MK1332数控外圆磨床工作台结构设计【7张CAD图纸+毕业答辩论文】

摘  要

随着制造业的迅速发展，传统的加工设备已无法承担加工高精度、复杂型面零件的要求，数控机床良好的加工精度和数控系统可满足此要求。而国外的数控机床比较昂贵，其价格要比国内高50%~60%，结合市场调研和毕业设计的实际，进行磨床工作台结构设计。针对数控磨床工作台存在的爬行、颤振现象，进给滚珠丝杠刚性低问题，确定了采用滚珠丝杠带动工作台，滚珠丝杠和电动机之间采用同步齿形带联接，工作台导轨贴塑，从而改善了润滑条件，同时也起到减振作用，MK1332数控外圆磨床的爬行、颤振现象得到有效解决，提高了零件加工质量；丝杠采用两端固定支承，滚动轴承背靠背组配，刚性可提高一倍。位置检测装置采用高分辨率的脉冲编码器，通过半闭环控制测量工作台的直线位移。工作台型面采用平面形式，减少工作台的质量、转动惯量，使系统有更快的响应特性。本机床对提高加工质量和效率、缩短产品开发周期有积极的意义。

关键词   数控磨床  工作台  滚珠丝杠  贴塑导轨

Abstract

Along with the rapid development of the manufacturing sector, the traditional processing equipment has been unable to undertake the processing precision, complex parts of the surface, NC Machine good precision and CNC machining systems can meet this requirement. Abroad CNC machine tools more expensive than domestic prices high 50% ~ 60%. combine market research and graduate of the actual design, structural design workstations Grinder. CNC Grinder against the crawling stage, flutter, feed rigid low-ball screw, determine the use of ball screw driven workstations, ball screw and motor uses synchronous belt link Guide laminating workstations, thereby improving the lubrication conditions, but also play a role in damping, MK1332 CNC Cylindrical Grinder crawl, flutter phenomenon to be an effective solution to improve the quality of the parts processing; Screw using both fixed supports, Rolling back-up, rigid be doubled. Position detection device using high-resolution pulse encoder, through half-closed loop control workstations measurement of linear displacement. Workstations using planar surface forms, reducing the quality of workstations, moment of inertia, allowing the system to have a faster response. The processing machine to improve quality and efficiency, shorten the product development cycle has a positive meaning.

Keywords    CNC Grinder    Worktable    Ball Screws     Laminating Guide

目  录

摘  要I

AbstractII

第1章  绪论1

1.1 数控加工技术1

1.1.1 数控机床的产生和发展2

1.1.2 数控机床的发展趋势3

1.2 数控机床的优点4

1.2.1  数控机床的优点4

1.2.2  数控机床加工零件的特点5

1.3 设计参数和方案确定6

1.3.1 机床主要技术参数6

1.3.2  MK1332数控外圆磨床设计参数6

1.3.3  MK1332数控外圆磨床加工产品的主要精度7

1.3.4  设计方案的确定7

第2章 数控机床的组成和分类9

2.1  数控机床的组成9

2.2  数控机床的分类9

2.2.1  按工艺用途分类10

2.2.2  按控制运动方式分类10

2.2.3  按伺服系统的类型分类11

2.2.4  按照功能水平分类11

第3章 进给系统设计13

3.1  工作台机构传动设计13

3.2  滚珠丝杠螺母副14

3.2.1  工作原理与特点15

3.2.2  滚珠丝杠螺母副的循环方式16

3.2.3  滚珠丝杠副的轴向间隙消除和预加载荷16

3.3  滚珠丝杠副的精度16

3.3.1  滚珠丝杠当量动载荷的计算16

3.3.2  滚珠丝杠的选取和极限转速的计算19

3.3.3  滚珠丝杠副效率计算22

3.3.4  滚珠丝杠副刚度验算22

第4章  滚珠丝杠的支承24

4.1 轴端支承形式的选择24

4.1.1滚珠丝杠轴端支承形式的选择24

4.1.2 滚珠丝杠对轴承的要求25

4.1.3 轴承的组配方式25

4.2 轴承预紧力26

4.2.1 轴承应适当的预紧，适当的预紧有助于提高轴承的工作能力27

4.2.2 预紧与发热28

4.3  滚珠丝杠的联接30

4.3.1 同步齿形带的计算31

第5章  电动机的选择和惯量匹配计算37

5.1 最大静态切削负载转矩的计算37

5.2 惯量匹配计算38

5.3 最大空载加速转矩的计算41

5.4 系统增益设计43

第6章 导轨的选择与工作台型面的确定45

6.1  导轨的选择45

6.1.1 导轨的分类45

6.1.2 导轨的间隙调整机构48

6.1.3 贴塑导轨设计49

6.2 工作台型面的确定51

第7章 机床定位精度验算53

结论56

致谢57

参考文献58

附录160

附录266

第1章  绪论

随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈，产品更新速度越来越快，复杂形式的零件越来越多，精度要求越来越高，多品种、中小批量生产的比重明显增加。激烈的市场竞争使产品研制生产周期越来越短。传统的加工设备和制造方法已难于适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效高质量加工要求。汽车、拖拉机与家用电器等行业的产品零件，为了解决高产优质的问题，多采用专用的工艺装备、专用自动化机床或专用的自动生产线和自动化车间进行生产。但是应用这些专用生产设备，生产准备周期长，产品改型不易，因而使新产品的开发周期增长。在机械产品中，单件与小批量产品占到70%~80%[1]，这类产品一般都采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整。通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难于提高生产效率和保证产品质量，特别是一些由曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。数控机床就是为了解决单件、小批量、特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的，它为单件、小批生产的精密复杂零件提供了自动化加工手段。