发布时间：2024-05-10 10:08:24人气：
进给装置是维持砂轮正常运转的必要条件，是评价磨床性能的重要指标之一。 进给单元要求运行灵活、分辨率高、定位精度高、动态响应快。 它既要有大的加速度，又要有足够的驱动力。 常用的进给单元方案是交直流伺服电机与滚丝螺杆相结合的进给方案或直线伺服电机直接驱动的方案。 两种方案的传动链都很短，主要是为了减少机械传动误差。 这两种解决方案都依赖电机来调节速度和方向。 (3)磨床具有较高的静刚度、动刚度和热刚度。 砂轮架、主轴箱、尾座、工作台、床身、立柱等是磨床的基本部件，它们的设计和制造技术是保证磨床质量的根本。 (4)研磨机需要有完整的辅助装置。 辅助单元包括快速工件装夹、高效磨削液供给系统、安全保护装置、主轴与砂轮动平衡、切屑处理等。 第二节 数控外圆磨床 1、主要技术参数 磨削直径范围 8~200mm 最大磨削长度 500mm中心高 125mm 至砂轮最大线速度 45.35m/s 砂轮架进给速度 0.06~600mm/min 砂轮架每脉冲微进量 0.001mm 工作台进给速度 0.1~4m/min 工作台每脉冲微进量 0.01mm主轴转速（无级变速） 40~500r/min CNC定位精度 横向（X）0.01mm 纵向（Z）0.03mm CNC重复定位精度 横向（X）0.002mm 纵向（Z）0.02mm 磨定试件间精度分 圆度 0.003mm 圆柱度 0.005mm 粗糙度 Ra0.32μ 2. 机床 采用的数控系统。 该机床采用BS04G数控系统，是北京机床研究所在FANUC-3系统机床上开发的。
该系统充分考虑了磨削工艺和磨床的特点，功能齐全，操作灵活。 该系统具有以下功能： 1）可实现三轴联动。 本机床为X、Y轴联动。 2) 脉冲当量为0.1μ。 3) 切削速度范围对应 1μ、0.1~/min 对应 0.1μm、0.01~/min4) 直线插补、圆弧插补功能 5) 暂停功能 6) 丢步消除功能 7) 两种坐标系可选：工件坐标系、砂轮坐标系 8) 可配备主动测量仪和对刀仪 9) 自动和手动回参考点 10) 自动设定坐标系 11) 跳转功能 12) 磨削固定循环 (613) 单切磨削循环、多刃磨削循环 14) 外端面加磨削循环、倾斜砂轮磨削循环 15) 圆柱面纵向磨削循环、圆锥面磨削循环 16) 砂轮修整固定循环 (417) 砂轮周面修整、砂轮左端面修整 18）砂轮右端面修整、倾斜砂轮修整 19）恒线速度控制 20）倾斜角度控制 21）砂轮数据管理 22）砂轮修整自动补偿 23）镜像（对称） ) 24) 砂轮过载保护及卡盘禁区保护 25) 快速返回 26) 带RS-232C接口或2OMA电源环接口 S4位模拟量输出 27) 公制/英制转换 28) 程序存储器大容量48kB（120m纸）磁带） 29）记录和回放功能 30）用户宏程序 3、机床本体和现有运动型数控外圆磨床的整体结构由床身、工件头架、工作台、砂轮架、尾架、砂轮组成机架横向进给机构、工作台纵向进给机构等
床身前部的纵向导轨上安装有工作台，桌面两端安装有用于安装工件的头座和尾座。 被加工的工件支撑在头部和尾座的尖端上，或者工件被头部尾座上的液压卡盘夹紧。 尾座可在工作台上左右移动，以满足装夹不同长度工件的需要。 主轴箱可绕工作台上的定位销旋转一定角度，从而磨削锥面。 砂轮架安装在床身顶面后部的横向导轨上。 砂轮架主轴带动砂轮旋转，实现磨削的主运动。 同时横向进给机构带动砂轮架实现横向进给运动和调整位移。 数控外圆磨床有以下运动：砂轮旋转的主要运动； 砂轮架的横向进给运动； 工件旋转的圆周进给运动； 工作台带动工件纵向进给运动； 数控外圆磨床具有以下调节动作：砂轮架的横向调节运动，调节砂轮与工件之间的距离并快速退刀； 砂轮架旋转一定角度，加工锥形工件。 四、机床主要部件结构 1、砂轮架由壳体、砂轮主轴及其轴承、传动装置和滑鞍组成。 砂轮主轴及其支撑部分的结构将直接影响工件的加工精度和表面粗糙度，是砂轮架的关键部件。 应保证砂轮轴具有较高的旋转精度、刚度、抗振性和耐磨性。 图3-1所示的砂轮架中，砂轮轴两端用锥体定位，前端通过压板安装砂轮，后端通过锥体安装皮带轮。 主轴前后支撑采用“三瓦”动压滑动轴承。 每个轴承由三个均匀分布在圆周上的三扇形轴承瓦块组成。
每个轴承衬套均支撑在球头螺钉的球形端上。 由于球头中心在圆周方向偏离轴瓦对称中心，当主轴高速旋转时，轴瓦与主轴颈之间形成三个楔形间隙。 轴瓦处形成三个压力油楔。 在三个压力油楔的压力下，砂轮主轴悬浮在轴承中心，处于纯液体摩擦状态。 通过调节球头螺钉的位置，可以调节主轴轴颈与轴瓦之间的间隙。 通常间隙应保持在0.01至0.02之间。 调整后，用螺纹套和锁紧螺钉拧紧，防止球头螺钉松动而改变轴承间隙，最后用密封螺钉密封。 主轴轴瓦采用大包角结构，轴承包角为72°。根据动压轴承承载能力的计算，轴承的承载能力P0与平方成正比。其包角，满足以下关系： 为包角。 如果60包角轴承的承载能力为1，那么72包角轴承的包角为60的轴瓦承载能力为（72/60）2=1.44。 工作时砂轮架圆周速度很高。 为了保证砂轮运转平稳，采用皮带传动直接驱动砂轮主轴，通过电机直接调节转速。 安装在主轴上的零件都经过仔细校准和静态平衡，整个主轴部件也必须进行动态校准。 2、砂轮架进给系统砂轮架进给运动采用直流伺服电机通过弹性联轴器直接驱动滚珠丝杠旋转，引起滑块前后移动。 滚珠丝杠经过预拉伸，预拉伸量相当于滚珠丝杠的热变形量。 滚珠丝杠的螺距误差可以通过系统进行补偿。
砂轮架的运动必须保证一定的导向精度。 所使用的导轨类型有以下几种：开式滚动导轨结构简单，运动灵敏，但抗振性能较差。 预载闭式导轨，如交叉滚珠导轨、瑞士外圆磨床、我国高精度多功能外圆磨床均采用这种导轨。 这种导轨灵敏度高，但制造工艺复杂，成本高。 3）直线滚珠导轨性能良好，但高精度直线滚动导轨价格昂贵。 ，4）涂塑导轨是近年来常用的导轨。 塑料与铸铁润滑时，摩擦系数为0.04，干摩擦系数为0.06，仅为铸铁导轨副的1/3，动、静摩擦数相近。 导轨面注入0.1MPa压力油润滑，使砂轮架低速时不会爬行。 实测定位精度为0.004mm，重复定位精度为0.002mm。 由于油膜层的吸振作用，滑动导轨比滚动导轨更容易获得更高的表面质量，而且其成本远低于预紧交叉滚子导轨或直线导轨副。 头架结构如图3-2所示。 头架由壳体、头架主轴及其轴承、传动装置、底座等组成。数控外圆磨床主轴箱主轴转速采用两速电机，变频调速，然后调速通过锥轮改变。 调速范围宽，可达40~500r/min。 主轴上的张紧力是通过旋转偏心套和移动电机底座分别实现的，调节方便。 同时，主轴上的皮带采用卸荷结构，减少主轴的弯曲变形。
主轴箱前轴承为大锥度滑动轴承，后轴承为一对消除间隙的向心推力球轴承。 这两种轴承组合既具有滚动轴承在低速时的敏感性和一定的承载能力，又具有滑动轴承在高速时的高旋转精度和良好的稳定性。 采用一滚一滑动轴承组合用卡盘磨削工件时，工件的圆度可达到0.5μ以下。 第三节 数控坐标磨床 数控坐标磨床具有精密坐标定位装置。 是一种精密加工设备。 主要用于磨削圆柱孔、锥孔、圆弧内表面及孔距精度较高的各种成形表面。 适用于 适合加工淬火工件及各种模具（凸模、凹模）。 是模具制造业、工具制造业、精密机械行业的高精度关键设备。 坐标磨床有立式和卧式两种； 单柱结构和双柱结构； 控制方式有手动、数显、程序控制和数控。 立式坐标磨床应用广泛。 1、数控坐标磨床的主要部件如图3-3所示。 它是数控立式坐标磨床，主要由以下几部分组成：（1）高速磨头，通过磨头的高速旋转对工件进行磨削。 加工。 (2)主轴系统主轴系统是高速磨头的支撑部件。 同时主轴系统还带动磨头做上下进给运动和绕自身轴线的公转运动，实现磨头的圆周进给运动。 (3)工作台为双层结构，可实现纵向、横向进给运动。 (4)基础部件包括床身、立柱、滑座、主轴箱等主要部件。
一般采用稳定性好的高级铸铁制成，采用高刚性结构设计。 例如，立柱采用双层热对称结构，以增加强度和刚度，同时减少热变形。 2、数控坐标磨床的主要运动 (1)主要运动是砂轮头的高速旋转。 通过微切削，达到零件所需的尺寸精度和表面粗糙度要求。 (2)主轴箱垂直进给运动。 主轴箱带动磨头作垂直进给运动。 例如，当凹模型腔底部为曲面时，精磨时需要主轴箱垂直进给运动。 (3)磨头的圆周和径向进给运动。 由于大部分被加工零件是不规则曲线和曲面，因此磨头需要作圆周和径向进给运动。 圆周运动主要是通过主轴带动磨头绕自身轴线公转来实现的； 径向进给只需调整行星运动的公转半径。 (4)工作台纵向、横向进给运动。 此外，主轴箱和工作台还可以进行位置调整运动，以确定工件与磨头之间的相对位置。 当刀片磨削附件安装在磨头上时，砂轮不作行星运动，而仅作上下往复运动。 可进行与镶件磨削类似的磨削，如磨削花键、齿条、侧槽、内齿圈、分度等。 图 3-3 数控立式坐标磨床 1-主轴拖板 7-床身 8-立柱 9-主轴 10-主轴箱 W轴拖板 3、主要技术参数 坐标磨床的主要参数是工作台宽度，主要规格有：200、250、280、320、450、800。定位精度、磨孔圆度和磨孔表面粗糙度综合反映坐标磨床的精度。
定位精度可达0002~，磨削孔圆度可达0.002~0.006，磨削孔表面粗糙度Ra0.2~0.4μ 4、典型结构1、高速磨削最高转速头是反映坐标磨床磨削小孔能力的指标之一。 分为气动磨头和电动磨头。 气动磨头（也称气动磨头或空气涡轮磨头）最高转速为/min，通常为~r/min，主要用于坐标磨床，以提高磨削小孔的能力。电磨头采用变频电机直接
