20xx毕业设计论文

20xx毕业设计论文内容摘要：

单 ,加工装配方便，使用广泛等。 M7120A、 M7130 平面磨床是国内生产量最大的平面磨床，就是这种型式。 国外工业发达国家的公司，例如美国 Thompson 公司、西德 Abe 公司、意大利 Favretto公司都生产磨头移动式平面磨床。 由于国外公司在平面磨床系列设计方面的有成果，其磨床的工作 精度相当于我国精密级平面磨床的精度，这是值得我们学习和重视的。 如今意大利生产磨头移动式平面磨床的公司最多。 由于从国外进口，国内很多地方都已经有了这些意大利公司的产品。 因为机床规格能满足各类用户的需求 ,他们普遍反映有较好的质量与性能。 意大利 Favretto 公司的平面磨床系列更新设计的概况可能对我们在平面磨床的设计制造方面有所启示。 70 年代卧轴矩台平面磨床的结构特点为：总体布局有二种，一种是磨头拖板在立柱的侧面。 制造工艺及装配简单使得这种型式使用最为广泛，缺点是颠覆力矩较大，这就导致磨头垂直进给灵敏较差 , 较 难达到微量进给；另外一种是磨头拖板在立柱的中间。 这种型式与前一种相反，它消除了拖板磨头对立柱的颠履力矩，从而磨头垂直进给灵敏度较好。 这些系列平面磨床的前后床身铸造成一体 ,后床身上面安装立柱，后床身对称加宽处内部作为冷却液池，前床身中间安装液压部件 , 底部作为油池贮油，这样使床身有足够的刚度以保持机床精度稳定。 床身较长的机床都安装散热器的目的是为了降低油温和减少热变形。 立柱是磨头随拖板做垂直运动的支撑，在负载情况下应保证精度稳定。 立柱结构分为单立柱和双立柱二种。 单立柱的立柱加工工艺复杂，装配方便。 双立柱的 立柱加工方便，装配复杂。 拖板是一个相当复杂的铸件 ,其上有两组相互垂直的导轨。 矩形导轨与立柱导轨相互配合 , 能沿着立柱导轨作垂直上下移动。 拖板内安装横进给机构及作横向移动的油缸。 横向燕尾形导轨与磨头体壳导轨相配合 , 使磨头能沿着拖板燕尾形导轨作横向移动。 工作台底部有矩形及三角形导轨。 工作台顶面为安装电磁吸盘和夹具的基准湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 3 面。 工作台移动由安装在床身上的油缸带动。 与国内的设计不同的是，工作台宽度是最大磨削宽度减去砂轮宽度，而国内的磨床是工作台宽度与最大磨削宽度相同。 横进给机构安装在拖板上部，垂直进给机构 安装在床身前端面左面。 转动手轮通过蜗杆斜齿轮传到丝焊螺母使磨头上下移动。 快速升降运动是通过在手轮轴中间加一套蜗杆斜齿轮接上快速电机来实现。 液压油缸推杆带动棘轮棘爪可实现自动垂直进给 ,手动微量垂直进给是用手柄通过凸轮推动棘轮棘爪实现。 80 年代卧轴矩台平面磨床的结构特点为：机床外形整齐 , 线条美观。 立柱在床身左侧 , 拖板和磨头侧挂在立柱侧面 , 沿着立柱的垂直导轨上下移动。 磨头可沿着拖板燕尾形导轨作横向移动。 工作台安装在床身导轨上 , 由二只柱塞式油缸拖动作纵向运动。 在床身安装有电磁工作台的控制器，冷却水箱和磁性 过滤装置则在床身右端。 机床的操作手轮、手钮都安装在正前方，操作很方便。 拖板是磨头移动式平面磨床的主要铸件。 其上有二组导轨 , 一组作为磨头垂直移动用 , 另一组作为磨头横向移动用 , 这二组导轨相互垂直。 床身为箱形结构的铸件，矩形导轨和三角形导轨顶面上铸有油坑，油坑里可安装耐磨塑料的油环 ,油环端面高出导轨面约 , 当工作台导轨在其端面上擦过时 ,使油环旋转并把润滑油涂到导轨面上。 立柱为一个有着矩形导轨的箱形结构。 其特点是立柱的导轨把拖板的导轨包围住，这样大大增加了立柱的刚性。 立柱与拖板结合处的导轨位于 立柱中心的一侧 ,位于同一侧的还有使拖板上下移动的丝杆。 这样的好处是，当磨头在拖板燕尾导轨上作横向移动时 , 其重心始终在立柱导轨跨距间来回移动 ,立柱刚性好提高了横向移动的精度 [3]。 课题研究方法 拟采取的研究方法（或技术路线）： ，对精密数控平面磨床的结构有初步认识； 、查阅各种文献资料，了解数控平面磨床的整体布局及进给系统，进行精密数控磨床整体布局的设计； ，进行砂轮架垂直进给机构的设计，伺服电机和滚珠丝杠副设计计算 ，垂直进给机构结构装配图，绘制相关零件图； ，翻译、参考英文文献进行设计计算，用 Auto CAD 软件绘制进给系统的装配图、零件图及数控系统的硬件连线图 ； 、难点问题通过广泛查阅文献资料或与组内同学相互讨论以及实地考察来解决。 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 4 论文的构成及研究内容 论文的构成 1. 绪论 2． 数控平面磨床总体 布局 设计 3．砂轮架设计 4. 垂直进给机构设计 5． 磨床 立柱的设计 6．硬件电路设计 7．总结 8．参考文献 9．致谢 设计研究的内容 本课题设计 一台精密数控平面磨床 MK7120，用砂轮周边磨削平面，也可以磨削台阶平面。 用于机械制造业及工具模具制造行业，能加工各种难加工材料。 设计的主要内容有： 1．磨床的总体布局设计； 2．砂轮架设计计算，绘制砂轮架机械结构装配图； 3. 砂轮架垂直进给机构的设计，伺服电机和滚珠丝杠副设计计算，垂直进给机械机构装配图；绘制相关零件图； 3．磨床立柱设计，绘制立柱零件图； 4．磨床数控系统设计和选用； 5．翻译指定的英文专业文献； 6．撰写毕业设计论文（说明书）。 设计基本要求：图纸总工作量折合 A0 图纸 3 张以上，毕业 设计论文字数不少于 万字，参考文献至少 15 篇以上 设计的主要技术参数 主要参考参数： 工作台面尺寸（宽 长）： 200500（ 630） mm 可磨削最大工件尺寸（宽 长 高）： 200500（ 630） 360 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 5 3. 工作台 工作台纵向移动速度（无级）： 工作台横向自动进给：连续（无级）： 断续（无级）： /工作台一行程 4. 砂轮架 砂轮架垂直快速升降速度： 400mm/min ，垂直自动进给： ，最小进给量： ，砂轮尺寸（外径 宽 内径） Φ 20020Φ 32，砂轮转速 3000r/min 5. 加工指标 磨削表面粗糙度 Ra= mμ ，加工后表面对基面的平行度为 300： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 6 第二章 磨床总体布局设计 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 7 第三章 砂轮架的设计 砂轮架的设计在磨床的设计中是非常重要的一部分，尤其是磨头的旋转平稳性，主轴的刚性以及主轴驱动电机的动平衡都会对磨削的精度有很大影响。 因此合理地设计砂轮架对达到磨削精度有很大的意义，尤其是主轴的设计和电机的合理选择，具体的设计过程如下： 主轴的设计及校核 主轴是磨床中非常重要的零件，它对磨削的精度 质量和 平稳性都有较大的影湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 8 响，因此要对它的刚度有较高的要求。 主轴的设计 1. 磨削力的计算 （ 1）由一个平面磨削力的经验计算公式得： 8 2 8 2  swpt vvaF （ ） 其中： maxtF —— 磨削过程中的最大切向磨削力 (N)； pa —— 垂直方向的进给量 (mm)； wv —— 纵向进给量 (mm/min)； sv —— 砂轮转速 (m/s)。 m a x m a x m a x m in0 . 8 6 0 . 4 4 1 . 0 628282t p w sF a v v     （ ） 由设计的参数要求可知：maxpa=，maxwv=25m/min；由于电机转速为3000r/min，砂轮尺寸 (外径╳宽╳内径 )φ 200╳ 20╳φ 32，因此 v s不变，minsv=v s 60 1000s NDv   （ ） 其中： sv —— 砂轮线速度 (m/s)； N —— 电机转速 (r/min)； D —— 砂轮外圆直径 (mm)。 30 00 20 060 10 00sv    m/s minsv =v s ，即 minsv = m/s 所以 0. 86 0. 44 1. 062 8 2 8 2 0 .0 2 2 5 3 1 .4tF      N m 磨削经验表明，法向磨削力跟 切向磨削力的大小存在一个比值 k（ /ntFF k ）的关系 ,磨削普通钢料时 k 的取值范围为 ~，磨削陶瓷时 k的取值范围 为 3~22。 综合考虑各方面的因素，磨削普通钢料时取 k =，磨削陶瓷时取 k =20。 则磨削普通钢料时的法向磨削力的最大值为： max  湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 9 m a x    N （ 2）由陶瓷磨削力的经验计算公式（该公式应用了最小二乘 法线性回归求出的各种陶瓷的单位磨削力的经验公式）得： 对于 2rzo 陶瓷： 0 . 4 6 9 0 . 4 6 8 0 . 7 4 216 6. 86n s w pF v v a    0 . 7 7 9 0 . 7 0 1 0 . 9 2 760 .7 89t s w pF v v a     0. 46 9 0. 46 8 0. 74 216 6. 86 31 .4 25 0. 02nF    = N/mm 0. 77 9 0. 70 1 0. 92 760 .7 89 31 .4 25 0. 02tF    = N/mm 20nnFF = N 20ttFF  = N 对于 23AlO 陶瓷： 0 . 4 9 8 0 . 6 1 7 0 . 9 1 82 1 6 .8 4 3n s w pF v v a    0 . 8 2 6 0 . 5 0 9 1 . 2 0 74 0 5 .5 9 2t s w pF v v a     0. 49 8 0. 61 7 0. 91 821 43 31 .4 25 2nF     = N/mm 0. 82 6 0. 50 9 1. 20 740 5. 59 2 31 .4 25 0. 02tF    = N/mm 20nnFF = N 20ttFF  = N 综上所述得： maxtF N max  N 故 m a xm a x 10 4. 41 0. 1 10 .4 1tT F r    N m 了解各个方向最大磨削力的大小是进行合理的结构设计的前提条件，也是各个零件尺寸和结构设计的基础。 在磨削过程中对磨削精度的影响也较大是纵向和垂直方向的磨削力。 为了合理的选择主轴电机，首先也得计算出磨削情况下可能的最大磨削力 [6]。 由于该磨床主轴转速为 3000 r/min ， 由以上计算可知砂轮线 速度为 v s  m/s，由此可计算出磨削的最大功率为： nPT 9550 （ ）   nTP kW 考虑到传动效率和安全系数等因素，可以先暂定电机的额定功率为 4kw 来湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 10 进行下面的设计。 根据一个关于轴直径大小的估算公式： 30 pDAN （ ） 式中： D — — 设计轴的直径（ mm） ； 0A —— 一个参考系数，跟材料有关，可查表得 0A =115； p —— 传动的最大功率（ kW），取 4kw 进行设计； N —— 主轴的转速（ r/min）。 3 4115 3000D = mm 考虑到一定的安全系数和刚度的要求，取 D =20 mm。 主轴的刚度校核 一般来说，如主轴的刚度达到设计要求则其强度一般来说都是满足要求的，故磨床主轴只进行弯曲刚度和扭转刚度的校核。 1. 主轴的弯曲刚度校核 由于主轴是阶梯轴，不便于计算，为了简化计算，可以把阶梯轴看成是当量直径的光轴，然后在按照材料力学计算公式计算，以下主轴的设计和校核主要参考文献。