全自动轴承外圈沟道超精机改装预案毕业设计论文(含cad图纸)

1、xxxxx毕业设计（论文）任务书系别机械工程系专业机械设计与制造学生班级 xxxxxx姓名 xxxxx学号xxxxxx扌旨导老师 xxxx职 称设计（论文）题目及专题一全自动轴承外圈沟道超精机改装预案机械设计零件于册设计的主要内容任务下达日期：201年月日学生提交设计期限：201年月日至201 年 月组织实施单位：教研室主任意见：签字：201 年 月 日系领导小组意见：签字：201 年 月 日中文摘要关键词英文摘要关键词引言第1章当前超精机简介1超精机特点1.2主要技术参数1.3主要工作部件介绍131摆头1.3.2工件主轴1.4机构循环过程第2章 纺机项冃组轴承套圈超精加工现状及存在的问题第3

2、章解决方案的提出及预期效果第4章气缸选用及校核4.1选用4.2校核笫5章plc程序变更5.1电磁阀的增设5.2 plc程序的完善第6章其他部件的完善总结附图（表）参考文献全自动轴承外圈沟道超精机改装预案摘要：上海清正汽车轴承有限公司纺织机械轴承以其刚性强，承受径向载荷 大，制造精度高，旋转灵活、稳定，噪音低，结构简单，功耗低等高性能迅速占领市 场，但当前纺织机械轴承外圈的粗超工序中，存在诸多问题，尤以沟径差最为严重, 严重影响生产效率。若以同一个摆头连续超精，可以最大程度地将沟径差控制在 工艺尺寸要求内，降低返修率，生产效率。在料手与伸缩气缸之间安装一个行 程为180。的摆动气缸可以轻松解决这

3、一问题。通过摆动气缸旋转，转变套圈 两沟道位置，进行超精加工。同时对其超精机料道进行改善，采用传送带传送， 大大节省了单个套圈从开始加工到成品入库的周期。关键词：轴承外圈沟径差摆动气缸plc程序传送带abstract： the textile machinery bearing of shanghai challenge automobile bearing co., ltd, with its strong rigidity, bear radial load is big, manufacturing precision, rotate flexible, stability, low n

4、o ise, low power con sumption, simple in structure, high performance rapidly occupation market, but the current textile machinery bearing outer ring of rough super working procedure, has many problems, especially in the ditch diameter sent most serious, serious influence production efficiency. if wi

5、th the same place for ultra precision, can head to the greatest exte nt will ditch diameter d if fere nee control within the process, reduce the size requirement rework rates, production efficiency. on the material between the hands and telescopic cylinder for 180 ° install a stroke swinging cy

6、linder can easily solve the problem. by oscillation, change the two front-runners rotating cylinder on the gully positi on, finishing. mean while to the ultra precisi on machi ne, the way to improve feeding conveyor belt transmission, greatly saves a single ring from start processing to finishing wa

7、rehousing cycle.keywords： bearing outer ring ditch diameter difference swinging cylinder plc program conveyor belts轴承(bearing)是当代机械设备中一种举足轻重的零部件，它的主要功能是支撐旋转 轴或其它运动体，引导转动或移动运动并承受由轴或轴上零件传递而来的载荷，被广泛的 运用于现代工业中。人本集团作为轴承生产的大型企业，产站型号多达3万余种。上海清 正公司是人木集团旗下的了公司，其纺织机械轴承以其刚性强，承受径向载荷人，制造精度 高，旋转灵活、稳定，噪音低，结构简单，功耗低

8、等高性能迅速占领市场，为企业带來良好的效 益。但在纺机轴承生产过程屮，有诸多因素彫响轴承的生产效率。本文首先介绍目询纺机轴承的加工设备和工艺，选其一种型号分析了制约轴承套圈生产速度 的主要因素，并提岀解决方案，对此进行了实验总结，和预期效果评估。对实施方案的主要技术 进行理论分析，并且对机床其他不完善的地方提出改进意见。希望木次改装能为能为纺机乃至整 个人本清正带来真正的生产效益。笫1章当前超楮机简介轴承是当代机械设备小一种举足轻重的零部件，被大量应用于各个工程领域。3mz324-sg是由上海佳创精工生产的全自动轴承外圈沟道超精机，用于对轴承两个沟 道进行粗超和精超两个工序的加工。其在加工过程

9、中可以在同一设备上两次定位，分别 加工前后两个沟道。1.1超精机特点:1、效率高：分别设置左右两个摆头进行而后沟道超梢研加工，中间待料时间短；2、工装简化：由四滚筒支承两个工件；3、自动上下料：机械手上下料；4、工艺性强：工件轴电机、摆头电机均采用交流电机，变频控制，转矩脉动小，转 速可根据工艺要求无级设定；5、智能工控：触摸屏菜单、plc程序控制、变频控制等全数控设定。1.2主要技术参数1、加工范围：外径：4)20<1)58宽度：2050 (40-75)2、技术参数(1) 轴承沟道a、汕石摆动频率 501000次/min可调b、油石摆角 0° ±12°c、

10、垂直方向最人快跳量 010mm(2) 油石压力0.20.5mpa(3) 电机a、工件电机 ysj7134-b3a、电机功率 0.55kwb、转速 1400r/minb、摆头电机 ysj6322-b3a.电机功率 0.25kwb> 转速 2800r/min(4) 过滤与冷却a、离心泵 1.1kwb、冷却泵 0.12kw(5) 总功率 2.75kw3、外形尺寸 1300x 1552x 1670 ( mm)1.3主要工作部件介绍1.3.1摆头由交流电机通过同步带带动偏心轴，再由连杆机构带动摆头部分，对沟道进行超精。 摆头町上下运动，具有油石快跳和油石补偿两个功能。摆头上装有油石夹，上方由补偿

11、气缸加压，随着油石的磨耗，进行自动补偿，达到预定的磨耗尺寸报警时，需把油石从 油石夹拔出，更换新油石。1.3.2工件主轴木机采用四个工件主轴结构，每个主轴安装一个滚棒。更换工装时，仅更换滚棒。 工件主轴安装有7006ac/p5角接触球轴承，并加有足够的预加负载。更换加工零件，需 调整左、右滚棒的间距，先把左右工件主轴座下而的紧固螺钉松开，随即转动两侧工件 主轴侧面螺杆，使两根滚棒分开或合拢。具间距为两滚棒与工件接触部分外圆的距离， 是更换工装的主耍技术参数，公式为：（滚棒最大外径+工件最大外径）x 0.9537-滚棒最大外径敲大外径以滚棒与工件接触部分为测量标准。滚棒靠近机朋的一段有台阶，用于

12、定位轴承一端，控制沟位。另一端安装有端盖， 根据所加工工件长度而改变定位距离，一燉端盖离工件另一端留冇1 -2mm的间隙。见附 图工件定位加工。当滚棒合拢，料手将工件夹持到滚棒时，滚棒卡住工件，滚棒通过主轴电机带动旋 转，然后摆头进，对沟道进行超精加工。如果工件没有完全进入定位槽，主轴旋转时， 通过向心力与主轴轴向推力将工件推入槽内定位。1.4机构循环过程只冇设备在原位状态下才能启动机床，否则机床处于联锁保护状态。循环动作：上 料进一横移进一料手下移一抓料一料手上移一横移退一拖板进一料手下移一放料一料手 上移一工件电机开启一滑台进一油石架下一油石补偿一摆头电机启动一粗超一精超一油 石泄压一汕石

13、架上一滑台退一拖板退一下一循环第2章 纺机项冃组轴承套圈超精加工现状上海清正纺机项ii组主要配套生产纺织机械轴承，其以高精度、高转速、低损耗、 低噪声、长寿命等高质量迅速打入市场，成为目前东南片区纺织机械牛产厂家的主要供 应商。产品型号有6种:qzf72-6-8c每分钟12万转）、qzf726（每分钟9万转）、qzf72131 （每分钟8万转）、qzf73-1-14c每分钟6万转）、qzf72-8 （每分钟6万转）、qzf1042066 （每分钟儿千转）。加工分为套圈加工与芯轴加工。在套圈牛产屮，以每分钟9万转的qzf72-6/01 （见附图转杯轴承），外圈最人 外径22mm,沟道尺寸15,轴

14、向游隙0.015-0.04,径向游隙0.004-0.015mm,加工工艺流 为：无心粗磨一端面磨一内径磨一沟道粗磨一回火一沟道精磨（见套圈沟道精磨工艺 卡）内径超粘沟道粗超沟道精超无心细辭。超精研是沟道机械加工中最后一道工序，主要对沟道超精研磨，所用刀具为汕石， 规格均为r3.5*4*13,粗超油石粒度7000,精超油石粒度有14000与23000两种。精超与粗 超工序都是由3mz324-sg加工。在沟道粗超工序中，主耍是靠汕石与沟道接触通过高速 摆动摩擦来加工沟道表面，加工工艺要求下深度8-12um,使其粗糙度达到rai.2, a沟 径差（两沟道内径z差的绝对值）小于2umo具体操作时，先由

15、右边料道上料，右工位 超精a沟，下料道排料，手动把超精单边的工件拿到左边料道上料，左工位超精b沟，排在粗超工序中，一般粗糙度很容易达到要求，h.深度也能满足要求，但沟径差却经 常过大。由于两边摆头超精时所下深度不一，而且汕石磨耗时问不一，当然也有大沟精 磨物料流转下来时也带冇沟径差，导致沟径差超出工艺允许范围内，接下来就要超精单 边返修沟径差，控制沟径尺寸。这是在粗超工序中制约牛产效率的最大因素。具统计， 当班粗超工序一次加工后，5-7um的沟径差有10.4%, 3-4um的沟径差有28%,这是在最理 想的情况下统计所得的结果，而且8um以上的没有计入。也就是一次性合格率在机床最 稳定的情况下

16、仅为61.6%。第3章 解决方案的提出针对上述情况，我们设想同一摆头所下深度基本恒定，若卅同一摆头超精套圈两边 沟道，尺寸应该基本一样。由此进行“同一摆头连续超精轴承a、b两沟”的实验，并 记录实验数据，进行结果分析。随机从沟道精磨料屮抽岀28只工件进行单摆头粗超加工, 主要参数设置如下:粗超时间12s,精超时间5s,摆头电机高速750r/min,低速40r/min, 主轴电机低速600r/min,高速500r/mino k-中左右工位主要参数设置一样。根据实验“同一摆头连续超精轴承外圈a、b两沟数据记录表”的统计结果可以看出， 连续加工所下深度基本相同，概率达到95%以上，而若人沟精磨流转卜

17、-來的物料完全达 到工艺要求，则粗超加工的沟径差几近为零。所以，以同一个摆头连续超精加工同一工 件两沟道，可以最大程度地将沟径差控制在工艺尺寸耍求内，降低返修率，提高生产效 率，最直接的提高当班产量。基于上述理论，可通过改变机床部件运动顺序来实现。在机械运动过程屮，先超精 一个沟道，然后料手下，抓料，料手上，料手旋转，料手下，放料，料手上，超粘另一 沟道。在料手与伸缩气缸z间安装一个行程为180。的摆动气缸可以轻松解决这一问题。通 过摆动气缸旋转，转变套圈两沟道位置，进行超精加工。第4章摆动气缸选用及校核4. 1选用已知，原机床料手夹紧气缸承载体宽33mm,所以，选卅缸体最人外径小于33mm为

18、宜, 査smc产品样本第4版资料，选择smc叶片式摆动气缸crb2系列中的crb2bw10-180s, 具缸径为0 20,缸体最大外径为0 29,使用压力为0. 15-0. 7mpa,坏境及流体温度为 5-60,允许轴负载轴向20n,径向25n,接管位置位于缸体侧面。其零件图见附图摆 动气缸。4.2校核：已知工件最大外径22mm长度l=61mm 质量m=78g料手夹紧缸体横截面a=40mm b二20mm1、工件的转动惯量计算门厶 61_a = 11 > = = 7.o/nm8 8j取/?>-情况下的公式，查常见儿何体转动惯虽公式表矢口，按鬪柱体计算8选j | f| 二寻（i? +3

19、r2）= 78x° 3 （61 x 10 3 + 3 x 0.00763） = 0.4 x 10_3 kgm22、手部转动惯量的计算根据手部结构，查常见几何体转动惯量公式表知，按长方体计算加乎部=2.5kg.m(a2 +b2)丿手部=12= 2.5x(0.040.022)=041xl().32123、腕部的转动惯量丿腕部=丿匚件 + 丿手部=0.4 x 1 o'3 4- 0.41 x 1 o'3 = 0.81 x 10 3 kgm14、腕部回转力矩的计算（1）克服启动惯性所需力矩m惯co式中：3 于腕回转过程的角速度（1/s）t心启动过程中所需的时间（s） t启二01

20、 sc <180x60 >2ttx -co =27m(360 丿60m.=j 腕部=0.81xl03 =0.025m0.1（2）腕部回转所属的总力矩m总、:由于手夹持在工件重心（中心）位置转动,转矩图表图2-4偏二0,腕部与手部联接使川非轴承元件，所主 的摩擦力矩療不大，为了简化计算可以将財惯适当放人，而省略掉必偏、m摩, 这时总二11 x 惯那么，m总=l.lx0.025=0.027nm轴所受力为11.65n25n （安全）。第5章plc程序变更围绕摆动气缸的增设，还需对其他部件进行完善：一是电磁阀的增加；二是plc程 序的改进。5电磁阀的增设增加两个两位四通电磁阀，用于摆动气缸

21、旋转幻换向所用。控制摆动气缸的使用气 压可按机床气压0.2mpa，也符合气缸规定使用压力（0. 15-0. 7mpa）。5.2 plc程序的改进机床使用全plc程序控制，所以根据机械循环动作，还需对plc程序进行修改和补充。 具体如下：需要满足自动循环过程中的所有机构运动（一次循环摆动气缸工作摆动一次），同时 满足返修沟径差吋的机构运动（无需摆动气缸工作）。第6章其他部件的完善由于在机床两边上料、下料、人工运料，还经常有排料不畅现象，操作工劳动强度 大，所以，可以撤出下料道，改为传送带输送。将已加工工件直接运送到机床正而，进 行检表，这样可以有效的减轻操作工劳动负荷，捉高生产效率。可参照套圈自

22、动线生产中的传送带装置,采用锥齿轮、直齿圆柱齿轮减速传动。传 动比i=100, k中如齿=5, “曲=20。电机选用y80m1-4,其额定功率p=o.55kw,额定转速n=1390r/min,滚筒直径d=0.1m,故传送带理论速度v：=4.4m / s传送带传送示意图y80m1-40. 55kw1390rpm安装时将电机、滚筒支架直接固定在工作台上。传送带两边用挡板挡住，防止工件在传送途 屮掉落。传送带靠近操作者一端下放迸塑料容器，盛放传送过來的物料。加工物料时，要检测两边摆头所下深度，防止其他原因造成两沟道尺寸耒达到丄艺要求。总结本次毕业设计是在徐成福老师的指导下完成的，在此，表以衷心的感谢

23、。同时对人本集团上 海清正汽车轴承有限公司纺机项h组主管蔡燕平、质保科汪广州及纺机项n的胡化兵、设备科的 凤祥致以真挚的谢意，感谢他们在完成论文期间给了的技术资料捉供和参考性意见。此次设计是针对我所工作的岗位超精工序中存在的一些不足所提出的一些改进方案，也 是毕业实习期间理论结合实际，将所学专业知识用于实际主产屮的学习应川过程。这次设计不同 于往日在校时的课程设计，不是一味的仿造原样本，“依葫芦画瓢”式的修改参数文字照抄，而 是在实际牛产过程中，发现制约牛产效率的因索，找出问题根源，并提出解决方案，着手实施的 综合知识、技能运用的过程。在设计中，有关于技术性的资料不可能像在校时那么现成，所以得

24、靠白己一点点去寻找查阅 并摘录，由此锻炼了口己口主学习能力和解决问题能力，主要是对实用信息的检索与摘要。由于 木次设计是由个人独立完成，所以也认识到团队的重要性，由于种种原因，我自己只能完成机械 部件的改装，而关于plc程序部分，还得依靠生产厂家或者设备科来改善。当今社会，只有依靠 团队优势，分工合作，才能发挥最人能力。希望木论文的机床改装方案能为纺机乃至整个人木清正带来真正的生产效益。最后，对我的指导老师徐成福老师再次致以真挚的谢意，感谢他对这次设计的悉心指导。谢 谢！参考文献1 全白动轴承外圈沟道超精机说明书.上海佳创精工机械有限公司2 季明善.液气压传动北京：机械工业出版社,2001.9

25、3 吴寅牛.机床电气.北京：机械工业出版社,2001.94 smc产品样本.smc（中国）有限公司5 余雷声.电气控制与plc应用.北京：机械工业出版社6 魏兵.机械原理武汉：华中科技大学出版社，2007.37 阎邦椿.机械设计零件手册.北京：机械工业出版社，20108 刘俊杰.带式输送机的设计与应用农机化研所，2006. 3表一：同一摆头连续超精轴承外圈a、b两沟数据记录表左工位沟道ababababababab前206640-1-3z3j.24z3二后131367811810691214108深h1312139h9139jo10101312左工位沟道abababababababno10-7-

26、9z8二-7-527-6-4z3z3h 1131321254511173477深12139101091110910981010右工位沟道abababababababijijz5z3-4414102121z9z8后6865101310128jo61011深hh10999111210989109右工位沟道abababababababijij226-7367932-6735后14124312141618hh341417深121010109899899111112注：“前”一一超精前仪表读数“后”一一超精后仪表读数“深”超粘后沟道所下深度其中精度为lum表二常见几何体转动惯量公式表描述图形转动惯量注解2i = mr此表示法假设了 壳的厚度可以忽 略不计。此为下 一个物体，当其 n=j2时的特例。两端开通 的厚圆 柱，內半 径n，外半径切咼打质量ziz = a 阡 + r22)h = iy =3(ti2 + r22) + fe2or when defining the normal