内冷式砂轮的机床附件结构设计及工艺设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 毕 业 设 计（论 文）说 明 书 题 目 内冷式砂轮的机床附件 机构设计及工艺设计 学 生 系 别 专 业 班 级 学 号 _ 指 导 教 师 _ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 内冷式砂轮的机床附件结构设计及工艺设计 系： 机电 工程系 专业： 机械设计制造及自动化 班级 ： 学号： 学生： 指导教师： 接受任务时间 教研室主任 （签名） 系主任 （签名） 1. 毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 (1)(2)定主要结构形式 (3)(4)(5)2. 指定查阅的主要参考文献及说明 (1)上海机床厂七二一工人大 . 磨床设计制造 M 上海科学技术出版社 ,2)上海纺织工学院 ,哈尔滨工业大学 ,天津大学 M 上海科学技术出版社 ,3)张捷 M西南交通大学出版社 ,. 进度安排 设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期 1 查阅和搜集设计资料 2 完成机床附件结构 草图 设计，确定主要结构形式 3 进行图纸设计 4 完成指定零件的工艺及工装设计 ， 编写设计说明书 5 准备毕业答辩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供， 优质质量，答辩无忧 摘 要 本文分析了 磨床 的各种知识及 国内外的磨床冷却方式，并在此基础上加以改进，自行研究并设计了内冷式磨床的冷却装置及其机床附件结构。提出了解决冷却液进入磨削区域的问题，并设计了方案。文章对零部件的加工工艺进行了分析 及其指定的零件的工装设计 ，对冷却液 进行了分析并对其他各种机床的防护装置进行了分析，从中加以总结。文 文章 为内冷式磨床的研制整合了一套有效的结构方案分析改进方法。 关键词： 内冷式磨床 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 of in to in on to on to on to to an in of In 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供， 优质质量，答辩无忧 目 录 摘 要 . 3 . 4 目 录 . 5 第一章 前 言 . 7 第二章 磨削基本知识 . 8 磨削概念 . 8 磨削方法 . 10 第三章 磨床简介及发展概况 . 14 磨床简介 . 14 磨床发展概况 . 15 第四章 磨床技术参数的确定 . 16 磨床的系列 . 17 选用的磨床参数 . 20 第五章 主要附件结构设计 . 22 砂轮架概述 . 22 砂轮架设计 . 22 /右卡板的分析及加工工艺 . 24 零件工艺分析 . 25 工艺过程分析 . 26 输液管件的分析及加工工艺 . 26 零件工艺分析 . 27 工艺过程分析 . 27 制腔体设计及加工工艺 . 28 零件工艺分析 . 29 工艺过程分析 . 30 卡盘 /固定螺母的设计及加工工艺 . 31 零件工艺分析 . 32 护罩及 挡板的设 计及加工工艺 . 34 零件工艺及其过程分析 . 34 第六章 防护装置与冷却装置 . 36 护装置 . 36 却装置 . 39 削液的分析 . 45 第七章 夹具的设计 . 47 题的提出 . 47 定位基准的选择 . 47 夹紧面的选择 . 47 削力及夹紧力的计算 . 48 定位误差的分析 . 49 夹具设计及操作的简要说明 . 49 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第八章 结 论 . 50 小结 . 50 参 考 文 献 . 51 致 谢 . 52 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供， 优质质量，答辩无忧 第一章 前 言 磨床是金属切削机床的一种。大 家知道，金属切削机床中刀具与工件之间的相对运动是一对基本矛盾，而机床是它们相互斗争，相互联结的矛盾统一体。在切削过程中，刀具和工件之间经过不断的斗争，刀具刃口从工件表面切除一层金属，使被切工件的表面达到预定的技术要求 (尺寸大小、几何精度、表面光洁度等 )。磨床是以磨具 (它由无数微小磨粒粘结成不规则的“刀群”，如砂轮、砂瓦、油石、砂带等 )作为刀具来加工工件表面的，因此，它具有其他机床加工时所没有的特殊点，主要有： (1) 磨床的磨具 (砂轮 )相对于工件作高速旋转运动。 (2) 它能使工件表面获得很高的精度和光洁度 。 (3) 它能加工表面硬度很高的金属和非金属材料朗工件。 (4) 易于自动化和组成自动线，进行高效率生产。 由于磨床具有上述一些特点，因而它的使用范围较其他切削机床广泛。以陶土为结合剂与天然磨料结合的可高速旋转的砂轮，加速了磨削加工的发展，磨床逐步成为金属切削机床的一个重要组成部分。 磨削加工是指用磨料类切除材料的加工方法，根据工艺目的和要求不同，磨削加工已发展为多种形式的加工工艺。通常按工具类型进行分类，可分为使用固定磨粒的和游离的两大类。各种加工形式的用途、工作原理和加工运动情况有相当大的差别，但都存在摩搽、微切削和表面化学反应等现象，只是形式和程度不同而已。磨削加工是机械加工行业目前获得精度零件表面的主要方法，磨削加工质量的好坏直接影响到零件的质量和使用，而磨削加工过程的质量控制又十分复杂，影响因素众多，特别是磨削热，磨削温度的影响尤为重要。众所周知，磨削区局部瞬时温度高达 1000 度左右，容易引起工件的烧伤，变形和裂纹。因而成为限制磨削效率并影响磨削质量的一个关键因素。在磨削过程中使用磨削液对减少磨削热，降低磨削温度具有很重要的作用。但由于磨削过程的特殊性，磨削过程中磨削液并不能很好地进入磨削区，因而 达不到减少磨削热，降低磨削温度的作用，而采用内冷式砂轮磨削，即由砂轮内部向外喷冷却液，使其由磨削区向外流动，润滑冷却效果更佳。 利用砂轮的的多孔性，从砂轮中心供给磨削液，通过砂轮内孔或 侧面进入砂轮体内，利用砂轮旋转时的离心作用，将磨削液通过砂轮 上的气孔甩出，这样能有效的将磨削液送入磨削区内。在重负荷磨削，内孔磨削及其磨削耐热钢和高温合金等难磨削的材料时，采用内冷式效果较好。然而，由于砂轮气孔比较小，磨削液必须经过精密过滤，以免磨买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 削液中的杂质将砂轮气孔堵塞。此外，砂轮整个周边都甩出磨削液，必须解决油雾问题。此 方法正待研究，生产尚待研究改进。 本次设计主要依据 原有的外冷装置改为内冷式砂轮。该机床主要是用砂轮周边磨削平面，也可以用砂轮的端面磨削槽和凸缘的侧面。 通过对内冷式砂轮磨削机理进行研究，初步对使用内冷式砂轮的机床进行附件结构设计和工艺设计，使其能够将四年所学知识融会贯通，也使其在设计过程中不断学习一些新知识。同时，为即将步入工作岗位，作为机械设计制造技术人员从事机械设计制造工作打下一定基础。通过此次毕业设计环节，培养查找资料，分析问题，解决问题的能力，使其养成认 真仔细，精益求精的科学工作习惯。 限于编写者的水平和时间仓促，难免有不足，缺点和错误之处，敬请老师和同学们批评和指正。 第二章 磨削基本知识 磨削就是用砂轮对工件表面进行切削加工，是机器零件精密加工的主要方法之一。 磨削用的砂轮是由许多细小而且极硬的磨粒用结合剂粘结而成。将砂轮放大，可以看到在砂轮表面上杂乱地分布着很多尖棱多角的颗粒 磨粒。这些锋利的磨粒类似于铣刀的刀刃，磨削就是以这些磨粒为刀刃，在砂轮的高速旋转下，切入工件表面。所以磨削的实质是多刀多刃的高速微量切削过程。 磨削每次磨去的 金属 较薄，主要用于精加工。磨削不仅能加工普通的金属，如：碳钢， 及其一些有色金属和非有色金属材料，而且还可以加工硬度很高的材料，如：淬火钢，各种切削用刀具及其陶瓷。这些材料用金属刀具很难加工，有的甚至根本不能加工，这是磨削加工的特点之一。 磨削概念 我们介绍了磨削与其它金属切削 (车、铣、刨、钻等 )有不少相似之处，也有不同的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供， 优质质量，答辩无忧 地方，即磨削特殊的本质。我们的任务是设计磨床，因此首先需要认识磨削过程的特点。了解它、掌握它，采取相应的措施，更好地完成设计任务。下面就来具体分析磨削过程的一些特点： (1) 在磨削过 程中，由于砂轮以很高的速度旋转，离心力很大，若砂轮的质量不好或安装不妥，易造成砂轮碎裂产生事故，必须特别引起重视，因此在设计时要考虑可靠的防护设备。工件在磨削过程中，往往由于砂轮结构不均匀，引起砂轮高速旋转的不平衡，产生振动，影响工件表面质量和机床的使用寿命，严重时也会引起砂轮碎裂。因此，各种磨床必须具备砂轮的平衡措施。 (2) 砂轮具有自锐的性能，所谓“自锐性”，就是磨粒磨钝后在磨削力的作用下，自行破碎并从砂轮工作发面上脱落下来，露出新的磨粒，使磨削加工能继续正常进行。但由于磨削过程很复杂，如磨屑、破碎了 的小磨粒以及结合剂等，会塞住砂轮的孔隙，使砂轮切削性能降低，严重的甚至可能使砂轮工作表面被破坏，特别对表面光洁度要求较高及保证有正确形状的工件 (如螺纹、齿轮等 )。因此单纯 靠砂轮自锐还不能满足要求，还必须靠人工进行修整，所以应具备砂轮修整器。 (3) 在磨削过程中，由于磨削速度很高，磨粒和被加工工件之间的摩擦大，以及工件材料塑性变形的结果，会产生大量的切削热，其温度可达 1000 度以上，这超过一般碳钢的相变温度，甚至接近钢的熔化温度，并使剧热的磨屑被砂轮“刀齿”带走，在空气中与氧接触发生氧化作用产生常见 的火花。 在这样高的温度作用下，会使工件材料的性能和硬度改变，影响质量。同时工件的内部和表面有很大的温差，特别是对导热性能较差的材料，温差更大，将产生磨削应力。可能使工件发生裂纹。 因此，为了减少摩擦，带走热量，降低磨削温度，及时冲掉磨屑，使其不粘附在砂轮的表面上，以提高表面质量，在设计磨床时必须考虑具有较好的冷却装置。 (4) 砂轮上的磨粒形成的“刀齿”，多半是负前角和小后角。且其刃口又非绝对尖锐，所以工件表面产生很大的变形和摩擦，特别是磨粒变钝、磨削很薄、负前角大时，金属变形更加严重，这样使被加工工件表 面产生硬化现象。 磨削过程中产生的磨削力（用 P 来表示总的磨削力 )，它又可分解为三个彼此相互垂直的分力 (图 2 第一个分力叫切向力，它作用于工件的切线方向，是决定砂轮切削功率的依据，以 第二个分力叫径向力，它是沿着砂轮 (或工件 )半径方向的作用力，以 第三个分力叫轴向力，它是沿着工件轴线方向的作用力，以 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 2削力分解图 由于“刀齿”是负前角，所以磨削过程中工件受到很大的径向力 作用，使工件发生弯曲，影响工件 的精度，特别是磨削细长的工件造成直径误差更大，因此在设计磨削圆柱类工件的磨床时，不能忽视中心架的问题。 磨削方法 我们知道磨床的种类很多，磨削形式也不少，有外圆磨、内圆磨、无心磨、平面磨、螺纹磨、齿轮磨等等。尽管磨削形式多种多样，加工工件表面形状不一，但以砂轮工作发面来分，基本上可分为下列三种磨削方法： (1) 周边磨削； (2) 端面磨削； (3) 成形磨削。 表 1 就是按上述分类方法介绍几种常见的磨削形式、运动关系及其特点。除了表 有外圆切入、切向磨削、行星内圆磨削等等， 这里不再一一列举了。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供， 优质质量，答辩无忧 表 2见的磨削形式分类表 磨削方法 简 图 砂轮运动 工件运动 说明 周 边 磨 削 1 旋转 2 横进给 1旋转 2纵向往复移动 1旋转 2横进给 旋转 旋转 由导轮带动旋转，并轴向移动。 导轮旋转 1 旋转 2 横进给 3 纵 向 往复移动 旋转 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 磨削方法 简 图 砂轮运动 工件运动 说明 周 边 磨 削 1 旋转 2垂直进给 3横进给 纵向往复运动 端 面 磨 削 1旋转 2 垂直进给 旋转 旋转 1 自转 2 沿导向板移动 1旋转 2轴向进给 纵向往复移动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供， 优质质量，答辩无忧 磨削方法 简 图 砂轮运动 工件运动 说明 成 形 磨 削 旋 转 1. 旋转 2. 进给 1. 旋转 2. 垂直进给 1. 纵向往复移动 2. 分度 1. 旋转 2. 横进给 1. 旋转 2. 纵向移动 工件旋转和纵向移动保持一定关系 1 旋转 2. 往复移动 分度 必须指出，表 2不是一成不变的 ，还要根据具体条件买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 决定。如表 1中将花键磨削列入成形磨削一类里，但由于花键形状不同，要求也不一样，而且各厂根据设备条件和加工习惯所采用的方法也不同，可以用端面磨削，也可以用周边磨削，又如齿轮磨削的方法很多，可分展成法和成形法，一般都采用展成法来完成，很少采用形法。 随着科学技术和生产的发展，为了提高磨削精度和生产率，新的磨削方法不断涌现。 第三章 磨床简介及发展概况 磨床分为有外圆磨床，内圆磨床，平面磨床，无心磨床，工具磨床等。磨床的品种在机床中占有较大的比例。作为初学机床设计者来讲，当然不可能把所 有类型的磨床都搞清楚，但对常见几类磨床的外形、布局、用途、运动关系及特点等，又必须有个初步了解。这样，在进行具体设计时，能够做到胸中有数，建立一个比较完整的概念，做到手中有典型，开阔设计思路。 磨床简介 磨床作为金属切削机床的一种，尽管它的品种很多，要求不一，用途各异，但同车床、钻床、镗床、铣床、刨床等机床一样，都是由原动机 (电动机、液动机等 )通过机械、光电、液压、气压传动机构使工件和刀具间实现所需要的运动。磨床也是通常由电动机、油泵 发动部分，通过机械、电气、液压传动 传动部分，带动工件和砂 轮相对运动 工作部分组成。整台磨床是这样，砂轮架、头架、尾架等一些基本部件，也是由不同质的三个部外组成，因此，了解磨床就应从这里着手。下面我们选择一些较有代表性的几类磨床，配合外形照片和磨削工作图，简要的讲述它们的用途、分类、布局、运动关系及结构特点等。 我们选择一些常见的比较典型的磨床，列于表 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供， 优质质量，答辩无忧 表 2常见的典型磨床 类 别 组 别 机 床 名 称 M 类 磨 床 外圆磨床 圆磨床 圆磨床 无心磨床 心磨床 端面外圆磨床 面外圆磨床 内圆磨床 圆磨床 平面磨床 轴矩台平面磨床 轴矩台平面磨床 轴圆台平面磨床 双端面磨床 轴双端面磨床 导轨磨床 轨磨床 专门化磨床 轴磨床 自动曲轴磨床 轮磨床 辊磨床 辊磨床 键轴磨床 3M 类磨床 轴承专门化磨床 3承内圈外滚道磨床 3球磨床 3锥滚子球基面磨床 齿轮加工磨床 齿轮磨床 形砂轮齿轮磨床 形砂轮齿轮磨床 轮砂轮齿轮磨床 轮砂轮齿轮磨床 螺纹加工磨床 螺纹磨床 能螺纹磨床 杆磨床 磨床发展概况 我们日常所指的机床及设备，按照加工性质不同，可分为冷、热加工两种。冷加工设备常见的有各种金 属 切削机床和挤压设备等，热加工设备常见的有铸造、锻造和焊接等等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 由于金属切削机床的加工形式和使用范围比较广，并且生产的品种又较多 (达数千种 )，因而它是机械制造工业中的主要技术装备。在一般机械制造工厂里，金属切削机床约占所有设备的 60%左右。 但是，无论是铸、锻、挤压成型，或是用车、铣、刨、钻等切削加工，一般都难以达到高光洁度和高精度，经常要用磨削方法来完成。因此，磨床与其他金属切削机床相比，它的拥有量大、产量高、品种多，这是其他机床所不及的。据统计，目前世界上各种机床的产量和品种中，磨床约占 30%左右，其拥 有量约占机床总数的 20%以上 (仅次于车床 )，有些工厂 (如飞机、汽车、轴承制造业等 )占 56%以上。随着现代工业技术的发展，磨床的需要量正不断增长。 磨床的品种、产量和拥有量之所以比较多、高、大，除了上述原因外，还由于它的加工形式广 (如外圆、内圆、平面、齿轮、螺纹等等 )，可以这样说，凡是其他机床有什么样的加工形式，也就有相应加工形式的磨床。如内圆、外圆、螺纹等磨床，就是从车、镗床中演变出来的；平面、导执等磨床，就是由刨床、铣床演变而来的；同样，齿轮磨床是由滚齿机、插齿机引出来的。还有独特的磨床，如无心磨床、工具 磨床等。 随着近代科学技术的不断发展，推动了工业水平的不断提高，相应地对磨床提出了更高的要求。面多品种、高精度、高效率磨床的出现，又为科学技术发展提供了必要的条件。 目前，国内外磨床总的发展趋势，主要是提高机床效率、自动化程度和精度这三个方面： (1)提高磨床的生产效率，如正在大力发展高速磨削 (60 米秒以上 )，强力磨削，多砂轮磨削 (多至十片砂轮 )，宽砂轮磨削 (宽达 300毫米以上 )，恒压力磨削和砂带磨削等磨床。 (2)提高磨床自动化程度，特别是大力发展“机械加工中心”机床，数字程序控制和适应控制磨床。 (3)提高磨床精度，采用静压、空气轴承，静压导轨，微量进给等新技术。 机床的技术参数包括主参数和一般技术参数。表示机床主要规格的叫主参数，表示机床运动参数，结构参数，功率参数以及其他参数叫一般技术参数。 第四章 磨床技术参数的确定 机床主参数通常以机床上可加工的最大工件尺寸表示。如普通车床、外圆磨床、曲买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供， 优质质量，答辩无忧 轴磨床、螺纹磨床等，是以工件最大加工或回转直径 为主参数，例如 通车床，它的最大车削直径为 400 毫米，长度为 1500 毫米； 能外圆磨床，它的最大磨削 直径为 320毫米，长度为 1500毫米； 轴磨床，它的最大工件回转直径为 100毫米，长度为 5000 毫米。铣床、座标镗床、平面磨床等，是以工作台工作面宽度 B 和长度 L 为住参数，例如 7150轴矩台平面磨床，它的工作台工作面宽度为 500毫米，长度为 2000 毫米。 磨床的系列 随着工业生产的飞跃发展，机器零件的技术要求不断提高，形状不断变化，数量不断增加，因此机床的品种规格也相应增多。为了适应加工不同大小的工件，同样一种机床应该有大有小，因而机床的主参数应按一定的规律排列， 即所谓机床的系列。 开始是采用等差级数系列的方法，从， （图 4各项间的绝对差为 常数 21321(4图 4相对差（1 0 01100 ）不同，随着项数增大，项间相对差减小。 21 001132 00221 00111 0 0 1 0 01 0 0 1 0 01 0 0 1 0 0 (4买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 如平面磨床主参数采用等差级数系列，最大磨削直径在 80 800 毫米范围内： 128 0 2 2 4， ，343 6 8 5 1 2 6 5 6 5， ， N ，6 800N (4其绝对差为 144，为相对差为； 21 0 0 00 0 0165 0 0 00 0 052 2 4 8 01 0 0 1 0 0 1 8 0808 0 0 6 5 61 0 0 1 0 0 2 2656 (4可以看到前几项的间隔太大， 1提高 ，不能满足使用要求。而后几项的间隔太小， 5只提高 22%，形成品种分级过密，没有实用价值。 为弥补上述缺点，采用等比级数系列的方法。等比级数系列的任意相 邻二项之比为常数 (见图 4图 4 2 3241 2 3 1 N N （常数） (422 1 3 2 1N N N N N ； ； 34 3 1N N N ； (4因此任一项 111公比： 11N (4仍以平面磨床主参数为例： 1 8 0 8 0 0N Z， N ，6Z 51 800 1 0 1 . 680Z (4则主参数系列为： 1 80N ，2 3 4 5 61 2 5 2 0 0 3 2 0 5 0 0 8 0 0N N N N N ， ， ， ， 采用上述等比级数系列，基本上解决了机床规格的合理排列问题。目前，我国国家标难买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供， 优质质量，答辩无忧 “优先数和优先数系”，是机床主参数系列的理论依据。优先数是一种十进等比级数，即末项与首项之比为 10，以下式表示： 1=10 公比： 110Z 当级数有 6项时， 5 1 0 1 1 ) 当级数有 11项时， 10 1 0 1 (1 ) 当级数有 21项时， 2010 当级数有 41项时， 4010 此外，还可每隔 2， 3， 4，项选取优先数而导出只 2、 3 等等派生系列。实际应用中，标准公比见表 3。优先数和优先数系见表 4 表 4 4010 2010 3010 20/