M131W万能外圆磨床设计砂轮架.docx
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M131W万能外圆磨床设计砂轮架
M131W万能外圆磨床设计——砂轮架
学生:
xxx
专业:
机械设计制造及其自动化
指导教师:
xxx
摘要:
磨床广泛的运用于零件表面精加工。
由于近年来科学技术的发展,对机器和仪器的表面精度要求越来越高,所以磨床的作用显而易见。
砂轮架作为切削的主要部件,直接影响工件的加工精度和表面粗糙度。
这次设计是通过对M131W万能外圆磨床的调查研究,比较国内外同类机床,明确了设计思路,在前人实际经验的基础上,结合所学理论知识对磨床砂轮架设计,并利用AutoCAD软件对各部件进行设计绘图。
确保能达到预定的使用要求。
本课题通过对磨床设计,巩固和深化了所学知识,取得了比较满意的效果,达到了预期的设计意图。
关键词:
卸荷带轮;主轴刚度;M131W砂轮架
TheDesignofGrindingcarriageM131WUniversalCylindricalGrindingMachines
Name:
xxx
Major:
MachinicalDesignManufacturingandAutomation
Tutor:
xxx
Abstract:
Grindingmachinewidelyusedinpartsofthesurfacefinishing.Inrecentyearsduetothedevelopmentofscienceandtechnologyoftheinstrumentandthemachineinthesurfaceaccuracyismoreandmorehigh,sotheroleofgrindingmachineisobvious.
Thegrindingwheelframeasamajorpartofthecutting,thedirectimpactoftheworkpiecemachiningaccuracyandsurfaceroughness.ThisdesignisbasedonM131Wuniversalcylindricalgrinderresearchandthedomesticandforeignsim.Aclearideaofthedesign,inthisbasedonthepracticalexperience,thecombinationoftheoryofknowledgetoacomponentdesignofthegrindingmachinedesign,useAutoCADsoftwaretodesignthedrawingparts.Ensurethatcanmeettheuserequirements.
Thistopicthroughthegrinderdesign,consolidateanddeepentheknowledge,andachievedsatisfactoryresults,toachievethedesireddesignintent
Keywords:
Unloadingbeltpulley;Thestiffnessofthespindle;M131WGrindingcarriage
1前言
用磨料磨具(砂轮、砂带、油石和研磨料等)为工具进行切削加工的机床,统称为磨床(英文为Grindingmachine),它们是因精加工和硬表面的需要而发展起来的[1]。
磨床种类很多,主要有:
外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床和用来磨削特定表面和工件的专门化磨床,如花键轴磨床、凸轮轴磨床、曲轴磨床等。
对外圆磨床来说,又可分为普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心外圆磨床、宽砂轮外圆磨床、端面外圆磨床等
以上均为使用砂轮作切削工具的磨床。
此外,还有以柔性砂带为切削工具的砂带磨床,以油石和研磨剂为切削工具的精磨磨床等。
磨床与其他机床相比,具有以下几个特点:
(1)磨床的磨具(砂轮)相对于工件做高速旋转运动(一般砂轮圆周线速度在35米/秒左右,目前已向200米/秒以上发展);
(2)它能加工表面硬度很高的金属和非金属材料的工件;
(3)它能使工件表面获得很高的精度和光洁度;
(4)易于实现自动化和自动线,进行高效率生产;
(5)磨床通常是电动机—油泵—发动部件,通过机械,电气,液压传动—传动部件带动工件和砂轮相对运动—工件部分组成[1]。
1.1磨床的用途
磨床可以加工各种表面,如内、外圆柱面和圆锥面、平面、渐开线齿廓面、螺旋面以及各种成形表面。
磨床可进行荒加工、粗加工、精加工和超精加工,可以进行各种高硬、超硬材料的加工,还可以刃磨刀具和进行切断等,工艺范围十分广泛。
随着科学技术的发展,对机械零件的精度和表面质量要求越来越高,各种高硬度材料的应用日益增多。
精密铸造和精密锻造工艺的发展,使得有可能将毛坯直接磨成成品。
高速磨削和强力磨削,进一步提高了磨削效率。
因此,磨床的使用范围日益扩大。
它在金属切削机床所占的比重不断上升。
目前在工业发达的国家中,磨床在机床总数中的比例已达30%----40%。
据1997年欧洲机床展览会(EMO)的调查数据表明,25%的企业认为磨削是他们应用的最主要的加工技术,车削只占23%,钻削占22%,其它占8%;而磨床在企业中占机床的比例高达42%,车床占23%,铣床占22%,钻床占14%[3]。
由此可见,在精密加工当中,有许多零部件是通过精密磨削来达到其要求的,而精密磨削加工会要在相应的精密磨床上进行,因此精密磨床在精密加工中占有举足轻重的作用。
1.2外圆磨削和端面外圆磨床
1.2.1外圆磨削
在外圆磨削过程中,工件是安装在两顶尖的中心之间,砂轮旋转是引起切削旋转的主要来源和原因。
基本得外圆磨削方法有两种,即横磨法磨外圆和纵磨法磨外圆,如图1-1和图1-2所示。
事实上,外圆磨削可以通过其他以下几种方法来实施:
(1)传递方法:
在这种方法中,磨削砂轮和工件旋转以及径向进给都应满足所有的整个长度,切削的深度是由磨削砂轮到工件的纵向进给来调整的。
(2)冲压切削方法:
在这种方法中,磨削是通过砂轮的纵向进给和无轴向进给来完成的,正如我们所看到的,只有在表面成为圆柱的宽度比磨削轮磨损宽度短时,这种方法才能完成。
(3)整块深度切削方法:
除了在磨削过程中,要进行间隙调整外,这种方法与传递方法很相似,同时这种方法具有代表性,除了磨削短而粗的轴。
图1-1横磨法磨外圆
Figure1-1Horizontalgrindingmethodforexternalgrinding
图1-2纵磨法磨外圆
Figure1-2Longitudinalgrindingmethodforexternalgrinding
1.2.2.端面外圆磨床及其特点
端面外圆磨床是外圆磨床的一种变形机床,它宜于大批量磨削带肩的轴类工件,有较高的生产率。
它的特点如下
(1)这种磨床的布局形成和运动联系与外圆磨床相似,只是砂轮架与头架,尾架中心连线倾斜一角度(通常10°,15°,26.23°,30°,45°),如图1-3所示,数控端面外圆磨床MKS1632A的砂轮架与头架,尾架中心连线倾斜30°。
为避免砂轮架与工件或尾架相碰,砂轮安装在砂轮架的右边,从斜向切入,一次磨削工件外圆和端面。
(2)由于它适用于大批量生产,所以具有自动磨削循环,完成快速进给(长切入)---粗磨---精磨—无花磨削。
由定程装置或自动测量控制工件尺寸。
(3)装有砂轮成型修整器,按样板修整出磨削工件外圆和端面的成型砂轮,为保证端面尺寸稳定及操作安全,一般具有轴向对刀装置。
1.3磨床的现状及其发展趋势
一般来讲,按砂轮线速度Vs的高低将磨削分为普通磨削[2](Vs<45m/s)、高速磨削(45≤Vs<150m/s)、超高速磨削(Vs≥150m/s)。
按磨削精度将磨削分为普通磨削、精密磨削(加工精度1μm~0.1μm、表面粗糙度Ra0.2μm~0.1μm)、超精密磨削(加工精度<0.1μm,表面粗糙度Ra≤0.025μm)。
按磨削效率将磨削分为普通磨削、高效磨削。
高效磨削包括高速磨削、超高速磨削、缓进给磨削、高效深切磨削(HEDG)、砂带磨削、快速短行程磨削、高速重负荷磨削。
高速高效磨削、超高速磨削在欧洲、美国和日本等一些工业发达国家发展很快,如德国的Aachen大学、Bremm大学、美国的Connecticut大学等,有的在实验室完成了Vs为250m/s、350m/s、400m/s的实验。
据报道,德国Aachen大学正在进行目标为500m/s的磨削实验研究。
在实用磨削方面,日本已有Vs=200m/s的磨床在工业中应用。
图1-3砂轮架与头架,尾架中心连线倾斜一角度
Figure1-3Thecenterlineofgrindingcarriageheadstocktailstockcenterlinekeepsanangulation
我国对高速磨削及磨具的研究已有多年的历史,如湖南大学在70年代末期便进行了80m/s、120m/s的磨削工艺实验;前几年,某大学也计划开展250m/s的磨削研究(但至今尚未见到这方面的报道),所以说有些高速磨削技术还只是实验而已,尚未走出实验室,技术还远没有成熟,特别是超高速磨削的研究还开展得很少。
在实际应用中,砂轮线速度Vs一般还是45~60m/s。
国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究,以获得亚微米级的尺寸精度。
微细磨料磨削,用于超精密镜面磨削的树脂结合剂砂轮的金刚石磨粒平均直径可小至4μm。
日本用激光在研磨过的人造单晶金刚石上切出大量等高性一致的微小切刃,对硬脆材料进行精密磨削加工,效果很好。
超硬材料微粉砂轮超精密磨削主要用于磨削难加工材料,精度可达0.025μm。
日本开发了电解在线修整(ELID)超精密镜面磨削技术,使得用超细微(或超微粉)超硬磨料制造砂轮成为可能,可实现硬脆材料的高精度、高效率的超精密磨削。
作平面研磨运动的双端面精密磨削技术,其加工精度、切除率都比研磨高得多,且可获得很高的平面度。
电泳磨削技术也是一种新的超精密及纳米磨削技术。
随着磨削技术的发展,磨床在加工机床中也占有相当大的比例。
据1997年欧洲机床展览会(EMO)的调查数据表明,25%的企业认为磨削是他们应用的最主要的加工技术,车削只占23%,钻削占22%,其它占8%;而磨床在企业中占机床的比例高达42%,车床占23%,铣床占22%,钻床占14%。
我国从1949~1998年,开发生产的通用磨床有1800多种,专用磨床有几百种,磨床的拥有量占金属切削机床总拥有量的13%左右。
可见,磨削技术及磨床在机械制造业中占有极其重要的位置。
2砂轮架总体方案设计
2.1砂轮架总体设计
(1)加工零件的工艺分析(表面形状,尺寸,材料,技术条件,批量,加工余量等);
(2)调查研究比较国内外同类机床,经验总结,进行改革创新;
(3)图纸设计(总图,部件装配图,零件图,工艺卡,目录,标准件,外购件目录,铸件,锻件目录,说明书,装箱单,合格证);
(4)制造,装配,调试;
(5)小批量生产,设计改进;
2.2总体设计注意事项
(1)保证机床满足加工精度要求,刚性,稳定性好;
(2)传动系统力求简短;
(3)操作调整方便;
(4)安全保护,冷却液供给,回收,废渣的排除。
2.2.1纵向
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- 关 键 词:
- M131W 万能 磨床 设计 砂轮