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（图纸+论文）数控高速端面外圆磨床及其砂轮架设计（全套完整）

的砂轮架与头架，尾架中心连线倾斜。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，次磨削工件外圆和端面。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。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，般具有轴向对刀装置。图砂轮架与头架，尾要的使用要求和功能如下要有两个步进电机分别驱动砂轮和工作台。．对液压进行控制。．对冷却液进行控制。．砂轮主轴电机控制。．头架主轴电机启停控制。．手动及其方向控制。．手动快进和快退。．工作方式。．键盘与显示。．工作台限位。．报警。．急停。根据以上要求来确定硬件电路方案。.确定硬件电路总体方案机床数控系统的硬件电路概括起来由以下四部分组成，如图.所示。主控制器，即中央处理单元。总线，包括数据总线，地址总线和控制总线。储存器，包括只读可编程程序储存器和随机读写数据储存器。．接口，即输入输出接口电路。.数控系统硬件框图.主控制器的选择在般二坐标联动的数据控系统中，推荐采用系列单片机作为主控制器。系列单片机主要有三种型号的产品，和。该系列产品是集中，端口及部分为体的功能性很强的控制器。目前，工业控制中应用最多的是单片机。本设计中也采用单片机。它是个具有根引脚的双列直差式器件，其基本特征有具有位中央处理单元片内有时钟发生电路具有个字节的具有个特殊功能寄存器可寻址字节的外部数据存储器和字节的外部程序存储器具有个接口，根线具有两个位定时器计数器具有个中断源，配备两个优先级别具有个全双功能串行接口具有位寻址能力，适用逻辑运算片内没有程序存储器，仅有片内数据存储器。.程序存储器扩展单片机应用系统扩展的芯片大多采用芯片。在选择芯片时，要考虑最大读出速度，工作温度及存储器的容量。在满足容量要求的同时，尽量选择大容量芯片，以减少芯片数量，使系统简化。所以本设计中选用芯片，它是双列直插式脚芯片。单片机规定口分时输出低位地址和数据的通道口。为了把地址信息分离出来保存，需要地址锁存器。本设计中采用计算功率由机械设计表.查得，工作情况系数为.，故由和选择带型由于.查表后可知，取带型为型。确定带轮基准直径由金属切削机床设计简明手册表，取主动轮基准直径。，由此得。验算带速.，所以带速合格。初定轴向间距由公式.，可知，取。所需基准带长.由金属切削机床设计简明手册表，取相近的基准带长。实际轴向间距.所以皮带的实际轴向间距取。多楔带每楔的基本额定功率由金属切削机床设计简明手册表，可以查得.。小带轮的包角.多楔带楔数的确定其中查表得代入的计算公式中，得.。又已知.，.，得由此可以确定，取。.带轮设计带轮设计的要求质量小，结构工艺性好，无过大的铸造应力质量分布均匀，转速高时要经过动平衡校证槽轮工作面要经过精细加工，以减少带的磨损轮槽的尺寸和角度应有定的精度，以使载荷分布均匀。带轮的材料选用带轮的材料选用。带轮的结构小带轮直径为轴的直径，所以采用实心式。大带轮，所以采用腹板式结构。小带轮的结构尺寸图小带轮的结构尺寸其中带轮的外径，轴的直径，基准线上槽深。，圆整后得，其中多楔带的楔数，多楔带的槽间距，第槽对称面到端面的距离。大带轮的结构尺寸图大带轮的结构尺寸.花键套的选用由轴端直径选用内花键套，如图图内花键套的结构尺寸第章数控系统设计.概述任何个数控系统都是由硬件和软件两部分构成，硬件是组成系统的基础，软件是系统的灵魂。有了硬件和软件和配合才能有效的完成系统的使命。硬件电路的可靠性直接影响到数控系统的性能指标。本设计中要求砂轮架自动横向进给和工作台纵向进给在两坐标进行控制。对磨床工作过程进行分析其调整过程有装工件，手动退出，手动快进，对刀，手动快退自动调整过程有设置磨削量，快进，工进，快退。该磨床的砂轮架横向进给机构和工作台纵向进给实行数控，主油系统压力继电器压差发讯器液压控制器电路延时尾架伸缩油缸静压供油系统设置自动循环电路，可手动，也可用于脚踏。当工件旋转时，由于互锁装置，使起无效。油箱液压控制数控系统在各坐标轴自诊断与保护功能如电池电压低程序错误各坐标轴由行程开关控制最大位移量安全防护罩砂轮罩，机床前罩全封闭式导轨面保护Ⅰ工作台导轨不锈钢可伸缩防护罩Ⅱ砂轮架导轨㈠前部翻板式护罩橡皮防水㈡后罩钢罩。Ⅲ修整器导轨折叠式第章部件设计砂轮架.砂轮架设计的基本要求砂轮架是磨床上用来带动砂轮作高速旋转的关键部件，主要由传动部件和主轴轴承部分组成，主轴与轴承是砂轮架的主要组成部分，因此对砂轮架设计提出的基本要求也是针对主轴轴承部分的。砂轮架设计应满足以下几点基本要求.主轴旋转精度高，旋转稳定.主轴轴承系统刚性好.振动小，发热低，不漏油.装配制造简单，调整维修方便。.主轴旋转精度及其提高措施.砂轮架旋转精度是指主轴前端的径向跳动和轴向蹿动大小，它直接影响工件的表面粗糙度和表面缺陷。般端面外圆磨床砂轮架允许的径向和轴向跳动允许误差取。.提高主轴旋转精度的措施选择合适的主轴轴承动静压轴承提高主轴的加工精度正确选择主轴轴向止推方式液体静压推力轴承。.主轴轴承系统的刚性主轴轴承系统的刚性是指在磨削力或传动力作用下，主轴轴承抵抗变形的能力。通常以主轴前端的挠度来度量。过低的刚性会降低磨削生产率加工精度和工件表面的粗糙度，引起直波形和螺旋线缺陷。.砂轮架主轴初步设计.砂轮架主轴的强度校核进行轴的强度校核时，应根据轴的具体受载及应力情况采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。对砂轮架主轴来说，由于采用了卸荷皮带轮装置，砂轮架主轴主要承受扭矩，应该按照扭转强度计算，且在选取许用应力时应该选取较小值。砂轮架主轴材料采用，并进行淬火，故选取许用应力为。轴的扭转强度条件为扭转切应力单位为轴所受扭矩单位为轴的扭转截面系数单位为轴传递的功率单位为轴的转速单位为计算界面处的直径单位为许用扭转应力单位为由上式可得轴的直径为由上述计算可以得知砂轮架最小直径为.，考虑到砂轮架的刚度等因素，取主轴的最小直径为。砂轮架主轴的尺寸如图所示。图砂轮架主轴尺寸示意图.主轴刚度校核.当量直径因为是阶梯轴，所以用当量直径法作近似计算当量直径为允许挠度允许挠度.计算主轴前端挠度值载荷单位为公斤.轴两端的跨距单位为厘米.悬伸长度单位为厘米.材料的弹性模数单位为公斤平方厘米.截面惯性矩平方厘米又因为.，，即，由上述校核可以得知，主轴刚度符合要求。般存在个使主轴前端挠度最小，即刚性最好的支承跨距。由经验得知，为时，主轴前端挠度最小，数控,高速,端面,磨床,及其,砂轮,架设,毕业设计,全套,图纸目录第章绪论.磨床的类型与用途磨床的类型及其特点磨床的用途外圆磨削和端面外圆磨床.磨床的现状及其发展趋势第章设计任务书第章磨床总体布局.磨床总体设计.总体设计注意事项.磨床总体布局设计加工零件初步估计组成部分总体布局初步设计纵向与横向尺寸的确定砂轮架相关尺寸设计头架相关尺寸的确定尾架相关尺寸的确定工作台横向进给机构砂轮修整器液压系统电气部分机床保护系统第章部件设计砂轮架.砂轮架设计的基本要求.主轴旋转精度及其提高措施.主轴轴承系统的刚性.砂轮架主轴初步设计.主轴刚度校核.动静压轴承.传动装置设计第章数控系统设计.概述.确定硬件电路总体方案第章液压系统设计.概述.液压传动设计结论附录磨削温度科研报告第章磨削温度研究概述.磨削温度研究的的现状及其发展趋势热模型的发展其现状磨削温度研究的发展趋势.研究磨削温度的意义.磨削温度测量技术第章热电偶的简介.热电偶现象.热电偶的定义.热电偶定律热电偶均质导体定律第章实验内容和具体步骤.热电偶的标定试验目的实验方法及装置试验步骤实验数据及总结热电势系数.试件的制作.砂轮磨削区温度的测量参考文献第章绪论.磨床的类型与用途磨床的类型及其特点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，它们是因精加工和硬表面的需要而发展起来的。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，具有以下几个特点磨床的磨具砂轮相对于工件做高速旋转运动般砂轮圆周线速度在米秒左右，目前已向米秒以上发展它能加工表面硬度很高的金属和非金属材料的工件它能使工件表面获得很高的精度和光洁度易于实现自动化和自动线，进行高效率生产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。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。据年欧洲机床展览会的调查数据表明，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，钻削占，其它占而磨床在企业中占机床的比例高达，车床占，铣床占，钻床占。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。但是要实现精密磨削加工，则所用的磨床就应该满足以下几个基本要求.高几何精度。精密磨床应有高的几何精度，主要有砂轮主轴的回转精度和导轨的直线度以保证工件的几何形状精度。主轴轴承可采用液体静压轴承短三块瓦或长三块瓦油膜轴承，整体度油楔式动压轴承及动静压组合轴承等。当前采用动压轴承和动静压轴承较多。主轴的径向圆跳动般应小于，轴向圆跳动应限制在以内。.低速进给运动的稳定性。由于砂轮的修整导程要求，因此工作台必须低速进给运动，要求无爬行和无冲击现象并能平稳工作。.减少振动。精密磨削时如果产生振动，会对加工质量产生严重不良影响。故对于精密磨床，在结构上应考虑减少振动。.减少热变形。精密磨削中热变形引起的加工误差会达到总误差的，故机床和工艺系统的热变形已经成为实现精密磨削的主要障碍。