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 指导老师 xxxx 职 称 设计（论文）题目及专题 全自动轴承外圈沟道超精机改装预案 设计所用原始资料： 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 日组织实施单位： 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 日目 录中文摘要 关键词英文摘要 关键词引言第1章 当前超精机简介 1.1 超精机特点 1.2 主要技术参数 1.3 主要工作部件介绍 摆头

2、工件主轴 1.4 机构循环过程第2章 纺机项目组轴承套圈超精加工现状及存在的问题第3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 校核第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：关键词：轴承外圈 沟径差 摆动气缸 PLC程序 传送带 The textile machinery bearing of Shanghai Challenge Automobile Bearing Co., LTD, with its strong rigidity, bear rad

3、ial load is big, manufacturing precision, rotate flexible, stability, low noise, low power consumption, 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 d

4、iameter sent most serious, serious influence production efficiency. If with the same place for ultra precision, can head to the greatest extent will ditch diameter difference control within the process, reduce the size requirement Rework rates, production efficiency. On the material between the hand

5、s and telescopic cylinder for 180 ° install a stroke swinging cylinder can easily solve the problem. By oscillation, change the two front-runners rotating cylinder on the gully position, finishing. Meanwhile to the ultra precision machine, the way to improve feeding conveyor belt transmission,

6、greatly saves a single ring from start processing to finishing warehousing cycle. Keywords: bearing outer ring ditch diameter difference swinging cylinder PLC program conveyor belts 引 言轴承（Bearing）是当代机械设备中一种举足轻重能为纺机乃至整个人本清正带来真正的生产效益。第1章 当前超精机简介轴承是当代机械设备中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

7、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前后沟道超精研加工，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：2058宽度：2050（40-75）2、 技术参数（1） 轴承沟道a、 油石摆动频率 50100

8、0次/min可调b、 油石摆角 0°±12°c、 垂直方向最大快跳量 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 1300×1552×1670（mm）1.3 主要工作部件介绍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。摆头可上下

9、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。工件主轴本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面的紧固螺钉松开，随即转动两侧工件主轴侧面螺杆，使两根滚棒分开或合拢。其间距为两滚棒与工件接触部分外圆的距离，是更换工装的主要技术参数，公式为：最大外径以滚棒与工件接触部分为测量标准。滚棒靠近机座的一段有台阶，用于定位轴承一端，

10、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，一般端盖离工件另一端留有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 机构循环过程只有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：上料进横移进料手下移抓料料手上移横移退拖板进料手下移放料料手上移工件电机开启滑台进油石架下油石补偿摆头电机启动粗超精超油石泄压油石架上滑台退拖板退下一循环第2章 纺机项目组轴承套圈超精加工现状上

11、海清正纺机项目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生产厂家的主要供应商。产品型号有6种：QZF72-6-8（每分钟12万转）、QZF72-6（每分钟9万转）、QZF72-1-31（每分钟8万转）、QZF73-1-14（每分钟6万转）、QZF72-8（每分钟6万转）、QZF1042066（每分钟几千转）。加工分为套圈加工与芯轴加工。在套圈生产中，以每分钟9万转的QZF72-6/01（见附图转杯轴承），外圈最大外径22mm，沟道尺寸15，轴向游隙，径向游隙，加工工艺流为：无心粗磨端面磨内径磨沟道粗磨回火沟道精磨（见套圈

12、沟道精磨工艺卡）内径超精沟道粗超沟道精超无心细磨。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，所用刀具为油石，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，主要是靠油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812um，使其粗糙度达到Ra1.2，且沟径差（两沟道内径之差的绝对值）小于2um。具体操作时，先由右边料道上料，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，排料，检表。在粗超工序中，一般粗糙度很容易达到要求，且深

13、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，而且油石磨耗时间不一，当然也有大沟精磨物料流转下来时也带有沟径差，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生产效率的最大因素。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，若用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

14、精轴承A、B两沟”的实验，并记录实验数据，进行结果分析。随机从沟道精磨料中抽出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/min。其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，而若大沟精磨流转下来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要求内，降低返修率，提高生产效率，最

15、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。在机械运动过程中，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，超精另一沟道。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，选用缸体最大外径小于33mm为宜，查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，其缸径为20，缸体最大外径为29，使用压力为，环境及流体温度为5-60，允

16、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=20mm1、工件的转动惯量计算J取情况下的公式，查知，按圆柱体计算 选2、手部转动惯量的计算 根据手部结构，查知，按长方体计算3、腕部的转动惯量4、腕部回转力矩的计算 （1）克服启动惯性所需力矩式中：手腕回转过程的角速度（1/s）t启启动过程中所需的时间（s） t启=0.1 s图2-4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，M偏=0，腕部与手部联接使用非轴承元件，所生的摩擦力矩M摩不大，

17、为了简化计算可以将M惯适当放大，而省略掉M偏、M摩，这时M总=1.1×M惯那么，轴所受力为11.65N<25N（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。5.1 电磁阀的增设增加两个两位四通电磁阀，用于摆动气缸旋转幻换向所用。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（）。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时的机构

18、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面，进行检表，这样可以有效的减轻操作工劳动负荷，提高生产效率。可参照套圈自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，其中，。电机选用Y80M1-4，其额定功率P=0.55kw，额定转速n=1390r/min，滚筒直径D=0.1m，故传送带理论速度v：传送带传送示意图安装时将电机、滚筒支架直接固定在工作台上。传送带两边用挡板挡住，防止工件在传送途中掉落。传送带靠近操作者一端下

19、放置塑料容器，盛放传送过来的物料。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未达到工艺要求。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。同时对人本集团上海清正汽车轴承有限公司纺机项目组主管蔡燕平、质保科汪广州及纺机项目的胡化兵、设备科的丁凤祥致以真挚的谢意，感谢他们在完成论文期间给予的技术资料提供和参考性意见。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生产中的学习应用过程。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，而是在实际生产过程中，发现制约生产效率的因素，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，所以得靠自己一点点去寻找查阅并摘录