面高出導軌面約 , 當工作臺導軌在其端面上擦過時 ,使油環(huán)旋轉并把潤滑油涂到導軌面上。 拖板是磨頭移動式平面磨床的主要鑄件。在床身安裝有電磁工作臺的控制器，冷卻水箱和磁性 過濾裝置則在床身右端。磨頭可沿著拖板燕尾形導軌作橫向移動。 80 年代臥軸矩臺平面磨床的結構特點為：機床外形整齊 , 線條美觀?？焖偕颠\動是通過在手輪軸中間加一套蝸桿斜齒輪接上快速電機來實現(xiàn)。 橫進給機構安裝在拖板上部，垂直進給機構 安裝在床身前端面左面。工作臺移動由安裝在床身上的油缸帶動。 工作臺底部有矩形及三角形導軌。拖板內安裝橫進給機構及作橫向移動的油缸。拖板是一個相當復雜的鑄件 ,其上有兩組相互垂直的導軌。單立柱的立柱加工工藝復雜，裝配方便。 立柱是磨頭隨拖板做垂直運動的支撐，在負載情況下應保證精度穩(wěn)定。 這些系列平面磨床的前后床身鑄造成一體 ,后床身上面安裝立柱，后床身對稱加寬處內部作為冷卻液池，前床身中間安裝液壓部件 , 底部作為油池貯油，這樣使床身有足夠的剛度以保持機床精度穩(wěn)定。制造工藝及裝配簡單使得這種型式使用最為廣泛，缺點是顛覆力矩較大，這就導致磨頭垂直進給靈敏較差 , 較 難達到微量進給；另外一種是磨頭拖板在立柱的中間。意大利 Favretto 公司的平面磨床系列更新設計的概況可能對我們在平面磨床的設計制造方面有所啟示。由于從國外進口，國內很多地方都已經(jīng)有了這些意大利公司的產(chǎn)品。由于國外公司在平面磨床系列設計方面的有成果，其磨床的工作 精度相當于我國精密級平面磨床的精度，這是值得我們學習和重視的。M7120A、 M7130 平面磨床是國內生產(chǎn)量最大的平面磨床，就是這種型式。 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 2 平面磨床的類型及結構特點如表 所示。磨頭移動式臥軸矩臺平面磨床 372B 首先在上海機床廠被制造出來以后 , 各大機床廠也相繼制造了平面磨床。由此可見，在精密加工中，有許多零部件要達到其要求是 通過精密磨削來實現(xiàn)的，而精密磨削加工離不開精密磨床，因此在精密加工中，精密磨床占有非常重要的作用。 國內外研究現(xiàn)狀 從 1997 年歐洲機床展覽會的調查數(shù)據(jù)可以看出，磨削是應用的最主要的加工技術這一觀點得到了四分之一的企業(yè)的贊同，高于車、鉆等其他加工技術。不到 30%的生產(chǎn)值數(shù)控化率使 得高檔數(shù)控磨床配套部件只能依靠進口； 功能部件生產(chǎn)發(fā)展緩慢； 產(chǎn)品結構水平偏低 [2]。 行業(yè)規(guī)模的擴大驅動著國產(chǎn)中高檔數(shù)控磨床的進步，全面提升了數(shù)控磨床的整體水平。數(shù)控磨床是制造業(yè)的加工母機，它在航天工業(yè)、汽車制造業(yè)、兵器制造業(yè)等行業(yè)都有廣泛應用。 我國數(shù)控磨床起源于 上世紀 80 年代，相對其他國家起步較晚。數(shù)控磨床的范疇包括數(shù)控平面磨床、數(shù)控內外圓磨床、數(shù)控立式萬能磨床、數(shù)控成形磨床等 [1]。 第三章 砂輪架的設計 .................................................................................................... 7 主軸的設計及校核 ................................................................................................ 7 主軸的設計 ................................................................................................ 8 主軸的剛度校核 ...................................................................................... 10 軸承的設計 .......................................................................................................... 13 主軸電機的選擇 .................................................................................................. 14 聯(lián)軸器的選擇 ...................................................................................................... 14 第四章 垂直進給機構的設計 ................................................................................... 15 垂直進給機構布局設計 ...................................................................................... 15 磨削力的計算 ...................................................................................................... 16 滾珠絲杠副設計 .................................................................................................. 18 滾珠絲杠副設計使用中應注意的問題 .................................................. 18 滾珠絲杠副設計步驟 .............................................................................. 19 滾珠絲杠副驅動電機的選擇 .............................................................................. 27 驅動電機功率計算 ................................................................................... 27 驅動電機 轉矩計算 ................................................................................... 27 驅動電機負載轉動慣量計算 ................................................................... 28 電機的選擇 ............................................................................................... 29 聯(lián)軸器的選擇 ....................................................................................................... 29 計算轉矩 .................................................................................................. 29 型號選擇 .................................................................................................. 30 聯(lián)軸器的校核 .......................................................................................... 30 第五章 磨床立柱的設計 ............................................................................................. 30 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） iv 磨床立 柱簡介 ...................................................................................................... 31 立柱的受力情況 .................................................................................................. 31 立柱工作過程概述 .............................................................................................. 31 立柱的設計 .......................................................................................................... 31 第六章 硬件電路的設計 ..................................................