毕业设计说明书
目 录
1前言…………………………………………………………………………………1 2总体方案论证………………………………………………………………………2 2.1进给磨头的确定…………………………………………………………………2 2.2工作台高度的确定………………………………………………………………2 2.3工作台工作方式…………………………………………………………………2 3磨头设计……………………………………………………………………………3 3.1工件材料…………………………………………………………………………3 3.2砂轮的选择………………………………………………………………………3 3.2.1磨料的选择……………………………………………………………………3 3.2.2粒度的选择……………………………………………………………………4 3.2.3磨具硬度的选择………………………………………………………………4 3.2.4结合剂的选择…………………………………………………………………5 3.2.5磨具形状及尺寸的选择………………………………………………………5 3.3.1磨削功率计算…………………………………………………………………6 3.3.2选择电机………………………………………………………………………7 3.4磨头主轴的设计…………………………………………………………………8 3.4.1磨头主轴的结构设计…………………………………………………………8 3.4.2轴的最小直径估算……………………………………………………………9 3.4.3轴的总长度……………………………………………………………………9 3.4.4各轴段直径和长度的确定…………………………………………………10 3.4.5轴承的选择…………………………………………………………………11 3.4.6轴承的润滑…………………………………………………………………11 3.4.7滚动轴承的密封……………………………………………………………11 3.5磨头进给系统设计……………………………………………………………12 3.5.1套筒和导向套的设计………………………………………………………12 3.5.2上磨头进给系统设计………………………………………………………13 3.5.3齿轮轴的校核………………………………………………………………18 4结论………………………………………………………………………………21 参考文献……………………………………………………………………………22 致谢…………………………………………………………………………………23 附录…………………………………………………………………………………24
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立式磨簧机设计（总体、磨头设计）
1前言
弹簧是人们熟悉的机械基础件，它适用于缓冲或减振，在机械设备、生活用品上的各种弹性元件都属于弹簧。弹簧元件在机械设备中往往处于运转的关键部位，它的质量优劣对主机的质量水平有重要影响。弹簧的优劣不仅取决于弹簧材料，还取决于弹簧的加工工艺。中国弹簧行业专业化、自动化程度还比较低，不少工序还停留在手工操作水平上。工人劳动强度大、劳动条件差、生产效率低。国外磨簧等关键工序都已实现机械化、自动化。德国磨簧机有10种，中国仅有4种，而且设备精度较差。为满足国内弹簧生产的需要现设计立式磨簧机。
磨簧机主要用于弹簧端面的磨削。弹簧钢丝经过卷簧机卷制，形成弹簧的半成品，其两个端面不平行，还不能满足使用要求。需要通过磨簧机将半成品的两个端面磨平，并使两端面与弹簧的轴线保持一定的垂直度。
磨簧分两种形式：A.只需将弹簧端面磨平；
B.高度磨削。除了要把弹簧端面磨平外，还要把弹簧磨到指
定的高度。
本课题来源于盐城市双圆弹簧厂。为高效率磨削弹簧端面需设计立式磨机。其 中：
a.磨簧机应能满足加工要求，保证加工精度； b.磨簧机应运转平稳，工作可靠，结构简单； c.工件装卸方便，便于维修、调整； d.尽量使用通用件，以便降低制造成本。 在陈祥林老师的指导下，首先进行了方案论证，确定机床总体结构。由于磨簧机是针对弹簧磨削而设计的，所以整个设计过程都是围绕弹簧磨削这一功能而展开的。首先根据弹簧的材料，选择合适的砂轮，然后根据普通磨削的要求确定砂轮转速、工件转速、砂轮的进给量等。根据以上的参数计算磨削功率，分析拟定传动装置的简图，画出总装备图，然后根据装备图设计零件图。
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2总体方案论证
本次设计的课题是立式磨簧机，用于弹簧端面的磨削。为避免弹簧多次装夹引起的加工精度误差，以及减少装夹时间，拟采用两个砂轮一起磨削，提高工作效率。两个砂轮有两个独立的电机驱动。为适合加工不同高度的弹簧，以及在磨削时砂轮实现进给运动，磨头要能实现轴向移动。为简化传动机构的结构，只要一个磨头实现进给，另一个磨头固定。
2.1进给磨头的确定
为弹簧顺利进入磨削区域，下磨头要和工作台处于同一个平面。假如下磨头实现进给运动，那么工作台也要随着磨头运动。工作台比较质量比较大，上下运动在结构上比较复杂，定位难以实现，加工精度难以得到保证。综合各方面因素，确定由上磨头实现进给运动。下磨头在经过长时间的磨削运动，砂轮厚度会减小，砂轮就会低于工作台，料盘就难以实现旋转运动。所以砂轮经过一段时间磨削后，下磨头需要实现高度补偿，使砂轮和工作台重新处在同一个平面。在结构上用升降杆来调节下磨头高度。
2.2工作台高度的确定
工作台的高度主要根据人的身高来确定，工作台不宜太高，太高会使工人的手上抬，长时间工作会加快工人的劳累；工作台太低，使工人弓着腰工作，同样加快工人的疲劳。工作台高度定位标准是使工人工作舒适。综合国人的平均身高，工作台的高度拟确定120.5㎝。
2.3工作台工作方式
为便于以后磨头的维修、调整，把工作台设计成活动的，即磨头在维修、卸载时可以方便地把工作台打开。
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立式磨簧机设计（总体、磨头设计）
3磨头设计
3.1工件材料
弹簧材料的种类繁多,目前大量使用的是弹簧钢,其次是具有特殊性能的弹簧材料,如不锈耐酸钢、耐热钢(合金)、铜合金以及橡胶、塑料等。
一般弹簧钢包括: a.碳素弹簧钢 ； b.合金弹簧钢 。
本次设计拟确定工件材料为碳素弹簧钢和合金弹簧钢。
3.2砂轮的选择
砂轮选择应考虑的因素：
砂轮对磨削过程的影响是多方面的，其中包括加工精度，表面粗糙度和生产效率等。为了获得良好的磨削效果，正确选择砂轮十分重要。选择砂轮时主要考虑下列磨削条件和技术要求：
a．工件材料的物理机械性能； b．工件的热处理方法；
c．工件的加工精度和表面粗糙度的要求； d．工件的形状和尺寸； e．工件的磨削余量；
f．磨削方式（外圆、内圆或平面磨、开槽、切断等）；
g．磨削用量，切削液情况，磨床情况，生产类型以及操作者的熟练程度。
3.2.1磨料的选择
磨料直接参加磨削工作，所以磨料的硬度要高，耐热性要好，还要具有一定的韧性和强度；为了能进行切削，磨料上还必须具有锋利的边刃。
磨料分为天然磨料和人造磨料两大类。一般天然磨料含杂质多，质地不均。
表3-1磨料的特点和应用范围 磨料名称 棕刚玉 白刚玉 新代旧代特点 号 号 A WA GZ GB 应用范围 棕褐色、硬度高韧度大、磨削和研磨碳钢、和金价格便宜 刚、铸钢、硬青铜等 白色，硬度比棕刚玉略高，磨削、研磨、衘磨和超韧度较棕刚玉低 精加工、淬火钢、高速钢、螺纹、齿轮及薄壁零件等 4
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单晶刚玉 SA GD 浅黄色或白色，颗粒呈球磨削、研磨或衘磨不锈状，硬度和韧度都比白刚钢和高钒高速钢等高玉高 强度韧度大的材料 微晶刚玉 MA GW 颜色于棕刚玉近似，刚度磨削或研磨不锈钢、轴高，韧度和自励性能良好 承钢、球墨铸铁、并适于高速磨削 玫瑰红，或紫红色，硬度磨削、研磨、或衘磨淬和韧度比白刚玉高，磨削火钢，高速钢轴承等表表面粗糙度细小 面粗糙度值要求较小的量具，仪表零件和薄壁工件 铬刚玉 PA GG 根据弹簧材料：碳素弹簧钢或65Mn来确定磨料，并对照磨料的应用范围来选择。
对照表3-1，综合考虑磨料的应用范围以及价格，磨料选择棕刚玉，代号：A。
3.2.2粒度的选择
砂轮的粒度是指砂轮所含磨料颗粒尺寸的大小，通常以粒度号表示。磨料按其颗粒尺寸大小分为41个号，粒度号数越大颗粒越小。
选择磨料粒度时应遵循以下原则：粗磨用粗粒度、精磨用细粒度；工件材料软、塑性大（如有色金属）和磨削面积大的时，为避免砂轮堵塞，应选用粗粒度；成形磨削和高速磨削时粒度应选细些；磨削淬火钢及硬质合金钢时，宜选用中等粒度的磨料；内磨应选用较外磨为粗的粒度；磨削大尺寸工件、薄板及薄壁工件应选用较粗的粒度。
表3-2不同粒度磨具的使用范围 粒度号数 实用范围 磨钢锭、去铸件毛刺、切钢坯等 一般外圆、内圆、平面、无心磨、工具磨等 外圆、内圆、平面、无心磨等半精磨 精磨、成形磨、衘磨、超精磨刀具刃磨 精密磨、衘磨、螺纹磨等超精加工 研磨、精细磨、境面磨等超精加工 非金22#~40# 刚石46#~60# 磨具 60#~90# 100#~240# 280#~W20 W20以下 表3-3加工表面粗糙度与磨料粒度的关系 磨料粒度 24#~36# >36#~46# 加工表面粗糙度Ra(μm) ≤5 2.5~1.25 5