数控外圆磨床砂轮架闭式静压导轨的设计
外圆无心磨床导轮架及其修整器结构设计
摘要无心磨削是工件不定回转中心的磨削。
工件支撑在导轮和托板上、导轮轴线在垂直平面内与砂轮轴线倾斜一小角度。
磨削时，砂轮回转和砂轮架横向进给，导轮回转除带动工件回转外，同时使工件自动轴向进给。
无心磨削技术相较于其他磨削方法，具有生产效率高，支撑刚度好等特点。
本设计在充分了解无心磨削原理的基础上，通过总结前人的设计经验，进行无心磨床导轮架与修整器的结构设计。
导轮架结构设计中，主要对导轮的传动系统与其结构进行设计与分析。
为了获得导轮的相应转速，对传动系统进行了设计和校核计算，包括电动机的选型，形带和蜗轮蜗杆的传动设计。
此外，对主轴进行了相应的强度与刚度校核，以确保设计的合理性。
修整器结构设计中，金刚石笔由导轨来带动，所以从导轨与传动机构两方面进行设计。
通过对、两个方向的导轨副与传动方案的设计，以满足使用要求。
关键词：无心磨削，导轮架，修整器，结构设计，校核无心磨床导轮架与其修整器结构设计引言金属切削机床的加工方式和使用范围非常广泛，生产的品种恨多，是机械制造工业中的主要技术装备。
在一般的机械制造厂中，金属切削机床约占生产设备的以上。
磨床是金属切削机床的一种。
在磨床上加工的机械零件，可以获得较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，并且可以加工车床、铣床、钻床、插床等难以加工的淬硬零件。
在所有的磨床中，外圆磨床是应用得罪广泛的一类机床，工件采用无心夹持，一般支承在导轮和托架之间，由导轮驱动工件旋转，进行磨削的磨床。
它一般是由基础部分的铸铁床身，工作台，支承并带动工件选转的头架、尾座、安装磨削砂轮的砂轮架，控制磨削工件尺寸的横向进给机构，控制机床运动部件动作的电器和液压装置等主要部件组成。
外圆磨床一般可分为普通外圆磨床、万能外圆磨床、宽砂轮外圆磨床、端面外圆磨床、多砂轮外圆磨床、多片砂轮外圆磨床、切入式外圆磨床和专用外圆磨床。
外圆磨床的主要用途是进行工件的内外旋转体表面与端面的磨削工作。
综述无心磨削的基本概念1.1.1 无心磨削的基本原理无心磨削是工件不定回转中心的磨削。
机床主要部件设计_导轨设计
第三节 导轨设计
导轨应满足的基本要求
2）精度保持性：导轨设计制造的关键，也是衡量机床优劣的 重要指标之一。影响精度保持性的主要因素是磨损，即导轨 的耐磨性。
刚度不足，影响部件之间的相对位置精度和导轨的导向 精度，使导轨面上的比压分布不均，加剧导轨的磨损。
耐磨性——导向精度能否长期保持。导轨耐磨性与导轨材 料、导轨面的摩擦性质、导轨受力情况及两导轨相对运动速 度等有关。
静压导轨的优点： ①摩擦系数小，机械效率高；②导轨面被油 膜隔开，不产生粘结磨损，导轨精度保持好；③导轨的油膜较厚， 有均化表面误差的作用；④油膜的阻尼比大，导轨的抗振性能良好； ⑤导轨低速运动平稳，防爬行性能良好 。
静压导轨 结构复杂，需要一套完整的液压系统。
第三节 导轨设计
静压导轨按结构形式分开式和闭式。
图a ：通过精
图b：通过改变
图c：通过压板
磨或刮削压板厚 垫片层数和垫片厚度 和导轨间的平镶条调
度调整间隙。
调整间隙。
节间隙。
第三节 导轨设计
（2）矩形导轨和燕尾导轨的间隙调整 采用镶条来调整矩形导轨和燕尾导轨的侧面间隙。镶条应装在
导轨受力较小的一侧，以提高刚度。 ① 平镶条调整间隙
图a、图b：平镶条较薄，全长只由几个螺钉调整间隙，镶条在 几个点上受力，因此镶条易变形，刚度较低。
a、b 构成 个自由度 个自由度
yx,，xy,z
导轨制造容易，刚度和承载能力大，安装调整方便。但侧导向 需用镶条调整间隙补偿导轨面的磨损。广泛用于普通精度的中型车 床、组合机床、升降台铣床、数控机床等。
第三节 导轨设计
② 三角形和矩形导轨的组合
导轨的导向性好，制造方便、刚 度高。广泛用于车床、磨床、龙门 铣床、龙门刨、滚齿机、坐标镗床 的床身导轨。
机床静压导轨结构设计
机床静压导轨结构设计
苏文涛;喻鹏;洪寿福
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】2014(000)006
【摘要】以立式龙门加工中心y轴静压导轨为例,介绍了机床静压导轨(闭式)的设计计算步骤,分析了静压导轨不同供油方式和不同油腔形式的利弊,对影响静压导轨油膜刚度及稳定性因素进行了探讨,提供了一种简单易行的机床静压导轨设计方法.【总页数】4页(P26-29)
【作者】苏文涛;喻鹏;洪寿福
【作者单位】中捷机床有限公司,辽宁沈阳110041;中捷机床有限公司,辽宁沈阳110041;中捷机床有限公司,辽宁沈阳110041
【正文语种】中文
【中图分类】TH137
【相关文献】
1.大型机床静压导轨油膜厚度反馈补偿装置的设计 [J], 周燕辉;康春兰
2.精密数控机床闭式静压导轨结构设计及油腔流场研究 [J], 李松;宋锦春;王长周;任广安
3.精密机床静压导轨板的加工及工艺改进 [J], 杨奇波;李晓雯;孙雨翔
4.超精密机床液体静压导轨静动态特性研究 [J], 朴银川;张宣;张飞虎
5.数控机床液体静压导轨结构的优化设计 [J], 李典伦;黄华;邓文强
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数控机床液体静压导轨结构的优化设计
数控机床液体静压导轨结构的优化设计摘要：数控机床的导轨性能对数控机床的加工中心有着直接的影响，常规材料制造的机床导轨产生的动力学与热力学无法满足现代的高精度零件加工，为了提高数控机床的加工精准度，采用液体静压导轨并对导轨进行了改进。
本文以某型号数控机床加工中心的液体静压导轨为研究对象，并对液体静压导轨进行了改进，通过合理的数据假设进行设计，从而增加数控机床加工的精准性。
首先强化液体静态导轨的内部结构，其次对数控机床液体静压导轨的性能进行分析，最后针对液体静压导轨表面进行设计，将U-V形沟槽与V形沟槽进行减阻对比。
实验模拟结果表明：液体静压导轨的静压变形最大值较小，导轨油垫进行了完善设计；U-V形沟槽在减阻上面有着显著的效果，可以有效地改善液体静压的综合性能，并对数控机床的导轨设计提供参考意见。
关键词：数控机床；液体静压导轨；结构设计引文：随着现代化发展越来越快，人们对生活和工作的现代化产品要求越来越便利，导致现在产品的做工需要更加精密，因此各行各业对精密数据机床的需求更加地迫切。
在这样的大环境下，我国科研人员研究出了具有独立产权的精密数控机床，并以此为基础进行了改进和完善，本文以液体静态导轨作为研究对象，通过对导轨的改进提高切削功能与刀具的寿命，并在导体表面进行了合理的设计和完善，采用对比手段进行对照，得出最佳的液体静态导轨设计方案，从而提高数控机床中心加工技术的精准性，为推进现代化科技发展奠定基础[1]。
1液体静压导轨的分析与结构设计1.1液体静压导轨分析液体静压导轨是一种卧式加工中心，其导轨表面能有效地减阻。
图1显示了卧式加工中心的结构图。
在机床加工时，采用液体静压导轨对立柱进行支撑、固定和引导，以减少立柱和床身之间的摩擦，从而传导刀具与工件的作用力，使数控机床加工更加的精准[2]。
图1 卧式加工中心结构示意图例如，在一个经典的车床加工过程中，其主要的加工程序中：切削量f=0.5mm/r，则切削速度 vc=150 m/min，其它的参数都是通过参考相关的设计手册得到的。
机床导轨的设计ppt课件
3.刚度 本身刚度 接触刚度 4.低速运动平稳性 “爬行”：低速运动 动静摩擦系数 自激振
动 2
三、导轨的主要失效形式
1.磨损 （1）磨粒磨损
导轨面间的坚硬微粒：切屑 尘土等 （2）咬合磨损
局部压强高，破坏吸附膜，裸露，冷焊 2.疲劳和压溃
滚动导轨多见失效形式 疲劳：表层接触应力 疲劳剥落 压溃：接触应力过大，产生塑性变形
• 平面圆环导轨： 承载能力大 制造方便 只能承受轴向载荷
应用：立式车床 圆工作台磨床等 • 锥面圆环导轨：
导向性好 可承受轴向和径向载荷 • V形圆环导轨：
可承受较大轴向力、径向力和颠覆力矩 制造和装配比较困难 应用：立式车床的花盘导轨
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三、导轨的间隙调整及导向面的选择
1.压板调整 （1）刮研或修磨 （2）螺钉调节 （3）改变垫片 2.镶条调整 （1）平镶条：在着力点有挠曲变形，刚度低 （2）斜镶条：斜度1：100～1：40 （3）镶条的位置：窄导向－－较好
P max(min)＝pF±pM＝F(1±6M/FL)/aL 关于参数M/FL取值的讨论： M/FL>1/6 梯形分布 M/FL=1/6 三角形 M/FL=1/2 如果没有压板 pmax=∞
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3.合理设计导轨的布局
• 减少磨损对加工精度的影响 例：车床导轨 矩形—山形组合
导轨面的磨损量在X、Z方向引起位移： x1 = ub sinβ－ ua sinα z1 = ub cosβ+ ua cosα
宽导向
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四、滑动导轨的设计计算
1.导轨的受力分析 外力：重力 切削力 牵引力 反力：各导轨面支反力和支反力矩 例：数控车床纵向导轨
第十二章 机床导轨的设计
第四节
滑动导轨的验算
滑动导轨应验算导轨的压强和压强的分布 压强——耐磨性 压强分布——磨损的均匀性和是否采用压 板 步骤：1、受力分析 2、计算压强 一、受力分析 以数控车床刀架纵导轨为例 P247
导轨所受外力：重力、切削力、牵引力等 F c—切削力 F f—进给力 F p—背向力 FQ—牵引力 W—重力 通过静力方程求解 分别对 X、Y、Z 坐标取矩得：
当 6M/FL=1，即 M/FL=1/6 时 P min=0 P max=2Pav 压强按三角形分布
这是一种使动导轨与支承导轨在全长接触 的临界状态 如压强分布属上述情况，则均可采用开式 导轨
当 6M/FL＞1，即 M/FL＞1/6 时，主导轨 面上将有一段长度不接触，实际接触长度 为：Lj
⑶燕尾形导轨：
承载较大的颠覆力矩，导轨的高度较小， 结构紧凑，间隙调整方便。但刚度性较差， 加工检验维修都不大方便。 适于受力小、层次多、要求间隙调整方便 的部位 ⑷圆柱形导轨：
制造方便，工艺性好，但磨损后较难调整 和补偿间隙。主要用于受轴向负荷的轨， 应用较少
2、导轨的组合形式 （1）双三角形导轨：不需要鑲条调整间隙， 接触刚度好，导向性和精度保持性好，但 工艺性差，加工、检验和维修都不方便
f W—载荷/速度系数 无冲击振动 v≤15m/min时， f W=1～1.5 轻冲击振动 15＜v≤60m/min f W=1.5～2 有冲击振动 v＞60m/min f W=2.0～3.5 如果寿命以小时计，则
高精度超高速外圆磨床的装配技术
＝
‘
Ａ ．二 ｌ ｘＩ
Ｌ
（） ３
进 行修 磨 、研 磨至 设计 要求 尺寸 ，保证 顶面 与侧 面 （ 带油槽 ）的平面 度与 垂直 度达 到规 定值 。将 静 压 导 轨导 轨块 （ ２块 ）按 图装 配至 体壳上 ，保 证两 导
轨 相互平 行 并调整 间距 至设 计规定 值 ，用螺钉 紧 固 锥 销定位 。实测 出静压 导轨 导轨块 （ 块 ）与体 壳 ２
精 密制 造 与 自动化
２ １ 年第 ４期 ０１
；艺 装 ； 工 与 备
◇ ◇
高精度超 高速外 圆磨床 的装配技术
—
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南
辰 Βιβλιοθήκη （ 上海 机床 厂有 限公 司 上海 ２ ０ ９ ） ０ ０ ３
摘 要 结合 ＭＧ Ｓ ３ ２ 数控高精度超高速外圆磨床，介绍 了高精度超高速外圆磨床中关键零部件的装配技术 。通 Ｋ １３／ Ｈ 过参与对难加工材料的高效精密磨削加工机床的装配，积累了经验 ，所制定的磨床装配工艺 ，能够解决高精度超高速
角—— 政 丝等工序 ， 实际上操作者在钻孔后不经过 但 倒角就直接攻丝 ，这样 就会造 成在零件需要拆装时 ， 螺纹孔经过螺钉 的挤压 会将孔 口反边形成 凸点 ，如不 进行处理就会使配件 原有的精 度在装配后丧失 。 在使 用专 用工 具 时，要严 格遵 守工 艺规 定 ，如
直线 导轨 螺钉 需使 用扭 力扳手 并分 ３次 旋紧 ；直线
外圆磨床的装配难题。新工艺的实施 ，提高了装配效率 ，缩短 了生产周期 ，满足了用户的需要，为今后设计制造新型 的高精度超高速磨床提供参考。
关键 词
高速 磨削 难 加工 床 身
工作 台 砂轮架
闭式液体静压导轨的性能分析与研究
闭式液体静压导轨的性能分析与研究
精密数控车床和车削中心是高精度、高效率的自动化机床,在复杂零件的批量生产中发挥着重要作用。
本文的研究对象是闭式液体静压导轨,它是实现精密进给的运动部件,不仅有着非常高的静态性能和运动直线度,而且具有高刚度、高阻尼等特性。
在运动速度极低的情况下能够运行平稳,不会产生间歇性爬行运动,在精密
和超精密机床上应用广泛。
本文进行了闭式液体静压导轨的结构和液压系统设计。
所设计的导轨采用了闭式结构,能够有效地承载正反向载荷、偏载和颠覆力矩；具有不等面积的对置油腔,可以提高承载能力；采用了双面薄膜节流器,能自动调节各油腔压力以适应外载荷的变化；定压的供油方式充分地保证了压力的平稳和油膜的刚度。
在Solidworks中协同建模,利用ANSYS Workbench对导轨的关键零部件进行了有限元分析。
其中包括静态性能分析、模态分析、基于静态分析的拓扑优化设计和形状优化设计等。
静态性能分析得到最大变形量和最大应力值；模态分析得到各阶的固有频率和振型；基于静态分析的拓扑优化设计,在保证各方面设计要求的前提下,实现轻量化；基于静态分析的形状优化设计,研究了关键尺寸对于静态性能的影响。
在GAMBIT中建模和划分网格,并且以计算流体动力学为基础,利用FLUENT
对导轨的内部流场和温度场进行了数值模拟分析与研究。
得到主油腔的静压力分布云图、动压力分布云图、速度云图和温度分布云图。
本文对于闭式液体静压导轨的性能分析与研究,为导轨的进一步优化设计和实验研究提供了理论依据。