万能外圆磨床总体布局设计开题报告

河南科技大学毕业设计（论文）开题报告

（学生填表）

学院：机电工程学院2014年4 月15 日

课题名称万能外圆磨床总体布局设计

学生姓名张云杰专业班级机设103课题类型工程设计指导教师张贝职称讲师课题来源生产

1.设计（或研究）的依据与意义

近年来，由于科学技术的发展，现代机械零件的精度和表面粗糙度要求越来越高，各种高硬度材料应用日益增多，同时精密铸造和精密锻造工艺的发展，又可能将毛坯直接磨成成品。此外，随着高速磨削和强力磨削工艺的发展，进一步提高了磨削效率。因此磨床的适用范围日益扩大，它在金属切削机床中占的比重不断上升。

在21世纪，工业界面临的挑战却是以较低的成本获得更高的质量，面对这一挑战，可以修改产品的设计或降低生产成本，解决这一问题的最佳方式往往是选择最先进的设备和生产工艺，对于高精度工件的高效率生产制造，恰恰取决于制造者在工件的一次装夹中实现万能加工的能力，这也是现今磨床也发展得趋势。所以对万能外圆磨床的设计是很有意义的。

本设计的依据就是基于这些遇到的挑战和问题，针对原来此外圆磨床所不能满足的要求以及某些方面的缺陷，对当前应用广泛的万能磨床进行设计修改，提高设备的整体加工性能，达到更高的生产工艺要求。当然，本设计只是在某种程度上对万能磨床有一定的完善，或许那些更具有建设性的修改设计尚需进一步探究，此次设计也让自己认识到很多，这不仅提高了自己发现问题解决问题的能力，还能够更多地运用和深化所学的专业知识将理论与实际初步结合，启迪创新思维。

2.国内外同类设计（或同类研究）的概况综述

本设计涉及到对外圆磨床的总体布局设计和修改，面对现代对外圆磨床加工精度要求越来越高的现状，我们需要对当前外圆磨床的概况作出应用的了解，已达到现在所需的要求。随着机械产品精度、可靠性和寿命的要求不断提高以及新型材料的应用增多，磨削加工技术正朝着超硬度磨料磨具、开发精密及超精密磨削（从微米、亚微米磨削向纳米磨削发展）和研制高精度、高刚度、多轴的自动化磨床等方向发展。

在国内，北京第二机床厂制造的GL5A（P）-2数控外圆磨床，采用先进的GC32G-E专用磨床数控系统，具有磨削过程程序变换，工件品质管理，机床状态监控，故障自诊断及异常保管等全方位控制功能。菜单式界面输入操作简便。上海机床厂有限公司生产的H246数控端面外圆磨床，采用两轴联动数控系统，具有砂轮架自动进给，自动顶紧工件，自动在线测量工件，头架自动准停功能。险峰机床厂的MK8440数控磨床，采用闭环补偿磨削参数，在进行连续补偿磨削时，自动进行曲线与理论曲线比较，在达到预输入精度要求后，自动停机。

随着我国工业水平的不断提高, 国防工业, 尖端科研事业蓬勃发展, 对高精度外圆磨床的要求日益迫切。1958年曾组织过前哨战, 开始了对镜面磨削的科学试验研究工作。1960年基本上掌握了镜面磨削的新工艺。1963年上海机床厂制成第一台MBG1432高精度半自动万能外圆磨床, 1964 年北京第二机床厂相继发展了MG B 1 4 20 高精度半自动万能外圆磨床, 1967年天津仪表机床厂发展了MGB135型高精度半自动外圆磨床。1974全国磨床年产量据初步统计约为又x台, 外圆磨床占磨床的总产量28.6％, 其中高精度外圆磨床约占外圆磨床总数的5.64％,占全部磨床的总数为1.97％。目前, 高精度外圆磨床的品种已有六种, 制造厂有三家。在产品精度方面, 基本上能满足需要, 这些产品全部自行设计。产品水平已进入世界先进行列, 部分指标已超过世界先进水平(如产品规格, 系列, 刚度等方面)。目前高精度外圆磨床规格最大的为上海机床厂生产的H120型油膜轴承专用磨床规格为Φ1600x2500毫米, 光洁度为▽12 。规格最小的为天津仪表机床厂生产的MGB135型高精度外圆磨床, 规格为Φ50x350毫米, 高精度万能外圆磨床已形成Φ50,125,200,320毫米的系列, 长度为25O,350，500,750,1000,1600毫米,可按用户需要选择。磨床的精度: 不圆度达到0.5微米,光洁度为▽14,内圆不圆度为1 微米, 光洁度▽12 ~ 13。

在我国, 高精度外圆磨床产品的重点在发展品种的同时应放在提高衫眯质量和精度的保持性上, 以及性能的稳定性。

国外由于电子、航空、宇宙、仪器仪表等工业的需要和科学技术的发展, 正在不断提高外圆磨床本身的精度和加工精度以及精度保持性。在高精度外圆磨床方面, 瑞士斯都特(studer）公司仍然处于领先地位。美国使用该公司RHU500型外圆磨床, 用卡盘装夹工件磨削飞机和导弹上的陀螺仪时, 其Φ80毫米外圆的不圆度达到0.08微米, 其Φ50毫米内孔的不圆度还到0.07微米, 两者之间的不同心度达到0.049微米。此外, 美国的勃朗一夏普(Brown & Sharpo)、瑞士的凯纶伯格(Kellen berger)、英国的琼斯一希普曼(Jones & Shipman)和日本的三井精机等公司在高精度外圆磨床方面也都达到了较高的水平。

在国外，对机床的性能，功效及精密度方面有了更高的要求。瑞士著名外圆磨床生产厂斯图特公司生产的小型数控万能外圆磨床使用了最新型号的FANUC21i数控系统，可通过随机键盘、软盘、编程器或标准接口输入输出程序。美国哈丁格公司的万能外圆磨床中，为四轴两两联动，不仅X轴和Z轴联动，而且X轴（砂轮架进刀轴）与C轴（头架主轴回转轴）联动。这种联动可实现非原磨削，这对砂轮进刀机构，砂轮架导轨和数控系统的响应速度等都有特殊要求。

从国内外的概况中可以看到，万能外圆磨床正朝着高度自动化方向发展，国外一直致力于先进的技术改革，创造更先进的设备，而国内在广阔的市场前景下，不断地改进完善，很多厂家在很多细节方面做的较为突出。也许在技术方面与国外相比还有一定的差距，但已经积累了相当多的技术基础，国内外的差异也终将会一步步的缩减。

此外，对磨床的环保要求越来越高，绝大部分的外圆磨床产品都采用全封闭的罩壳，绝对没有切屑或切削液外溅的现象。大量的工业清洗机和切削液处理机系统反映现代制造业对环保越来越高的要求。