珩磨機(jī)設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、題目名稱 珩磨機(jī) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 機(jī)制02-4班 學(xué)號(hào) 一、 選題的目的和意義： 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)生活最后的一項(xiàng)重要學(xué)習(xí)任務(wù)；是對(duì)四年所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和靈活運(yùn)用；是我們結(jié)束本科學(xué)習(xí)，走上工作崗位或進(jìn)一步深造的必由之路，其意義重大。通過這一過程，我們達(dá)到以下目的： （1） 鞏固、擴(kuò)大和深化我們以前所學(xué)的基礎(chǔ)課、專業(yè)課知識(shí)； （2） 培養(yǎng)我們綜合分析、理論聯(lián)系實(shí)際的能力； （3） 培養(yǎng)我們調(diào)查研究，正確熟練運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)等資料、工具的能力； （4） 鍛煉自己的設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)資料、繪圖等獨(dú)立工作能力； （5） 培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神、合作意識(shí)的能力。

2、 二、國(guó)內(nèi)外研究綜述 珩磨是一種常用的精加工工藝，可獲得高尺寸精度、高形狀精度和低粗糙度（可達(dá)Ra 0.05），并且內(nèi)孔表面有交叉網(wǎng)紋。珩磨機(jī)床的種類有平面珩磨機(jī)床、外圓珩磨機(jī)床、內(nèi)圓珩磨機(jī)床等。目前，世界上應(yīng)用最多的是內(nèi)圓珩磨機(jī)床。 珩磨機(jī)床的未來發(fā)展方向：小型臥式珩磨機(jī)床向復(fù)雜化、數(shù)控化方向發(fā)展。臥式珩磨機(jī)床目前很少做到閉環(huán)控制，無法嚴(yán)格保證大批量生產(chǎn)的超高加工精度。未來的小型臥式珩磨機(jī)床 通過NC控制，主動(dòng)測(cè)量，應(yīng)當(dāng)能提高加工零件的尺寸一致性。目前，大型臥式珩磨機(jī)床的發(fā)展很迅速，已經(jīng)作到NC控制，遠(yuǎn)程測(cè)量反饋，半閉環(huán)控制。立式珩磨 機(jī)床將在目前完全閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上發(fā)展超高速主軸系統(tǒng)

3、，進(jìn)給頻率更快，進(jìn)給晚小的進(jìn)給系統(tǒng)，能夠自我修整珩磨油石的珩磨系統(tǒng)或者珩磨中心，各種人為因素的 影響。目前，珩磨機(jī)床能實(shí)現(xiàn)平面、外圓、內(nèi)圓的珩磨加工；通過珩磨工具的改進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)橢圓內(nèi)孔和曲面的珩磨。在珩磨外圓領(lǐng)域，將取得突破性發(fā)展，能夠在 大多數(shù)外圓加工中取代外圓磨。 珩磨機(jī)床作為復(fù)雜的生產(chǎn)工具，最根本的是加工工藝與主機(jī)結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)，而各種新工藝，新材料，新元件，新刀具，新控制系統(tǒng)等也將運(yùn)用在珩磨機(jī)床上，未來的珩磨機(jī)床的加工精度會(huì)更高，加工效率更快，加工范圍更廣泛。 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)所用的方法 1. 在學(xué)校圖書館查閱相關(guān)資料； 2. 在工廠實(shí)踐畢業(yè)實(shí)習(xí)； 3. 通過老師和工程

4、師的指導(dǎo)； 4. 通過瀏覽因特網(wǎng)上的相關(guān)資料； 5. 通過對(duì)相關(guān)資料和數(shù)據(jù)的理論計(jì)算和分析。 四、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況 參考文獻(xiàn)：機(jī)械工程手冊(cè)》第二版（傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷） ——機(jī)械工業(yè)出版社 《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 吳相憲 王正為 黃玉堂 主編 ——中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 濮良貴 紀(jì)名剛 主編 ——高等教育出版社 《機(jī)械原理》孫恒 陳作模主編

5、 ——西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室 《機(jī)床液壓傳動(dòng)與控制》盧光賢主編 ——西北工業(yè)大學(xué)出版社 《機(jī)床電氣自動(dòng)控制》 陳遠(yuǎn)齡主編 —— 重慶大學(xué)出版社 五、指導(dǎo)教師審批意見 指導(dǎo)教師： （簽名） 年 月 日 目錄 一 前言……………………………………………………………….. 2 二 珩磨加工特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍……………………………………… 4 三 現(xiàn)階段

6、國(guó)內(nèi)磨削加工科學(xué)技術(shù)新進(jìn)展 …………………………. 9 四 珩磨工藝原理及其應(yīng)用…………………………………………. 13 五 立式珩磨機(jī)參數(shù)的設(shè)計(jì)…………………………………………. 17 六 主軸電動(dòng)機(jī)的功率確定…………………………………………… 19 七 主軸變速箱的設(shè)計(jì)………………………………………………… 20 八 主軸電動(dòng)機(jī)的功率確定……………………………………………28 九 軸的剛度較核………………………………………………………30 十 軸承的選用及較核…………………………………………………39 十一 軸的材料及熱處理………………………………………

7、………42 前言 四年的大學(xué)生活即將接近尾聲，進(jìn)行為期約兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)。大家都知道畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)課所學(xué)的知識(shí)的一個(gè)系統(tǒng)的總結(jié)與綜合運(yùn)用，同時(shí)也是培養(yǎng)分析問題和解決問題能力的很好的一次機(jī)會(huì)，而且畢業(yè)設(shè)計(jì)也是大學(xué)教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，因此認(rèn)真切實(shí)的搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅意味著我們能否順利畢業(yè)而且對(duì)今后走上工作崗位后的工作能否很出色的完成同樣是有重要意義的。另外，畢業(yè)設(shè)計(jì)還可以培養(yǎng)獨(dú)立思考，開發(fā)思維和協(xié)調(diào)工作的能力，對(duì)今后大學(xué)畢業(yè)以后能否盡快地適應(yīng)社會(huì)有很大的幫助。 通過這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練：提高了以下能力：1、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，獨(dú)

8、立分析和解決實(shí)際問題的能力；2、熟練運(yùn)用基本技能，包括繪圖、計(jì)算機(jī)運(yùn)用、翻譯、查閱文獻(xiàn)等等的能力；實(shí)驗(yàn)研究的能力；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和組織的能力；撰寫科技論文和技術(shù)報(bào)告，正確運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)語(yǔ)言闡述理論和技術(shù)的能力；3、搜集加工各種信息的能力；獲取新知識(shí)的能力；4、創(chuàng)新意識(shí)和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng) 本次課程設(shè)計(jì)的課題是立式珩磨機(jī)的設(shè)計(jì)。立式珩磨機(jī)是用來磨削孔類箱體類工件的設(shè)備，具有很好的加工精度，能過達(dá)到很好的加工質(zhì)量，為了更好地完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，從3月底到現(xiàn)在，就不間斷地結(jié)合自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)。根據(jù)所選課題，有重點(diǎn)地選擇了實(shí)習(xí)工廠———焦作市重型機(jī)械廠在工廠里我們重點(diǎn)了解了立式珩

9、磨機(jī)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理。從而對(duì)立式珩磨機(jī)有了一個(gè)更直接、感性的認(rèn)識(shí)，對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)有很大幫助。 此次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有：?jiǎn)栴}的提出、方案的構(gòu)思，可行性設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探索和解決方案的初步設(shè)計(jì)，裝配圖、零件圖等一系列圖紙的設(shè)計(jì)與繪制，最后包括畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的完成。這次設(shè)計(jì)師在劉傳紹老師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下完成的。在搞設(shè)計(jì)的期間，自己遇到了很多的困難，這就要求自己多向老師請(qǐng)教，這樣必定會(huì)給老師帶來很多麻煩，勢(shì)必會(huì)影響老師的工作，但是劉老師還是抽出時(shí)間來輔導(dǎo)，一步步指導(dǎo)并將畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行下去。畢業(yè)設(shè)計(jì)的階段和過程老師都給做了明確的計(jì)劃，這就有計(jì)劃有安排的完成，而不至于在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中沒有明確的目標(biāo)，可能使

10、設(shè)計(jì)過程會(huì)很盲目。設(shè)計(jì)每進(jìn)行一步老師都要認(rèn)真地檢查，耐心細(xì)致的指出設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤和不當(dāng)?shù)牡胤剑⒅笇?dǎo)和完善。每一次輔導(dǎo)對(duì)學(xué)生提出的問題都認(rèn)真的解答。在此，向老師表示衷心的感謝！ 一 珩磨加工特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍 1、珩磨加工特點(diǎn) 1）加工精度高 特別是一些中小型的通孔，其圓柱度可達(dá) 0.001mm 以內(nèi)。一些壁厚不均勻的零件,如連桿,其圓度能達(dá)到0.002mm。對(duì)于大孔(孔徑在200mm以上),圓度也可達(dá) 0.005mm,如果沒有環(huán)槽或徑向孔等,直線度達(dá)到0.01mm/1m以內(nèi)也是有可能的。珩磨比磨削加工精度高,因?yàn)槟ハ?/p>

11、時(shí)支撐砂輪的軸承位于被珩孔之外,會(huì)產(chǎn)生偏差,特別是小孔加工,磨削精度更差。珩磨一般只能提高被加工件的形狀精度,要想提高零件的位置精度,需要采取一些必要的措施。如用面板改善零件端面與軸線的垂直度(面板安裝在沖程托架上,調(diào)整使它與旋轉(zhuǎn)主軸垂直,零件靠在面板上加工即可)。 2)表面質(zhì)量好 表面為交叉網(wǎng)紋，有利于潤(rùn)滑油的存儲(chǔ)及油膜的保持。有較高的表面支承率（孔與軸的實(shí)際接觸面積與兩者之間配合面積之比），因而能承受較大載荷，耐磨損，從而提高了產(chǎn)品的使用壽命。珩磨速度低（是磨削速度的幾十分之一），且油石與孔是面接觸，因此每一個(gè)磨粒的平均磨削壓力小，這樣珩磨時(shí)，工件的發(fā)熱量很小，工件表面幾乎無熱損傷

12、和變質(zhì)層，變形小。珩磨加工面幾乎無嵌砂和擠壓硬質(zhì)層。 3）加工范圍廣 主要加工各種圓柱形孔：通孔、軸向和徑向有間斷的孔，如有徑向孔或槽的孔、鍵槽孔、花鍵孔、盲孔、多臺(tái)階孔等。另外,用專用珩磨頭,還可加工圓錐孔、橢圓孔等,但由于珩磨頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一般不用。用外圓珩磨工具可以珩磨圓柱體,但其去除的余量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)圓珩磨的余量。珩磨幾乎可以加工任何材料，特別是金剛石和立方氮化硼磨料的應(yīng)用，進(jìn)一步拓展了珩磨的運(yùn)用領(lǐng)域，同時(shí)也大大提高了珩磨加工的效率。 4）切削余量少 為達(dá)到圖紙所要求的精度，采用珩磨加工是所有加工方法中去除余量最少的一種加工方法。在珩磨加工中，珩磨工具是以工件作為導(dǎo)向來切除

13、工件多余的余量而達(dá)到工件所需的精度。珩磨時(shí)，珩磨工具先珩工件中需去余量最大的地方，然后逐漸珩至需去除余量最少的地方。 5）糾孔能力強(qiáng) 由于其余各種加工工藝方面存在不足，致使在加工過程中會(huì)出現(xiàn)一些加工缺陷。如：失圓、喇叭口、波紋孔、尺寸小、腰鼓形、錐度、鏜刀紋、鉸刀紋、彩虹狀、孔偏及表面粗糙度等 (6) 珩磨效率高 可以使用多條油石或超硬磨料油石。也可以提高珩磨頭的往復(fù)速度以增大網(wǎng)紋交叉角，能較快的去除珩磨余量余孔型誤差。也可應(yīng)用強(qiáng)力珩磨工藝，以有效的提高珩磨效率。 7）珩磨工藝較經(jīng)濟(jì) 薄壁孔剛性不足的工件，或較硬的工件表面，用珩磨進(jìn)行光整加工不需復(fù)雜的設(shè)備余工裝，操作較方便。

14、 2 珩磨與內(nèi)圓磨床 內(nèi)圓磨需要一個(gè)剛性的夾具和磨削主軸，所以需要珩磨兩倍的去除量，前道工序（ 如：鏜孔）所形成的中心線不能和夾持的中心線完全重合。內(nèi)圓磨較多的去除量使它比珩磨花費(fèi)的時(shí)間更長(zhǎng)，磨料的磨損更多。珩磨不需要額外的余量來清潔孔，珩磨沿著孔原有的中心線精加工內(nèi)孔。和內(nèi)圓磨相比，大大節(jié)省了勞動(dòng)成本和磨料成本。內(nèi)圓磨的成本是珩磨成本的兩倍。在很多的應(yīng)用中，珩磨都要比內(nèi)圓磨要快的多。內(nèi)圓磨的砂輪芯軸在長(zhǎng)孔的情況下會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，切削能力也比珩磨要差。與內(nèi)圓磨相比，珩磨制造成本低，資金投入也少。所以珩磨是一種低成本、資金投入少的加工工藝。粗、精珩形成交叉的平臺(tái)網(wǎng)紋，精珩后保留粗珩的峰谷，除去了

15、粗珩的峰頂。這些峰谷可以保存潤(rùn)滑油，以達(dá)到更好的零件性能。一般情況下，對(duì)較硬的加工材料選擇較軟的珩磨油石。 3 珩磨技巧 珩磨為各種應(yīng)用場(chǎng)所提供許多解決方案。最常用的珩磨工藝就是采用珩磨油石。把油石插入管狀的芯軸中，芯軸中有一個(gè)楔子和油石座上的楔子相配套。A。為了能進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，工件或工具需進(jìn)行沖程運(yùn)動(dòng)。油石在相對(duì)于工件內(nèi)孔運(yùn)動(dòng)時(shí)形成螺旋式的交叉網(wǎng)紋，交叉網(wǎng)紋的角度取決于主軸轉(zhuǎn)速和沖程速度。旋轉(zhuǎn)和沖程運(yùn)動(dòng)過程中楔子運(yùn)動(dòng)推動(dòng)油石運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而切削工件。珩磨油石有磨粒和粘結(jié)劑組成。磨粒類型主要包括：金剛石、立方氮化硼、碳化硅和氧化鋁。粘結(jié)劑類型主要包括：金屬基體、陶瓷基體和樹脂基體。有時(shí)也可采用

16、其他的磨粒和粘結(jié)劑。另外一種常見的珩磨方式為電鍍金剛石工具。在圓柱體套上鑲上金剛石磨粒，以進(jìn)行切削。芯軸A刀，首先把它的尺寸預(yù)調(diào)到所要求的精加工尺寸。單沖程電鍍金剛石珩磨工具在精加工內(nèi)孔時(shí)不會(huì)膨脹。這類工具把楔子、油石芯軸 4 珩磨技術(shù)的改進(jìn) 珩磨加工工藝的改進(jìn)一直都在進(jìn)行中。大批量生產(chǎn)需要整套珩磨解決方案，包括自動(dòng)上下料系統(tǒng)和在線測(cè)量系統(tǒng)。最近又對(duì)珩磨機(jī)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，這樣用戶可根據(jù)自己的應(yīng)用來選配模塊。許多珩磨工藝要經(jīng)過幾道工序才能到達(dá)所要求的低于微米級(jí)的直線度和尺寸。立式模塊可在旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)四周布置工位，最多可達(dá)6 個(gè)，為前道測(cè)量、中間加工和加工后的測(cè)量和對(duì)工作臺(tái)的清洗提供了空間。

17、珩磨設(shè)備供應(yīng)商提供磨料、工具、機(jī)床、冷卻液、自動(dòng)上料系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)等整套珩磨系統(tǒng)。隨著技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)豐富員工的缺乏，需要更多的工業(yè)自動(dòng)化的解決方案。珩磨機(jī)的控制系統(tǒng)正變得更加友好，易于操作，減少了對(duì)操作工的經(jīng)驗(yàn)要求。這種趨勢(shì)將會(huì)一直持續(xù)下去。珩磨機(jī)的控制系統(tǒng)和精密測(cè)量系統(tǒng)自動(dòng)控制著孔的幾何形狀和尺寸。操作者能進(jìn)入678 和878（上下控制限制范圍內(nèi)）控制孔的直徑尺寸、直線度、和成品工件的形狀。當(dāng)有一組零件（ 如兩個(gè)或更多個(gè)）的平均尺寸超差時(shí)，機(jī)床的控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)地調(diào)整參數(shù)，將其重新控制在許可的范圍內(nèi)。機(jī)床控制系統(tǒng)也可控制無人操作的上下料系統(tǒng)。珩磨是一種低速磨削技術(shù)，常用于內(nèi)孔表面的光整，精加工。

18、珩磨油石裝在特制的珩磨頭上，由珩磨機(jī)主軸帶動(dòng)珩磨頭作選轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并同府哦其中的脹縮機(jī)構(gòu)使油石伸出，向孔壁施加壓力以作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并通過其中的脹縮機(jī)構(gòu)使油石伸出，向孔壁施加壓力以作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)珩磨加工，為提高號(hào)碼質(zhì)量，珩磨頭與主軸一般豆采用浮動(dòng)連接，或用剛性連接而配用浮動(dòng)夾具，以減少珩磨機(jī)主軸主軸回轉(zhuǎn)中心與被加工孔的同軸度誤差對(duì)珩磨質(zhì)量 的應(yīng)此昂。 珩磨頭在每一往復(fù)行程內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)為一非整數(shù)，因而它在每一行程的其實(shí)位置豆與上次錯(cuò)開一個(gè)角度，這就使油石上的每顆磨粒在加工表面上的切削軌跡不致重復(fù)，從而形成均勻交叉珩磨網(wǎng)紋。 由于油石具有一定長(zhǎng)度，油石的切削軌跡與錢一轉(zhuǎn)在軸向上由一段重復(fù)，所以保

19、證了前后切削滾機(jī)銜接的比較平滑。珩磨頭在紅中往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，油石就像橋板一樣搭在加工表面突起的高點(diǎn)上，在珩磨壓力的左右女冠 下，將高點(diǎn)削去，同時(shí)加工表面上的高點(diǎn)也沖擊著噸了磨粒，使之破碎或脫落，而重新露出鋒利的磨粒，所以珩磨孤傲成也就是油石與加工表面不斷相互磨削與修整，使原來刀痕與殘余應(yīng)力變形層被磨去，孔形誤差得以校正，油石也相應(yīng)地被磨削。當(dāng)二者由點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)為面接觸時(shí)，單位面積上的珩磨壓力相應(yīng)降低，切削變薄，油石開始被堵塞鈍化，切削作用逐漸下降而消失，加工表面的粗糙度也逐漸降低，珩磨過程轉(zhuǎn)為拋光過程，達(dá)到要求尺寸，最后油石退回。 5、 磨料磨具的簡(jiǎn)明知識(shí) 磨料磨具素有工業(yè)牙齒的美稱。在磨

20、削時(shí)常用磨料或磨具作為磨削工具對(duì)需加工的零件進(jìn)行機(jī)械加工，而達(dá)到一定的技術(shù)要求。 磨削材料簡(jiǎn)稱磨料，即一種具有一定硬度及一定磨削能力可作磨削用途的磨削材料。磨料分天然和人造兩大類。 天然磨料是自然礦物開采經(jīng)過加工而制成的磨料。用于磨削加工先后已有如下種類： 1） 燧石：化學(xué)成分主要是SiO2，莫氏硬度7。燧石易斷裂，韌性差，莫氏硬度不高，主要用來制造張頁(yè)式砂紙，主要用來加工皮革、毛氈等的拋光加工。 2） 石英砂：類似燧石，比燧石的純度又高了一層，主要化學(xué)成分為SiO2，莫氏硬度7，理化性能如燧石。石英砂來源于石英礦或從河砂中篩選加工，其用途類似燧

21、石，迄今國(guó)內(nèi)有些小砂布砂紙廠還在用石英砂作為生產(chǎn)的原料進(jìn)行生產(chǎn)，其目的在于生產(chǎn)的砂布或砂紙以低于用人造磨料所生產(chǎn)的砂布或砂紙的價(jià)格，銷售于廣大農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)加工使用，質(zhì)量下乘，但也有一定的市場(chǎng)。 3） 紫紅鐵粉即氧化鐵：多用于天然的、也可以經(jīng)過人工制造的。由于質(zhì)地比較柔和，主要用于工件的清理和拋光的目的加工，如部分光學(xué)玻璃的研磨或拋光也用紫紅鐵粉進(jìn)行加工。 4） 柘榴石：系一種天然礦物材料，如采用這種柘榴石在高溫條件下進(jìn)行熱處理，可使這種材料的硬度和韌性增強(qiáng)。柘榴石容易沿其材料的結(jié)晶體的斷裂面而斷裂，這樣可使柘榴石具有較好的切削刃提高磨削效率。用柘榴石制成的涂附磨具可用于材

22、料如木材或金屬材料進(jìn)行磨削加工，在國(guó)內(nèi)或國(guó)外已不多用于生產(chǎn)涂附磨具，更極少用于制造固結(jié)磨具，已趨于淘汰的局面。 5）金剛砂（Emery）： 系自然界中剛玉（Al2O3）氧化鐵的混合物。這種礦物原料在世界上許 多地方的蘊(yùn)藏量都很豐富，礦石的質(zhì)地與晶位各異，這種礦物材料的切削性能較差，一般只作為拋光使用。現(xiàn)在用這種天然礦物制造磨具已經(jīng)不多，屬于淘汰的趨勢(shì)。 6）氧化鍶（Sr2O3）：拋光性能甚好，適用于作拋光材料，并制成氧化鍶粉加磨削劑直接做為拋光材料，在國(guó)內(nèi)一些光學(xué)玻璃廠還在使用如上海光學(xué)儀器廠等。 7）金剛石：天然金剛石又稱金剛鉆，系自然界最硬的物質(zhì)，莫氏硬度為10，

23、天然金剛石產(chǎn)于南非、剛果，中國(guó)也有，價(jià)格十分昂貴，常用于作手飾及裝飾品，自人類發(fā)明人造金剛石之后，在制造磨具上就多用人造金剛石作磨具，在極個(gè)別的應(yīng)用范圍內(nèi)才采用天然金剛石。 三、現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)磨削加工科學(xué)技術(shù)新進(jìn)展 1、 繼續(xù)提高磨削效率 進(jìn)一步發(fā)展高速磨削，不僅在普通外圓、內(nèi)圓、軸承磨床上提高速度，而且也在諸如軋輥磨床(險(xiǎn)峰機(jī)床廠)上也由35m/s提高到45m/s以上。在采用動(dòng)壓軸承主軸條件下實(shí)現(xiàn)了高效高速低粗糙度磨削(廣西大學(xué)、湖南大學(xué))。在一汽早已將高速磨削定為許多工藝的必行工序。 發(fā)展緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削工藝及機(jī)床，例如北京機(jī)床研究所與北京第四機(jī)床廠在國(guó)內(nèi)最早發(fā)展此種機(jī)床，近年

24、又在杭州機(jī)床廠等單位發(fā)展了HZ－029型液壓緩進(jìn)給成型磨床，MLK7140型數(shù)控緩進(jìn)深切成形強(qiáng)力磨床。電機(jī)功率后者已達(dá)32kW。在生產(chǎn)中的應(yīng)用除了加工汽輪機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)葉片根部外，在游標(biāo)卡尺零件，三爪卡盤零件，50mm以上深溝槽磨削，均有很大進(jìn)步，天津機(jī)床廠還發(fā)展了MKL7132型數(shù)控緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削機(jī)床。 迅速發(fā)展高效砂帶磨削工藝，例如對(duì)汽油機(jī)葉片工作面加工，鎳材及鈦材的磨削，190發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋磨削，合金鋼線材、帶材磨削，大型寬鋼板表面磨削專用尤門式磨床的開發(fā)等(東北工學(xué)院、湖南大學(xué)、華中理工大學(xué)等)。由于鄭州第二砂輪廠成功地引進(jìn)了寬砂帶靜電植砂全套設(shè)備，并且年產(chǎn)量達(dá)數(shù)百萬(wàn)平方米，因而

25、為今后在國(guó)內(nèi)更廣泛應(yīng)用砂帶磨削創(chuàng)造了很好的條件。沈陽(yáng)地區(qū)的礦山機(jī)器廠，重型機(jī)器廠對(duì)砂帶磨削均有不同的開拓應(yīng)用。重慶大學(xué)青年工學(xué)碩士黃云同志和重大機(jī)械廠在科研和生產(chǎn)相結(jié)合方面，成功地闖出了一條新路，研制成功并取得了多種型號(hào)有自己專利的砂簡(jiǎn)易磨床，現(xiàn)已達(dá)到年產(chǎn)數(shù)百臺(tái)規(guī)模。 發(fā)展重負(fù)荷磨削、磨削速度已達(dá)80m/s及壓力250~500kgf(2500N~5000N)以上使金屬去除率大大提高。冶金行業(yè)近年自國(guó)外引進(jìn)不少高效鋼坯磨床外，由冶金部組織東北工學(xué)院，蘇州冶金機(jī)械廠等單位開發(fā)了YLM－1型雙面立式半自動(dòng)修磨生產(chǎn)線，填補(bǔ)了當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)空白。重慶特殊鋼廠發(fā)展的鋼坯磨削技術(shù)在生產(chǎn)中經(jīng)過多年考驗(yàn)證

26、明是成功的。在這方面第三砂輪廠已擁有大批量生產(chǎn)高速重負(fù)荷砂輪的技術(shù)能力及生產(chǎn)能力，第三砂輪廠不僅已對(duì)63m/s 250~500kgf砂輪進(jìn)行了鑒定，而且也已試制了80m/s重負(fù)荷砂輪，在磨料方面已采用了粗粒度剛玉，燒結(jié)剛玉及二者混合壓制燒結(jié)產(chǎn)品，得到了用戶歡迎。從磨削科技進(jìn)展看，在高速重負(fù)荷磨削方面由于寶山鋼廠、大冶、大連、長(zhǎng)城、齊齊哈爾諸鋼廠引進(jìn)國(guó)外許多鋼坯磨床，而促進(jìn)了重負(fù)荷磨削的發(fā)展。 發(fā)展了其它各種形式的磨削。如磁力研磨(哈工大)、砂頁(yè)輪拋光磨削(河北煤建學(xué)院），磨料流加工工藝(一汽)，立軸平磨的強(qiáng)力磨削(東工)。為了提高磨削效率而積極研究各種磨削液，如對(duì)鈦材的加工(西北工大)，S

27、M－2化學(xué)合成磨削液(東工)，發(fā)展GL1系列重力式紙帶過濾機(jī)(上海磨研所)。而大連組合機(jī)床所研制的多種型號(hào)半自動(dòng)離心式凈化裝置及全自動(dòng)紙帶過濾機(jī)可廣泛應(yīng)用于各種精密磨床，珩磨拋光等。在高效磨齒工藝方面，上海磨床所發(fā)展了用球面蝸杠砂輪磨，重慶大學(xué)在高效磨齒工藝上做了很多工作。 2．繼續(xù)提高磨削精度、質(zhì)量、發(fā)展超精密磨削 在高精度磨削所需要的磨慶方面，經(jīng)過長(zhǎng)期努力，已批量生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng)。上海機(jī)床廠已有多年生產(chǎn)。北京第二機(jī)床廠的MG1420E，MG1432E屬于部?jī)?yōu)產(chǎn)品，上海第三機(jī)床廠生產(chǎn)的MGBA1420為遠(yuǎn)銷國(guó)外的產(chǎn)品，漢江機(jī)床廠的SGK7303型為數(shù)控高精度千分尺絲杠磨床，MMB861

28、2型半自動(dòng)花鍵軸磨床。此外還有絲杠磨床及內(nèi)螺紋磨床及蝸杠磨床等。 提高磨削精度仍是工藝的主要方面，在高精度平面磨削中為了降低由于砂輪不平衡而造成的波紋，已開展試用CBN砂輪磨削。立軸平面磨床砂輪對(duì)精度及波紋的影響的研究(杭州機(jī)床廠)，滾珠螺母內(nèi)滾邊的磨削精度的研究(西安交大)等。 提高表面質(zhì)量與改善磨削表面質(zhì)量情況是重要方面。這方面研究工作進(jìn)行較多的如預(yù)應(yīng)力磨削表面殘余力研究(華南理工大學(xué))，磨削燒傷用模糊數(shù)學(xué)法加以預(yù)測(cè)(吉林工大)或用模糊數(shù)學(xué)方法評(píng)定磨削表面質(zhì)量等(北方工大)。 隨著集成電路等工業(yè)部門的興起，硅片內(nèi)孔切割用的金鋼石薄片砂輪已成功生產(chǎn)，表面超精密加工的科技工作已在一些研究

29、院所及高校進(jìn)行。 1991年5月沈陽(yáng)第一機(jī)床廠等單位成功地研制了小徑定心花鍵側(cè)面磨床磨削工藝，為貫徹國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB－1144－87矩形花鍵連接標(biāo)準(zhǔn)提供了重要技術(shù)依據(jù)，并且在1991年9月的第二屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上展出了據(jù)此工藝而研制成功的MB8712型立式矩形花鍵孔鍵側(cè)磨床，為今后機(jī)床行業(yè)滑動(dòng)花鍵副及相應(yīng)齒輪副配合質(zhì)量的進(jìn)一步提高創(chuàng)造了有利條件。 3、 繼續(xù)為提高磨削加工過程的自動(dòng)化程度、發(fā)展數(shù)控磨床、附加數(shù)顯裝置及自動(dòng)測(cè)量等 我國(guó)目前磨床品種雖已達(dá)400種左右，但對(duì)于數(shù)控生產(chǎn)型及自動(dòng)化生產(chǎn)型的產(chǎn)品還感不足，上海重型機(jī)床廠與德國(guó)合作生產(chǎn)的30－158精密尤門導(dǎo)軌磨床，配有自行開發(fā)的數(shù)控系

30、統(tǒng)，具有NC設(shè)定選擇粗精磨削量，凹凸形狀的磨削功能，已向國(guó)內(nèi)外提供了數(shù)臺(tái)產(chǎn)品。險(xiǎn)峰機(jī)床廠與德國(guó)瓦德里希.濟(jì)根廠合作生產(chǎn)MK84125，MQK84315型數(shù)控軋輥磨床，提供給武鋼等大型企業(yè)。武漢機(jī)床廠發(fā)展了MK6430數(shù)控滾刀刃磨床，精度可達(dá)AA級(jí)，無錫機(jī)床廠為滿足噴油嘴大批量、高精度生產(chǎn)而開發(fā)了WX－042A噴油咀中孔座面自動(dòng)磨床。北京第二機(jī)床廠開發(fā)了MG1320數(shù)控外圓磨床和MGB1420E高精度半自動(dòng)萬(wàn)能外圓磨床，MBS1320E半自動(dòng)高速外圓磨床。此海第三機(jī)床廠的MGBA高精度半自動(dòng)萬(wàn)能外圓磨床，MK1320數(shù)控外圓磨床，MK2945數(shù)控立式單柱座標(biāo)磨都為磨加工高度自動(dòng)化增添了新設(shè)備。沙

31、市機(jī)床工業(yè)公司的生產(chǎn)的3MZ306全自動(dòng)軸承溝道超精研機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)而且粗糙度可達(dá)Ra0.16~0.02um。 上海機(jī)床廠、濟(jì)南第四機(jī)床廠分別制造了H194數(shù)控端面外圓磨床和J4－026型高精度數(shù)控外圓磨床，還開發(fā)了MK9020數(shù)控光學(xué)曲線磨床。在自動(dòng)化軸承環(huán)內(nèi)外圓磨床方面開發(fā)并生產(chǎn)的型號(hào)有3MZK203B，3MA1410S，MZ208C等等。在磨床用數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)方面，有北京機(jī)床研究所承擔(dān)、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所參加研制的產(chǎn)品，測(cè)量范圍為ф5~ф180mm，重復(fù)性<1m。 4、發(fā)展超硬磨料磨削 我國(guó)從六十年代人工合成金鋼石，并在其后研制成功立方氮化硼CBN，現(xiàn)在有的工廠已達(dá)到年產(chǎn)金剛石

32、數(shù)百萬(wàn)克拉的可觀規(guī)模。雖然比不上國(guó)外個(gè)別大國(guó)已所產(chǎn)數(shù)以千萬(wàn)克拉計(jì)的人造金鋼石和CBN，但是國(guó)內(nèi)在這方面的進(jìn)展還是相當(dāng)迅速的。一個(gè)重要問題是企業(yè)要對(duì)應(yīng)用金剛石及立方氮化硼有個(gè)觀念上的改變，即從極高的磨削比和被磨零件產(chǎn)品質(zhì)量上著眼，推廣使用超硬磨料磨具。國(guó)內(nèi)個(gè)別很有遠(yuǎn)見的工廠考慮到含碳類鋼鐵材料的廣泛應(yīng)用，及早引進(jìn)國(guó)外較為先進(jìn)的CBN生產(chǎn)技術(shù)，這無疑是正確的。 改進(jìn)對(duì)超硬磨料磨具的修整，改善對(duì)難加工材料的磨削。國(guó)內(nèi)這方面以航天航空部門及其所屬大學(xué)和研究所開展工作較多。例如： 對(duì)鈦合金的在削(南航、浙大)，高效鈦合金磨削液的研究(西北工大)，不同砂輪磨削熱噴焊鎳基合金的效果(鄭州三磨所)。以金鋼石

33、砂輪磨削工程陶瓷材料方面，國(guó)內(nèi)近年開展工作較多的如華中理工大學(xué)、東北工學(xué)院、鄭州三磨所、天津大學(xué)等，東北工學(xué)院還和日本關(guān)西大學(xué)對(duì)金屬陶瓷磨削研究進(jìn)行了國(guó)際間協(xié)作。M17鎳基合金的緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削燒傷問題西北工大與沈陽(yáng)航院聯(lián)合進(jìn)行了研制，另對(duì)等離子噴涂碳化鎢高硬材料的磨削進(jìn)行了研究(東北工學(xué)院)。 陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削機(jī)床導(dǎo)軌問題，多年前在日本東芝機(jī)械等機(jī)床廠開始了實(shí)際有交的應(yīng)用，目前已在上海機(jī)床廠等單位以端面磨削方式得到了很好應(yīng)用，這是鄭州磨料磨具磨削研究所和上海磨床研究所共同進(jìn)行的，沈陽(yáng)第一機(jī)床廠用CBN砂輪對(duì)內(nèi)花鍵側(cè)面磨削工藝已成功地通過了部級(jí)科技鑒定。 5、 發(fā)展其他形式的磨削

34、以及非金屬材料的削 例如開展了電解研磨復(fù)合加工，用冰層緊固法的電子冷凍磨削加工(沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院)，深孔珩磨中的內(nèi)孔表面質(zhì)量，大型精密油缸孔徑的研磨技術(shù)(上海試驗(yàn)機(jī)廠)等，在一汽開展了磨料流加工，大連理工大學(xué)研究了粘彈磨料加工。煙臺(tái)砂輪廠近幾年先后研制成功了樹脂結(jié)合劑強(qiáng)力珩磨油石，金鋼石珩磨油石，和蝸桿珩磨砂輪等系列產(chǎn)品，替代了進(jìn)口產(chǎn)品，在推廣應(yīng)用強(qiáng)力珩磨新工藝工作中，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。在開展石材加工方面，鄭州磨料所研究了菱苦土磨具及其在石材工業(yè)中的應(yīng)用，該所還研究了花崗石拋光方法的合理選擇及拋光機(jī)理的研究。武漢工業(yè)大學(xué)對(duì)單顆磨粒犁削石材削量的計(jì)算方面進(jìn)行了研究。大連理工大學(xué)對(duì)巖石磨削拋光機(jī)理及

35、工藝做了系統(tǒng)而深入的研究。 玻璃的磨削及拋光，研磨是一個(gè)重要方面，遠(yuǎn)自五、六十年代我國(guó)對(duì)光學(xué)玻璃的加工主要是研磨進(jìn)行了大量生產(chǎn)上的使用，近十年由于建材工業(yè)和輕工業(yè)的發(fā)展，玻璃的圓角加工，倒棱加工，斜邊加工(主要用于制鏡業(yè)，全國(guó)已有數(shù)以百計(jì)的制鏡廠和數(shù)以成百上千的金剛石磨削玻璃邊緣的磨床)也用了大量金剛石砂輪進(jìn)行加工，其中最新例子為輕工部沈陽(yáng)輕工機(jī)械研究所研制成功的MB－10B型十個(gè)金剛石砂輪磨頭的玻璃斜邊磨削機(jī)床，已達(dá)到國(guó)際上八十年代初技術(shù)水平，于1991年12月通過部級(jí)鑒定。另一種特殊磨削加工為電火花加工與磨料復(fù)合加工，例如營(yíng)口電火花機(jī)床廠最近推出的產(chǎn)品之一是DM6350電火花內(nèi)孔磨床，以

36、銅線做電極磨削各種硬度的金屬小孔。 6、重視磨削加工的理論研究，積極開展國(guó)內(nèi)外科技交流的協(xié)作 國(guó)內(nèi)對(duì)磨削加工理論研究是重視的，同時(shí)同樣重視理論研究與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，盡快將研究成果變?yōu)樯a(chǎn)力。由鄭州三磨所和七所高校牽頭，每?jī)赡暾匍_一次磨削及表面質(zhì)量研討會(huì)。一項(xiàng)雙邊及多邊的國(guó)際金屬切削及特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議IMCC，每?jī)赡昱e行一次，迄今在國(guó)內(nèi)已舉行了五次，每次都有大量的磨削，方面科研論文在會(huì)上宣讀。除上述外近十年國(guó)內(nèi)學(xué)者及科技人員在美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)ASME，日本精密工程學(xué)會(huì)JSPE及其他國(guó)際各類學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表了不少篇磨削加工方面的研究成果。特別是在國(guó)際上影響更大些的國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)CIR

37、P年會(huì)上發(fā)表了十篇左右的磨削加工科技論文，從而在國(guó)際磨削加工學(xué)術(shù)界有了一定的影響。 四、珩磨工藝原理及其應(yīng)用 珩磨工藝(Honing Process)是磨削加工的一種特殊形式，又是精加工中的一種高效加工方法。這種工藝不僅能去除較大的加工余量，而且是一種提高零件尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度的有效加工方法，在汽車零部件的制造中應(yīng)用很廣泛。 1、珩磨加工原理 珩磨是利用安裝于珩磨頭圓周上的一條或多條油石,由漲開機(jī)構(gòu)（有旋轉(zhuǎn)式和推進(jìn)式兩種）將油石沿徑向漲開, 使其壓向工件孔壁,以便產(chǎn)生一定的面接觸。同時(shí)使珩磨頭旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng),零件不動(dòng);或珩磨頭只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),工件往復(fù)運(yùn)動(dòng),從

38、而實(shí)現(xiàn)珩磨。 在大多數(shù)情況下,珩磨頭與機(jī)床主軸之間或珩磨頭與工件夾具之間是浮動(dòng)的。這樣,加工時(shí)珩磨頭以工件孔壁作導(dǎo)向。因而加工精度受機(jī)床本身精度的影響較小,孔表面的形成基本上具有創(chuàng)制過程的特點(diǎn)。所謂創(chuàng)制過程是油石和孔壁相互對(duì)研、互相修整而形成孔壁和油石表面。其原理類似兩塊平面運(yùn)動(dòng)的平板相互對(duì)研而形成平面的原理。 珩磨時(shí)由于珩磨頭旋轉(zhuǎn)并往復(fù)運(yùn)動(dòng)或珩磨頭旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)運(yùn)動(dòng),使加工面形成交叉螺旋線切削軌跡,而且在每一往復(fù)行程時(shí)間內(nèi)珩磨頭的轉(zhuǎn)數(shù)不是整數(shù), 因而兩次行程間,珩磨頭相對(duì)工件在周向錯(cuò)開一定角度,這樣的運(yùn)動(dòng)使珩磨頭上的每一個(gè)磨粒在孔壁上的運(yùn)動(dòng)軌跡亦不會(huì)重復(fù)。此外,珩磨頭每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),油石與前

39、一轉(zhuǎn)的切削軌跡在軸向上有一段重疊長(zhǎng)度,使前后磨削軌跡的銜接更平滑均勻。這樣,在整個(gè)珩磨過程中,孔壁和油石面的每一點(diǎn)相互干涉的機(jī)會(huì)差不多相等。因此,隨著珩磨的進(jìn)行孔表面和油石表面不斷產(chǎn)生干涉點(diǎn),不斷將這些干涉點(diǎn)磨去并產(chǎn)生新的更多的干涉點(diǎn),又不斷磨去,使孔和油石表面接觸面積不斷增加,相互干涉的程度和切削作用不斷減弱,孔和油石的圓度和圓柱度也不斷提高,最后完成孔表面的創(chuàng)制過程。為了得到更好的圓柱度,在可能的情況下,珩磨中經(jīng)常使零件掉頭,或改變珩磨頭與工件軸向的相互位置。 需要說明的一點(diǎn):由于珩磨油石采用金剛石和立方氮化硼等磨料,加工中油石磨損很小,即油石受工件修整量很小。因此,孔的精度在一定程度

40、上取決于珩磨頭上油石的原始精度。所以在用金剛石和立方氮化硼油石時(shí),珩磨前要很好地修整油石,以確保孔的精度。 2、珩磨的切削過程 1)定壓進(jìn)給珩磨 定壓進(jìn)給中進(jìn)給機(jī)構(gòu)以恒定的壓力壓向孔壁,共分三個(gè)階段。 第一個(gè)階段是脫落切削階段,這種定壓珩磨,開始時(shí)由于孔壁粗糙,油石與孔壁接觸面積很小,接觸壓力大,孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表面因接觸壓力大,加上切屑對(duì)油石粘結(jié)劑的磨耗,使磨粒與粘結(jié)劑的結(jié)合強(qiáng)度下降,因而有的磨粒在切削壓力的作用下自行脫落,油石面即露出新磨粒,此即油石自銳。 第二階段是破碎切削階段,隨著珩磨的進(jìn)行,孔表面越來越光,與油石接觸面積越來越大,單位面積的接觸壓力

41、下降,切削效率降低。同時(shí)切下的切屑小而細(xì),這些切屑對(duì)粘結(jié)劑的磨耗也很小。因此,油石磨粒脫落很少,此時(shí)磨削不是靠新磨粒,而是由磨粒尖端切削。因而磨粒尖端負(fù)荷很大,磨粒易破裂、崩碎而形成新的切削刃。 第三階段為堵塞切削階段,繼續(xù)珩磨時(shí)油石和孔表面的接觸面積越來越大,極細(xì)的切屑堆積于油石與孔壁之間不易排除,造成油石堵塞, 變得很光滑。因此油石切削能力極低, 相當(dāng)于拋光。若繼續(xù)珩磨,油石堵塞嚴(yán)重而產(chǎn)生粘結(jié)性堵塞時(shí),油石完全失去切削能力并嚴(yán)重發(fā)熱,孔的精度和表面粗糙度均會(huì)受到影響。此時(shí)應(yīng)盡快結(jié)束珩磨。 2)定量進(jìn)給珩磨 定量進(jìn)給珩磨時(shí),進(jìn)給機(jī)構(gòu)以恒定的速度擴(kuò)張進(jìn)給,使磨粒強(qiáng)制性地切入工件。因

42、此珩磨過程只存在脫落切削和破碎切削,不可能產(chǎn)生堵塞切削現(xiàn)象。因?yàn)楫?dāng)油石產(chǎn)生堵塞切削力下降時(shí),進(jìn)給量大于實(shí)際磨削量,此時(shí)珩磨壓力增高,從而使磨粒脫落、破碎,切削作用增強(qiáng)。用此種方法珩磨時(shí),為了提高孔精度和表面粗糙度,最后可用不進(jìn)給珩磨一定時(shí)間。 3)定壓--定量進(jìn)給珩磨 開始時(shí)以定壓進(jìn)給珩磨,當(dāng)油石進(jìn)入堵塞切削階段時(shí),轉(zhuǎn)換為定量進(jìn)給珩磨,以提高效率。最后可用不進(jìn)給珩磨,提高孔的精度和表面粗糙度。 五，立式珩磨機(jī)參數(shù)的設(shè)計(jì) 立式珩磨機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括主運(yùn)動(dòng)參數(shù)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)。主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，貯運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速，

43、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為珩磨頭上下運(yùn)動(dòng)。 在確定珩磨機(jī)的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給和三數(shù)值錢，先確定本次設(shè)計(jì)的所加工零件的有關(guān)參數(shù)： 珩磨機(jī)所加工的零件材料是45號(hào)鋼，材料經(jīng)過調(diào)制處理，達(dá)到的HB＝220～250HB。 所加工零件的直徑d：230mm～250mm 查《機(jī)械工藝加工手冊(cè)》本次畢業(yè)設(shè)計(jì)——立式珩磨機(jī)的有關(guān)參數(shù)確定如下： 圓周速度最佳為18m/s～25m/s 主運(yùn)動(dòng)參數(shù)： 主軸轉(zhuǎn)速n與切削速度V之間的關(guān)系為 n =(rpm) 式中d ——磨孔直徑 珩磨機(jī)式為適合多種零件加工而設(shè)計(jì)的。主軸需要變速。因此。需要確定主軸變速范圍——最低與最高轉(zhuǎn)速。若采用分級(jí)變速則還應(yīng)確定轉(zhuǎn)速分級(jí)數(shù)。

44、根據(jù)轉(zhuǎn)速與切削速度的關(guān)系式可知; =1000 ＝1000 則與 的比值稱為變速范圍用Rn表示 磨削時(shí)上數(shù)據(jù)可以折算出轉(zhuǎn)速： ＝1000=34.6r/min ＝1000 ＝22.4r/min 可以看出最低轉(zhuǎn)速與與切削速度，被加工孔徑大小有關(guān)。在計(jì)算為最大情況下，常用孔徑D值最小的數(shù)值。同理計(jì)算時(shí)要用較大的數(shù)值。 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列在采用變速時(shí)，則Z級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列為：n1,n2,n3……nz 任意前口兩級(jí)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為; nj+1＝nj 既nj+1=1/ 稱為公比。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按等比數(shù)列分級(jí)，則各級(jí)轉(zhuǎn)速為： n 1

45、 = n2=n1 n3=n2 ………nz=nz-1=n1z-1＝ 最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率Amax為： Amax＝（1－1/）=（-1）/x100% 則變速范圍為Rn＝/=n1z-1/n1z-1 則與 的比值稱為變速范圍為： Rn＝/=34.6/22.4=1.59 選 ＝1.26 則級(jí)數(shù)Z=lgRn/lg+1=3 則主軸轉(zhuǎn)速分成3級(jí)，主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速分別為22.4， 28， 35 Amax＝＝（1－1/）=（1.26-1）x100%=21% 六 主軸電動(dòng)機(jī)的功率確定 根據(jù)所加工的零件的材料的條件，確定主電動(dòng)機(jī)的功率，查《機(jī)械加工

46、工藝手冊(cè)》得計(jì)算公式 =COS=0.3*COS=0.26 P珩磨油石工作壓力 網(wǎng)紋交叉角 泊松比 0.27～0.30 A油石面積 ＝0.26*100*20＝520N ＝520*25/6120=2.2KW ==2.2/0.7=302 機(jī)床的機(jī)械效率取0.7 所以主電動(dòng)級(jí)的功率為選4 查《機(jī)械工程師手冊(cè)》選用的電動(dòng)機(jī)為J02-42-4型 額定功率4KW 轉(zhuǎn)速為1500r/min 確定傳動(dòng)軸軸數(shù) Q=變速組數(shù)+定比傳動(dòng)付數(shù)＋1＝3 七 主軸變速箱的設(shè)計(jì) 1） 主傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 擬訂傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)形式的以及開停，換向，制動(dòng)，操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定

47、。傳動(dòng)形式則指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件，機(jī)構(gòu)以及組成，安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)形式，變速類型。傳動(dòng)方案和形式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定傳動(dòng)方案和形式要從結(jié)構(gòu)工藝性能及經(jīng)濟(jì)性等多方面統(tǒng)一考慮。 傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)形式更是多，比如：傳動(dòng)形式上有集中傳動(dòng)和主軸變速箱，，分離傳動(dòng)的主軸箱：擴(kuò)大變速范圍可以用增機(jī)傳動(dòng)組數(shù)，也可以用背輪機(jī)構(gòu)，分支傳動(dòng)等形式；變速形式上既可以用多速電機(jī)，也可以用變速齒輪滑移齒輪公用齒輪等 2） 傳動(dòng)動(dòng)系圖。結(jié)構(gòu)式。轉(zhuǎn)速圖的選擇 根據(jù)前面總體的確定可知我們所設(shè)計(jì)的立式珩磨機(jī)床的主軸的變速范圍為22－35r/min，變級(jí)級(jí)數(shù)為3級(jí)，

48、采用的電機(jī)為1500轉(zhuǎn)r/min確定的變速級(jí)數(shù)為3級(jí)，采用的公比為標(biāo)準(zhǔn)公比1.26 根據(jù)以下原則確定結(jié)構(gòu)式： 1）傳動(dòng)副前多后少的原則：主變速傳動(dòng)系從電動(dòng)機(jī)到主軸通常為降速傳動(dòng)，接近電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)轉(zhuǎn)速較高傳動(dòng)的扭矩較小尺寸小一些反之靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低傳動(dòng)的扭矩較大尺寸就較大因此在擬定主傳動(dòng)系時(shí)應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面使主軸變速傳動(dòng)系種更多的傳動(dòng)件在高速范圍內(nèi)工作尺寸小一些以便節(jié)省變速箱的造價(jià)減小變速箱的外形尺寸按此原則例如12＝3（2（2， 12＝2*3*2，12＝2*2*3三種不同的傳動(dòng)方案中以前者為好。 2） 傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則： 當(dāng)變速傳動(dòng)

49、系中各變速組順序確定后還有各種不同的擴(kuò)大順序方案。例如：12= 方案，有以下6 種擴(kuò)大順序方案。 12= 12= 12= 12= 12= 從上述6種方案中，比較12=和 圖1 圖2 從上圖（1）所示的方案中，變速組的擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致，即基本組在最前面，依次為第一擴(kuò)大組，第二擴(kuò)大組，第三擴(kuò)大組，各變速組變速變速范圍逐漸擴(kuò)大。圖（2）所示方案則不同，第一擴(kuò)大組在最前面，然后依次為基本組,第二擴(kuò)大組,第三擴(kuò)大組.

50、 將圖(1)(2)兩方案相比較,后種方案因第一擴(kuò)大組再前面,Ⅱ組的變速范圍比前種的方案大.如兩種方案Ⅱ軸的最高轉(zhuǎn)速一樣,后種方案Ⅱ軸的最低轉(zhuǎn)速較低,在傳遞相等功率的情況下,受的扭距較大,傳動(dòng)件的尺寸也就比前種方案大. 3） 變速組的降速要前慢后快,中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速:如前所述,從電動(dòng)機(jī)到主軸之間的總趨勢(shì)是降速傳動(dòng),再分配各變速組的傳動(dòng)時(shí),為使中間傳動(dòng)軸具有較高的轉(zhuǎn)速,以減小傳動(dòng)件的尺寸,前面的變速組降速要慢些,后面的降速組降要快些. 也就是Uamin≥Ubmin≥Ucmin……但是,中間軸的轉(zhuǎn)速不應(yīng)過高,以免產(chǎn)生震動(dòng)、發(fā)熱和噪聲。通常，中間軸的最高轉(zhuǎn)速不超過電動(dòng)

51、機(jī)的轉(zhuǎn)速。 3= 2軸上齒輪齒數(shù)的確定 根據(jù)傳動(dòng)比將各齒數(shù)確定如下： 根據(jù)傳動(dòng)比為1.26查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表3－6確定一般Zmin18-20 81 82 83 84 86 91 92 93 95 97 99 80 82 82 85 86 88 90 91 93 95 96 81 84 86 87 89 90 92 93 95 97 98 選95 95 95 根據(jù)傳動(dòng)比為1.26查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表3－6確定一般Zmin18-20,所以1軸的齒數(shù)為42 35 32 ，對(duì)應(yīng)的2軸齒數(shù)為53 58 63

52、 3 傳動(dòng)件的估算和驗(yàn)算 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算： 三角帶的選用應(yīng)保證在膠帶不打滑的前提下傳遞最大功率，同時(shí)要有足夠的疲勞強(qiáng)度，以滿足一定的使用壽命。 1）確定計(jì)算功率： 1.1*4=4.4KW N ——主動(dòng)代論傳遞的功率 K -----工作情況系數(shù)可按《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 取K＝1.1 2） 選用三角帶型號(hào) 根據(jù)計(jì)算功率和小代論的轉(zhuǎn)速由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》選定 B型V帶 3) 確定帶輪直徑d1d2 小代論直徑d1按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定但應(yīng)滿足d1 dmin查《機(jī)械設(shè)計(jì)零件》表3—4和表3－5選d1＝140mm 確定大帶輪的直徑 D2=75/44x d1=2

53、39mm 4) 計(jì)算皮帶轉(zhuǎn)速V V= dnj= x140x75/60000=0.55m/s 5) 確定中心距A0 中心距小時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊，但單位時(shí)間點(diǎn)繞過帶輪的次數(shù)多，帶的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多，降低了帶的壽命，中心距過大時(shí)，載荷的便跨容易引起帶的抖動(dòng)，一般格努結(jié)構(gòu)尺寸要求確定中心距，如果沒有合適的中心距：0.7（d1+d2）A02（d1+d2） 根據(jù)上式選定中心距為A0=303mm 6）計(jì)算皮帶長(zhǎng)度L0 L0=2A0+(d1+d2)+ /2/A0=1218.8mm 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》8－2選1250mm 則實(shí)際中心距為A A=A0+(L1-LO)/2=303+31.2/2=318.6m

54、m 驗(yàn)算主軸輪包角a a =180-(d2-d1)/2x57.5=180-99/318.6=163>120 符合要求。 7)確定V帶的根數(shù)：Z Z= 由n1=1500 d1=140 i=1.7 查得p0=2.83 =1.40 Ka=0.96 Kl=0.88 所以 Z=＝1.6 取帶根數(shù)為2根 8）求作用在支撐上的徑向力Q Q=2S0*F0sin =2x2x3280x sin =11817N 計(jì)算預(yù)緊力F0 F0=500 (2.5/Ka-1)+q 式中q=0.12 所以 F0=500 (2.5/Ka-1)+q＝3208N 9) 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（略）

55、2齒輪傳動(dòng)的計(jì)算 1） 齒輪模數(shù)的估算和計(jì)算 按接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度十年模數(shù)比較復(fù)雜，而且有邪系數(shù)只有在齒輪各參考都已知道后方可確定，所以只有在草圖畫完之后較核用，在畫草圖之前先估算再選用標(biāo)準(zhǔn)齒數(shù)模數(shù) 齒輪模數(shù)的估算公式為： 1）按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 Mj=16338 =16338* 按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算： =267 取m=5 由以上計(jì)算可得所選齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度和

56、彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 因?yàn)?軸與2軸上相嚙合齒輪的Sz相同又兩軸間 的距離相等所以其余的兩對(duì)齒輪的模數(shù)也相等。齒輪精度的確定：根據(jù)齒輪的圓周速度及考慮到加工精度選取齒輪的精度均為IT7。 由此可得軸中心距為 L=1/2(DI+D2)=m*95/2 =237.5mm 一軸齒輪直徑分別為d=mz 分別為210，185，160 二軸上齒輪直徑為 265，290，315． 3主軸箱各軸的計(jì)算 1）各軸的計(jì)算 查機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 1）主軸 =91 =91x =70.3取71mm = =91=62.8取63mm 主軸軸頸 前軸頸＝D1=1.2 15=75mm 后軸頸＝D2＝（

57、0.7～0.85）D1=1.8*75=60mm 內(nèi)孔直徑d=0.1 10=45mm 八 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是： 1軸與裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置，并便于裝拆，調(diào)整。 2制造工藝性好。 3要特別注意軸應(yīng)具有足夠的剛度。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高剛度的一些措施： 1）增大軸的直徑，縮短軸的長(zhǎng)度，選擇合適的支撐跨距。如軸上有多個(gè)齒輪時(shí)，齒輪應(yīng)設(shè)計(jì)的較薄，以縮短軸長(zhǎng)。對(duì)于不能再縮短的軸，才采用增大直徑的方法。 2）為減小彎距，應(yīng)將軸上受力較大的零件盡可能設(shè)置在靠近支撐處。 3）為避免軸和軸承受過大的彎矩

58、，對(duì)某些傳動(dòng)軸，如帶輪的軸，可采用卸荷結(jié)構(gòu)。 4）盡可能不采用懸臂軸，因?yàn)樗膭偠刃　? 根據(jù)上面的基本要求和提高軸的剛度的措施設(shè)計(jì)主軸箱的各軸，具體的各軸的形主 軸箱裝配圖和軸的零件圖 改善軸的裝配及加工工藝的一些措施： 當(dāng)零件要裝到軸上去，零件所經(jīng)過的各段軸徑應(yīng)小于零件的孔徑。這樣，裝配時(shí)即保護(hù)了它所經(jīng)過的配合表面，又便于裝拆。但在不影響裝配方便前提下，應(yīng)盡量減少臺(tái)階的數(shù)目及減少臺(tái)階的高度，以改善加工工藝和節(jié)約材料。 軸上臺(tái)階的高度應(yīng)該保證裝拆零件時(shí)無需拔出配合很緊的平鍵 1）減少臺(tái)階數(shù)目及臺(tái)階高度。 2）在同一根軸上的切槽高度，倒角半徑，倒角，鍵槽高

59、度，花鍵等尺寸，應(yīng)盡可能相同，這樣，可減少刀具種類和節(jié)省更換刀具的時(shí)間。 3）在同一根軸上有幾個(gè)鍵槽時(shí)，為了方便加工，應(yīng)盡可能分布在同一母線上。 4）對(duì)鍵槽，應(yīng)盡可能考慮用三面刃的盤狀刀銑刀銑出，因?yàn)樗扔弥笭钽姷都庸r(shí)效率高。 九 軸的剛度校核： 軸的剛度分為彎曲剛度與扭轉(zhuǎn)剛度兩種。彎曲剛度用軸在受力時(shí)產(chǎn)生的撓度（y）與傾角（）來量度；扭轉(zhuǎn)剛度用軸在受力時(shí)每1m長(zhǎng)度上產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角（）來度量。 軸受力時(shí)如產(chǎn)生過大的彎曲或扭轉(zhuǎn)變形，在回轉(zhuǎn)中容易引起震動(dòng)和噪聲，影響機(jī)床的正常工作；對(duì)于連續(xù)切削的機(jī)床，這種現(xiàn)象更明顯。機(jī)床變速箱內(nèi)的軸，如發(fā)生過大的彎曲變形，則周上齒輪的嚙合正確性及平

60、穩(wěn)行將受到影響；滾動(dòng)體和滾道的接觸壽命；如裝在滑動(dòng)軸承中，則所受的壓力將集中于軸承的一端，引起軸承和軸徑的加速度磨損；如軸裝有滑移齒輪或離合器，則將影響其移動(dòng)的靈活性。在進(jìn)給系統(tǒng)中，如軸發(fā)生過大的扭轉(zhuǎn)變形，則運(yùn)動(dòng)部件在運(yùn)動(dòng)中將發(fā)生爬行，破壞均勻進(jìn)給。對(duì)傳動(dòng)精度有嚴(yán)格要求的的機(jī)床，如軸發(fā)生過大的扭轉(zhuǎn)變形，則會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)床的工作精度。對(duì)兩根軸有同步傳動(dòng)要求的機(jī)床，如軸在不等載受力情況下發(fā)生過大扭轉(zhuǎn)變形，則將造成主軸箱的傾斜。因此，對(duì)機(jī)床上的軸，一般應(yīng)進(jìn)行彎曲剛度核算。對(duì)可能產(chǎn)生爬行的軸，還應(yīng)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度的核算。 軸的彎曲剛度的核算： 在一般情況下，不需要對(duì)軸的每一點(diǎn)都進(jìn)行彎曲變形核算，而是只核

61、算薄弱環(huán)節(jié)處的彎曲變形。載荷算支撐處的傾角時(shí)，只需校核支反力，當(dāng)未超過允許的變形量時(shí)，則其他支承也不會(huì)超過；當(dāng)支承處的傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的允許值時(shí)，則齒輪處的傾角就可不必核算，因?yàn)橹翁幍膬A角一般都大于軸上其他部位的傾角。當(dāng)一根軸上裝有幾個(gè)齒輪時(shí)，在核算裝齒輪處撓度時(shí)，一般只需校核受力最大的齒輪處的撓度即可。 軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)如下： ①軸Ⅰ作為輸入軸，軸Ⅰ上有三個(gè)齒輪，所以在最小齒輪處傳出的作用力最大，并且由此產(chǎn)生的彎矩最大，所以按齒輪處的情況進(jìn)行驗(yàn)算。 1主軸強(qiáng)度核算 1）以最小齒輪d=265mm計(jì)算 主軸受力計(jì)算

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