论文根据轴承内外圈的特点，对其横向进给机构进行了合理的设计。此横向机构主要为了实现台面板上的刀具在切削轴承内外圈横向进给的运动。这一运动由阻尼液压缸驱动，由PLC控制，由感应元件识别确认台面板横向进给时的位置。本文要设计的内容主要包括：阻尼液压缸驱动系统的设计，床身钳尺寸的确定，滚珠丝杠的设计，台面板的设计等。确定了横向进给机构的具体尺寸后，利用UG软件对横向机构的主要部件进行建模，并对整体结构进行虚拟装配。然后将装配体导入UG软件的运动仿真界面，并利用软件进行运动学仿真和动力学仿真。分析仿真结果，得出相应结论。最后对轴承内外圈加工专用机床横向机构进行优化设计，让本设计能够真正的投入到日常生产操作中，使其切实能够为轴承厂的生产线改造做出贡献。

关键词：进给机构；轴承加工；虚拟装配；运动仿真

摘要III

AbstractIV

1 绪论1

1.1 本课题研究的目的和意义1

1.2 国内外轴承加工机床发展状况1

1.3 本课题的主要内容2

2 横向机构设计3

2.1 横向机构组成3

2.2 横向机构的设计方案3

2.2.1 机床的主要参数及床身钳的初始设计3

2.2.2 阻尼液压缸的设计与计算3

2.2.3 滚珠丝杠的设计9

2.2.4 床身钳安装阻尼缸部分的尺寸及台面板尺寸的设计14

3 基于UG的横向机构三维建模与虚拟装配15

3.1 UG软件的简介15

3.2 主要零部件的三维建模16

3.3 阻尼液压缸的虚拟装配19

3.3.1 基于UG的高级装配功能19

3.3.2 阻尼液压缸的虚拟装配21

3.4 本章小结22

4 基于UG的运动仿真23

4.1 运动仿真的工作界面23

4.2 横向机构的运动仿真23

4.2.1 运动界面的的打开23

4.2.2 连杆特性的建立24

4.2.3 运动副特性的建立25

4.2.4 施加运动26

4.2.5 分析验证28

4.3 本章小结29

5 结论与展望30

5.1 结论30

5.2 不足之处及展望30

致谢31

参考文献32

附录33

1 绪论

1.1 本课题研究的目的和意义

　　　该课题来源于轴承厂生产线改造项目，根据轴承内外圈加工设备加工时进给的特点，对其机床横向进给机构进行合理设计。该专用机床在横向运动方面进行了改善，把以前的人工进给改造成为自动进给，减少了人工操作的误差，提高了生产效率，改善了加工零件的精度。

　　　在传统轴承加工机床横向进给机构生产过程中，采用工人手动对刀，手动控制进给量，单调重复，而且工人长时间重复单一动作容易发生差错，发生生产事故或者使加工零件报废。为了降低工人的工作强度，改善工作环境。提高生产效率和零件的精度，研制出了轴承内外圈加工专用机床自动横向进给机构使其能真正代替人工完成任务。工人要做的就是按动按钮。这样可以实现一人多机操作，解放出大批工人，同时也降低了企业生产成本，提高了加工精度，使企业更具有竞争力!

1.2 国内外轴承加工机床发展状况

目前，我国轴承加工机床数量上比较多，但在国际市场竞争中仍处于较低水平；即使国内市场也面临着严峻的形势，一方面国内市场对自动化轴承加工机床有大量的需求，而另一方面却有不少国产轴承加工机床滞销积压，国外轴承加工机床产品充斥市场。

这种现象的出现，除了有经营上、产品制造质量上和促销手段上等原因外，一个主要的原因是我国生产的自动化轴承加工机床品种、性能和结构不够先进，新产品的开发周期长，从而不能及时针对用户的需求提供满意的产品，造成这种情况的原因有：

2 横向机构设计

2.1 横向机构组成

　　　机床的横向进给机构由：床身钳，滚珠丝杠，螺母座，调节螺母，调节丝杠，线轨，液压阻尼缸等部分组成。由液压阻尼缸通过连接套带动滚珠丝杠副至螺母座，实现滑板的横向机动进给。在滚珠丝杠的前端加一螺孔，用内六角螺钉及套与之连接，这样用内六角扳手可实现滑板的横向手动进给运动。该横向机构由PLC主导控制，通过横向开关感应铁的感应运动位置，实现横向滑板的进给运动。

2.2 横向机构的设计方案

2.2.1 机床的主要参数及床身钳的初始设计

轴承内外圈专用机床的主要技术参数如表2-1所示。

表2-1 轴承内外圈加工专用机床的技术参数表

项目要求

最大工件回转直径80mm

最大车削长度50mm

中心高180mm

主轴头行程10mm

主轴锥孔-安装基准孔100mm

主轴孔径30mm

主轴转速范围1200-1700

机床轮廓尺寸1200×550×1760

主轴线与机床边缘间距275mm

主轴线距地面高度1046mm

床头箱长度327mm

　　　由表2-1可知，专用机床的轮廓尺寸为，轴承内外圈直径为80mm，考虑到安装空间和可靠性等因素，确定床身钳底下尺寸为，接下来要确定床身钳安装阻尼液压缸部分的尺寸，这必须先要确定阻尼液压缸的型号及大小，由缸的大小尺寸来确定。

2.2.2 阻尼液压缸的设计与计算

2.2.2.1 阻尼液压缸设计内容及参数

1.设计内容

（1）液压缸内径D，活塞杆直径d的确定及绘制液压缸总图；

（2）液压元件的选择；

　　2.设计参数

液压缸系统供油P=6.0Mpa；

液压缸最大推力Fmax=4.8KN；

缸的最大行程L=150mm；

QQ截图20131203155537.gif

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轴承内外圈加工专用机床横向机构设计.gif

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