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M2120内圆磨床的改造设计【4张图纸】【优秀】

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摘要

本次设计主要针对数控磨床做部分改造，以适应加工产品时可以简单加工、精确定位、保证尺寸，提高加工效率，减轻工人劳动强度。

此次改造对机床的导轨和驱动等进给部件做一定的修改，以适应产品的需要，保证在生产中的精度及效率。

液压驱动对重复定位及尺寸的精度很难保证，使得在生产中很难提高效率。改用伺服电机驱动进给部件，可以保证机床的重复定位，使产品的精度不会因为操作者的原因而无法得到保证。

导轨是数控控制精度的一个方面，数控方式对导轨要求是具有高灵敏度，低摩擦阻力，高寿命等，所以对导轨的要求也比较高。一般的磨床采用的是滚动导轨，精度较低，摩擦阻力大，寿命不高，所以本次设计导轨采用的是滚动导轨

丝杠是控制精度的另一个方面，以前沿用的滑动丝杠传动效率低、导程精度低，不能满足高精度、高效率的要求，因此该用滚珠丝杠，滚珠丝杠传动系统是以滚珠为媒介的滚动螺旋传动的体系，它的传动效率高，是传统滚珠丝杠的2～4倍，运动平稳性好，精度高，较高的耐用性，可靠性高，无间隙，刚性好。

对于生产时产品的尺寸能进行补偿，保证产品一致性。另外对于产品的变更能及时进行调整，以适应不同的产品，尽量降低加工成本。　　

关键词：内圆磨床；数控；伺服

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

1.1本课题的研究内容和意义1

1.2国内外的发展概况1

1.3本课题应达到的要求1

2 总设计方案2

2.1 主要规格与参数2

2.2 总设计方案分析与选定3

2.2.1机床设计改造的基本要求3

2.2.2机床设计改造的研究方法3

2.2.3机床设计的方案分析4

2.3 主要结构与性能8

2.3.1床身8

2.3.2 进给箱8

2.3.3 磨架8

2.3.4 床头8

2.3.5 砂轮修整器8

2.3.6 砂轮轴8

3 传动系统9

3.1 工件传动9

3.2 砂轮传动9

3.3 进给传动9

3.4 机床所用滚动轴承明细表9

3.5 传动带明细表10

3.6 丝杠副明细表10

4 X轴进给伺服系统的设计与计算11

4.1 进给伺服系统的控制方式的选择11

4.2 伺服系统机械传动结构设计特点12

4.3 伺服电动机的选择计算12

4.3.1选择伺服电机的三个指标及其计算12

4.3.2电动机转子惯量与负载惯量匹配12

4.3.3空载加速转矩13

4.3.4电动机的选择13

4.4 滚珠丝杠副14

4.4.1滚珠丝杠特点14

4.4.2滚珠丝杠的消隙和预加载荷14

4.4.3滚珠丝杠的支承14

4.4.4滚珠丝杠的选择计算14

4.4.5 选择丝杠轴承16

4.5 半闭环进给系统的精度16

4.5.1伺服刚度16

4.5.2滚珠丝杠的螺母的接触强度17

4.5.3 丝杠的拉压强度17

4.5.4 轴承的轴向刚度17

4.5.5 综合刚度17

4.5.6 定位精度17

4.6 导轨的选择18

4.7 涨紧套18

4.7.1 涨套的联接特点18

4.7.2涨套的选用计算18

5电气系统20

5.1概述20

5.2机床夹紧动作20

5.3工件夹紧20

5.4维护检查20

6 冷却系统21

7 润滑系统22

7.1润滑油的选择22

7.2注意事项22

7.3使用和维修22

7.4其他润滑22

8结论与展望23

8.1结论23

8.2不足之处与未来展望23

致谢24

参考文献25

附录26

1 绪论

1.1本课题的研究内容和意义

　　　磨削技术及磨床技术在机械制造行业占有极其重要的位置，磨削技术发展很快，在机械加工中起着非常重要的作用。随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。

1.2国内外的发展概况

　　　由于内圆磨床应用十分广泛，近年来，磨削技术得到了飞速发展，各种磨削新技术、新工艺和新成品层出不穷。国际上有不少著名制造商，如日本的OKAMMOTO、MITSUI三井，德国的BLOHM、ELB、ABA，瑞士的MAGERLE，意大利的FAVRATO等。在发展数控内圆磨床生产数量的同时，还要努力提高数控磨床的质量和精度。由于CBN砂轮的使用，强力磨削突破传统磨削的限制，生产倍率成倍提高，目前磨削线速度已高达120m/s，大吃深缓进给的强力磨削也得到了广泛应用。现代高精度磨削技术的发展，磨削尺寸精度达到0.1～0.3μm，表面粗糙度达到0.2～0.05μm，磨削表面变质层的残留应力均很小，明显提高了加工零件的质量。数控是内圆磨床发展的重要方面。在相当长的时期里，国外磨床的数控化率远远低于车床和铣床。在近十年来，由于数控技术的发展，适用于磨床的数控系统也有了较大发展，数控系统的性价比大大提高。目前国内高速磨削应用面不广，磨削速度一般不超过60m/s，与国外相差较大，磨削效率也相对较差，大吃深缓进给的强力磨削方法在我国生产中应用不多。随着我国机械制造业迅猛发展，国内对数控机床的要求也越来越高，自主研发了高精度机床，在控制技术方面与国外差距还很大，，主要采用PLC控制为主。国内各机床厂和机床研究所对数控磨床及磨削技术的发展投入很大，取得了一些初步进展，如CIMT展出的上海机床厂的MKY7875、云南MIGHTY公司的SGS-618II、威海机床厂的MJ7116等。

1.3本课题应达到的要求

　　　本次设计主要针对数控磨床做部分改造，以适应加工产品时，可以简单加工、精确定位、保证尺寸、提高加工效率、减轻工人劳动强度。此次改造对机床的导轨和驱动等进给部件做一定修改，以适应生产中精度和效率。需要采用伺服电机做驱动元件实现自动控制，把原来滑动丝杠螺母副，把回转运动转变为直线运动，并且采用滚动导轨，以提高精度。

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内容简介：: 无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目： M2120内圆磨床的改造设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923098 学生姓名：祁耀华指导教师：许菊若（职称：副教授）（职称：）2012年11月30日课题来源与无锡开源机床集团有限公司合作改造科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题科学意义磨削技术及磨床技术在机械制造行业占有极其重要的位置，磨削技术发展很快，在机械加工中起着非常重要的作用。随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。（2）国内外研究状况，水平和发展趋势由于内圆磨床应用十分广泛，近年来，磨削技术得到了飞速发展，各种磨削新技术、新工艺和新成品层出不穷。国际上有不少著名制造商，如日本的OKAMMOTO、MITSUI三井，德国的BLOHM、ELB、ABA，瑞士的MAGERLE，意大利的FAVRATO等。在发展数控内圆磨床生产数量的同时，还要努力提高数控磨床的质量和精度。由于CBN砂轮的使用，强力磨削突破传统磨削的限制，生产倍率成倍提高，目前磨削线速度已高达120m/s，大吃深缓进给的强力磨削也得到了广泛应用。现代高精度磨削技术的发展，磨削尺寸精度达到0.10.3m，表面粗糙度达到0.20.05m，磨削表面变质层的残留应力均很小，明显提高了加工零件的质量。数控是内圆磨床发展的重要方面。在相当长的时期里，国外磨床的数控化率远远低于车床和铣床。在近十年来，由于数控技术的发展，适用于磨床的数控系统也有了较大发展，数控系统的性价比大大提高。目前国内高速磨削应用面不广，磨削速度一般不超过60m/s，与国外相差较大，磨削效率也相对较差，大吃深缓进给的强力磨削方法在我国生产中应用不多。随着我国机械制造业迅猛发展，国内对数控机床的要求也越来越高，自主研发了高精度机床，在控制技术方面与国外差距还很大，主要采用PLC控制为主。国内各机床厂和机床研究所对数控磨床及磨削技术的发展投入很大，取得了一些初步进展，如CIMT展出的上海机床厂的MKY7875、云南MIGHTY公司的SGS-618II、威海机床厂的MJ7116等。研究内容本次设计主要针对数控磨床做部分改造，以适应加工产品时可以简单加工、精确定位、保证尺寸，提高加工效率，减轻工人劳动强度。此次改造对机床的导轨和驱动等进给部件做一定的修改，以适应产品的需要，保证在生产中的精度及效率。1.采用伺服电机作驱动元件便于实现自动控制；2.把原来滑动丝杠螺母副改为滚珠丝杠螺母副，便于实现回转运动转变为直线运动；3.采用滚动导轨拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析.到无锡开源机床实地考察，了解内圆磨床各部件结构，针对要改造的部件着重分析，.确定进给部件需要改进的部分，.作测绘画出部件、零件草图，.根据主要参数、结构性能确定总设计方案.计算分析，选定材料和标准件，定出尺寸，并确定各部件尺寸.使用画图软件Auto CAD画出装配图及零件图 .整理材料，出成果，把成果运用到实际中，得出实验结果，做设计总结研究计划及预期成果研究计划：2012年10月12日-2012年12月31日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，完成毕业设计开题报告书。2013年1月1日-2013年1月27日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年1月28日-2013年3月3日：毕业实习。2013年3月4日-2013年3月17日：本磨床的的主要参数计算与确定。2013年3月18日-2013年4月14日：本磨床总体结构改造设计。2013年4月15日-2013年4月28日：零件图及三维画图设计。2013年4月29日-2013年5月21日：毕业论文撰写和修改工作。预期成果：根据提供的主要构件参数而计算出的传动构件的参数，尺寸及机体等是合理的，并且通过对本磨床滚动丝杠螺母和进给部分的改进，最终提高本磨床的精度，效率及自动化程度。特色或创新之处采用伺服电机作驱动元件，使用半闭环紧急系统提高精度效率采用滚珠丝杠螺母副，便于实现回转运动转变为直线运动；采用滚动导轨已具备的条件和尚需解决的问题实验方案思路已经非常明确，已经具备内圆磨床主要参数及其结构、性能，并且已经掌握Auto CAD绘图软件，画出装

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