MKS1632A数控高速端面外圆磨床及砂轮架设计【优秀毕业论文 答辩通过】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 1 章 绪论 床的类型与用途 磨床的类型及其特点 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。高速磨需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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%3。 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 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。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 （ 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，可以磨削短而粗的轴。 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， 23， 26， 30， 45），如图 1 3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。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。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 （ 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 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，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， 0000r/132000r/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 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 ）到四轴（ X、 Z、 ）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。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 2 章 设计任务书 业设计题目 业设计目的 本课题旨在让学生综合运用大学四年所学的知识，设计数控端面外圆磨床 立理论联系实际的作风和严谨的科学态度。该课题要求绘制磨床总体布局装配图、砂轮架部件装配图和磨床零件图，最后撰写设计说明书。 务与要求： （ 1）机床总体布局装配图（ 1#）； （ 2）部件装配图（砂轮架 0#）； （ 3）电气控制图 （ 0#）； 途和规格 （ 1）加工对象 A 带轴肩的多台阶轴（如齿轮轴） C 带较大端面的盘类零件 D 作一般外圆磨床 （ 2）主要规格 020 最大加工长度为 750 最大加工重量 200 D 砂轮线速度 60m/s E 机床中心高 1095工件转速范围 30300 3）主要运动 A 砂轮转动 B 工件转动 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 计重点与难点 （ 1）磨床总体布 局中各部件尺寸的确定； （ 2）砂轮架主轴和轴承的设计和选用； （ 3）皮带的选用和带轮的设计； 采用的途径与手段 （ 1）查阅国内外磨床相关资料，确定磨床总体布局中各部件（如砂轮架、头架和尾架等）尺寸； （ 2）检验主轴前端扰度，确保主轴刚度； （ 3）砂轮架采用静动压轴承以提高旋转精度，增强抗振性，延长轴承的使用寿命； （ 4）采用皮带和花键副带动主轴旋转，减少主轴变形，使载荷分布均匀； （ 5）采用 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 3 章 磨床总体布局 床总体设计 的工艺分析（表面形状，尺寸，材料，技术条件，批量，加工余量等）； 比较国内，外同类机床，经验总结，进行改革创新； 图，部件装配图，零件图，工艺卡，目录，标准件，外购件目录，铸件，锻件目录，说明书，装箱单，合格证）； 配，调试； 计改进； 体设计注意事项 性，稳定性好； 却液供给，回收，废渣的排除。 床总体布局设计 加工零件 带轴肩的多台阶轴，精度 料 45#， 40墨铸铁等； 初步估计组成部分 f 修整器； g 测量装置； h 砂轮进给电机； I 修整器进给电机； j 电器框； k 工作台进给电机； l 工件旋转电机； m 润滑冷却装置； 总体布局初步设计 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 0的型面； 0角； 刚石滚轮），采用 司轴向，径向测量仪，配用该公司 图 3 1所示）来控制轴向尺寸，径向尺寸，测量仪布置在横梁上； 图 3 1 轮架进给 整器进给 作台移动 件旋转 各轴采用交流伺服电机，通过精密无间隙弹性连轴器直接与滚珠丝杆相连； 小热变形，简化机床结构，易实现标准化，通用化，便于维修）； 走线； 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 纵向与横向尺寸的确定 图 3 2 磨床纵向尺寸 工件最大长度 1 750l 头架长度 2 440l 尾架长度 3 320l 上台面长度 4 1 2 3 1 0 0 ( 2 0 4 0 ) 1 6 4 0l l l l m m ； 下台面长度 5 4 4 1 5 % 2 0 % 2 0 0 0l l l m m ； 床身长度 6 5 1 4 0 0 3 1 5 0l l l m m ； 后床身长度 7 1600l 考虑砂轮架和修整器大小按经验给定）； 整个床身宽度 8 1650l 视觉效果）； 砂轮架中心与机床床身对称线相距 0 2 3 120l l l m m 1）画出横向尺寸床身的 出床身的平面导轨作为高度尺需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 寸的基准线 ，根据确定的工作台参数，导轨参数 2）确定上，下工作台厚度和宽度 （ 1）厚度：用类比法 上工作台 2 0 0 心 （ 3 1） 下工作台 1 0 0 心 （ 3 2） l 为工作台导轨的中心距，工作台导轨选用 80 75 250 取 1h=250=75h=250=95 2）宽度 45B l B B 工 作 台（ 3 3） 1 / 2 1 2 3 0 1 / 2 7 5 2 0 5 8B B m m 46 4 70B 711 / 2 1 2 3 0 1 / 2 7 5 2 0 6 0B B m m 575 70B 5 0 7 0 7 0 3 9 0B m m 工 作 台 3）确定头，尾 架顶尖中心位置 顶尖中心安排在 V 型导轨的中心线上，这样有利于磨削最小直径工件的，砂轮架趋近于工作台不致相碰。缺点是使导轨的承载压力较大，故常适当加宽 4）确定头尾架顶尖中心至床身底面的高度 1 0 0 0 1 1 0 0H 左右 根据工人身高，经验。类比取1 1095H 2 1 1 2 / 7 3 9 . 6H H h h H C O S m m 5）工作台回转中心位置 9 1 / 2 1 / 2 * 2 5 0 1 2 5B l m m 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 6）确定机床总高 H 2H H h H H 头 架 测 量 仪7 3 9 . 6 1 7 0 4 1 1 6 3 3 . 4 51954 所以 000 砂轮架相关尺寸设计 （ 1）砂轮架导轨（ V 平导轨） 100 90 400 考虑到砂轮的大小及重量与砂轮架的稳定性，取 L中心 =500而可定出砂轮架的宽度约为 600轨为 卸荷导轨。 图 3 3 砂轮架的导轨 （ 2）砂轮架横向行程长度 0 . 1 0 . 2l s s s 横 丝 杆 快 速 快 速 （ 3 4） 式中 为砂轮架快速进退的行程，一般取 60 150此处取 111 m a x / 2 / 2 / 2 / 2s D D D D 砂 砂 工 件 件 （ 3 5） 7 5 0 / 2 3 2 0 / 2 5 5 0 / 2 2 0 / 2250 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 安全系数取 2 5 0 1 1 1 0 . 1 1 1 1 3 7 2 . 1l 横 （ 373） （ 3）砂轮架高度和长度 砂轮架箱体导轨的高度 轮底板滑台高度 轮中心距砂轮底面高度 后床身顶面至平导轨的高度 避免上，下工作台运动时与箱体相碰，安装在后床身上的垫板顶面需低于上下工作台的顶面，同时考虑横向进给机构穿过床身的位置等，根据经验 6 1 1 0 1 5 0h m m取6 130h 砂轮架中心距后床身顶面 7 1 2 6 1 0 9 5 7 4 0 1 3 0 4 8 5h H H H m m 砂轮架底座安装修整器，内有传动丝杆 取4 120h 3 4 砂轮架的高度和宽度 后床身进给导轨内装丝杆 取3 190h 7 3 4h h h h 4 8 5 1 2 0 1 9 0 175 砂轮架底板长度9l： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 9l 2 l 中 心 1 2 * 5 0 07 5 0 1 0 0 0 取9l=900砂轮架导轨长度 1 0 9 5 0 8 0l l l 横9 0 0 3 7 3 8 01353 取 10 1305l 4）砂轮架主轴电机的选择 用类比法，砂轮架主轴电机的功率取 15 计算法 N N N切电 空（ 3 6） * 2 3 . 82 . 3 5 8 . 8 2 3 . 8 砂 取 15头架相关尺寸的确定 长，宽，高： 440 400 411主轴锥孔：莫氏 5#锥孔 中心高：m a x /2H D K（ 3 7） 3 2 0 / 2 2 0 3 5 1 8 0 1 9 5 通过以上计算头架 中心高取 180主轴转速 1 / 8 0 1 / 1 6 0 * 6 0 4 5 2 2 . 5 / m s 砂（ 3 8） 取 40 /IV m s 1 6 / m i n 3 0 0需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 m i n 2 2 / m i n 3 0交流伺服电机选择 用类比法，交流伺服电机选择 1 18机 砂轮磨削工件需要的功率 m a x 1 5 0 * 3 2 0 2 4 . /ZF r N m s 工 件最 大 磨 削 力 （ 3 9） 交流伺服电机通过 20/38 的双楔齿轮带传递给工件，即 41 8 3 8 / 2 0 3 4 . 2 . /N N m s l 实合格 主轴不旋转，主轴靠拨盘带动旋转 尾架相关尺寸的确定 5#莫氏锥孔 中心高 180面倾斜 10 直线滚动导轨 液压油缸，顶紧力 12 工作台 要求上，下台面便于调整头尾架，便于安装滚珠螺母。倾斜 10 以便于头尾架定位，冷却液回流；及使头尾架不等高时修刮侧面 横向进给机构 交 流伺服电机 压力卸荷导轨 压力油 卸去 60% 75% 压力 V 平导轨 100 * 90 * 500 砂轮架行程 373l 砂轮修整器 伺服电机 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 直线滚动导轨 主轴直径 D=50用液体动压轴承 (16r/修整速度 = 1 / 3 1 / 5 0 120 故 1 2 1 9 /V m s线修整器行程为 1601 液压系统 修整器；尾架；量仪（两个）；润滑油； 床身导轨； 砂轮架卸荷导轨； 丝杆； 直线滚动导轨； 间歇 电气部分 810G 控制五坐标轴 砂轮架主轴 机床保护系统 静压供油系统 压力继电器 压差发讯器 液压控制器 电路延时 尾架伸缩油缸静压供油系统：设置自动循环电路，可手动，也可用于脚踏。当工件旋转时，由于互锁装置，使起无效。 油箱液压控制 数控系统（在各坐标轴）自诊断与保护功能 如：电池电压低 程序错误 各坐标轴由行程开关控制最大位移量 安全防护罩（砂轮罩，机床前罩）全封闭式 导轨面保护 工作台导 轨：不锈钢可伸缩防护罩 砂轮架导轨：前部：翻板式护罩 +橡皮（防水）；后罩：钢罩。 修整器导轨：折叠式 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 4 章 砂轮架设计 轮架设计的基本要求 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要组成部分，因此对砂轮架设计提出的基本要求也是针对主轴轴承部分的。 砂轮架设计应满足以下几点基本要求： 转稳定； 热低，不漏油； 整维修方便。 轴旋 转精度及其提高措施 直接影响工件的表面粗糙度和表面缺陷。一般端面外圆磨床砂轮架允许的径向和轴向跳动允许误差取 5m10m。 （ 1）选择合适的主轴轴承：动静压轴承； （ 2）提高主轴的加工精度； （ 3）正确选择主轴轴向止推方式：液体静压推力轴承。 轴轴承系统的刚性 主轴轴承系统的刚性是指在磨削力或传动力作用下，主轴轴承抵抗变形的能力。通常以主轴前端的挠度来度量。过低的刚性会降低磨削生产率、加工精度和工件表面的粗 糙度，引起直波形和螺旋线缺陷。 轮架主轴初步设计 1. 砂轮架主轴的强度校核 进行轴的强度校核时，应根据轴的具体受载及应力情况采取相应的计算方法，并恰当地需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 选取其许用应力。对砂轮架主轴来说，由于采用了卸荷皮带轮装置，砂轮架主轴主要承受扭矩，应该按照扭转强度计算，且在选取许用应力时应该选取较小值。砂轮架主轴材料采用42进行淬火，故选取许用应力为 40 轴的扭转强度条件为 639 . 5 5 1 00 . 2 （ 4 1） T 扭转切应力（单位为 T 轴所受扭矩（单位为 轴的扭转截面系数（单位为 3 p 轴传递的功率（单位为 n 轴的转速（单 位为 r/ d 计算界面处的直径（单位为 T 许用扭转应力（单位为 r/ 由上式可得轴的直径为 633 9 . 5 5 1 00 . 2 （ 4 2） 63 39 . 5 5 1 0 1 50 . 2 4 0 6 0 0 上述计算可以得知砂轮架最小直径为 虑到砂轮架的刚度等因素，取主轴的最小直径为 60轮架主轴的尺寸如图 4 1所示。 图 4 1 砂轮架主轴尺寸示意图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 轴刚度校核 因为是阶梯轴，所以用当量直径法作近似计算当量直径为： 441v （ 4 3） L=140+640+20+32+10=9324 4 4 49321 4 0 6 4 0 2 0 1 0 06 0 1 2 0 1 4 0 1 0 8= 允许挠度 y= 60=、计算主轴前端挠度值 2 ()3P a l I主 轴（ 4 4） P 载荷（单位为公斤）（ 150/ l 轴两端的跨距（单位为厘米）（ a 悬伸长度（单位为厘米）（ E 材料的弹性模数（单位为公斤 /平方厘米）（ 510 ） I 截面惯性矩（平方厘米） 251 5 0 1 3 . 2 7 9 . 23 9 . 8 2 1 . 0 2 1 0 3 0 7 . 9 8 5Y 主 轴= 因为 y= y，由上述校核可以 得知，主轴刚度符合要求。 一般存在一个使主轴前端挠度最小，即刚性最好的支承跨距 L。由经验得知， 36）D 时，主轴前端挠度最小， D=12060720 40 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 静压轴承 静压轴承是利用外部油源产生承载能力的油膜轴承，动静压混合轴承是一种既综合了液体动压和静压轴承的优点，又克服了两着缺点的新型多油楔油膜轴承。它利用静压轴承的节流原理，使压力油腔中产生足够大的静压轴承载力，从而克服了液体动压轴承启动和停止时出现的干摩擦造成主轴与轴承磨损现象，提高了主轴和轴承的使用寿 命及精度保持性；轴承油腔大多采用浅腔结构，在主轴启动后，依靠浅腔阶梯效应形成的动压承载力和静压承载力叠加，大大地提高了主轴承载能力，而多腔对置结构又极大地增加了主轴刚度；高压油膜的均化作用和良好的抗振性能，保证了主轴具有很高旋转精度和运转平稳性。 它的优点如下： 用范围广。动静压轴承在零件转速到很高的范围内的 各种相对速度下都能承载，而且载荷范围大，其承载能力取决于供油压力，轴承轴颈结构和相对大小； 尼大，抗振性好 ; 损小 有一层油膜将相对运动表面隔开，因此摩擦阻力小，磨损小，能长期保持很高的运动精度，寿命长 动静压轴承中静压油膜具有良好的纠正轴和轴向跳动 ; 在万一供油受阻或切断时，可利用轴承中动压效应来承载 ; 由于动压效应，使轴承转速越高承载能力越大，同时轴承还能承受方向不断变化的动载及瞬时过载 ; 由于动静压轴承高速下主要靠动压承载，故这时供油压力可相对较小，轴承可设计成较小轴颈，轴承结构简单，制造精度和材料要求 不高。 动静压轴承需要一套供油系统，润滑油要经过严格过滤以保持清洁。目前广泛应用的是定压供油系统。一定压力的压力油，经节流器流入两相对运动体间的油腔，通过油腔压力来平衡外载荷。在定压供油系统中，节流器是关键部分，它起着限制流入油腔流量的阻尼作用，使油腔压力仅随外载荷的变化而变化。静压轴承常用的固定节流器有毛细管和小孔节流器两种。本次设计选用毛细管节流器。 动静压轴承广泛用于高速精密设备中 改造旧精密磨削设备方面，用得较多的是需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 北京中航设备改造厂的 表面节流液体动静压混合轴承。 砂轮架主轴的轴向定 位采用轴向止推静压轴承。轴向止推轴承由两个相对的环形油腔构成。轴上具有台肩以形成承载面。轴承的间隙通过修磨调整垫圈的厚度来保证。 动装置设计 为了提高主轴的旋转精度，皮带轮不直接装在主轴上，而是装在单独的支架上，并用花键套带动主轴旋转，即采用卸荷皮带轮的方案，如图 4 2所示。这个方案的优点是，减少了主轴的变形，同时还提高了承载能力。 图 4 2 卸荷皮带轮 N N N切电 空 3 砂 = （ + 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 通过以上计算，取 5择 4型电动机 因为多楔带兼有 V 带和平带的优点，外轮廓尺寸小，比 V 型带传动平稳，所以皮带采用多楔带 5。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。 1）皮带材料的选用 皮带材料选用聚氨酯。 2）设计计算 已知小带轮转速，即 500r/动 比 i= （ 1）计算功率 由机械设计表 得，工作情况系数 1 5 1 . 1 1 6 . 5 P k w （ 4 5） （ 2）由 由于 500r/表后可知，取带型为 （ 3）确定带轮基准直径 由金属切削机床设计简明手册表 4 43，取主动轮基准直径 0 1212，由此得12200 m 21 。 （ 4）验算带速 11 8 0 1 5 0 0 6 . 2 8 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s （ 4 6） V = m/s 30 m/s，所以带速合格。 （ 5）初定轴向间距 由公式（ 4 5） D+2D） 0a 2（1D+2D）， （ 4 7） 可知 196 0a 560，取0a=400。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 （ 6）所需基准带长 2210 0 1 20()2 ( )24a D （ 4 8） 2( 2 0 0 8 0 )2 4 0 0 ( 8 0 2 0 0 )2 4 4 0 0 =金属切削机床设计简明手册表 4 5，取相近的基准带长1250 （ 7）实际轴向间距 00 2（ 4 9） 1 2 5 0 1 2 4 8 . 8 2400 2 = 以皮带的实际轴向间距取 a 401 （ 8）多楔带每楔的基本额定功率1属切削机床设计简明手册表 4 40，可以查得1P （ 9）小带轮的包角 0 21( ) 5 7 . 3180 DD a （ 4 10） （ 10）多楔带楔数的确定 1() P K K （ 4 11） 其中11(1b h K ）查表得 34 0， ，代入 P 的计算公式中，得 P 又已知 K ： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 1 . 1 1 5 1 4 . 5 3( 0 . 3 4 0 0 . 8 4 9 ) 0 . 9 5 5 1 . 0 0Z 由此可以确定，取 Z 15。 1）带轮设计的要求： （ 1）质量小，结构工艺性好，无过大的铸造应力； （ 2）质量分布均匀，转速高时要经过动平衡校证； （ 3）槽轮工作面要经过精细加工，以减少带的磨损； （ 4）轮槽的尺寸和角度应有一定的精度，以使载荷分布均匀。 2）带轮 的材料选用 带轮的材料选用 图 4 3 小带轮的结构尺寸 3）带轮的结构 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 （ 1）小带轮直径1 ( 2 3 ) 所以采用实心式。 （ 2）大带轮2 200D 300，所以采用腹板式结构。 4）小带轮的结构尺寸 2ad d h （ 4 12） 其中 带轮的外径， d 轴的直径， h 基准线上槽深。 2 8 0 2 3 8 6ad d h m m （ 4 13） (1 . 8 2 ) 1 . 9 8 6 1 6 3 . 4d m m ，圆整后得 165 1 . 5 2 ) 1 . 6 8 6 1 3 7 . 6 （ 4 14） ( 1 ) 2B Z P g ， （ 4 15） 其中 Z 多楔带的楔数， P 多楔带的槽间距， g 第一槽对称面到端 面的距离。 ( 1 ) 2 ( 1 5 1 ) 4 . 9 2 1 0 8 8 . 6B Z P g m m 5）大带轮的结构尺寸 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 4 4 大带轮的结构尺寸 2 2 0 0 2 3 2 0 6ad d h m m ( 1 . 8 2 ) 1 . 9 2 0 6 3 9 1 . 4d m m (1 . 5 2 ) 1 . 6 2 0 6 3 2 9 . 6aL d m m 由轴端直径 60选用内花键套： 8628287，如图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 4 3 内花键套的结构尺寸 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 5 章 数控系统设计 述 任何一个数控系统 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（ X）和工作台纵向进给（ Y）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。 1对液压进行控制。 2对冷 却液进行控制。 3砂轮主轴电机控制。 4头架主轴电机启停控制。 5手动及其方向控制。 6手动快进和快退。 7工作方式。 8键盘与显示。 9工作台限位。 10报警。 11急停。 根据以上要求来确定硬件电路方案。 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 （ 1）主控制器，即中央处理单元 （ 2）总线，包括数据总线（ 地址总线（ 控制总线（ （ 3）储存器，包括只读可编程程序储存器（ 随机读写数据储存器（ 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 4接口，即 I/O 输入 /输出接口电路。 控系统硬件框图 在一般二坐标联动的数据控系统中，推荐采用 8031， 8051 和 8751。该系列产品是集中 I/O 端口及部分 前，工业控制中应用最多的是 8031 单片机。本设计中也采用 8031单片机。它是一个具有 40根引脚的双列直差式器件，其基本特征有： （ 1）具有 8位中央处理单元 2）片内有时钟发 生电路 （ 3）具有 128个字节的 4）具有 21个特殊功能寄存器 （ 5）可寻址 644（ 6）具有 4个 I/32根 I/（ 7）具有两个 16位定时器 /计数器 （ 8）具有 5个中断源，配备两个优先级别 （ 9）具有一个全双功能串行接口 （ 10）具有位寻址能力，适用逻辑运算 8031片内没有程序存储器，仅有片内数据存储器。 单片机应用系统扩展的芯片大多采用 选择芯片时，要考虑最大读出速度，需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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 2764是双列直插式 28脚芯片。 单片机规定0 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 74 采用 2764