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MMW7660臥式雙端面磨床改進設計
編號
無錫太湖學院
畢業(yè)設計（論文）
題目： MMW7660臥式雙端面磨床改進設計
信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
學 號： 0923233
學生姓名： 趙 原
指導教師： 許菊若（職稱：副教授）
（職稱： ）
2013年5月25日
無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文）
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文）MMW7660臥式雙端面磨床改進設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級： 機械95
學 號： 0923233
作者姓名：
2013年 5 月 25 日
無錫太湖學院
信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書
一、題目及專題：
1、題目 MMW7660臥式雙端面磨床改進設計
2、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
本課題來源于無錫開源機床集團有限公司合作改造項目。
對磨床進行數(shù)控改造提高加工精度。
三、本設計（論文或其他）應達到的要求：
①完成MMW7660臥式雙端面磨床的改造方案設計，繪制左磨頭裝配圖一份;
②完成MMW7660臥式雙端面磨床改進零件設計，繪制零件圖各一份；
③ 完成設計說明書一份，有分析、比較和必要的計算。
四、接受任務學生：
機械95 班 姓名 趙 原
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設計（論文）指導（或顧問）：
指導教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學科組組長研究所所長〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
III
摘 要
雙端面磨床是一種在現(xiàn)代工業(yè)中應用非常廣泛的高效加工設備,它是平面磨削加工機床的一個重要分支。雙端面磨床的工件兩端面同時被連續(xù)磨削,加工時間與工件上下料等輔助時間重合，磨削效率高、自動化程度高、不用吸盤夾持和加工精度高,機床自動化程度高，一般一小時能加工出數(shù)以千計的工件。
磨削加工是作為刨削或銑削的后續(xù)工序，為了獲得較高的精度和表面光潔度而發(fā)展起來的?？墒亲罱l(fā)展了不經(jīng)切削僅磨削就可直接從毛培磨削成品的粗磨和精磨一次完成的方法。
本磨床在布置上有對稱的兩個磨頭，它在一次行程中能加工出兩個具有精度高和表面粗糙度低的平行端面。拖板進給機構(gòu)，并采用定程系統(tǒng)，進給補償和修整均采用機動，一般能自動卸料，實行全自動，較方便，納入自動線成本較低，將滑動導軌改進為滾動導軌，采用伺服電機并對絲桿螺母部分進行改進使該機床從精度，效率自動化程度都大大提高。
關鍵詞：磨床；滾動導軌；絲桿螺母
Abstract
Double end grinding machine is a kind of application processing and high efficiency equipment very widely in modern industry, it is an important branch of plane grinding machine. The two end surfaces of double end face grinder is also continuous grinding, processing time and the workpiece material and other auxiliary time, coincidence, high grinding efficiency, high degree of automation, not chuck clamping and machining accuracy of machine tool of high, high degree of automation, generally an hour can process workpieces of thousands.
Grinding is used as the follow-up process planing or milling, in order to obtain a higher accuracy and surface finish and developed. But recently developed without cutting only grinding can be rough grinding and grinding method of hair products and fine grinding once completed directly from.
Two head of the grinder is symmetrical in layout, it can process two with parallel surface of high precision and low surface roughness on a trip. The feed mechanism, and the use of fixed distance system, feed compensation and dressing by motor, generally can automatically unload, carry out automatic, more convenient, into the automatic line of low cost, will slide guide improvement for the rolling guide, servo motor and improving the machine from the precision of the screw nut, efficiency the degree of automation is improved greatly.
Key Words: grinder; rolling guide; screw nut
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
目 錄 V
1 緒論 1
1.1 磨床的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 1
1.2 磨床的類型及用途 1
1.2.1 磨床的類型 1
1.2.2 磨床的特點及用途 2
1.3 數(shù)控磨床 3
1.3.1 數(shù)控磨床的結(jié)構(gòu)特點 3
1.3.2 數(shù)控磨床的分類及特色 4
2 總設計方案 5
2.1 雙端面磨床概述 5
2.2 主要用途及特征 5
2.3 設計方案 6
2.3.1 雙端面磨床的動作要求 6
2.3.2 主要技術(shù)參數(shù) 6
2.3.4 機床傳動系統(tǒng) 7
2.3.5 操作面板壓鈕 8
2.3.6 聯(lián)鎖 8
2.3.7 雙端面磨床的的運動動作 9
3 機構(gòu)各部件特點 11
3.1 磨架的設計 11
3.2 軸承的選擇 12
3.3 導軌的選擇 15
3.4 進給機構(gòu)及補償機構(gòu)簡介 16
3.5 砂輪修正器 17
3.6 防護罩簡介 17
3.6.1 防護罩的作用及分類 17
3.6.2 防護罩的抬起 18
3.7 送料機構(gòu) 18
3.8 床身 18
4 多楔帶的選擇及其計算 19
4.1 帶傳動的簡述 19
4.2 多楔帶的優(yōu)點 19
4.3 多楔帶的結(jié)構(gòu)特點 20
4.4 多楔帶的型別及斷面尺寸 20
4.5 多楔帶的計算 20
5 主軸的校核 22
5.1 主軸的要求 23
5.2 主軸的計算 23
6 液壓系統(tǒng) 24
6.1 液壓元件及功用 24
6.2 液壓系統(tǒng)完成的動作 24
6.2.1 左右磨頭的工作進給 24
6.2.3 砂輪的自動修整 24
6.3 液壓設備的使用與調(diào)整 25
7 雙端面磨床操作規(guī)程 26
7.1 儀器安裝 26
7.2 使用方法操作步驟 26
7.3 注意事項 27
8 結(jié)論與展望 29
8.1 結(jié)論 29
8.2 不足之處及未來展望 29
致 謝 30
參考文獻 31
V
MMW7660臥式雙面磨床改進設計
1 緒論
1.1 磨床的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢
隨著機械產(chǎn)品精度、可靠性和壽命的要求不斷提高以及新型材料的應用增多，磨削加工技術(shù)正朝著超硬度磨料磨具、開發(fā)精密及超精密磨削（從微米、亞微米磨削向納米磨削發(fā)展）和研制高精度、高剛度、多軸的自動化磨床等方向發(fā)展，如用于超精密磨削的樹脂結(jié)合劑砂輪的金剛石磨粒平均半徑可小至4μm、磨削精度高達0.025μm；使用電主軸單元可使砂輪線速度高達400m/s，但這樣的線速度一般僅用于實驗室，實際生產(chǎn)中常用的砂輪線速度為40~60m/s；從精度上看，定位精度＜2μm，重復定位精度≤±1μm的機床已越來越多；從主軸轉(zhuǎn)速來看，8.2kw主軸達60000r/min，13kw達42000r/min，高速已不是小功率主軸的專有特征；從剛性上看，已出現(xiàn)可加工60HRC硬度材料的加工中心[12]。
北京第二機床廠引進日本豐田工機公司先進技術(shù)并與之合作生產(chǎn)的GA（P）62~63數(shù)控外圓/數(shù)控端面外圓磨床，砂輪架采用原裝進口，砂輪線速度可達60m/s，砂輪架主軸采用高剛性動靜壓軸承提高旋轉(zhuǎn)精度，采用日本豐田工機公司GC32－ECNC磨床專用數(shù)控系統(tǒng)可實現(xiàn)二軸（X和Z）到四軸（X、Z、U和W）控制[12]。
此外，對磨床的環(huán)保要求越來越高，絕大部分的機床產(chǎn)品都采用全封閉的罩殼，絕對沒有切屑或切削液外濺的現(xiàn)象。大量的工業(yè)清洗機和切削液處理機系統(tǒng)反映現(xiàn)代制造業(yè)對環(huán)保越來越高的要求。
1.2 磨床的類型及用途
1.2.1 磨床的類型
用磨料磨具（砂輪、砂帶、油石和研磨料等）為工具進行切削加工的機床，統(tǒng)稱為磨床（英文為Grinding machine），它們是因精加工和硬表面的需要而發(fā)展起來的。
表面質(zhì)量要求較高的各種平面的半精加工和精加工，常采用平面磨削方法。平面磨削常用的機床是平面磨床，砂輪的工作表面可以是圓周表面，也可以是端面。
當采用砂輪周邊磨削方式時，磨床主軸按臥式布局；當采用砂輪端面磨削方式時，磨床主軸按立式布局。平面磨削時，工件可安裝在作往復直線運動的矩形工作臺上，也可安裝在作圓周運動的圓形工作臺上。
按主軸布局及工作臺形狀的組合，普通平面磨床可分為下列四類：
（1）臥軸矩臺式平面磨床 在這種機床中，工件由矩形電磁工作臺吸住。砂輪作旋轉(zhuǎn)主運動n，工作臺作縱向往復運動f1，砂輪架作間歇的豎直切入運動f3和橫向進給運動f2。臥軸矩臺平面磨床的砂輪主軸通常是由內(nèi)連式異步電動機直接帶動的。往往電機軸就是主軸，電動的定子就裝在砂輪架的體殼內(nèi)。砂輪架可沿滑座的燕尾導軌作間歇的橫向進給運動(手動或液動)?；蜕拜喖芤黄?，沿立柱的導軌作間歇的豎直切入運動(手動)。工作臺沿床身的導軌作縱向往復運動。
（2）立軸矩臺式平面磨床 在這種機床上，砂輪作旋轉(zhuǎn)主運動，矩形工作臺作縱向往復運動，砂輪架作間歇的豎直切入運動。
（3）立軸圓臺式平面磨床 在這種機床上，砂輪作旋轉(zhuǎn)主運動圓工作臺旋轉(zhuǎn)作圓周進給運動，砂輪架作間歇的豎直切入運動。 立軸圓臺平面磨床砂輪架的主軸也是由內(nèi)連式異步電動機直接驅(qū)動。砂輪架可沿立柱的導軌，作間歇的豎直切入運動。圓工作臺旋轉(zhuǎn)作圓周進給運動。為了便于裝卸工件，圓工作臺還能沿床身導軌縱向移動。由于砂輪直徑大，所以常采用鑲片砂輪。這種砂輪使冷液容易沖入切削使砂輪不易堵塞。這種機床生產(chǎn)率高，適用于成批生產(chǎn)。
（4）臥軸圓臺式平面磨床 在這種機床上，砂輪作旋轉(zhuǎn)主運動n，圓工作臺旋轉(zhuǎn)作圓周進給運動，砂輪架作連續(xù)的徑向進給運動和間歇的豎直切入運動。此外，工作臺的回轉(zhuǎn)中心線可以調(diào)整至傾斜位置，以便磨削錐面[12]。
上述四種平面磨床中，用砂輪端面磨削的平面磨床與用輪緣磨削的平面磨床相比，由于端面磨削的砂輪直徑往往比較大，能同時磨出工件的全寬，磨削面積較大，所以，生產(chǎn)率較高。但是，端面磨削時，砂輪和工件表面是成弧形線或面接觸，接觸面積大，冷卻困難，切屑也不易排除，所以，加工精度和表面粗糙度稍差。圓臺式平面磨床與矩臺式平面磨床相比較，圓臺式的生產(chǎn)率稍高些，這是由于圓臺式是連續(xù)進給，而矩臺式有換向時間損失。但是，圓臺式只適于磨削小零件和大直徑的環(huán)形零件端面，不能磨削長零件。而矩臺式可方便地磨削各種常用零件，包括直徑小于矩臺寬度的環(huán)形零件。
目前，用得較多的是臥軸矩臺式平面磨床和立軸圓臺式平面磨床。
1.2.2 磨床的特點及用途
磨床與其他機床相比，具有以下幾個特點：
1、磨床的磨具（砂輪）相對于工件做高速旋轉(zhuǎn)運動（一般砂輪圓周線速度在35米/秒左右，目前已向200米/秒以上發(fā)展）；
2、它能加工表面硬度很高的金屬和非金屬材料的工件；
3、它能使工件表面獲得很高的精度和光潔度；
4、易于實現(xiàn)自動化和自動線，進行高效率生產(chǎn)；
5、磨床通常是電動機—油泵—發(fā)動部件，通過機械，電氣，液壓傳動---傳動部件帶動工件和砂輪相對運動—工件部分組成。
磨床可以加工各種表面，如內(nèi)、外圓柱面和圓錐面、平面、漸開線齒廓面、螺旋面以及各種成形表面。磨床可進行荒加工、粗加工、精加工和超精加工，可以進行各種高硬、超硬材料的加工，還可以刃磨刀具和進行切斷等，工藝范圍十分廣泛。
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對機械零件的精度和表面質(zhì)量要求越來越高，各種高硬度材料的應用日益增多。精密鑄造和精密鍛造工藝的發(fā)展，使得有可能將毛坯直接磨成成品。高速磨削和強力磨削，進一步提高了磨削效率。因此，磨床的使用范圍日益擴大。它在金屬切削機床所占的比重不斷上升。目前在工業(yè)發(fā)達的國家中，磨床在機床總數(shù)中的比例已達30%~40%。
實現(xiàn)精密磨削加工，則所用的磨床就應該滿足以下幾個基本要求：
1.高幾何精度。 精密磨床應有高的幾何精度，主要有砂輪主軸的回轉(zhuǎn)精度和導軌的直線度以保證工件的幾何形狀精度。主軸軸承可采用液體靜壓軸承、短三塊瓦或長三塊瓦油膜軸承，整體度油楔式動壓軸承及動靜壓組合軸承等。當前采用動壓軸承和動靜壓軸承較多。主軸的徑向圓跳動一般應小于1um，軸向圓跳動應限制在2~3um以內(nèi)。
2.低速進給運動的穩(wěn)定性。 由于砂輪的修整導程要求10~15mm/min，因此工作臺必須低速進給運動，要求無爬行和無沖擊現(xiàn)象并能平穩(wěn)工作。
3.減少振動。 精密磨削時如果產(chǎn)生振動，會對加工質(zhì)量產(chǎn)生嚴重不良影響。故對于精密磨床，在結(jié)構(gòu)上應考慮減少振動。
4.減少熱變形。 精密磨削中熱變形引起的加工誤差會達到總誤差的50％，故機床和工藝系統(tǒng)的熱變形已經(jīng)成為實現(xiàn)精密磨削的主要障礙。
1.3 數(shù)控磨床
1.3.1 數(shù)控磨床的結(jié)構(gòu)特點
數(shù)控磨床是利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床。大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進行磨削加工，少數(shù)的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進行加工，如珩磨機、超精加工機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等。數(shù)控磨床又有數(shù)控平面磨床、數(shù)控無心磨床、數(shù)控內(nèi)外圓磨床、數(shù)控立式萬能磨床、數(shù)控坐標磨床、數(shù)控成形磨床等等[2]。
(1) 數(shù)控磨床砂輪主軸部件精度高、剛性好:
砂輪的線速度一般為30~60m/s，CBN砂輪可高達150~200m/s，最高主軸轉(zhuǎn)速達15000r/min。主軸單元是磨床的樞紐部件，對于高速高精度單元系統(tǒng)應具備剛性好、回轉(zhuǎn)精度高、溫升小、不亂性好、功耗低、壽命長、本錢適中的特性。砂輪主軸單元的軸承常采用高精度動彈軸承、液體靜壓軸承、液體動壓軸承、消息壓軸承。高速和超高速磨床越來越多采用電主軸單元部件。
(2)采用低速無爬行的高精密進給單元:
進給單元包括伺服驅(qū)動部件、動彈部件、位置監(jiān)測單元等。進給單元是保持砂輪正常工作的必要前提，是評價磨床機能的重要指標之一。要求進給單元運轉(zhuǎn)靈活、分辨率高、定位精度高、動態(tài)響應快，既要有較大的加速度，又要有足夠大的驅(qū)動力。進給單元常用的方案為交、直流伺服電念頭與動彈絲杠組合的進給方案或直線伺服電念頭直接驅(qū)動的方案。兩種方案的傳動鏈很短，主要是為了減少機械傳動誤差。兩種方案都是依賴電念頭來調(diào)速、換向。
(3)數(shù)控磨床具有高的靜剛度、動剛度及熱剛度:
砂輪架、頭架、尾架、工作臺、床身、立柱等是數(shù)控磨床的基礎構(gòu)件，其設計制造技術(shù)是保證磨床質(zhì)量的根本。
(4)數(shù)控磨床需要有完善輔助單元:
輔助單元包括工件快速裝夾裝置、高效磨削液供應系統(tǒng)、安全防護裝置、主軸及砂輪動平衡系統(tǒng)、切屑處理系統(tǒng)等。
1.3.2 數(shù)控磨床的分類及特色
數(shù)控磨床的分類[2]：
1、高檔型數(shù)控機床：是指加工復雜形狀的多軸控制或工序集中、自動化程度高、高度柔性的數(shù)控磨床。
2、普及型數(shù)控機床：具有人機對話功能，應用較廣，價格適中，通常稱之為全功能數(shù)控機床。
3、經(jīng)濟型數(shù)控機床：結(jié)構(gòu)簡單，精度中等，但價格便宜，僅能滿足一般精度要求的加工，能加工形狀較簡單的直線、斜線、圓弧及帶螺紋類的零件。
數(shù)控磨床的特色：
1、適合于復雜異形零件的加工。
2、實現(xiàn)計算機控制，排除人為誤差。
3、通過計算機軟件可以實現(xiàn)精度補償和優(yōu)化控制。
4、加工中心、車削中心、磨削中心、電加工中心等具有刀庫和換刀功能，減少了裝夾次數(shù)，提高了加工精度。
5、數(shù)控機床使機械加工設備增加了柔性化的特點。柔性加工不僅適合于多品種、中小批量生產(chǎn)也適合于大批量生產(chǎn)，且能交替完成兩種或更多種不同零件的加工，增加了自動變換工件的功能，可實現(xiàn)夜間無人看管的操作。由幾臺數(shù)控機床(加工中心)組成的柔性制造系統(tǒng)(FMS)具有更高柔性的自動化制造系統(tǒng)，包括加工、裝配和檢驗等環(huán)節(jié)。
2 總設計方案
2.1 雙端面磨床概述
雙端面磨床是用兩個砂輪端面加工零件的兩平面的機床，雙端面磨床按磨頭主軸位置可分為臥式和主軸兩類。臥軸式磨頭使用平形砂輪的端面磨削，砂輪軸的結(jié)構(gòu)剛性好。因工件和砂輪的接觸面積大，故單位時間的磨削大，切除金屬的效率高。按工件進給的運動可分為往復式，通過式和旋轉(zhuǎn)式三類。往復式適用于磨削較長較大的工件，但因工件有換面動作，所以運轉(zhuǎn)速度不能提高。旋轉(zhuǎn)式圓盤送料看持續(xù)旋轉(zhuǎn)，效率高。通過式是直接從砂輪的，通過磨削間長，磨削時間加余力可大，大工件很適合[12]。
圖2.1 磨頭裝配圖
2.2 主要用途及特征
本雙端面磨床在一次行程中能加工兩個具有相當高精度及表面光潔度的平行端面是高效率的平面加工機床，上料，定位，定向，磨削卸料等機動和輔助時間都重合在一起。一般一小時可加工出數(shù)以千計的工件。因此此在汽車，拖拉機，軸承，手表等大量生產(chǎn)的工業(yè)部門中得到廣泛使用。
本機床主要磨削直徑為?10～?80mm，長度為10～60mm的滾針或滾柱的兩端面。
本機床在布置上有對稱的兩個磨頭（圖2.1），拖板進給機構(gòu)，并采用定程系統(tǒng)，進給補償和修整均采用機動，一般能自動卸料，實行全自動，較方便，納入自動線成本較低，因此該機床從精度，效率自動化程度來看是一種有前途的具有生命力的機床。
2.3 設計方案
2.3.1 雙端面磨床的動作要求
1.砂輪啟動，分別兩個啟動按鈕，一個停止按鈕，速度由變頻控制。
2. 油泵啟動停止。
3. 砂輪修正正向，雙向油泵實現(xiàn)，上位，下位也可調(diào)，也可停在中間位，共三個位置 及開關。
4. 罩蓋抬起雙向油缸的實現(xiàn)，罩殼由上位，下位，單向油缸，鎖緊，松緊。（鎖緊由彈簧實現(xiàn)）
5. 砂輪修正，在沒有壓力油時能自動停在高位。
6. 砂輪電機 15kw ×2只 蘇頻變速范圍400~1200r/min；砂輪外徑線速度≤35m/s，多楔帶1:1.5變速。電機須平衡，調(diào)速按鈕安置在面板上，電機電流指示。
7. 送料盤由Z2-12、1500rpm、220v、0.6kw 電機帶動。?700~800料盤 工件分布中心為?600，轉(zhuǎn)速為0.5～4轉(zhuǎn)。兩隊蝸桿，蝸桿傳動減速，最后一對用1:1齒輪傳動，（便于更換）在貫通時，料盤工件中心為?400.最后小于1：1布輪改為1:1半皮帶傳動，由壓緊輪保持皮帶拉力，貫通送料有行程開關保險，可停電機。
8.上料機構(gòu)，料盤上料由氣缸把工件頂入料盤，下料由彈簧成氣缸頂出。貫通時上料時，由料盤該為撥盤，當前后出現(xiàn)堵塞時，撥盤打滑，零件頂出，壓動開關停電機，使動半皮帶，拖動過大壓力就打滑。
2.3.2 主要技術(shù)參數(shù)
1. 砂輪尺寸 600×63×20mm
2. 砂輪轉(zhuǎn)速 950r/min
3. 磨頭進給刻度值 0.002mm
4. 兩端頭移動最大行程 160mm
5. 金剛鉆擺件線速度 8～20工件行程/分
6. 送料盤轉(zhuǎn)速 0.5～4r/min
7. 齒輪 12/分
8. 油路調(diào)整壓力 1.0～1.4Mpa
9. 磨頭電動機 15kw，1500r/min
10. 送料電動機 0.55kw
11. 液壓泵電動機 4kw
12. 冷卻泵電動機 1.1kw
13. 磨削工件尺寸 長度 10～60mm 直徑 ?10～80mm
14. 磨頭自動進給量 0.002～0.01mm
15. 磨頭修正進給量 0.001～0.01mm
16. 機床外形尺寸 3400×1910×1720mm
17. 機床重量 6000kg
2.3.4 機床傳動系統(tǒng)
嚙合傳動：有比較準確的傳動比，比如齒輪和齒輪、鏈條和鏈輪[15]。?
撓性傳動：比如說帶傳動。?
鏈傳動：?例如自行車的鏈條，由鏈輪和鏈條組成。?
蝸桿傳動：?用在減速器當中，蝸桿傳動是做減速運動的，蝸桿作為原動件 渦輪為從動件，傳遞交錯軸運動。
（1）帶傳動?
中心距變化范圍大，可用于較遠距離的傳動，傳動平穩(wěn)，噪音小，能緩沖吸振，有過載保護作用，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安裝要求不高。
中心距變化范圍大，可用于較遠距離的傳動，傳動平穩(wěn)，噪音小，能緩沖吸振，有過載保護作用，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安裝要求不高。?
（2）鏈傳動?
中心距變化范圍大，可用于較遠距離的傳動，在高溫、油、酸等惡劣條件下能可靠工作，軸和軸承上的作用力小，雖然平均速比恒定，但運轉(zhuǎn)時瞬時速度不均勻，有沖擊、振動和噪音，壽命較低（一般為5000h～15000h）?
（3）齒輪傳動?
外廓尺寸小，效率高，傳動比恒定，圓周速度及功率范圍廣，應用最廣?制造和安裝精度要求較高，不能緩沖，無過載保護作用，有噪音。?
（4）蝸桿傳動 ?
結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸小，傳動比大，傳動比恒定，傳動平穩(wěn)，無噪音，可做成自鎖機構(gòu)?效率低，傳遞功率不宜過大，中高速需用價貴的青銅，制造精度要求高，刀具費用高。
本機床由左，右磨頭，左，右拖板，左，右進給，機構(gòu)，床身，砂輪修整
面，送料減速箱，上，下料機構(gòu)等主要部件組成。
磨頭主軸由安裝在殼體上上的電動機，經(jīng)皮帶直接傳動，磨頭固定在拖板上，它的進退由油缸帶動拖板間接獲得。
送料盤主軸由安裝在送料減速箱上的直流電動機進行無極變速，變速范圍為0.3～5轉(zhuǎn)/分，再通過帶及兩對蝸輪，蝸桿減速而獲得的。
進給是進給機構(gòu)手輪直接帶動，蝸桿，蝸輪再通過花鍵傳動齒輪帶動螺母旋轉(zhuǎn)，絲桿緊固在上滑板上，螺母轉(zhuǎn)動后，上滑板即能左右移動。
補償機構(gòu)是在磨架后退到底時，絲桿頂在補償機構(gòu)的鋼球上，補償機構(gòu)手輪帶動，蝸桿，蝸輪轉(zhuǎn)動，蝸輪與螺母一體，帶動補償絲桿，左右移動使磨架左右移動，實現(xiàn)砂輪的補償。
砂輪修正是由液壓油缸運動活塞上的齒條帶動齒輪轉(zhuǎn)動齒輪與修正邊的轉(zhuǎn)動放大45°。金剛石的位置可以用小于輪帶動差動絲桿來實現(xiàn)調(diào)正。罩殼開和由油缸帶動，為確保開時不自動合下，用彈簧鎖緊扣鎖牢，罩殼能自動合下。
2.3.5 操作面板壓鈕
1. 油泵：啟動，總停
2. 砂輪：左啟動，右啟動，停止，速度由變頻器控制
3. 送料機構(gòu)：啟動，停止
4. 罩殼：指起，合上
5. 修正器：向上，向下，復位，修正（一個往復）
6. 磨架：左向前，左向后；右向前，右向后；左進給補償，右進給補償 7. 水泵：啟動，停止（包括磁性分離器）磁性分離器適時30″～180″停 8. 選擇開關：工作，調(diào)正，修正一個—2件，選擇開關
2.3.6 聯(lián)鎖
1. 砂輪工作不能修正，開罩殼不能快進。
2. 罩殼打開時，砂輪不能啟動。
3. 磨架前位時，修整器不能倒下。
4. 選擇開關在工作時，磨架不能向前，向后。
5. 選擇開關在修正時，按后退，前進，兩磨架同時進退到底，按左右前進，左右向后為分別進退。
6. 油泵不開動，所有按鈕，動作均不能實現(xiàn)。
7. 工作選擇開關，調(diào)正位時，所有動作只能作單動作，此時修正選擇開關起作用。
8. 修正選擇開關在修正調(diào)整時，修正器按向下，向上時可單動作松開即停，任何位置均可停止再按再動，按修正器不起作用，砂輪不能轉(zhuǎn)動，罩殼可打開，工作選擇開關可處在“調(diào)正”或“修正位”。
9. 磨頭電源為“變頻器”時，磨頭“啟動”“停止”不起作用，由變頻器上按鈕起作用。
10. 在修正進行中，工作選擇開關，由修正改變?yōu)槠渌恢茫ぷ?、調(diào)正時，必須修正結(jié)束后，其他按鈕才起作用（即修正器不抬起、不改變工作狀態(tài)），但總?？梢?。
11. 油泵啟動為復位開關，修正器抬起時，罩殼下磨架復位不動。
12. 工作選擇開關在“工作” 、“修正”時，啟動砂輪，即自動啟動水泵、磁離器。
13. 開罩殼時，保險扣必須打開。
14. 送料機構(gòu)啟動應在砂輪啟動后，起作用。
15. 上、下料頂桿動作，由行程開關發(fā)訊執(zhí)行，必須在送料機構(gòu)電機工作之后。
16. 調(diào)正砂輪速度鎖定。
17. 上料氣缸到底及下料氣缸到底后必須立即退回。
18. 工作與修正，水壓和氣壓必須正常，否則修正器及工作自動停止，并報警、送料盤自動停止。
2.3.7 雙端面磨床的的運動動作
（1）砂輪
A 兩個砂輪用變頻器變速，調(diào)速范圍400～1200轉(zhuǎn)/分。
B 砂輪電機功率，15kw、1500r.p.m 地腳式，需要動平衡。
C 用多待傳動。
D 有兩個砂輪同時啟動及左右分別啟動按鈕停止為一個按鈕。
E調(diào)速鍵在面板上。
F 有工作電流顯示。
（2）液壓
A 砂輪罩抬起合上，油缸實現(xiàn)。
B 砂輪罩抬起后有保險油缸速鎖。
C 砂輪修正器工作油缸實現(xiàn)。
D 砂輪修正器回轉(zhuǎn)行式進行修正。
E 砂輪修正時快進、快退。
F 自動補償及進給。
G 自動潤滑蝸輪、絲桿、導軌。
(3) 送料
A 轉(zhuǎn)速0.5～4轉(zhuǎn)/分，送料直徑600～800mm，直流電動機為0.6kw。
B 皮帶帶動料盤。
C 送料氣動送料，下料彈簧或氣動下料。
D 油霧潤滑，軸承導軌。
(4) 進給
A 快進快退，油缸實現(xiàn)（與修正同）在調(diào)正位起作用。
B補償進給由棘爪棘輪進行，進給0.002～0.01mm。
C 手輪與刻度 每轉(zhuǎn)0.4mm 每格0.002mm。
D 滾動規(guī)格 雙頭蝸桿 蝸輪1:30 M=3F分度圓
E 修正行程為80mm。
F 電機與蝸桿減速比1:2。
G 刻度盤可任意調(diào)零。
H 蝸桿與進給機構(gòu)用可加緊的帶鍵套聯(lián)結(jié)。
I 蝸輪為消除間隙的部分蝸輪。
J 蝸桿軸與刻度應沒有鍵的間隙。
K 導軌用滾動導軌，十字交叉，25×24.8。
L 消除間隙可用油缸頂滑板間決定。
M快進與進給補償分開兩個機構(gòu)分別實現(xiàn)。
3 機構(gòu)各部件特點
3.1 磨架的設計
磨頭具有下列要求：
1. 主軸的旋轉(zhuǎn)運動，由電機經(jīng)皮帶帶動，皮帶的緊松用螺釘調(diào)整。
2. 磨頭的快進快退：由油缸帶動拖板獲得。
3. 磨頭的進給，由進給機構(gòu)控制拖板，手輪或油缸獲得。
4. 磨頭在水平及垂直面內(nèi)角度的能調(diào)整。
5. 磨頭在磨削﹑修整和換砂輪三種狀態(tài)。
① 磨削位置
② 修整位置
③ 換砂輪裝置，翻轉(zhuǎn)罩殼，使拖板在最外位置
產(chǎn)品規(guī)格中所提的可磨工件長度，范圍是指新砂輪可磨長工件及最薄砂輪可磨最長工件而言。
6. 冷卻液通過磨頭主軸中心孔噴出。
7. 磨架運動即快又慢，靈敏且剛性高，以實現(xiàn)微量進給。
8. 磨架的主軸進給要沒有間隙，且剛性好。
9. 主軸要剛性好、精度高，能承受較大的軸向力，最大切削力可達4000N，又能加工出零件平行度在0.002mm以內(nèi)的各種零件。
磨架進給后磨削力承受通過主軸支承傳給上滑板，上滑板傳給絲桿，再傳給螺母，經(jīng)油缸傳到車身上，左右對稱，絲桿的剛性螺母在剛性均直接影響磨架的剛性為此把絲桿加粗，改短，用螺帽緊固在上滑板上，絲桿可有一個預緊力，以提高絲桿的剛性，螺帽也有兩個油缸頂緊上滑板夾預緊。它不僅有消除內(nèi)隙，增大了剛性。油缸的也很考量，用大端來承受磨削加工的變化力，以保持最大的剛性[15]。
除此之外滾動軸承的防水也很重要，它直接影響軸承的使用壽命，因此用油脂潤滑，有分層宮式密封，把冷卻液擱在外。
在磨削中兩砂輪軸承有相對的偏移即兩個砂輪并不是平行的。而是有一個的楔角，使工件進出方便，且磨出的工作平面精度高，光潔度也高。目前市場上，常用的辦法是磨削前端放置在一個半圓柱上，以便磨架繞此半圓軸可上、下偏轉(zhuǎn)，而前后轉(zhuǎn)動使半圓柱裝在一個圓盤上，磨架可繞圓盤中心轉(zhuǎn)動，這樣的結(jié)構(gòu)，使磨架的緊固剛性大大降低，結(jié)構(gòu)也較復雜。
在本機床設計中將用主軸套筒裝在一個厚鋼彈簧（厚度達20mm），在主軸箱后端用上﹑下﹑左、右四楔塊來支承，調(diào)心楔塊位置即能使砂輪軸偏轉(zhuǎn)一定的角度（砂輪外端最大約為0.5mm）四個楔塊相互鎖緊，提高了剛性，結(jié)構(gòu)也不復雜，調(diào)整也很方便。
主軸的旋轉(zhuǎn)由電機通過多楔帶傳動主軸，因帶質(zhì)量低，振動力小，運轉(zhuǎn)的振動不會影響主軸工作，它尺寸小，傳動平穩(wěn)可靠，主軸的速度可由變頻器實現(xiàn)調(diào)正。
冷卻液通過主軸后端的專用接頭進入主軸，到達砂輪處冷卻加工工件。
磨架的進給在工作位時能實現(xiàn)，而修正位時，進給不起作用，修正時磨架的補償只能補償機構(gòu)實現(xiàn)，進給機構(gòu)不能，工作位時，補償機構(gòu)也不能補償砂輪的磨損，只能修正時補償，當修正器金剛石位置調(diào)正好之后，修過的砂輪在工作時，兩個砂輪的距離是不變的（在工作位時，不進給情況下是正確的，若進給就不準確了）。
砂輪退到后位時，可修正砂輪也可更換砂輪，更換上下料盤，調(diào)正等各項工作，調(diào)正時，機床工作換擇開關必須在調(diào)正位。
3.2 軸承的選擇
滑動軸承作用及結(jié)構(gòu)：
圖3.1 整體式徑向滑動軸承
滑動軸承，在滑動摩擦下工作的軸承?；瑒虞S承滑動軸承工作平穩(wěn)、可靠、無在液體潤滑條件 下，滑動表面被潤滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力。但起動摩擦阻力較大。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦[10]。
將運轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件，叫滾動軸承。滾動軸承一般由外圈，內(nèi)圈，滾動體和保持架組成。其中內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)，外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用，滾動體是借助于保持架均勻的將滾動體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命，保持架能使?jié)L動體均勻分布，防止?jié)L動體脫落，引導滾動體旋轉(zhuǎn)起潤滑作用[10]。
滑動軸承結(jié)構(gòu)：軸瓦分為剖分式和整體式結(jié)構(gòu)。為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)，常在其內(nèi)徑面上澆鑄一層或兩層減摩材料，通常稱為軸承襯，所以軸瓦又有雙金屬軸瓦和三金屬軸瓦。軸瓦或軸承襯是滑動軸承的重要零件，軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為軸承材料。由于軸瓦或軸承襯與軸頸直接接觸，一般軸頸部分比較耐磨，因此軸瓦的主要失效形式是磨損。軸瓦的磨損與軸頸的材料、軸瓦自身材料、潤滑劑和潤滑狀態(tài)直接相關，選擇軸瓦材料應綜合考慮這些因素，以提高滑動軸承的使用壽命和工作性能。
圖 3.2 滾動軸承的結(jié)構(gòu)
滾動軸承的作用及結(jié)構(gòu)：
支承轉(zhuǎn)動的軸及軸上零件，并保持軸的正常工作位置和旋轉(zhuǎn)精度，滾動軸承使用維護方便，工作可靠，起動性能好，在中等速度下承載能力較高。與滑動軸承比較，滾動軸承的徑向尺寸較大，減振能力較差，高速時壽命低，聲響較大[10]。
滾動軸承的結(jié)構(gòu)由部分組成: 如圖3.2
1.外圈——裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動
2.內(nèi)圈——裝在軸頸上，隨軸轉(zhuǎn)動
3.滾動體——滾動軸承的核心元件
4.保持架——將滾動體均勻隔開，避免摩擦
圖3.3 滾動軸承結(jié)構(gòu)分類
按結(jié)構(gòu)類型分類：如圖3.3所示
軸承按其所能承受的載荷方向或公稱接觸角的不同分為向心軸承----主要用于承受徑向載荷的滾動軸承，其公稱接觸角從0°到45°。按公稱接觸角不同，又分為：徑向接觸軸承----公稱接觸角為0的向心軸承：向心角接觸軸承----公稱接觸角大于0°到45°的向心軸承。
推力軸承—主要用于承受軸向載荷的滾動軸承，其公稱接觸角大于45°到90°。按公稱接觸角不同又分為：軸向接觸軸承—公稱接觸角為90°的推力軸承：推力角接觸軸承—公稱接觸角大于45°但小于90°的推力軸承。
軸承按其滾動體的種類，分為：
（1） 球軸承—滾動體為球：
（2） 滾子軸承—滾動體為滾子。滾子軸承按滾子種類，又分為：圓柱滾子軸承—滾動體是圓柱滾子的軸承，圓柱滾子的長度與直徑之比小于或等于3 ；滾針軸承—滾動體是滾針的軸承，滾針的長度與直徑之比大于3，但直徑小于或等于5mm;圓錐滾子軸承—滾動體是圓錐滾子的軸承;調(diào)心滾子軸承一滾動體是球面滾子的軸承。
按尺寸大小分類
軸承按其外徑尺寸大小
（1） 微型軸承—公稱外徑尺寸范圍為26mm以下的軸承。
（2） 小型軸承—公稱外徑尺寸范圍為28-55mm的軸承。
（3） 中小型軸承—公稱外徑尺寸范圍為60-115mm的軸承。
（4） 中大型軸承—公稱外徑尺寸范圍為120-190mm的軸承。
（5） 大型軸承—公稱外徑尺寸范圍為200-430mm的軸承。
（6） 特大型軸承—公稱外徑尺寸范圍為440-2000mm的軸承。
（7） 重大型軸承—公稱外徑尺寸范圍為2000mm以上的軸承。
滾動軸承的確定：
滾動軸承已實現(xiàn)標準化、系列化、通用化，適于大批量生產(chǎn)和供應，使用和維修十分方便；滾動軸承用軸承鋼制造，并經(jīng)過熱處理，因此，滾動軸承不僅具有較高的機械性能和較長的使用壽命，而且可以節(jié)省制造滑動軸承所用的價格較為昂貴的有色金屬；滾動軸承內(nèi)部間隙很小，各零件的加工精度較高，因此，運轉(zhuǎn)精度較高。同時，可以通過預加負荷的方法使軸承的剛性增加。這對于精密機械是非常重要的；由于滾動軸承傳動效率高，發(fā)熱量少，因此，可以減少潤滑油的消耗，潤滑維護較為省事。
為滿足更高的精度要求，擬選用下列軸承。
（1）軸承：前后徑向支承選用短圓錐滾柱軸承，其精度高，剛性好，間隙又可方便調(diào)整。
（2）軸向支承主要是能承受粗加工時的大負荷磨削，不但有高的剛性還有高的精度，為此選用大錐度角（60°）徑向推力球軸承，此軸承受軸向力很強，錐度的很高，是機床主軸專用的球軸承。
（3）為提高剛度盡可能加大軸徑。
（4）選用精度高的軸承。
3.3 導軌的選擇
滾動直線滑軌是一種滾動導引，它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無限滾動循環(huán)，使得負載平臺能沿著滑軌輕易的以高精度作線性運動，其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動導引的1/50，使之能輕易地達到μm級的定位精度?，F(xiàn)在滑塊與滑軌間的末制單元設計，使得線形滑軌可同時承受上下左右等各方向的負荷，專利的回流系統(tǒng)及精簡化的結(jié)構(gòu)設計使線性滑軌有更平順且低噪音的運動。滾動導軌是在導軌面之間放置滾珠、滾柱、滾針等滾動體，使導軌面之間的滑動摩擦變成為滾動摩擦。滾動導軌特別適用于機床的工作部件要求移動均勻、運動靈敏及定位精度高的場合[7]。
結(jié)構(gòu)形式
滾珠導軌：
導軌以滾珠作為滾動體，運動靈敏度好，定位度高；但其承載能力和剛度較小，一般都需要通過預緊提高承載能力和剛度。為了避免在導軌上壓出凹坑而喪失精度，一般采用淬火鋼制造導軌面。滾珠導軌適用于運動部件質(zhì)量不大，切削力較小的數(shù)控機床。
滾柱導軌：
導軌的承載力及剛度都比滾珠導軌要大，但對于安裝的要求也高。安裝不良，會引起偏移和側(cè)向滑動，使導軌磨損加快、降低精度。目前數(shù)控機床、特別是載荷較大的機床，通常都采用滾柱導軌。
滾針導軌：
滾針導軌的滾針比同直徑的滾柱長度更長。滾針導軌的特點是尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。為了提高工作臺的移動精度，滾針的尺寸應按直徑分組。滾針導軌適用于導軌尺寸受限制的機床上。
滾動導軌的優(yōu)點：
1、靈敏度高，且其動摩擦與靜摩擦系數(shù)相差甚微，因而運動平穩(wěn)，低速移動時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。
2、定位精度高，重復定位精度可達0.2μm。
3、摩擦阻力小，移動輕便，磨損小、精度保持性好。
為滿足機床剛性要求，磨架支承導軌，目前國內(nèi)外機床基本都是滑動導軌，最近的新式機床開始使用鋼球滑動導軌，但作為滾動導軌來看，其動作靈敏性尚可，但剛性不足，它與滑動導軌相比已有較大的剛性，為了更進一步提高剛性，將用機床廠制造技術(shù)已成的十字交叉短圓柱導軌，它具有較高的剛性和抗震性，靈敏度也提高，且調(diào)正方便又簡單。
3.4 進給機構(gòu)及補償機構(gòu)簡介
本機床具有對稱的兩套相同的進給機構(gòu)，各個進給機構(gòu)分兩部分；另外兩個補償機構(gòu)組成進給與補償?shù)臋C構(gòu)分別介紹如下：
進給機構(gòu)安裝在床身中，有絲桿螺母，快進給油缸、花鍵齒輪、蝸輪蝸桿組成。
絲桿由兩個掛腳緊固在移動滑板上，絲桿用螺帽緊固在掛腳上，后不能旋轉(zhuǎn)絲桿上有預加載荷。
螺帽與油缸座固定在一起有兩個圓錐軸承支承，快進﹑快退油缸運動時，螺母支座同時運動，絲桿也相應一起運動。快進﹑快退油缸退到底時，絲桿端頭的硬質(zhì)合金就撞到補償機構(gòu)絲桿的鋼球上，運動停止，快進，快退的距離為補償機構(gòu)絲桿位置所決定。最大行程為80mm，砂輪磨損后，補償機構(gòu)絲桿向前伸，則快進﹑快退行程即發(fā)生變化結(jié)構(gòu)所保持修正后兩個砂輪間保持不變。
螺母上固定有一齒輪與花鍵上的齒輪相嚙合，外快進快退時，花鍵上的齒輪距螺母一起運動，花鍵的另一端有一個蝸輪與蝸桿軸與外進給機構(gòu)用套筒相連接。
外進給機構(gòu)手輪每轉(zhuǎn)絲桿進0.4mm，每格0.002mm，它與蝸桿軸相連接機構(gòu)內(nèi)有棘輪﹑棘爪，棘輪為200齒，每轉(zhuǎn)一個齒即為0.002mm，棘爪由油缸推動，每推動1~5個齒實現(xiàn)工件尺寸變大的調(diào)正，變小只能轉(zhuǎn)手輪。此種變化的調(diào)正對修正位置無影響，反之補償位置變化，在修正后也不影響尺寸。
補償機構(gòu)與進給機構(gòu)基本相似，不過手輪帶動的是螺桿，蝸桿傳動，蝸輪與螺母一起轉(zhuǎn)動（它們是一體的），中心的絲桿及其端頭上的鋼球相應伸出縮進，使修正位置變化，機動部分與外進給機構(gòu)相同。
3.5 砂輪修正器
砂輪修正器是對磨床砂輪進行尺寸、形狀、幾何角度等進行修整的輔助工具，砂輪修正機構(gòu)裝在砂輪修整回防護罩內(nèi)，修整砂輪時，把砂輪修正器吸在磨床的電磁盤上，把修正器的金剛石筆停在砂輪的正下方，使砂輪前后移動，慢慢的進刀，使修正器的金剛石筆接觸砂輪，來回修整砂輪，使砂輪的整個圓周都能修整到即可修整完畢。
修整臂的擺動是由油缸帶動兩金剛鉆的安裝需要與送料導向機構(gòu)中心對稱，其間距為160mm。
修正臂的抬起，倒下由液壓實現(xiàn)，油缸上的齒條推動齒輪轉(zhuǎn)動，修正臂與齒輪一起轉(zhuǎn)動大小45°左右可調(diào)。當液壓停止供油對修正推動油缸內(nèi)有彈簧頂實，不會自動倒下，轉(zhuǎn)動角度可由行程開關來控制。
3.6 防護罩簡介
3.6.1 防護罩的作用及分類
機床防護罩專門防護機床床身及導軌絲杠，能夠嚴防灰塵及切屑、硬沙粒等進入軌道，減少硬質(zhì)顆粒狀的異物對滑動軌面的損傷，能夠減少導軌因操作變形對加工精度的影響，保持機床加工精度。
機床防護罩可以分為鋼板防護罩、風琴防護罩絲杠防護罩、盔甲式防護罩、卷簾防護罩。
（1）風琴式防護罩：
風琴式防護罩表面光滑、造型規(guī)則、外觀優(yōu)美，為機床的整體造型增添了無限色彩。所以說，它在為您的機床提供實用性保護的同時，也為機床增加了更多視覺上的美感，使機床的整體價值得到了提升。
風琴式防護罩是可以任意組合的產(chǎn)品系列，其原材料、外形、加工處理方式及尺寸大小都可以根據(jù)實際情況而定。
它的一個基本組成部分是在每個折頁里都裝有一個起支撐穩(wěn)定作用的PVC骨架，此骨架可以通過不同的加工方式與外部折頁材料緊密相連。
（2）導軌式防護罩：
導軌防護罩的應用十分廣泛,可以用來對絲杠、光杠、立柱、心軸及其它的圓形旋轉(zhuǎn)柱體進行防護，防止鐵屑及油污對導軌的損壞?？梢运交虼怪笔褂?。水平使用時使用塑料或鋁的支撐環(huán)，保持護罩內(nèi)腔與絲桿之間有一定均勻的距離，延長使用壽命。拉伸長度大時可以在每個折中加上金屬環(huán)，提高護罩的穩(wěn)定性。連接或固定端通常使用金屬法蘭盤，也可以選擇套箍式。
為滿足對本磨床主軸﹑絲桿等的防護選擇導軌式防護罩。
3.6.2 防護罩的抬起
防護罩抬起由液壓實現(xiàn)，為防自動倒下出事故，抬起后又鎖扣（彈簧實現(xiàn)）放下時，先脫鎖由液壓實現(xiàn)罩抬起時砂輪不能啟動。
3.7 送料機構(gòu)
電機進退兩對蝸輪，蝸輪減速傳送料盤的轉(zhuǎn)速為0.5~4轉(zhuǎn)/分，工件自動或電氣進入料盤，轉(zhuǎn)入兩砂輪之間磨削，出來后頂料機構(gòu)把工件頂出自動落出。
3.8 床身
床身由鑄件制成，鑄件是將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進鑄型里，經(jīng)冷卻凝固，清整處