自动外圆磨床自动上料系统设计（含全套CAD图纸）
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1 宁波大红鹰学院 毕业设计（论文）外文翻译 所在学院： 机械与电气工程学院 班 级： 08 机自 4班 学生姓名： 李益 指导导师： 戴积峰 合作老师： 谢建平 日期： 2011 年 11 月 4 日 2 磨削技术 , 1994 - 原文： 题目 of of in a on a of a in s on a of an A a 8 000 a 0 m, a 0 mm/a of be m m by a be m m by to a a of on be m m. s to as to of in is of of is an to on of 3 to in of 1. A of 2. of as as 1. in In in of 2). it on be by a or a 36. is by 3, 4 5, 6. on or of 3. a of a 00 mm/a 00 N, a 0 m 7. of of .5 of 0% 0% 37. of to of a on a of is 3. We by on a by a 4 s s to of a To 2 of o of a of of as 4. in a of of of be of of m, by a by of is by a as 5. by a 3 of s he of be by s 8. To of 0 of of as as () in to of by 5 , 2, . of A), of on 18 to of of be 8. S/N) is as a or of an of be of is an of a , , is by 8: of n: of , of by an of 8. of is to , as q. 1. be a . be 4 he in 20) 9, is of in of of is 9. of is be 6 to so be on a to on to on a a M) 10. 4000 to be m. of A by to of to be C AM be to NC of in is to of by of is a we , we . on 0 mm/of 0 m; 8 000 as . of by an of in to ). ,13 a of 0% s of of 3, 11. be as a on is by an As a of a on to of of as . 7 a of to be m. by 8% in of A a = m of a 30 is 8. of 5% s to of to A as of AM s to of 9). of 4000 a on a of m on on m on on m on of on on 5 n of in a on a by a 18 8 of of a 0 mm/a of 0 m, a 18 000 a of be m m by By to of to be in of in of . S (2000) of of 11, 347 2. A, C (1997) A of (1):1726 3. H, C (1988) of on a 0(4):215 220 4. H, C, (1991) on by 1(1):7581 5. , (1999) of on of an a 9:459469 6. , (1996) of 8(5):419423 7. J, H (2003) of 9 :177185 8. S (1989) . 1985) of 0. 1996) 1. C (1991) of 10 原文： 题目 球形研磨和抛光注塑模具钢的自动化表面精加工工艺 摘要： 本研究讨论在数控加工中心注塑模具钢 自由曲面下进行自动化球形研磨和抛光球的表面处理工艺的可行性。研磨工具持有人的设计和制造已经完成了这项研究。在加工中心中，表面的最佳磨削参数采用田口直交法来进行塑料注射成型钢 确定。塑料注塑模具钢 面最佳磨削参数是，一种 18000速度， 20 m 的磨削深度，以及 50 毫米/分钟的进给速度磨削。试样的表面粗糙度 以通过使用最佳的表面磨削参数来从 米大约提高至 米。表面粗糙度 可通过使用最佳抛光参数的球抛光这一过程进一步改善至约 米至 米。应用表面打磨和抛光最佳参数，依次细研磨自由曲面模仁，自由曲面上测试区的表面粗糙度 米至 米。 关键词： 自动化表面精加工球打磨过程表面粗糙度磨削工艺田口方法。 1简介 塑料是重要的工程材料，由于其特性，如耐腐蚀，耐化学品，密度低，易于制造，并已在工业应用中越来越多地取代金属部件。注塑成型是一种重要的塑料产品成型工艺，塑料模具表面光 洁度是一个直接影响塑料产品外观的必要条件。如磨削，抛光和研磨这样的整理程序常用来改善表面光洁度。研磨工具砂轮的装入已经广泛使用的传统模具，模具加工等行业。为了自动化表面精加工进程，安装了磨削工具的几何磨具在（ 1）中引入。在自动化表面精加工系统中，球形研磨的球形研磨工具的加工进程模型在（ 2）中阐述。磨削速度，切削深度，进给速度，研磨材料，磨料，料度等砂轮特性都为球面磨削过程的影响参数，如图 1所示。注塑模具钢的最佳球面磨削参数尚未在文献中调查发现。 近年来，正在开展一些研究来确定球挤光过程的最佳参数（图 2）。据 说使用碳化钨球或滚子可减小工件表面的塑性变形，因而改善表面粗糙度，表面硬度和抗疲劳性能 3打磨过程是由加工中心 3， 4和车床 5， 6完成。对表面粗糙度有显著影响的主要抛光参数是滚珠或滚子的材料，打磨力，进给速度，抛光速度，润滑，打磨通过次数，等等 3。塑料模具钢 最佳表面打磨参数是混合油脂润滑剂，碳化钨球， 200 毫米 /分钟的磨削速度， 300N 的挤压力， 40 11 m 打磨速度。使用最佳挤光参数的表面抛光穿透深度约为 米。通过挤光工艺改善表面粗糙度后，介于 40到 90之间。 这项研究的目 的是在加工中心中塑料注塑磨具自由曲面的球形研磨和表面抛光加工程序的开发。使用球形表面研磨和抛光程序的自动化表面加工流程图在图 3 中展示。我们以设计和制造在机械加工中心中使用的球形研磨工具以及其定位装置为开始。 球形表面的最佳磨削工艺参数通过利用田口直交方法来确定。在田口的 18课矩阵实验中， 4 因素 3 相应水平被选择。表面磨削的最佳安装球面磨削参数被应用到自由曲面载体的表面光洁度加工中。为了改善表面粗糙度，使用最佳挤光参数来对工件表面进行进一步打磨。 2设计了球形研 磨工具及其定位装置 为了使在自由曲面中进行球研磨加工工艺成为可能，球磨床中心应该和 面磨削工具的安装以及他的设备调整设计如 4 图所示。电动砂轮机用两个两个可调整支点螺钉安装在刀架上。在圆锥槽对齐组件的帮助下，该磨具球中心配合一致。对齐磨床球，两个可调整支点螺钉拧紧；之后，校准组件可以被移除。球磨床中心坐标之前的偏差，连杆有约 5 微米，这是由数控三坐标测量机测量。由机床振动引起的力被螺旋弹簧吸收。生产出来的球研磨工具和抛光球被安装如图 5 所示。为了球研磨过程和球挤光过程，主轴被一个主轴锁定机 制锁定。 3 1田口直交的配置 通过进行田口直交 8矩阵实验，几个参数的影响可以达到有效的使用。为配合上述球面磨削参数，该磨床球研磨材料（ 10 毫米直径），进料速度，磨削深度 ,并且电动砂轮机的换挡被 4 个实验因素所选择，本实验中指定由因素 A 到因素 D（见表 1）。每个因素的三 个等级（设置）配置包括感兴趣的区域，并定义为数字 1， 2 和 3。研磨材料的三种类型，即碳化硅（ 白铝氧化物（ 盛顿州），粉红色氧化铝（ 夕法尼亚州）分别选用和研究。每个因素三个数值乃根据预先研究结果决定。 直交选择由矩阵实验中球形研磨工艺的 4 个 3 级因素决定。 12 据分析的定义 工程设计问题可以划分为较小的较好类型，标准的最佳类型，较大的较好类型，签订目标类型，还有其他的（ 8）。该信号与信噪比（ S/ N）比作为目标函数用于优化产品或过程设计。工件表面的表面粗糙度值通 过适当的磨削参数组合值应当比原表面的更小。因此，球形研磨过程是一个较小较好类型问题的例子。S / ，是由以下方程定义 8： 不同条件下，观测噪声质量特性。 n：实验次数。 S / 18直交实验数据中获取计算，各因素的主要作用是通过使用方差（ 术分析和 8），较小较好问题的优化策略是最大化，由 1式定义。最大化的水平选择是由显著影响的因素负责选择得。球形研磨的最佳条件可以被确定。 在这项研究中所使用的材料是 当于采用 20的） 9，常用在在汽车零部件和家用电器领域中的大型注塑产品模型中。这种材料的硬度为 9。这个材料的优势是加工后，由于其特殊的前处理，不需要热处理，可直接用于进一步加工过程。该工件被设计制造用来安装在测力计中测试反应力。 的三轴加工中心上面的精铣，以及配备在 0上。预加工表面粗糙度的测量，使用 4000设备，约 6显示了球形研磨进程的实验装置。由雷尼绍公司生产的 光加工路径的数控代码可用在 些代码可以通过 在球面磨削过程的目标是通过确定各因素的最佳水平来尽量减小切削工件表面粗糙度的值。由于对数函数是一个单调递减函数，我们应该最大化 S / 此，我们可以判断每个因素的最佳水平，因为该水平拥有 的最大值。 因此，基于矩阵实验，最佳的研磨材料呈 粉红色氧化铝 ;最佳的进给速度为50毫米 /分钟 ;最佳的磨削深度为 20微米 ;公转的最佳转速为 18000个 术分析和 因素的主要作用的进一步确定是用来确定其意义（见表 5）。根据 11）， ,13是 13 90%的置信水平），因素的自由度为 2，合并误差自由度为 13。大于 比率值可归纳为对表面粗糙度的显著影响，并由星号标识。因此，进给速度和磨削深度对表面粗糙度有显着影响。 设定样品的表面粗糙度值 m，在使用球面磨削参数的最佳组合后表面粗糙度提高约 78。切削表面使用抛光球最佳参数进一步打磨。挤光之后，设表面粗糙度 8所示 30倍光学显微镜观察抛光表面粗糙度的改善。经过抛光之后，预加工表面粗糙度改善 95%左右。由田口式矩阵实验获得的表面磨削球最佳工艺参数应用于内膜自由曲面的表面加工以评估表面光洁度的改善。香水瓶被选定为测试载体。该测试对象的内膜数控加工用过精细加工，内膜将用从田口矩阵实验中获得的最佳球研磨参数进行进一步磨削。此后不久，切削表面 用最佳挤光参数进行抛光，以进一步提高被测物体的表面粗糙度（见图 磨具内膜表面粗糙度用4000设备测量，精细研磨后磨具内膜的表面平均粗糙度 削表面的为 面抛光的平均为 测对象切削表面的表面粗糙度大约改善为（ ，而抛光表面的为（ 。 5 结论 在这项工作中，注塑模具自由曲面的表面加工处理中自动化球研磨和挤光的最佳参数在加工中心成功的开发了。球面 磨削工具的安装（及其排列组成部分）被设计和制造。最佳球面研磨磨削表面参数通过田口 塑模具钢 混合研磨材料， 50毫米 /分钟的进给速度， 20微米的磨削深度， 18 000转的公转。试样的表面粗糙度 过应用最佳表面打磨和抛光参数对磨具内膜自由曲面进行表面加工。改善表面粗糙度后，在切削表面中，切削表面大概是 在抛光表面上大约是 宁波大红鹰学院 毕业设计（论文）开题报告 课题名称 自动外圆磨床自动上料系统设计 课题来源 (4) 课题类型 A 指导教师 戴积峰 学生姓名 李益 专 业 机械设计制造极其自动化 学 号 08141010409 一、 设计的方法 机械制造装备设计的步骤设计类型而不同。创新设计可分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶段。 （一）产品规划阶段 产品规划阶段的任务是明确设计任务，通常应在市场调查与预测的基础上识别产品需求，进行可行性分析，制定设计任务 书。 在产品规划阶段将综合运用技术预测、市场学、信息学等理论和方法来解决设计中出现的问题。 1需求分析 产品设计是为了满足市场的要求，而市场的需求往往是不具体的，有时是模糊的、潜在的，甚至是不可能实现的。需求分析的任务是使这些需求具体化和恰到好处。明确设计任务的要求。需求分析的任务本身就是设计工作的一部分，是设计工作的一部分，是设计工作的开始，而且自始至终指导设计工作的进行。 需求分析一般包括对销售市场和原材料市场的分析 (1)调查研究 (2)调查研究包括市场调研、技术调研和社会环境调 研三个部分 (3)预测 (4)定性预测和定量预测 (5)可行性分析 (6)编制设计任务书 (二 )方案设计阶段 1对设计任务的抽象 2建立功能结构 3寻求原理与求解方法 4初步设计方案的形成 5设计方案的评价与赛选 （三） 技术设计阶段 1确定结构原理方案 2总体设计 3结构设计 （四）工艺设计阶段 1零件图设计 在零件图中包含了为制造零件所需的全部信息，这些信息包括几何形状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度 、材料和热处理要求、其他特殊技术要求等。 2完善装配图 在绘制零件图时，更加具体地从结构强度、工艺性和标准化等方面进行零件的结构设计，不可避免地要对技术设计阶段提供的装配图做些修改。 3编写技术文档 二、 机床设计应满足的要求以及了解相关方法和设计构想 （一）机床的设计应满足的要求 1在机床上可以完成的工序种类 2加工零件的类型，材料和尺寸范围 3毛坯的种类等加工精和表面光洁度 4 自动化程度 （二）了解相关方法 1了解氧化锆及其用途，常用的加工方法。（了解加工对象） 2了解金刚石砂轮的特点与加工性能。 3了解外圆磨床基本结构。（总体构思与布局） 4了解各类自动装夹种类与形式、特点。 5掌握陶瓷插芯自动装夹性能特点及设计方法 （三）设计工作大体的可分为三个步骤： 1调查研究 （ 1）学习有关机床设计的方针、政策，明确设计要求； （ 2）到使用单位调查了解所涉及机床所要承担的生产任务和加工工艺； （ 3）到制造单位调查，了解制造厂的设备条件、技术能力和生产经验； （ 4）收集国内外同类型机床的技术文献和图纸资料。 2方案拟定 在调查研究的基础上，通常可拟定出多个方案进行比较分析。每个方案所包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总体布局、主要部件的结构草图、试验结果及技术经济分析等。在制定方案时应注意以下几点： （ 1）处理好使用和制造之间的关系：应首先满足使用要求，其次是尽可能便于制造。 （ 2）注意倾听各方面意见，经过分析比较，去粗取精，最后形成一个比较使用方案。 （ 3）继承性和创造性的相结合，尽量采用先进技术，迅速提高生产力。 三、 毕业论文进程安排 各部分所占时间 分配大致如下： 1收集阅读相关资料，完成开题告 2确定设计方案 3确定整体结构 4绘制装配图 5绘制非标准零件图 6写说明书、打印有关资料 7准备答辩、参加答辩 四、 检索与本课题有关参考文献资料的简要说明 1章宏甲 M,北京 : 机械工业出版社 , 2005. 2王积伟 M ,北京： 北京机械工业出版社 , 1999. 3陈作模 . 机械原理 第六版 M， 北京 ： 高等教育出版社 ， 2001. 4王爱玲 . 机械设计 M, 北京 : 机械工业出版社 , 2003. 5赵世华 . 金属切削机床设计 M, 北京 : 航空工业出版社 ,2001. 6罗圣国 M, 北京 : 高等教育出版社 ,1999. 7卢秉恒 . 机床设计图册 M, 上海： 上海科学技术出版社 ， 1979. 8倪森寿机械制造工艺与装备 M，北京：化学工业出版社， 2009. 9徐惠元、曾家驹机械制造工艺学 M,北京：机械工业出版社， 2009. 10王明耀、张兆隆机械制造技术 M，北京：高等教育出版社， 2008. 指导教师签名： 年 月 日 I 宁波大红鹰学院 毕业设计（论文）文献综述 自动外圆磨床自动上料系统设计 所在学院： 机械与电气工程学院 班 级： 08 机自 4 班 学生姓名： 李益 指导导师： 戴积峰 合作老师： 谢建平 日期： 2011 年 11 月 25 日 录 第 1 章 磨床的类型与用途 . 1 床的类型及其特点 . 1 床的用途 . 1 圆磨削和端面外圆磨床 . 2 第 2 章 磨床的现状及其发展趋势 . 4 题的目的 . 5 题的意义 . 6 参考文献 . 8 1 第 1 章 磨床的类型与用途 床的类型及其特点 用磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料等）为工具进行切削加工的机床，统称为磨床（英文为 它们是因精加工和硬表面的需要而发展起来的。 磨床种类很多，主要有：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床和用来磨削特定表面和工件的专门化磨床，如花键轴磨床、凸轮轴磨床、曲轴磨床等。 对外圆磨床来说，又可分为普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心外圆磨床、 宽砂轮外圆磨床、端面外圆磨床等 以上均为使用砂轮作切削工具的磨床。此 外，还有以柔性砂带为切削工具的砂带磨床，以油石和研磨剂为切削工具的精磨磨床等。 磨床与其他机床相比，具有以下几个特点： 1磨床的磨具（砂轮）相对于工件做高速旋转运动（一般砂轮圆周线速度在 35 米 /秒左右，目前已向 200 米 /秒以上发展）； 2它能加工表面硬度很高的金属和非金属材料的工件； 3它能使工件表面获得很高的精度和光洁度； 4易于实现自动化和自动线，进行高效率生产； 5磨床通常是电动机 过机械，电气，液压传动 床的用途 磨床可以加工各种表面，如内、外圆柱面和圆锥面、平面、渐开线齿廓面、螺旋面以及各种成形表面。磨床可进行荒加工、粗加工、精加工和超精加工，可以进行各种高硬、超硬材料的加工，还可以刃磨刀具和进行切断等，工艺范围十分广泛。 随着科学技术的发展，对机械零件的精度和表面质量要求越来越高，各种高硬度材料的应用日益增多。精密铸造和精密锻造工艺的发展，使得有可能将毛坯2 直接磨成成品。高速磨削和强力磨削，进一步提高了磨削效率。因此，磨床的使用范围日益扩大。它在金属切削机床所占的比重不断上升。目前在工业发达的国家中， 磨床在机床总数中的比例已达 30% 据 1997 年欧洲机床展览会 (调查数据表明， 25%的企业认为磨削是他们应用的最主要的加工技术，车削只占 23%， 钻削占 22%，其它占 8%；而磨床在企业中占机床的比例高达 42%，车床占 23%，铣床占 22%，钻床占 14%。 由此可见，在精密加工当中，有许多零部件是通过精密磨削来达到其要求的，而精密磨削加工会要在相应的精密磨床上进行，因此精密磨床在精密加工中占有举足轻重的作用。但是要实现精密磨削加工，则所用的磨床就应该满足以下几个基本要求： 精密磨床应有高的几何精度，主要有砂轮主轴的回转精度和导轨的直线度以保证工件的几何形状精度。主轴轴承可采用液体静压轴承、短三块瓦或长三块瓦油膜轴承，整体度油楔式动压轴承及动静压组合轴承等。当前采用动压轴承和动静压轴承较多。主轴的径向圆跳动一般应小于 1向圆跳动应限制在 2 3内。 由于砂轮的修整导程要求 10 15mm/此工作台必须低速进给运动，要求无爬行和无冲击现象并能平稳工作。 精密磨削时如果产生振动，会对加工质量产生严重不良影响。故对于精 密磨床，在结构上应考虑减少振动。 精密磨削中热变形引起的加工误差会达到总误差的 50，故机床和工艺系统的热变形已经成为实现精密磨削的主要障碍。 圆磨削和端面外圆磨床 在外圆磨削过程中，工件是安装在两顶尖的中心之间，砂轮旋转是引起切削旋转的主要来源和原因。基本得外圆磨削方法有两种，即横磨法磨外圆和纵磨法磨外圆，如图 1 1 和图 1 2 所示。 事实上，外圆磨削可以通过其他以下几种方法来实施： （ 1）传递方法：在这种方法中，磨削砂轮和工件旋转以及径向进给都应满3 足所有的整个长度 ，切削的深度是由磨削砂轮到工件的纵向进给来调整的。 （ 2）冲压切削方法：在这种方法中，磨削是通过砂轮的纵向进给和无轴向进给来完成的，正如我们所看到的，只有在表面成为圆柱的宽度比磨削轮磨损宽度短时，这种方法才能完成。 图 1 1 横磨法磨外圆 图 1 2 纵磨法磨外圆 （ 3）整块深度切削方法：除了在磨削过程中，要进行间隙调整外，这种方法与传递方法很相似，同时这种方法具有代表性，除了磨削短而粗的轴。 2端面外圆磨床及其特点 端面外圆磨床是外圆磨床的一种变形机床，它宜于大批量磨削带肩的轴类工件，有较高的生产 率。它的特点如下 （ 1）这种磨床的布局形成和运动联系与外圆磨床相似，只是砂轮架与头架，尾架中心连线倾斜一角度（通常 10， 15， 30， 45），如图 13 所示，数控端面外圆磨床 砂轮架与头架，尾架中心连线倾斜 30。4 为避免砂轮架与工件或尾架相碰，砂轮安装在砂轮架的右边，从斜向切入，一次磨削工件外圆和端面。 （ 2）由于它适用于大批量生产，所以具有自动磨削循环，完成快速进给（长切入） 无花磨削。由定程装置或自动测量控制工件尺寸。 （ 3）装有砂轮成型修整器，按 样板修整出磨削工件外圆和端面的成型砂轮，为保证端面尺寸稳定及操作安全，一般具有轴向对刀装置。 图 1 3 砂轮架与头架，尾架中心连线倾斜一角度 第 2 章 磨床的现状及其发展趋势 随着机械产品精度、可靠性和寿命的要求不断提高以及新型材料的应用增多，磨削加工技术正朝着超硬度磨料磨具、开发精密及超精密磨削（从微米、亚微米磨削向纳米磨削发展）和研制高精度、高刚度、多轴的自动化磨床等方向发展 4，如用于超精密磨削的树脂结合剂砂轮的金刚石磨粒平均半径可小至 4 m、磨削精度高达 m；使用电主轴单元可使砂轮线 速度高达 400m/s，但这样的线速度一般仅用于实验室，实际生产中常用的砂轮线速度为 40 60m/s；从精5 度上看，定位精度 2 m，重复定位精度 1 m 的机床已越来越多；从主轴转速来看， 轴达 60000r/13 42000r/速已不是小功率主轴的专有特征；从刚性上看，已出现可加工 60度材料的加工中心。 北京第二机床厂引进日本丰田工机公司先进技术并与之合作生产的 P）62 63 数控外圆 /数控端面外圆磨床，砂轮架采用原装进口，砂轮线速度可达60m/s，砂轮架主轴采用高刚性动静压轴承提高旋转精度，采用日本丰田工机公司 床专用数控系统可实现二轴（ X 和 Z）到四轴（ X、 Z、 U 和 W）控制。 此外，对磨床的环保要求越来越高，绝大部分的机床产品都采用全封闭的罩壳，绝对没有切屑或切削液外溅的现象。大量的工业清洗机和切削液处理机系统反映现代制造业对环保越来越高的要求。 选题的目的及研究意义 题的目的 在国民经济各部门、人民的日常生活中，使用者各种机器设备、仪器工具，这些机器、机械 、仪器和设备和工具大部分是由一定的形状和尺寸的金属零件所组成的。生产这些零件并将它们装配成机器、机械、仪器和工具的工业，称为机械制造工业。在机械零件的制造过程中，采用铸造、锻压、焊接、冲压等制造方法，可以获得低精度零件。对于精度要求高、表面粗糙度小的零件，主要依靠切削加工的方法获得，尤其是加工精密零件时，需经过多道工序的切削加工才能完成。因此，机械加工设备是机械制造业的主要加工设备。在一般的机器制造厂中，金属切削机床所负担的 加工工作量，余额占总工作量的 40% 60%。金属切削机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。 机床是在人类认识和改造自然的过程中产生，又随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展、不断完成的。最原始的机床是木制的，所有运动由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在 18 世纪中叶开始发展起来的。 6 20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机 械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从 1952年美国第台数控铣床问世至今已经历了 50 个年头。 数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有 10 20 万台，产值上百亿美元。 世界制造业在 20 世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。 90 年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从 90 年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形 成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从 2000 年至今已接受 3 个月以后的订货合同，生产任务饱满。 题的意义 我国数控机床制造业在 80 年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90 年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到 50，库存超过 4 个月。从 1995 年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起 到了很大的促进作用，尤其是在 1999 年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从 2000 年 8 月份的上海数控机床展览会和 2001 年4 月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。 数控技术经过 50 年的 2 个阶段和 6 代的发展： 第 1 阶段：硬件数控（ 第 1 代： 1952 年的电子管 第 1 代： 1959 年晶体管分离元件 第 3 代： 1965 年的小规模集成电路。第 2 阶段：软件数控（ 第 4 代： 1970 年的小型计算机 第4 代： 1974 年的微处理器 第 6 代： 1990 年 基于个人 （ 第 5 代的系统优点主要有： 1元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到 5 万小时以上； 2提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到 7 很宽的领域（如 接网卡、声卡、打印机、摄影机等）； 3对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。 目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本 司， 1 年生产 5 万套以上系统，占世界市场约 40左右，其次是德国的西门子公司约占 15以上，再次是德海德汉尔，西班牙 发格，意大利菲亚，法国的 本的三菱、安川。 制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，机械制造是制造业的核心。数控技术的应用使得传统的制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国民生计起着越来与重要的作用。当前数控技术及其装备的发展的趋势： 1高速、精密化 2可靠性 3数控机床设计 、功能多样化 4智能化、网络化、柔性化、集成化 5开放性 6复合性 7串行总线计算机数控系统 8重视新技术标准、规范的建立。 机床设计是 设计人员根据不同使用部门的要求，运用有关的科学技术知识，进行创造性的劳动。 8 参考文献 1兰雄侯 A. 2008: 2徐鸿钧 M3王霖 M4徐鸿钧 M5田志勋 J第 6 期 :6钱立宗 J 8 月 :7袁希光 M 12 月 :8王西 J第 8 卷第 6 期 :9崔亦飞 J 5 月第 15 卷第 2 期 :10陈守仁 :工程检测技术（下册） 11任敬心 M12王西彬 M13 J. T. 1999. 14； M ； ； H ； R 2007 1 宁波大红鹰学院 毕业设计（论文）文献综述 自动外圆磨床自动上料系统设计 所在学院： 机械与电气工程学院 班 级： 08 机自 4 班 学生姓名： 李益 指导导师： 戴积峰 合作老师： 谢建平 日期： 2011 年 11 月 25 日 2 目录 第 1 章 磨床的类型与用途 . 1 床的类型及其特点 . 1 床的用途 . 2 圆磨削和端面外圆磨床 . 4 床的用途 . 5 第 2 章 磨床的现状及其发展趋势 . 6 题的目的 . 7 题的意义 . 8 参考文献 . 9 3 第 1 章 磨床的类型与用途 床的类型及其特点 用磨料磨 具（砂轮、砂带、油石和研磨料等）为工具进行切削加工的机床，统称为磨床（英文为 它们是因精加工和硬表面的需要而发展起来的。 磨床种类很多，主要有：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床和用来磨削特定表面和工件的专门化磨床，如花键轴磨床、凸轮轴磨床、曲轴磨床等。 对外圆磨床来说，又可分为普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心外圆磨床、 宽砂轮外圆磨床、端面外圆磨床等 以上均为使用砂轮作切削工具的磨床。此外，还有以柔性砂带为切削工具的砂带磨床，以油石和研磨剂为切削工具的精磨磨床等。 磨 床与其他机床相比，具有以下几个特点： 1磨床的磨具（砂轮）相对于工件做高速旋转运动（一般砂轮圆周线速度在 35 米 /秒左右，目前已向 200 米 /秒以上发展）； 2它能加工表面硬度很高的金属和非金属材料的工件； 3它能使工件表面获得很高的精度和光洁度； 4易于实现自动化和自动线，进行高效率生产； 5磨床通常是电动机 过机械，电气，液压传动 磨床的用途 磨床可以加工各种表面，如内、外圆柱面和圆锥面、平面、渐开线齿廓面 、螺旋面以及各种成形表面。磨床可进行荒加工、粗加工、精加工和超精加工，可以进行各种高硬、超硬材料的加工，还可以刃磨刀具和进行切断等，工艺范围十分广泛。 随着科学技术的发展，对机械零件的精度和表面质量要求越来越高，各种高硬度材料的应用日益增多。精密铸造和精密锻造工艺的发展，使得有可能将毛坯直接磨成成品。高速磨削和强力磨削，进一步提高了磨削效率。因此，磨床的使用范围日益扩大。它在金属切削机床所占的比重不断上升。目前在工业发达的国 4 家中，磨床在机床总数中的比例已达 30% 据 1997 年欧洲机床展览会 (调查数据表明， 25%的企业认为磨削是他们应用的最主要的加工技术，车削只占 23%， 钻削占 22%，其它占 8%；而磨床在企业中占机床的比例高达 42%，车床占 23%，铣床占 22%，钻床占 14%。 由此可见，在精密加工当中，有许多零部件是通过精密磨削来达到其要求的，而精密磨削加工会要在相应的精密磨床上进行，因此精密磨床在精密加工中占有举足轻重的作用。但是要实现精密磨削加工，则所用的磨床就应该满足以下几个基本要求： 精密磨床应有高的几何精度，主要有砂轮主轴的回转精度和导轨的直线度以保证工件 的几何形状精度。主轴轴承可采用液体静压轴承、短三块瓦或长三块瓦油膜轴承，整体度油楔式动压轴承及动静压组合轴承等。当前采用动压轴承和动静压轴承较多。主轴的径向圆跳动一般应小于 1向圆跳动应限制在 2 3内。 由于砂轮的修整导程要求 10 15mm/此工作台必须低速进给运动，要求无爬行和无冲击现象并能平稳工作。 精密磨削时如果产生振动，会对加工质量产生严重不良影响。故对于精密磨床，在结构上应考虑减少振动。 精密磨削中热变形引起的加工 误差会达到总误差的 50，故机床和工艺系统的热变形已经成为实现精密磨削的主要障碍。 外圆磨削和端面外圆磨床 在外圆磨削过程中，工件是安装在两顶尖的中心之间，砂轮旋转是引起切削旋转的主要来源和原因。基本得外圆磨削方法有两种，即横磨法磨外圆和纵磨法磨外圆，如图 1 1 和图 1 2 所示。 事实上，外圆磨削可以通过其他以下几种方法来实施： （ 1）传递方法：在这种方法中，磨削砂轮和工件旋转以及径向进给都应满足所有的整个长度，切削的深度是由磨削砂轮到工件的纵向进给来调整的。 （ 2）冲压切削方法：在这 种方法中，磨削是通过砂轮的纵向进给和无轴向进给来完成的，正如我们所看到的，只有在表面成为圆柱的宽度比磨削轮磨损宽度短时，这种方法才能完成。 5 图 1 1 横磨法磨外圆 图 1 2 纵磨法磨外圆 （ 3）整块深度切削方法：除了在磨削过程中，要进行间隙调整外，这种方法与传递方法很相似，同时这种方法具有代表性，除了磨削短而粗的轴。 2端面外圆磨床及其特点 端面外圆磨床是外圆磨床的一种变形机床，它宜于大批量磨削带肩的轴类工件，有较高的生产率。它的特点如下 （ 1）这种磨床的布局形成和运动联系与外圆磨床相似，只是砂轮 架与头架，尾架中心连线倾斜一角度（通常 10， 15， 30， 45），如图 1 3所示，数控端面外圆磨床 架中心连线倾斜 30。为避免砂轮架与工件或尾架相碰，砂轮安装在砂轮架的右边，从斜向切入，一次磨削工件外圆和端面。 （ 2）由于它适用于大批量生产，所以具有自动磨削循环，完成快速进给（长切入） 无花磨削。由定程装置或自动测量控制工件尺寸。 （ 3）装有砂轮成型修整器，按样板修整出磨削工件外圆和端面的成型砂轮，为保证端面尺寸稳定及操作安全，一般具 有轴向对刀装置。 6 图 1 3 砂轮架与头架，尾架中心连线倾斜一角度 第 2 章 磨床的现状及其发展趋势 随着机械产品精度、可靠性和寿命的要求不断提高以及新型材料的应用增多，磨削加工技术正朝着超硬度磨料磨具、开发精密及超精密磨削（从微米、亚微米磨削向纳米磨削发展）和研制高精度、高刚度、多轴的自动化磨床等方向发展 4，如用于超精密磨削的树脂结合剂砂轮的金刚石磨粒平均半径可小至 4 m、磨削精度高达 m；使用电主轴单元可使砂轮线速度高达 400m/s，但这样的线速度一般仅用于实验室，实际生产中常用的砂轮线 速度为 40 60m/s；从精度上看，定位精度 2 m，重复定位精度 1 m 的机床已越来越多；从主轴转速来看， 轴达 60000r/13 42000r/速已不是小功率主轴的专有特征；从刚性上看，已出现可加工 60度材料的加工中心。 北京第二机床厂引进日本丰田工机公司先进技术并与之合作生产的 P）62 63 数控外圆 /数控端面外圆磨床，砂轮架采用原装进口，砂轮线速度可达60m/s，砂轮架主轴采用高刚性动静压轴承提高旋转精度，采用日本丰田工机公司 床专用数 控系统可实现二轴（ X 和 Z）到四轴（ X、 Z、 U 和 W）控制。 此外，对磨床的环保要求越来越高，绝大部分的机床产品都采用全封闭的罩 7 壳，绝对没有切屑或切削液外溅的现象。大量的工业清洗机和切削液处理机系统反映现代制造业对环保越来越高的要求。 选题的目的及研究意义 题的目的 在国民经济各部门、人民的日常生活中，使用者各种机器设备、仪器工具，这些机器、机械 、仪器和设备和工具大部分是由一定的形状和尺寸的金属零件所组成的。生产这些零件并将它们装配成机器、机械、仪 器和工具的工业，称为机械制造工业。在机械零件的制造过程中，采用铸造、锻压、焊接、冲压等制造方法，可以获得低精度零件。对于精度要求高、表面粗糙度小的零件，主要依靠切削加工的方法获得，尤其是加工精密零件时，需经过多道工序的切削加工才能完成。因此，机械加工设备是机械制造业的主要加工设备。在一般的机器制造厂中，金属切削机床所负担的加工工作量，余额占总工作量的 40% 60%。金属切削机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。 机床是在人类认识和改造自然的过程中产生，又随 着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展、不断完成的。最原始的机床是木制的，所有运动由人力或畜力驱动，主要
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