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1、毕业设计（论文）题 目: 薄壁圆筒磨边机设计学 院 机电工程与自动化学院专业(层次) 机械工程及自动化（专升本、本）年 级 2012级班 级 学生姓名 学 号 指导教师 上海大学继续教育学院毕业设计(论文)目录摘要1Abstract2第一章 绪论31.1磨削加工的特点概述31.2 砂轮磨削国内外的发展与趋势31.2.1 国外的发展31.2.2 国内的发展41.2.3 发展趋势41.3 砂轮磨削的关键技术51.4 课题设计思路51.5 课题设计结构51.6 课题研究的目的及意义5第二章 薄壁圆筒磨边机的总体设计方案72.1 驱动方案的确认72.1.1 液压驱动72.1.2 气压驱动72.1.3
2、电动机驱动82.1.4 驱动方案的确认82.2 砂轮主轴箱升降机构方案的确认82.3 主轴机构结构方案确认92.4 圆筒夹紧机构的确认92.5 整机方案的确认102.6 本章小结11第三章 薄壁圆筒磨边机磨边砂轮主轴的计算123.1 驱动电机的选择123.2 转速图的拟定123.3传动轴的估算133.4齿轮模数的估算153.5 各轴结构的设计163.6主轴组件的刚度和刚度损失的计算173.7 齿轮强度校核183.8 传动轴挠度的验算193.9 本章小结20第四章 薄壁圆筒磨边机夹紧机构的设计计算214.1 拟定技术参数214.2 滚珠丝杠的计算及选择214.3 滚珠丝杠支承轴承的选择234.4
3、 滚珠丝杠的校核254.4.1 临界压缩负荷254.4.2 临界转速264.4.3 滚珠丝杠拉压振动与扭转振动的固有频率264.4.4 滚珠丝杠扭转刚度284.4.5 滚珠丝杠传动精度计算294.5 滚珠丝杠进给传动系统变形计算294.5.1 滚珠丝杠精度计算304.6 伺服电机的选择与计算324.6.1 进给伺服电机的校核344.7 联轴器的选择354.8 本章小结35第五章 薄壁圆筒磨边机主轴提升机构的设计365.1 拟定技术参数365.2 滚珠丝杠的计算及选择365.3 伺服电机计算及选择365.4 立柱的设计365.4.1 按立柱外形分类365.4.2 材料分类365.4.3 立柱结构
4、的选择375.5 本章小结37第六章 结论38参考文献40致谢42i薄壁圆筒磨边机设计摘要据经济合作与发展组织日前发布报告称，世界石油需求快速增长，原因是新兴经济体石油消耗不断增长，纽约美国能源情报署预测，今年全球石油需求将增加1.2%至 万桶/日。在这种情况下，对油桶的需求也必然会增加很多，这就给油桶生产商提供了一个绝佳的增长机会。在油桶的生产中，需要把油桶边缘磨平，安装油桶盖。油桶属于薄壁圆筒，磨削时，加工效率低、噪声大。本设计为一种自动薄壁圆筒磨边机，它包括砂轮主轴升降机构、磨边砂轮主轴机构、圆筒夹紧机构组成。本机主轴升降机构采用伺服电机配套滚珠丝杠完成驱动，考虑到丝杠和伺服电机的选型过
5、大增加生产成本，本文中增加配重机构已达到减小伺服电机和丝杠的目的。磨边砂轮主轴机构采用变速主轴箱结构，可以实现不同转速下的磨削工作，同时考虑到磨边砂轮的拆装方便，主轴和砂轮的连接采用锥孔拉紧。圆筒夹紧机构同样采用自动结构，代加工油桶放置在工作台上，通过伺服电机驱动带有夹持块的工作台和安装在底座上的定夹紧完成夹紧工作。为了达到降噪的目的，本机安装在隔音房中。本次毕业设计的主要任务是完成整个圆筒磨边机的设计，本文完成整机的设计计算，包括电机功率的确认，主传动轴的校核等，然后利用AUTOCAD软件完成整个圆筒磨边机二维工程图的绘制。关键词：薄壁圆筒磨边机 ； 升降机构 ； 主轴机构 ； 二维工程图A
6、bstractAccording to the organization for economic cooperation and development recently released a report, world oil demand growth, the reason is that oil consumption growth in emerging economies, New York - America EIA forecast, this years global oil demand will increase to 1.2% barrels / day. In th
7、is case, the demand for oil will also increase a lot, which give oil producers to provide an excellent opportunity for growth. In oil production, the oil tank cover edges, installation. Oil belongs to the cylinder, grinding, low processing efficiency, high noise.The design of an automatic thin cylin
8、drical grinding machine, which comprises a grinding wheel spindle elevating mechanism, grinding wheel spindle body, cylinder clamping mechanism. Lifting mechanism of the spindle servo motor ball screw drive matching complete, considering the selection of screw and servo motor is too large to increas
9、e the cost of production, increase the weight mechanism has to reduce the servo motor and screw the purpose of this paper. Grinding wheel spindle mechanism with variable speed spindle box structure, can realize the grinding work under different speed, at the same time, taking into account the grindi
10、ng wheel grinding wheel spindle and convenient assembly and disassembly, connected by a taper tension. Cylinder clamping mechanism using the same automatic structure, processing oil drums placed on the worktable, drive a clamping block by the servo motor and the fixed clamp is arranged on the base o
11、f the complete work of clamping. In order to achieve the purpose of noise reduction, the machine is installed in the soundproof room.The main task of this graduation design is the design of the cylindrical grinding machine, this paper completed the calculation of the design, including the confirmati
12、on of motor power, the main transmission shaft was checked, and then complete the whole drawing cylindrical grinding machine of 2D engineering drawing by using AUTOCAD software.Keywords: thin walled cylindrical grinding machine spindle; lifting mechanism; mechanism; 2D engineering drawing第一章 绪论1.1磨削
13、加工的特点概述磨削是一种常用的半精加工和精加工方法，砂轮是磨削的切削工具，磨削是由砂轮表面大量随机分布的磨粒在工件表面进行滑擦、刻划和切削三种作用的综合结果。磨削的基本特点如下：1.磨削的切削速度高，导致磨削温度高。普通外圆磨削时v=35m/s，高速磨削v50m/s。磨削产生的切削热80%90%传入工件(10%15%传入砂轮，1%10%由磨屑带走)，加上砂轮的导热性很差，易造成工件表面烧伤和微裂纹。因此，磨削时应采用大量的切削液以降低磨削温度。2.能获得高的加工精度和小的表面粗糙度值 加工精度可达IT6-IT4，表面粗糙度值可达Ra0.8-0.02m。磨削不但可以精加工，还可以粗磨、荒磨、重载
14、荷磨削。3.磨削的背向磨削力大 因磨粒负前角很大，且切削刃钝圆半径rn较大，导致背向磨削力大于切向磨削力，造成砂轮与工件的接触宽度较大。会引起工件、夹具及机床产生弹性变形，影响加工精度。因此，在加工刚性较差的工件时(如磨削细长轴)，应采取相应的措施，防止因工件变形而影响加工精度。 4.砂轮有自锐作用 在磨削过程中，磨粒有破碎产生较锋利的新棱角，及磨粒的脱落而露出一层新的锋利磨粒，能够部分地恢复砂轮的切削能力，这种现象叫做砂轮的自锐作用，有利于磨削加工 。5.能加工高硬度材料 磨削除可以加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料外，还能加工一般刀具难以切削的高硬度材料，如淬火钢、硬质合金、陶瓷和玻璃等
15、。但不宜精加工塑性较大的有色金属工件。1.2 砂轮磨削国内外的发展与趋势1.2.1 国外的发展国外的砂轮磨削发展非常迅速，自20世纪60年代以来，特别是静电植砂及涂附磨具技术的出现及发展，欧、美、日等工业发达国家在砂轮制造技术和砂轮磨床技术上都取得了巨大的成就。在砂轮制造技术方面，随着许多特殊的涂附磨料及涂附形式的出现，产生了如金刚石、立方氯化硼（CBN）、锆刚玉、陶瓷磨料、复合磨料、堆积磨料等各类砂轮，使得砂轮已经能用于干磨、高速，大吃刀量等的重磨削领域，及高精密零件的磨削加工领域。日本已经开发出用软刚带作为基底的金刚石砂轮，可有效加工一些特殊难加工的高硬度材料，如单晶硅片等。在国际上知名的砂轮品牌有美国3M、美国NYrtYn、德国Hermes、德国VSM、德国KlXngspYr、韩国DEER、日本牛头等。在砂轮磨床方面，有大至磨削宽度5米以上的巨型平面磨床，小至牙医用的修齿机等结构形式各异种
