本科毕业设计-数控双主轴内孔磨床磨头及进给机构设计.pdf

毕业设计

题目数控双主轴内孔磨床磨头及进给

机构设计

学院机械工程学院

专业机械工程及自动化

班级机升0901

学生冯硕

学号20090404012

指导教师门秀花

二〇一一年五月二十九

济南大学毕业设计

1前言

1.1选题背景及意义

从本质上说，数控磨床和普通磨床一样，是加工的最后一道工序。早期的

数控磨床，包括目前部改造、改装的数控机床，大都是在普通磨床的基础上，

通过以进给系统的革新、改造而成的。因此，在许多场合，普通磨床的构成模

式、零部件的设计计算方法仍然适用于数控磨床。但是，随着数控技术（包括

伺服驱动、主轴驱动）的迅速发展，为了适应现代制造业对生产效率、加工精

度、安全环保等方面要求，现代数控磨床的机械结构已经从初期对普通磨床的

局部改造，逐步发展形成了自己独特的结构。其中，进给机构系统对加工精度

的影响是最大的，因此，提高进给系统的质量就显得尤为重要。现在由于各种

先进制造技术的发展，特别是对精密部件的加工，对于磨床的进给系统的要求

也越来越高。

内圆磨床的生产率和加工质量，在很大程度上决定于内圆磨头的结构和制

造质量。在大量生产条件下尤如此。现代内圆磨床带有滚动支承和空气轴承的

电磨头和气动磨头，以及皮带传动的静压轴承和滚动支承磨头，其中皮带传动

的滚动支承磨头用得最广。因为这种磨头能加工不同长度（达500mm或更长）

零件上的孔，而且所加工的孔的直径范围也最大（从70mm到250mm或更大）最

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常用，也是现在普遍研究的重点。

与国外相比，我国数控磨床的发展明显落后于西方发达国家，因此，技术

创新和产品改良亟待加强，机构设计和改良也显得尤为重要。

1.2国内外研究现状

十八世纪30年代，为了更好适应自行车、钟表、缝纫机和枪械等零件淬硬后的

加工，美国、英国、德国别研制出使用天然磨料砂轮的磨床。在当时这些磨床主要

是现成的机床，如车床、刨床等，在上面加装磨头经过改造而成的，它们的结构比较

简单，而且刚度较低，磨削时易产生振动，这要求操作工人具有很高的技艺才能磨出

精密的工件。

1876年，美国布朗-夏普公司制造的万能外圆磨床是首次具有现代化磨床基本特

征的机械。它的工件头架和尾座安装在往复移动的工作台上，同时箱形床身也提高了

机床的刚度，且带有内圆磨削附件。1883年，这家公司研制成的磨头装在立柱上、

工作台作往复移动的平面磨床。

1990年前后，液压传动技术和人造磨料得到了广泛的应用，这对于磨床的发展

有很大的推动作用。随着近代工业的发展尤其是汽车工业，各种不同类型、不同功用

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的磨床相继问世。在20世纪初，先后研制出了加工气缸体的行星内圆磨床、凸轮轴

磨床、曲轴磨床以及带电磁吸盘的活塞环磨床等。

1908年，磨床开始应用自动测量装置。到了1920年前后，无心磨床、双端面磨

床、导轨磨床、轧辊磨床、珩磨机和超精加工机床等相继研制成功并使用；50年代

又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床；在60年代末，又出现了砂轮线速度达60～

80米/秒的高速磨床和大切深、缓进给的平面磨削磨床；70年代，在磨床上采用微处

理机的数字控制和适应控制等技术得到了广泛的应用。

在20世纪80年代是数控磨床迅速发展的时期，而真正普及、实用则是在90年

代。由于计算