万能外圆磨床总体布局设计摘要在金属切削机床中，磨床的品种类型无疑是最多的，其中又以外圆磨床的使用最为广泛，它能加工各种圆柱形圆锥形外表面及轴肩端面等，广泛应用于各工业领域。
磨床加工是金属切削行业的一个重要分支。
磨床是应用于零件精加工，尤其是淬硬钢件和高硬度特殊材料精加工的一种机床。
近年来由于科学技术的发展，现代机械零件的精度和表面粗糙度要求越来越高，各种硬度材料日益增多，所以磨床的应用越来越广泛。
万能外圆磨床是工业生产中应用广泛的一种精加工机床。
基于市场对外圆磨床的变速要求高，磨削外圆直径大的要求，经过重新布局和对主轴箱的设计后，外圆磨床的加工性能得到了很大的提高，外形更加美观，结构更紧凑，操纵也更方便，更省力。
主轴可获得6种转速，磨削直径也增加到了320毫米。
这些改变都给操纵工人和维修人员带来方便，基本达到了以人为本的目的。
关键词：外圆磨床；磨削精度；精加工；粗糙度THE OVERALL LAYOUT DESIGN OF ALMIGHTYCYLINDRICAL GRINDERABSTRACTType of variety in the metal cutting machine tool, grinding machine is undoubtedly the most, the most widely used and outside grinder, it can processing all kinds of cylindrical cone outer surface and the shaft shoulder end, widely used in various industrial fields.Grinding machine processing is an important branch of the metal cutting industry.Grinder is a machine which is widely used in finish processing of the part , especially for the hard steel and the finish machining of the high rigidity special materials. In recent years, with the devel opment of the technology, the need for machine’s precision and surface roughness is getting higher and higher. At the same time, the high rigidity materials are manifold, so the grinder machine is used more widely now.Universal cylindrical grinder is a finishing machine widely used in industrial production.Based on the high demand for cylindrical grinder and the bigger diameter of the grind circularity, the performance cylindrical grinder has gained a prodigious improvement after renewing the layout and designing the headstock. The machine now has the features of perfect, compact, convenient and labor saving. The principal axle can provide six rotation speeds, and the diameter has also increased to 320 millimeter. All of these changes has brought more and more convenient for the manipulators and the maintaining workers. So the changes have achieved the goal of center on human.KEY WORDS: Cylindrical Grinder, Grinding Precision, Finish Machining, Roughness目录第1章前言 (1)§1.1 选题背景和意义 (1)§1.2 国内外发展现状 (1)§1.3 机床设计的基本要求 (2)§1.4 本课题的研究内容和选题设想 (3)§1.5 预期成果 (4)第2章机床总体方案的确定 (6)§2.1 总体设计 (6)§2.1.1 主要技术指标设计 (6)§2.1.2 总体方案设计 (6)§2.1.3 总体方案综合评价和选择 (6)§2.1.4 总体方案的设计修改和优化 (7)§2.2 详细设计 (7)§2.3 机床整体综合评价 (7)§2.4 本章小结 (7)第3章总体布局的设计 (8)§3.1 机床总体布局的分析 (8)§3.2 总体布局的初步拟定 (8)§3.3 总体布局的最终确定 (9)§3.4 本章小结 (10)第4章机床各主要零部件设计计算 (11)§4.1 磨床基本参数的确定 (11)§4.2 变速机构中轴的设计计算 (12)§4.2.1 计算各轴功率 (12)§4.2.2 计算各轴转速 (13)§4.2.3 计算各轴初选最小轴径 (13)§4.3 主轴的结构设计 (14)§4.3.1 主轴的初步确定 (14)§4.3.2 主轴的计算校核 (14)§4.4 带轮的设计校核计算 (21)§4.4.1 确定和计算功率 (21)§4.4.2 选取V带带型 (21)§4.4.3 验算带速 (21)§4.4.4 计算各带轮中心距的确定 (21)§4.4.5 验算小带轮包角 (22)§4.4.6 确定带轮初拉力 (22)§4.4.7 计算带轮的压力 (23)§4.5 齿轮的计算与校核 (23)§4.5.1 设计一对两连环齿轮 (23)§4.5.2 齿轮的校核 (24)§4.6 本章小结 (26)第5章磨床其它部件的设计 (27)§5.1 头架的设计 (27)§5.2 尾座的设计 (28)§5.3 砂轮架的设计 (28)§5.4 横向进给机构的设计 (30)§5.5 工作台的设计 (31)§5.6 本章小结 (32)第六章结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第一章前言§1.1 选题背景和意义近年来，由于科学技术的发展，现代机械零件的精度和表面粗糙度要求越来越高，各种高硬度材料应用日益增多，同时精密铸造和精密锻造工艺的发展，又可能将毛坯直接磨成成品；此外，随着高速磨削和强力磨削工艺的发展，进一步提高了磨削效率。
因此磨床的适用范围日益扩大，它在金属切削机床中占的比重不断上升。
根据所学专业的需要，为了使所学知识能够灵活运用，经过考虑，最终选择外圆磨床作为我的毕业设计。
§1.2 国内外发展现状当今用户在购买机床时，对机床的性能，功效及精密度方面有了更高的要求，能够适应这种高要求的，首推为数控机床。
用于精加工的磨床，数控磨床更能实现高效、高精度，多功能及操作方便。
瑞士著名外圆磨床生产厂斯图特公司生产的小型数控万能外圆磨床使用了最新型号的FANUC21i数控系统，可通过随机键盘、软盘、编程器或标准接口输入输出程序。
美国哈丁格公司的万能外圆磨床中，为四轴两两联动，不仅X轴和Z轴联动，而且X 轴（砂轮架进刀轴）与C轴（头架主轴回转轴）联动。
这种联动可实现非原磨削，这对砂轮进刀机构，砂轮架导轨和数控系统的响应速度等都有特殊要求。
国内北京第二机床厂制造的GL5A（P）-2数控外圆磨床，采用先进的GC32G-E专用磨床数控系统，具有磨削过程程序变换，工件品质管理，机床状态监控，故障自诊断及异常保管等全方位控制功能。
菜单式界面输入操作简便。
上海机床厂有限公司生产的H246数控端面外圆磨床，采用两轴联动数控系统，具有砂轮架自动进给，自动顶紧工件，自动在线测量工件，头架自动准停功能。
险峰机床厂的MK8440数控磨床，采用闭环补偿磨削参数，在进行连续补偿磨削时，自动进行曲线与理论曲线比较，在达到预输入精度要求后，自动停机。
目前数控装置的软硬件价格不断下降，也为各厂家发展数控磨床提供了有利条件。
在21世纪，工业界面临的挑战却是以较低的成本获得更高的质量，面对这一挑战，并非像许多人误导所设想的那样——修改产品的设计或降低生产成本，解决这一问题的最佳方式往往是选择最先进的设备和生产工艺对于高精度工件的高效率生产制造，恰恰取决于制造者在工件的一次装夹中实现万能加工的能力，这也是现今磨床也发展得趋势。
§1.3 机床设计的基本要求1、工艺范围机床是用来完成工件表面加工的，应该具备完成一定工艺范围（包括加工方法、工件类型、加工表面形状、尺寸等）的加工功能，因此，也可以把工艺范围称之为机床的加工功能。
对于专用机床，工艺范围较窄，相应的功能也较少。
而普通机床，工艺范围较宽，功能较强，特别是多品种，小批量生产需求的增加，要求扩大机床的功能。
机床功能的增加，将使机床的结构复杂程度增加，制造难度、制造周期及制造成本增加。
对于生产率，就机床本身而言，功能增加，可能会使生产率下降，但就机械制造系统（或工件的制造全过程）而言，机床功能的增加，将会减少工件的装卸次数，减少安装、搬运等辅助时间，会使总的生产率提高。
机床的功能主要根据被加工对象的批量来选择。
大批量生产用的专用机床的功能设置较少，只要满足特定的工艺范围要求就行了，以获得提高生产率、缩短机床制造周期及降低机床成本等效果。
单件小批量生产用的通用机床则应扩大机床的功能。
2、柔性随着多品种小批量生产的发展，对机床的柔性要求越来越高。