磨床总体布局
3.1 磨床总体设计
1.加工零件的工艺分析（表面形状，尺寸，材料，技术条件，批量，加工余量等）；
2.调查研究比较国内，外同类机床，经验总结，进行改革创新；
3.图纸设计（总图，部件装配图，零件图，工艺卡，目录，标准件，外购件目录，铸件，锻件目录，说明书，装箱单，合格证）；
4.制造，装配，调试；
5.小批量生产，设计改进；
3.2、总体设计注意事项
1.保证机床满足加工精度要求，刚性，稳定性好；
2.传动系统力求简短；
3.操作调整方便；
4.安全保护，冷却液供给，回收，废渣的排除。
3.3 磨床总体布局设计
3.3.1 加工零件
带轴肩的多台阶轴，精度IT7以下，Ra1.6---Ra0.4，材料45#，40cr，球墨铸铁等；
3.3.2 初步估计组成部分
a.床身；
b.工作台面；c头架；d尾架；e砂轮架；f 修整器；g 测量装置；h 砂轮进给电机；I 修整器进给电机；j 电器框；k工作台进给电机；l 工件旋转电机；m 润滑冷却装置；n数控装置；
3.3.3 总体布局初步设计
1.T型床身；
2.工作台移动；
3.工作台型面采用倾斜10°的型面；
4.砂轮架主轴与床身导轨倾斜30°角；
5.头尾架中心线平行；
6.采用成型砂轮修整器（金刚石滚轮），采用MARPPOS公司轴向，径向测量仪，配用该公司E5数控框（如图3－1所示）来控制轴向尺寸，径向尺寸，测量仪布置在横梁上；
图3－1 E5数控框
7.数控系统的四坐标轴
X轴：砂轮架进给 Y轴：修整器进给
Z轴：工作台移动 W轴：工件旋转
各轴采用交流伺服电机，通过精密无间隙弹性连轴器直接与滚珠丝杆相连；
8.液压油箱单独（减小热变形，简化机床结构，易实现标准化，通用化，便于维修）；
9.电器框与机床采用空中走线；
10.机床前防护罩采用全封闭结构；
3.3.4 纵向与横向尺寸的确定
1.纵向尺寸
①工件最大长度；
②头架长度；
③尾架长度；
④上台面长度；
⑤下台面长度；
⑥床身长度；
⑦后床身长度（考虑砂轮架和修整器大小按经验给定）；
⑧整个床身宽度（视觉效果）；
⑨砂轮架中心与机床床身对称线相距
图3－2 磨床纵向尺寸
2.横向尺寸
1）画出横向尺寸床身的V型导轨作为横向尺寸的基准，画出床身的平面导轨作为高度尺寸的基准线，根据确定的工作台参数，导轨参数B1’，B2’中心画出左视图
2）确定上，下工作台厚度和宽度
（1）厚度：用类比法
上工作台中心（3－1）
下工作台中心（3－2）
为工作台导轨的中心距，工作台导轨选用80 75 250
>>
MKS1632A数控高速端面外圆磨床及其砂轮架设计
取 =0.3 250=75mm
=0.38 250=95mm
（2）宽度
3）确定头，尾架顶尖中心位置
顶尖中心安排在V型导轨的中心线上，这样有利于磨削最小直径工件的，砂轮架趋近于工作台不致相碰。
缺点是使导轨的承载压力较大，故常适当加宽V型导轨的宽度。
4）确定头尾架顶尖中心至床身底面的高度H1
左右
根据工人身高，经验。
类比取
5）工作台回转中心位置B9
6）确定机床总高H
所以H取2000mm。
3.3.5 砂轮架相关尺寸设计
（1）砂轮架导轨（V—平导轨）100 90 400
考虑到砂轮的大小及重量与砂轮架的稳定性，取L`中心=500mm，从而可定出砂轮架的宽度约为600mm，导轨为0.15MPa 的卸荷导轨。
图3－3 砂轮架的导轨
（2）砂轮架横向行程长度（3－4）
式中为砂轮架快速进退的行程，一般取。
此处取。
（3－5）
安全系数取0.1足够
（取373）
（3）砂轮架高度和长度
砂轮架箱体导轨的高度h3，砂轮底板滑台高度h4，砂轮中心距砂轮底面高度h5，与后床身顶面至平导轨的高度h0，为避免上，下工作台运动时与箱体相碰，安装在后床身上的垫板顶面需低于上下工作台的顶面，同时考虑横向进给机构穿过床身的位置等，根据经验
①取
②砂轮架中心距后床身顶面
③砂轮架底座安装修整器，内有传动丝杆
取
④后床身进给导轨内装丝杆
取
图3－4 砂轮架的高度和宽度
⑤砂轮架底板长度：
∴ 取 =900mm
⑥砂轮架导轨长度
∴取
（4）砂轮架主轴电机的选择
①用类比法，砂轮架主轴电机的功率取15kw；
②计算法（3－6）
取 3.3.6 头架相关尺寸的确定
①长，宽，高：440 400 411mm
②主轴锥孔：莫氏5#锥孔
③中心高：（3－7）
通过以上计算头架中心高取180mm
④主轴转速（3－8）
取
⑤交流伺服电机选择
用类比法，交流伺服电机选择IFT5076-DA(D1 18N-M)电机
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MKS1632A数控高速端面外圆磨床及其砂轮架设计
砂轮磨削工件需要的功率
（3－9）
交流伺服电机通过20/38的双楔齿轮带传递给工件，即
∴合格
⑥主轴不旋转，主轴靠拨盘带动旋转
3.3.7 尾架相关尺寸的确定
①5#莫氏锥孔
②中心高180mm，台面倾斜10°
③直线滚动导轨
④液压油缸，顶紧力
3.3.8 工作台
要求上，下台面便于调整头尾架，便于安装滚珠螺母。
倾斜10°以便于头尾架定位，冷却液回流；及使头尾架不等高时修刮侧面
3.3.9 横向进给机构
交流伺服电机----联轴器----滚珠丝杆----砂轮架
压力卸荷导轨压力油0.15Mpa 卸去压力
V—平导轨
砂轮架行程
3.3.10 砂轮修整器
伺服电机---丝杆---修整器
直线滚动导轨
主轴直径D=50mm，采用液体动压轴承(16r/min 6.3Mpa)
修整速度=
修整器直径故
修整器行程为160mm
3.3.11 液压系统
①修整器；②尾架；③量仪（两个）；④润滑油；⑤床身导轨；⑥砂轮架卸荷导轨；⑦丝杆；⑧直线滚动导轨；⑨间歇
3.3.12 电气部分
SIMENS 810G 控制五坐标轴砂轮架主轴
3.3.13 机床保护系统
①静压供油系统压力继电器压差发讯器
液压控制器电路延时
②尾架伸缩油缸静压供油系统：设置自动循环电路，可手动，也可用于脚踏。
当工件旋转时，由于互锁装置，使起无效。
③油箱液压控制
④数控系统（在各坐标轴）自诊断与保护功能
如：电池电压低程序错误
⑤各坐标轴由行程开关控制最大位移量
⑥安全防护罩（砂轮罩，机床前罩）全封闭式
⑦导轨面保护
Ⅰ 工作台导轨：不锈钢可伸缩防护罩
Ⅱ 砂轮架导轨：㈠前部：翻板式护罩+橡皮（防水）；㈡后罩：钢罩。
Ⅲ 修整器导轨：折叠式
第4章部件设计（砂轮架）
4.1 砂轮架设计的基本要求
砂轮架是磨床上用来带动砂轮作高速旋转的关键部件，主要由传动部件和主轴轴承部分组成，主轴与轴承是砂轮架的主要组成部分，因此对砂轮架设计提出的基本要求也是针对主轴轴承部分的。
砂轮架设计应满足以下几点基本要求：
1.主轴旋转精度高，旋转稳定；
2.主轴轴承系统刚性好；
3.振动小，发热低，不漏油；
4.装配制造简单，调整维修方便。
4.2 主轴旋转精度及其提高措施
1.砂轮架旋转精度是指主轴前端的径向跳动和轴向蹿动大小，它直接影响工件的表面粗糙度和表面缺陷。
一般端面外圆磨床砂轮架允许的径向和轴向跳动允许误差取5µm~~10µm。
2.提高主轴旋转精度的措施
（1）选择合适的主轴轴承：动静压轴承；
（2）提高主轴的加工精度；
（3）正确选择主轴轴向止推方式：液体静压。