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1、摘 要磨床是金属切削机床中的一个大类，以精度高.品种多著称，是能源.交通.冶金.航天.军工等行业精密加工必备的设备之一。磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。随着机械产品精度、可靠性和寿命的要求不断提高以及新型材料的应用增多，磨削加工技术正朝着超硬度磨料磨具、开发精密及超精密磨削和研制高精度、高刚性、多轴的自动化磨床等方向发展。此外，对磨床的环保要求越来越高，绝大部分的机床产品都采用全封闭的罩壳，绝对没有切削液或切屑外溅的现象。我要设计的是磨床旋转工作台，其实也就是在设计摆线磨床。该磨床具有加工效率高、工件质量好、设备成本大大降低的特点，而且结构简单、易于进行自动化控制。关键词: 磨床
2、金属切削 旋转工作台AbstractThe grinder is that greatly, one in metal cutting machine tool is similar to , uses accuracy height. How celebrated the breed is , is the sources of energy.Traffic. Metallurgy. Aerospace. War industry waits for one of the equipment that industry precision work must prepare for. The
3、 grinder is to make use of agrinding apparatus to carry out the machine tool that the grinding processes on workpiece outside. Require that ceaseless rise and the new materials application increase by , the grinding processing technology develops the precise and super-precise grinding and develops h
4、igh-accuracy , height stiffness to surpassing the hardness abrasive grinding apparatus , with the fact that mechanical product accuracy , reliability compose inreply life-spans, polyaxis automation grinder wait direction development. The grinder environmental protection request is besides , face to
5、face more and more high , the most machine tools product all adopt entire enclosed cover shell, phenomenon not cutting liquid absolutely or splashing onto outside cuttings. That I want to design that is a grinder revolution working table , is just in the line grinder designing pendulum in fact. And
6、be a grinders turn to have the characteristic that the height processing efficiency , workpiece mass regards , equipment cost reduce greatly, the structure simplicity , the automation being in progress easily control.Keywords: Grinder Metal-cutting Revolution working table第一章 绪论1.1本课题研究意义磨床是金属切削机床中的
7、一个大类，以精度高.品种多著称，是能源.交通.冶金.航天.军工等行业精密加工必备的设备之一。磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数磨床是利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.砂带磨床等。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的发展，磨床的性能.品种和产量都在不断的提高和增长。当今，磨削技术的发展趋势是向着采用超高磨具，发展高速、高效高精度磨削新工艺。我要设计的是磨床旋转工作台，其实也就是在设计摆线磨床。它是一种加工摆线针轮行星减速器种的主要零件摆线轮的加工磨床，起组成包括有工作台、工作台回转机构、磨头和
8、磨头横向切入机构，主技术特点是其中的磨头为砂带磨头，由砂带电机带动运转。这种设计的目的在于提供一种能够大幅度提高摆线轮加工效率的新型摆线轮磨床。该磨床具有加工效率高、工件质量好、设备成本大大降低的特点，而且结构简单、易于进行自动化控制。1.2课题调研情况总结随着高精度.高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造的发展，磨床的性能.品种和产量都在不断的提高和增长。 为适应市场多变形势的需求，磨床行业今年来加强了产品结构调整，使老产品不断更新，并开发了一批适销对路的高效.精密.数控磨床及各类专用磨床新产品，使中国磨床市场迅速活跃起来，表现在磨床的产量、销售量都在迅速增长。同时数控磨床的显著增
9、长优化了磨床的产品结构。及数控立式复合磨床为例，复合磨床的加工对象是大型的圆工件，这类工件的加工长期以来是采用立式磨床。立式磨床是以立式车床为基础设计制造的，其布局形式和总体结构都与立式车床相似。机床一般具有较高的刚性和抗性，加工精度高于立式车床。生产厂家也多为重型机床制造厂商。 今年来，随着用户需求的增加，工件的规格扩展到中小尺寸，立式磨床生产也随之扩展到一些著名的磨床专业厂，产品的技术含量也较大的提升。在机床的结构、总体布局、控制技术以及先进的配置方面都有很大的发展，逐步形成了较完整的数控复式磨床系列产品。同时，复合磨床配置了自动砂轮交换系统、自动测量等。逐步演变为磨削加工中心，有些厂家还
10、与其他的金属加工手段如铣削、铰削等想结合，形成效率更高、加工范围更广、加工集成度更高的加工中心。1.2.1德国磨床的发展近况前几年德国ELB 公司生产的BRILLIANT 系列二坐标CNC 成型磨床，其垂直和横向为数控轴，纵向为液压控制，砂轮修整采用安装在工作台上的金刚石滚轮，适用范围较广；SUPER-BRILLIANT 系列是三坐标 CNC 平面和成型磨床，床身用天然花岗岩制成，几何精度极高，导轨用直线滚动导轨，机械驱动无反冲，从而保证工件有较好的表面光洁度；BRILLIANT-FUTURE 为以上二个系列的改进产品，床身用人造花岗岩制作，纵向用静压导轨，齿形带传动，垂直和横向导轨为预加荷直
11、线滚动导轨，滚珠丝杠传动，三轴CNC 控制AC 伺服电机，0.5 m 的测量分辨率。同时ELB 公司开发了具有当代最新技术的磨床产品，即以机电一体化和计算机技术为基础的 CAM-MASTER 系列柔性磨加工单元， CAD-MASTER 系列和COMPACT-MASTER 系列磨削加工中心，控制轴最多可达到 24 轴，另外由于全面推行模块化设计，使专用磨床制造周期缩短，ELB 公司还开发了多种高效专用磨床，如 SFVG100/2 专用磨床，具有可倾斜磨头，连续修整，缓进给，斜切入磨削功能，用十一根CNC 控制轴，如同一台磨加工中心。 图1-1 德国ELB平面磨床西门子公司的 SINUMERIK
12、840D 系统，该系统具有二十多根伺服轴，坐标连续行程控制，手动数据输入或通过外部计算机输入，远程诊断，可随砂轮直径减小而变化行程，砂轮修整量自动补偿，滚珠丝杠间隙误差补偿等。 图1-2 SINUMERIK 840D 系统操作面板 图1-3 西门子840D控制柜西门子3G 系统是专为磨削加工而开发的，装有用来人机对话的操作提示装置，在轴线倾斜时，也可进行直线和圆弧插补，在磨削中经常出现的运行循环，如主轴摆动，用外部信号中断执行程序，砂轮切入，砂轮修整等专用准备功能，编制固定循环程序。其不仅能使用外部测量装置（开关信号），还能当连接上一个合适的测量头时能直接去控制装置与最终尺寸进行比较。1.2.
13、2日本磨床的发展近况日本FANUC 公司开发了OG 高速高性能数控系统，其中O-GSG 适用于平面磨床，可根据磨削零件不同形状，有四种不同的磨削方法，具有砂轮轴角度倾斜控制功能，荒磨、粗磨、精磨、无火花磨削一整套磨削循环，砂轮滚压修整后位置补偿功能，修整器相对于被修整轮法线方向控制功能，修整滚轮外缘圆弧半径补偿功能，砂轮形状图形显示功能及磨削参数显示等，系统最小设定单位0.1 m，属紧凑型数控系统，价格较低。 FANUC系统是日本富士康公司的产品，通常其中文译名为发那科。FANUC系统进入中国市场有非常悠久的历史，有多种型号的产品在使用，使用较为广泛的产品有FANUC0、FANUC16、FAN
14、UC18、FANUC21等。在这些型号中，使用最为广泛的是FANUC0系列。图1-4 FANUC0系统综合连接图1 图1-5 FANUC0系统综合连图2系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装、各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。FANUC系统设计了比较健全的自我保护电路。 PMC信号和PMC功能指令极为丰富，便于工具机厂厂商编制PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。系统提供串行RS232C接口，以太网接口，能够完成PC和机床之间的数据传输。 FANUC系统性能稳定，操作界面友好，系统各系列总体结构非常的类似，具有基本统一的操作界面。FANUC系统可以再较为宽
15、泛的环境中使用，对于电压、温度等外界条件的要求不是特别高，因此适应性很强。 鉴于前述的特点，FANUC系统拥有广泛的客户。使用该系统的操作员队伍十分庞大，因此有必要了解该系统的一些软、硬件上的特点。1.2.3国内磨床的发展近况美国 ALLEY-BRANDLY 公司生产的 8400CNC、8600CNC 数控系列，适用于车床、铣床和磨床，其8400CNC 最多可控制6 根伺服轴，任2 轴可进行圆弧插补，任3 轴可进行螺旋线插补，6 轴直线插补。8600CNC 系列最多能控制17 个坐标，包括8 个参与插补轴，8 个位控制轴及 1 个主轴，具有图形显示，扩展分支程序，显示加工时间，高速程序校验，刀
16、具寿命监测等功能。 美国Capco Machinery Systems, Inc. 成立于1940年，是世界一流的轧辊磨床专业制造商。其产品已被广泛应用于钢铁业、铝业、铜业、不锈钢、造纸以及其他轧机轧辊相关行业的领袖企业。Alcoa, Norandal, Thyssen krupp, Ugine, Bethlehem, Olin Brass, Tang Eng, Waterbury Farrel等等世界著名企业均把Capco 作为保障其产品质量的高品质轧辊磨床的首选或唯一选择。 Capco轧辊磨床优势非常明显，刚性好、精度高、寿命长、操作维护简单、重载、高效、使用成本低，被用户誉为“目前世界上性价比最好的轧辊磨床”。 Capco公司集60年的轧辊磨床
