磨床调研报告

调研报告

一、课题的来源及意义 磨削是指用磨料，磨具切除工件上多余材料的加工方法。磨削加工是应用较为广泛的切削加工方法之一。在机械加工隶属于精加工，加工量少、精度高，在机械制造行业中应用比较广泛。

磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。 大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。常常使用砂轮进行加工的机床被称为磨床，而用油石和研磨料进行加工的机床被称为精磨机床。

磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。

本课题的目的是设计枪钻刀头v 型面专用磨床。因为工件运动是由磨轮、工作台共同控制的，工件运动的稳定性、均匀性，不仅取决于机床运动传动链，还与工件、导轮及托板的实际情况以及采用的磨削用量和磨削工艺参数有关。砂轮架主轴及其轴承是磨床上最关键的部件之一。磨削支承刚性好，易实现强力、高速、宽砂轮及多砂轮磨削，并且易实现磨削过程的半自动化。课题对研究和开发各种其他类型的磨床结构有一定的参考价值。

二、国内外发展状况

十八世纪30年代，为了适应钟表、自行车、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工，英国、德国和美国分别研制出使用天然磨料砂轮的磨床。这些磨床是在当时现成的机床如车床、刨床等上面加装磨头改制而成的，它们结构简单，刚度低，磨削时易产生振动，要求操作工人要有很高的技艺才能磨出精密的工件。

1876年在巴黎博览会展出的美国布朗-夏普公司制造的万能外圆磨床，是首次具有现代磨床基本特征的机械。它的工件头架和尾座安装在往复移动的工作台上，箱形床身提高了机床刚度，并带有内圆磨削附件。1883年，这家公司制成磨头装在立柱上、工作台作往复移动的平面磨床。

1900年前后，人造磨料的发展和液压传动的应用，对磨床的发展有很大的推动作用。随着近代工业特别是汽车工业的发展，各种不同类型的磨床相继问世。例如20世纪初，先后研制出加工气缸体的行星内圆磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床和带电磁吸盘的活塞环磨床等。

自动测量装置于1908年开始应用到磨床上。到了1920年前后，无心磨床、双端面磨床、轧辊磨床、导轨磨床，珩磨机和超精加工机床等相继制成使用；50

年代又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床；60年代末又出现了砂轮线速度达60～80米/秒的高速磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床；70年代，采用微处理机的数字控制和适应控制等技术在磨床上得到了广泛的应用。

随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。

由于长期以来对新技术的应用相对滞后，国内机床产品的总体技术水平比之先进国家同类型机床还有着相当大的差距，劳动生产率低下，在国际市场中竞争力不足，经济效益不高。在国外高档机床大举进攻中国市场的情况下，我们只有以积极的姿态面对这一严峻的形势。尽快应用先进的设计技术，能快速开发出结构合理、自动化水平高、加工精度高、低振动、低成本的机床新产品响应市场，我国的机床工业才有出路。为了达到这一目的，掌握先进的机床设计方法就显得尤为重要。我国机床工业的竟争能力的提高也就取决于机床新品的开发和关键技术的研究、掌握、应用和迅速推广。随着我国加入世界贸易组织和全球经济一体化环境的形成，机床行业的市场竞争将会愈演愈烈。目前，国内外机床产品技术水平之间的差距仍然很大，主要表现为:产品仿制多，创新少，市场竞争力不足，利润低:设计方法落后，机床结构设计，尚处于传统的经验、静态、类比的设计阶段，很少考虑结构动、静态特性对机床产品性能产生的影响，产品精度低，质量难以保证; 设计周期长，成功率低，反复设计、试制与修改，产品更新换代慢，且成本高。

三、课题研究目标和研究内容

（1）磨床技术主要包括砂轮主轴、进给系统以及机床整体结构设计。

（2）本课题进行磨床设计，其重点在于选取单元部件类型和确定参数，使设计满足技术指标，而要使设计完成后的机床具有良好的动静态特征。

（3）在设计时，确定单元部件后在CAD 中做出给设计组件零号图。详细标出个部件的技术要求，并对各关键部位进行分析，确保设计的合理性。

四、研究方法和研究手段

理解实际要求、明确课题目的；通过阅读大量相关文献资料, 教材及新闻背景资料；以及掌握的知识、资料来确定正确的设计方案对确定的方案进行论证；对主体结构设计及计算；然后对其绘图；最后检验设计的可行性。

查阅国内外现有相关的资料进行分析比较，到生产公司进行实际观看或者操作。咨询有经验的工人师傅，详细了解实际生产中机械的运行情况、遇到的问题

和相关保养知识。

五、进度安排

1—4周：查找相关资料，了解课题的主要内容和总体的框架。

2—4周：学习机床传动系统原理，重点掌握砂轮、进给系统结构和砂轮修整器，完成相关的外文翻译。

5—8周：通过前面的准备进行总体的规划设计，设计砂轮轴、进给系统结构和砂轮修整器，画出相关简图，并计算强度、功率等，检验主要设计部件是否符合要求。

9—12周：学习运用CAD 制图软件，检验图草稿并完成CAD 图。

13—14周：对整个的系统进行全方位的调试及完善，编写设计说明书，修改图纸和说明书，最后进行论文整理与装订。

六、实验方案的可行性分析和已具备的实验条件

通过对机构运动规律和结构特点的分析, 建立该机构的运动学模型, 分析了关键构件的位移、速度和加速度特性。以主运动构件在工作行程内速度均匀为优化目标建立目标函数, 以该机构的各个构件尺寸为设计变量确定约束条件, 建立数学模型, 应用优化软件, 求解出优化结果。以三维建模软件SolidWorks 和AutoCAD 等软件为设计平台, 建立了机构的三维几何模型。将该模型导入到机械系统仿真软件ADAMS/View中, 利用其交互的图形界面和仿真单元库, 构建了该机构的运动仿真模。本设计就磨床传动设计、轴、轴承的选用、键联接、销联接、螺纹联接等问题做了比较详细的说明。在借鉴了其它磨床的基础上，对M2110A 磨床做了一些新的改进，在保证经济性的前提下尽可能 保证各零件的强度和精度。

根据磨床总体结构尺寸及位置要求，结合优化的机构尺寸，建立该机构的模型，并进行机构设计的结构品评价，在物理样机制造前，消除设计缺陷。在此基础上惊醒工程详细设计，绘制出结构装备图。对设计出的机构再次进行运动分析。有限元分析软件的发展也为分析相关动态静力运动分析提供保障，为磨床的研究提供参考依据。

七、参考文献

[1] 张世昌. 机械制造技术基础. 高等教育出版社,2010.2

[2] 郑州纺织机电专科学校，南通纺织专科学校. 金属切削机床概论. 上海 科学技术文献出版社，1987.8

[3] 戴曙. 金属切削机床. 机械工业出版社,2009.3

[4] 刘文剑. 夹具工程师手册. 黑龙江科学技术出版社，1992.8

[5]

术出版社，1979.

. 机床设计图册. 上海科学技