1、万能外圆磨床总体布局设计摘 要在金属切削机床中,磨床品种类型无疑是最多,其中又以外圆磨床使用最为广泛,它能加工多种圆柱形圆锥形外表面及轴肩端面等,广泛应用于各工业领域。磨床加工是金属切削行业一个关键分支。磨床是应用于零件精加工,尤其是淬硬钢件和高硬度特殊材料精加工一个机床。多年来因为科学技术发展,现代机械零件精度和表面粗糙度要求越来越高,多种硬度材料日益增多,所以磨床应用越来越广泛。万能外圆磨床是工业生产中应用广泛一个精加工机床。基于市场对外圆磨床变速要求高,磨削外圆直径大要求,经过重新布局和对主轴箱设计后,外圆磨床加工性能得到了很大提升,外形愈加美观,结构更紧凑,操纵也更方便,更省力。主轴可
2、取得6种转速,磨削直径也增加到了320毫米。这些改变全部给操纵工人和维修人员带来方便,基础达成了以人为本目标。关键词:外圆磨床;磨削精度;精加工;粗糙度THE OVERALL LAYOUT DESIGN OF ALMIGHTY CYLINDRICAL GRINDERABSTRACTType of variety in the metal cutting machine tool, grinding machine is undoubtedly the most, the most widely used and outside grinder, it can processing all ki
3、nds of cylindrical cone outer surface and the shaft shoulder end, widely used in various industrial fields.Grinding machine processing is an important branch of the metal cutting industry.Grinder is a machine which is widely used in finish processing of the part , especially for the hard steel and t
4、he finish machining of the high rigidity special materials. In recent years, with the development of the technology, the need for machines precision and surface roughness is getting higher and higher. At the same time, the high rigidity materials are manifold, so the grinder machine is used more wid
5、ely now.Universal cylindrical grinder is a finishing machine widely used in industrial production.Based on the high demand for cylindrical grinder and the bigger diameter of the grind circularity, the performance cylindrical grinder has gained a prodigious improvement after renewing the layout and d
6、esigning the headstock. The machine now has the features of perfect, compact, convenient and labor saving. The principal axle can provide six rotation speeds, and the diameter has also increased to 320 millimeter. All of these changes has brought more and more convenient for the manipulators and the
7、 maintaining workers. So the changes have achieved the goal of center on human. KEY WORDS: Cylindrical Grinder, Grinding Precision, Finish Machining, Roughness 目 录第1章 序言11.1 选题背景和意义11.2 中国外发展现实状况11.3 机床设计基础要求21.4 本课题研究内容和选题设想31.5 预期结果4第2章 机床总体方案确实定62.1 总体设计62.1.1 关键技术指标设计62.1.2 总体方案设计62.1.3 总体方案综合评价
8、和选择62.1.4 总体方案设计修改和优化72.2 具体设计72.3 机床整体综合评价72.4 本章小结7第3章 总体布局设计83.1 机床总体布局分析83.2 总体布局初步确定83.3 总体布局最终确定93.4 本章小结10第4章 机床各关键零部件设计计算114.1 磨床基础参数确实定114.2 变速机构中轴设计计算124.2.1 计算各轴功率124.2.2 计算各轴转速134.2.3 计算各轴初选最小轴径134.3 主轴结构设计144.3.1 主轴初步确定144.3.2 主轴计算校核144.4 带轮设计校核计算214.4.1 确定和计算功率214.4.2 选择V带带型214.4.3 验算带
9、速214.4.4 计算各带轮中心距确实定214.4.5 验算小带轮包角224.4.6 确定带轮初拉力224.4.7 计算带轮压力234.5 齿轮计算和校核234.5.1 设计一对两连环齿轮234.5.2 齿轮校核244.6 本章小结26第5章 磨床其它部件设计275.1 头架设计275.2 尾座设计285.3 砂轮架设计285.4 横向进给机构设计305.5 工作台设计315.6 本章小结32第六章 结论33参考文件34致谢35第一章 前 言1.1 选题背景和意义多年来,因为科学技术发展,现代机械零件精度和表面粗糙度要求越来越高,多种高硬度材料应用日益增多,同时精密铸造和精密铸造工艺发展,又可
10、能将毛坯直接磨成成品;另外,伴随高速磨削和强力磨削工艺发展,深入提升了磨削效率。所以磨床适用范围日益扩大,它在金属切削机床中占比重不停上升。依据所学专业需要,为了使所学知识能够灵活利用,经过考虑,最终选择外圆磨床作为我毕业设计。1.2 中国外发展现实状况当今用户在购置机床时,对机床性能,功效及精密度方面有了更高要求,能够适应这种高要求,首推为数控机床。用于精加工磨床,数控磨床更能实现高效、高精度,多功效及操作方便。瑞士著名外圆磨床生产厂斯图特企业生产小型数控万能外圆磨床使用了最新型号FANUC21i数控系统,可经过随机键盘、软盘、编程器或标准接口输入输出程序。美国哈丁格企业万能外圆磨床中,为四
11、轴两两联动,不仅X轴和Z轴联动,而且X轴(砂轮架进刀轴)和C轴(头架主轴回转轴)联动。这种联动可实现非原磨削,这对砂轮进刀机构,砂轮架导轨和数控系统响应速度等全部有特殊要求。中国北京第二机床厂制造GL5A(P)-2数控外圆磨床,采取优异GC32G-E专用磨床数控系统,含有磨削过程程序变换,工件品质管理,机床状态监控,故障自诊疗及异常保管等全方位控制功效。菜单式界面输入操作简便。上海机床厂生产H246数控端面外圆磨床,采取两轴联动数控系统,含有砂轮架自动进给,自动顶紧工件,自动在线测量工件,头架自动准停功效。险峰机床厂MK8440数控磨床,采取闭环赔偿磨削参数,在进行连续赔偿磨削时,自动进行曲线
12、和理论曲线比较,在达成预输入精度要求后,自动停机。现在数控装置软硬件价格不停下降,也为各厂家发展数控磨床提供了有利条件。在二十一世纪,工业界面临挑战却是以较低成本取得更高质量,面对这一挑战,并非像很多人误导所设想那样修改产品设计或降低生产成本,处理这一问题最好方法往往是选择最优异设备和生产工艺对于高精度工件高效率生产制造,恰恰取决于制造者在工件一次装夹中实现万能加工能力,这也是现今磨床也发展得趋势。1.3 机床设计基础要求 1、工艺范围 机床是用来完成工件表面加工,应该含有完成一定工艺范围(包含加工方法、工件类型、加工表面形状、尺寸等)加工功效,所以,也能够把工艺范围称之为机床加工功效。对于专
13、用机床,工艺范围较窄,对应功效也较少。而一般机床,工艺范围较宽,功效较强,尤其是多品种,小批量生产需求增加,要求扩大机床功效。机床功效增加,将使机床结构复杂程度增加,制造难度、制造周期及制造成本增加。对于生产率,就机床本身而言,功效增加,可能会使生产率下降,但就机械制造系统(或工件制造全过程)而言,机床功效增加,将会降低工件装卸次数,降低安装、搬运等辅助时间,会使总生产率提升。机床功效关键依据被加工对象批量来选择。大批量生产用专用机床功效设置较少,只要满足特定工艺范围要求就行了,以取得提升生产率、缩短机床制造周期及降低机床成本等效果。单件小批量生产用通用机床则应扩大机床功效。2、柔性伴随多品种
14、小批量生产发展,对机床柔性要求越来越高。机床柔性,是指其适应加工对象改变能力,包含空间上柔性和时间上柔性。所谓空间柔性也就是功效柔性,指是在同一时期内,机床能够适应多品种小批量加工,即机床运动功效和刀具数目多,工艺范围广,一台机床含有有几台机床功效,所以在空间上部署一台高柔性机床,其作用等于部署了几台机床。所谓时间上柔性也就是结构柔性,指是在不一样时期,机床各部分重新组合,组成新机床功效,即经过机床重构,改变其功效,以适应产品更新改变快要求。又如,有单件或极小批量FMS作业线上,经过识别装置对下一个待加工工件进行识别,依据其加工要求,在作业线上就可自动进行机床功效重构,有些重构几秒钟内即可完成
15、,这就要求机床功效部件含有快速分离和组合功效。3、和物流系统可亲性可亲性就是指机床和物流系统之间进行物料(工件、刀具、切屑等)交接方便程度。对于单机工作形式一般机床,是由人进行物料交接,要求机床使用、操作、清理、维护方便。对于自动化柔性制造系统,机床和物流系统(如输送线)是自动进行物料交接,要求机床结构形式开放性好,物料交接方便。4、刚度机床刚度将影响机床加工精度和生产率,所以机床应有足够刚度。刚度包含静态刚度、动态刚度、热态刚度。5、精度为确保能加工出一定精度工件,作为工件母机机床必需含有更高精度要求。机床精度分为机床本身精度,即空载条件下精度(包含几何精度、运动精度、传动精度、定位精度等)
16、和工作精度(加工精度)。6、噪声噪声损坏人听觉器官和生理功效,是一个环境污染。设计和制造过程中要设法降低噪声。7、生产率和自动化机床生产率用单位时间内机床所能加工工件数量来表示。机床切削效率越高,辅助时间越短,则它生产率越高。对用户而言,使用高效率机床,能够降低工件加工成本,机床自动化程度越高,则它生产率越高,加工精度稳定性越好,越轻易适应自动化制造系统要求。8、成本成本概念贯穿在产品整个生命周期内,包含设计、制造、包装、运输、使用维护和报废处理等费用,是衡量产品市场竞争力关键指标,应在尽可能确保机床性能要求前提下,提升其性能价格比。9、生产周期为了快速响应市场需求改变,生产周期(包含设计和制
17、造)是衡量产品市场竞争力关键指标,应尽可能缩短机床生产周期。这就要求机床设计应尽可能采取现代设计方法,如CAD、模块化设计等。10、可靠性应确保机床在要求使用条件下、在要求时间内,完成要求加工功效时,无故障运行概率要高。11、造型和色彩机床外观造型和色彩,要求简练明快、美观大方、宜人性好。应依据机床功效、结构、工艺及操作控制等特点,根据人机工程学要求进行设计。1.4 本课题研究内容和选题设想 1.关键研究内容该外圆磨床结构组成、工作原理、传动系统,依据工件要求和加工条件合理选择砂轮架主轴加工参数。2.选题设想本课题设计包含外圆磨床总体设计,头架结构设计,尾架结构设计,砂轮架结构设计,横进给机构
18、设计。头架机构和尾架机构用于顶紧工件,砂轮架是用来磨削工件表面,横进给机构是为了实现砂轮架横进给运动。本课题确定了一套设计方案:采取三台电动机:一台经过电动机皮带轮带动头架主轴转动,由主轴带动顶针旋转以磨削工件,次电机选择为双速电机,能够实现6级变速,以实现不一样加工速度;一台经过皮带带动砂轮架主轴转动,以带动装在主轴上砂轮旋转来磨削工件外表面。另外一台为液压泵电机带动液压泵旋转。1.5 预期结果 经过计算和材料选择,顺利完成设计目标,含有较强实用性,符合设计要求。最终实现箱体装拆方便,6级变速,以提升加工效率和加工精度。 第2章 机床总体方案确实定2.1 总体设计2.1.1 关键技术指标设计
19、关键技术指标设计是后续设计前提和依据。设计任务起源不一样,如工厂计划产品,或依据机床系列型谱进行设计产品,或用户订货等,具体要求不一样,但所要进行内容大致相同。关键技术指标包含:(1) 用途 即机床工艺范围,包含加工对象材料、质量、形状及尺寸等。(2) 生产率 包含加工对象种类、批量、及所要求生产率。(3) 性能指标 加工对象所要求精度(用户订货设计)或机床精度、刚度、热变形、噪声等性能指标。(4) 关键参数 即确定机床加工空间和主参数。(5) 驱动方法 机床驱动方法有电动机驱动和液压驱动方法。电机驱动方法中又有一般电机驱动、步进电机驱动和伺服电机驱动。驱动方法确实定不仅和机床成本相关,还将直
20、接影响运动方法确实定。(6) 成本及生产周期 不管是订货还是工厂计划产品,全部应确定成本及生产周期方面指标。2.1.2 总体方案设计总体方案设计包含:(1)运动功效设计 包含确定机床所需运动个数、形式(直线运动或回转运动)、功效(主运动、进给运动、其它运动)及排列次序、最终画出机床运动功效图。(2)基础参数设计 包含尺寸参数、运动参数、动力参数设计。(3)传动系统设计 包含传动方法及控制原理、控制系统图设计。2.1.3 总体方案综合评价和选择在总体方案设计阶段,对其多种方案进行综合评价,从中选择很好方案。2.1.4 总体方案设计修改和优化对所选择方案进行深入修改或优化,确定最终方案。上述设计内
21、容,在设计过程中要交叉进行。2.2 具体设计(1)技术设计 包含确定结构原理方案、装配图设计、分析计算或优化。(2)施工设计 包含零件图设计、商品化设计、编制技术文档等。2.3 机床整体综合评价对所设计机床进行整机性能分析和综合评价。上述步骤可反复进行,直抵达成技术结果满意为止。在设计过程中,设计和评价反复进行,能够提升一次设计成功率。2.4 本章小结 本章从总体上对机床方案进行了初步确定,并确定了具体设计步骤和方法。经考察了解这种构想符合实际,合乎要求。 第3章 总体布局设计3.1 机床总体布局分析因为机床总体布局关系着机床性能,质量和整体合理型,所以在决定机床布局时,应注意以下多个问题:1
22、、刚度,精度,抗振性和稳定性。支撑部件应努力争取有足够刚度,运动部件在不影响本身刚度条件下,应尽可能做到体积小,重量轻。2、机床布局应尽可能使传动链较短,以简化结构,提升传动精度和效率,降低功率损失和发烧量,降低制造成本。采取合理布局,比如分离传动,热平衡布局形式等。如M7150A床身布局形式,把油池搬到床身外,下部采取“热赔偿油沟”,导轨采取静压润滑,使其上下温度基础一致。3、机床操作和调整要简单,装拆和维修要方便,排屑和冷却要通畅,联锁和防护要安全可靠。在考虑机床布局时必需重视减轻工人劳动强度,改善劳动条件和环境,如操作手柄位置高低合适,并尽可能集中,应考虑吸尘和消雾装置;高效率,半自动化
23、机床尤其注意冷却液过滤和调换方便问题。4、 床外型轮廓应美观,大方和协调。3.2 总体布局初步确定依据3.1节中所作分析,能够从大致上知道了总体布局需要包含问题。此时参看设计任务书可知道设计要求。所以,总体布局必需要完成设计所要求内容。通常来说,外圆磨床主轴箱即床头箱放在左上面,这么是为了适应右手操作习惯和便于观察测量。磨床因为刀架和砂轮较小,为方便操作,刀架部署在工件前面。因为结构要求,横向进给箱应在刀架正对面,尾座放在导轨上面。因为左床腿承受力较大,故左床腿尺寸要大些,右床腿能够小些。通常车床高度全部在8001300mm之间。为了工人操作方便(比如摇动溜板箱手柄后刀架上溜板,床过低就不适合
24、操作),要将左右两床腿同时加高一部分,大约在400500mm之间最为适宜。关键材料采取水泥等即可。主轴箱、进给箱润滑采取箱体外循环、集中润滑,这么可降低主轴箱温升,降低热变形。刀架上安装快速移动电机,这么能够省时,提升工作效率。磨床外观造型模拟原M131车床大致外观,在部分细节方面作些改动。关键是因为原来外观就很美观,而且布局合理,结构紧凑,占地面积小。3.3 总体布局最终确定上述中已对主体布局进行了分析和初步确定,所以总体布局大致组成以如前述,再依据原磨床实际布局形式,取其优点,经过实地测量和分析各部分尺寸,我最终确定了自己总体布局方案,详见主视图3.1和左视图3.2 图3.1 外圆磨床左视
25、图 图3.2 外圆磨床右视图3.4 本章小结 本章对磨床总体布局作了设计,经过仔细分析和研究知道了总体布局所需要包含问题,取原磨床优点,经过测量和分析,确定了自己总体布局方案。第4章 机床各关键零部件设计计算4.1 磨床基础参数确实定4.1.1、磨床基础参数确定初选砂轮为30050203;磨削直径范围3208mm;最大磨削长度1000 mm;机床床身规则340017401650mm。由参考文件1可查外圆磨削速度为3035m/s,所以取m/s (4.1)r/minr/min4.1.2、主电机选择大带轮取D=126,d=112;在带轮传动中,转动速度为r/min取主电机n=1440r/min,4k
26、w查参考文件1得转速数列为:单位(r/min)头架电机为1.1kw(740 r/min,1450 r/min)双速电机。因为头架电机为双速电机,740 r/min,1450 r/min经过带轮而降低转速。由参考文件1可得: (4.2)塔轮传动比为,r/minr/minr/minr/min所以传动比分别为24.7,6.8,4.6。当电机转速为1450 r/min时,传动比不变,转速分别为:r/min r/min r/min4.2 变速机构中轴设计计算4.2.1 计算各轴功率由4.1节能够确定电机类型:Y系列三相异步电动机;型号:Y80;其电动机输出功率=1.1kw,=0.92, 轴: kw轴:
27、kw轴: kw4.2.2 计算各轴转速轴: =7400.293=216.5r/min轴: =216.50.357=77.3 r/min轴: =77.3 0.4=30 r/min4.2.3 计算各轴初选最小轴径选轴材料为45钢。A=126103。由参考文件1可得:实心轴直径为: (4.3)空心轴直径为: (4.4) 轴: mm轴: mm轴: mm4.3 主轴结构设计4.3.1 主轴初步确定(1) 确定轴上零件装配方案,轴上大部分零件包含带轮,套筒,右端轴承和轴承端盖及联轴器依次由左端装配,仅右端轴承和轴承端盖由右端装配。(2) 依据轴向定位要求确定轴各段直径和长度。(3) 装左端轴承经过轴肩和垫
28、圈,轴承套和端盖实现轴承轴向定位,和径向定位。(4) 装轴承段:如零件图。这段(两)轴径由滚动轴承内圈孔径决定,因=40,选择深沟球轴承6208,其尺寸为,轴段长度由滚动轴承B,轴承和箱体内壁距离S=510。(5) 轴上零件周向固定,轴承和轴周向固定均采取套筒和轴承断盖来定位,同时为了确保轴承和轴配合有良好对中性,滚动轴承和轴采取H6/K6。定出轴肩处圆角半径R=2,轴端倒角取2。4.3.2 主轴计算校核 1、初选轴直径依据参考文件2计算所得轴颈最小应为1721mm,初步选21mm。 2、主轴材料和热处理依据载荷特点和耐磨性要求查参考文件2,选定主轴材料45号钢,调质处理后,在主轴端部,锥孔,
29、空心轴颈部位进行局部高频淬硬5055HRC,以提升耐磨性,查得N/mm,N/mmN/mm,N/mmN/mm,N/mm。3、求轴传输扭矩因为砂轮速度很高,功率消耗很大,主运动消耗功率为P= P P为砂轮电机功率。为机械传动总效率取0.7-0.85。由参考文件2查得。P= P (4.5)=40.8=3.2 kw所以: T=9.5510=9.5510=18864N.mm工件圆周进给速度由参考文件2得: (4.6)由参考文件2求作用在砂轮径向力: F= (4.7)式中工件轴向进给量10mm/r;砂轮径向切入深度0.1mm;,为磨削径向力指数,由参考文件2查得分别为0.417,0.714,0.751;
30、磨削系数,查得119.09。F=635.5N由参考文件2求作用在砂轮法向力:F= (4.8),法向磨削力指数,由参考文件2查得分别为0.417,0.731,0.698; 磨削系数,查得60.04F=317.8 N4、画轴受力分析图可确定出轴承支点L=60mm,L=300mm由此能够画出轴水平面支撑R= (4.9)= =756 N R=756-630=126 N轴垂直面内支撑 :R= (4.10) = =381.4 N R= 381.4-317.8=63.6 N mmM/NmmmmMH=37800 NmmM/NmmMeq=40116 NmmmmMC=42328 NmmMCZ=19050NmmM/
31、NmmmmmmM/NmmM/NmmT=18864Nmm 图4.1 轴载荷分析图5、画轴弯矩图,转矩图 (1)图4.1水平弯矩图, Nmm (在B截面处)。(2)垂直面弯矩图, Nmm (在B截面处)。(3)合成弯矩图,在B截面处, Nmm (4)转矩图,T=18864 Nmm1)按弯矩合成应力校核轴强度由弯矩图知B处弯矩最大,校核该截面强度。截面B处当量弯矩,Nmm,可得:Nmm校核结果:Nmm,C截面强度足够。2)按疲惫强度精度校核轴安全系数:依据轴结构和弯矩图及转矩图可见,BB截面为危险截面,故校核此截面。查参考文件1得:,尺寸系数,表面质量系数=0.93,钢,许用安全系数。3)弯曲应力幅
32、: (4.11)N/mm4)扭转应力幅: (4.12) N/mm5)只考虑弯矩作用时安全系数: (4.13) =6)只考虑转矩作用时安全系数: (4.14)7)安全系数: (4.15) 所以满足强度要求。 6、主轴扭转刚度校核依据参考文件5计算轴扭转变形通常公式以下:(rad) (4.16)式中: 扭转角(rad); 轴传输扭矩(kgfcm);轴产生扭矩变形部分长度(cm);钢剪切弹性模量,(kgf/cm); 轴断面极惯性矩(cm)。 对于空心钢轴: (4.17) (4.18)式中:轴外径(cm);轴孔径(cm); 轴传输额定功率(kw);轴计算转速(r/min)。 则 依据公式(3.14)可
33、得: (rad) 则 (rad) (rad) (rad)(rad)(rad)(rad)可得 (rad)依据参考文件1得:许用扭转角 因为 , 故主轴扭转强度合格。4.4 带轮设计校核计算4.4.1 确定计算功率由表参考文件1查得工作情况系数=1.3,故: (4.19)=1.31.1=1.43kw4.4.2 选择V带带型依据P,n由参考文件1选择一般Z型带。小带轮基准直径依据参考文件1取=71。4.4.3 验算带速m/s在525m / s 范围内,带速适宜。4.4.4 计算各带轮中心距确实定中心距小,则传动外廓尺寸小,但带长也短,带应力循环频率高,寿命短,且包角减小。传动能力减低,中心距大 ,则
34、和上 述情况相反。所以按下式初选中心矩: (4.20)实际中心距可用近似计算,即 (4.21) 因为带传动中心距通常是能够调整,其变动范围为, (4.22) (4.23)由 公式(4.20)得: 初选=460。计算带所需基准长度: (4.24)由参考文件1选 + =mm中心距可取范围, 418.55mm a=474.8mm 取 =490。同理取 =460。4.4.5 验算小带轮包角 (4.25) 通常要求故在要求范围以上,包角适宜。4.4.6 确定初拉力因,查参考文件2得;由式参考文件2得单根一般V带初拉力 (4.26) N4.4.7 计算压力由(4.25)和(4.26)所得带入(4.27)得
35、压力: (4.27) N4.5.齿轮计算和校核4.5.1 设计一对两连环齿轮查标准模数系列:取 ,齿数初步设定为,由参考文件5,得:mmmmmmmm mmmmmm因为mm ,故采取实心式,为减轻重量,故做成薄齿轮mm,取 mm mm 同上:mm ,也采取实心式。mm,取 mmmm4.5.2 齿轮校核经分析可知,主轴上一对斜齿轮受力最大,故对其强度进行校核。1、使用条件分析传输功率0.75kw,主动轮转速n=1500r/min,齿轮比u=1.6。 则转矩T= Nmm圆周速度:估量m/s载荷平稳,估计天天工作12小时,使用寿命,属于中速、中载、可靠性好齿轮传动。2、一对齿轮关键参数以下 , ,由参
36、考文件5可得验算轮齿弯曲强度条件: (4.28)式中:为载荷系数,由参考文件1得:因为斜齿轮传动,取 两轮均为硬齿面 ,取 ,取 则 3选择齿轮材料,热处理方法按使用条件可知,可选择软齿面齿轮,也可选择硬齿面齿轮,此次设计采取硬齿面齿轮,并具体选择小齿轮:40Cr ,调制处理,硬度270283 HBS;大齿轮:40Cr ,调制处理,硬度245255 HBS。4确定许用应力(1) 确定极限应力和齿面硬度:小齿轮按280HBS,大齿轮按250HBS查参考文件5:得MPa(2)计算应力循环次数N,确定寿命系数,查参考文件5得 ;(3)计算许用应力由参考文件5取 参考文件5得:MPaMPa参考文件5得
37、:MPaMPa5、计算当量齿数: 参考文件5查得齿型系数:,应力校正系数:,取,Nmm6、计算弯曲应力由公式(4.28),可得:MPa MPa故轮齿弯曲强度满足要求。4.6 本章小结本章对外圆磨床带轮,主轴,齿轮进行设计和校核。这一章是本说明书关键,也是设计中尤为关键一章,其关键对外圆磨床传动系统进行了系统设计、计算和校核。经大量计算验证,传动系统所用齿轮,轴,带轮,塔轮全部在包含许可范围之内,符合标准规格,经校核其全部全部合格。第5章 磨床其它部件设计5.1 头架设计头架由底座,体壳,主轴及传动装置组成。 头架体壳可绕着轴销在底座上回转0-90度之间任意角度,并由螺钉紧固,回转角度大小能够从
38、刻度盘上读出,底座和体壳上分别装有挡销,当转动体壳使两挡销相互紧靠时,头架即回复到了0位(即回转角度为0度主轴轴线和工作台前测定位面平行),这么不仅操作方便,而且定位正确,头架经过底座5,用两个L型螺钉固定在工作台左端。头架主轴应含有高旋转精度,刚度,和抗振性,在头架主轴前后支撑中各有两个滚动轴承,它们全部采取面对面排列方法,即轴承外圈窄边相对。经过修磨隔圈可使轴承预紧。轴承预紧,就是将滚动轴承并紧,使其在空载荷时就在滚动体(滚球,滚子和滚针)和内外圈滚道接触处产生微量初始弹性变形。头架主轴轴承实现预紧方法是:修磨内隔圈或外隔圈,使内圈宽度大于外隔圈宽度。然后在装配时,使轴承内外圈之间发生轴向相对移动,将滚动体和内外圈滚道压紧。滚动轴承经预紧后,不仅消除了轴承中原来存在间隙,而且还在接触处产生了微量弹性变形,提升了轴承旋紧精度和刚度,所以多种主轴滚动轴承全部经过预紧。但预紧力不能过大,不然会使轴承磨损和发烧增大,寿命下降。主轴轴向定位由前支撑中两个轴承实现。作用在主轴轴向力,经过轴承外圈,套筒,调整圈和法兰传给头架体壳,或经过法兰传给头架体壳。主轴前端有精密莫氏4号锥孔,用于安装前顶尖或其它夹具。主轴中心有通孔,安装卡盘或其它夹具时可经过拉杆将其并紧在主轴锥孔中。传动工件旋转带轮,全部采取卸荷结构。带轮支