【毕业设计】在轨火车车轮专用数控磨床（关键部件）的研究与设计㊣精品文档值得下载

在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计床和被加工工件的整体布局方案进行了研究和设计。

并详述了此磨床砂轮架和主轴系统的研究与设计理论与方法，并对其中关键部件的选型，功能设计，结构布局设计，尺寸及装配关系设计，及部分零部件的制造加工工艺性的设计与优化。

并为其后续的精度升，材料选配，加工生产工艺等相关问题给出了些合理性建议，并且在对磨床主轴的有限元分析的基础上，提出了定的改进意见。

本论文的结构安排本文按照先整体后局部，先大体后细节的结构。

首先论述了与在轨火车车轮专用精密数控磨床相关的磨削技术，外圆磨床发展现状及有待突破和改进的问题及些可行性建议。

然后在论文的核心部分逐论述了，砂轮架的砂轮选择，主轴设计，液体静压轴承和液体静压止推轴承结构功能优缺点及其在在轨火车车轮专用数控精密磨床上的运用和详细设计过程。

最后介绍了在轨火车车轮专用精密数控磨床选用的润滑和密封方案，导轨结构的选择与设计，电动机及带轮的选型与设计等，以及这些相关部件的设计与制造精度对整台磨床的加工精度的影响。

最后对主轴进行有限元分析，通过对影响其应力的第第二和第三主要应力进行主次因素分析，发现影响主轴应力的主要因素，逐进行优化设计。

在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计磨床整体设计外圆磨床此种专用磨床属于外圆磨床，其可分为普通外圆磨床和万能外圆磨床，在普通外圆磨床上可磨削工件的外圆柱面和外圆锥面，在万能外圆磨床上还能磨削内圆柱面和内圆锥面和端面。

外圆磨床的主参数为最大磨削直径。

外圆磨床的结构外圆磨床以两顶心为中心，以砂轮为刀具，将圆柱型钢件研磨出精密同心度的磨床又叫顶心磨床或圆筒磨床。

主机由床身，车头，车尾，磨头，传动吸尘装置等部件构成。

砂轮主轴轴承采用液体静压轴承。

砂轮架导轨采用型导轨，半自动进给机构液压油缸实现。

尾架轴系具有无间隙刚度的特点，电器箱，液压箱冷却箱与机床分离。

富有磨削指示仪及冷却液过滤器。

头架速度才有那个交流变频无级调速。

电气采用可编程序控制器，具有自诊断功能维修十分方便。

外圆磨床应用范围外圆磨床主要用于成批轴类零件的端面外圆及圆锥面的精密磨削，是汽车发动机等行业的主要设备。

也适用于军工航天般精密机械加工车间批量小，精度要求高的轴类零件加工。

用于纺织纺纱行业，粗细纱机，并条机，精梳机，加弹机等上皮辊加工。

用于生产制造办公通讯设备行业，传真机，复印机，打印机，刻字机等上胶辊加工。

适用于印刷,食品,医药行业自动输送装置上皮辊，塑料加工。

外圆磨床加工精度的影响磨头头架尾座的等高度对工件尺寸精度的影响。

磨头头架尾座的等高度误差将使头架尾座中心连线与砂轮主轴轴线在空间发生偏移，此时磨在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计出的工件表面将是个双曲面。

头架尾座中心连线对磨头主轴轴线在水平面内的平行度误差对工件尺寸精度的影响。

当发生该项误差时，外圆磨床磨出的工件外形将是个锥体，即砂轮成角度磨削，表面有螺旋形磨纹。

磨头移动相对于机床导轨垂直度误差对加工精度的影响。

这项误差的最终结果是使主轴轴线与头架尾座中心连线发生偏移，在磨轴肩端面时，将造成轴肩端面与工件轴线的垂直度误差。

磨外圆时，将影响表面粗糙度，产生螺旋形磨纹。

设计方案选择本文所研究设计的在轨火车车轮专用数控磨床为新型磨床，目前国内还没有这方面的深入研究可供参考。

所以设计的第步我们需要尽可能多的考虑到此新型火车车轮专用数控磨床的功能特点，所需加工的工件特点及工艺要求后，参考国内外相关的技术经验与应用，提出多种可供选择的方案。

然后充分分析设计工程与将来磨床的使用过程中可能会遇到的问题，进行全面的考虑。

最后基于以上所有的调查分析，确定此新型在轨火车车轮专用数控磨床的设计方案。

我们考虑以下几种设计方案。

第种方案，将火车车轮逐个拆卸下来分别进行磨削加工后在安装上去。

第二种方案，将组火车车轮整体连同火车轴起安装上工作台，将两个车轮同时磨削。

第种方法的好处是其机构相对简单，尺寸较小，制造成本较低。

但逐个拆卸和安装火车车轮费时费力。

而且车轮过渡拆卸会导致车轮间的同轴度平行度下降，此外还会导致车轮寿命的下降，达不到磨床设计所要达到的目标。

第二种方案将对车轮整体进行磨削，用两台砂轮架同时磨削两个车轮，尽管磨床的结构会变得更加复杂，尺寸庞大，制造成本高昂，但能够加快磨削效率。

与此同时，由于两台砂轮共同对车轮进行磨削，能够提高磨削精度，提高火车车轮磨削后的质量和性能。

此外，由于无需将火车车轮频繁地逐个拆卸和安装，有效的提高了加工效率，避免了对车轮的损伤，延长了车轮的使用寿命。

另方面，在砂轮架设计中，其选用的轴承品种与类型对砂轮架的设计与使用有着至关重要的意义。

由于整个砂轮架结构的设计都会受到轴承选择的影响，所以在设计方案的选择阶段，就应确定在轨火车车轮专用数控磨床所选用的轴在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计承。

对于滚动动静压与静压轴承的选择，主要根据砂轮的工作情况来决定。

滑动轴承使用维护方便，工作可靠，启动性能好。

但相对于滑动轴承，其磨损不均匀，尺寸过大，而且重载性能不如滑动轴承。

静压轴承工作平稳可靠无噪音，油膜还具有定吸震能力。

尽管动静压轴承基本上具有静压轴承的优点，而且结构简单无需液压供油系统。

但动静压轴承的油膜刚度需要在主轴滚动过程中产生，在主轴启动时润滑效果不佳，起动摩擦阻力较大。

所以对于在轨火车车轮专用数控磨床，这类大型重载专用磨床，选择液体静压轴承是比较适合的。

在轨火车车轮专用数控磨床设计本文设计的磨床为在轨火车车轮专用数控磨床。

尽管其结构属于外圆磨床，但由于此,在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计,在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计,毕业设计论文在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计姓名陈磊专业机械工程及自动化学号指导教师戴惠良在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计摘要火车运行段时间后车轮表面会发生表面损伤。

目前国内引进国外昂贵的双主轴专用数控车床进行车削，因车轮本身表面硬化，在车削深度达，对车轮使用寿命影响很大。

为了延长车轮的使用寿命，故研发与设计此在轨火车车轮专用数控磨床。

本文主要就专用磨床的关键部件进行研究和设计，并结合火车车轮专用磨床的功能实现，提出整体性的磨床设计与结构布局。

再对砂轮架与主轴系统等关键部件进行研究与设计。

并为提高主轴与砂轮架对磨床磨削与被加工工件的精度，对主轴的设计与液体静压轴承和液体静压止推轴承的设计进行优化改进和提高。

并通过有限元分析主轴的受力应力和安全系数，并在此基础上通过分析其个个部位受三个不同主要应力的影响程度，进行优化。

使其更好的适应高速重载磨床，并实现高精度和高表面光洁度的加工过程。

这些专用磨床的关键部件的设计成型将有助于磨床和磨削加工技术的提升。

并有望将这些新理论和新技术广泛运用于其他各类通用专用磨床和其他金属切削机床的研究设计中去。

关键词在轨火车车轮专用数控磨床，外圆磨床，主轴，液体静压轴承在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计目录绪论引言本论文的主要方法和研究进展本论文的主要内容本论文的结构安排磨床整体设计外圆磨床设计方案选择在轨火车车轮专用数控磨床磨床砂轮架及关键部件设计磨床砂轮架关键部件设计主轴系统设计液体静压轴承静压技术具有如下优点静压技术工作原理静压轴承分类液体静压轴承尺寸设计液体静压轴承的配合尺寸电动机选择砂轮架电动机功率砂轮转速带轮设计主轴系统的密封砂轮架导轨主轴有限元分析主轴受力分析有限元分析总结参考文献致谢译文及原文在轨火车车轮专用数控磨床关键部件的研究与设计绪论引言火车车轮在运行定时间后，车轮表面会产生表面损伤如表明硬化，剥落等，目前我国引进国外多万的双主轴专用数控车床进行车削。

因车轮本身表面硬化，在车削过程中，车削困难，为了避开硬化层，所以需要切深达左右，这对车轮的使用寿命极其不利。

为了延长车轮的使用寿命，提高加工效率，降低加工成本，研究与设计此专用磨床。

本论文的主要方法和研究进展由于本课题研究的在轨火车车轮专用数控精密磨床的相关技术目前在国内仍就是空白，而且目前国内也还没有引进此类的技术，国内目前引进的少数相关的机床，如双主轴专用数控车床因为为了避开硬化层，切削深度过大，对车轮的寿命会产生很大的负面影响。

在此基础上，本论文主要探讨研究了通过大量查阅相关的中外文论文期刊技术报告和图纸，力图尽力了解相关领域的研究方向，及相关技术的运用情况。

通过横向对比国内外相关研究成果和技术运用现状，寻找对本文的研究方向具有指导性的研究方向和方法。

同时通过纵向对比传统的外圆磨床与近几年的较新型的精密数控通用或专用磨床，了解外圆磨床相关的技术发展阶段和其未来的发展方向，及相关技术的杰出特点和存在的问题，有助于从更高的角度审视本课题的研究对象和方法。

本文就在轨火车车轮专用数控精密磨床的整体结构和砂轮架进行研究和设计。

没有涉及到包括头架液压系统电子电力系统和数控系统。

由于能力有限，有待将来进步深入探索。

有限元作为现代设计与分析方法，在各个领域都有广泛的应用。

但对其建模的精确性，产生的误差值和失效分析上还有待进步的提高，拓展其应用的广度和深度。

本论文的主要内容本文主要就在轨火车车轮专用数控精密磨床相关的技术领域进行概括性论述。