CM2型万能工具磨床工件头及进给机构设计毕业设计.doc

CM-2型万能工具磨床工件头及进给机构设计毕业设计目录第一章 前言 1第二章 磨床概述 22.1磨床及磨削机理概述 22.1.1磨床的发展现状 22.1.2磨削技术的现状及发展趋势 42.1.3磨削机理 82.2万能工具磨床的定义、组成及特点 102.2.1工具磨床的定义 102.2.2工具磨床的组成 102.3工具磨床的工艺范围及发展方向 112.3.1工艺范围 112.3.2发展方向 11第三章 万能工具磨床设计步骤 133.1工件头主要零部件的设计 133.1.1电机的选择 133.1.2皮带和塔轮的设计 133.2纵向进给主要零部件的设计 143.2.1纵向丝杠轴的设计和校核 143.2.2纵向进给主轴轴承的选用和校核 213.2.3纵向进给锥齿轮的设计及绘制 233.3横向进给主要零部件设计及旋转工作台装配原理 293.3.1横向进给总体设计 293.3.2螺旋传动设计计算 293.3.3回转座导轨的设计 323.3.4旋转工作台装配原理 33第四章 经济技术分析 35第五章 结论 36参考文献 37谢辞 38附录一：中文译文附录二：英文原文CM-2型万能工具磨床工件头及进给机构设计第一章 前言 机械加工的精度由人和设备两方面来决定，设备的精度主要由刀具精度、传递精度、设备本身的震动等因素来决定，而刀具是工装的重要组成部分，它对于生产的顺利进行及生产效率、产品的精度保证起着至关重要的作用。

因此一款高精度的工具磨床可以大大提高生产质量本次设计课题为万能工具磨床的工作台的设计，通过一学期的设计，对万能工具磨床的相关知识有了更清晰的认识 本设计严格按照万能工具磨床的设计准则，力求在设计过程中保证磨床的高强度、高精度、高生产率为了使设计更好的联系生产实际，在保证本设计方案的可行性和可靠性的同时力求设计方案具有合理的经济性，避免了一些毫无价值的设计因此同种机构的设计提出集几种不同的方案，通过准确的论证得出了最合理的方案，保证了方案的可行性和经济性 在工作台纵向移动机构的设计的方案中，用两个手轮来实现，在工作的时候两个手柄互锁，一个工作的时候另一个是被锁紧的，两个手轮的工作方式各不相同，左边手轮转动带动轴上的丝杠转动，齿轮轴相当于个螺母与它配合实现纵向的移动，前边的手轮工作时轴上的齿轮与另个齿轮轴配合，那个齿轮轴再与丝杠配合来实现工作台的纵向移动在满足装置的功能要求的基础上，运用创新设计是本次设计的一个特点在工作台横向移动的设计方案中，由空间上垂直的两个转动手轮实现，一个手轮带动连接与其上的涡轮，再经丝杠和螺母的配合完成的，另个手轮是对横向移动进行微调的，它前端的蜗杆和蜗轮配合，大手轮每转一周实现工作台3mm前进，小手轮每转一周实现0.3mm前进。

在工作台的旋转机构的设计中，工作台的回转座与磨床的箱体连接在一起，达到了设计的目的 本次设计的另外一个就是对机构中的一些重要部件的参数进行了科学的选择，并且粗略的介绍了参数的选择过程，因为选定合适的部件的参数，不管是对整个磨床的精度要求还是对磨床的安全系数、使用寿命都有着直接的影响第二章 磨床概述2.1磨床及磨削机理概述2.1.1磨床的发展现状磨床是金属切削机床中的一个大类，以精度高、品种多样，是能源、交通、冶金、航天、军工等行业精密加工必备的设备之一 为适应市场多变形势的需求，磨床行业近年来加强了产品结构调整，使老产品不断更新，并开发了一批适销对路的高效、精密、数控磨床及各类专用磨床新产品，使中国磨床市场迅速活跃起来，表现在磨床的产量、销售量都在迅速增长同时数控磨床的显着增长优化了磨床的产品结构，在销售总额中的占有率正快速提高九五”期间磨床产量的数控化率为6.5%，产值的数控化率为17.1%，而2001年分别为8.8%和21.3% 根据中国机床工具工业协会磨床分会统计，现有磨床专业生产企业约30多家，根据其中19家主要企业有关的资料统计，以下将对中国磨床市场的现状和展望进行分析。

中国磨床市场的产量和销售量随市场经济体制的建立和不断完善，以及企业制度改革的深化，磨床制造企业和其它企业一样，不断加强适应市场的能力在“以中国的装备装备中国”政策的激励下，磨床生产与市场的需求情况发生很大的变化近几年来，市场对磨床的需求量不断增长，磨床的产量与销售量也在逐年增长1998年～2001年平均年产量的增长速度为23.9%2000年磨床产量比1999年增加56.9%，2001年又在2000年的基础上稍有增加，年产量近11,000台数控磨床的发展速度更快，产量上升的幅度较大，1998年～2001年的平均产量增长率为79.3%，2000年比1999年增长99.5%，2001年在2000年的基础上，又增加了37.1%，数控磨床产量超过1,000台由于中国经济保持稳定的发展势头，磨床市场的需求量表现出强有力的上升趋势，1998年～2001年的销售量平均增长率为27.8%，1999年磨床销售量比1998年猛增40.1%，而2000年磨床销售量比1999年增加35.3%，2001年与2000年磨床销售基本持平在磨床销售量中，磨床的数控化率已由1998年的3.0%上升到2001年的8.7%，而磨床销售额的数控化率已由1998年的11.5%上升到2001年的20.2%。

中国磨床的进出口情况磨床和数控磨床的产量和销售量正在快速增长，进口磨床和数控磨床的数量也在大幅度增加这说明在中国现代化建设中，磨床及数控磨床的市场空间不断扩大，需求量逐年上升海关提供的磨床进口量不包括砂轮机和抛光机1998年～2001年磨床进口量平均增长率为19.1%2000年进口量和进口额分别比1999年增加23.2%和15.2%，2001年的进口量近10,000台，进口额3.06亿美元数控磨床是进口的主要产品，也是国内市场消费不断扩大的重点产品2000年进口数控磨床912台，进口额为0.85亿美元，分别比1999年增加34.7%及减少6.6%2001年进口数控磨床1,315台，进口额1.51亿美元，比2000年分别增加44.2%及77.6%在进口磨床中，数控磨床份额大幅度上升，2001年磨床进口量和进口额的数控化率分别为13.2%和49.3%近几年，磨床的出口量有所减缓，出口额稍有上升，而磨床出口量和出口额的数控化率均有提高1999年磨床出口量和出口额的数控化率分别为2.9%和13.5%，2001年则达到5.8%和18.3% 中国磨床市场看好在国家拉动内需方针指导下，固定资产投资加大，老设备改造和更新加速，给磨床企业的发展带来了极好的机遇。

1999年中国市场磨床交易总量达15,000台以上，2001年磨床交易总量实现22,000台以上数控磨床的交易更有较大幅度的增加，逐渐成为受市场客户青睐的主流产品，平均年递增36.8%，远远高於磨床交易量年递增率18.5%2001年数控磨床交易量达到2,200台以上，数控磨床交易量占磨床交易量的10.5%1999年至2001年磨床交易量59,088台，国内销售量、进口量、出口量在交易量中的平均占有率分别为48.5%、43.9%、7.6%1999年至2001年数控磨床交易总量为5,115台，数控磨床国内销售、进口量、出口量平均占有率分别为40.3%、56.7%、3.0%，由此可知进口数控磨床占很高比率[2]中国磨床市场的基本特征：通用磨床产品在磨床市场中占据主要份额通用磨床产品大多在基型产品的基础上发展起来，具有质量稳定、性能可靠、技术成熟的特点，因而仍是客户乐于选择的走俏产品；产品品牌效应显着，倍受客户青睐不管是国内品牌产品还是国外品牌产品，都是客户的首选对象品牌产品经过专业生产企业多年努力不断改进形成，也经受了客户多年使用的考验才被公认，一谈到购买某种磨床，马上就会想到要购那家企业的品牌产品。

近几年机床工具行业中的磨床生产企业，都在认真开展创品牌活动，以提高市场竞争力；服务要到位是磨床市场另一显着特点由于市场经济逐步完善，客户出于对自身利益的保护，不仅对磨床产品本身的质量、功能、价格和交货期有明确的要求，而且对于售前、售中和售后的服务都有明显或潜在的要求这些客户的全方位服务要求都要得到满足，任何一个环节失误，都将导致失去一块市场；由于被磨削零件的形状及精度要求来高，一台磨床往往不能解决所有问题，客户自然提出利用成套设备来满足零件加工的要求，这样既保持精度及质量，又能提高效率，也可提高客户自身的竞争能力，因此近年磨削成套设备在磨床制造行业中崛起；客户在价格比较中选择满意的磨床产品，是市场经济的特征客户基于自身的经济利益，总是希望花最少的钱，买到最适合的产品，这就要求磨床制造企业在保磨床产品的质量、精度、稳定性、可靠性、服务到位的条件下，力图降低制造成本不论是国内还是国外产品，是国内客户还是国外客户，在市场经济中都显示这基本特征；多档次、多品种的磨床产品在市场共存中国地域广大，东西部发展不平衡，随市场经济体制改革的深化，多种所有制形式已客观存在，不同规模产生不同层次的需求，不同客户对磨床产品的档次提出不同的要求。

因此，不同档次、不同品种的磨床产品在市场中都有立足之地；数控磨床正在迅速崛起，在磨床市场所占的份额不断增长随中国经济建设的发展，科学技术和国防事业的发展，国内外市场对数控磨床及数控磨削成套设备的需求就更加迫切由于国内及国外的数控系统日趋成熟，使磨床制造企业可与国际同步选用数控系统，使客户使用起来加倍放心，为数控技术在磨床及磨削成套设备上的应用创造了客观条件；中国加入WTO后，中国磨床市场将进一步对国外开放，国外产品进入中国市场的步伐在加快，国外企业家会纷纷来中国投资、办企业，在中国生产磨床以降低成本，国内磨床市场的竞争将会更激烈机遇与挑战是并存的，由于中国进入WTO，国外磨床市场也对中国开放，中国磨床也有出口竞争的机遇；缩短交货期是客户关注的问题由于近几年磨床市场的形势看好，以前的库存产品已销空，磨床现买现卖、立等可取的时代已过去磨床制造企业基本上都是根据客户的订单、合同来组织生产，交货期都是站在同一起跑线上，磨床制造企业要靠自身的快速反应机制和实力，来缩短交货周期，早日实现磨床产品的价值，为客户如期争得利益和提高竞争力2.1.2磨削技术的现状及发展趋势国内外超精密加工技术的发展概况：用磨料去除材料的加工方法是人类很早就开始使用的生产技艺方法，远在石器时代，已开始使用磨料研磨加工各种贝壳、石头及兽骨等，用于生活和狩猎工具。

18世纪中期世界上出现了第一台外圆磨床，随后又研制成功了平面磨床，1957年研制成功了立方氮化硼，超硬磨料如金刚石与立方氮化硼等的应用促进了磨削技术的快速发展随着光学技术、电子技术、激光技术、传感技术、计算机技术及A/D和D/A技术等各种技术的突飞猛进，现代磨削技术也将发生着巨大的变化精密、超精密家技术在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用目前，国内外文献中涉及的精密、超精密加工，一般是指微米级（形状尺寸误差为3~0.3µm、表面粗糙度为Ra0.3~0.03µm）、和亚微米级（形状尺寸误差为0.3~0.03µm、表面粗糙度为Ra0.03~0.005µm）和纳米级（形状尺寸误差小于0.03µm、表面粗糙度小于Ra0.005µm）精度的加工为了实现这些加工所采取的工艺方法和技术措施，则称为精密、超精密加工技术超精密加工的历史可以追溯到50年代末期美国、英国、日本、荷兰、瑞士等工业发达的国家在宇航、计算机、原子能、宇宙探测，特别是在军事工业的推动下，积极开展了超精密加工技术的研究工作其中，美国起着先导作用，经过了几十年的努力，在超精密加工各项关键技术领域取得了大量突破性成果，例如：研。