图2-2 卧式机床主轴结构图
（3）对于送料装置
直线式和圆盘式送料装置都能满足工件加工精度的要求，直线式送料装置占据的空间较小使整个机床的结构更加紧凑，圆盘式送料装置占据的空间较大。
综上所述，综合考虑所设计的机床的加工精度要求及机构特点选择第一种方案：立式床身双端面磨削，直线式送料装置。
这种结构适用于大批量小型零部件表面的磨削加工。本机床采用立式布局，上下磨头垂直放置，位于同一中心线上。工作时，通过直线送料装置将工件送至两个砂轮中间，同时磨削工件的两端面，使机床具有很高的生产效率。机床具有良好的结构刚性，砂轮为CBN砂轮，根据需要，砂轮工作表面可以修整，砂轮运转平稳，可以提高工件的磨削质量。机床采用数控系统，控制两个步进电机，控制上下砂轮，完成轴向进给运动。
2.2 磨削主轴进给系统方案拟定[7][8]
2.2.1方案比较
（1）齿轮齿条进给
这种方案，利用步进电动机或者伺服电动机驱动齿轮，进而齿轮驱动齿条带动磨头来轴向的进给。
（2）滚珠丝杠螺母副进给
这种方案是目前大多数双端面磨削机床的解决方案，选择外购的API和PMI 公司生产的分辨率达到5000/步和导程为5mm的滚珠丝杠副，通过与螺母连接的工作台，进而带动安装在工作台上的磨头，完成轴向进给。
（3）直线电机进给
随着直线伺服进给技术的不断发展，直线电机技术渐渐成熟，他可以提供更快的反应速度和极高的运动精度，加速度可达20g以上。该方案直接将磨头安装
在直线电机拖动的工作台上，进而完成进给。
2.2.2分析选择：
齿轮齿条在啮合过程中会出现回差（主动轮空转的转角和对应的从动轮的滞后转角之差），所以很难实现小分辨率，不能达到要求的精度。
滚珠丝杠副进给拥有定位准确，传动效率高运动平稳，可靠性高，成本低，技术成熟等优点，但是反应速度较慢，而且精度相较于第三种方案略低，因为主轴进给对速度没有太高的要求，而且通过选择精密等级的滚珠丝杠螺母副并将滚珠丝杠螺母副与交流伺服电机结合使用，可以达到要求的精度。
直线电机进给拥有很多有点，反应速度快，运动精度高，但因为是一种新技术，价格较其他三种方案高，不利于控制成本。
综上所述，本文设计的机床采用了第二种方案——滚珠丝杠螺母副。
2.3 磨削主轴方案拟定[9][10][11]
2.3.1方案简述
（1）电主轴转动
电主轴是电动机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体就是电动机机座，并且配合其他零部件，实现电动机与机床主轴的一体化。目前，随着电气传动技术（变频调速技术、电动机矢量控制技术等）的迅速发展和日趋完善，高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快等优点，而且转速高、功率大，简化机床设计，易于实现主轴定位，是高速主轴单元中的一种理想结构。
图2-3 电主轴结构原理图
（2）电机通过同步带带动主轴转动
图2-4 电机通过同步带带动主轴转动
带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机
械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2%以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。带传动除用以传递动力外，有时也用来输送物料、进行零件的整列等。
综上所述，根据所设计的机床的精度及结构等方面的要求，本机床的设计采用电主轴传动。
2.4 工作台系统拟定
2.4.1 方案简述
（1）工作台进给
通过轴向进给的分析，结合工作台安装摇摆轴装置及系统摇摆轴分辨率的要求，工作台反应速度的要求，可以选择滚珠丝杠螺母副的方案。其中丝杠精度选择导程为5mm的精密丝杠，并与交流伺服电机配合使用，即可达到满足要求的定位精度。
（2）摇摆轴结构设计
摇摆轴由曲柄滑块机构实现。曲柄滑块机构常用于将曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动；或者将滑块的往复直线运动转换为曲柄的回转运动。曲柄滑块机构具有运动副为低副，各元件间为面接触，构成低副两元件的几何形状比较简单，加工方便，易于得到较高的制造精度等优点，因而在各类机械中得到了广泛的应用，如自动送料机构、冲床、内燃机、空气压缩机等。
图2-5 曲柄滑块机构原理图
2.5 本章小结
对于机床的总体设计，主轴的轴向传动系统，工作台进给系统，磨削主轴系统设计都提出了不同的方案，通过对多种方案优劣的比较，选取了其中更为适合的解决方案。即采用立式床身，主轴轴向采用滚珠丝杠螺母副进给传动系统，工作台采用滚珠丝杠螺母副及摇摆轴共同组成传动方案，磨头的转动采用电主轴。
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