给箱磨架床头砂轮修整器砂轮轴传动系统工件传动砂轮传动进给传动机床所用滚动轴承明细表传动带明细表丝杠副明细表轴进给伺服系统的设计与计算进给伺服系统的控制方式的选择伺服系统机械传动结构设计特点伺服电动机的选择计算选择伺服电机的三个指标及其计算电动机转子惯量与负载惯量匹配空载加速转矩电动机的选择滚珠丝杠副滚珠丝杠特点滚珠丝杠的消隙和预加载荷滚珠丝杠的支承滚珠丝杠的选择计算选择丝杠轴承半闭环进给系统的精度伺服刚度滚珠丝杠的螺母的接触强度丝杠的拉压强度轴承的轴向刚度综合刚度定位精度导轨的选择涨紧套涨套的联接特点涨套的选用计算电气系统概述机床夹紧动作工件夹紧维护检查冷却系统润滑系统润滑油的选择注意事项使用和维修其他润滑结论与展望结论不足之处与未来展望致谢参考文献附录内圆磨床的改造设计绪论本课题的研究内容和意义磨削技术及磨床技术在机械制造行业占有极其重要的位置，磨削技术发展很快，在机械加工中起着非常重要的作用。随着高精度高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能品种和产量都在不断的提高和增长。国内外的发展概况由于内圆磨床应用十分广泛，近年来，磨削技术得到了飞速发展，各种磨削新技术新工艺和新成品层出不穷。国际上有不少著名制造商，如日本的三井，德国的，瑞士的，意大利的等。在发展数控内圆磨床生产数量的同时，还要努力提高数控磨床的质量和精度。由于砂轮的使用，强力磨削突破传统磨削的限制，生产倍率成倍提高，目前磨削线速度已高达，大吃深缓进给的强力磨削也得到了广泛应用。现代高精度磨削技术的发展，磨削尺寸精度达到，表面粗糙度达到，磨削表面变质层的残留应力均很小，明显提高了加工零件的质量。数控是内圆磨床发展的重要方面。在相当长的时期里，国外磨床的数控化率远远低于车床和铣床。在近十年来，由于数控技术的发展，适用于磨床的数控系统也有了较大发展，数控系统的性价比大大提高。目前国内高速磨削应用面不广，磨削速度般不超过，与国外相差较大，磨削效率也相对较差，大吃深缓进给的强力磨削方法在我国生产中应用不多。随着我国机械制造业迅猛发展，国内对数控机床的要求也越来越高，自主研发了高精度机床，在控制技术方面与国外差距还很大主要采用控制为主。国内各机床厂和机床研究所对数控磨床及磨削技术的发展投入很大，取得了些初步进展，如展出的上海机床厂的云南公司的威海机床厂的等。本课题应达到的要求本次设计主要针对数控磨床做部分改造，以适应加工产品时，可以简单加工精确定位保证尺寸提高加工效率减轻工人劳动强度。此次改造对机床的导轨和驱动等进给部件做定修改，以适应生产中精度和效率。需要采用伺服电机做驱动元件实现自动控制，把原来滑动丝杠螺母副，把回转运动转变为直线运动，并且采用滚动导轨，以提高精度。岳阳职业技术学院总设计方案主要规格与参数磨孔直径磨孔最大深度当磨孔直径工件最大旋径在罩内在罩外工作台最大行程床头箱最大回转角度床头箱主轴中心至床身底面距离床头箱最大横向移动量工件转速无级调整低速高速工作台运动速度修整速度磨削速度最高速度砂轮进给刻度盘刻度每格三种每转三种砂轮最大横向移动量与装配图参数致砂轮转速冷却泵流量工件电动机功率砂轮电动机功率冷却电动机功率进给伺服电动机型号功率比例额定转速额定转矩进给速度静变器容量引接电源相或机床外形尺寸机床重量内圆磨床的改造设计总设计方案分析与选定机床设计改造的基本要求设计改造机床时应力求达到重量轻体积小。质量好效率高成本低使用维修方便。要达到上述要求，设计人员应考虑机床的技术经济指标，如加工范围。加工精度粗糙度生产率工艺性成本，采用新技术和三化程度等。各项技术经济指标之间的相互联系和相互影响的，因此在设计时必须全面的加以考虑，根据具体要求确定若干指标为重点，处理好相互之间的关系。设计改造机床，除了考虑上述各项指标外，机床的三化是不容忽视的问题。机床设计改造的研究方法机床为了加工不同形状的和技术要求的工件的需求，因此品用滚动轴承明细表表滚动轴承明细表序号型号名称数量安装部位深沟球轴承床头前压紧轮深沟球轴承床头后压紧轮深沟球轴承床头第二传动轴前轴承深沟球轴承床头第二传动轴后轴承深沟球轴承砂轮修整器角接触球轴承进给机构组合轴承床身岳阳职业技术学院角接触球轴承床身推力球轴承床头第传动轴后支承圆柱滚子轴承床头主轴圆柱滚子轴承床头主轴滚针轴承夹具气缸传动带明细表表传动带明细表名称型号规格数量安装部位三角带床头箱部位丝杠副明细表表丝杠副明细表名称主参数数量安装部位滚珠丝杠轴伺服电机滚珠丝杠轴伺服电机内圆磨床的改造设计轴进给伺服系统的设计与计算进给伺服系统的控制方式的选择磨床是精密机床，对于普通内圆磨床的进给系统进行数控改造，选取半闭环控制。半闭环控制的进给系统见下图图半闭环控制的近给系统检测装置伺服电机滚珠丝杠运动部件图中，伺服电机经减速器齿轮式或同步齿带穿动滚珠丝杠带动运动部件。检测装置与电动机相连，并发出检测反馈信号。图与图的差别仅在于检测装置安装在丝杠的端部，但由此减速器的传动误差可由半闭环伺服系统予以校正。图无减速器，只有伺服电动机与直联丝杠，构造最简单。图和图的优点是可以把反馈装置如旋转变压器测速发电机脉冲编码器等装在伺服电动机内，成为个部件。图的优点是齿轮等传动副处于半闭环之内，其传动误差可由反馈校正。本机床采用图所示的半闭环控制的进给系统。反馈装置有两种用旋转变压器作为位置反馈，用测速发电机作为速度反馈用脉冲编码器兼作位置和速度反馈。岳阳职业技术学院本机床采用第二种反馈装置。伺服系统机械传动结构设计特点为确保伺服系统的定位精度和工作稳定性，在机械传动结构设计要求无间隙低摩擦低惯量高精度高谐振以及高的阻尼比。为达到这些要求，设计中应尽量采用低摩擦传动副，如滚动导轨静压导轨滚珠丝杠等，通过选用最佳降速比来降低惯量，采用预紧的办法来提高传动刚度，采用消隙方法减少反向死区误差等，其中最重要的是提高传动刚度和降低惯量。伺服电动机的选择计算选择伺服电机的三个指标及其计算最大切削负载转矩下不得超过电动机的额定转矩，折算到电动机轴的最大切削负载为，式中丝杠上最大的轴向载荷，等于轴向进给力加导轨的摩擦力丝杠导程滚珠丝杠的机械效率级，级以下因滚珠丝杠螺母预加载荷引起的附加摩擦转矩滚珠丝杠轴承的摩擦转矩传动比最大载荷，丝杠导程。查看丝杠样本，丝杠螺母副的摩擦系数，摩擦力。查轴承样本，单个型的轴承摩擦力矩为，故对轴承为。丝杠与伺服电机直联，故。则最大切削负载转矩为电动机转子惯量与负载惯量匹配惯量由两部分组成电动机伺服转子惯量和负载惯量，。负载惯量为磨架部分工件的质量滚珠丝杠联轴器的惯量折合到电动机上的当量值。匹配条件内圆磨床的改造设计磨架部分总重量，则磨架部分惯量为丝杠直径则丝杠惯量为涨紧套联轴器惯量则负载惯量为电动机惯量应符合，即根据以上计算，可初选伺服电动机。选用交流伺服电动机为三菱公司生产的，型号为。它的额定转矩为，大于最大负载转矩，它的转子惯量，大于负载惯量，满足匹配条件。空载加速转矩空载加速转矩，这个输出转矩发生在阶跃指令加速时，要求的加速时间为的时间常数，，说明这种电机具有足够的加速能力。电动机的选择选择电动机的主要性能参数最高转速额定转速顺势容许旋转速度岳阳职业技术学院额定转矩最大转矩功率比率惯性矩重量滚珠丝杠副滚珠丝杠特点滚珠丝杠式数控机床伺服驱动的重要部件之。它的优点有传动效率高，般可达以上运动平稳，摩擦力小，灵敏度高，低速无爬行可以预紧，消除丝杠副的间隙，提高轴向接触刚度定位精度和重复定位精度高使用寿命长同步性好，用几套相同的滚珠丝杠副同时传动几个相同的部件或装置时，可获得较好的同步性使用可靠，润滑简单，维修方便不自锁，可逆向传动滚珠丝杠的消隙和预加载荷消除间隙和预加载荷有多种方法。在机床上采用的是双螺母法。预紧应根据以下原则滚注丝杠副的预加载荷，应不低于丝杠最大轴向载荷的。滚珠丝杠的支承滚珠丝杠常用的支撑方式有端轴向固定段自由，常用于短丝杠和竖直安装的的丝杠端固定端简支，常用于较长的卧式安装的丝杠两端固定，常用于长丝杠或高转速要求高精度高刚度的场合。本机床采用的是方式。滚珠丝杠的选择计算由设计要求知伺服电机的最高转速根据机床的脉冲当量常取为每脉冲。则电动机每转应发出的脉冲数为内圆磨床的改造设计个位置反馈器本机床用的脉冲编码。脉冲编码器现有的产品为每转脉冲等树种。如取每转脉冲，则编码器后应有个倍频器，倍频数为。速度反馈装置也用脉冲编码器，在变频器后加个频率电压转换器。其转化比例为没脉冲分，输出电压。图位置反馈频率电压转换器倍频器脉冲编码器伺服电动机联轴器砂轮箱滚珠丝杠滚珠丝杠的直径，滚珠的列数和圈数，应按当量动载荷选择。由设计条件可知砂轮转速，主电动机功率，则切向磨削力取法向磨削力与切向磨削力之比为因此，丝杠平均速度丝杠平均寿命取为，则因此当量动载荷为岳阳职业技术学院查滚珠丝杠样本，选择内循环丝杠。额定动载荷。，符合要求。丝杠直径，导程，浮动反向器内循环。每个螺母滚珠有列，双螺母垫片式预紧。预加载荷为，即，远大于最大载荷的。丝杠副精度为级。刚度为。选择丝杠轴承丝杠采用端轴向固定，端自由方式。固定端采用对角接触球轴承，背对背组配，型号为。轴承寿命该丝杠能满足要求。半闭环进给系统的精度伺服刚度通常取，取转矩系数为伺服电机反电动势