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（毕业设计全套）精密磨床工作台纵向进给系统设计（打包下载）

由于滚珠丝杆副摩擦小温升少无爬行无间隙，通过预紧进行预拉伸的补偿热膨胀。因此可达到较高的定位精度和重复定位精度。同步性好。用几套相同的滚珠丝杆副同时传动几个相同的运动部件，可得到较好的同步运动。可靠性高。润滑密封装置机构简单，维修方便。不能自锁，有可逆性，即能将螺旋运动转换为直线运动，或将直线运动转换为螺旋运动。因此丝杆立式使用时，应增加制动装置。经济性差成本高。由于结构工艺复杂，故制造成本较高。滚珠丝杆副轴承选用及定位方式纵向进给机构中的滚珠丝杆承受的轴向载荷和径向载荷均较大，因此对丝杆轴承的轴向和径向的精度和刚度要求都较高。由于该磨床为小型数控机床，故采用角接触推力球轴承。横向进给机构中的滚珠丝杆主要承受径向力，因此采用推力轴承和滚子轴承的配合。纵向进给机构和横向进给机构中的滚珠丝杆长度均较长，同时转速也较高，因此滚珠丝杆的支承方式采用两端固定法。滚珠丝杆螺母副间隙消除和预紧滚珠丝杆在轴向载荷作用下，滚珠和螺纹滚道接触区会产生接触变形，接触刚度与接触表面预紧力成正比。如果滚珠丝杆螺母副间存在间隙，接触刚度较小当滚珠丝杆反向旋转时，螺母不会立即反向，存在死区，影响丝杆的传动精度。因此，同齿轮的传动副样，滚珠丝杆螺母副必须消除间隙，并施加预紧力，以保证丝杆滚珠和螺母之间没有间隙，提高螺母丝杆副的接触刚度。本设计中采用齿差式双螺母结构，可通过调整两个螺母之间的轴向位置，使两螺母的滚珠在承受工作载荷前，分别与丝杆的两个不同的侧面接触，产生定的预紧力，以达到提高轴向刚度的目的。齿差式调整法作用螺母法兰外圆上制有外齿轮，齿数常相差。这两个外齿轮又与固定在螺母体两侧的两个齿数相同的内齿圈相啮合，调整方法是两个螺母相对其啮合的内齿圈同向都转个齿。.导轨设计导轨应满足的要求机床导轨是用来引导机床上运动不见的运动方向，使刀架溜板和工作台等沿定的轨迹准确的相对运动，并使机床部件得到准确定位。故导轨是机床的关键部件之，其性能好坏，将直接影响机床的加工精度承载能力和使用寿命。导轨应满足精度高承载能力大刚度好摩擦阻力小运动平稳精度保持性好寿命长结构简单工艺性好，便于加工装配调整和维修成本低等要求。其中下面为几个基本方面的要求.导向精度导向精度是指导轨运动轨迹的准确性，足够高的导向精度是保证机床加工精度的前提，因此它是对导轨的最基本要求。影响导向精度的因素很多，如导轨几何精度和接触精度，导轨的结构型式，导轨和支承件的刚度，导轨的油膜厚度和油膜刚度，导轨和支承件的热变形等等。直线运动导轨的几何精度般包括导轨在竖直平面内的直线度导轨在水平面内的直线度和导轨面之间的平行度。接触精度指导轨副间磨擦面实际接触面积占理论接触面积的百分比，或用着色法检查面积内的接触点数。不同加工方法所生成的导轨表面，检查的标准是不同的。．耐磨性好，导轨原有精度丧失的主要原因就是磨损，沿导轨全长的均匀和不均匀磨损，都会直接影响其导向精度。因此导轨的耐磨性是决定导向精度保持性的关键，也是衡量机床质量的重要指标之，应尽可能提高导轨的耐磨性。影响导轨的耐磨性的主要因素有导轨的摩擦性质材料热处理及加工的工艺方法受力情况润滑和防护等。.承载能力大，刚度好根据导轨承受载荷的性质方向和大小，合理的选择导轨的截面形状和尺寸，使导轨具有足够的刚度，保证机床的加工精度。.低速运动平稳挡动导轨作低速运动或微量进给时，应保证运动始终平稳，不出现爬行现象。影响低速运动平稳性的因素有导轨的结构形式润滑情况导轨摩擦面的静动摩擦系数的差值，以及窗洞导轨运动的传动系刚度。.结构简单工艺性好导轨要求结构简单，易于加工。导轨的作用及分类导轨按结构方式可分为两类开式导轨和闭式导轨。开式导轨是指在部件自重和载荷的作用下，运动导轨和支承导轨的工作面始终保持接触贴合，其特点是结构简单，但不能承受较大的颠覆力矩的作用。闭式导轨当颠覆力矩作用在导轨上时，仅靠自重不能使主导轨面始终接触，借助于压板形成辅助导轨面，导轨才能承受较大的颠覆力矩作用，并保证支承导轨与动导轨的工作面始终保持可靠的接触。根据结构需要横向进给传动和纵向进给传动结构都选择开式导轨。导轨的类型及其选择直线运动导轨的截面形状主要有四种矩形三角形燕尾形和圆形，并都是凸凹之分。水平放置的凸形导轨不易积存切屑，但也不易存油，多用于低速工作条件凹形导轨易存润滑油，可用于高速工作条件，但必须有可靠的防护装置，以免切屑等物落在导轨面上。矩形导轨矩形导轨具有承载能力大刚度高制造简便检验和维修方便等优点但有着侧向间隙，要用镶条调整，导向性差。三角形导轨三角形导轨面磨损时，动导轨会自动下沉，自动补偿磨损量，不会产生间隙。三角形导轨的顶角般在范围内变化，角越小，导向性越好，但摩擦力也越大。燕尾形导轨燕尾开导轨可以承受较大的颠覆力矩，导轨的高度较小，结构紧凑，间隙调整方便。但是，刚度较差，加工检验不方便。圆柱形导轨圆柱形导轨制造方便，工艺性好，但磨损后较难调整和补偿间隙。主要用于受轴向负荷的导轨，应用较少。导轨设计根据以上要求，纵向导轨采用双三角导轨，双三角导轨不需要镶条调整间隙，接触刚度好，导向性和精度保持性好，但是工艺性差，加工检验和维修不方便。由于铸铁导轨有良好的抗振性工艺性和耐磨性，因此采用铸铁导轨。同时为了提高导轨耐磨性和防止撕裂，在导轨副中，动导轨采用铸铁，不淬火，支承导轨采用淬火钢。.机构设计纵向进给机构设计纵向进给机构图如图.所示详见号图纸。纵向进给机构运动说明自动进给时，手轮向外拉，使与手轮相连的锥齿轮和带动滚珠丝杆的锥齿轮分开，为了保证在自动进给时手轮不会因为其上的锥齿轮不小心和大锥齿轮相碰而影响安全操作，在手轮轴上有两条相距为.的沟槽，往后拉动手轮到定位置时，由安装在箱体上的个弹簧滚珠将其定位，手轮便不会被轻易推向里而碰到大锥齿轮。同样手动时，把手轮往里推，到定位置时滚珠就会定在后面的沟槽内，起到限位作用，只是手轮上的锥齿轮和大锥齿轮啮合，摇动手轮，齿轮啮合将运动传给滚珠丝杆，带动工作台作纵向运动。图.纵向进给机构图横向进给机构设计横向手动进给时应将捏手松开，使斜齿轮与手轮空转，然后将手轮向前推，使齿型离合器相接合此时拉杆以将齿轮副脱开摇动手柄，经手轮轴联轴器，转动滚珠丝杆，使滚珠螺母移动，带动拖板做横向进给运动。手动微动进给基本上与手摇进给相同，此时应将捏手拧紧，使斜齿轮与手轮结合在起，然后使齿型离合器接合，转动蜗杆上的捏手，经蜗杆斜齿轮啮合传动轴，其余传动与上面相同。横向自动进给的动力为伺服电机，在它的输出轴上装有齿轮，经与它啮合的齿轮而传动轴此时应将齿型离合器分开经联轴器使滚珠丝杆转动，滚珠丝母是紧固在拖板上的，因此式拖板做横向自动进给。第章机床设计方案的改进首先在机床的总体布局和外观上应该进行进步的改进。随着人性化生产安全生产以及环保要求越来越高，现在国外很多的机床产品都采用全封闭的罩壳，绝对没有切屑或切削液外溅的现象，而且全封闭式样式也比较美观，操作安全。所以，在保证了功能设计的要求外，也应再考虑外观设计。其次是纵向进给机构的结构，此次设计由于两个锥齿轮直径较大，使得变速箱外形较大，后来加导轨和拖板时有点困难，使得工作台很厚，浪费了材料。而且由于变速箱高度较大，螺母座必须安装在工作台靠变速箱的侧，可能会引起偏斜。所以应改进齿轮大小，在保证同样的降速比的情况下，可将齿轮齿数改为。第三是靠近变速箱端的轴承密封问题没有很好的解决，应将结构改进，不然会使轴承磨损较大，影响工作精度。由于本次设计的精密数控平面磨床的精度要求不是很高，用普通的滚动轴承及型导轨就能实现其精度，所以在传动部件上并没有做突破性的改进。希望在以后的精密数控平面磨床的设计中，可以进步提高精度，采用液体静压轴承液体静压导轨或气浮导轨等高精密传动部件。结论本次设计为台精密数控平面磨床，要求其几何精度工作精度高，性能可靠稳定，具有数控系统，进给灵敏度，准确度高，磨削自动化程度高。经过三个月的设计，基本达到设计要求。在这次设计中，我认为我国的超精密加工技术的发展方向应是依靠自己的力量开发廉价化的超精密加工技术。例如加强基础部件的研究规划模块化设计重视系统化工艺与技术的开发等措施开发具有我国知识产权的超精加工技术是超精加工廉价化的基础。模块化设计方的探究应该包括如下模块化分类化编码系统与标准化的研究标准基本元件的定义与分类概念设计与模块化分解和联接的原则与方法设计知识库支持系统和精度分析决策系统单元模块设计技术等。同时我国也应加强超精密部件的研究，例如，液体静压导轨气浮主轴等。致谢本次设计参考精密磨床，我所设计的是磨床的纵向进给机构，精密磨床纵向进给采用的是液压驱动，这使得设计在开始显得有些困难，感觉无从下手。于是参考了横向进给机构的基本形式，但是为了手动时将和电动机啮合的锥齿轮推开，在和电动机相连的锥齿轮和手轮之间用拉杆连接，手动时将手轮向里推，使锥齿轮对分开，同时首轮上的直齿轮和拖板上的齿条啮合，摇动手轮，带动工作台纵向运动。但是这样并没有考虑到，当用手动时丝杆螺母副的工作状态是螺母带动丝杆转动，这样是很难运动的，虽然丝杆螺母副没有自锁现象，但摩擦也很大，在实际中，很难实现手动进给。经过段时间的考虑和改进，把拉杆去掉，在手轮侧再装个锥齿轮，这样，自动进给时，手轮向后拉将齿轮脱开，由电机带动，手动时，将手轮向里推，使两锥齿轮啮合，手摇手轮，丝杆运动带动螺母做直线运动。设计是个不断发现问题并解决问题的过程，在这个过程中使设计更加完善，但这个设计还存在很多不足之处有待改进。本次设计是在尊敬的老师张高峰精心指导和悉心关怀下完成的。他以其渊博的知识严谨的治学态度开拓进取精神和高度的责任心,给我的学习工作生活以很大的影响,使我受益终生。值此论文完成之际,谨向老师表示衷心的感谢,并致以崇高的敬意!并感谢同组同学对我的合作和支持。参考文献李圣怡，戴帆.超精密加工机床的新进展.机械工程学报.