⑦后床身长度
（考虑砂轮架和修整器大小按经验给定）； ⑧整个床身宽度
（视觉效果）； ⑨砂轮架中心与机床床身对称线相距
图3－2 磨床纵向尺寸 2.横向尺寸 1）画出横向尺寸床身的V型导轨作为横向尺寸的基准，画出床身的平面导轨作为高度尺寸的基准线，根据确定的工作台参数，导轨参数B1’，B2’中心画出左视图 2）确定上，下工作台厚度和宽度 （1）厚度：用类比法 上工作台
中心 （3－1） 下工作台
中
心 （3－2） 'l为工作台导轨的中心距，工作台导轨选用 取
（2）宽度
工作台
（3－3）
∴ ∴
∵
∵
工作台 3）确定头，尾架顶尖中心位置 顶
尖中心安排在V型导轨的中心线上，这样有利于磨削最小直径工件的，砂轮架趋近于工作台不致相碰。缺点是使导轨的承载压力较大，故常适当加宽V型导轨的宽度。 4）确定头尾架顶尖中心至床身底面的高度H
左右[1] 根据工人身高，经验。类比取
）工作台回转中心位置
）确定机床总高所以H取2000mm。
3.3.5 砂轮架相关尺寸设计 （1）砂轮架导轨（V—平导轨）
1] 考虑到砂轮的大小及重量与砂轮架的稳定
B9
头架测量仪
性，取L`中心=500mm，从而可定出砂轮架的宽度约为600mm，导轨为0.15MPa 的卸荷导轨。
3.3.5 砂轮架相关尺寸设计 （1）砂轮架导轨（V—平导轨）
考虑到砂轮的大小及重量与砂轮架的稳定性，
取L`中心=500mm，从而可定出砂轮架的宽度约为600mm，导轨为0.15MPa 的卸荷导轨。
图3－3 砂轮架的导轨 （2）砂轮架横向行程长度l横 横丝杆快
速快速 （3 －4） 式中s快速为砂轮架快速进退的行程，一般取60~150mm。此处取111mm。
砂砂min丝
杆工件max工件min （3－5）
安全系数取0.1足够
横（l横取373） （3）砂轮
架高度和长度 砂轮架箱体导轨的高度h3，砂轮底板滑台高度h4，砂轮中心距砂轮底面高度h5，与后床身顶面至平
导轨的高度h0，为避免上，下工作台运动时与箱体相碰，安装在后床身上的垫板顶面需低于上下工作台的顶面，同时考虑横向进给机构穿过床身的位置等，根据经验 ①
取
②砂轮架中心距后床身顶面
③砂轮架底
座安装修整器，内有传动丝杆 取
④后床身进给导轨内装丝杆 取
∴ 取9l=900mm ⑥砂轮架导轨长度横
∴
取
（4）砂轮架主轴电机的选择 ①用类比法，砂轮架主轴电机的功率取15kw； ②
计算法
切电空 （3－6）
砂
取
电
3.3.6 头架相关尺寸的确定
①长，宽，高：（3－7）
②主轴锥孔：莫氏5#锥孔 ③中心高：
通过以上计算头架中心高取180mm ④主轴转速
砂 （3－8） 取
⑤交流伺服电机选择 用类比法，交流伺服电机选择
IFT5076-DA(D1 18N-M)电机
砂轮磨削工件需要的功率
（3－9） 交流伺服电机通过20/38的双楔齿轮带传递给工件，即 实 ∴合格 ⑥主轴不旋转，主轴靠拨盘带动旋转 3.3.7 尾架相关尺寸的确定
①5#莫氏锥孔 ②中心高180mm，台面倾斜10° ③直线滚动导轨 ④液压油缸，顶紧力12~15kg 3.3.8 工作台
要求上，下台面便于调整头尾架，便于安装滚珠螺母。倾斜10°以便于头尾架定位，冷却液回流；及使头尾架不等高时修刮侧面 3.3.9 横向进给机构
交流伺服电机----联轴器----滚珠丝杆----砂轮架 压力卸荷导轨 压力油0.15Mpa 卸去60%~75%压力 V—平导轨 100*90*500 砂轮架行程 3.3.10 砂轮修整器
伺服电机---丝杆---修整器 直线滚动导轨 主轴直径D=50mm，采用液体动压轴承(16r/min 6.3Mpa) 修整速度160mm
3.3.11 液压系统
①修整器；②尾架；③量仪（两个）；④润滑油；⑤床身导轨；⑥砂轮架卸荷导轨；⑦丝杆；⑧直线滚动导轨；⑨间歇 3.3.12 电气部分
SIMENS 810G 控制五坐标轴 砂轮架主轴 3.3.13 机床保护系统
①静压供油系统 压力继电器 压差发讯器 液压控制器 电路延时 ②尾架伸缩油缸静压供油系统：设置自动循环电路，可手动，也可用于脚踏。当工件旋转时，由于互锁装置，使起无效。 ③油箱液压控制 ④数控系统（在各坐标轴）自诊断与保护功能 如：电池电压低 程序错误 ⑤各坐标轴由行程开关控制最大位移量 ⑥安全防护罩（砂轮罩，机床前罩）全封闭式 ⑦导轨面保护 Ⅰ 工
砂 修整器直径
故
线 修整器行程为
横
工件最大磨削力
作台导轨：不锈钢可伸缩防护罩 Ⅱ 砂轮架导轨：㈠前部：翻板式护罩+橡皮（防水）；㈡后罩：钢罩。 Ⅲ 修整器导轨：折叠式
第4章 部件设计（砂轮架）
4.1 砂轮架设计的基本要求
砂轮架是磨床上用来带动砂轮作高速旋转的关键部件，主要由传动部件和主轴轴承部分组成，主轴与轴承是砂轮架的主要组成部分，因此对砂轮架设计提出的基本要求也是针对主轴轴承部分的。 砂轮架设计应满足以下几点基本要求[1] ： 1.主轴旋转精度高，旋转稳定； 2.主轴轴承系统刚性好； 3.振动小，发热低，不漏油； 4.装配制造简单，调整维修方便。 4.2 主轴旋转精度及其提高措施
1.砂轮架旋转精度是指主轴前端的径向跳动和轴向蹿动大小，它直接影响工件的表面粗糙度和表面缺陷。一般端面外圆磨床砂轮架允许的径向和轴向跳动允许误差取5μm~~10μm。 2.提高主轴旋转精度的措施 （1）选择合适的主轴轴承：动静压轴承； （2）提高主轴的加工精度； （3）正确选择主轴轴向止推方式：液体静压推力轴承。 4.3 主轴轴承系统的刚性
主轴轴承系统的刚性是指在磨削力或传动力作用下，主轴轴承抵抗变形的能力。通常以主轴前端的挠度来度量。过低的刚性会降低磨削生产率、加工精度和工件表面的粗糙度，引起直波形和螺旋线缺陷。
4.4 砂轮架主轴初步设计
1. 砂轮架主轴的强度校核 进行轴的强度校核时，应根据轴的具体受载及应力情况采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。对砂轮架主轴来说，由于采用了卸荷皮带轮装置，砂轮架主轴主要承受扭矩，应该按照扭转强度计算，且在选取许用应力时应该选取较小值。砂轮架主轴材料采用42MnVB，并进行淬火，故选取许用应力为40MP。 轴的扭转强度条件为
切应力（单位为MP） T—— 轴所受扭矩（单位为
（4－1）
——扭转
） TW—— 轴的扭转截面系数（单位为
3mm） p—— 轴传递的功率（单位为KW） n—— 轴的转速（单位为r/mm） d—— 计算界面处的直径（单位为mm）
—— 许用扭转应力（单位为r/mm） 由上式可得轴的直径为
（4－2）
由上述计算可以得知砂轮架最小