0128-内冷式砂轮的机床附件结构设计及工艺设计0128-内冷式砂轮的机床附件结构设计及工艺设计

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0128 内冷式 砂轮 机床附件 结构设计 工艺 设计
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产品型号零(部)件图号6 号号 共 1 页 四川理工学院机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品名称卡盘卡盘零(部)件名称卡盘卡盘第 页 材料牌号45毛坯种类 金属型锻金属型锻 造造 毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数备 注 工 时工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备准 终 单 件 10落料准 备 20锻模锻,外圆150。锻 造 30热正火热 处 理 40粗车 以外圆150 定位,粗车105 外圆,长度 80  金 工 C6140 型车床,三爪卡盘, 粗车127 的外圆,长度为 14,留余量 2 金 工 C6140 型车床 50粗车 车螺纹 M105×2,长度 40,并割槽 3×3×45o 金 工 C6140 型车床 车螺纹 M87×2.并割内槽 金 工 C6140 型车床 60粗车 调转装夹,车90 的孔,长度为 12。 金 工 C6140 型车床,三爪卡盘, 70粗车 粗车锥度为 1:5 的孔 金 工 80车 钻6 的锥度为 1:3 的孔。 金 工 ZP2102 台式钻床,6 钻头 90半精 车 车127 至  0 1 127 金 工 C616 车床,偏刀, ,车150 至, 0 0.025 150 金 工 C616 车床,偏刀 车锥度 1:5 的孔 金 工 C616 车床,偏刀 100检验按图样要求检验。检 110入库上油包装。 产品型号零(部)件图号4 号号 共 1 页 四川理工学院机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品名称套筒套筒零(部)件名称套筒套筒第 页 材料牌号45毛坯种类 金属型锻金属型锻 造造 毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数备 注 工 时工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备准 终 单 件 10落料准 备 20锻模锻,外圆95,内孔79,长度为 70。锻 造 30热正火 HBS195。热 处 理 40粗车 加工外圆,均留余量 1.5,长度留余量 2,内孔79 留加 工余量 2,长度为 70。 金 工 C6140 型车床,三爪卡盘, 50半精 车 三爪卡盘内孔79 定位夹紧,车91 的外圆至图 样尺寸,长度为 11,外圆割槽 2×2。 金 工 C6140 型车床,三爪卡盘, 60半精 车 调头装夹,车95 的外圆至图样尺寸,长度为 50。 金 工 C616 车床,偏刀 70半精 车 车台阶 5×8。夹95 的外圆,内割槽 2×2,螺 纹 M79×2-6H,并倒角。 金 工 C616 车床,三爪卡盘,偏刀 80磨 内孔79。 M1432A 90检验按图样要求检验。检 100入库上油包装。 产品型号零(部)件图号3 号号 共 1 页 四川理工学院机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品名称输液管件输液管件零(部)件名称输液管件输液管件第 页 材料牌号45毛坯种类 金属型锻金属型锻 造造 毛坯外型尺寸117mm每毛坯可制件数每 台 件 数备 注 工 时工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备准 终 单 件 10划线在毛坯一端划中心孔线 20钳按线钻14 的中心孔 30粗车以中心孔定位,一顶一夹,粗车外圆17,长度为 95, 粗车外圆10,留余量 1。 金 工 C6140 型车床,三爪卡盘,偏刀 40粗车 夹17 的外圆,钻孔10,车 40 的外圆,粗车 1:10 圆锥,车沉割槽 1×1(三处) 。 金 工 C6140 型车床,三爪卡盘,偏刀 50粗车钻外圆上下两对端 6 的孔。金 工 C6140 型车床,三爪卡盘, 60半精 车 车外圆17,为 3.2。车14 的外圆及割槽,车 a R 10 的外圆。长度为 12。 金 工 C616 车床,偏刀 70精车 车外圆10 尺寸为为 1.6,并倒角,至图样。 0.100 0.130 10 a R 金 工 C616 车床,三爪卡盘,偏刀 80检验按图样要求检验。检 90入库上油包装。 产品型号零(部)件图号8 号号 共 1 页 四川理工学院机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品名称防护罩防护罩零(部)件名称防护罩防护罩第 页 材料牌号45毛坯种类 金属型锻金属型锻 造造 毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数备 注 工 时工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备准 终 单 件 10焊接焊接各部分零件块。 20车钻 3×M8 的孔。钻 4×10 的孔。金 工 C6140 30漆 非加工表面上底漆。 40检验按图样要求检验。检 50入库上油包装。 毕业设计(论文)开题报告毕业设计(论文)开题报告 设计(论文)名称内冷式砂轮的机床附件结构设计及工艺设计 设计(论文)类型 B 指导教师张捷 学生 姓名 学号系、专业、班级 一、选题依据:(简述研究现状或生产需求情况,说明该设计(论文)目的意义。 ) 磨削加工是机械加工行业目前获得精度零件表面的主要方法,磨削加工质量的好坏直接影 响到零件的质量和使用,而磨削加工过程的质量控制又十分复杂,影响因素众多,特别是磨削 热,磨削温度的影响尤为重要。众所周知,磨削区局部瞬时温度高达 1000 度左右,容易引起工 件的烧伤,变形和裂纹。因而成为限制磨削效率并影响磨削质量的一个关键因素。在磨削过程 中使用磨削液对减少磨削热,降低磨削温度具有很重要的作用。但由于磨削过程的特殊性,磨 削过程中磨削液并不能很好地进入磨削区,因而达不到减少磨削热,降低磨削温度的作用,而 采用内冷式砂轮磨削,即由砂轮内部向外喷冷却液,使其由磨削区向外流动,润滑冷却效果更 佳。 通过对内冷式砂轮磨削机理进行研究,初步设计内冷式砂轮结构,探讨砂轮的制作工艺, 对使用内冷式砂轮的机床进行福建结构设计和工艺设计,使其能够将四年所学知识融会贯通, 也使其在设计过程中不断学习一些新知识。同时,为即将步入工作岗位,作为机械设计制造技 术人员从事机械设计制造工作打下一定基础。通过毕业设计环节,培养查找资料,分析问题, 解决问题的能力,使其养成认真仔细,精益求精的科学工作习惯。 二、设计(论文研究)思路及工作方法 在确定基本指标后,就进一步确定内冷式砂轮的机床的冷却系统形式,确定冷却液进入磨 削区的管道设计和与砂轮的结合问题。然后进行计算,接着进行方案设计,同时确定机床其他 附件的结构尺寸及强度校核,完成总体布置设计。 设计首先查阅资料,学习与设计产品有关的基础知识,掌握内冷式砂轮的制作工艺和工作 原理。在结构设计后进行计算,同时确定主要结构形式,此过程需反复进行,以得到最简单、 轻便、美观的产品。最后整理进行图纸设计,整理设计计算说明书。 三、设计(论文研究)任务完成的阶段内容及时间安排。 1、 查阅资料,学习与设计产品有关的基本知识。 3 月 5 日—3 月 20 日 2、 完成机床附件结构设计,确定主要结构形式 3 月 21 日—4 月 10 日 3、 进行图纸设计 4 月 10 日—5 月 16 日 4、完成指定零件的工艺设计及工装设计 5 月 17 日—5 月 21 日 5、 完成设计计算说明书的编写 5 月 21 日—5 月 28 日 6、 设计图纸和说明书校对 5 月 29 日—6 月 4 日 指导教 师意见 指导教师签字: 年 月 日 难度分量综合训练程度 教研室 毕业设 计(论 文)工 作组审 核意见 教研室主任: 年 月 日 设计(论文)类型:A—理论研究;B—应用研究;C—软件设计;D-其它等。 毕毕 业业 设设 计(论计(论 文)说文)说 明明 书书 题 目 内冷式砂轮的机床附件 机构设计及工艺设计 毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目: 内冷式砂轮的机床附件结构设计及工艺设计 1. 毕业设计(论文)的主要内容及基本要求 (1).查阅和搜集设计资料 (2).完成机床附件结构草图设计,确定主要结构形式 (3).进行图纸设计 (4).完成指定零件的工艺及工装设计 (5).编写设计说明书 2. 指定查阅的主要参考文献及说明 (1)上海机床厂七二一工人大. 磨床设计制造[M].上海: 上海科学技术出版社, 1972.7 (2)上海纺织工学院,哈尔滨工业大学,天津大学.机床设计图册[M].上海: 上海科学 技术出版社,1979.12 (3)张捷.机械制造技术基础[M].成都:西南交通大学出版社,2005.12 3. 进度安排 设计(论文)各阶段名称起 止 日 期 1 查阅和搜集设计资料 2 完成机床附件结构草图设计,确定主要结构形式 3 进行图纸设计 4 完成指定零件的工艺及工装设计,编写设计说明书 5 准备毕业答辩 第 3 页 共 53 页 摘 要 本文分析了磨床的各种知识及国内外的磨床冷却方式,并在此基础上加以改进, 自行研究并设计了内冷式磨床的冷却装置及其机床附件结构。提出了解决冷却液进入 磨削区域的问题,并设计了方案。文章对零部件的加工工艺进行了分析及其指定的零 件的工装设计,对冷却液进行了分析并对其他各种机床的防护装置进行了分析,从中 加以总结。文文章为内冷式磨床的研制整合了一套有效的结构方案分析改进方法。 关键词:内冷式磨床; 第 4 页 共 53 页 ABSTRAC This article has analyzed grinder each kind of knowledge and the domestic and foreign grinders coolant conditions, and performs in this foundation to improve, voluntarily studied and has designed in the cold grinder cooling system and its the engine bed appendix structure .Proposed the solution refrigerant enters rubs truncates the region the question, and has designed the plan. The article has carried on the components work clothes design to the spare part processing craft which analyzes and its assigns, has carried on the analysis to there frigerant and has carried on the analysis to other each kind offen gine bed protective equipment, performs to summarize. Artic learticle for an in cold grinder development conformity set of effectives structures plans analysis improvement method. Key word: In cold grinder; 第 5 页 共 53 页 目目 录录 摘摘 要要.3 ABSTRAC .4 目目 录录.5 第一章第一章 前前 言言.7 第二章第二章 磨削基本知识磨削基本知识.8 2.12.1 磨削概念磨削概念8 2.22.2 磨削方法磨削方法10 第三章第三章 磨床简介及发展概况磨床简介及发展概况.14 3.13.1 磨床简介磨床简介14 3.23.2 磨床发展概况磨床发展概况15 第四章第四章 磨床技术参数的确定磨床技术参数的确定.16 4.14.1 磨床的系列磨床的系列17 4.24.2 选用的磨床参数选用的磨床参数20 第五章第五章主要附件结构设计主要附件结构设计.22 5.15.1 砂轮架概述砂轮架概述22 5.25.2 砂轮架设计砂轮架设计22 5.35.3左左/右卡板的分右卡板的分析析及加工工艺及加工工艺.24 5.3.1 零件工艺分析25 5.3.2 工艺过程分析26 5.45.4 输液管件的分析及加工工艺输液管件的分析及加工工艺26 5.4.1 零件工艺分析27 5.4.2 工艺过程分析27 5.55.5自制腔体设计及加工工艺自制腔体设计及加工工艺28 5.5.1 零件工艺分析29 5.5.2 工艺过程分析30 5.65.6 卡盘卡盘/ /固定螺母的设计及加工工艺固定螺母的设计及加工工艺31 5.6.1 零件工艺分析32 5.75.7防护罩及防护罩及挡板的设挡板的设计及加工工艺计及加工工艺34 5.7.1 零件工艺及其过程分析34 第六章第六章防护装置与冷却装置防护装置与冷却装置.36 6.16.1 防护装置防护装置36 6.2 冷却装置冷却装置.39 6.36.3 磨削液的分析磨削液的分析45 第七章第七章 夹具的设计夹具的设计.47 7.17.1 问题的提出问题的提出.47 7.1.1 定位基准的选择47 7.1.2 夹紧面的选择47 7.27.2 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算48 7.37.3 定位误差的分析定位误差的分析49 7.47.4 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明49 第 6 页 共 53 页 第八章第八章 结结 论论.50 8.18.1 小结小结50 参参 考考 文文 献献.51 致致 谢谢.52 第 7 页 共 53 页 第一章 前 言 磨床是金属切削机床的一种。大家知道,金属切削机床中刀具与工件之间的相对 运动是一对基本矛盾,而机床是它们相互斗争,相互联结的矛盾统一体。在切削过程 中,刀具和工件之间经过不断的斗争,刀具刃口从工件表面切除一层金属,使被切工 件的表面达到预定的技术要求(尺寸大小、几何精度、表面光洁度等)。磨床是以磨具 (它由无数微小磨粒粘结成不规则的“刀群” ,如砂轮、砂瓦、油石、砂带等)作为刀具 来加工工件表面的,因此,它具有其他机床加工时所没有的特殊点,主要有: (1) 磨床的磨具(砂轮)相对于工件作高速旋转运动。 (2) 它能使工件表面获得很高的精度和光洁度。 (3) 它能加工表面硬度很高的金属和非金属材料朗工件。 (4) 易于自动化和组成自动线,进行高效率生产。 由于磨床具有上述一些特点,因而它的使用范围较其他切削机床广泛。以陶土为结合 剂与天然磨料结合的可高速旋转的砂轮,加速了磨削加工的发展,磨床逐步成为金属 切削机床的一个重要组成部分。 磨削加工是指用磨料类切除材料的加工方法,根据工艺目的和要求不同,磨削加 工已发展为多种形式的加工工艺。通常按工具类型进行分类,可分为使用固定磨粒的 和游离的两大类。各种加工形式的用途、工作原理和加工运动情况有相当大的差别, 但都存在摩搽、微切削和表面化学反应等现象,只是形式和程度不同而已。磨削加工 是机械加工行业目前获得精度零件表面的主要方法,磨削加工质量的好坏直接影响到 零件的质量和使用,而磨削加工过程的质量控制又十分复杂,影响因素众多,特别是 磨削热,磨削温度的影响尤为重要。众所周知,磨削区局部瞬时温度高达 1000 度左右, 容易引起工件的烧伤,变形和裂纹。因而成为限制磨削效率并影响磨削质量的一个关 键因素。在磨削过程中使用磨削液对减少磨削热,降低磨削温度具有很重要的作用。 但由于磨削过程的特殊性,磨削过程中磨削液并不能很好地进入磨削区,因而达不到 减少磨削热,降低磨削温度的作用,而采用内冷式砂轮磨削,即由砂轮内部向外喷冷 却液,使其由磨削区向外流动,润滑冷却效果更佳。 利用砂轮的的多孔性,从砂轮中心供给磨削液,通过砂轮内孔或侧面进入砂轮体 内,利用砂轮旋转时的离心作用,将磨削液通过砂轮上的气孔甩出,这样能有效的将 磨削液送入磨削区内。在重负荷磨削,内孔磨削及其磨削耐热钢和高温合金等难磨削 的材料时,采用内冷式效果较好。然而,由于砂轮气孔比较小,磨削液必须经过精密 第 8 页 共 53 页 过滤,以免磨削液中的杂质将砂轮气孔堵塞。此外,砂轮整个周边都甩出磨削液,必 须解决油雾问题。此方法正待研究,生产尚待研究改进。 本次设计主要依据 MM7132A 型精密卧轴矩台平面磨床而改进,使原有的外冷装置 改为内冷式砂轮。该机床主要是用砂轮周边磨削平面,也可以用砂轮的端面磨削槽和 凸缘的侧面。 通过对内冷式砂轮磨削机理进行研究,初步对使用内冷式砂轮的机床进行附件结 构设计和工艺设计,使其能够将四年所学知识融会贯通,也使其在设计过程中不断学 习一些新知识。同时,为即将步入工作岗位,作为机械设计制造技术人员从事机械设 计制造工作打下一定基础。通过此次毕业设计环节,培养查找资料,分析问题,解决 问题的能力,使其养成认真仔细,精益求精的科学工作习惯。 限于编写者的水平和时间仓促,难免有不足,缺点和错误之处,敬请老师和同学 们批评和指正。 第二章 磨削基本知识 磨削就是用砂轮对工件表面进行切削加工,是机器零件精密加工的主要方法之一。 磨削用的砂轮是由许多细小而且极硬的磨粒用结合剂粘结而成。将砂轮放大,可 以看到在砂轮表面上杂乱地分布着很多尖棱多角的颗粒——磨粒。这些锋利的磨粒类 似于铣刀的刀刃,磨削就是以这些磨粒为刀刃,在砂轮的高速旋转下,切入工件表面。 所以磨削的实质是多刀多刃的高速微量切削过程。 磨削每次磨去的金属较薄,主要用于精加工。磨削不仅能加工普通的金属,如: 碳钢,及其一些有色金属和非有色金属材料,而且还可以加工硬度很高的材料,如: 淬火钢,各种切削用刀具及其陶瓷。这些材料用金属刀具很难加工,有的甚至根本不 能加工,这是磨削加工的特点之一。 第 9 页 共 53 页 2.1 磨削概念 我们介绍了磨削与其它金属切削(车、铣、刨、钻等)有不少相似之处,也有不同 的地方,即磨削特殊的本质。我们的任务是设计磨床,因此首先需要认识磨削过程的 特点。了解它、掌握它,采取相应的措施,更好地完成设计任务。下面就来具体分析 磨削过程的一些特点: (1) 在磨削过程中,由于砂轮以很高的速度旋转,离心力很大,若砂轮的质量不 好或安装不妥,易造成砂轮碎裂产生事故,必须特别引起重视,因此在设计时要考虑 可靠的防护设备。工件在磨削过程中,往往由于砂轮结构不均匀,引起砂轮高速旋转 的不平衡,产生振动,影响工件表面质量和机床的使用寿命,严重时也会引起砂轮碎 裂。因此,各种磨床必须具备砂轮的平衡措施。 (2) 砂轮具有自锐的性能,所谓“自锐性”,就是磨粒磨钝后在磨削力的作用下, 自行破碎并从砂轮工作发面上脱落下来,露出新的磨粒,使磨削加工能继续正常进行。 但由于磨削过程很复杂,如磨屑、破碎了的小磨粒以及结合剂等,会塞住砂轮的孔隙, 使砂轮切削性能降低,严重的甚至可能使砂轮工作表面被破坏,特别对表面光洁度要 求较高及保证有正确形状的工件(如螺纹、齿轮等)。因此单纯靠砂轮自锐还不能满足 要求,还必须靠人工进行修整,所以应具备砂轮修整器。 (3) 在磨削过程中,由于磨削速度很高,磨粒和被加工工件之间的摩擦大,以及 工件材料塑性变形的结果,会产生大量的切削热,其温度可达 1000 度以上,这超过一 般碳钢的相变温度,甚至接近钢的熔化温度,并使剧热的磨屑被砂轮“刀齿”带走, 在空气中与氧接触发生氧化作用.产生常见的火花。 在这样高的温度作用下,会使工件材料的性能和硬度改变,影响质量。同时工件 的内部和表面有很大的温差,特别是对导热性能较差的材料,温差更大,将产生磨削 应力。可能使工件发生裂纹。 因此,为了减少摩擦,带走热量,降低磨削温度,及时冲掉磨屑,使其不粘附在 砂轮的表面上,以提高表面质量,在设计磨床时必须考虑具有较好的冷却装置。 (4) 砂轮上的磨粒形成的“刀齿”,多半是负前角和小后角。且其刃口又非绝对 尖锐,所以工件表面产生很大的变形和摩擦,特别是磨粒变钝、磨削很薄、负前角大 时,金属变形更加严重,这样使被加工工件表面产生硬化现象。 磨削过程中产生的磨削力(用 P 来表示总的磨削力),它又可分解为三个彼此相互 垂直的分力(图 2--1)。 第一个分力叫切向力,它作用于工件的切线方向,是决定砂轮切削功率的依据, 第 10 页 共 53 页 以 Pz 表示。 第二个分力叫径向力,它是沿着砂轮(或工件)半径方向的作用力,以 Py 表示。 第三个分力叫轴向力,它是沿着工件轴线方向的作用力,以 Px 表示。 图 2--1 磨削力分解图 由于“刀齿”是负前角,所以磨削过程中工件受到很大的径向力 Py 的作用,使工 件发生弯曲,影响工件的精度,特别是磨削细长的工件造成直径误差更大,因此在设 计磨削圆柱类工件的磨床时,不能忽视中心架的问题。 2.2 磨削方法 我们知道磨床的种类很多,磨削形式也不少,有外圆磨、内圆磨、无心磨、平面 磨、螺纹磨、齿轮磨等等。尽管磨削形式多种多样,加工工件表面形状不一,但以砂 轮工作发面来分,基本上可分为下列三种磨削方法: (1) 周边磨削; (2) 端面磨削; (3) 成形磨削。 表 1 就是按上述分类方法介绍几种常见的磨削形式、运动关系及其特点。除了表 l 中所介绍的磨削方式外,还有外圆切入、切向磨削、行星内圆磨削等等,这里不再一 一列举了。 第 11 页 共 53 页 表 2-1 常见的磨削形式分类表 磨削方法简 图砂轮运动工件运动说明 1. 旋转 2. 横进给 1.旋转 2.纵向往复 移动 1.旋转 2.横进给 旋转 旋转 由导轮带动 旋转,并轴 向移动。 导轮 旋转 周 边 磨 削 1. 旋转 2. 横进给 3. 纵向往 复移动 旋转 第 12 页 共 53 页 磨削方法简 图砂轮运动工件运动说明 周 边 磨 削 1. 旋转 2.垂直进给 3.横进给 纵向往复运 动 1.旋转 2.垂直进给 旋转 旋转 1. 自转 2. 沿导向板 移动 端 面 磨 削 1.旋转 2.轴向进给 纵向往复移 动 第 13 页 共 53 页 磨削方法简 图砂轮运动工件运动说明 旋 转 1. 旋转 2. 进给 1. 旋转 2. 垂直进给 1. 纵向往复 移动 2. 分度 1. 旋转 2. 横进给 1. 旋转 2. 纵向移动 工件 旋转 和纵 向移 动保 持一 定关 系 成 形 磨 削 1. 旋转 2. 往复移动 分度 必须指出,表 2-1 中所举的磨削形式分类,也不是一成不变的,还要根据具体条 第 14 页 共 53 页 件决定。如表 1 中将花键磨削列入成形磨削一类里,但由于花键形状不同,要求也不 一样,而且各厂根据设备条件和加工习惯所采用的方法也不同,可以用端面磨削,也 可以用周边磨削,又如齿轮磨削的方法很多,可分展成法和成形法,一般都采用展成 法来完成,很少采用形法。 随着科学技术和生产的发展,为了提高磨削精度和生产率,新的磨削方法不断涌 现。 第三章 磨床简介及发展概况 磨床分为有外圆磨床,内圆磨床,平面磨床,无心磨床,工具磨床等。磨床的 品种在机床中占有较大的比例。作为初学机床设计者来讲,当然不可能把所有类型的 磨床都搞清楚,但对常见几类磨床的外形、布局、用途、运动关系及特点等,又必须 有个初步了解。这样,在进行具体设计时,能够做到胸中有数,建立一个比较完整的 概念,做到手中有典型,开阔设计思路。 3.1 磨床简介 磨床作为金属切削机床的一种,尽管它的品种很多,要求不一,用途各异,但同 车床、钻床、镗床、铣床、刨床等机床一样,都是由原动机(电动机、液动机等)通过 机械、光电、液压、气压传动机构使工件和刀具间实现所需要的运动。磨床也是通常 由电动机、油泵——发动部分,通过机械、电气、液压传动——传动部分,带动工件 和砂轮相对运动——工作部分组成。整台磨床是这样,砂轮架、头架、尾架等一些基 本部件,也是由不同质的三个部外组成,因此,了解磨床就应从这里着手。下面我们 选择一些较有代表性的几类磨床,配合外形照片和磨削工作图,简要的讲述它们的用 途、分类、布局、运动关系及结构特点等。 我们选择一些常见的比较典型的磨床,列于表 2-2 分别介绍说明如下: 第 15 页 共 53 页 表 2-2 常见的典型磨床 类 别组 别机 床 名 称 M1432A 外圆磨床 外圆磨床 M1380 外圆磨床 无心磨床MZ106 无心磨床 端面外圆磨床MB1632 端面外圆磨床 内圆磨床MZ208 内圆磨床 M7150A 卧轴矩台平面磨床 MM7132 卧轴矩台平面磨床平面磨床 MM7475B 立轴圆台平面磨床 双端面磨床MZA7675 卧轴双端面磨床 导轨磨床MM52125 导轨磨床 M82100 曲轴磨床 H109 半自动曲轴磨床 H090 凸轮磨床 MG8440A 轧辊磨床 M84100 轧辊磨床 M 类 磨 床 专门化磨床 M8612A 花键轴磨床 3MZ1313 轴承内圈外滚道磨床 3M4630 钢球磨床3M 类磨床轴承专门化磨床 3MT4320 圆锥滚子球基面磨床 YA7063 锥形砂轮齿轮磨床 Y70200 锥形砂轮齿轮磨床 Y7232 涡轮砂轮齿轮磨床 齿轮加工磨床齿轮磨床 YA7232A 涡轮砂轮齿轮磨床 SA7532 万能螺纹磨床 螺纹加工磨床螺纹磨床 S7450 丝杆磨床 3.23.2 磨床发展概况磨床发展概况 我们日常所指的机床及设备,按照加工性质不同,可分为冷、热加工两种。冷加 工设备常见的有各种金属切削机床和挤压设备等,热加工设备常见的有铸造、锻造和 第 16 页 共 53 页 焊接等等。 由于金属切削机床的加工形式和使用范围比较广,并且生产的品种又较多(达数千 种),因而它是机械制造工业中的主要技术装备。在一般机械制造工厂里,金属切削机 床约占所有设备的 60%左右。 但是,无论是铸、锻、挤压成型,或是用车、铣、刨、钻等切削加工,一般都难 以达到高光洁度和高精度,经常要用磨削方法来完成。因此,磨床与其他金属切削机 床相比,它的拥有量大、产量高、品种多,这是其他机床所不及的。据统计,目前世 界上各种机床的产量和品种中,磨床约占 30%左右,其拥有量约占机床总数的 20%以上 (仅次于车床),有些工厂(如飞机、汽车、轴承制造业等)占 56%以上。随着现代工业技 术的发展,磨床的需要量正不断增长。 磨床的品种、产量和拥有量之所以比较多、高、大,除了上述原因外,还由于它 的加工形式广(如外圆、内圆、平面、齿轮、螺纹等等),可以这样说,凡是其他机床 有什么样的加工形式,也就有相应加工形式的磨床。如内圆、外圆、螺纹等磨床,就 是从车、镗床中演变出来的;平面、导执等磨床,就是由刨床、铣床演变而来的;同 样,齿轮磨床是由滚齿机、插齿机引出来的。还有独特的磨床,如无心磨床、工具磨 床等。 随着近代科学技术的不断发展,推动了工业水平的不断提高,相应地对磨床提出 了更高的要求。面多品种、高精度、高效率磨床的出现,又为科学技术发展提供了必 要的条件。 目前,国内外磨床总的发展趋势,主要是提高机床效率、自动化程度和精度这三 个方面: (1)提高磨床的生产效率,如正在大力发展高速磨削(60 米/秒以上),强力磨削, 多砂轮磨削(多至十片砂轮),宽砂轮磨削(宽达 300 毫米以上),恒压力磨削和砂带磨 削等磨床。 (2)提高磨床自动化程度,特别是大力发展“机械加工中心”机床,数字程序控制 和适应控制磨床。 (3)提高磨床精度,采用静压、空气轴承,静压导轨,微量进给等新技术。 机床的技术参数包括主参数和一般技术参数。表示机床主要规格的叫主参数,表 示机床运动参数,结构参数,功率参数以及其他参数叫一般技术参数。 第 17 页 共 53 页 第四章第四章 磨床技术参数的确定磨床技术参数的确定 机床主参数通常以机床上可加工的最大工件尺寸表示。如普通车床、外圆磨床、 曲轴磨床、螺纹磨床等,是以工件最大加工或回转直径 D 和长度 L 为主参数,例如 GW6l40 x1500 普通车床,它的最大车削直径为 400 毫米,长度为 1500 毫米;M1432A x1500 万能外圆磨床,它的最大磨削直径为 320 毫米,长度为 1500 毫米;M82100x5000 曲轴磨床,它的最大工件回转直径为 100 毫米,长度为 5000 毫米。铣床、座标镗床、 平面磨床等,是以工作台工作面宽度 B 和长度 L 为住参数,例如 7150Ax2000 卧轴矩台 平面磨床,它的工作台工作面宽度为 500 毫米,长度为 2000 毫米。 4.1 磨床的系列 随着工业生产的飞跃发展,机器零件的技术要求不断提高,形状不断变化,数量 不断增加,因此机床的品种规格也相应增多。为了适应加工不同大小的工件,同样一 种机床应该有大有小,因而机床的主参数应按一定的规律排列,即所谓机床的系列。 开始是采用等差级数系列的方法,从,N1,N2,N3…, (图 4--1)其各项间的绝对差为 常数 (4-1) 21 32 1ZZ NN NN NN        M 图 4--1 而相对差()不同,随着项数增大,项间相对差减小。 1 00 1 100 ZZ Z NN N     第 18 页 共 53 页 (4-2) 21 00 00 11 32 00 00 22 1 00 00 11 100100 100100 100100 zz zz NN NN NN NN NN NN            M 如平面磨床主参数采用等差级数系列,最大磨削直径在 80~800 毫米范围内: (4-3) 12 80224NN, , 34 368512656NN 5 , , N, 6 800N  其绝对差为 144,为相对差为; (4-4) 21 000 000 1 65 000 000 5 22480 100100180 80 800656 10010022 656 NN N NN N     M 可以看到前几项的间隔太大,N2 比 N1 提高 1.8 倍,不能满足使用要求。而后几项的 间隔太小,N6 比 N5 只提高 22%,形成品种分级过密,没有实用价值。 为弥补上述缺点,采用等比级数系列的方法。等比级数系列的任意相邻二项之比 为常数(见图 4--2) 图 4—2 (常数) (4-5) 324 1231 Z Z NNNN NNNN   L (4-6) 2 21321 NNNNN; ; 3 431 NNN;L 因此任一项可用下式表示: z N (4-7) 1 11 Z Z NN    Z N 公比: (4-8)1 1 Z Z N N  仍以平面磨床主参数为例: 第 19 页 共 53 页 1 80800N  Z , N,6Z  (4-9) 5 1 800 101.6 80 Z    则主参数系列为: 1 80N , 23456 125200320500800NNNNN, , , , 采用上述等比级数系列,基本上解决了机床规格的合理排列问题。目前,我国国家标 难——“优先数和优先数系” ,是机床主参数系列的理论依据。优先数是一种十进等比 级数,即末项与首项之比为 10,以下式表示: NZ/N1=10 公比: 110Z    当级数有 6 项时,R5 公比为 5 101.6(1.58) 当级数有 11 项时,R10 公比为 10101.25(1.26) 当级数有 21 项时,R20 公比为 2010 1.12 当级数有 41 项时,R40 公比为 4010 1.06 此外,还可每隔 2,3,4,…项选取优先数而导出只 R5/2、R10/3 等等派生系列。实 际应用中,标准公比 δ 见表 3。优先数和优先数系见表 4-1。 表 4-1  1.061.121.261.411.581.782 40102010301020/3105 10 20/51010/310 R40R20R10R20/3R5R20/5R10/3 表 4-2 公 比 公 比  R40R20R10R20/3R5R20/5R10/3R40R20R10R20/3R5R20/5R10/3 1.061.121.261.411.581.7821.061.121.261.411.581.782 1.001.001.001.001.001.001.003.153.153.153.15 1.063.35 1.121.123.553.55 1.183.75 1.251.251.254.004.004.004.004.004.00 1.324.25 1.401.401.404.504.50 第 20 页 共 53 页 1.504.75 1.601.601.601.60 、 5.005.005.00 1.705.30 1.801.801.805.605.605.605.60 1.906.00 2.002.002.002.002.006.306.306.306.30 2.126.70 2.242.247.107.10 2.367.50 2.502.502.502.508.008.008.008.008.00 2.658.50 2.802.802.809.009.00 8.009.50 10.0010.0010.0010.0010.00 实际应用时,可以在上表基本系列中直接挑选优先数组成系列,也可根据需要有 规律的挑选优先数组成系列。如需要 2,3.15,6,8,…一组系列,这组数列的公比 为 1.58,但是在公比为 1.58 的 R5 一列中,没有这些数值,于是在公比为 1.26 的 R10 一列中,每隔一项挑选优先数,即为 R10/2. 这个优先数和优先数系,可以应用于机床技术参数(如规格尺寸、转速、进给、功 率等)。当然,这个优先数还应按照实际情况选用。 4.2 选用的磨床参数 本次设计选用的是 MM7132A 型精密卧轴矩台平面磨床下面把该机床的一些参数列 举出来。 该机床主要是用砂轮周边磨削平面,也可以用砂轮的端面磨削槽和凸缘的侧面。 磨削精度在一米长度内的零件不平度为 0.01 毫米,光洁度为 10。该机床适用于几学加 工车间,修理车间和工具车间。 该机床工作台具有十字导轨可以纵向进给和横向进给运动,磨头只作垂直进给运 动。工作台横向导轨才用滚动导轨。砂轮轴轴承为小孔节流液体静压轴承,轴承刚性 好,回转精度高。 MM7132A 型精密卧轴矩台平面磨床主要技术参数: 第 21 页 共 53 页 工作台工作面尺寸(长×宽)---------------1000×200 毫米 磨削工件最大尺寸(长×宽×高)-----------1000×200×400 毫米 工作台纵向行程---------------------------最小为 150 毫米,最大 1150 毫米 工作台(拖板)横向行程-------------------350 毫米 磨头垂直移动行程-------------------------450 毫米 主轴中心线到工作台面距离-----------------110—550 毫米 工作台纵向移动速度(无级)---------------3—25 米/分 工作台横向进给速度: 连续进给(无级)---------------------10---2000 毫米/分 周期进给(无级)-----
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