（全套CAD）轴承内外圈加工专用机床横向机构设计（图纸论文整套）

论文根据轴承内外圈的特点，对其横向进给机构进行了合理的设计。

此横向机构主要为了实现台面板上的刀具在切削轴承内外圈横向进给的运动。

这运动由阻尼液压缸驱动，由控制，由感应元件识别确认台面板横向进给时的位置。

本文要设计的内容主要包括阻尼液压缸驱动系统的设计，床身钳尺寸的确定，滚珠丝杠的设计，台面板的设计等。

确定了横向进给机构的具体尺寸后，利用软件对横向机构的主要部件进行建模，并对整体结构进行虚拟装配。

然后将装配体导入软件的运动仿真界面，并利用软件进行运动学仿真和动力学仿真。

分析仿真结果，得出相应结论。

最后对轴承内外圈加工专用机床横向机构进行优化设计，让本设计能够真正的投入到日常生产操作中，使其切实能够为轴承厂的生产线改造做出贡献。

关键词进给机构轴承加工虚拟装配运动仿目录摘要绪论.本课题研究的目的和意义.国内外轴承加工机床发展状况.本课题的主要内容横向机构设计.横向机构组成.横向机构的设计方案机床的主要参数及床身钳的初始设计阻尼液压缸的设计与计算滚珠丝杠的设计床身钳安装阻尼缸部分的尺寸及台面板尺寸的设计基于的横向机构三维建模与虚拟装配.软件的简介.主要零部件的三维建模.阻尼液压缸的虚拟装配基于的高级装配功能阻尼液压缸的虚拟装配.本章小结基于的运动仿真.运动仿真的工作界面.横向机构的运动仿真运动界面的的打开连杆特性的建立运动副特性的建立施加运动分析验证.本章小结结论与展望.结论.不足之处及展望致谢参考文献附录绪论.本课题研究的目的和意义该课题来源于轴承厂生产线改造项目，根据轴承内外圈加工设备加工时进给的特点，对其机床横向进给机构进行合理设计。

该专用机床在横向运动方面进行了改善，把以前的人工进给改造成为自动进给，减少了人工操作的误差，提高了生产效率，改善了加工零件的精度。

在传统轴承加工机床横向进给机构生产过程中，采用工人手动对刀，手动控制进给量，单调重复，而且工人长时间重复单动作容易发生差错，发生生产事故或者使加工零件报废。

为了降低工人的工作强度，改善工作环境。

提高生产效率和零件的精度，研制出了轴承内外圈加工专用机床自动横向进给机构使其能真正代替人工完成任务。

工人要做的就是按动按钮。

这样可以实现人多机操作，解放出大批工人，同时也降低了企业生产成本，提高了加工精度，使企业更具有竞争力!.国内外轴承加工机床发展状况目前，我国轴承加工机床数量上比较多，但在国际市场竞争中仍处于较低水平即使国内市场也面临着严峻的形势，方面国内市场对自动化轴承加工机床有大量的需求，而另方面却有不少国产轴承加工机床滞销积压，国外轴承加工机床产品充斥市场。

这种现象的出现，除了有经营上产品制造质量上和促销手段上等原因外，个主要的原因是我国生产的自动化轴承加工机床品种性能和结构不够先进，新产品的开发周期长，从而不能及时针对用户的需求提供满意的产品，造成这种情况的原因有我国轴承加工机床厂目前开发基型产品的周期约为个月，其中设计时间约为个月，占总周期的左右。

而国外些先进轴承加工机床厂同类基型产品的开发周期为个月，其中设计约.个月，只占。

因此无论是产品开发的总周期还是设计所占的时间比例均与国外先进水平有很大的差距。

我国工厂由于缺乏设计的科学分析工具，自行开发的新产品大多基于直观经验和类比设计，使设计次成功的把握性降低，往往需要反复试制才能定型，从而可能错过新产品推向市场的良机。

用户根据使用需要，在订货时往往提出些特殊要求，甚至在产品即将投产时有的用户临时提出些要求，这就需要迅速变型设计和修改相应的图纸及技术文件。

在国外，这项修改工作在计算机的辅助下般仅需数天至周，而在我国轴承加工机床厂用手工操作就至少需个月，且由于这些图纸和文件涉及多个部门，常会出现漏改和失误的现象，影响了产品的质量和交货期。

现在我国工厂设计和工艺人员中青年占多数，他们的专业知识和实际经验不足，又担负着开发的重任。

由于长期以来形成的设计工艺和制造部门分立，缺乏有效的协同开发的模式，不能从制订方案开始就融入各方面的正确意见，容易造成产品的反复修改，延长了开发的周期。

为解决这些问题，必须对产品开发的整个过程综合应用计算机技术，发展优化和仿真技术，提高产品结构性能，并建立起基于并行工程的使设计工艺和制造人员协同工作和知识共享的产品虚拟开发环境，使用相应的产品虚拟开发软件，这样才能有效地解决产品开发的落后局面，使企业取得良好的经济效益。

而在国外，轴承加工机床从年代以后得到了很大空间发展，机床品种，性能，结构都比较先进，而且机床生产周期短，效率高，加工出来的轴承精度好，很好的满足了客户的要求。

不过，近几年轴承内外圈加工专用车床在国内外都有很多研究，应用的领域也越来越多，轴承机械，产品主要用于汽车行业军工行业和其他工业行业的轴承生产制造，实现了单机自动化多机线自动化的生产制造。

其中轴承行业，占据顶端市场份额的以上，速度准确度和耐用性是轴承内外圈加工专用车床加工出来的产品的重要保障。

.本课题的主要内容分析原始资料，查阅相关资料，分析国内外轴承机床发展状况。

对轴承内外圈专用机床横向机构总体方案设计。

阻尼液压缸和滚珠丝杠的设计与计算。

横向机构各部分的设计与计算。

基于的横向进给机构三维建模及运动仿真。

横向机构设计.横向机构组成机床的横向进给机构由床身钳，滚珠丝杠，螺母座，调节螺母，调节丝杠，线轨，液压阻尼缸等部分组成。

由液压阻尼缸通过连接套带动滚珠丝杠副至螺母座，实现滑板的横向机动进给。

在滚珠丝杠的前端加螺孔，用内六角螺钉及套与之连接，这样用内六角扳手可实现滑板的横向手动进给运动。

该横向机构由主导控制，通过横向开关感应铁的感应运动位置，实现横向滑板的进给运动。

.横向机构的设计方案机床的主要参数及床身钳的初始设计轴承内外圈专用机床的主要技术参数如表所示。

表轴承内外圈加工专用机床的技术参数表项目要求最大工件回转直径最大车削长度中心高主轴头行程主轴锥孔安装基准孔主轴孔径主轴转速范围机床轮廓尺寸主轴线与机床边缘间距主轴线距地面高度床头箱长度由表可知，专用机床的轮廓尺寸为，轴承内外圈直径为，考虑到安装空间和可靠性等因素，确定床身钳底下尺寸为，接下来要确定床身钳安装阻尼液压缸部分的尺寸，这必须先要确定阻尼液压缸的型号及大小，由缸的大小尺寸来确定。

阻尼液压缸的设计与计算.阻尼液压缸设计内容及参数.设计内容液压缸内径，活塞杆直径的确定及绘制液压缸总图液压元件的选择.设计参数液压缸系统供油.液压缸最大推力.缸的最大行程.阻尼液压缸主要尺寸的确定.液压缸工作压力的确定液压缸的工作压力主要根据液压设备的类型来确定，对于不通用途的液压设备，由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。

根据负载，查参考文献表，可知液压缸的工作压力为.。

.液压缸缸筒内径的计算根据已知条件，工作最大负载，工作压力.可得液压缸内径和活塞杆直径。

已知，.，从标准中查得，则故必须进行最小稳定速度的验算，要保证液压缸工作面积必须大于保证最小稳定速度的最小有效面积又式中流量阀的最小稳定流量，由设计要求给出。

液压缸的最小速度，由设计要求给出。

故取，保证了。

.液压缸活塞杆直径的确定由已知条件可查参考文献表，取。

查参考文献表知，钢的屈服强度按强度条件校核所以符合要求。

.液压缸壁厚的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。

液压缸的壁厚般指缸筒结构中最薄处的厚度。

从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布材料规律因壁厚的不同而各异。

般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。

本设计按照薄壁圆筒设计，其壁厚按薄壁圆筒公式.计算为该设计采用无缝钢管.其中无缝钢管，取计算的公式所得的液压缸的壁厚厚度很小，使缸体的刚度不够，如在切削加工过程中的变形，安装变形等引起液压缸工作过程中卡死或漏油。

所以用经验法选取壁厚。

.缸体外径尺寸的计算缸体外径查参考文献表外径取.液压缸工作行程的确定由于在液压缸工作时要完成如下动作即可根据执行机构实际工作的最大长度确定。

由上述动作可知工作行程为。

.缸盖厚度的确定般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度按强度要求可用下式.进行近似计算.式中缸盖止口内径缸盖有效厚度最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点距离为，称为最小导向长度。

如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度增大，影响液压缸的稳定性，因此在设计时必须保证有定的最小导向长度，见图.油缸的导向长度。

图.油缸的导向长度对般的液压缸，最小导向长度应满足.式.中液压缸的最大行程液压缸内径取.活塞宽度的确定活塞的宽度般取即取.缸体长度的确定液压缸缸体内部的长度应等于活塞的行程与活塞宽度的和。

缸体外部尺寸还要考虑到两端端盖的厚度，般液压缸缸体的长度不应大于缸体内径的倍。

即缸体内部长度缸体长度即取缸体长度为。

.液压缸进出油口尺寸的确定液压缸的进出油口可布置在端盖或缸筒上，进出油口处的流速不大于，油口的连接形式为螺纹连接或法兰连接。

根据液压缸螺纹连接的油口尺寸系列摘自及小型系列单杆自及小型系列的单杆液压缸油口安装尺寸确定。

进出油口的尺寸为.，连接方式为螺纹连接。

.阻尼液压缸的密封设计液压缸要求低摩擦，无外漏，无爬行，无滞涩，高响应，长寿命，要满足伺服系统静态精度，动态品质的要求，所以它的密封与支承导向的设计极为重要，不能简单的延用普通液压缸的密封和支承导向。

因此设计密封时应考虑的因素用于微速运动的场合时，不得有爬行，粘着滞涩现象工作在高频振动的场合的，密封摩擦力应该很小且为恒值。

要低摩擦，长寿命工作在食品加工制药及易燃环境的伺服液压缸，对密封要求尤为突出，不得有任何的外渗漏，否则会直接威胁人体健康和安全工作在诸如冶金电力等工业部门的，更换密封要停产，会造成重大经济损失，所以要求密封长寿命，伺服液压缸要耐磨对于高速输出的伺服液压缸，要确保局部过热不会引起密封失效，密封件要耐高温，要有良好的耐磨性工作在高温热辐射场合的伺服液压缸，其密封件的材料要有长期耐高温的特性工作介质为磷酸酯或抗燃油的，不能用矿物油的密封风材料，要考虑他们的相容性伺服液压缸的密封设计不能单独进行，要和支承导向设计统进行统筹安排。

静密封的设计静密封的设计要确保固定密封处在正常工作压力的.倍工作压力下均无外泄露。

静密封通常选用形橡胶密封圈。

动密封的设计动密封的设计直接关系着伺服液压缸性能的优