m1432a型外圆磨床总体布局设计说明书

m1432a型外圆磨床总体布局设计说明书内容摘要：

内机床所能加工的工件数量来表示。 机床的切削效率越高，辅助时间越短，则它的生产率越高。 对用户而言，使用高效率的机床，可以降低工件的加工成本，机床的自动化程度越高，则它的生产率越高，加工精度的稳定性越好，越容易适应自动化制造系统的要求。 成本 成本概念贯穿在产品的整个生命周期内，包括设计、制造、包装、运输、使用维护和报废处理等的费用，是衡量产品市场竞争力的重要指标，应在尽可能保证 机床性能要求的前提下，提高其性能价格比。 生产周期 为了快速响应市场需求变化，生产周期（包括设计和制造）是衡量产品市场竞争力的重要指标，应尽可能缩短机床的生产周期。 这就要求机床设计应尽可能采用现代设计方法，如 CAD、模块化设计等。 可靠性 应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内，完成规定的加工功能时，无故障运行的概率要高。 1造型与色彩 机床的外观造型与色彩，要求简洁明快、美观大方、宜人性好。 应根据机床功能、结构、工艺及操作控制等特点，按照人机工程学的要求进行设计。 本课题的研 究内容和选题设想 该外圆磨床的结构组成、工作原理、传动系统，根据工件的要求和加工条件合理选择砂轮架主轴的加工参数。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 本课题的设计包括外圆磨床的总体设计，头架的结构设计，尾架的结构设计，砂轮架的结构设计，横进给机构设计。 头架机构和尾架机构用于顶紧工件，砂轮架是用来磨削工件表面的，横进给机构是为了实现砂轮架的横进给运动。 本课题确定了一套设计方案： 采用三台电动机：一台通过电动机皮带轮带动头架主轴转动，由主轴带动顶针旋转以磨削工件，次电机选择为双速电机，能够实现 6 级变速， 以实现不同加工速度；一台通过皮带带动砂轮架主轴转动，以带动装在主轴上的砂轮旋转来磨削工件外表面。 另外一台为液压泵电机带动液压泵旋转。 预期成果 通过计算和材料的选择，顺利完成设计目的，具有较强的实用性，符合设计要求。 最终实现箱体的装拆方便， 6 级变速，以提高加工效率和加工精度。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 第 2 章 机床总体方案的确定 总体设计 主要技术指标设计 主要技术指标设计是后续设计的前提和依据。 设计任务的来源不同，如工厂的规划产品，或根据机床系列型谱进行设计的 产品，或用户订货等，具体的要求不同，但所要进行的内容大致相同。 主要技术指标包括： (1) 用途 即机床的工艺范围，包括加工对象的材料、质量、形状及尺寸等。 (2) 生产率 包括加工对象的种类、批量、及所要求的生产率。 (3) 性能指标 加工对象所要求的精度（用户订货设计）或机床的精度、刚度、热变形、噪声等性能指标。 (4) 主要参数 即确定机床的加工空间和主参数。 (5) 驱动方式 机床的驱动方式有电动机驱动和液压驱动方式。 电机驱动方式中又有普通电机驱动、步进电机驱动和伺服电机驱动。 驱动方式的确定不仅与机床的成本有关，还 将直接影响运动方式的确定。 (6) 成本及生产周期 无论是订货还是工厂规划产品，都应确定成本及生产周期方面的指标。 总体方案设计 总体方案设计包括： (1)运动功能设计 包括确定机床所需运动的个数、形式（直线运动或回转运动）、功能（主运动、进给运动、其他运动）及排列顺序、最后画出机床的运动功能图。 (2)基本参数设计 包括尺寸参数、运动参数、动力参数设计。 (3)传动系统设计 包括传动方式及控制原理、控制系统图设计。 总体方案综合评价和选择 在总体方案设计阶段，对其各种方案进 行综合评价，从中选择较好的方案。 总体方案的设计修改和优化 对所选择的方案进行进一步的修改或优化，确定最终方案。 上述设计内容，在设计过程中要交叉进行。 详细设计 (1)技术设计 包括确定结构原理方案、装配图设计、分析计算或优化。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 (2)施工设计 包括零件图设计、商品化设计、编制技术文档等。 机床整体综合评价 对所设计的机床进行整机性能分析和综合评价。 上述步骤可反复进行，直到达到技术结果满意为止。 在设计过程中，设计和评价反复进行，可以提高一次设计成功率。 本章小结 本章从总体上对机床方案进行了初步确定，并确定了详细设计的步骤和方法。 经考察了解这种构想符合实际，合乎要求。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 第 3 章 总体布局的设计 机床总体布局的分析 由于机床的总体布局关系着机床的性能，质量和整体的合理型，所以在决定机床布局时，应注意以下几个问题： 刚度，精度，抗振性和稳定性。 支撑部件应力求有足够的刚度，运动部件在不影响本身刚度的条件下，应尽可能做到体积小，重量轻。 机床的布局应尽量使传动链较短，以简化结构，提高传动精度和效率，减少功率损失 和发热量，降低制造成本。 采用合理布局，例如分离传动，热平衡的布局形式等。 如 M7150A 床身的布局形式，把油池搬到床身外，下部采用 “热补偿油沟 ”，导轨采用静压润滑，使其上下温度基本一致。 机床操作与调整要简单，装拆与维修要方便，排屑与冷却要畅通，联锁与防护要安全可靠。 在考虑机床布局时必须重视减轻工人的劳动强度，改善劳动条件和环境，如操作手柄位置高低适当，并尽量集中，应考虑吸尘和消雾装置；高效率，半自动化机床特别注意冷却液的过滤和调换方便问题。 床的外型轮廓应美观，大方和协调。 总体布局的初步拟定 根据 节中所作的分析，可以从大体上知道了总体布局需要涉及的问题。 此时参看设计任务书可知道设计的要求。 因此，总体布局必须要完成设计所要求的内容。 一般来说，外圆磨床的主轴箱即床头箱放在左上面，这样是为了适应右手操作的习惯和便于观察测量。 磨床由于刀架和砂轮较小，为方便操作，刀架布置在工件前面。 由于结构的要求，横向进给箱应在刀架的正对面，尾座放在导轨上面。 由于左床腿承受的力较大，故左床腿尺寸要大些，右床腿可以小些。 一般车床的高度都在 800~1300mm之间。 为了工人的操作方便（例如摇动溜板箱的手柄后刀架上的溜板 ，床过低就不适合操作），要将左右两床腿同时加高一部分，大约在 400~500mm 之间最为适宜。 主要材料采用水泥等即可。 主轴箱、进给箱的润滑采用箱体外循环、集中润滑，这样可降低主轴箱温升，减少热变形。 刀架上安装快速移动的电机，这样可以省时，提高工作效率。 磨床的外观造型模仿原 M131 车床的大体外观，在一些细节方面作些改动。 主要是因为原来的外观就非常美观，而且布局合理，结构紧凑，占地面积小。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 总体布局的最终确定 上述中已对主体布局进行了分析和初步拟定，因此总体布局的大体构成以如前述，再根据原磨床的实际布局形 式，取其优点，通过实地测量和分析各部分的尺寸，我最终确定了自己的总体布局方案，详见主视图 和左视图 图 M1432A 外圆磨床左视图 图 M1432A 外圆磨床右 视图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 本章小结 本章对磨床的总体布局作了设计，通过仔细分析和研究知道了总体布局所需要涉及的问题，取原磨床的优点，通过测量和分析，确定了自己的总体布局方案。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 第 4 章 机床各主要零部件设计计算 磨床基本参数的确定 磨床基本参数确定 初选砂轮为 30050203； 磨削直径范围 320~8mm； 最大磨削长度 1000 mm； 机床床身规则 340017401650mm。 由参考文献 [1]可查外圆磨削的速度为 30～ 35m/s，所以取 32su m/s 1000dnus  () 300 6032100 0100 0    d un ss r/min 1670sn r/min 主电机的选择 大带轮取 D=126， d=112； 2121 ddnni  11212621 nn 在带轮传动中，转动速度为 1484n =主 r/min 取主电机 n=1440r/min， 4kw 查参考文献 [1]得转速数列为：单位（ r/min） 头架电机为 （ 740 r/min， 1450 r/min）双速电机。 由于头架电机为双速电机， 740 r/min， 1450 r/min 通过带轮而降低转速。 由参考文献 [1]可得： 塔轮电工件 inn  () 塔轮的传动比为 16448 ， 10910 ， 90135 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1757018265164487401 主轴nr/min 301 主轴n r/min 11主轴电nni 10817570182651091107402 主轴n r/min 22主轴电nni 1591757018265901357403 主轴n r/min 33主轴电nni 所以传动比分别为 ， ，。 当电机转速为 1450 r/min 时 ， 传 动比不变，转速分别为： 6117570182651644814501 主轴n r/min 211175701826510911014502 主轴nr/min 31117570182659013514503 主轴nr/min 变速机构中轴的设计计算 计算各轴功率 由 节可以确定电机类型： Y 系列三相异步电动机；型号： Y80；其电动机输出功率 0p =， 带 =， 轴承 Ⅰ 轴： 带 01 pp  kw Ⅱ 轴： 带轴承   02 pp 黑龙江工程学院本科生毕业设计  kw Ⅲ 轴： 带轴承   303 pp 3  kw 计算各轴转速 Ⅰ 轴： 01 inn  电 =740=Ⅱ 轴： 2n == r/min Ⅲ 轴： 3n = =30 r/min 计算各轴初选最小轴径 选轴的材料为 45 钢。 A=126—103。 由参考文献 [1]可得： 实心轴直径为： 3 NPAD （ ） 空心轴直径为： 33 41 1 NPAD  （ ） Ⅰ 轴：  ANPAD ~21 mm Ⅱ 轴：  ANPAD ~30 mm Ⅲ 轴： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 301 1 33 4  NPAD  ~36 mm 主轴的结构设计 主轴的初步确定 (1) 拟定轴上的零件装配方案，轴上的大部分零件包括带轮，套筒，右端轴承和轴承端盖及联轴器依次由左端装配，仅右端轴承和轴承端盖由右端装配。 (2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 (3) 装左端轴 承通过轴肩和垫圈，轴承套和端盖实现轴承的轴向定位，和径向定位。 (4) 装轴承段：如零件图。 这段（两）轴径由滚动轴承的内圈孔径决定，因 d =40，选用深沟球轴承 6208，其尺寸为 188040  BDd ，轴段的长度由滚动轴承的 B，轴承与箱体内壁距离 S=5~10。 (5) 轴上零件的周向固定，轴承与轴的周向固定均采用套筒和轴承断盖来定位，同时为了保证轴承与轴的配合有良好对中性，滚动轴承与轴采用 H6/K6。 定出轴肩处的圆角半径 R=2，轴端倒角取 2 45。 主轴的计算校核 初选轴的直径 根据参考文献 [2]计算所得轴颈最小应为 17~21mm，初步选 21mm。