轴承内圆磨床自动上下料系统设计_毕业设计(编辑修改稿)

轴承内圆磨床自动上下料系统设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

几主轴回转精度； 2． 4． 3 内圆磨效率的磨床结构影响因素 （ 1） 磨削参数，主要是砂轮线速度，横向进给速度，往复频率和工件速度； （ 2） 磨削循环的合理的设计以及空程磨削时间和辅助时间的比重； （ 3） 工艺系统的刚性； （ 4） 机电系统工作的可靠性； 机床主要部件结构方案评价 11 根据前一节机床结构因素对加工尺寸精度，几何精度和效率影响的分析，现将内圆磨床各主要部件可能采用的结构方案列出，并分别进行刚性评价，精度评价，从而进行方案 的比较选择。 部件的结构方案是在假设部件结构设计，制造良好的基础上进行的。 任何合理的结构方案，如果具体结构设计不当或制造不良，均会使该部件失去其优势，乃至完全打不到预测的结果。 各部件结构方案综合评价如下 表 23 部件 名称 结构方案 刚性评价 精度评价 效率评价 夹 具 定心夹具 电磁无心夹具 滚轮式无心夹具 优 优 中 差 优 优 差 优 优 导 轨 滑动导轨 液静压导轨 气静压导轨 磙子滚动导轨 钢球滚动导轨 中 优 差 优 中 优 优 优 优 优 优 优 优 优 优 砂轮主轴 滚动支撑皮带轴 滚动支撑 DZ系列电主轴 滚动支撑 GDZ系列电主轴 气静压支撑电主轴 中 中 优 差 中 中 优 优 中 中 优 差 12 进给系统 丝杠螺母 (滑动接触，消除间隙 ) 步进电机 (滚珠丝杠 ) 液压传动滚动丝杠 步进电机凸轮机构 中 优 优 优 差 优 中 优 差 优 中 差 尺 寸 控 制 系 统 定程磨削 气浮塞规测量系统 前插式主动测量仪 步进电机凸轮杠杆 / / / / 差 中 优 优 优 优 中 优 空 程 磨 削 消 除 系 统 控制倒磨削 磨削功率控制 测量 — 升数法 / / / 优 优 优 中 优 中 上述评价是定性的相对比较，曾试图采用加全权记分法来进行比较。 由于每种结构各具特点，无法真正做到恰当的确定参数，并赋予适中的加权系数，所以实际上无法进行加权记分法评定。 2． 6 机床的工作循环过程 机床在工作过程中 ,需要两个循环过程：磨削循环和砂轮修复循环。 下面分别介绍一下着两个过程。 2． 6． 1 机床的磨削工作过程 首先，打开总的电源，气源，启动工作轴 ，磁滤器，电泵。 砂轮轴得到气，启 13 动砂轮轴和气压系统；机械手上料，复位；测爪进入工作，电磁无心夹具上磁。 然后，测爪张开，磨架快速左行到底，工件架快跳，快趋，进行粗磨；工件架微退，进行粗光磨。 然后精磨，工件架微退，进行精光磨。 工件架跳出，步进电机复位，磨架往复停止，磨架快速右行至休整位置，补偿机构进行补偿；测爪收缩，断磁，测爪退出工件，然后机械手上料，进行下一个磨削循环。 2． 6． 2 砂轮休整循环 机械手上料，机械手复位，测爪进入工作并上磁，测爪张开，磨架快速左行至休整位置，休整器倒下，磨架休整左行；磨架快速 右行至补偿位置，砂轮架抬起，磨架快速左行到底，工件加快跳，进行磨削。 2． 7 机床的造型设计 2． 7． 1 床身设计 床身是金属切削机床的基础，磨床的床身内装有电器、液压和机械部件；在床身上装有工作台、工件箱、砂轮驾、立柱等。 这些部件被固定在床身上或在床身导轨上。 设计磨床床身要抓住导轨精度、刚性、热变形、耐磨性、结构工艺性等问题。 他们对安装在床身上的各部件的安装位置和相互运动的精度影响很大。 因此，对机床床身和床身导轨设计的基本要求，要保证具有一定的精度、刚性、耐磨性、最小热变形及合理的结构工艺性。 为了使 所设计机床操作方便，减少工人的劳动强度以及外形美观，该内圆磨床在造型设计上采用了以下措施： ⑴为使机床工作场地明快，尽可能将各部件设置在机床本体上。 例如，液压系统设置在床身之内；电器箱设置在机床本体后方，占地少，避免外接连线、联管，运输方便；电器箱同时当作机床外部密封的后墙，又可节省材料。 全部电器操作件均设置于电器箱前凸部上的控制面板上，调整用操作件和操作用件分片集中安装操作件于操作者易接近的部位，保证操作者视力及精力不被分散。 ⑵机床 采用半封闭型设计，后防水板用金属结构，前防水板用有机玻璃成型活动式结 构，既方便观察，有给人以美观的感觉。 机床调整时容易拿下，轻便且易于清洗。 实践证明若该为全封闭设计可能更有利于减少油雾对环境的污染。 ⑶床各外露部件的几何设计，在满足性能和结构要求的基础上，尽可能符合几何美学的原则。 14 ⑷外观线条统一化，外漏部分尽可能采用简洁明快感强的直线条和直角相交。 过去由于铸造工艺上的困难，也由于流线型审美观，影响到机床大部件，另外均取大圆角过度转折，现在已显陈旧，且给人以傻大的感觉。 由于分模铸造的发展，接近直角的转折 的小圆角逐渐已经很容易制造，外形平整线条一致，为机床造型美观化提 供了有利条件。 ⑸充分考虑机床结构设计上的均衡和稳定的关系。 考虑工件头架与磨头架实际结构的不平衡性，外部采用有机玻璃密封罩。 [6]合理布局及选择筋的形状。 床身截面形状要算空心方形和矩形为好，但是由于床身在铸造过程中为了便于清砂，或者由于床身内部装有机构为了装配调整方便，因而必须在床身壁上开有窗口，这样就不可能做成四面封闭的方形截面，甚至做成三角封闭也比较困难。 如果单用增加箱体壁壁厚以提高其刚性，不仅使床身笨重，且浪费材料。 因此，对开有窗口以及面积大于 400 400 毫米的薄壁床身，可采用各种形状的筋用来提 高刚性。 而该磨床选用十字形筋，起结构简单，材料省，抗弯刚度较大。 [7]提高床身与立柱的连接刚性。 除了注意提高床身和立柱本身的整体刚性外，床身与立柱，床身与床身之间的连接刚性也不能忽视。 这部分的布局变化也会降低床身的精度。 立柱受力后容易产生前倾或后倾，其主要原因是由于紧固螺钉的直径过小及布局不合理，或因立柱凸缘处刚性较差引起的变形。 因此，合理的选择紧固螺钉的直径，数量及其布置，以及加强凸缘的刚性是保证床身与立柱，床身与床身连接刚性的重要措施。 螺钉的直径，数量及其布置应根据受力的大小和方向而定。 受较大弯矩或扭 矩作用的立柱，采用螺钉紧固在凸缘的四个面上。 2． 7． 2 床身的热变形 热胀冷缩是常见的物理现象，如丝杠受热会伸长，薄板表面受热不一致会弯曲。 如果床身底部温度较高，则上部变凹，下部变凸。 反之则上部受热就变凸。 2． 7． 3 床身导轨的耐磨性 机床导轨磨损后，工作台运动精度降低，影响加工精度。 提高导轨耐磨性，可采取如下措施： [1].降低导轨面比压，即降低导轨单位面积上的压力。 [2].充足的润滑：这样可以使导轨处于半液体摩擦，液体摩擦状态，这减少导轨摩擦，降低高速时的摩擦热，改善热变形，防止低速时的爬行现象对提高运动精度和延长 15 导轨寿命有很大作用。 [3].可靠的防护：为防止切屑，磨料，灰尘等落入导轨面，造成导轨磨损和拉毛，必须设计合理可靠的防护罩，以提高导轨使用寿命。 [4].选择合理的床身材料：机床床身所使用的材料有：Ⅰ级铸铁，高磷铸铁，铜锰铸铁，铜磷铸铁等。 Ⅰ级铸铁具有良好的铸造性，切削性，吸振性以及成本低的优点，其耐磨性差的缺点可通过对导轨表面进行淬火来弥补。 2． 7． 4 床身结构工艺性 ，在不影响结构刚性的情况下其尺寸应尽可能一致。 ，不能太深，其圆角应尽量大，既不要用尖角砂芯，这样可减少浇铸和清砂的难度。 ，太小了不仅铸造困难，且易产生裂痕和冷隔；但也不能太大，太大会增加铸件重量，消耗材料，且组织疏松，或形成较大的缩孔，使强度降低。 因此壁厚应根据机床大小，床身复杂程度，材料及铸造工艺而定。 ，筋厚力求均匀，不要 变化太大。 否则，厚的部分容易产生缩孔和裂痕等缺陷。 机床的总体布局 为 实现连续正常的连续磨削，所需要的切削运动和辅助运动在第一节中已经介绍，本以是任何内圆磨床设计者所熟知的。 运动方案的设计，实质上决定了机床总体布局方案的选择。 对已有轴承内圆磨床的运动设计进行比较分析，其区别在于横向进给运动 V f（有级，无级变化）和纵向运动 Vr，修整运动 Vd 和砂轮与工件接近运动 Va 有哪个部件实现。 考虑导规系统结构设计的方便和滑板层次或部件结构的简化，也考虑到自动上下料的方便与否，本机床将所有的横向运动由工件实现，纵向运动由砂轮系统来实现。 由此就决定了机床主要布局如下图所示。 机床身则选用结构刚性 及造型设计均较有利的巨型箱式铸造件结构。 3 轴承内圆磨床自动上下料系统设计 上下料方案设计 16 对大型零件的上下料辅助时间约占整个生产辅助时间的 50%70%中小型零件的上下料时间约占整个生产辅助时间的 20%70%，实现 上下料的自动化可以减少生产辅助时间，提高劳动生产率和设备利用率；另外根据有关部门资料统计，多数生产事故都发生在上下料过程中。 故上下料的自动化可以减轻工人的手工操作劳动强度，改善劳动条件，为实现自动化生产创造了条件。 机床上料（送料）是按照机床的加工循环的时间间隔将毛坯或工件定 向排列、自。