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M1432A万能外圆磨床头架及液压系统三维设计说明书

前言机械制造业是国民经济的基础产业,它的发展直接影响到国民经济各部门的发展,也影响到国生和国防的加强。

因此,各国都把机械制造业的发展放到首要位置。

其中装备制造业是国民经济的脊梁,它的各项经济指标占全国工业的比重高达四分之一至五分之一;是高技术的载体及转化为生产力的桥梁和通道,20世纪兴起的信息技术、核技术、空间技术等,无一不是装备制造业创造出来的;是产业升级的手段,生产工作母机、提供重大装备;是外贸出口的主力,占全国外贸出口的36%以上;是国家安全的重要保障,在高技术和数字化战争时代,装备制造业还是国家的战略产业,它是实现工业化的必备条件,是衡量一个国家国际竞争力的重要标志,是决定我国在国际分工中地位的关键因素。

机床是机械加工中的主要加工设备,在生产实践中有着重要的作用,它的加工精度、加工效率都直接反映着加工的水平。

随着磨削技术的发展,磨床在加工机床中的比例越来越大。

据1997年欧洲机床展览会(EMO)的调查数据表明,25%的企业认为磨削是他们应用的最为主要的加工技术,车削只占23%,钻削占22%,其它的占8%;而磨床在企业中占机床的比重高达42%,车床占23%,钻床占14%。

我国从1949—1998年,开发生产的通用机床有1800多种,专用机床有几百种,磨床的拥有量占金属切削机床总拥有量的13%左右。

可见,磨床及磨削技术在机械制造业中占有极其重要的位置。

它作为金属切削行业的一个重要分支,随着工业的发展,对机械零件的加工精度和表面粗糙度的要求日益提高,磨削加工显得更加重要。

尤其是在汽车、电力、船舶、冶金、军工、航天航空等行业,磨床正发挥着越来越大的作用。

“十一五”期间,经过调整和整合期后的磨床行业,将会迎来新一轮的发展期。

第一部分第一章绪论头架是外圆类磨床的主要部件,它的动态性能对磨床的性能有着重要的影响。

头架的作用是支撑工件和传递动力,即使工件转动。

其中主轴又是它的主要零件,主轴的精度高低对于整机的几何精度和工作精度有着直接的影响。

诸如:头架和尾架主轴中心线的连线和头架主轴中心线对工作台移动的平行度误差,将影响工件中心孔与主轴顶尖的接触情况并导致工件产生圆度差和母线不平行;头架主轴回转时的轴向窜动及径向跳动也将对采用卡盘装夹磨削产生不良的影响。

第二章头架总体方案设计头架由壳体、头架主轴及其轴承、传动装置、底座等部分组成(见图1)头架主轴支撑在四个D级精度的角接触球轴承上,通过修磨隔套,并用轴承盖压紧轴承后,轴承内外圈将产生一定的轴向定位,使轴承实现预紧,以提高主轴部件的刚度和旋转精度。

双速电机经过三级塔轮变速机构和两组带轮带动工件的转动,可以得到六种转速。

带的张紧分别靠转动偏心套和移动电机座来实现。

主轴上的带轮采用卸荷结构,以减少主轴的变形弯曲。

根据不同的加工需要,头架主轴可有三种不同的工作方式:1.工件支撑在前后顶尖上磨削磨削前拧紧螺杆顶紧摩擦环,使头架主轴和顶尖固定不能转动。

工件则由与带轮相连接的拨盘上的拨杆,通过夹头带动旋转,实现圆周进给运动。

由于磨削时顶尖固定不动,所以可避免因顶尖的旋转而影响磨削精度。

2.用三爪自定心或死爪单动卡盘夹持工件磨削磨削前拧松螺杆,使头架主轴能够自由转动。

卡盘装在卡盘座上,而卡盘座以锥柄安装在主轴莫氏锥孔中,并通过主轴通孔内的拉杆将其拉紧,旋转运动有拨盘经拨销传给卡盘座,进而传递给卡盘带动工件转动.同时,主轴也会随着一起转动.3.自磨主轴顶尖此时需要先将主轴放松,同时用一拨块将拨盘和主轴相连,使拨盘直接带动主轴和顶尖旋转,依靠机床自身来修磨顶尖,以提高工件的定位精度。

第三章典型零件的设计和选用3.1头架电机的选用:根据头架的动力以及转速要求,选用YDS-012型双宿电机(功率 0.55/1.1KW,转速 750/1500r/min)3.2带轮及带的设计和选用:(电机经过塔轮变速和两组带轮的传动用来带动工件的转动,得到六种转速)头架电机—I—{49/165、112/110、131/91}—Ⅱ—{61/184}—Ⅲ—{68/178}—拨盘(带动工件)由此可知道,带轮的基准直径D.带轮选用实心轮,槽型Z型。

具体如下表3-1:表3-1带轮宽B=(Z-1)e+2f (Z表示槽宽数)外径d a=d d+2h a所以,带轮1的带宽B=(Z-1)e+2f=2×12+2×10=44mm 外径d a1=d d1+2h a=49+4=53mmD a2=d d2+2h a+112+4=116mm d a3=d d3+2h a=131+4=135mm带轮2的宽度B=(Z-1)e+2f=3×12+2×10=56mm 外径da1=dd1+2ha=165+4=169mmD a2=d d2+2h a=110+4=114mm d a3=d d3+2h a=91+4=95mmD a4=d d4+2h a=61+4=65mm带轮3的宽度B=(Z-1)e+2f=0+2×10=20mm 外径d a=d d+2h a=184+4=188mm带轮4的宽度B=(Z-1)e+2f=1×12+2×10=32mm 外径d a=d d+2h a=68+4=72mm带轮5的宽度B=(Z-1)e+2f=1×12+2×10=32mm 外径d a=d d+2h a=178+4=182mm带的选用.选用普通V带,具体如下表3-2:表3-23.3传动轴部分(即Ⅲ轴)的设计与选用:包括轴以及轴端固定元件、轴承、轴承固定元件、键的设计选用.3.31轴的设计:如下图所示首先确定出轴的最小轴径:功率P=1.1KW×94%×94%=0.97KW(其中带轮的传动效率取94%)转速n=1500×131/91×91/184=715.87所以,最小轴径由公式可得d min=13.28mm.取d min=21mm,故dⅠ-Ⅱ=dⅤ-Ⅵ=21mm,根据要求定位轴肩取为2mm,非定位轴肩取为1.5mm,由此可知其余轴段的轴径.Ⅰ-Ⅱ、Ⅴ-Ⅵ轴处安装带轮,根据带轮的宽度定出各自的轴长,Ⅱ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅴ轴处安装轴承以及轴承固定元件,可以定出轴径以及各自轴长,具体如下表3-3所示:表3-33.3.2轴承的选用:选择使用7205c型角接触球轴承,D=52mm、d=25mm、B=15mm、A=13.5mm.3.3.3轴承轴向固定:使用螺钉锁紧挡圈,D=40mm、d=25mm、H=14mm.3.3.4轴上键的选用:选用平键连接轴和带轮,Ⅰ-Ⅱ轴处键的尺寸为b×h—6×6mm,l=16mm; Ⅴ-Ⅵ轴处键的尺寸为b×h—6×6mm,l=25mm.3.3.5轴端固定:选用螺钉紧固轴端挡圈,两端元件尺寸一致,均为D=30mm,H=4mm,螺钉选用M5×15.3.3.6偏心套设计:外径D=110mm,内径d=52mm,壁厚h=8.5mm.3.4主轴部分设计:包括主轴、顶尖、轴承、轴承挡圈、主轴密封件、套筒等件的设计与选用。

3.4.1主轴和顶尖:主轴的尺寸D=60mm,d=30mm,l=331mm,顶尖的尺寸l=120mm.主轴前端锥孔选用精密莫氏4号锥度,顶尖与锥孔的配合长度为80mm.如下图所示:3.4.2主轴上轴承的选用:选用7012c角接触球轴承,尺寸为D=95mm,d=60mm,B=18mm,A=17.5mm.轴承不仅要承受轴向力,也可以承受径向力,并使主轴轴向定位.轴承选用两对,一端一对轴承,每对轴承之间使用隔套隔开,修磨隔套,可以调节轴承径向间隙,以及给轴承以预加载荷.3.4.3主轴两端密封件的选择:选择旋转轴唇形密封圈( B型)内包骨架型,尺寸为大径D=80mm,小径d=60mm,轴向宽度b=8mm.3.4.4主轴上套筒的设计:厚度均取为5mm,大小径以轴承最大径与主轴大径为准进行设计,长度以主轴轴向长度为准设计.3.5箱体的设计:箱体采用铸造成型.材料为灰铸铁,根据表3-4所示,取箱体壁厚为10mm.表3-4 铸件最小壁厚根据表3-5选择箱体铸造内圆角为5mm.箱体整体设计思路:以中间支撑主轴部分和传动轴部分的箱身为主,两侧分别加上箱盖,组成整个箱体结构.第四章头架的三位制作(以部分的零件绘制为例)1.主轴的三维制作:在ProE中绘制出主轴轴向的半截面,运用“旋转”命令,即可完成主轴的三位绘制.如图4-1所示:图4-12.传动轴的三维制作:在ProE中重复使用“拉伸”命令,拉伸出轴,螺纹孔和键槽同样使用此命令,其中内螺纹使用‘螺旋扫描“命令,再加上“倒角”命令从而制作出该阶梯轴.如图4-2所示:图4-23.带轮的三维制作:在ProE中先草绘出半截面然后使用“旋转”命令,便可制作出带轮外形,内孔和键槽采用“拉伸”命令完成.如图4-3所示:图4-34.轴承的三维制作:在ProE中使用“旋转”命令先分别制作出轴承的外圈、内圈、滚珠.然后在组件命令中将三个组件装配到一起,然后使用“轴阵列”将滚珠阵列,从而形成完整轴承.如图4-4所示:图4-45.偏心套的三维制作:先使用“拉伸”命令拉伸出整体外形,然后再定距拉伸出内腔,最后拉伸出通孔,外壁上的槽使用旋转去除材料实现.如图4-5所示:图4-56.螺栓、螺钉等紧固件的三维制作:外形同样使用普通的“拉伸”命令完成,螺纹制作使用“螺旋扫描”—“薄板伸出项”,再加上“倒角”、“拉伸”出端面槽,即可完成制作.如图4-6所示:图4-67.密封件的三维制作:以所使用的旋转轴唇形密封圈为例,只需画出半截面,使用“旋转”命令即可完成.如图4-7所示:图4-78.箱体的三维制作:先在ProE中草绘出箱体的总体截面,采用普通的“拉伸”命令完成一半箱身,再使用“镜像”命令,完成箱体的箱身制作,上下底以及底座同样由“拉伸”完成,箱身上面的通孔采用“拉伸”—“去除材料”即可完成,再加上“倒圆角”、“打螺纹孔”等命令完成箱体的制作.如图4-8所示:图4-89.总体装配的过程:分步骤装配,首先装配出主轴部分,如图4-9所示.再装配出传动轴部分,如图4-10所示.然后再装配出整体头架,如图4-11、4-12、4-13所示:图4-9图4-10图4-11图4-12图4-13第二部分液压部分第五章绪论液压技术自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起,已有300年的历史了,但其真正的发展只是在第二次世界大战后50余年的时间内,战后液压技术迅速向民用工业,在机床,工程机械,农业机械,汽车等行业中逐步推广。

本世纪60年代以来,随着原子能,空间技术,计算机技术的发展,液压技术得到了很大的发展,并渗透到各个工业领域中去。

当前液压技术正向高压,高速,大功率,高效,低噪音,经久耐用,高度集成化的方向发展。

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