【正文】 .............................................30 工序的組合 ........................................................32 加工余量的確定 ....................................................33 夾具設(shè)計(jì) ..............................................................41 加工工藝孔 Φ25 夾具的設(shè)計(jì) .........................................41 加工 Φ8H7 孔的夾具設(shè)計(jì) ............................................42 零件的加工工藝分析 ................................................43 定位夾緊方案的確定 ................................................43 銑夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................437 結(jié)論與展望 ..............................................................45VII 結(jié)論 ..................................................................45 展望 ..................................................................45致 謝 .....................................................................47參考文獻(xiàn) ...................................................................48VIII數(shù)控?zé)o心磨床砂輪修整器及鉆床夾具設(shè)計(jì)11 緒論 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目數(shù)控?zé)o心磨床設(shè)計(jì)及砂輪修整器設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的本課題旨在讓學(xué)生綜合運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)數(shù)控?zé)o心磨床，樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。此外，要求學(xué)生跟隨指導(dǎo)老師和研究生參與部分科學(xué)研究，進(jìn)行磨削溫度的測(cè)試實(shí)驗(yàn)并撰寫(xiě)科研報(bào)告。（1）查閱國(guó)內(nèi)外磨床相關(guān)資料，確定磨床總體布局中各部件（如砂輪架、頭架和尾架等）尺寸；（2）檢驗(yàn)主軸前端擾度，確保主軸剛度；（3）砂輪架采用靜動(dòng)壓軸承以提高旋轉(zhuǎn)精度，增強(qiáng)抗振性，延長(zhǎng)軸承的使用壽命；（4）采用皮帶和花鍵副帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，減少主軸變形，使載荷分布均勻；（5）采用 Auto CAD 繪制裝配圖和零件圖；（6）參看液壓工程方面的資料，設(shè)計(jì)磨床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；（7）參考磨削溫度測(cè)試研究論文，認(rèn)真、虛心向指導(dǎo)老師和研究生學(xué)習(xí)，進(jìn)行大量的磨削溫度的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。磨床種類(lèi)很多，主要有：外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床和用來(lái)磨削特定表面和工件的專(zhuān)門(mén)化磨床，如花鍵軸磨床、凸輪軸磨床、曲軸磨床等 [2]。此外，還有以柔性砂帶為切削工具的砂帶磨床，以油石和研磨劑為切削工具的精磨磨床等。 磨床的用途磨床可以加工各種表面，如內(nèi)、外圓柱面和圓錐面、平面、漸開(kāi)線齒廓面、螺旋面以及各種成形表面。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械零件的精度和表面質(zhì)量要求越來(lái)越高，各種高硬度材料的應(yīng)用日益增多。高速磨削和強(qiáng)力磨削，進(jìn)一步提高了磨削效率。它在金屬切削機(jī)床所占的比重不斷上升。數(shù)控?zé)o心磨床砂輪修整器及鉆床夾具設(shè)計(jì)3據(jù) 1997 年歐洲機(jī)床展覽會(huì)(EMO)的調(diào)查數(shù)據(jù)表明， 25%的企業(yè)認(rèn)為磨削是他們應(yīng)用的最主要的加工技術(shù)，車(chē)削只占 23%， 鉆削占 22%，其它占 8%；而磨床在企業(yè)中占機(jī)床的比例高達(dá) 42%，車(chē)床占 23%，銑床占 22%，鉆床占 14%[3]。但是要實(shí)現(xiàn)精密磨削加工，則所用的磨床就應(yīng)該滿(mǎn)足以下幾個(gè)基本要求： 。主軸軸承可采用液體靜壓軸承、短三塊瓦或長(zhǎng)三塊瓦油膜軸承，整體度油楔式動(dòng)壓軸承及動(dòng)靜壓組合軸承等。主軸的徑向圓跳動(dòng)一般應(yīng)小于 1um，軸向圓跳動(dòng)應(yīng)限制在 2—3um 以?xún)?nèi)。 由于砂輪的修整導(dǎo)程要求 10—15mm/min，因此工作臺(tái)必須低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，要求無(wú)爬行和無(wú)沖擊現(xiàn)象并能平穩(wěn)工作。 精密磨削時(shí)如果產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)對(duì)加工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響。 外圓磨削和端面外圓磨床在外圓磨削過(guò)程中，工件是安裝在兩頂尖的中心之間，砂輪旋轉(zhuǎn)是引起切削旋轉(zhuǎn)的主要來(lái)源和原因。事實(shí)上，外圓磨削可以通過(guò)其他以下幾種方法來(lái)實(shí)施：（1）傳遞方法：在這種方法中，磨削砂輪和工件旋轉(zhuǎn)以及徑向進(jìn)給都應(yīng)滿(mǎn)足所有的整個(gè)長(zhǎng)度，切削的深度是由磨削砂輪到工件的縱向進(jìn)給來(lái)調(diào)整的。圖 橫磨法磨外圓江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文4圖 縱磨法磨外圓（3）整塊深度切削方法：除了在磨削過(guò)程中，要進(jìn)行間隙調(diào)整外，這種方法與傳遞方法很相似，同時(shí)這種方法具有代表性，除了磨削短而粗的軸。它的特點(diǎn)如下（1）這種磨床的布局形成和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系與外圓磨床相似，只是砂輪架與頭架，尾架中心連線傾斜一角度（通常 10176。 ，176。 45176。為避免砂輪架與工件或尾架相碰，砂輪安裝在砂輪架的右邊，從斜向切入，一次磨削工件外圓和端面。由定程裝置或自動(dòng)測(cè)量控制工件尺寸。圖 砂輪架與頭架，尾架中心連線傾斜一角度 磨床的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)隨著機(jī)械產(chǎn)品精度、可靠性和壽命的要求不斷提高以及新型材料的應(yīng)用增多，磨削數(shù)控?zé)o心磨床砂輪修整器及鉆床夾具設(shè)計(jì)5加工技術(shù)正朝著超硬度磨料磨具、開(kāi)發(fā)精密及超精密磨削（從微米、亞微米磨削向納米磨削發(fā)展）和研制高精度、高剛度、多軸的自動(dòng)化磨床等方向發(fā)展 [4]，如用于超精密磨削的樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪的金剛石磨粒平均半徑可小至 4μm、磨削精度高達(dá) ；使用電主軸單元可使砂輪線速度高達(dá) 400m/s，但這樣的線速度一般僅用于實(shí)驗(yàn)室，實(shí)際生產(chǎn)中常用的砂輪線速度為 40－60m/s；從精度上看，定位精度＜2μm ，重復(fù)定位精度≤177。北京第二機(jī)床廠引進(jìn)日本豐田工機(jī)公司先進(jìn)技術(shù)并與之合作生產(chǎn)的 GA（P）62－63數(shù)控外圓/數(shù)控端面外圓磨床，砂輪架采用原裝進(jìn)口，砂輪線速度可達(dá) 60m/s，砂輪架主軸采用高剛性動(dòng)靜壓軸承提高旋轉(zhuǎn)精度，采用日本豐田工機(jī)公司 GC32－ECNC 磨床專(zhuān)用數(shù)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)二軸（X 和 Z）到四軸（X、Z、U 和 W）控制。大量的工業(yè)清洗機(jī)和切削液處理機(jī)系統(tǒng)反映現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)環(huán)保越來(lái)越高的要求。 磨床總體布局設(shè)計(jì) 加工零件帶軸肩的多臺(tái)階軸，精度 IT7 以下，材料 45，40cr，球墨鑄鐵等； 初步估計(jì)組成部分；； c 頭架； d 尾架；e 砂輪架；f 修整器；g 測(cè)量裝置；h 砂輪進(jìn)給電機(jī)；I 修整器進(jìn)給電機(jī)； j 電器框；k 工作臺(tái)進(jìn)給電機(jī)；l 工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)；m 潤(rùn)滑冷卻裝置；n 數(shù)控裝置； 總體布局初步設(shè)計(jì) 型床身；； 10176。角； ；（金剛石滾輪） ，采用 MARPPOS 公司軸向，徑向測(cè)量?jī)x，配用該公司 E5 數(shù)控框（如圖 3－1 所示）來(lái)控制軸向尺寸，徑向尺寸，測(cè)量?jī)x布置在橫梁上；數(shù)控?zé)o心磨床砂輪修整器及鉆床夾具設(shè)計(jì)7圖 E5 數(shù)控框X 軸：砂輪架進(jìn)給 Y 軸：修整器進(jìn)給Z 軸：工作臺(tái)移動(dòng) W 軸：工件旋轉(zhuǎn)各軸采用交流伺服電機(jī)，通過(guò)精密無(wú)間隙彈性連軸器直接與滾珠絲桿相連；（減小熱變形，簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，便于維修） ；；； 縱向與橫向尺寸的確定①工件最大長(zhǎng)度 ；1750lm?②頭架長(zhǎng)度 ；24③尾架長(zhǎng)度 ；3l④上臺(tái)面長(zhǎng)度 ；41230(2~4)160l m??⑤下臺(tái)面長(zhǎng)度 ；??54%l??⑥床身長(zhǎng)度 ；615l⑦后床身長(zhǎng)度 （考慮砂輪架和修整器大小按經(jīng)驗(yàn)給定） ；70lm⑧整個(gè)床身寬度 （視覺(jué)效果） ；8⑨砂輪架中心與機(jī)床床身對(duì)稱(chēng)線相距 0231ll??江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文8圖 磨床縱向尺寸1）畫(huà)出橫向尺寸床身的 V 型導(dǎo)軌作為橫向尺寸的基準(zhǔn)，畫(huà)出床身的平面導(dǎo)軌作為高度尺寸的基準(zhǔn)線，根據(jù)確定的工作臺(tái)參數(shù)，導(dǎo)軌參數(shù) B1’，B2’中心畫(huà)出左視圖2）確定上，下工作臺(tái)厚度和寬度（1）厚度：用類(lèi)比法上工作臺(tái) 中心 （3－1）　??~.339。hl?（3－2）為工作臺(tái)導(dǎo)軌的中心距，工作臺(tái)導(dǎo)軌選用 80 75 25039。h?= 250=95mm2（2）寬度 4539。 /6B??∵ 　 ∴5570B數(shù)控?zé)o心磨床砂輪修整器及鉆床夾具設(shè)計(jì)92507390Bm???工 作 臺(tái)3）確定頭，尾架頂尖中心位置頂尖中心安排在 V 型導(dǎo)軌的中心線上，這樣有利于磨削最小直徑工件的，砂輪架趨近于工作臺(tái)不致相碰。4）確定頭尾架頂尖中心至床身底面的高度 H1左右 [1]10~H?根據(jù)工人身高，經(jīng)驗(yàn)。/*50Bl?5）6）確定機(jī)床總高 H （3—2h?頭 架 測(cè) 量 儀6） ?所以 H 取 2022mm。圖 砂輪架的導(dǎo)軌（2）砂輪架橫向行程長(zhǎng)度 l橫江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文10 ??~2lss???橫 絲 桿 快 速 快 速（3－7）式中 為砂輪架快速進(jìn)退的行程，一般取 。快 速 60~15m1m ????max/2//2/sDD??砂 砂 in絲 桿 工 件 工 件 min（3－8） ?750/3/50//??安全系數(shù)取 足夠（ 取 373） （3—??橫 l橫9）（3）砂輪架高度和長(zhǎng)度砂輪架箱體導(dǎo)軌的高度 h3，砂輪底板滑臺(tái)高度 h4，砂輪中心距砂輪底面高度 h5，與后床身頂面至平導(dǎo)軌的高度 h0，為避免上，下工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)與箱體相碰，安裝在后床身上的墊板頂面需低于上下工作臺(tái)的頂面，同時(shí)考慮橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)穿過(guò)床身的位置等，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)① 取610~5hm?6130h?②砂輪架中心距后床身頂面 （3—712697485Hm????10）③砂輪架底座安裝修整器，內(nèi)有傳動(dòng)絲桿取 40hm?④后床身進(jìn)給導(dǎo)軌內(nèi)裝絲桿取 319 （3—5734h?11） 820?175?數(shù)控?zé)o心磨床砂輪修整器及鉆床夾具設(shè)計(jì)11圖 砂輪架的高度和寬度⑤砂輪架底板長(zhǎng)度 ：9l （3—9l??~2?中 心12） .*07?∴ 取 =900mm9l⑥砂輪架導(dǎo)軌長(zhǎng)度 （3—??1095~80ll??橫13） 37m?∴取 1035l?（4）砂輪架主軸電機(jī)的選擇①用類(lèi)比法，砂輪架主軸電機(jī)的功率取 15kw；②計(jì)算法 N??切電 空（3－14） ??*~.ZPV???砂取 15KWN?電 頭架相關(guān)尺寸的確定①長(zhǎng)，寬，高：440 400 411mm[1]?②主軸錐孔：莫氏 5錐孔③中心高： max/2HD??江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文12（3－15） ??320/~35??189m通過(guò)以上計(jì)算頭架中心高取 180mm ④主軸轉(zhuǎn)速 ??/6*04~?砂（3－16）取 40/Is?m716in30axr?in2/IV?⑤交流伺服電機(jī)選擇用類(lèi)比法，交流伺服電機(jī)選擇 IFT5076DA(D1 18NM)電機(jī)砂輪磨削工件需要的功率 ??max150*324./ZFrNms??工 件最 大 磨 削 力（3－17）交流伺服電機(jī)通過(guò) 20/38 的雙楔齒輪帶傳遞給工件，即 418/2./Nsl??實(shí) ∴合格⑥主軸不旋轉(zhuǎn)，主軸靠撥盤(pán)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn) 尾架相關(guān)尺寸的確定①5莫氏錐孔②中心高 180mm，臺(tái)面傾斜 10176。傾斜 10176。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于互鎖裝置，使起無(wú)效。Ⅲ 修整器導(dǎo)軌：折疊式江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文143 部件設(shè)計(jì)（砂輪修整器設(shè)計(jì)） 砂輪修整器設(shè)計(jì)的基本要求砂輪修整器是磨床上用來(lái)帶動(dòng)砂輪作高速旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，主要由傳動(dòng)部件和主軸軸承部分組成，主軸與軸承是砂輪的主要組成部分，因此對(duì)砂輪設(shè)計(jì)提出的基本要求也是針對(duì)主軸軸承部分的。