高速平面研磨机机械结构设计 毕业论文(设计).doc

1、 三 江 学 院本科生毕业设计（论文） 题 目 高速平面研磨机机械结构设计 高职院 院（系） 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名 学号 G 指导教师 职称 讲师 指导教师工作单位 三江学院 起讫日期 2012.12.272013.4.5 摘 要高 速 研 磨 技 术 是 一 种 既 能 保 证 研 磨 加 工 精 度 和 加 工 质 量 ， 又 能 显 著 提 高 研磨 加 工 效 率 ， 降 低 加 工 成 本 的 新 研 磨 加 工 先 进 技 术 。 本 设 计 是 根 据 目 前 研 磨 加工 现 状 ， 重 点 采 用 固 着 磨 料 高 速 研 磨 方 法 ， 设 计 了 平

2、面 高 速 研 磨 机 ， 这 大 大 地提 高 了 研 磨 加 工 精 度 、 加 工 质 量 、 加 工 效 率 及 精 度 的 稳 定 性 ， 并 且 有 效 地 降 低了 加 工 成 本 。 本 文 主 要 设 计 的 内 容 如 下 :开 发 设 计 平 面 高 速 研 磨 机 的 总 体 结构 及 其 工 作 原 理 ,进 行 系 统 的 机 械 结 构 设 计 ； 进 行 系 统 的 硬 件 设 计 和 软 件 结 构设 计 ； 平面高速研磨机固着磨料高速研磨对工件表面性能的影响分析,主要探讨固着磨料高速研磨中一些研磨参数对工件表面性能,如粗糙度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等的影响关

3、系。通过此次设计，真正熟悉高速研磨 技 术 内部结构及其工 作 原 理 ，把所学的知识运用到生产实践中去。 关键词：高速；研磨机；机械结构ABSTRACTHigh-speed grinding technology is a kind of grinding machining precision and machining quality can be ensured, and can significantly improve the efficiency of grinding process, reduce the processing cost of the new grinding

4、 processing of advanced technology. This design is according to the current grinding processing present situation, mainly USES the fixation high-speed abrasive grinding methods, design the plane high-speed lapping machine, this greatly improves the milling machining precision and machining quality,

5、machining efficiency and precision of stability, and effectively reduce the processing cost. This article main design content is as follows: design plane high-speed lapping machine overall structure and work principle, mechanical structure of the system design; System hardware design and software st

6、ructure design; Plane fixation abrasives high-speed grinding machine grinding on the workpiece surface performance analysis of the influence of this paper mainly discusses some solid in high-speed grinding with abrasive grinding parameters on the surface properties, such as roughness, hardness, wear

7、 resistance, corrosion resistance, etc. The influence of the relationship.Through this design, familiar with real internal structure and working principle of high speed grinding technology, apply the learned knowledge into production practice.Key words: High-speed; grinding machine; mechanical struc

8、ture目 录第一章 高速平面研磨机总体方案设计 .11. 1 机床的主要技术性能 .11. 2 机 床 的 总 体 布 局 .11. 3 高 速 平 面 研 磨 机 的 传 动 系 统 3第 2 章 平 面 高 速 研 磨 机 机 械 系 统 设 计 52. 1 机 械 系 统 的 功 能 及 性 能 要 求 52.1.1 机 械 系 统 的 功 能 .52.1.2 机 械 系 统 性 能 要 求 52.2 机 械 系 统 的 结 构 设 计 52.2.1 主轴的设计 52.2.2 传 动 系 统 设 计 .72.2.3 轴 承 的 选 择 与 安 装 .122.2.4 箱 体 的 设 计

9、122.2.5 主轴组件 .132.2.6 气动压头 .132.3 冷却系统的设计 .14第三章 平面高速研磨机磨具的设计 153. 1 磨 料 的 选 择 .15结 束 语 18致 谢 19参考文献 20附录 211第一章 高速平面研磨机总体方案设计1. 1 机床的主要技术性能本 文 设 计 的 平 面 高 速 研 磨 机 严 格 执 行 国 家 规 程 ,可 用 于 研 磨 玻 璃 、 硬 质合 金 、 各 种 陶 瓷 和 超 硬 材 料 等 ， 因 此 根 据 国 家 规 定 规 程 的 要 求 ， 对 系 统 制 订了 如 下 技 术 指 标 ：主 轴 转 速 范 围 50r/min7

10、20r/min 连 续 可 调压 缩 空 气 压 力 0.05 0.4Mpa磨 具 材 料 金 刚 石 微 粉被 加 工 工 件 尺 寸 3平 面 度 0.03m表 面 粗 糙 度 Ra2.83nm摆 幅 调 节 范 围 300摆 臂 升 降 距 离 60压 头 最 大 升 降 距 离 50总 之 ， 系 统 应 具 有 操 作 简 单 ， 加 工 精 度 高 、 加 工 效 率 高 ， 设 置 简 便 ， 使用 方 便 等 特 点 。1. 2 机 床 的 总 体 布 局本 设 计 的 平 面 高 速 研 磨 机 主 要 用 来 精 磨 抛 光 350mm 以 下 的 工 件 ， 该机 床 主

11、 要 用 于 研 磨 加 工 ， 在 主 轴 转 速 和 工 作 压 力 较 低 的 档 次 下 可 进 行 抛 光 加 工 。机 床 采 用 高 、 低 两 极 气 动 加 紧 ， 由 气 压 系 统 的 电 磁 阀 和 时 间 继 电 器 控 制 加 压 循环 ， 机 床 还 备 有 研 磨 液 和 抛 光 掖 的 恒 温 装 置 和 过 滤 装 置 ， 并 可 实 现 冷 却 液 或 抛光 液 的 冷 却 和 回 收 。 高 速 平 面 研 磨 机 在 考 虑 到 加 工 范 围 、 加 工 精 度 、 生 产 效 率 、 经 济 性 等 要 求的 前 提 下 ， 进 行 了 全 面 的

12、 综 合 的 考 虑 。 同 时 很 好 地 结 合 了 人 机 学 ， 在 线 形 、 色彩 、 质 感 方 面 具 有 美 感 ， 该 机 床 各 部 件 几 何 形 体 的 比 例 尺 度 协 调 ， 机 床 的 部 件 、组 件 都 是 有 一 些 简 单 或 复 杂 的 几 何 体 组 成 ， 它 们 的 表 面 造 型 也 由 不 同 的 几 何 体构 成 ， 以 小 圆 角 代 替 了 过 去 的 大 圆 角 ， 以 直 线 和 平 面 代 替 了 过 去 的 弧 线 和 曲 面 ，该 机 床 简 洁 、 大 方 、 雅 致 、 精 细 。磨 具 是 固 着 高 速 研 磨 所

13、采 用 的 切 削 工 具 。 对 高 速 研 磨 来 说 磨 具 对 研 磨 加 工的 影 响 比 较 大 ， 它 直 接 影 响 着 研 磨 加 工 的 精 度 、 加 工 质 量 、 加 工 效 率 和 加 工 成本 。 一 般 情 况 下 ， 磨 具 是 根 据 被 加 工 工 件 的 具 体 要 求 以 及 研 磨 机 的 状 况 来 设 计和 制 作 。磨 具 主 要 由 切 削 部 分 、 支 撑 部 分 和 安 装 部 分 组 成 。 切 削 部 分 主 要 是 对 被加 工 工 件 表 面 进 行 微 量 切 削 。 事 实 上 在 研 磨 加 工 过 程 中 ， 不 仅 是

14、 磨 料 对 工 件 表面 进 行 切 削 作 用 ， 还 存 在 着 其 它 加 工 作 用 ， 但 切 削 作 用 是 研 磨 加 工 的 主 要 形 式 。对 固 着 磨 料 研 磨 ， 一 般 是 先 把 磨 料 制 成 丸 片 ， 在 将 丸 片 粘 结 在 磨 具 上 ， 形 成 磨具 的 切 削 部 分 。 磨 具 的 支 撑 部 分 一 般 是 根 据 被 加 工 工 件 的 表 面 廓 形 上 需 要 ， 尽量 按 表 面 廓 形 制 造 ， 以 避 免 修 整 磨 具 的 工 作 量 。 安 装 夹 持 部 分 是 根 据 采 用 的 机床 及 研 磨 加 工 运 动 关

15、系 来 决 定 。1 下床身；2皮带轮； 3上床身；4定位盘；5磨具；6压力头；7摆臂8立轴；9电动机； 10变频器； 11冷却箱。图 1.1 高速平面研磨机总体布局图图 1.1 为 高 速 平 面 研 磨 机 的 总 体 结 构 布 局 图 。 它 主 要 有 上 下 床 身 、 主 轴 组件 、 立 轴 、 摆 臂 、 压 力 头 、 电 动 机 、 变 频 器 、 皮 带 轮 、 气 压 系 统 和 冷 却 系 统 电气 系 统 等 部 分 组 成 。 主 轴 组 件 装 在 床 身 上 ， 立 轴 上 装 有 摆 臂 ， 摆 臂 上 装 有 压 力头 了 ， 立 轴 垂 直 安 装 在

16、 主 轴 的 后 面 ， 装 用 小 型 空 气 压 缩 机 和 冷 却 箱 安 放 在 机 床的 外 侧 ， 以 减 少 对 机 床 的 震 动 。平 面 高 速 研 磨 是 采 用 固 着 磨 料 高 速 研 磨 固 着 磨 料 高 速 研 磨 是 将 散 粒 的 磨 料 固 结起 来 制 成 专 用 的 磨 具 ， 在 高 速 研 磨 机 上 进 行 研 磨 的 方 法 ， 其 结 构 功 能 框 图 如 图1.2 所 示 。 所 用 的 专 用 磨 平 面 高 速 研 磨 机 要 求 高 稳 定 的 机 床 结 构 ， 即 个 部 件 尺寸 稳 定 性 好 ， 刚 度 高 ， 变 形

17、小 ， 结 构 的 抗 振 减 振 性 能 好 。控制面板3图 1.2 高速研磨机结构功能框图1. 3 高 速 平 面 研 磨 机 的 传 动 系 统三 相 异 步 电 机 ， 结 构 简 单 ， 维 护 容 易 ， 运 行 可 靠 ， 价 格 便 宜 ， 具 有 较 好 的稳 定 性 和 动 态 特 性 ， 因 此 我 们 选 择 三 相 异 步 电 机 。齿 轮 减 速 箱 ， 结 构 紧 凑 、 效 率 高 ， 工 作 寿 命 长 ， 维 护 简 便 ， 但 传 动 不 平稳 ， 振 动 大 ， 噪 音 大 ， 所 以 我 们 不 采 用 。带 传 动 ， 结 构 简 单 ， 传 动 平

18、 稳 ， 振 动 小 ， 噪 音 小 。 多 用 于 精 密 机 械 。使 用 变 频 器 时 具 有 以 下 优 点 ：1) 平 滑 的 加 减 速 运 行 ， 可 消 除 加 工 物 的 破 裂 、 缺 口 。2) 驱 动 部 分 小 型 化 （ 代 替 了 原 来 的 涡 流 制 动 方 式 、 直 流 电 机 ） 。3) 便 于 维 修 。4) 在 净 化 等 空 调 室 内 ， 可 提 高 运 行 效 率 。5) 对 于 不 需 要 软 启 动 的 外 围 设 备 ， 使 的 控 制 电 路 简 单 化 。平 面 高 速 研 磨 机 达 到 的 加 工 精 度 高 ， 所 以 要 求

19、 主 轴 转 动 平 稳 、 无 冲 击 、刚 度 好 、 轴 向 及 径 向 跳 动 小 ； 同 时 为 扩 大 机 床 的 加 工 范 围 ， 主 轴 系 统 还 因 具 有电机 气阀汽缸压头工件传动部分主轴磨具变 速 功 能 。 因 此 采 用 交 流 电 机 边 变 频 器 来 控 制 机 床 的 主 轴 转 速 。 机 床 传 动系 统 链 为 ： 电 动 机 皮 带 轮 机 床 主 轴 。 这 样 在 主 轴 传 动 环 节 上 就 减 轻了 由 于 传 动 链 零 件 机 械 加 工 精 度 低 对 主 轴 平 稳 运 转 的 影 响 。 变 频 器 具 有 调 速 范围 广 ，

20、 可 以 无 级 调 速 、 转 速 平 稳 、 效 率 高 等 优 点 ， 而 且 还 可 以 在 运 转 中 调 速 。因 为 固 着 磨 料 在 研 磨 加 工 过 程 中 存 在 着 比 较 严 重 的 冲 击 ， 所 以 机 床 主 轴 在 启 动时 作 无 冲 击 的 缓 加 速 运 动 ， 在 停 止 时 做 缓 减 速 运 动 ， 主 轴 的 这 一 运 动 方 式 可 以通 过 调 整 变 频 器 的 有 关 参 数 来 实 现 。5第 2 章 平 面 高 速 研 磨 机 机 械 系 统 设 计平 面 高 速 研 磨 机 是 集 机 、 电 为 一 体 的 系 统 ， 其 功

21、 能 的 实 现 ， 离 不 开 机 械 系统 。 本 系 统 的 机 械 系 统 主 要 有 气 动 部 分 、 磨 具 、 机 械 传 动 部 分 、 主 轴 组 件 和 床身 等 组 成 。2. 1 机 械 系 统 的 功 能 及 性 能 要 求2.1.1 机 械 系 统 的 功 能1) 实 现 主 轴 的 调 速 范 围 连 续 可 调主 轴 转 速 的 调 节 ， 是 由 变 频 器 控 制 三 相 异 步 电 机 ， 通 过 皮 带 轮 带 动 主 轴 转动 来 实 现 的 。2) 实 现 磨 具 的 均 匀 磨 损通 过 改 变 研 磨 参 数 ， 控 制 工 件 相 对 磨 具

22、 的 运 动 轨 迹 密 度 分 布 ， 调 整 研 磨 参数 ， 使 得 工 件 相 对 磨 具 的 运 动 轨 迹 密 度 分 布 及 磨 具 磨 损 强 度 分 布 于 磨 具 磨 料 密度 相 适 应 ， 使 得 磨 具 达 到 均 匀 磨 损 ， 也 就 是 说 磨 具 磨 损 后 仍 能 保 持 原 有 的 面 形精 度 。 3) 实 现 工 件 的 均 匀 研 磨在 固 着 磨 料 高 速 研 磨 时 ， 通 过 适 当 的 选 择 加 工 工 艺 参 数 ， 就 可 以 实 现 工 件的 均 匀 研 磨 ， 从 而 保 证 工 件 的 面 形 精 度 。4) 实 现 对 工 件

23、 的 加 紧工 件 在 研 磨 时 ， 主 要 受 磨 具 作 用 其 上 的 切 削 力 和 为 提 高 研 磨 加 工 效 率 压 在其 上 的 正 压 力 。 这 个 正 压 力 是 由 气 缸 带 动 压 头 通 过 压 盖 施 加 于 工 件 之 上 的 ， 工件 在 研 磨 过 程 中 只 能 绕 自 身 回 转 中 心 转 动 。2.1.2 机 械 系 统 性 能 要 求1) 高 精 度 机 械 系 统 的 精 度 直 接 影 响 着 平 面 高 速 研 磨 机 的 精 度 ， 这 就要 求 专 用 高 速 研 磨 磨 具 ， 制 造 具 有 较 高 的 精 度 ， 主 轴 的

24、位 置 精 度 高 ， 安 装 位 置精 度 要 高 ， 同 时 要 求 整 个 机 械 系 统 结 构 变 形 小 ， 传 动 机 构 的 传 动 环 节 少 ， 误 差要 小 。2) 良 好 的 稳 定 性 要 求 机 械 系 统 的 工 作 性 能 不 受 外 部 条 件 的 影 响 ， 具有 较 强 的 抗 干 扰 能 力 ， 这 就 要 求 高 速 研 磨 机 的 床 身 ， 主 轴 等 不 受 环 境 的 影 响 而变 形 ， 尽 量 减 少 系 统 的 振 动 ， 把 冷 却 装 置 放 在 系 统 的 外 边 ， 避 免 其 振 动 对 高 速研 磨 机 的 影 响 。2.2

25、机 械 系 统 的 结 构 设 计2.2.1 主轴的设计主 轴 的 材 料 选 45 钢 ， 调 质 处 理 ,使 主 轴 表 面 具 有 较 高 的 硬 度 ， 心 部 具 有较 大 的 韧 性 ， 把 主 轴 做 成 空 心 轴 ， 一 用 来 为 冷 却 液 提 供 通 道 。 二 以 保 证 轴 的 刚度 及 扭 转 稳 定 性 。输 出 轴 上 的 功 率 P1， 转 速 n1,转 矩 T1， 皮 带 传 动 效 率 取 =0.96P1=P =30.96KW=2.88KW (2.1) (2.2)(2.3)初 步 确 定 轴 的 最 小 直 径 ： (2.4)A0= 查 表 知 取 A

26、0=1202.TP 为 输 出 功 率 为 2.88KWn 为 主 轴 的 转 速 ， 取 主 轴 的 最 小 转 速 50r/min即 空 心 轴 的 内 径 与 外 径 之 比 ， 取 =0.3d1 nA52)3.01(582)(34340min=取 轴 的 最 小 直 径 为 6按 弯 扭 合 成 校 合 轴 的 强 度 进 行 校 合 时 ， 通 常 只 校 合 轴 上 承 受 最 大 弯 矩 和 扭矩 （ 即 危 险 截 面 ） 的 强 度(2.5)(122WTMca+=： 轴 的 计 算 应 力 ， 单 位 为 MpaM ： 轴 所 受 的 弯 矩 ， 单 位 为 NT ： 轴 所

27、 受 的 扭 矩 ， 单 位 为 NW ： 轴 的 抗 玩 截 面 系 数 ， 单 位 为 mm3： 对 称 循 环 变 应 力 时 轴 的 许 用 弯 曲 应 力1： 折 合 系 数 ， 取6.0轴 的 弯 矩 图 如 图 2.1 所 示 。NdTF12503723=m51340min)1(PA7图 2.1 轴的弯矩图轴 的 扭 矩 如 图 2.2 所 示 。图 2.2 轴的扭矩图 MPaWTMca 8.4)3.01(.76875)( 42222 由 机 械 设 计 （ 表 151） 查 得 =70Mpa， 因 此 ， 故 安 全 。c12.2.2 传 动 系 统 设 计机 械 的 传 动

28、系 统 是 传 递 转 矩 和 转 矩 ， 目 的 是 使 执 行 元 件 与 负 载 之 间 在 转 矩和 转 速 方 面 得 到 最 佳 匹 配 。 传 动 机 构 采 用 皮 带 轮 减 速 ， 通 过 变 频 器 来 控 制 主 轴转 速 。（ 1） 电 动 机 的 选 择三 相 异 步 电 机 ， 结 构 简 单 ， 维 护 容 易 ， 运 行 可 靠 ， 价 格 便 宜 ， 具 有 较 好 的稳 定 性 和 动 态 特 性 ， 因 此 我 们 选 择 三 相 异 步 电 机 。电 机 所 需 输 出 的 功 率 为 ： P=3kW容 量 相 同 的 同 类 型 电 机 ， 有 不

29、同 的 转 速 ， 低 转 速 电 动 机 的 极 数 多 ， 外 廓尺 寸 及 质 量 都 较 大 ， 价 格 高 ， 但 可 使 传 动 转 动 比 较 小 ， 从 而 降 低 传 动 装 置 的 成本 ； 高 速 电 机 则 相 反 。 因 此 在 确 定 电 机 时 进 行 了 综 合 考 虑 。r/min (2.6)wadni=式 中 ： ： 为 电 动 机 可 选 转 速 范 围 ， 单 位 为 r/mindn： 传 动 装 置 的 合 理 范 围ai： 为 工 作 机 转 速 ， 单 位 为 r/minwni/14072 riad=设 计 中 常 选 用 同 步 转 速 为 10

30、00 或 1500r/min 的 电 动 机 ， 所 以 选 择1500r/min.根 据 选 定 的 电 机 类 型 及 所 需 要 的 容 量 和 转 速 ， 查 出 电 机 的 型 号 和 主 要 技术 数 据 如 表 2.1。表 2.1 2Y100L24 电 动 机 的 主 要 参 数满载时 堵转电流 堵转转矩 最大转矩类型额定功率(kW) 转速(r/min)电流(A)效率(%)功率因数额定电流额定转矩额定转矩转动惯量kgm2Y100L243.0 1430 6.82 82.5 0.81 7.0 2.2 2.2 0.0067平 面 高 速 研 磨 机 达 到 的 加 工 精 度 高 ，

31、所 以 要 求 主 轴 转 动 平 稳 、 无 冲 击 、 刚度 好 、 轴 向 及 径 向 跳 动 小 ； 同 时 为 扩 大 机 床 的 加 工 范 围 ， 主 轴 系 统 还 因 具 有 变速 功 能 。 因 此 采 用 交 流 电 机 边 变 频 器 来 控 制 机 床 的 主 轴 转 速 。 机 床 传 动 系统 链 为 ：电 动 机 皮 带 轮 机 床 主 轴这 样 在 主 轴 传 动 环 节 上 就 减 轻 了 由 于 传 动 链 零 件 机 械 加 工 精 度 低 对 主 轴 平稳 运 转 的 影 响 。 变 频 器 具 有 调 速 范 围 广 ， 可 以 无 级 调 速 、

32、转 速 平 稳 、 效 率 高 等优 点 ， 而 且 还 可 以 在 运 转 中 调 速 。 因 为 固 着 磨 料 在 研 磨 加 工 过 程 中 存 在 着 比 较严 重 的 冲 击 ， 所 以 机 床 主 轴 在 启 动 时 作 无 冲 击 的 缓 加 速 运 动 ， 在 停 止 时 做 缓 减速 运 动 ， 主 轴 的 这 一 运 动 方 式 可 以 通 过 调 整 变 频 器 的 有 关 参 数 来 实 现 。（ 2） 带 传 动 设 计带 传 动 是 由 固 联 于 主 轴 上 的 带 轮 1（ 主 带 轮 ） 、 固 联 于 从 动 轴 上 的 带 轮3（ 从 带 轮 ） 和 紧

33、 套 在 两 带 轮 上 传 动 带 2 组 成 （ 如 图 2.3） 。 当 原 动 机 驱 动 主带 轮 转 动 时 ， 由 于 带 和 带 轮 间 摩 擦 ， 便 拖 动 从 带 轮 一 起 转 动 ， 并 传 递 一 定 的 动力 。 带 传 动 具 有 结 构 简 单 ， 传 动 平 稳 ， 造 价 低 以 及 缓 冲 吸 振 等 特 点 。9图 2.3 带 抡 传 动 示 意 图1) 确 定 计 算 功 率 Pca计 算 功 率 Pca 是 根 据 传 递 的 功 率 P， 并 考 虑 到 载 荷 性 质 和 每 天 运 行 时 间长 短 等 因 素 的 影 响 而 确 定 的 。

34、 即Pca = KAP (2.7)式 中 ： Pca ： 计 算 功 率 ， 单 位 为 kW P=3kWP ： 传 递 额 定 功 率 ， 单 位 为 kWKA ： 工 作 情 况 系 数KA 由 表 知 取 KA = 1.2Pca = KAP = 1.23kW = 3.6 kW2) 选 择 带 型由 计 算 功 率 Pca =3.6 kW 和 小 带 轮 转 速 n = 1500r/min,根 据 表 知 选 普 通A 型 V 带 。3) 确 定 带 轮 的 基 准 直 径 dd1 和 dd2 初 步 确 定 小 带 轮 的 基 准 直 径 dd1 根 据 V 带 截 型 ， 参 考 表

35、选 取 dd1 ddmin 为 了 提 高 V 带 的 寿 命 ， 宜 选 取 较 大 的 直 径 ， 故 取dd1 =110 计 算 带 的 速 度 (2.8)式 中 ： ： 分 别 为 主 、 从 动 轮 的 圆 周 速 度 ， 单 位 为 m/s21、n1、 n2 ： 分 别 为 主 从 动 轮 的 转 速 ， 单 位 为 r/mindp1 、 dp2 ： 主 动 轮 和 从 动 轮 的 节 圆 直 径 ， 可 用 dd1、 dd2 近 似 代 替 ，单 位 为 。10611ndp022=dp smndp /6.810642.3106011 = sddp /3.7.221对 于 普 通

36、带 =25 30m/smaxax1max2 确 定 中 心 距 a 和 带 的 基 准 长 度 Ld初 定 中 心 距 a0 取0. 7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2) 取 a0 =600计 算 所 需 带 的 基 准 长 度 LdLd = 2 a0 + （ dd1+dd2） + (2.9)由 表 , Ld= 1250由 于 V 带 的 中 心 距 一 般 是 可 以 调 整 的 ， 故 可 采 用 下 式 作 近 似 计 算(2.10)考 虑 安 装 调 整 和 补 偿 预 紧 力 （ 如 带 深 长 而 松 弛 后 的 张 力 ） 的 需 要 ， 中 心 距的 变 动 范 围

37、 为 ：( 2.11)(2.12) 验 算 主 轮 上 的 包 角 1 (2.13)0214)(adm36)(4.6mLad5.632130=+0001215.75.7.6348.=admLaLadd702503.6.11250563.xmin=+=11 确 定 带 的 条 数 z(2.14)式 中 ： Ka ： 考 虑 包 角 不 同 时 的 影 响 系 数 ， 简 称 包 角 系 数KL ： 考 虑 带 长 度 不 同 时 的 影 响 系 数 ， 简 称 长 度 系 数P0 ： 单 根 V 带 的 基 本 额 定 功 率P ： 计 入 传 动 比 的 影 响 时 ， 单 根 V 带 额 定

38、 功 率 的 增 量参 考 设 计 手 册 表 知 ， Ka = 0.98， KL =0.93， P0 =1.62, P=0.17(2.15).8)17.62()(0 +=Lacdz取 z=3 确 定 带 的 预 紧 力(2.16)式 中 ： Pca ： 计 算 功 率 ， 单 位 为 Kwz ： 带 的 条 数： 带 的 线 速 度 ， 单 位 为 m/sKa ： 包 角 系 数q ： 传 动 带 单 位 质 量 ， 单 位 为 /m参 考 表 ， q=0.12由 于 新 带 容 易 松 弛 ， 所 以 对 非 自 动 张 紧 的 带 传 动 ， 安 装 新 带 时 预 紧 力 为 上述 预

39、 紧 力 的 1.5 倍 。2.2.3 轴 承 的 选 择 与 安 装轴 承 所 承 载 的 大 小 ， 方 向 和 性 质 ， 是 选 择 轴 承 类 型 的 主 要 依 据 。 对 于 纯 轴向 载 荷 ， 一 般 选 用 推 力 轴 承 。 较 小 的 纯 轴 向 载 荷 ， 可 选 用 推 力 球 轴 承 ； 较 大 的纯 轴 向 力 载 荷 ， 可 选 用 推 力 滚 子 轴 承 。 对 于 纯 径 想 载 荷 ， 一 般 选 用 深 沟 球 轴 承 、LacdKP)(0+=20)15.(qzPFacNzPFac7 6.8120)98.52(6350)5(0= +圆 柱 滚 子 轴

40、承 或 滚 针 轴 承 。 当 轴 承 在 承 受 径 向 载 荷 的 同 时 ， 还 有 不 大 的 轴 向 载荷 时 ， 可 选 用 深 沟 球 轴 承 或 接 触 角 不 大 的 角 接 触 球 轴 承 或 圆 锥 滚 子 轴 承 ； 当 轴向 载 荷 较 大 时 ， 可 选 用 角 接 触 较 大 的 角 接 触 球 轴 承 或 圆 锥 滚 子 轴 承 ， 或 选 用 向心 轴 承 和 推 力 轴 承 组 合 在 一 起 的 结 构 ， 分 别 承 受 径 向 载 荷 和 轴 向 载 荷 。由 于 主 轴 组 件 要 保 证 一 定 的 加 工 精 度 并 承 受 工 作 压 力 和

41、工 作 台 的 重 力 ， 因此 要 求 有 较 高 的 精 度 、 刚 度 和 承 载 能 力 。 因 此 在 主 轴 前 端 应 选 用 精 度 高 、 刚 度好 的 D 级 双 列 短 圆 柱 滚 子 轴 承 ， 和 两 个 D 级 8112 推 力 球 轴 承 ， 后 轴 承 装 一对 背 对 背 放 置 的 D 级 36212 单 列 推 力 球 轴 承 ， 这 样 两 个 方 向 的 轴 向 力 和 径 向力 都 能 承 载 ， 保 证 了 一 定 的 旋 转 精 度 和 刚 度 。 为 了 防 止 制 造 、 装 配 时 推 力 轴 承与 主 轴 不 同 轴 ， 在 止 推 轴

42、承 处 装 有 球 面 自 动 调 心 垫 圈 ， 以 保 证 有 较 好 的 同 轴 度 。为 了 提 高 轴 承 的 旋 转 精 度 ， 增 加 轴 承 装 置 的 刚 度 ， 减 小 机 器 工 作 时 轴 的 震动 ， 采 用 预 紧 的 滚 动 轴 承 ， 机 床 的 主 轴 轴 承 ， 采 用 预 紧 来 提 高 其 旋 转 精 度 与 轴向 刚 度 ， 同 时 减 少 工 作 时 轴 的 震 动 。 两 轴 承 之 间 的 隔 套 是 为 了 施 加 预 紧 力 ， 消除 轴 向 间 隙 ， 两 后 轴 承 外 圈 不 固 定 是 为 了 补 偿 主 轴 受 热 深 长 。润 滑

43、 对 于 滚 动 轴 承 具 有 很 重 要 的 意 义 ， 轴 承 中 的 润 滑 剂 不 仅 可 以 降 低 摩 擦阻 力 ， 还 可 以 起 着 散 热 、 减 小 接 触 应 力 、 吸 收 振 动 、 防 止 锈 蚀 作 用 。 轴 承 常 采用 的 润 滑 方 式 有 油 润 滑 和 脂 润 滑 两 类 。 此 外 也 有 采 用 固 体 润 滑 剂 润 滑 的 。 选 用哪 一 类 润 滑 方 式 ， 这 与 轴 承 的 速 度 有 关 ， 一 般 用 滚 动 轴 承 的 dn 值 （ d 为 滚动 轴 承 的 内 径 ， 单 位 为 ； n 为 轴 承 的 转 速 ， 单 位

44、为 r/min） 表 示 轴 承 的 速度 大 小 。d=60mm n=50r/min 720r/mindn=60200=12000dn=60720=43200dn=12000 43200故 选 用 脂 润 滑 ,润 滑 脂 的 润 滑 膜 强 度 高 ， 能 承 受 较 大 的 载 荷 ， 不 易 流 失 ，一 次 加 脂 可 以 维 持 相 当 长 的 时 间 。2.2.4 箱 体 的 设 计箱 体 在 各 种 机 械 中 的 主 要 功 能 是 支 承 固 定 联 接 或 做 相 对 运 动 的 部 件 或 零 件 ，放 置 各 部 件 ， 以 保 证 零 部 件 之 间 的 相 互 位

45、 置 或 相 对 运 动 的 精 度 。 本 系 统 的 箱 体就 是 支 承 其 他 零 部 件 的 基 础 部 件 ， 在 其 上 有 很 多 安 装 零 部 件 的 加 工面 ， 起 到 保 证 个 零 部 件 相 对 位 置 的 基 准 作 用 ， 同 时 不 论 是 静 载 荷 还 是 交 变 载 荷 ，都 要 传 给 箱 体 ， 导 致 其 受 力 复 杂 ， 这 样 在 设 计 时 就 需 要 满 足 静 刚 度 、 抗 振 性 、热 温 性 和 工 艺 性 等 技 术 要 求 。 因 此 ， 设 计 的 结 构 如 图 2.4 所 示 。 材 料 为HT200,这 样 结 构

46、具 用 足 够 的 刚 度 ， 变 形 小 ， 其 几 何 精 度 和 位 置 精 度 较 高 ， 机械 加 工 工 艺 性 好 等 。2.2.5 主轴组件13由于主轴组件要保证一定的加工精度并承受工作压力和工作台的重力，因此要求有较好的精度、刚度和承载能力。在主轴前端装有精度高、刚度好的 D 级双列短圆柱滚子轴承和两个 D 级 8112 单向推力球轴承。后轴装有一对背对背放置的 D 级 36212 单列向心推力球轴承，这样两个方向的轴向力和径向了都能承受，保证有一定的旋转精度和刚度。为了防止制造、装配时推力轴承与主轴不同轴，在止推轴承处装有球面自动调心垫圈 3，以保证有较好的同轴度。两轴承之

47、间的隔套是为了施加预紧力，消除轴向间隙。两后轴承外全部固定是为了补偿主轴受热伸长。主轴前端装有较大的圆柱面，可以作为圆盘 2 定位的基准面。主轴下端装有内喷接头 6，冷却液有主轴中心通孔喷出，冷却加工表面。其主轴组件结构如图 2.4 所示。 1磨具；2联接圆盘； 3球面垫圈； 4主轴； 5皮带轮； 6接头。图 2.4 平面高速研磨机主轴组件结构2.2.6 气动压头图 2.5 为平面高速研磨机气动压头结构。气动压头是利用高压空气的压力 来实现加压的。高压空气由气管 1 进入汽缸 4 的上室，推动活塞 3 带动压力头 5向下移动，从而实现加工过程中所需的各种压力。高压空气由气管 2 进入汽缸的下室

48、，同时气管 1 接通大气，从而推动活塞 3 带动压力头 5 向上移动。气动压头的工作压力调节，是气压系统中的调压阀来实现的。1进气口； 2进气口； 3活塞; 4气缸：5压力头图 2.5 平面高速研磨机气动压头结构 2.3 冷却系统的设计平 面 高 速 研 磨 机 由 于 采 用 高 速 研 磨 ， 这 是 高 速 研 磨 速 度 带 来 生 热 多 的 一 个问 题 ， 这 容 易 引 起 工 件 和 磨 具 的 热 变 形 ， 因 此 必 须 考 虑 到 冷 却 问 题 ， 为 了 提 高冷 却 效 果 ， 平 面 高 速 研 磨 机 的 主 轴 设 计 为 空 心 轴 ， 冷 却 液 通 过 主 轴 和 磨 具 中 心的 圆 孔 进 入 磨 具 表 面 ， 并 借 助 离 心 力 作 用 向外 飞 溅 ， 这 不 仅 可 以 起 到 冷 却 作 用 ， 而 却 还 可 以 冲 走 研 磨 下 来 的 工 件 切 屑 ， 以免 他 们 划 伤 工 件 表 面 ， 其 结 构 示 意 图 如 图 2.6。 为便于冷却液的循环使用，冷却液由冷却泵，从冷却液箱中吸出，经塑料管送到机床前面冷却液控制旋钮，由塑料管穿过上、下床身，进入主轴下端管接头，由主