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機(jī)電工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)方案
論證報(bào)告
設(shè)計(jì)題目: 全自動(dòng)軸承內(nèi)圓磨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
專業(yè)班級(jí)：
指導(dǎo)教師：
2008年4月6日
目 次
1 課題的來(lái)源與意義 2
1.1課題的背景與意義 2
1.2 課題設(shè)計(jì)要解決的問(wèn)題 2
1.3 課題研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 2
1.4 課題國(guó)內(nèi)外研究的概況 3
1.5課題的發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用對(duì)象 4
2 本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)與技術(shù)要求 4
2.1本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題應(yīng)達(dá)到的目的 4
2.2 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求 4
3 方案擬定 5
3.1 自動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)圓磨床總體設(shè)計(jì)與布局 5
3.2軸承套圈內(nèi)圓的磨削原理與特點(diǎn) 5
3.3全自動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)圓磨床的加工對(duì)象，范圍及要求 6
3.4 機(jī)床的主要運(yùn)動(dòng)及參數(shù)分析 8
3.5 影響機(jī)床加工精度和效率的工藝因素 9
3.6機(jī)床主要部件結(jié)構(gòu)方案評(píng)價(jià) 9
4 方案對(duì)比 11
5 方案論證結(jié)果 12
6 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題工作進(jìn)度計(jì)劃： 13
參考資料 14
1 課題的來(lái)源與意義
1.1課題的背景與意義
軸承內(nèi)圓內(nèi)圈磨床是指用于磨削軸承內(nèi)圓的專用磨床。五十年代，開(kāi)始逐步發(fā)展了切入式軸承專用內(nèi)圓和外圓磨床；至八十年代，隨著機(jī)床基礎(chǔ)元件技術(shù)的發(fā)展，特別是電子技術(shù)的高速發(fā)展，軸承套圈內(nèi)圓和外圓磨床的技術(shù)的日趨完善，相繼出現(xiàn)了PC和 CNC控制軸承套勸內(nèi)圓和外圓磨床及CAC控制的軸承套圈內(nèi)圓磨床，使現(xiàn)代控制技術(shù)與先進(jìn)的機(jī)床功能組件相得益彰，大大提高了機(jī)床的自動(dòng)化程度、可靠性、工作精度和生產(chǎn)效率。
迄今為止，較著名的軸承磨床制造廠主要有：美國(guó)的勃蘭恩特、希爾德；西德的奧佛貝克；意大利的西馬特、法米爾、諾瓦；日本的精工精機(jī)、東洋工 業(yè)公司；東德的柏林機(jī)床廠、卡爾馬克思城磨床廠等。
本課題為生產(chǎn)軸承的企業(yè)提出的實(shí)際課題。小型深溝球軸承是使用量較大的軸承產(chǎn)品。其生產(chǎn)方式為大批量生產(chǎn)。由于行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，生產(chǎn)廠家特別重視產(chǎn)品的質(zhì)量和加工效率。在深溝球軸承內(nèi)圈的加工工序中，內(nèi)圈磨削是一種瓶頸工序，也是關(guān)鍵工序。傳統(tǒng)的手動(dòng)和半自動(dòng)內(nèi)磨床難以滿足使用要求。因此，有必要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)以提高加工效率和質(zhì)量為目的的全自動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)圓磨床。
1.2 課題設(shè)計(jì)要解決的問(wèn)題
軸承加工是以大批量為特征的，因此加工設(shè)備不僅要保證軸承所要求的各項(xiàng)精度而且效率也是一個(gè)很重要的指標(biāo)。所以上下料的輔助時(shí)間是可以考慮縮 短來(lái)提高效率的。而隨著軸承工業(yè)的發(fā)展，對(duì)軸承磨床的加工精度也提出了更高的要求。尺寸精度是軸承加工中控制的一項(xiàng)關(guān)鍵之一。所以我們有必要去對(duì)上下料及進(jìn)給進(jìn)行研究。
在學(xué)校翻閱圖書館大量文獻(xiàn)，研究出初步的設(shè)計(jì)方案。去工廠進(jìn)行實(shí)地考察，結(jié)合書本知識(shí)，得出最佳設(shè)計(jì)方案。
1.3 課題研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
隨著軸承工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)軸承磨床的加工精度、效率、可靠性提出了更高的要求。尺寸精度是軸承加工中控制的一項(xiàng)關(guān)鍵精度之一，而磨床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)直接影響軸承套圈加工的尺寸精度。因此，隨著軸承質(zhì)量要求的不斷提高，需要更加精密高效的磨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行高效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。小型深溝球軸承是使用量較大的軸承產(chǎn)品。其生產(chǎn)方式為大批量生產(chǎn)。
由于行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，生產(chǎn)廠家特別重視產(chǎn)品的質(zhì)量和加工效率。在深溝球軸承內(nèi)圈的加工工序中，內(nèi)圈磨削是一種瓶頸工序，也是關(guān)鍵工序。傳統(tǒng)的手動(dòng)和半自動(dòng)內(nèi)磨床難以滿足使用要求。因此，有必要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)以提高加工效率和質(zhì)量為目的的全自動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)圓磨床。
1.4 課題國(guó)內(nèi)外研究的概況
十八世紀(jì)30年代，為了適應(yīng)鐘表、自行車、縫紉機(jī)和槍械等零件淬硬后的加工，英國(guó)、德國(guó)和美國(guó)分別研制出使用天然磨料砂輪的磨床。這些磨床是在當(dāng)時(shí)現(xiàn)成的機(jī)床如車床、刨床等上面加裝磨頭改制而成的，它們結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度低，磨削時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)，要求操作工人要有很高的技藝才能磨出精密的工件。
1920年前后，無(wú)心磨床、雙端面磨床、軋輥磨床、導(dǎo)軌磨床，珩磨機(jī)和超精加工機(jī)床等相繼制成使用；50年代又出現(xiàn)了可作鏡面磨削的高精度外圓磨床；60年代末又出現(xiàn)了砂輪線速度達(dá)60～80米/秒的高速磨床和大切深、緩進(jìn)給磨削平面磨床；70年代，采用微處理機(jī)的數(shù)字控制和適應(yīng)控制等技術(shù)在磨床上得到了廣泛的應(yīng)用。
內(nèi)圓磨床和其他磨床一樣，在提高效率、自動(dòng)化程度和萬(wàn)能性方面有較大的發(fā)展。但精度提高得很慢。十多年來(lái)，內(nèi)孔不圓度最佳值一直保持在0.3～1um之間，最高表面粗糙度Ra0.08。為了適應(yīng)大批量生產(chǎn)，各國(guó)都出現(xiàn)一批自動(dòng)內(nèi)圓磨床，如美國(guó)海爾特公司的 OCF 型內(nèi)圓磨床，美國(guó)Bryant公司的C-2型內(nèi)圓磨床，德國(guó)SIP200X315型內(nèi)圓磨床。
1.5課題的發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用對(duì)象
軸承套圈磨床是磨床的一個(gè)重要分支。我國(guó)的軸承套圈磨床已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，現(xiàn)在正在使用的大批量高精度的軸承生產(chǎn)已經(jīng)廣泛采用自動(dòng)線生產(chǎn)，代表著世界先進(jìn)水平的軸承磨超自動(dòng)線已經(jīng)大量的出口世界各地。我國(guó)的軸承磨床制造企業(yè)為我國(guó)的精密磨床發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。
2 本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)與技術(shù)要求
2.1本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題應(yīng)達(dá)到的目的：
小型深溝球軸承是使用量較大的軸承產(chǎn)品。其生產(chǎn)方式為大批量生產(chǎn)。由于行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，生產(chǎn)廠家特別重視產(chǎn)品的質(zhì)量和加工效率。在深溝球軸承內(nèi)圈的加工工序中，內(nèi)圈磨削是一種瓶頸工序，也是關(guān)鍵工序。傳統(tǒng)的手動(dòng)和半自動(dòng)內(nèi)磨床難以滿足使用要求。因此，有必要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)以提高加工效率和質(zhì)量為目的的全自動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)圓磨床。在之前的軸承內(nèi)圓磨床的技術(shù)參數(shù)上進(jìn)行改進(jìn)，把原來(lái)的半自動(dòng)化改成自動(dòng)化程度更高的機(jī)床。原先的磨床進(jìn)給還是采用棘輪機(jī)構(gòu)，用液壓來(lái)驅(qū)動(dòng)，這樣的進(jìn)給系統(tǒng)自動(dòng)化程度低，精度也低，不適合現(xiàn)在的大規(guī)模，高精度生產(chǎn)。軸承加工是以大批量為特征的，因此加工設(shè)備不僅要保證軸承所要求的各項(xiàng)精度而且效率也是一個(gè)很重要的指標(biāo)。而隨著軸承工業(yè)的發(fā)展，對(duì)軸承磨床的加工精度和加工效率也提出了更高的要求。進(jìn)給系統(tǒng)是軸承加工中提高效率的一項(xiàng)關(guān)鍵之一。所以我們有必要去對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行研究。該課題有利于提高學(xué)生的（1）綜合應(yīng)用能力（2）應(yīng)用參考文獻(xiàn)的能力（3）設(shè)計(jì)能力（4）計(jì)算能力（5）計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力（6）分析問(wèn)題的能力（7）創(chuàng)新能力等。
2.2 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
（1） 自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)部件圖一張；
（2） 總裝配圖一張；
（3） 主要零件圖；
（4） 英文翻譯一份；
（5） 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。
（6） 方案論證報(bào)告1份
（7） 圖紙量不少于零號(hào)圖紙4張
（8） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書（含畢業(yè)設(shè)計(jì)心得）1份
3 方案擬定
3.1 自動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)圓磨床總體設(shè)計(jì)與布局
磨削加工可分為一般磨削和高光潔度磨削（即精密磨削，超精磨削，鏡面磨削）兩種。
對(duì)于一般磨削，砂輪可當(dāng)作一把多刀多刃的銑刀，每一顆磨粒相當(dāng)于一個(gè)刀齒，每一個(gè)粒尖相當(dāng)于一個(gè)“刀刃”。但他與銑刀又不同的地方就是砂輪有 無(wú)數(shù)的刀齒，且刀齒的排列和刀齒的角度都是及不規(guī)則的。高速旋轉(zhuǎn)的每一個(gè)“刀齒” ，在切削力的作用下，從工件表面上切除一條薄層的切屑，并在工件表面上摩擦發(fā)熱而產(chǎn)生火化。這樣無(wú)數(shù)磨礪切削的結(jié)果，就把工件表面要切除的金屬磨去，形成光滑表面。
對(duì)于精密磨削，超精密磨削和鏡面磨削，光滑表面的形成與一般磨削相似，單也有自身的特點(diǎn)。高光潔度磨削是由砂輪通過(guò)精細(xì)修整后形成等高的微刃切削作用和適當(dāng)接觸壓力的摩擦拋光作用，使工件表面獲得高的光潔度。
3.2軸承套圈內(nèi)圓的磨削原理與特點(diǎn)
3.2.1 基本原理：圖3-1為滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)孔的磨削原理圖。
圖3-1滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)孔的磨削原理圖
磨削時(shí)，工件徑向進(jìn)給，砂輪軸軸向往復(fù)移動(dòng)，在粗進(jìn)給和精進(jìn)給磨削之間，往往需要修整砂輪。修整時(shí)，砂輪退出內(nèi)孔并在修整器位置往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，修整器就在砂輪表面去除一層磨料。每修整一次，就必須有一次補(bǔ)償進(jìn)給量Δa,Δa的大小應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)條件經(jīng)驗(yàn)合理確定，一般其數(shù)量級(jí)為1-10微米。
在內(nèi)圓磨削中，工件進(jìn)給一般由機(jī)械控制，也有用步進(jìn)電機(jī)控制的。砂輪轉(zhuǎn)速由電主軸控制：砂輪軸向長(zhǎng)距離往復(fù)運(yùn)動(dòng)由油缸控制，而其往復(fù)振動(dòng)則有偏心裝置控制。
3.2.2 軸承內(nèi)圈內(nèi)圓磨削的特點(diǎn)：
①砂輪剛度低
內(nèi)表面磨削時(shí)，砂輪受內(nèi)徑限制，常制成較細(xì)的懸臂梁狀，剛度很低：剛性差，易于變形，從而引起較大的尺寸和形狀誤差：砂輪軸無(wú)進(jìn)給光磨，恢復(fù)變形時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)率很低。
②磨削條件差
內(nèi)表面磨削時(shí)，砂輪直徑很小，為保證一定的磨削線速度，砂輪軸轉(zhuǎn)速極高，要上萬(wàn)轉(zhuǎn)，很容易引起磨削系統(tǒng)的振動(dòng)。在磨削時(shí)，砂輪與工件接觸面積大，磨礪抑郁鈍化，且自銳性不能充分發(fā)揮，產(chǎn)生熱量多，冷卻液很難進(jìn)入磨削區(qū)，工件表面極易燒傷。
3.3全自動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)圓磨床的加工對(duì)象，范圍及要求
3.3.1 機(jī)床的加工對(duì)象
該磨床主要用于大批量生產(chǎn)中高級(jí)精度的深溝球軸承內(nèi)徑的磨削。主要用于磨削軸承套圈內(nèi)經(jīng)，也適合磨削其他環(huán)形零件的內(nèi)徑，最適合大批量全自動(dòng)化生產(chǎn)。
3.3.2 機(jī)床的加工范圍
該磨床所加工軸承套圈的規(guī)格為：
磨孔直徑： φ20-30毫米
最大磨削深度： 30毫米
最大工件外徑： φ42毫米
加工余量: 0.2-0.35毫米
加工質(zhì)量: 高于軸承國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于P0級(jí)精度的軸承要求
3.3.3 工件的加工精度
作為精密的機(jī)械元件，滾動(dòng)軸承工作性能能直接影響逐級(jí)的工作性能，直至裝在主機(jī)關(guān)鍵部件的軸承的工作能力，幾乎決定了該逐級(jí)的工作性能， 除高精密軸承外，像耐高溫、耐低溫、防銹、防震、高速、高真空、和耐腐蝕等具有特殊性能要求的軸承的質(zhì)量指標(biāo)也是十分嚴(yán)格的。
一般來(lái)說(shuō)，滾動(dòng)軸承應(yīng)具有高的壽命,低的噪音，小的旋轉(zhuǎn)力矩和高的可靠性，這些基本性能要達(dá)到這些要求，就必須在機(jī)械加工工藝上首先確保軸承零件套圈的以下指標(biāo)：
旋轉(zhuǎn)精度：要求軸承的套圈的幾何形狀精度和位置精度不超過(guò)幾微米。
尺寸精度：要求套圈的尺寸精度在幾微米之內(nèi)。
粗糙度：安裝表面粗糙度Ra值不大于0.63μm-0.32μm，
尺寸穩(wěn)定度：在長(zhǎng)期存放和工作時(shí)沒(méi)有明顯的尺寸和形狀變化。
質(zhì)量指標(biāo)：尺寸公差7微米：圓度3微米：粗糙度0.04μm
3.3.3軸承內(nèi)套圈內(nèi)徑終磨技術(shù)條件(見(jiàn)下表3-1)
表3-1
套圈尺寸
尺寸公差
GED
(μm)
橢 圓 度
GED
(μm)
錐 度
GED
(μm)
端面?zhèn)葦[
GED
(μm)
光 潔 度
GED
(μm)
-10mm
－1－1－8
－7 －5
4 2. 5 1.5
5 2.5 2
1.4 6 4
Δ7Δ8Δ9
10-18mm
－1－1－10
－7 －5
5 3 1.5
5 3 2
1.4 6 5
Δ7Δ8Δ9
18-30mm
－1－1
－12
－8 －6
6 3 2
6 3 2.5
1.4 7 6
Δ7Δ8Δ9
3.4 機(jī)床的主要運(yùn)動(dòng)及參數(shù)分析
3.4.1 機(jī)床應(yīng)提供的主要運(yùn)動(dòng)分析
為實(shí)現(xiàn)正常的內(nèi)圓磨削，所需要的切削運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)如下圖所示。
圖3-2內(nèi)圓磨削切削運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)
圖3.2中Vf-橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：Vr-縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)：Vd-修整運(yùn)動(dòng)：Va-砂輪與工件的接近運(yùn)動(dòng)：Ng-砂輪轉(zhuǎn)速：Nw-工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
3.4.2 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)
磨架最大縱向行程(mm) 400
磨架最大軸向行程(mm) 420
砂輪軸型號(hào) GDZ-36 GDZ-48 GDZ-60
砂輪軸轉(zhuǎn)速 (rpm) 16000 48000 60000
砂輪軸功率 (KW) 5.0 3.5 2.5
工件軸轉(zhuǎn)速(rpm) 低速450 567 710
高速900 1134 1420
粗磨速度(mm/min) 0.8-2
精磨速度(mm/min) 0.25-0.5
快速趨進(jìn)工作速度(mm/min) 15
工件架粗精進(jìn)給微退量(mm) 0.001-0.016
3.5 影響機(jī)床加工精度和效率的工藝因素
主動(dòng)測(cè)量裝置的精度和穩(wěn)定性，以及砂輪的切削性能都是至關(guān)重要的。砂輪的自銳性及在修整期間內(nèi)的耐磨性是否良好，對(duì)內(nèi)圓磨削尺寸精度，幾何精度和精度穩(wěn)定性有重大影響，小孔磨削事尤為重要。所以，儀表和砂輪是實(shí)現(xiàn)正常自動(dòng)內(nèi)圓磨削的前提條件。
以下著重分析影響內(nèi)圓磨削尺寸精度，幾何精度及磨削效率的磨床結(jié)構(gòu)因素。
（1）內(nèi)圓磨削尺寸精度結(jié)構(gòu)影響因素。
1. 工藝系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度及重復(fù)定位精度；
2. 工藝系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)剛性；
3. 工藝系統(tǒng)的熱變形；
（2）內(nèi)圓磨削幾何精度的磨床結(jié)構(gòu)影響精度
4. 工藝系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度及重復(fù)定位精度；
5. 工藝系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)剛性；
6. 夾具重復(fù)定位精度(考慮重修的可能性)幾主軸回轉(zhuǎn)精度；
（3）內(nèi)圓磨效率的磨床結(jié)構(gòu)影響因素
7. 磨削參數(shù)，主要是砂輪線速度，橫向進(jìn)給速度，往復(fù)頻率和工件速度；
8. 磨削循環(huán)的合理的設(shè)計(jì)以及空程磨削時(shí)間和輔助時(shí)間的比重；
9. 工藝系統(tǒng)的剛性；
10.機(jī)電系統(tǒng)工作的可靠性；
3.6機(jī)床主要部件結(jié)構(gòu)方案評(píng)價(jià)
根據(jù)前一節(jié)機(jī)床結(jié)構(gòu)因素對(duì)加工尺寸精度，幾何精度和效率影響的分析，現(xiàn)將內(nèi)圓磨床各主要部件可能采用的結(jié)構(gòu)方案列出，并分別進(jìn)行剛性評(píng)價(jià)，精度評(píng)價(jià)，從而進(jìn)行方案的比較選擇。部件的結(jié)構(gòu)方案是在假設(shè)部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制造良好的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。任何合理的結(jié)構(gòu)方案，如果具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)或制造不良，均會(huì)使該部件失去其優(yōu)勢(shì)，乃至完全打不到預(yù)測(cè)的結(jié)果。
各部件結(jié)構(gòu)方案綜合評(píng)價(jià)如下表3-2：
表3-2
部件名稱
結(jié)構(gòu)方案
剛性評(píng)價(jià)
精度評(píng)價(jià)
效率評(píng)價(jià)
夾具
定心夾具
電磁無(wú)心夾具
滾輪式無(wú)心夾具
優(yōu)
優(yōu)
中
差
優(yōu)
優(yōu)
差
優(yōu)
優(yōu)
導(dǎo)軌
滑動(dòng)導(dǎo)軌
液靜壓導(dǎo)軌
氣靜壓導(dǎo)軌
磙子滾動(dòng)導(dǎo)軌
鋼球滾動(dòng)導(dǎo)軌
中
優(yōu)
差
優(yōu)
中
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
砂輪主軸
滾動(dòng)支撐皮帶軸
滾動(dòng)支撐DZ系列電主軸
滾動(dòng)支撐GDZ系列電主軸
氣靜壓支撐電主軸
中
中
優(yōu)
差
中
中
優(yōu)
優(yōu)
中
中
優(yōu)
差
進(jìn)給系統(tǒng)
絲杠螺母(滑動(dòng)接觸消除間隙)
步進(jìn)電機(jī)(滾珠絲杠)
液壓傳動(dòng)滾動(dòng)絲杠
步進(jìn)電機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)
中
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
差
優(yōu)
中
優(yōu)
差
優(yōu)
中
差
尺寸控制系統(tǒng)
定程磨削
氣浮塞規(guī)測(cè)量系統(tǒng)
前插式主動(dòng)測(cè)量?jī)x
步進(jìn)電機(jī)凸輪杠桿
差
中
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
中
優(yōu)
空程磨削消除系統(tǒng)
控制倒磨削
磨削功率控制
測(cè)量—升數(shù)法
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
中
優(yōu)
中
4 方案對(duì)比
經(jīng)以上各部件結(jié)構(gòu)方案綜合評(píng)價(jià)分析，比較各主要部件的特點(diǎn)
（1）分析比較滑動(dòng)導(dǎo)軌，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副有如下優(yōu)點(diǎn)：摩擦系數(shù)?。?.003--0.005），運(yùn)動(dòng)靈活，摩擦阻力小?？梢灶A(yù)緊，能實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度。成對(duì)使用導(dǎo)軌副時(shí)，具有“誤差均化效應(yīng)”，從而降低基礎(chǔ)件導(dǎo)軌安裝面的加工精度，減少基礎(chǔ)件的機(jī)械制造成本與難度。導(dǎo)軌副滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽，接觸應(yīng)力小，承載能力及剛度及剛度比平面與鋼球點(diǎn)接觸大大提高，滾動(dòng)摩擦力比雙圓弧滾道有明顯降低。導(dǎo)軌軸采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌軸具有良好的耐磨性，精度保持性好，壽命長(zhǎng)。簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造。運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，微量位移準(zhǔn)確，定位精度高。潤(rùn)滑方便，可以采用潤(rùn)滑脂，一次裝填，長(zhǎng)期使用。
但是直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副也有如下缺點(diǎn)，導(dǎo)軌面與滾動(dòng)體是點(diǎn)接觸或者線接觸，所以抗震性差，接觸應(yīng)力大。在全自動(dòng)軸承內(nèi)圓磨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震性要求相對(duì)來(lái)說(shuō)不是很高。對(duì)導(dǎo)軌副的表面硬度、表面形狀精度和滾動(dòng)體的尺寸精度要求高，若滾動(dòng)體的直徑不一致，導(dǎo)軌表面有高有低，會(huì)使運(yùn)動(dòng)部件傾斜，產(chǎn)生震動(dòng)，影響運(yùn)動(dòng)精度。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本較高。對(duì)贓物比較敏感，必須有良好的防護(hù)裝置。
（2）根據(jù)各部件結(jié)構(gòu)方案綜合評(píng)價(jià)，進(jìn)給系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)(滾珠絲杠)方案。
和滑動(dòng)絲杠副、靜壓絲杠副相比，滾珠絲杠副有如下的優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高，摩擦系數(shù)小。這對(duì)于內(nèi)圓磨床大批量加工軸承來(lái)說(shuō)，效率也是十分重要的參數(shù)之一。滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)具有可逆性，逆轉(zhuǎn)效率幾乎與正轉(zhuǎn)效率相同，但是滾珠絲杠副沒(méi)有自鎖裝置，而該磨床進(jìn)給系統(tǒng)是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，步進(jìn)電機(jī)可以取代自鎖裝置的功能。滾珠絲杠副的傳動(dòng)精度高，主要是指進(jìn)給精度和軸向定位精度。摩擦小，啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)無(wú)沖擊，低速時(shí)無(wú)爬行。工作時(shí)升溫小，進(jìn)度高，很有利于磨床的精度提案高。滾珠絲杠副磨損小，壽命長(zhǎng)。但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本偏高。
5 方案論證結(jié)果
結(jié)合方案綜合評(píng)價(jià)，剛性評(píng)價(jià)、精度評(píng)價(jià)、效率評(píng)價(jià)均是最優(yōu)化的。又依據(jù)軸承內(nèi)圈內(nèi)圓磨削的如下特點(diǎn)：
砂輪剛度低 內(nèi)表面磨削時(shí)，砂輪受內(nèi)徑限制，常制成較細(xì)的懸臂梁狀，剛度很低：剛性差，易于變形，從而引起較大的尺寸和形狀誤差：砂輪軸無(wú)進(jìn)給光磨，恢復(fù)變形時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)率很低。
磨削條件差 內(nèi)表面磨削時(shí)，砂輪直徑很小，為保證一定的磨削線速度，砂輪軸轉(zhuǎn)速極高，要上萬(wàn)轉(zhuǎn)，很容易引起磨削系統(tǒng)的振動(dòng)。在磨削時(shí)，砂輪與工件接觸面積大，磨礪抑郁鈍化，且自銳性不能充分發(fā)揮，產(chǎn)生熱量多，冷卻液很難進(jìn)入磨削區(qū)，工件表面極易燒傷。方案初定為磙子滾動(dòng)導(dǎo)軌和步進(jìn)電機(jī)(滾珠絲杠)進(jìn)給方案。
論證后初步設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖如下：
6 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題工作進(jìn)度計(jì)劃：
2008年2月 25日---3 月 30日
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告；
2月25日---3月 30日
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告；
4月1 日---5 月1日
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙；
5月2日---5 月20日
進(jìn)行設(shè)計(jì)說(shuō)明書編寫；
5月21日---5 月31日
進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書修改。
參考資料
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