垂直修整器设计说明书_毕业设计论文.doc

垂直修整器设计说明书 1 绪论 课题背景及目的 随着工业的不断发展，对机械零件加工质量的要求也是越来越高，在加工精度和表面粗糙度的这些主要的技术指标的要求更为严格。尤其是高档汽车发展的需要和芯片产业的不断膨胀和升级，对加工精度和质量不断提出新的要求，也不断促进了机械加工行业的发展。而磨学加工目前还是保证高精度主要方法，在磨床的需求量上也是不断增加，在机床中所在的比例也越来越大。据欧洲机床展览会（EMO）的调查表明：25%的企业认为磨削是他们应用的最主要的加工技术，车削只占23%，转削占22%，其它的占8%；而磨床在企业中占机床的比例高达42%，车床占23%，铣床占22%，钻床占14%[1]。而在这一大批的磨床中仍有不少是低端产品，很难适应机械行业快速发展的需求。尤其是在国内，这种情况就是更我严重，并且大多数磨床并没有实现数控化。加上我国汽车行业不断升温，芯片行业也开始成长，此外，为了提高产品的性能，一些新材料也涌现出来，难加工的脆硬材料也开始增多，以及一些磨削研究的需要。这一系列的情况都要求我国研究适合国情的高精度磨床[1,2]。 国内外都采用超精密磨削，精密修整，微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究，以求得到亚微米级的尺寸精度。日本见面磨削时代使用的砂轮粒度为4000＃－8000＃，其微粒的平均尺寸为1.5－4，加工后工件表面粗糙度可达到0.001－0.003，日本开发了电解在线修整（ELID）超精密境面磨削技术，使得用超细微超硬磨料制造砂轮成为可能，可实现硬脆材料的高精度，高效率超精密磨削。做平面研磨运动的双端面精密磨削技术，其加工精度，切除率都比研磨高得多，且可获得很高的平面度。电泳磨削技术也是一种新的超精密级纳米磨削技术。它是在机床无切深进给条件下，利用吸附在磨粒层本身厚度的增加来实现微量进给。在普通机床上应用该技术，不仅可以有效地降低工件表面粗糙度，同时还可以实现微米级的磨削精度。 超精密加工技术已在诸如航空、航天、计算机、电子、能源等领域得到了广泛应用。超精密磨学技术是其一个重要铸成部分。目前世界上最先进的超精密磨床当属由Cranfield大学精密工程所(CUPE)研制的QAGM2500，此设备可用于加工大型天文望远镜等大型超精密零件。我国对于超精密磨削技术的研究刚刚起步，其中一个重要原因就是缺乏超精密磨削设备，所以研制超精密磨削设备，特别是大型超精密磨削设备已成为当务之急[3-5]。 国内外研究现状 1.2.1 世界磨床发展 不久前举行的美国芝加哥国际制造技术展览会(IMTS)上，我们了解到目前平面磨床的发展趋势和世界机床技术的一些特点。 平面磨床发展趋势 据不完全统计，本届展览会有20多家平磨专业生产厂以平磨实物形式参展，包括了欧、美、日及我国的主要平磨制造厂，有60多台平磨，主要特点是： －－从规格上看，以小型平磨为主，在全部平磨展品中，台面宽200mm以下的几乎占50%，小规格机床的运输及布展比较方便；国外平磨不分普通、精密、高精度的精度等级，相对小规格机床，精度容易做得很高；在国际市场上，中、小规格平磨的潜在需求很大。 －－从控制上看，70%以上的平磨展品为数控型，有单轴、双轴及三轴数控，最多达五轴控制，尤其是400以上的大规格机型，全为数控型。由于技术水平的发展导致功能变化，平磨已从传统的平面磨向成形磨转变，常规控制已难以实现功能的要求。数控平磨已形成一个市场潮流。 －－从功能上看，50%以上的平磨不仅仅用于水平平面加工，而且转向成形、台阶、切入、快速抖动、三维空间曲线等表面磨削加工，如ELB、BLM公司以平磨为基础变化而成的五轴联动磨削中心，可实现非平面型复杂曲面的磨削；Unison、Trutech公司的柔性磨削系统，可实现成形、无心、外圆、工具、轮廓等磨削工艺；还有裕福、Parker公司等的快速抖动磨等，反映出平磨是磨床类机床中演变潜力最大的一种机型。 发展呈现四大变化 作为国际制造技术展览会，金切机床历来都是最大的展点，IMTS亦不例外。加工中心、车削中心、磨削中心、数控车、数控铣、数控镗等金切机床，构成了庞大的展品群，这些由传统的切削原理结合现代设计理念和先进的控制技术相融合而成的金切机床，代表了世界机床的发展方向和趋势。 －－高速、复合、高精度、高刚性仍是金切机床的发展主调，但又有新的变化。复合，已从原来的为复合而复合转为从实用高效考虑为主，如车、铣复合，车、铣、钻的复合，铣床和电火花的复合；从功能上看，复合型机床的针对性很强，针对某类零件考虑；从精度上看，定位精度＜2μm，重复定位精度≤±1μm的机床已比比皆是；从主轴转速来看，8.2kW主轴达60000r/min，13kW达42000r/min，高速已不是小功率主轴的专有特征；从刚性上看，已出现可加工60HR