毕业设计（论文）轴承内外圈加工专用机床.doc

1、编 号无锡太湖学院毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目： 轴承内外圈加工专用机床 横向机构设计 信 机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 轴承内外圈加工专用机床横向机构设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。I无 锡 太 湖 学 院信 机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业毕 业 设 计 论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目 轴承内外圈加工专用

2、机床横向机构设计 2、专题 二、课题来源及选题依据该课题来源于迪奥企业轴承内外圈专用机床横向机构的设计。该机床主要用于汽车设计、军工行业和其他工业行业的轴承生产制造，实现了单机自动化、多机线自动化的生产制造。其中轴承行业，占据顶端市场份额的 90%以上，速度、准确性和耐用性是我们产品成功的重要因素，在机械行业中占着很重要的位置。 本设计属于结构设计结合类课题，要求完成轴承内外圈专用机床横向机构的设计。通过本设计，可以帮助学生加深对本专业的相关知识理解和提高综合运用专用知识的运用。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 分析原始资料，查阅相关资料，收集整理有关横向机构设计、丝杠、阻尼缸运动、设

3、备等资料； 对机床进行系统分析和功能分析，并在此基础上确定横向机构的设计方案； II 完成横向机构的整体设计，以及各个零件的建模和整体的装配，最后进行横向机构的仿真运动； 阅读和翻译英文文献 ； 撰写毕业设计论文 ； 四、接受任务学生：机械 93 班 姓名 展杰 五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师 签名签名签名教 研 室 主 任学科组组长研究所所长 签名系主任 签名2012 年 11 月 12 日III摘 要本文是根据无锡迪奥机械厂轴承内外圈生产线改造项目要求，针对横向部分能自动实现进给，快退，自

4、动感应识别运动位置等要求，设计出一套轴承内外圈专用机床横向进给机构，使其能够代替工人手动进给，提高了公司生产效率。论文根据轴承内外圈的特点，对其横向进给机构进行了合理的设计。此横向机构主要为了实现台面板上的刀具在切削轴承内外圈横向进给的运动。这一运动由阻尼液压缸驱动，由 PLC 控制，由感应元件识别确认台面板横向进给时的位置。本文要设计的内容主要包括：阻尼液压缸驱动系统的设计，床身钳尺寸的确定，滚珠丝杠的设计，台面板的设计等。确定了横向进给机构的具体尺寸后，利用 UG 软件对横向机构的主要部件进行建模，并对整体结构进行虚拟装配。然后将装配体导入 UG 软件的运动仿真界面，并利用软件进行运动学仿

5、真和动力学仿真。分析仿真结果，得出相应结论。最后对轴承内外圈加工专用机床横向机构进行优化设计，让本设计能够真正的投入到日常生产操作中，使其切实能够为轴承厂的生产线改造做出贡献。关键词：进给机构；轴承加工；虚拟装配；运动仿真 IVAbstractThis paper is based on the reconstruction project requirements of the inner and outer circle line of bearings in Wuxi dior machinery factory. In order to achieve the requirements

6、 that the horizontal section automatically forwarding and identifying locations, this article designs a set of bearing internal and external ring special machine transverse feeding mechanism. Its a special machine tool be used to replace workers manual feed and improve the companys production effici

7、ency.According to the characteristics of the bearing inner and outer circle ,the article designs its traverse mechanism reasonable.This mechanism mainly achieve the cutting tool on the the panel in cutting of bearing transverse feed motion on the inside and outside the circle .The movement is driven

8、 by damping hydraulic cylinder, controlled by PLC, recognized by the sensing element identification to confirm the position of the panel. The content of the article mainly includes damping hydraulic cylinder driving system designing, the determination of lathe bed clamp size, the design of the ball

9、screw, a panel designing, etc. After determining the specific size of the infeed mechanism, the article applies UG software to model a major part of the traverse mechanism and assembly its overall structure virtually. Finally, the design of the machine infeed organization is optimized, so that it ca

10、n really be used to put into the day-to-day production operations and make contribute to the production line of bearing plant effectively.Keywords: feeding mechanism ; bearing processing; virtual assembly; motion simulationV目 录 摘 要 .IIIAbstract.IV1 绪 论 .11.1 本课题研究的目的和意义 .11.2 国内外轴承加工机床发展状况 .11.3 本课题

11、的主要内容 .22 横向机构设计 .32.1 横向机构组成 .32.2 横向机构的设计方案 .32.2.1 机床的主要参数及床身钳的初始设计 .32.2.2 阻尼液压缸的设计与计算 .32.2.3 滚珠丝杠的设计 .92.2.4 床身钳安装阻尼缸部分的尺寸及台面板尺寸的设计 .143 基于 UG 的横向机构三维建模与虚拟装配 .153.1 UG 软件的简介 .153.2 主要零部件的三维建模 .163.3 阻尼液压缸的虚拟装配 .193.3.1 基于 UG 的高级装配功能 .193.3.2 阻尼液压缸的虚拟装配 .213.4 本章小结 .224 基于 UG 的运动仿真 .234.1 运动仿真的

12、工作界面 .234.2 横向机构的运动仿真 .234.2.1 运动界面的的打开 .234.2.2 连杆特性的建立 .244.2.3 运动副特性的建立 .254.2.4 施加运动 .264.2.5 分析验证 .284.3 本章小结 .295 结论与展望 .305.1 结论 .305.2 不足之处及展望 .30致 谢 .31参考文献 .32附 录 .33轴承内外圈加工专用机床横向机构设计 11 绪 论1.1 本课题研究的目的和意义该课题来源于轴承厂生产线改造项目，根据轴承内外圈加工设备加工时进给的特点，对其机床横向进给机构进行合理设计。该专用机床在横向运动方面进行了改善，把以前的人工进给改造成为自

13、动进给，减少了人工操作的误差，提高了生产效率，改善了加工零件的精度。在传统轴承加工机床横向进给机构生产过程中，采用工人手动对刀，手动控制进给量，单调重复，而且工人长时间重复单一动作容易发生差错，发生生产事故或者使加工零件报废。为了降低工人的工作强度，改善工作环境。提高生产效率和零件的精度，研制出了轴承内外圈加工专用机床自动横向进给机构使其能真正代替人工完成任务。工人要做的就是按动按钮。这样可以实现一人多机操作，解放出大批工人，同时也降低了企业生产成本，提高了加工精度，使企业更具有竞争力!1.2 国内外轴承加工机床发展状况目前，我国轴承加工机床数量上比较多，但在国际市场竞争中仍处于较低水平；即使

14、国内市场也面临着严峻的形势，一方面国内市场对自动化轴承加工机床有大量的需求，而另一方面却有不少国产轴承加工机床滞销积压，国外轴承加工机床产品充斥市场。 这种现象的出现，除了有经营上、产品制造质量上和促销手段上等原因外，一个主要的原因是我国生产的自动化轴承加工机床品种、性能和结构不够先进，新产品的开发周期长，从而不能及时针对用户的需求提供满意的产品，造成这种情况的原因有：（1）我国轴承加工机床厂目前开发基型产品的周期约为 1518 个月，其中设计时间约为 58 个月，占总周期的 40%左右。而国外一些先进轴承加工机床厂同类基型产品的开发周期为 69 个月，其中设计约 1.52 个月，只占 25%

15、。因此无论是产品开发的总周期还是设计所占的时间比例均与国外先进水平有很大的差距。（2）我国工厂由于缺乏设计的科学分析工具，自行开发的新产品大多基于直观经验和类比设计，使设计一次成功的把握性降低，往往需要反复试制才能定型，从而可能错过新产品推向市场的良机。（3）用户根据使用需要,在订货时往往提出一些特殊要求，甚至在产品即将投产时有的用户临时提出一些要求，这就需要迅速变型设计和修改相应的图纸及技术文件。在国外，这项修改工作在计算机的辅助下一般仅需数天至一周，而在我国轴承加工机床厂用手工操作就至少需 12 个月,且由于这些图纸和文件涉及多个部门，常会出现漏改和失误的现象，影响了产品的质量和交货期。（

16、4）现在我国工厂设计和工艺人员中青年占多数，他们的专业知识和实际经验不足，又担负着开发的重任。（5）由于长期以来形成的设计、工艺和制造部门分立，缺乏有效的协同开发的模式，不能从制订方案开始就融入各方面的正确意见,容易造成产品的反复修改，延长了开发的周期。无锡太湖学院学士学位论文2为解决这些问题，必须对产品开发的整个过程综合应用计算机技术，发展优化和仿真技术，提高产品结构性能，并建立起基于并行工程的使设计、工艺和制造人员协同工作和知识共享的产品虚拟开发环境,使用相应的产品虚拟开发软件，这样才能有效地解决产品开发的落后局面，使企业取得良好的经济效益 1。而在国外，轴承加工机床从 80 年代以后得到

17、了很大空间发展，机床品种，性能，结构都比较先进，而且机床生产周期短，效率高，加工出来的轴承精度好，很好的满足了客户的要求。不过，近几年轴承内外圈加工专用车床在国内外都有很多研究，应用的领域也越来越多，轴承机械，产品主要用于汽车行业、军工行业和其他工业行业的轴承生产制造，实现了单机自动化、多机线自动化的生产制造。其中轴承行业，占据顶端市场份额的90以上，速度、准确度和耐用性是轴承内外圈加工专用车床加工出来的产品的重要保障。1.3 本课题的主要内容(1) 分析原始资料，查阅相关资料，分析国内外轴承机床发展状况。(2) 对轴承内外圈专用机床横向机构总体方案设计。(3) 阻尼液压缸和滚珠丝杠的设计与计算。(4) 横向机构各部分的设计与计算。(5) 基于 UG 的横向进给机构三维建模及运动仿真。