1、毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目： M2120 内圆磨床的改造设计 信 机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业诚 信 承 诺 书II本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） M2120 内圆磨床的改造设计 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。III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 M2120 内圆磨床的改造设计 2、专题 二、课题来源及选题依据本课题
2、来源于与无锡开源机床集团有限公司合作改造项目。 磨床是金属切削行业的一个重要分支，随着工业的发展，对机械零件的加工精度及表面粗糙度的要求日益提高，磨削加工显得更加重要，当前的磨削技术已无法满足要求，所以要提高磨削技术的水平以达到现代工业磨削加工所要求的的精度和效率。尤其在汽车、电力、船舶、冶金、军工、航空航天等行业。数控内圆磨床对被加工零件的适应性很强，具有较高的生产率、加工精度和稳定的加工质量。为了提高加工精度、尺寸精度，本次设计针对数控内圆磨床进给部件进行改造设计。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 在了解 M2120 磨床的基础上，设定改造方案。完成改造后的磨床的磨头部件改造设计，
3、绘制磨头装配图； 完成 M2120 内圆磨床的非标准零件图设计，绘制三张零件图； 完成设计说明书一份，有方案拟定，必要的分析、计算。 IV四、接受任务学生：摘 要本次设计主要针对数控磨床做部分改造，以适应加工产品时可以简单加工、精确定位、保证尺寸，提高加工效率，减轻工人劳动强度。此次改造对机床的导轨和驱动等进给部件做一定的修改，以适应产品的需要，保证在生产中的精度及效率。液压驱动对重复定位及尺寸的精度很难保证，使得在生产中很难提高效率。改用伺服电机驱动进给部件，可以保证机床的重复定位，使产品的精度不会因为操作者的原因而无法得到保证。导轨是数控控制精度的一个方面，数控方式对导轨要求是具有高灵敏度
4、，低摩擦阻力，高寿命等，所以对导轨的要求也比较高。一般的磨床采用的是滚动导轨，精度较低，摩擦阻力大，寿命不高，所以本次设计导轨采用的是滚动导轨丝杠是控制精度的另一个方面，以前沿用的滑动丝杠传动效率低、导程精度低，不能满足高精度、高效率的要求，因此该用滚珠丝杠，滚珠丝杠传动系统是以滚珠为媒介的滚动螺旋传动的体系，它的传动效率高，是传统滚珠丝杠的 24 倍，运动平稳性好，精度高，较高的耐用性，可靠性高，无间隙，刚性好。对于生产时产品的尺寸能进行补偿，保证产品一致性。另外对于产品的变更能及时进行调整，以适应不同的产品，尽量降低加工成本。关键词：内圆磨床；数控；伺服VAbstractThe desig
5、n focuses on CNC grinding machines to do part of the transformation to adapt to the processed products can be simple processing, precise positioning to ensure that the size, improve processing efficiency, reduce labor intensity.The transformation of feed components on the the machine rails and drive
6、 to do some modifications to accommodate the needs of the product to ensure accuracy and efficiency in production.The hydraulic drive to repeat the positioning and dimensions of precision is difficult to ensure, so that is difficult to improve efficiency in production. Switch to servo motor drive fe
7、ed parts can guarantee repeat positioning of the machine, the accuracy of the product will not be because of the operators reasons can not be guaranteed.Rails to one aspect of the numerical control precision CNC pair of guide rails requirements having a high sensitivity and low frictional resistance
8、, high life, etc., and so on rails requirements are relatively high. The grinder is rolling guide, low accuracy, friction, life is not high, so the design rail is rolling guideThe screw is another aspect of the control accuracy, sliding screw previously used transmission efficiency is low, the lead
9、accuracy is low, can not meet the requirements of high precision, high efficiency, so that the ball screw, ball screw drive system is based on a ball media rolling screw drive system, the transmission efficiency is high, the traditional ball screw 2 to 4 times and good, smooth motion, high accuracy,
10、 high durability, high reliability, no gap, good rigidity.To compensate for the size of the product in the production to ensure product consistency.In addition to the change of the product can be adjusted in a timely manner, in order to adapt to the type of product and to minimize processing costs.K
11、eywords: Internal grinder; CNC; ServoVIV目 录摘 要 .IIIAbstract.IV目 录 .V1 绪论 .11.1 本课题的研究内容和意义 .11.2 国内外的发展概况 .11.3 本课题应达到的要求 .12 总设计方案 .22.1 主要规格与参数 .22.2 总设计方案分析与选定 .32.2.1 机床设计改造的基本要求 .32.2.2 机床设计改造的研究方法 .32.2.3 机床设计的方案分析 .42.3 主要结构与性能 .82.3.1 床身 .82.3.2 进给箱 .82.3.3 磨架 .82.3.4 床头 .82.3.5 砂轮修整器 .82.3.
12、6 砂轮轴 .83 传动系统 .93.1 工件传动 .93.2 砂轮传动 .93.3 进给传动 .93.4 机床所用滚动轴承明细表 .93.5 传动带明细表 .103.6 丝杠副明细表 .104 X 轴进给伺服系统的设计与计算 .114.1 进给伺服系统的控制方式的选择 .114.2 伺服系统机械传动结构设计特点 .124.3 伺服电动机的选择计算 .124.3.1 选择伺服电机的三个指标及其计算 .124.3.2 电动机转子惯量与负载惯量匹配 .124.3.3 空载加速转矩 .134.3.4 电动机的选择 .134.4 滚珠丝杠副 .144.4.1 滚珠丝杠特点 .144.4.2 滚珠丝杠的
13、消隙和预加载荷 .144.4.3 滚珠丝杠的支承 .144.4.4 滚珠丝杠的选择计算 .144.4.5 选择丝杠轴承 .164.5 半闭环进给系统的精度 .164.5.1 伺服刚度 .16Rk4.5.2 滚珠丝杠的螺母的接触强度 .17VI4.5.3 丝杠的拉压强度 .174.5.4 轴承的轴向刚度 .174.5.5 综合刚度 .174.5.6 定位精度 .174.6 导轨的选择 .184.7 涨紧套 .184.7.1 涨套的联接特点 .184.7.2 涨套的选用计算 .185 电气系统 .205.1 概述 .205.2 机床夹紧动作 .205.3 工件夹紧 .205.4 维护检查 .206
14、 冷却系统 .217 润滑系统 .227.1 润滑油的选择 .227.2 注意事项 .227.3 使用和维修 .227.4 其他润滑 .228 结论与展望 .238.1 结论 .238.2 不足之处与未来展望 .23致 谢 .24参考文献 .25附 录 .26M2120 内圆磨床的改造设计11 绪论1.1 本课题的研究内容和意义磨削技术及磨床技术在机械制造行业占有极其重要的位置，磨削技术发展很快，在机械加工中起着非常重要的作用。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工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。1.2 国内外的发展概况由于内圆磨床应用十分广泛，近
15、年来，磨削技术得到了飞速发展，各种磨削新技术、新工艺和新成品层出不穷。国际上有不少著名制造商，如日本的 OKAMMOTO、MITSUI三井，德国的 BLOHM、ELB、ABA，瑞士的 MAGERLE，意大利的 FAVRATO 等。在发展数控内圆磨床生产数量的同时，还要努力提高数控磨床的质量和精度。由于 CBN 砂轮的使用，强力磨削突破传统磨削的限制，生产倍率成倍提高，目前磨削线速度已高达120m/s，大吃深缓进给的强力磨削也得到了广泛应用。现代高精度磨削技术的发展，磨削尺寸精度达到 0.10.3m，表面粗糙度达到 0.2 0.05m，磨削表面变质层的残留应力均很小，明显提高了加工零件的质量。数
16、控是内圆磨床发展的重要方面。在相当长的时期里，国外磨床的数控化率远远低于车床和铣床。在近十年来，由于数控技术的发展，适用于磨床的数控系统也有了较大发展，数控系统的性价比大大提高。目前国内高速磨削应用面不广，磨削速度一般不超过 60m/s，与国外相差较大，磨削效率也相对较差，大吃深缓进给的强力磨削方法在我国生产中应用不多。随着我国机械制造业迅猛发展，国内对数控机床的要求也越来越高，自主研发了高精度机床，在控制技术方面与国外差距还很大， ，主要采用 PLC 控制为主。国内各机床厂和机床研究所对数控磨床及磨削技术的发展投入很大，取得了一些初步进展，如 CIMT 展出的上海机床厂的 MKY7875、云
17、南MIGHTY 公司的 SGS-618II、威海机床厂的 MJ7116 等。1.3 本课题应达到的要求本次设计主要针对数控磨床做部分改造，以适应加工产品时，可以简单加工、精确定位、保证尺寸、提高加工效率、减轻工人劳动强度。此次改造对机床的导轨和驱动等进给部件做一定修改，以适应生产中精度和效率。需要采用伺服电机做驱动元件实现自动控制，把原来滑动丝杠螺母副，把回转运动转变为直线运动，并且采用滚动导轨，以提高精度。无锡太湖学院学士学位论文22 总设计方案2.1 主要规格与参数 1. 磨孔直径 50200mm2. 磨孔最大深度 当磨孔直径 5080mm 120mm80160mm160 200mm3.
18、工件最大旋径 在罩内 400mm在罩外 120mm4工作台最大行程 600mm5床头箱最大回转角度 306. 床头箱主轴中心至床身底面距离 1200mm7.床头箱最大横向移动量 200mm 8.工件转速 （无级调整） 低速 120320r/min高速 220650r/min9.工作台运动速度修整速度 0.21m/min磨削速度 1.56m/min最高速度 7m/min10.砂轮进给刻度盘刻度 每格 0.001；0.01；0.1三种每转 0.1；10；100三种11.砂轮最大横向移动量 与装配图参数一致 12.砂轮转速 110000，8000，6000，4800，4000r/min 13.冷却泵流量 25L/min14.工件电动机 功率 1.5KW15.砂轮电动机 功率 4KW16.冷却电动机 功率 0.09KW17.进给伺服电动机 型号：HC-SF152(B)功率比例：25.6KW/s额定转速：2650r/min额定转矩：7.16Nm进给速度：12m/min18.静变器容量 2.2KVA19.引接电源 3相380V 50HZ（或60HZ）20.机床外形尺寸 3100*1464*1470mm21.机床重量 3350Kg
