磨床精化与改造PDF电子书下载

（一）磨削特点 1

1．磨削机理简介 1

目录 1

第一章 绪论 1

一、磨削特点及其工艺 1

2．磨削力的计算 4

3．金属切除量计算 6

4．磨削特点 7

1．磨料的种类和粒度 8

（二）磨料和砂轮 8

2．砂轮的硬度、结合剂和组织 12

3．砂轮的代号和选择 14

4．砂轮的磨损与修整 18

1．磨削的分类 21

（三）磨削工艺概述 21

2．磨削工艺参数的选择 22

3．磨削冷却液 23

1．高速磨削的特点 26

（一）高速磨削 26

二、现代磨床技术发展概况 26

3．高速磨削时机床的改装 27

2．高速砂轮的选择 27

（二）强力磨削 28

1．用微处理机控制磨床 30

（三）提高磨床自动化程度 30

2．适应控制磨床 31

3．程序控制磨削 32

1．提高砂轮主轴的回转精度 33

（四）提高磨床的磨削精度 33

4．缩短辅助时间，提高自动化程度 33

4．提高精度的热稳定性 35

3．提高驱动机构的灵敏性 35

2．提高导轨性能 35

1．磨床效率低 36

（一）现有磨床的技术状况 36

5．提高进给机构的精确度 36

6．操作性能的改进 36

三、现有磨床的技术状况及精化改造的途径 36

1．设备改造的技术可能性 37

（二）现有磨床精化改造的途径 37

2．磨床的精度和精度保持性差 37

3．磨床的寿命低和性能差 37

4．磨床配置的附件不全，万能性差 37

2．磨床改造的主要方向 38

3．磨床的改造与修理相结合 39

4．磨床改造的具体方法 40

（三）磨床精化改造的技术措施 41

5．磨床改造多方案性的分析比较 41

1．静刚度 42

2．抗振性 43

3．热变形 45

4．噪声 46

1．尺寸精度对磨床性能的要求 49

（一）零件磨削与磨床性能的关系 49

第二章 磨床各部件精化改造的主要途径 49

一、概述 49

3．波纹度对磨床性能的要求 51

2．形位精度对磨床性能的要求 51

4．表面光洁度对磨床性能的要求 52

（二）制定磨床精化改造方案的步骤 56

5．零件精度及磨削用量对磨床各部件精化的综合要求 56

1．主轴系统与磨削精度的关系 58

（一）主轴系统 58

二、砂轮架和工件头架 58

2．各类主轴轴承的特点 62

3．主轴系统精化改造的途径 70

（二）砂轮架及工件头架的振动 74

1．振动对砂轮架及工件头架性能的影响 75

2．磨床精化改造中减少砂轮架及工件头架振动的主要途径 76

1．砂轮静平衡 77

（三）砂轮和转子系统的平衡 77

3．对重式砂轮动态平衡装置 80

2．砂轮动态平衡 80

4．转子系统动平衡 86

1．热变形对砂轮架性能的影响 87

（四）砂轮架的热变形 87

2．减少砂轮架热变形的途径 88

（一）进给机构对磨削精度的影响 90

三、进给机构 90

（三）传动刚度的计算方法 91

（二）进给机构精化改造的途径 91

1．根据运动部件不出现爬行的条件估算传动系统刚度 92

（一）床身及导轨与磨削精度的关系 97

四、床身及导轨 97

2．根据微量进给的灵敏度计算传动系统刚度 97

（三）塑料导轨 100

2．改善导轨的摩擦特性 100

（二）导轨精化改造的主要途径 100

1．提高导轨几何精度 100

（四）静压导轨 104

1．结构型式和有效承载面积 105

3．单面薄膜开式静压导轨 107

2．毛细管节流开式静压导轨 107

5．卸荷开式导轨 115

4．定量供油开式静压导轨 115

7．静压导轨制造和调整注意事项 119

6．毛细管节流不等油腔闭式静压导轨 119

1．滚动导轨的结构 121

（五）滚动导轨 121

2．滚动导轨的设计原则 123

3．滚动导轨的设计计算 126

1．热变形对床身导轨的影响 131

（六）床身的热变形 131

4．滚动导轨的润滑与防护 131

2．减少床身热变形的途径 132

1．离心过滤 133

（二）冷却液净化的主要方法 133

五、冷却系统 133

（一）冷却系统对磨削质量的影响 133

4．涡旋分离器 134

3．磁性过滤 134

2．纸质过滤 134

（三）冷却方式 136

（一）主轴系统设计及方案论证 139

一、概述 139

第三章 磨床主轴系统的设计 139

（二）主轴系统结构形式的选择 141

（三）主轴系统的系统刚度 143

1．外载荷对轴系变形的影响 144

2．系统刚度的计算 146

3．多支点轴的弯曲变形 147

4．提高主轴系统刚度的措施 151

（四）主轴系统的临界转速 153

1．两支点轴临界转速的计算 154

2．三支点轴临界转速的计算 157

1．滚动轴承的润滑 159

（五）润滑方式和润滑油 159

3．液体静压轴承的润滑 160

2．液体动压轴承的润滑 160

1．滚动轴承轴系的密封 161

（六）主轴系统的密封 161

2．滑动轴承轴系的密封 162

（一）滚动轴承的选择和支承型式 166

二、滚动轴承组合的设计 166

（二）滚动轴承间隙的调整和预紧 169

1．滚动轴承的游隙 170

2．滚动轴承预紧的方法 171

1．单油楔向心轴承的性能计算 173

（一）单油楔向心轴承 173

三、动压滑动轴承的设计计算 173

2．结构参数的选择 175

1．轴承结构型式及成型面截线 179

（二）整体成型面多油楔向心轴承 179

2．结构参数的选择 182

3．多油楔向心轴承承载能力的计算 184

1．结构参数的选择 200

（三）短三瓦调位向心轴承 200

3．轴承刚度的计算 201

2．轴承承载能力的计算 201

1．弹性变形部分几何参数的选择 203

（四）整体弹性变形多油楔向心轴承 203

（五）成型面止推轴承 205

2．弹性变形轴承承载能力的计算 205

1．结构参数的选择 206

2．轴承承载能力的计算 207

1．轴承的类型 208

（一）轴承的类型和设计时的简化假设 208

四、液体静压向心轴承的设计计算 208

2．静压轴承的供油方式 211

3．向心轴承计算中的简化假设 212

1．固定液阻节流向心轴承 213

（二）静压轴承的承载能力和刚度 213

2．小孔节流向心轴承 218

3．薄膜反馈向心轴承 220

4．滑阀反馈向心轴承 222

5．内反馈向心轴承 224

6．定量供油向心轴承 227

1．流量 228

（三）流量、功率和温升 228

2．泵功率 229

3．摩擦功率 230

4．总功率和功率比 231

5．温升估算 232

1．多腔轴承的动压效应 234

（四）多腔轴承和无腔轴承的动压效应 234

2．无腔轴承的动压效应 236

4．大偏心率和高速对轴承的影响 239

3．多油楔动静压混合轴承 239

2．轴承的宽径比？=B/D 242

1．轴承直径D 242

（五）轴承主要参数的选择 242

4．轴流封油面系数61和周流封油面系数θ1 243

3．半径间隙h0 243

5．油腔深度t和回油槽尺寸R02×t2 244

8．液阻比λ0或压力比？0 245

7．供油压力ps 245

6．油的动力粘度μ 245

2．按最小总功率选择润滑油 246

1．四腔和四垫轴承的性能 246

（六）设计参数的匹配对轴承性能的影响 246

4．按最小泵功率条件设计 248

3．窄封油面的效果 248

6．四腔轴承和无腔轴承动压作用的比较 250

5．四腔轴承的动压作用 250

1．有腔轴承设计图线 251

（七）液体静压向心轴承设计用图线 251

2．沟槽轴承设计图线 253

（八）液体静压向心轴承的计算步骤 260

1．承载能力和刚度 266

（二）单独节流止推轴承 266

五、液体静压止推轴承和向心止推轴承的设计计算 266

（一）止推轴承的类型 266

2．高速止推轴承的压力补偿计算 269

3．流量和功率 271

（三）双侧止推联合轴承 272

1．联合轴承的压力比 273

2．双侧止推联合轴承的轴向承载能力和刚度 274

3．双侧止推联合轴承的径向承载能力和刚度 275

5．双侧止推联合轴承的性能计算和参数选择 276

4．流量 276

（四）单侧止推联合轴承 280

2．单侧止推联合轴承的径向承载能力和刚度 282

1．单侧止推联合轴承的轴向承载能力和刚度 282

3．单侧止推联合轴承的计算 283

（五）圆锥轴承 286

2．圆锥轴承的几何参数和流量 287

1．设计时的简化假设 287

3．承载能力和刚度 289

（一）静压轴承装配时注意事项 291

六、液体静压轴承的装配、调试和维修 291

1．小孔节流轴承压力比的调整 292

（三）压力比的调整 292

（二）试运转 292

（四）维护和修理 293

2．薄膜反馈轴承压力比的调整 293

2．静压轴承的故障原因及排除方法 294

1．使用注意事项 294

（一）磨床液压系统的工作性能 297

一、概述 297

第四章 磨床液压系统的改装 297

1．时间制动式液压操纵箱的控制程序及其特点 298

（二）磨床液压操纵箱的分类 298

2．行程制动式液压操纵箱的控制程序及其特点 299

（一）平面磨床液压操纵箱的性能 300

二、平面磨床液压操纵箱 300

3．时间、行程混合制动式液压操纵箱 300

（三）磨床液压操纵箱的改装途径 300

1．更新整台液压操纵箱 300

2．改装原液压操纵箱 300

（三）ШГ21型液压操纵箱的改装 301

4．双向变量叶片泵供油的闭式回路 301

（二）平面磨床工作台换向回路 301

1．机动先导阀控制换向阀辅助压力油的换向回路 301

2．行程阀为先导阀控制换向阀辅助压力油的换向回路 301

3．电液动滑阀控制的换向回路 301

1．ШГ21-50×25型液压操纵箱的改装 302

2．ШГ21-100×50型液压操纵箱的改装 303

1．工作原理及性能分析 304

（四）GY22型液压操纵箱性能分析与改装 304

2．工作台换向时冲击量过大和换向失灵故障的排除 305

3．工作台换向冲击故障的排除 309

4．开停节流阀快速转换时，工作台突然冲程故障的排除 311

5．排除换向冲击和冲出量过大故障的另一方案 315

1．M7120A-53C型液压操纵箱 319

（五）M7120A磨床液压操纵箱的改装 319

2．M7120A-56/1型液压操纵箱 321

3．M7120A-56/1A型液压操纵箱简介 323

（六）M7120A磨头液压操纵箱的改装 327

1．M7120A-55B型磨头液压操纵箱 328

2．M7120A-55C型磨头液压操纵箱简介 330

3．提高磨头低速运动平稳性的改装 331

（一）外圆磨床液压操纵箱的性能 332

三、外圆磨床液压操纵箱 332

1．先导阀制动锥制动式换向回路 333

（二）外圆磨床工作台液压换向回路 333

2．先导阀小孔制动式换向回路 335

（三）MГ310型液压操纵箱的改装 338

1．GY24-50×25型液压操纵箱 339

（四）GY24型液压操纵箱的改装 339

2．GY24-50×50型液压操纵箱 346

3．GY24-100×50型液压操纵箱 347

（五）进给液压操纵箱的改装 353

1．主要性能参数和精度指标 354

（六）HYY21/3P型液压操纵箱工作原理及其常见故障的排除 354

2．HYY21/3P-25T型液压操纵箱的工作原理 357

3．HYY21/3P型液压操纵箱常见故障的排除 358

2．YT009型液压操纵箱的结构特点和工作原理 360

1．主要性能参数及精度指标 360

（七）YT009型液压操纵箱简介 360

1．M113外圆磨床液压系统防冲击爬行的改装 363

（八）外圆磨床液压系统的改装实例 363

2．MB1432外圆磨床液压系统防止工作台自动冲击的改装 365

3．外圆磨床工作台短距离换向机构的改装 366

1．活塞的改进 369

（一）油缸的改装 369

四、其它方面的改装 369

3．油缸单端轴向固定结构 370

2．减少活塞杆的支点 370

5．防止活塞杆滴油的改装 371

4．高光洁度磨削时磨头油缸的改装 371

1．油泵－电机组 372

（二）供油装置的改装 372

2．安装专用的放气阀 373

1．螺钉针阀放气机构 373

2．油箱或油池的改装 373

（三）放气装置 373

3．螺旋管排气机构 374

一、概述 375

第五章 平面磨床的精化改造 375

（一）M7120A平面磨床磨头结构及故障 376

二、平面磨床磨头的精化改造 376

1．磨头的结构特点 377

（二）M7120A静压磨头 377

2．轴承的主要参数 381

1．磨头的结构特点 383

（三）M7120A多油楔动压轴承磨头 383

3．使用效果 383

2．轴瓦材料 385

4．使用效果 387

3．磨头的装配和调整 387

5．三瓦动压轴承的新结构 388

（四）采用滚动轴承改装M7140平面磨床动压轴承磨头 389

1．磨头的结构特点 394

（六）捷克BPH系列平面磨床静压磨头 394

（五）M7140静压－滚动轴承磨头 394

2．轴承主要参数 396

2．床身工作台纵向导轨的改装 397

1．对床身工作台纵向导轨副的要求 397

三、平面磨床导轨的改装 397

（一）床身工作台纵向导轨副的改装 397

3．采用静压卸荷导轨改装工作台导轨 398

2．防止导轨爬行的一般改进措施 403

1．对横进、升降导轨副的要求 403

（二）横向进给导轨副和升降导轨副的改装 403

3．滚动导轨代替滑动导轨 404

4．采用新型导轨材料 405

（一）对升降机构的要求 407

四、平面磨床升降机构的改装 407

5．采用电－液控制系统以排除磨头横向进给自动换向失灵故障 407

（二）升降机构的改装 409

2．采用滚珠丝杠代替梯形螺纹传动 410

1．升降导轨副的改装 410

4．增设机动升降和自动垂直进给机构 412

3．M7140平面磨床增设自动垂直进给机构 412

5．精确自动进给装置 418

1．消除剩磁的原理 420

（一）磁力平台快速充退磁装置 420

五、其它机构的改装 420

3．可控硅无触点自动充、退磁器的调试 421

2．可控硅无触点自动充、退磁器的线路结构 421

（二）高速磨削时砂轮罩的改装 423

1．磨头结构和性能分析 424

（一）捷克BPH300平面磨床的分析 424

六、提高平面磨床热稳定性的精化改造 424

2．机床其它部件性能的综合分析 425

（二）综合解决热变形问题 427

2．采用填充改性4F塑料改装工作台纵向导轨 428

1．机床液压系统和静压轴承系统采用恒温供油 428

3．控制环境温度保持恒温 429

4．恒温装置的使用效果 430

3．导轨精度 431

2．增设垂直进给精密控制装置 431

（三）其它部分的改造 431

1．磨头升降导轨 431

（一）主要技术规格 432

七、西德布洛姆（Blohm）HFS-12V/15V平面磨床简介 432

4．其余各部分进行恢复性大修理 432

1．磨头的结构特点 433

（二）机床各部件的结构特点 433

2．磨头垂直升降进给 436

4．横向进给 437

3．工作台纵向运动 437

5．液压系统 438

7．常用辅助装置 441

6．电气系统 441

8．特种附件和特殊装置 442

（三）HFS系列平面磨床的特点 443

（二）外圆磨床的主要结构部件 445

（一）外圆磨床的类型 445

第六章 外圆磨床的精化改造 445

一、概述 445

1．砂轮架的结构特点 448

（一）M131外圆磨床动静压混合轴承砂轮架 448

二、砂轮架主轴系统的精化改造 448

3．使用效果 451

2．轴承的结构和性能参数 451

1．节流器的结构形式 452

（二）小孔节流液体静压砂轮架 452

2．不同结构小孔节流器的特点 455

（三）双薄膜反馈静压砂轮架 458

1．原件改装的设计原则 460

（四）利用原主轴和轴承改装静压轴承的探讨 460

1．空气静压轴承的特点 461

（五）空气静压轴承砂轮架 461

2．M131w外圆磨床按“原件改装”的静压砂轮架 461

2．MG1405空气静压砂轮架 462

3．MMB1420半自动外圆磨床空气静压砂轮架 463

1．工件头架的结构形式及特点 464

（一）工件头架 464

三、工件头架和进给系统的精化改造 464

2．工件头架的精化改造 468

1．进给系统的常见故障及改造途径 469

（二）进给系统 469

2．进给系统的改造实例 470

（一）高速磨床的特点 472

四、普通外圆磨床改装为高速磨床 472

（二）普通外圆磨床改装为高速磨床的一般步骤 473

（三）高速磨床的改造效果与特别值得注意的问题 478

2．特点 479

1．主要技术性能 479

五、瑞士斯图特（Studer）公司RHU400、650、1000万能外圆磨床简介 479

（一）主要技术性能及特点 479

1．砂轮架 481

（二）主要部件的结构及特点 481

2．工件头架 483

3．横向进给机构 484

5．自动砂轮修整器 487

4．尾架 487

6．液压系统 489

一、概述 490

第七章 内圆磨床的精化改造 490

1．磨头的结构特点 494

（一）缝隙节流内回油孔无腔动静压混合轴承内圆磨头 494

二、内圆磨头的精化改造 494

2．轴承形式及其对性能影响的分析 497

1．磨头的结构特点 499

（二）沟槽轴承端面内圆磨头 499

3．使用效果 499

2．轴承的主要参数 502

3．使用效果 503

2．轴承的主要参数 504

1．磨头的结构特点 504

（三）JPZ系列小孔节流四支点内圆磨头 504

3．使用效果 508

（四）环形缝隙节流内圆磨头 512

1．磨头的结构特点 512

2．轴承的主要参数 512

（五）圆锥轴承内圆磨头 513

1．磨头的结构特点 513

2．使用效果 515

（六）φ35×540深孔砂轮杆 515

1．深孔砂轮杆的结构特点 517

2．轴承的主要参数 518

3．使用效果 518

（七）φ60×900深孔砂轮杆 520

1．深孔砂轮杆的结构特点 520

2．轴承的主要参数 521

三、工件头架的精化改造 522

（一）内圆磨床对工件头架的要求 522

3．使用效果 522

（二）小孔节流静压轴承工件头架 524

1．工件头架的结构特点 524

2．轴承的主要参数 526

3．使用效果 526

1．工件头架的结构特点 527

2．轴承的主要参数 527

（三）缝隙节流静压轴承工件头架 527

四、瑞士乌马特（Voumard）200系列内圆磨床简介 529

（一）机床主要技术性能 529

（二）机床的结构特点 531

1．自动进给及补偿 531

2．液压控制系统 532

3．润滑系统 533

4．抖动磨削 536

第八章 螺纹磨床的精化改造 537

一、概述 537

二、MM582万能螺纹磨床的结构 541

（一）砂轮架及其进给机构 541

（二）砂轮主轴系统 542

（四）工件头架和尾架 544

（五）床身导轨 544

（三）砂轮主轴驱动调速系统 544

（六）螺纹对刀机构 545

（七）丝杠传动链和母丝杠的修正机构 545

（一）MM582螺纹磨床薄膜反馈静压砂轮架 546

三、螺纹磨床砂轮架的精化改造 546

1．砂轮架的结构特点 546

（八）砂轮修整器 546

2．轴承的结构和性能参数 548

（二）MM582螺纹磨床内节流静压砂轮架 549

（三）MM582螺纹磨床圆锥静压轴承砂轮架 551

（四）用装有静压轴承的新砂轮架更换MM582螺纹磨床砂轮架 553

（五）西德林德纳尔（Lindner）公司AUSF/C型螺纹磨床砂轮架的改装 553

（一）MM582螺纹磨床导轨的改装 557

1．纵向导轨（工作台导轨）改装 557

四、螺纹磨床其它机构的改装 557

2．横向导轨（砂轮架导轨）改装 558

（二）MM582螺纹磨床对刀机构改装 559

（三）MM582螺纹磨床铲磨机构增装单向离合器 560

（四）砂轮修整器的改装 562

1．自动修整砂轮和补偿机构工作原理 562

（五）螺纹磨床变速系统的改装 564

1．MM582螺纹磨床砂轮架电机变速系统 564

2．砂轮自动修整器的优点 564

2．MM582螺纹磨床工件头架变速系统 567

一、万能工具磨床的精化改造 568

（一）概述 568

第九章 其它磨床的精化改造 568

（二）磨头的精化改造 569

1．液体静压磨头 569

2．电机安装位置的改装 570

（三）其它机构的改装 572

1．工作台滚动导轨的改装 572

2．滚珠丝杠传动磨头升降机构的改装 573

3．密球无间隙导向尾顶尖套 574

二、无心磨床的精化改造 576

（一）概述 576

4．进给机构间隙的调整 576

（二）砂轮架和导轮架的精化改造 578

1．砂轮架 578

2．导轮架 580

（三）横向进给机构和支架机构的改装 581

1．横向进给差动丝杠微调机构 581

2．增设支架机构 582

三、齿轮磨床的精化改造 583

（一）概述 583

（二）瑞士玛格（Maag）公司齿轮磨床磨头的精化改造 587

1．国产滚动轴承代替进口滚动轴承 587

2．瑞士玛格（Maag）60静压磨头 590

（三）Y7132齿轮磨床展成机构增设展成补偿装置 591

1．补偿原理 591

2．补偿装置结构 594

3．补偿装置的精度分析 596

4．使用效果 599

（四）瑞士赖斯豪尔（Reishauer）RZ300E蜗杆砂轮型齿轮磨床简介 601

（一）概述 604

（二）结构分析 604

四、光学曲线磨床的精化改造 604

（三）光学系统的改造 605

第十章 磨床精化改造的技术经济分析 608

一、概述 608

（一）设备磨损的两种形式 610

1．设备的有形磨损 610

二、设备老化与更新改造 610

2．设备的无形磨损 612

（二）设备综合磨损及其补偿 612

（三）设备的更新改造 614

（一）设备折旧 615

（二）设备折旧率的计算方法 615

三、设备的折旧 615

1．直线折旧法 616

2．年限总额法 616

3．大修理折旧率低，不足以支付大修理费用 617

2．现行折旧率过低 617

4．折旧费用使用不合理 617

四、设备最佳周期 617

1．平均折旧率不能反映不同设备的真实折旧情况 617

（三）现行折旧率存在的问题 617

（一）低劣化数值法 618

（二）最低计算费用法 619

五、设备大修理的技术经济分析 621

（一）确定设备大修理经济效益的方法 621

（二）设备残值的决定 625

六、设备精化改造的技术经济分析 626

（一）最小总成本法 627

（二）投资回收期法 629

（三）改造效果系数法 631

（四）改造效果简易计算法 632

（五）经济效益简易计算法 633

（六）经济效益综合分析法 633

主要参考资料 634