M1432B型万能外圆磨床传动系统设计说明

M 1 宁夏民族职业技术学院毕业设计说明书题目M1432B型万能外圆磨床液压传动系统设计英文并列题目M1432B Universal cylindrical grinding machine hydraulic system design学生姓名：李强强专业：数控设备的应用及维护指导教师：李海荣职称：学生M1432B型万能外圆磨床传动系统设计说明书万能外圆磨床是一种可以磨削外圆，加上附件又可以磨削内圆的机床。

这种磨床具有砂轮旋转，工件旋转，工作台带动工件的往返远动和砂轮架的周期切入远动，此外砂轮架还可以快速进退，尾架顶尖可以伸缩。

在这些运动中，除了砂轮与工件的旋转有电机驱动外，其余的运动均由液压传动来实现。

在所有的运动中，以工作台往复运动要求最高，它不仅要保证机床有尽可能高的生产效率还应保证换向过程平稳，换向精度高。

一般工作台的往复运动应满足以下要求：（1）较宽的调速范围能在0.05~4m/min范围内无级调速高精度的外圆磨床在修整砂轮时要达到10~30mm/min的最低稳定速度;（2）自动换向在以上速度范围内应能进行频繁换向，并且过程平稳；（3）换向精度高同一速度下，换向点变动量应小于0.02mm；不同速度下，换向点的变动量应小于0.2mm;（4）端点停留外圆磨削时砂轮一般不超越工件，为避免工件两端由于磨削时间短而出现尺寸偏大的情况，要求工作台在换向点能作短暂停留，停留时间应在0~5s范围内可调；随着科技步伐的加快，液压技术在各个领域中得到了广泛应用，液压系统已成为主机设备中最关键的部分之一。

本文主要研究的是液压传动系统，液压传动系统的设计需要与主机的总体设计同时进行。

设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，合理选择换向回路的形式，充分发挥液压传动的优点，设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。

M1432B型系综合M131W和M1432A的优点进行改进的，是一种手动操纵、电气、液压控制的万能外圆磨床。

该机床床身刚性及热变形都优于M1432A，工作台的润滑为小孔节流卸荷形式。

砂轮架主轴加粗，电机功率加大。

砂轮架油池温升小，磨削率高。

机床工作台的纵向移动、砂轮架的快速进退、砂轮自动周期进给等均由操作按钮、电气、液压控制。

机床具有工作台手动机构，砂轮架手动横向进给机构和液压脚踏尾架顶尖后退装置。

头架在逆时针方向90度范围内可作任意角度调整。

摆动头架或工作台或砂轮架的角度即可磨削不同锥度的内外圆锥形工件。

将砂轮架体壳上的内圆磨具支架翻下即可磨削内圆零件。

具有6套内圆磨杆供选择使用。

工件、外圆砂轮、内圆砂轮、油泵和冷却泵分别由独立电机驱动。

机床采用具有各运动部件的电气、液压连锁机构，操作安全可靠。

外圆砂轮、内圆砂轮装有可靠的安全保护罩。

可磨直径（外圆/内圆）: 8～320/30～100 mm 可磨长度（外圆/内圆）: 750, 1000, 1500, 2000, 3000/125 mm 中心高: 180 mm 最大工件重量: 150kg 工作台速度: 1～4 m/min 砂轮架快速进退量: l50 mm 砂轮线速度: 35 m/s 进给手轮每格刻度值精/粗:0.0025/0.01mm 内圆砂轮转速: 10000, 15000r/min 电机总功率: 8.975KWM1432B型机床是普通精度级万能外圆磨床。

它主要用于磨削内外圆柱面、内外圆锥面、阶梯轴及端面等。

这种机床通用性好，自动化程度较低，磨削效率不好，适用于单件小批量生产。

磨削加工是一种多刀多刃刀的高速切削方法，主要用于零件精加工，尤其是淬硬钢和高硬度特殊材料零件刀精加工。

目前，也用于粗加工的高效磨床。

现代机械产品对机械零件的精度和表面质量刀要求越来越高，各种高硬度材料刀应用日益增多以及精度毛坯制造工艺的发展，使得很多零件有可能由毛坯直接磨成成品。

因此，磨床刀应用日益扩大，在金属切削机床总量中所占刀比例也不断上升。

磨床的种类很多，主要类型有内、外圆磨床，平面磨床，工具磨床，刀具刃具磨床以及各种专门化磨床。

M1432B型万能外圆磨床主要由床身、头架、工作台、内磨装置、砂轮架及尾座六部分组成。

床身：是磨床的基础支承件，用于支承机床的各个部件。

头架：用于安装及夹持工件，并带动工件旋会转。

在水平面内它可以绕垂直轴线转动一定角度，以便磨削锥度较大刀圆锥面。

工作台：由上下两层组成。

上工作台可相对于下工作台在水平面内偏转一定角度，以便磨削锥度不大的外圆锥面。

上工作台面上装有头架和尾架，它们随工作台一起沿床身导轨作纵向往复运动。

内磨装置：用于支承磨削内孔用的砂轮主轴，该主轴由单独的电动机驱动。

砂轮架：用于支承并传动高速旋转的砂轮主轴。

砂轮架装在滑鞍上，利用横向进给机构可实现横向进给运动。

当磨削短圆锥面时，砂轮架可在水平面内绕垂直轴轴线转动一定角度。

尾座：和头架的前顶尖一起支承工件。

砂轮的种类及选择：砂轮是由磨料加结合剂用制造陶瓷的工艺方法制成的。

制造砂轮时，用不同的配方和不同的投料密度来控制砂轮的硬度和组织。

砂轮的特性由下列五个因素来决定：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。

一、磨料常用的磨料有氧化物系、碳化物系、高硬磨科系三类。

氧化物系磨料的主要成分是A1203，由于它的纯度不同和加入金属元素不同，而分为不同的品种。

碳化物系磨料主要以碳化硅、碳化硼等为基体，也是因材料的纯度不同而分为不同品种。

高硬磨料系中主要有人造金刚石和立方氮化硼。

各种磨料的特性及适用范围见附录表14—1。

其中立方氮化硼是我国近年发展起来的新型磨科，虽然它的硬度比金刚石略低，但其耐热性(1400℃)比金刚石(800℃)高出许多，而且对铁元素的化学惰性高，所以特别适合于磨削既硬又韧的钢材。

在加工高速钢、模具钢、耐热钢时，立方氮化硼的工作能力超过金刚石5—10倍。

同时，立方氮化硼的磨粒切削刃锋利，在磨削时可减小加工表面材料的塑性变形，因此，磨出的表面粗糙度比用一般砂轮小。

在相同切削条件下，立方氮化硼砂轮加工所得的表面层为残余压应力，而氧化铝砂轮加工的表面层为残余张应力(参看图14—1)。

所以用立方氮化硼砂轮所加工出的零件，其使用寿命要高些。

由此可见，立方氮化硼是一种很有前途的磨料。

二、粒度粒度表示磨粒的大小程度。

以磨粒刚能通过的一号筛网的网号来表示磨粒的粒度。

例如60粒度是指磨粒刚可通过每英寸长度上有60个孔眼的筛网。

当磨粒的直径小于40μm时，这些磨粒称为微粉。

它的粒度以微粉的尺寸大小来表示。

如尺寸为28μm的微粉，其粒度号标为W28。

磨粒粒度及其尺寸范围见表14—2。

磨粒粒度对磨削生产率和加工表面粗糙度有很大的影响。

一般来说，粗磨用颗粒较粗的磨粒，精磨用颗粒较细的磨粒。

当工件材料软、塑性大和磨削面积大时，为避免堵塞砂轮，也可采用较粗的磨粒。

常用的砂轮粒度及其应用范围见表14—3。

三、结合剂结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。

常用的砂轮结合剂有：1.陶瓷结合剂(Vitrified，代号V)它是由粘土、长石、滑石、硼玻璃和硅石等陶瓷材料配制而成。

特点是化学性质稳定，耐水、耐酸、耐热和成本低，但较脆。

所以除切断砂轮外，大多数砂轮都是采用陶瓷结合剂。

它所制成的砂轮线速度一般为35m ／s。

2.树脂结合剂(Bakelite，代号B)其成分主要为酚醛树脂，但也有采用环氧树脂的。

树脂结合剂的强度高，弹性好，故多用于高速磨削、切断和开槽等工序，也用于制作荒磨砂轮、砂瓦等。

但是，树脂结合剂的耐热性差，当磨削温度达200—300℃时，它的结合能力便大大降低。

利用它强度降低时磨粒易于脱落而露出锋利的新磨粒(自砺)的特点，在一些对磨削烧伤和磨削裂纹特别敏感的工序(如磨薄壁件、超精磨或刃磨硬质合金等)都可采用树脂结合剂。

人造树脂与碱性物质会起化学作用。

在采用树脂砂轮时，切削液的含碱量不宜超过1.5％。

另外，树脂结合制砂轮也不宜长期存放，存放太久可能会变质而使结合强度降低。

3.橡胶结合剂(Rubber，代号R)多数采用人造橡胶。

橡胶结合剂比树脂结合剂更富有弹性，可使砂轮具有良好的抛光作用。

多用于制作无心磨床的导轮和切断、开槽及抛光砂轮。

但不宜于用作粗加工砂轮。

4.金属结合剂(Metal，代号M)常见的是青铜结合剂，主要用于制作金刚石砂轮。

青铜结合剂金刚石砂轮的特点是型面的成型性好，强度高，有—定韧性，但自砺性较差。

主要用于粗磨、半精磨硬质合金以及切断光学玻璃、陶瓷、半导体等。

四、硬度砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。

砂轮硬，即表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。

砂轮的软硬和磨粒的软硬是两个不同的概念，必须区分清楚。

砂轮硬度等级见表14—4。

选用砂轮时，应注意硬度选得适当。

若砂轮选得太硬，会使磨钝了的磨粒不能及时脱落，因而产生大量磨削热，造成工件烧伤；若选得太软，会使磨粒脱落得太快而不能充分发挥其切削作用。

选择砂轮硬度时，可参照以下几条原则：1.工件硬度工件材料越硬，砂轮硬度应选得软些，使磨钝了的磨粒快点脱落，以便砂轮经常保持有锐利的磨粒在工作，避免工件因磨削温度过高而烧伤。

工件材料越软，砂轮的硬度应选得硬些，使磨粒脱落得慢些，以便充分发挥磨粒的切削作用。

2.加工接触面砂轮与工件的接触面大时，应选用软砂轮，使磨粒脱落快些，以免工件因磨屑堵塞砂轮表面而引起表面烧伤。

内圆磨削和端面平磨时，砂轮硬度应比外圆磨削的砂轮硬度低。

磨削薄壁零件及导热性差的工件时，砂轮硬度也应选得低些。

3.精磨和成形磨削精磨和成形磨削时，应选用硬一些的砂轮，以保持砂轮必要的形状精度。

4.砂轮粒度大小砂轮的粒度号越大，其硬度应选低一些的，以免砂轮表面组织被磨屑堵塞。

5.工件材科磨削有色金属、橡胶、树脂等软材料，应选用较软的砂轮，以免砂轮表面被磨屑堵塞。

在机械加工中，常用的砂轮硬度是软2(H)至中2(N)。

荒磨钢锭及铸件时可用中硬2(Q)的砂轮。

五、组织砂轮的组织反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。

磨粒在砂轮总体积中所占的比例越大，则砂轮的组织越紧密，气孔越小；反之，磨粒的比例越小，则组织越疏松，气孔越大。

砂轮组织的级别可分为紧密、中等、疏松三大类别(图14—2)，细分可分为13级，见表14—5。

紧密组织的砂轮适用于重压力下的磨削。

在成形磨削和精密磨削时，紧密组织的砂轮能保持砂轮的成形性，并可获得较小的粗糙度。

中等组织的砂轮适用于一般的磨削工作，如淬火钢的磨削及刀具刃磨等。

疏松组织的砂轮不易堵塞，适用于平面磨、内圆磨等磨削接触面积较大的工序，以及磨削热敏性强的材料或薄工件。

磨削软质材料最好采用组织号为10号以上的疏松组织，以免磨屑堵塞砂轮。

大气孔砂轮的组织大约相当于10—14号的组织。