（优秀毕业全套设计）数控高速端面外圆磨床及其砂轮架设计

多楔带以平带为基体，内表面有等距离纵向楔型的环形带传动。

工作面为楔侧面，有橡胶和聚氨酯两种。

皮带材料的选用皮带材料选用聚氨酯。

设计计算已知小带轮转速，即，传动比.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。

本设计中采用作为地址锁存器。

采用程序存储器的扩展电路框图如图.所示图.程序存储器的扩展电路框图.数据存储器的扩展由于内部只有字节，不能满足系统的要求，需扩展片外的数据存储器。

单片机应用系统数据存储器扩展电路般采用和表态数据存储器，其选用规则与程序存储器的要求相同。

在本设计中选用为数据存储器的扩展芯片。

容量为。

扩展框图如下.口扩展电路设计单片机共有四个八位并行口，但可供用户使用的只有口及口。

因此要进行接口的扩展。

本设计中采用通用的可编程接口芯片。

它是有，。

三个可编程功能的位接口，有个引脚的双列直插式扩展器。

由自单片机接受地址址信息，控制信息，在数据总线与端口间传送数据状态控制信号。

图.扩展框图由于块可提供个口，而本设计中经过分析，使用要求须四十几个口，所以本设计中采用三片芯片，其中块芯片作为键盘，显示接口电路。

根据以上控制需要分配这些接口控制砂轮架进给五相步进电机控制工作台进给五相步进电机工件头架旋转异步电机线圈触点占位砂轮旋转异步电机线圈触点占位液压泵异步电机线圈触点占位液压继电器线圈触点占位限位开关，口零位开关，面板键盘口显示器米字形口手动按钮启动暂停警报急停波段开关编辑，自动，手动由上述可知共使用了三片芯片，其中还剩余口八位可以利用。

总线连接数据总线口为数据口，数据总线由它连接各芯片数据口。

地址总线设计中共使用了片，片，三片。

必须对这些扩展部分实行统编址。

需条地址线需条地址线但由于访问片外与访问片外所以用控制线不同，且与，不会同时有效，所以两者地址可以完全重叠。

用口八位地位地址。

五位高地址。

与三片接口芯片可用译码器进行片选。

由，两位控制片选结果。

由此，可得地址分派如下图.接口框图键盘，显示接口电路图.键盘和显示接口电路如图.所示，本数控系统采用行列式键盘，即用口线组成行列结构，按键设置在行列的交点上。

使用的显示器为段米字管和发光二极管显示器。

采用接口芯片管理键盘，显示器电路。

它由键和位显示器组成。

键盘，显示器接口电路图的口作数据输出用与端口选址，两片的与，左上芯片的与右下的起组成键盘扫描线，右下的口用于查询个限位开关的状态。

.与控制电机与电液阀的联接其它辅助电路设计图.辅助电路的口向输出八位数据以控制电机和液压阀。

锁存器出来的与，以进行端口寻址。

与控制的读写。

口的控制五相步进电机，控制另步进电机。

控制四个异步电机的启停，控制液压阀。

加光电隔离器以屏蔽电磁干扰。

.步进电机驱动电路步进电机驱动电路如图.所示，由四部分组成。

在步进电机驱动中，般在接口电路与功率放大器之间要加上隔离电路，实现电气隔离，本设计中使用光隔，光隔引脚及接线图如图.所示。

图.步进电机驱动电路助图.光隔引脚及接线图第章液压系统设计.概述磨床通常以电动机作为动力，由它带动机械，液压传动系统完成机床的各种运动，再通过电器，液压系统控制这些运动之间的转换和先后顺序及其联系。

.液压传动设计.液压工作原理液压传动的特征与机械传动相比，它是用具有压力的油作为介质，经过二次转换来实现旋转运动或直线运动的电动机带动油泵压力油液压机旋转运动油缸直线运动因此，整个液压传动系统由四部分组成动力部分油泵执行部分液压机或油缸控制部分方向阀，节流阀，压力阀辅助部分油管，压力表，蓄能器，压力继电器等在上述液压传动过程中，压力油应密封在油管内，如果不密封，油就不能形成压力，也无法起传动作用。

另外，油所处的容积还要不断的变化，容积不变化，油泵就不能吸油与排油，油缸不能移动，也不能完成传动作用。

磨床的液压传动，就是利用容积的变化来完成其动作的。

液压传动的两个重要参数压力，流量液体压力与负载的关系齿轮油泵的供油压力，随着工作台受到的负载大小正变化。

负载大，压力大负载小，压力小。

液体流量也速度的关系进入油缸的流量越多，工作台速度就越快，定量油泵的流量要大于工作台最大速度所需的流量。

压力与流量的关系.油泵的压力与流量关系齿轮油泵并不是旋转就打出压力油来的，必须要在油泵出油口加负载，并且压力随负载变化而变化。

.管路中的压力与流量的关系在管路中流动的油液，压力实际上是压力差流量与液阻密切相关，液阻增大，压力差增大或流量减小。

液压传动采用的符号在绘制液压传动系统原理图时，液压元件的符号常采用结构符号或职能符号来表示。

结构符号近似于实物的结构，直观性强，容易理解，但绘制麻烦。

职能符号只表示元件的作用，不能表示出结构，绘制迅速方便，已列入国标。

.液压系统的传动设计在实际工作中有以下几个步骤.按照机床的每个动作要求来拟订相应的液压回路。

.按照机床的工作循环方框图，将各个回路合并成系统，画出液压传动系统原理图。

.按照机床动作所要求的速度和作用的力等进行计算。

.选用标准的或设计专用的液压元件，并按照机床布局来确定各元件的组合形式，进行阀板设计。

.绘制液压元件的连接总图油路装配图。

上述步骤是相互联系交替进行的，往往需要几次反复，才能完成。

.机床需要的液压部分机床测量仪的进给和退出，径向测量仪的垂直横向进给和退出，尾架的松开润滑部分。

.床身的滚珠丝杆.砂轮架的滚珠丝杆.砂轮修整器的滚珠丝杆，间隙供油.砂轮架的卸荷.床身导轨的润滑.砂轮修整器直线导轨的间隙供油动静压轴承砂轮架主轴轴承部分.砂轮修整器主轴轴承部分.拟订液压原理图机床液压系统的拟订，要与机械，电器配合，将各个液压回路进行组合，达到总体设计所需要的动作循环程序。

具体原理图见高速数控端面外圆磨床液压图结论经过三个多月的努力，我顺利完成了毕业设计的任务，对磨床的设计过程有了个基本的认识，特别对数控高速端面外圆磨床的设计过程有了深刻和清晰的了解。

这次毕业设计是对我大学四年所学知识的次综合应用，它涉及到机械制图机械制造技术机械原理机械设计机械装备设计液压系统设计数控技术互换性和测量技术单片机电子信息技术等多门课程的内容，使我对知识的综合知识的运用有了很大的提高。

本次设计的数控高速端面外圆磨床可以同时加工带轴肩类零件的外圆和端面，从而提高了磨削效率，减少加工时间，节省工件的生产成本。

在数控高速端面外圆磨床的设计过程中，郭老师让我们四个人每人负责部分，我负责的是数控高速端面外圆磨床的砂轮架部分。

起初我们四个人在起讨论磨床的总体布局图，每个人提出自己的想法，然后由大家来讨论，在这样的讨论和交流中，我们都学到了不少知识，知道自己方案的优点和缺点，最后我们讨论出来套最优方案。

本次毕业设计我负责的部件是砂轮架，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