数控双主轴内孔磨床磨头及进给机构设计 毕业论文.doc

毕业设计 题 目 机构设计 学 院 专 业 班 级 学 生 学 号 指导教师 二〇一年月日 1.1 选题背景及意义 从本质上说，数控磨床和普通磨床一样，是加工的最后一道工序。早期的数控磨床，包括目前部分改造、改装的数控机床，大都是在普通磨床的基础上，通过以进给系统的革新、改造而成的。因此，在许多场合，普通磨床的构成模式、零部件的设计计算方法仍然适用于数控磨床。但是，随着数控技术（包括伺服驱动、主轴驱动）的迅速发展，为了适应现代制造业对生产效率、加工精度、安全环保等方面要求，现代数控磨床的机械结构已经从初期对普通磨床的局部改造，逐步发展形成了自己独特的结构。其中，进给机构系统对加工精度的影响是最大的，因此，提高进给系统的质量就显得尤为重要。现在由于各种先进制造技术的发展，特别是对精密部件的加工，对于磨床的进给系统的要求也越来越高。 内圆磨床的生产率和加工质量，在很大程度上决定于内圆磨头的结构和制造质量。在大量生产条件下尤如此。现代内圆磨床带有滚动支承和空气轴承的电磨头和气动磨头，以及皮带传动的静压轴承和滚动支承磨头，其中皮带传动的滚动支承磨头用得最广。因为这种磨头能加工不同长度（达500mm或更长）零件上的孔，而且所加工的孔的直径范围也最大（从70mm到250mm或更大）最常用，也是现在普遍研究的重点[1-2]。 与国外相比，我国数控磨床的发展明显落后于西方发达国家，因此，技术创新和产品改良亟待加强，机构设计和改良也显得尤为重要。 1.2 国内外研究现状 十八世纪30年代，为了更好适应自行车钟表、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工，美国英国、德国分别研制出使用天然磨料砂轮的磨床。在当时这些磨床是现成的机床如车床、刨床等上面加装磨头改而成的，它们结构简单，刚度低，磨削时易产生振动，要求操作工人有很高的技艺才能磨出精密的工件。 1876年美国布朗-夏普公司制造的万能外圆磨床是首次具有现代磨床基本特征的机械。它的工件头架和尾座安装在往复移动的工作台上，箱形床身提高了机床刚度，带有内圆磨削附件。1883年，这家公司制成磨头装在立柱上、工作台作往复移动的平面磨床。 1990年前后，液压传动人造磨料应用，磨床的发展有很大的推动作用随着近代工业汽车工业，各种不同类型的磨床相继问世。20世纪初，先后研制出加工气缸体的行星内圆磨床、凸轮轴磨床磨床带电磁吸盘的活塞环磨床等。 1908年磨床开始应用自动测量装置。到了1920年前后，无心磨床、双端面磨床、导轨磨床、轧辊磨床珩磨机和超精加工机床等相继制使用；50年代又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床；60年代末又出现了砂轮线速度达60～80米/秒的高速磨床和大切深、缓进给平面磨削磨床；70年代，在磨床上采用微处理机的数字控制和适应控制等技术得到了广泛的应用。 在20世纪80年代是数控磨床迅速发展，而真正普及、实用则是在90年代。由于计算机技术的高速发展，数控技术得到进一步完善，促进了磨床结构的变革，使数控磨床不仅在精度、效率、可靠性方面，而且在柔性化、易操作、易维护等方面达到新的高度。本设计是 （1）低惯量 进给传动系统由于经常需启动、停止、变速或反向运动，若机械传动装置惯量大，就会增大负载并使系统动态性能变差。 （2）低摩擦阻力 进给传动系统要求运动平稳、定位准确、快速响应特性好，必须减小运动件的摩 擦阻力和动摩擦系数与静摩擦系数之差。 （3）高刚度 数控磨床进给传动系统的高刚度取决于滚珠丝杠副或蜗轮蜗杆副及其支承部件的刚度。刚度不足和摩擦阻力会导致工作台产生爬行现象及造成反向死区，影响传动准确性。 （4）高谐振 为了提高进给的抗振性，应使机械构件具有较高的固有频率和合适的阻尼，一般要求进给系统的固有频率应高于伺服驱动系统的固有频率2~3倍。 （5）无传动间隙 为了提高位移精度，减小传动误差，对采用的各种机械部件首先要保证它们的加工精度，其次要尽量消除各种间隙，因为机械间隙是造成进给传动系统反向死区的另一主要原因。 2 磨具传动设计计算 2.1 内圆磨头的类型 （1）机械传动内圆磨头。主要由主轴、滚动轴承、套筒、体壳、平支带轮等组成。更换接长轴后，可用来磨削不同直径和长度的内孔，比较适于中、低速使用。 （2）风动内