便携式高速研磨机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 研磨是一种非常重 要的精密超精密 加工方法，许多 人从事研磨加工 技术的研究，目 的都 是 进 一 步 提 高 研磨 加 工 效 率 和 加 工 精度 ， 降 低 加 工 成 本 研磨机 是保 证研 磨加 工的 重要条 件。 但是 目前 研磨 机的生 产者 和研 制者 对设 备的 用户考 虑得 还不 够全 面。 为了满 足用 户的 生产 实际 要求 ，本文 是将 现有 的大 型高 速研 磨机进行了小型化 。本文所设计的研 磨机结构简单 易于实现。此研磨 机制作成本低， 并 且 既 能 满 足 研 磨 加 工 要 求 ， 又 能 达 到 便 于 携 带 的 目 的 。 本文主 要是 合理 的设 计了 便携式 高速 研磨 机的 结构 ，使其 具有 足够 的刚 度、 强度 和稳定 性， 从而 避免 研磨 机在高 速运 行中 出现 振动 现象 。并且 对机 床的 主要 零部 件进 行了强 度校 核及 刚度 校核 。还设 计了 机床 的电 气系 统、 磨具、 冷却 液输 送装 置以 及压 力可 调式 加压 系统 。 关 键 词 ： 便 携 式 高 速 研 磨 研 磨 机 设 计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 研磨 技术 发 展状 况 第一 章 绪 论 研磨是 一种 重要 的精 密和 超精 密加 工方 法。 它是 指利 用磨 具通 过磨 料作 用于 工件 表面，进行微量加工的过程。研磨加工的特征是加工精度和质量高。并且加工材料广， 几乎可 以加 工任 何固 态材 料。近 年来 ，随 着人 们对 产品 性能的 要求 日益 提高 ，研 磨加 工 以 其 加 工 精 度 和 加 工 质 量 高 再 次 受 到 人 们 的 关 注 。 尤 其 近 几 年 信 息 技 术 和 光 学 技 术 的发展，对光学 零件不仅需求 量增大，而且对 其质量和精度 都提出很高要 求，而研磨作 为 光 学 加 工 中 一 种 非 常 重 要 的 加 工 方 法 ， 起 到 了 不 可 替 代 的 作 用 。 许 多 人 从 事 研 磨 加 工技术的研究，目的都是进一步提高研磨 加工效率和加工精度，降低加工成本 目前国内外研磨加工普遍采用 散粒磨料在慢速研磨机上研 磨，存在的缺点主要有： 磨 料 散 置 于 磨 盘 上 ， 为 避 免 磨 料 飞 溅 ， 磨 盘 转 速 不 能 太 高 ， 因 此 加 工 效 率 低 ： 磨料 与从工 件上磨下 的碎屑 混淆在 一起， 不能充分 发挥切 削作用 ，而且 还要与 这些碎屑一起被清洗掉，浪费能源、浪费磨料： 磨料在磨盘上是随 机分布的，其分布密 度不均，造成对工件 研磨切削量不均， 工件面形精度不 易控制：特别 是磨料与工件问 的相对运动具 有随机性，这 也增加了工件 面形 精度 的 不确 定 因素 ： 在研 磨加工 中要严格 控制冷 却液的 流量， 以避免冲 走磨料 ，这使 得冷却 效果变 差，容易引起工件升温，造成加工精度下降： 大颗粒磨料起主要切削作用，易 划伤工件表面，所以对磨料尺寸均匀性要求高： 磨料能嵌入软材质的工件表面，影响工件的使用性能： 在 研 磨中 磨 料之 间 相 互切 削 ，浪 费 磨 料： 磨盘磨损后修整难，需要三个磨盘对研： 各道工序问清洗工件要严格： 工人劳动强度大，对工人操作技术水平要求高： 由于传 统研 磨存在 上述 缺点 ，所以 许多 人在 研究如 何改 进这 种研磨 技术 。有 人研 究新型研磨液 ，有人研究 不同磨料和不 同材料磨盘 的研磨效果， 以寻求对应 于不同工件 的最 佳磨 料和 磨盘 。 研磨 加工 的面形范 围很广 ，几乎可 以加工 任何面形 的工件 ，研磨加 工方法 不同， 于 是 人 们 根 据 不 同 的 面 形 探 讨 了 不 同 的 加 工 方 法 。 ， “ 和 “等人专门研究了圆柱面的研磨加工，我国的学者，如 天津大学的邓 广敏“等人 专门研究了 陶瓷圆柱面的 研磨，周俊 “研究了主 轴套筒的研 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 磨，朱长茂研究了高 精度小轴的研磨加工。 刀具的质量直 接影响着被加 工工件的质量 “。为提高 工件的质量， 人们对刀具提 出了较 高的 要求 ，特别 是用 于精 密和超 精密 加工 的金刚 石刀 具都 要采用 研磨 加工 。所 以国内外一些人 专门研究刀具 加工技术的研究 为了提高加 工效率。有人 研究可以同时 加工工件两个表面的双面研磨机。 最近人们也探索了许多新的研磨技术“，如施加特殊研磨力研磨，有振动研磨、磁 性流体研磨和磁 力研磨。采用 微粒子冲击去除 材料研磨，有 弹性发射加工 、非接触研磨 和利用 电泳 动研 磨。 用特 殊工具 研磨 有砂 带研 磨、 液体 结合剂 砂轮 研磨 、采 用研 磨膜 研磨和固着磨料研 磨。复合研磨有机 械化学研磨和电 解研磨法等等。 （）振动研磨就是 在研磨过程中， 使磨料与工件的 相对运动附加以 振动。其主 要 目 的 是 提 高 加 工 效 率 。 如 在 研 磨 中 采 用 振 幅 （ ） ， 频 率 为 （ ） 的超声波振动，可提高 加工效率倍“。 （）磁 性流体 研磨 是利 用磁性 流体 本身 所具 有的液 体流 动性 和磁性 材料 的磁 性以 及外磁 场作 用来 保持磨 粒与 工件 之间产 生相 对运 动而达 到研 磨光 整工件 表面 的精 加工 方法。其特点 是：加工质 量好，表面精 度高，不会 在加工表面形 成新的加工 变质层，适 应加工 材料 广， 并可 适用 于有复 杂形 面的 表面 精加 工。 南京航 空学 院的 潘良 贤等 人在 这方面做 了许多 工作 ，在研磨 机理方 面进行 了深入的 研究， 取得了一 些成果 ，已加 工表面粗糙度达。哈尔滨工业大学的金沫吉“等人专门研究了磁流体研磨 法加工 陶瓷 球， 得出 了研 磨参数 与研 磨效 率的 关系 ，证 明这种 加工 方法 的高 效性 和高 质量性，取得了较好的效果。 （）磁性磨 料研磨 也称为磁 力研磨 它 是将工件 置于磁 场中，而 在磁场 中填充 着微细 且具 有磁 性的 磨料 ，磨料 在磁 场的 作用 下对 工件 表面产 生压 力。 当工 件相 对磁 场存在 着相 对运 动时， 磨料 对工 件产生 研磨 切削 作用。 这种 加工 方法的 优点 是通 过控 制磁场强度， 很容易控制 研磨压力：并 且因为是柔 性研磨，适合 研磨工件的 形状较为广 泛：另外还可以去除较小的毛刺。我国的李益民“ 等人探讨了用磁力研磨法去毛刺， 取得了 较好 的效 果。除 此之 外， 我国还 有一 些学 者从事 着磁 力研 磨机理 研究 ，也 取得 很多成就。 （）弹 性发射 加工 （ ）是利 用微 粒子在 材料 表面 上滑动 去除 材料 ”。 微粒 子以 接近水 平的 角度 与材料 碰撞 ，在 接近材 料表 面处 产生最 大剪 断力 ，既不 使其 体内 的位 错、缺陷等发 生移动（塑性 变形），又能 产生微量的 “弹性破坏” ，以进行去 除加工。其 去 除 量 可 控 制 在 几 个 至 几 十 个 原 子 级 。 表 面 粗 糙 度 达 到 。 （）液 体 结 合 剂 砂 轮 研 磨 作 为 一 种 高 效 研 磨 的 方 法 ， 正 在 受 到 人 们 的 重 视 。 日 本 的河田研治等人在这方面做了许多研究工作，取得了较好效果“”。采用该方法加工， 工件已加工表面粗糙度达岬以下。液体结合剂砂轮结构与普通砂轮大体相同。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结构如图所示。 置粒 结 合 剂 ） 气孔 结合 剂 （藏体 ）填 充 材料 磨 车 立 （ ）普通的液体结合剂砂轮 （）复合 斜 体结 合剂 砂轮 图 液 体 结 合 剂 砂 轮 结 构 示 意 图 采用液体结合 剂砂轮研磨有 如下特点：加 工精度与普通 研磨一样时， 加工效率能高 于普通研磨几倍 ：磨粒自锐性 好，能长时间保 持高效率研磨 ：砂轮成形非 常容易，可适 用于球面等复杂 形状的研磨： 相对加工性而言 ，可以制成非 常宽的砂轮； 由于只需要磨 粒和适 宜的 液体 就可以 制作 砂轮 ，所以 加工 面的 质量控 制非 常容 易：由 于结 合剂 可以 使用酸 性溶 液和 碱性溶 液， 所以 可用 于 期待 化学 作用的 研磨 和有 吸湿性 的特 殊工 件的 研磨：由于液体结 合剂砂轮没有普通 研具那样的连续 的弹性，故可进行 无塌边的研磨。 另外，液体结 合剂砂轮不 必像普通砂 轮那样烧制， 所以制造周 期短，可以 廉价生产。 （）电 解研磨 是应 用较 早的电 化学 复合 加工 工艺， 可蚀 除金 属表面 大的 粗糙 度而 使表面平整：也可蚀除金属表面微观不平，使其光滑成镜面“订电解研磨原理是通过电 解蚀除 表面 金属 ，但在 蚀除 过程 中，会 产生 钝化 膜，所 以再 加上 机械研 磨， 去除 表面 微观高 点的 钝化 膜，使 其能 继续 电解蚀 除， 如此 反复进 行， 从而 使加工 表面 逐渐 平整 光滑。 这种 加工 方法可 以消 除传 统散粒 磨料 研磨 加工在 工件 已加 工表面 上产 生的 加工 变质层 ，因 此受 到了人 们的 重视 ，国内 外许 多学 者从事 着这 一加 工技术 的研 究。 哈尔 滨工业大学刘晋 春哪。等人， 研究了电解研磨 中，电解和磨 粒研磨复合作 用机理及主要 参数的影响规律。结果表明该成果能在短时间内获得值小于岬的大面积镜 面，而且适合于 加工不同曲面 。北京理工大学 的陈幼松“ 探讨了在电解 研磨中应用电 火花加工 技术， 开发了电 解电火 花复合研 磨加工 方法。 杭州电子 工业学 院的文贵 林。 利用粘 弹性 磨料 布进行 电解 复合 加工镜 面， 也取 得了很 好的 效果 ，并研 制出 相应 的加 工装置。 但这些 研磨 加工技 术主 要是 提高研 磨加 工的 质量和 加工 精度 。没能 有效 地提 高加 工效率 。而 固着 磨料高 速研 磨能 提高研 磨加 工精 度和加 工质 量及 稳定性 。下 面主 要介 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 绍下本文所研制 的研磨机采用的 固着磨料研磨的研究现状。 固 着 磨 料 高 速研 磨 的 研 究 现 状 固着磨 料高 速研 磨是 将散 粒的磨 料固 结起 来， 制成 专用磨 具， 在高 速研 磨机 上进 行研磨的 方法。 。所用 的专用磨 具是根 据工件 的要求， 用不同 的磨料制 成丸片 ，再用 丸片制 成不 同形 状的 磨具 ，图 为 平面 固着 磨料 研磨 的磨具 示意 图。 固着 磨料 高速 研磨国 外是 在六 十年 代发 展起来 的， 我国 是从 七十 年代 开始着 手研 究的 。固 着磨 料研 磨很好地 解决了 传统的散 粒磨料 研磨中所 存在的 大部分 缺欠憎 。其最大 特点是 能显著 提高研 磨加 工效 率， 而加 工效率 低是 限制 传统 研磨 广泛 应用的 最大 障碍 ，因 此固 着磨 料高速 研磨 一出 现就受 到了 人们 的重视 。长 春理 工大学 从七 十年 代起开 始从 事固 丸片 着磨料研 磨加工 技术的 研究“ ，并成 立了专 门从事 这一技 术研究 的课题 组，探 讨了在 固着磨 料研 磨中 ，研磨 压力 、研 磨速度 、冷 却液 等对研 磨效 率和 加工质 量的 影响 ，这 些研究有力地推动了这一新技术的推广应用。 丸片 图 固 着 磨 科 研 磨 磨 具 示 意 图 进入八 十年 代， 我国 从事 固着 磨料 研磨 研究 的人 逐渐 增多 。较 早的 有北 京理 工大 学的查立豫教授”，浙江大学的曹天宁憎教授等。他们既探讨研磨机理、研磨工艺， 又探讨磨具与工件间的相对运动。后来裴庆魁憎“、林锦文章黎明恤、王翠娣哪！、 王锴”、辛企明“等一批 专家学者都从事着固着磨 料研磨加工技术的研究。 由于固着磨料研磨具有许多优 点，因此 不仅国内的专家学 者从事这一技术的研究， 而且国外也有人 从事这一技术 的研究。早在 年就有人研究 固着磨科研磨 机理哪，固 着磨料研 磨加工 工件已 加工表 面粗糙 度及破 坏层等 的变化 规律” 。研究 的加工 材料是 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 玻璃”，重点是探讨工件已加工表面粗糙度和材料去除量随研磨加工时间的变化规律。 还比较 了不 同冷 却液 的效 果。发 现了 表面 粗糙 度与 破坏 层深度 有一 恒定 关系 ，这 就使 人们能根据工件表面粗糙度值来 确定下道工序的去除深度。 目前国 外较 重视磨 料性 能 的 改进， 以及 丸片 制作技 术的 研究 ，如探 讨如 何避 免丸 片 的 脱 层 及 裂 缝 ， 避 免 丸 片 中 混 入 空 气 ， 提 高 磨 料 和 结 合 剂 的 均 匀 性 等 。 为 了 更 好 地 改善固 着磨 料研 磨效果 ，提 高丸 片质量 ，日 本东 京大学 有人 还研 究了利 用电 泳沉 积法 制 造 高 质 量 、 细 磨 粒 丸 片 。 采 用 他 们 研 制 的 丸 片 加 工 硅 片 ， 已 加 工 表 面 质 量 得 到 了 很 大改善“ 。国外 还有人 采用金刚 石 丸片 研磨加 工球面和 非球面 ，提高了 加工效 率，取 得了很 好的效 果。 为进一 步完 善固 着磨 料研 磨加工 技术 ，长 春理 工大 学的杨 建东 老师 对固 着磨 料的 浮动研磨中工件转速进行了研究柚，解决了工件转速与偏心距、研磨压力、工件半径、 工件与 磨具 间的 摩擦系 数等 加工 参数之 间的 关系 ，并提 出了 磨具 均匀磨 损及 工件 均匀 研磨理论。 本文正 是以 这一 理论 为基 础，设 计磨 具及 给定 研磨 加工的 参数 ，从 而保 证在 研磨 加工过 程中 ，不 修整磨 具， 也能 保持磨 具及 加工 工件的 面形 精度 ，从而 在保 证研 磨加 工精度 的同 时， 提高加 工效 率。 降低操 作者 的劳 动强度 。为 此， 本文在 保证 加工 精度 的同时，努力做到使机床结构简单，操作方便。 研 磨 机 的 发 展 情况 及 论 文 研 究 内 容 研磨机是保证 研磨加工的重 要条件，因此 人们专门研究 了各种不同的 研磨机。目前 国内生产高速研磨机的厂家不少，但由于研磨加工的针对性较强，对不同的工件，研磨加 工的方 法也 有很 大的 差别 。所以 人们 研究 开发 出了 许多 专用的 研磨 机。 研磨 机从 加工 精度上 基本 分为 两种 。一 种是加 工不 仅对 精度 要求 较高 并对面 形精 度也 有所 要求 的工 件。另外一种是 加工只要求表 面粗糙度的零件 ，例如一些钨 钢表带和纽扣 等。这种研磨 机适合 加工 一些 尺寸 较小 ，而且 数量 较大 的零 件。 在研 磨中将 工件 与磨 料一 起置 入一 容器内 ，加 以振 动， 进行 研磨抛 光。 还有 人专 门研 制出 相应的 振动 研磨 机。 目前 这种 振动研磨机国内 外都有厂家生 产，而且这种 研 磨加工技术比 较成熟，应用 也日趋广泛。 目前国内外生产后一种的厂 家较多。本文主要研究加工 精度较高的前种研磨机 我国在八 十年代 研究出 来第一 台 型平面 研磨机 。曾获 得国家 科学大 会奖。 现在 西安 秦 川发 展有 限 公司 生产 的 就是 以它 为 原型 改进 的 。在 光学 加 工中 研 磨 又 称 精 磨 ， 所 以 研 磨 机 也 称 为 精 磨 机 。 目 前 还 有 南 京 仪 机 股 份 有 限 公 司 生 产 的 一精密 抛光机。 以 及我国台湾高 钰精密有限 公司生产的各 种精磨机。 其中平面精 磨机 有 和 一 和 及 一 型 号 和 双面 精 磨 机有 和 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 及一 等型号 。其中 型研磨 机研磨精 度高，可达 到的平面 度为 ，表面粗糙度（ ， 它 可 加工 各 种 材 质。 为提高 加工 效率 人们 研制 出双面 研磨 机， 如兰 州东 胜 机械 制造 有限 责任 公司 生产 的 型双 平面研 磨机 ，它 加工出 的产 品精 度为 微米 级， 平面度 及平 行度 在千 分之一毫米。 还有深圳宏 达公司生产的 双平面研磨 机，其平行度 及平面度也 为千分之一 毫 米 。 球 面 高 速 研 磨 机 按 加 工 工 件 表 面 的 曲 率 半 径 不 同 ， 分 为 大 球 面 、 中 球 面 和 小 球 面 三种 ，其 中 型高 速精 磨机 和 删一 小球 面高 速精 磨 机和 一 中 球高 速研 磨 机应用 较为普 遍。 目前，国外 高品质的 研磨机床己 实现系列 化，而且 加工精度已 达到很高 的水平。 如 高速 平面研 磨机 ，具 有粗研 磨及 精研 磨的广 泛研 磨能 力，能 以短 时间 和低 成 本 获 得 较 高 的 平 行 度 、 平 面 度 以 及 表 面 粗 糙 度 。 即 使 不 熟 练 的 操 作 人 员 ， 亦 能 达 到 尺寸公差、 平面度 、平行度 ，表面粗糙度 以内 的高精度加工 水 平 。 又 如 删 等 人 研 制 的 硅 片 研 磨 机 ， 可 同 时 加 工 片 直 径 为 的 硅 片 ， 当 硅 片 厚 度 在 时 ， 经 过 的 抛 光 ， 尺 寸 可 达 到 士 肛 ， 平 均 材 料 去 除 率 。 目前国 内外 生产的 研磨 机基本 上都 是中大 型的 。对于 小型 便携式 高速 研磨机 的研 究有限 。而 目前 便携 式的 研磨机 只有 专门 维修 阀门 的维 修机具 。目 前国 内外 的高 速研 磨机的 发展 方向 主要是 进一 步提 高研磨 加工 质量 和加工 效率 ，提 高研磨 机的 自动 化程 度，以减轻操 作者的劳动 强度。而对维 修设备现场 使用的便携式 研磨机还没 有人进行研 究 和 开 发 。 这 表 明 研 磨 机 的 生 产 者 和 研 制 者 对 设 备 的 用 户 考 虑 得 还 不 够 全 面 ， 所 以 本 文 就 是 根 据 不 同 用 户 的 需 要 研 制 一 种 便 于 携 带 的 高 速 研 磨 机 。 以 填 补 这 一 领 域 的 空 白 。 本文主要是将 现有的大型研 磨机进行小型 化，使其既能 满足研磨加工 要求，又能达 到便于 携带的 目的。 本文主 要目是 设计出 能便于 携带的 高速研 磨机 本题 的技 术难 点是 ： 合理地设计研磨机的结构，以保证研磨机具有足够的刚度、强度和稳定性，从而 避免 研 磨 机 在 高 速 运 行 中 出 现 振 动 现 象 ： 压力 可调的 工件 加压 方式 。 本题 的关 键技 术是 ： 使磨具能达到均匀磨损，从而避免了磨具修整的麻烦， 降低磨具的损耗，提高加 工效 率， 保证 工 件的 加工 精 度和 质量 ： 合 理 地 确定 出 被 研 磨的 工 件 相 对于 磨 具 的 位置 ： 主要 技 术 指 标： 体 积 小 ， 体积 在 以内 。 论文 研 究目 的 和意 义 本文是将现有 的高速研磨机 进行小型化， 以满足用户的 生产实际要求 。目前的高速 研磨机的体积 和重量较大 ，这些设备一 般都固定安 装在加工车间 里进行研磨 加工这就 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 是说，工件只能在 车间里加工，但是 事实上，有些工 件最好是 在工件的 使用现场进行加 工。比如在生产 设备维修时， 某一工件需要研 磨修复时，人 们非常希望在 生产设备的使 用 现 场 进 行 试 配 性 的 修 复 加 工 ， 以 保 证 所 修 复 的 工 件 能 与 现 场 的 生 产 设 备 相 匹 配 。 这 既 能 有 效 地 保 证 加 工 精 度 和 加 工 尺 寸 的 要 求 ， 又 能 显 著 地 减 少 修 复 时 间 、 降 低 生 产 成 本 。 特别是 大企 业的 生产 设备 每年都 要进 行大 修， 在设 备大修 期问 全部 生产 线都 要停 产。由于停产给 企业带来的损 失很大，所以企 业对设备大修 时间控制很严 ，希望设备大 修的时间短。如 果能在设备现场 维修有关零部件 就可以显著地减 少大修时间。 本文研制的便 携式研磨机就 能很好地解决 这一问题。如 化工企业常用 的反应釜，其 中的一个关键件就 是机械密封，其价 格昂贵，有的一 套就达上百万元人 民币。在生产中 机械密封会出现磨损，降低了密封性能，从而影响反应釜的工作，这时就要停产维修。维 修的主 要方 式就 是更换 一套 新的 机械密 封， 但这 浪费很 大。 事实 上我们 只需 对旧 机械 密封进行修复， 就可以将其重 新使用，照样能 保证生产正常 进行，从而减 少浪费。修复 机械密 封的 主要 工作就 是研 磨加 工其动 密封 的端 面，如 果将 其拿 到机械 密封 生产 厂进 行修复 ，在 时间 上不允 许。 如果 能在现 场用 便携 式高速 研磨 机进 行修复 ，仅 仅几 分钟 就可以将几千元的、甚至几十万元的机械密封修好。 便携式 高速 研磨机 应用 范围 很广， 它既 可以 替代原 有的 普通 研磨机 ，用 于采 用研 磨加工 的生 产企 业进行 生产 加工 ，而且 由于 它还 具有体 积小 、重 量轻， 易于 携带 等优 点 ， 还 可 以 直 接 应 用 到 使 用 研 磨 机 加 工 生 产 的 产 品 用 户 ， 用 于 有 关 产 品 的 维 修 和 修 复 ， 这 就 使 它 的 应 用 范 围 扩 大 了 很 多 。 因 为 应 用 研 磨 加 工 的 产 品 的 用 户 非 常 多 ， 以 往 由 于 研磨机 体积 较大 、价格 较高 ，使 用研磨 加工 产品 的企业 一般 都不 购买研 磨机 ，对 研磨 加工的 产品 只是 从外面 购进 ，用 坏后就 买新 的产 品更换 。而 本文 研制的 便携 式高 速研 磨机体 积小 、价 格低、 携带 方便 ，就使 得企 业积 极购买 ，用 于研 磨加工 件的 修复 ，从 而降低 生产 费用 ，为企 业节 约大 量的资 金。 因此 说本文 研制 的便 携式高 速研 磨机 具有 很好的应用前景 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 二 章 机 械 系 统 的 设 计 研磨机是保证加工质量的重要条件。本文 研制的研磨机要质量较轻，以便于携带， 并要努 力做到 结构 简单易 于制造 。在 这一章 里，主 要介 绍了机 床工作 原理 及各机 械系 统的设计，并且对各主要零部件的强度进行校核。 机床 总体 结 构设 计 根据加 工工 件尺寸 、精 度、材 料以 及工件 加工 的工艺 性， 确定本 文设 计的便 携式 高速研磨机床样机的性能参数如下： 体积小 、重量 轻， 体积在 一以 内： 研磨速度高，研磨机主轴转速可达； 电机功率。 研磨机 工作 原理如 图 所示 。电 机带动 皮带 轮转 动，通 过皮 带轮 带动主 轴旋 转。经 主轴传 动带 动磨具 旋转。 同时 在压杆 上施加 力， 通过杠 杆作用 在压 头上。 压头 通过压 盖作用 在工 件上。 从而使 工件 只能绕 自身轴 线旋 转。在 研磨开 始前 ，工件 和磨 具均处 于静止 状态 。研磨 开始时 ，磨 具在电 机的带 动下 开始旋 转，工 件通 过研磨 磨削 力的 作 用 开始 绕 压 头 中心 旋 转 。 电机的转速 为 ，经皮 带轮减速 后主轴转速 为 。而传 统的慢速 研磨 机 转 速 为 与之相比，转速提高，加工效率明显提高。 因为机床要求 达到的加工 质 量和加工精度 高，所以要求 主轴传动平稳 ，无冲击， 刚度好，轴向及径向跳 动小，因此本文选择机 床主传动系统的传动 链为：电动机一皮带 机床 主轴 。由于 机床 的各执 行机 构动作 比较 简单， 为降 低成本 ，其 电气控 制系 统采 用的是继电器顺序控制。 传动 部分 设计 电机的选择 本设计要求 电机转速较 低，并且为 保证加工精 确度要求振 动小，主轴 负载不高。 功率 要 求较 小 。根 据 要求 选 择 三 相 异步 电 机。 安 装形 式 为 。 该 电 机 具有 振 动小， 噪声低 、运行 平稳的 特点， 适用于 驱动 小型机 床及要 求低振 动，低 噪声环 境中 使用。该电机的功率为，额定转速为。效率为，功率因数。起 动转矩为，起动电流为，最 大转矩为，重量为。 所选的 是丹 东小型 电机 有限责 任公 司生产 的 系 列三 相异步 电动 机，采 用接 线座与机体整体压铸结构，接线盒盖采用胶垫 密封，并且前后端盖预设出轴密封装置， 使机座完全 符合 、 的外 壳防护等 级标准。 电机外壳采 用了高热 导率的铝 合金材料 ，机壳采 用增强散 热筋，使 电机具备 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 便 携 式 高 速 研 磨 机 工 作 原 理 图 更强的冷却能力， 电机绕组温升大为 降低。电机可在 工作环境下维持良 好的运行性能； 精确的 动平 衡校 正及 专用 的低 噪声 轴承 ，使 电机 运转 更加 平稳 、静 音； 优质 的原 材料以及先进 的加工、装 配工艺，完善 的测试设备 确保了电机的 优越性能。 电机工 作噪 声由 通风 噪声 、电磁 噪声 和机 械噪 声组 成。通 风噪 声包 括风 扇和 转子 旋 转 形 成 的 气 体 涡 流 噪 声 ， 电 磁 噪 声 是 由 电 机 气 隙 中 定 、 转 子 磁 场 相 互 作 用 产 生 的 径 向力， 使定 子铁 心和机 座周 期性 变形而 引起 振动 产生的 噪声 ，机 械噪声 包括 由转 子机 械不平 衡引 起的 离心 力所 产生的 机械 振动 噪声 和轴 承振 动噪声 。电 机采 用精 确的 动平 衡 校 正 及 专 用 低 噪 声 轴 承 使 得 电 机 噪 声 远 低 于 国 标 限 值 。 电机 的 轴旋 转跳 动值 ； 转轴 与法 兰定 位止 口的同 轴度 ， 与法 兰定 位平面的垂直度哪。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 传动选择 常见的 传动 类型 有链 传动 、齿轮 传动 和带 传动 等。 链传动 的优 点： 能够 保证 准确 的传动 比， 压轴 力较小 ；传 递功 率大， 过载 能力 强；能 在低 速重 载下高 温条 件下 及尘 土大的 情况 下较 好工 作； 传动效 率高 。缺 点是 ：工 作中 有冲击 和噪 声， 磨损 后易 发生 跳齿。链条的铰 链磨损后， 使 节距变大造成脱 节。安装和维 护要求较高。 齿轮传 动的 优点 是： 能保 证瞬时 传动 比恒 定， 平稳 性高， 传递 运动 准确 可靠 。传 递的功率和速度范 围较大。结构紧凑 ，工作可靠，可 实现较大的传动比 。传动效率高， 使用 寿 命 长 。 缺 点 是 ： 制 造 ， 安 装 要 求 较 高 。 带传动 优点 是： 结构 简单 ，适宜 用于 两轴 中心 距较 大的场 合。 造价 低廉 。带 富有 弹 性 ， 能 缓 冲 吸 振 ， 传 动 平 稳 无 噪 声 。 缺 点 是 ： 传 动 带 需 张 紧 在 带 轮 上 ， 对 轴 和 轴 承 的压力较大 。传动效 率低（一般 ）。 由于设计 要求传动 稳定，并 且尽可能 结构简单 、制作成 本低。所 以选择带 传动。 在带传 动中 ，常 用的有 平带 传动 、带 传动、 多楔 带传 动和 同步带 传动 。其 中带 应用 最广。 传动 类型选 择带 传动 ，带 的横截 面呈 等腰梯 形， 带轮上 也做 出相应 的轮 槽。 传 动 时 ， 带 只 和 轮 槽 的 两 个 侧 面 接 触 ， 所 以 在 相 同 的 张 紧 力 下 ， 带 传 动 能 产 生 更 大 的摩 擦 力。 而 且 带 允许 的 传 动比 较 大， 结 构 较紧 凑 ，以 及 带 已 经标 准 化 和大 量 生 产。 带的 种 类选 择普 通 带， 其 当量 摩擦 系 数大 ，工 作 面与 轮槽 粘 附性 好， 允 许包 角 小， 适用 于 小功 率 传动 。 带的设计计算 （） 确 定 计 算 功 率 计算功 率是 根据传 递的 功率 ，并考 虑到 载荷 性质和 每天 运转 时间长 短等 因素 影响 而 确 定 的 。 即 （） 其中 为 计算 功 率， 单位 为肼 。 传递 功率 在 此为 电 机的 额定 功率 功 率， 单位 为 肼。本文所选电机的额定为。为工作情况系数，查机械设计手册“得 带入 公式 得。 （ ）选 择 带 型 普通 带分 为、 、 、 、 、七 种带 型， 截面 高度与 节宽 的比 值为 。在 此根据 。和 小带 轮转 速选 择带 型，由 于。 较小 ，转 转速 不高 ，查机 械设 计手 册中 的 普 通 带 选 型 图 选 择 型 三 角 带 。 带和 带轮 有两种 尺寸 制， 即有 效宽 度制和 基准 宽度 制。 普通 带是 基准 宽度 制传 动用带 。在 此根据 表 带的截 面尺 寸（基 准宽 度） ，查得 型三 角带 的截面 尺寸 为： 节 宽 。 为 ， 顶 宽 为 ， 高 度 为 为 ， 楔 角 伊 为 。 带 在 规 定 张 紧 力下弯 绕在 带轮 上时外 层受 拉伸 变长， 内层 受压 缩变短 ，两 层之 间存在 一长 度不 变的 中性层，沿中性 层形成的面称为 节面，节面的宽 度称为节宽岛。 如图所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ ） 传 动 比 旦 圈 帚 截 曲 不 葸 圈 （） 。 其中。为 小带轮转速 ，为大 带轮转速 。将 ， 带入公 式得 （） 小 带 轮 基 准 直 径 按表 普 通 和窄 带 轮（ 基准 宽度 制 ）直 径系 列 选 取小 带 轮直 径 。 。 （） 大 带 轮 基 准 直 径 （ （ ） 其中。为大带 轮基准直径， 为弹性滑动 率，根据表选 司，带 入公式得 （）。再根据按表普通和