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西安科技大学高新学院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告 题 目 _球型研磨机设计 _ 院（系、部 ) _机电信息学院 _ _ _ 专业及班级 _机械设计制造及其自动化（ 0901）班 _ 姓 名 _马 伟 _ _ 指 导 教 师 _崔 来 虎 _ _ 日 期 _ _ 西安科技大学高新学院 毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 球型研磨机设计 选题类型 工程设计 一、 选题依据 (简述国内外研究现状、生产需求状况 , 说明选题目的、意义，列出主要参考文献 )： 研磨机是用涂上或嵌入磨料的研具对工件表面进行研磨的磨床。主要用于研磨工件中的高精度平面、内外圆柱面、圆锥面、球面、螺纹面和其他型面。研磨机的主要 类型有圆盘式研磨机、转轴式研磨机和各种专用研磨机。研磨机控制 系统以控制核心，文本显示器为人机对话界面的控制方式。人机对话界面可以就设备维 护、运行、故障等信息与人对话；操作界面直观方便、程序控制、操作简单。全方位安全考虑，非正常状态的误操作无效。 实时监控 ，故障、错误报警，维护方便。 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。因此，研磨机是保 证研磨加工的重要条件，为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。 随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。研磨机是超精密加工中的一种重要加工方法， 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 因此国内有很多厂家设计、生产研磨机。 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。 其优点是加工精度高，加工材料范围广。为满足这个复杂多变市场的需求，当前研磨机正向高精度研磨方向发展，加工精度也在不断地提高 ,可以说中国的研磨机行业已逐渐走向成熟期。 通过中国知识网，了解到，目前国内对研磨机的研究主要有： 2精密双面研磨机的研制 、斜面研磨机、球面研磨机、平面研磨机、 列振动研磨机 、气门研磨机的设计 和 机车柴油机气门座研磨机改造探讨 等。除此之外，还有一些研究研磨机控制和仿真方面的。如： 基于 光纤研磨机研磨轨迹仿真 、 基于虚拟制造技术的数控冰刀研磨机的研究 和 112数控精密研磨机 等。 对于国外，有关研磨冰刀的机器，已有手工和数控两种商品化的产品。例如美国的 司是生产手工冰刀研磨机的著名厂家，图 1 3 是该公司手工冰刀研磨机产品。 图 1工冰刀研磨机 图 1控冰刀研磨机 司也提供一系列手工和数控冰刀研磨机，其产品如图 1 4 所示。另外还有日本研究的数控研磨机， 日开发出两种胶辊研磨机 ， 德国制备微型刨花的研磨机等。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。 自科技革命以来，人类开始不断地研究、改进机械，目的就是用最先进、最方便的机械来代替人 类的劳动。正如上海全镒机电有限公司的赵长明打的这样一个比喻：人类发明了机械交通工具后，一旦拥有了，现在离家出远门就不再会有人愿意走路或者骑马了。同样的道理，一旦习惯使用研磨机来研磨钻头、铣刀等刀具和工件，也不会有人用手工来磨钻头、铣刀等工件。这样一台不仅可以为企业节省生产成本，也可以为老板解决头痛的人事问题的机械，就更不会被企业所拒绝。 随着国内的生产技术及质量的提升，生产厂家使用的设备及刀具的精密度也日益提高，原本手工研磨的技术随着时代的转变，造成研磨技术的断层，单价昂贵的钻头、铣刀等刀具重复使用率大大的 下降，无形中造成刀具成本的增加。 为了改变这一现象，必需从研磨机入手。而研磨机，汇集专家智能，体现出轻便、简单、快速、精准的设计理论，基本上满足了现在生产厂家的相关需求，也解决各企业、公司及厂家老总在成本、时间、效率、质量上的困扰。机器取代人力是工业革命的结果，也是工业现代化的必然性。现在如此，将来也会如此。 研磨机的市场是不可限量的，尤其在国内这个正处于萌芽阶段的发展时期，正是占有市场的大好时机。以全局看来，现在的中国市场日趋与国际接轨，整个大陆的五金制造业明显感受到了与国外同行的差距，压力不断的增加，而 在生产外销方面不断增长的同时，急需各生产厂家改走高品质的路线，因此他们不得不趋附于“精细”这一块。动作迅速的各大厂家也已经在开始着手准备，那么根据以往习惯，将会有很多小厂家跟风而至。对于这样的情况，国内市场中的大部分产品已经无法满足客户高品质、高精准度需求，而携带式钻头、铣刀等刀具和工件研磨机刚好填补了这个空缺。 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。本文研究的研磨机就能很好地解决这一问题。 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。因此说本文研究的高 速研磨机具有较好的应用前景。 参考文献： 1袁巨龙，吕冰海，王志伟。 高精度球双自转研磨盘高效研磨装置 P 中国专利：009 03 31 2 陈文娟，孙维连 . 球阀球体研磨机设计 . 中国石化集团兰州设计院 甘肃兰州 730060； 3 王会强，孙维连，温新林 , 史立喜 , 刘志国， 赵志刚 . 国内外球型研磨机的发展概况 . 热处理， 2005， 22（ 3）： 74 章燕霞 ,李浩 . 阀门闸板研磨机传动系统的改进 J. 上海机床 . 1999(02) 5 杨乾华 ,刘继光 . 复杂型面振动强化抛光用磨块制备的工艺研究 J. 新技术新工艺 . 2005(02) 6 华建宇 ,李林 . 硬密封球阀球体研磨装置 J. 阀门 . 2008(02)密研磨机模糊控制系统设计 . 2005年机电一体化论坛， 2005， 22（ 12）： 117 刘敏亮 ,郎咸东 ,曲萍 ,吕纯平 . 高温高压球阀的材料选择 J. 阀门 . 2002(03) 8 殷连波 . 球阀固定球体轴孔加工工艺改进 J. 阀门 . 2002(04) 9 朱永平 . 球阀弹簧材料的选用 J. 阀门 . 2000(03) 10 成大先 . 机械设计图册 . 化学工业出版社 1） 11 曹彤，王满还，张郁芸 . 机械设计制图习题集 . 高等教育出版社 2） 12 杨叔子 . 机械加工工艺师手册 . 机械工业出版社 1） 13 史国生 化学工业出版社 1） 14 濮良贵，纪名刚 高等教育出版社 7） 15 吴宗泽 化学工业出版社 6） 16 冯辛安，黄玉美，关慧贞 机械 工业出版社 2） 17袁巨龙，邓朝晖，熊万里。 高效磨削技术装配技术及展望航空制造技术 2010（ 5） 66 70 18聂兰芳，赵学军。 钢球加工成圆条件极其影响因素探讨轴承 2001（ 1） 16 18 二、 主要研究 (设计 )内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程 球型研磨机对机械设计的要求有：精度高、运行平稳、工作可靠，具有良好的伺服性能。面对传动机构则要求：转动惯量小，以减小机械负载，避免对系统造成不良影响；刚度大，有利于减小动力损失，提高固有频率，增加闭环伺服系统的稳定性；阻尼 合适。 球型研磨机对控制系统的要求有：能对压力进行控制。因为试样研磨过程要求动力头能带动夹具上升和下降实现压力增大和减小；能够按设定压力在夹具上产生弹性力；磨抛一定时间后能自动降低夹具上的弹性力。能对时间进行控制。研磨时间过长，试样质量无法保证，时间过短达不到研磨质量。能对研磨速度控制。对不同材质的试样，需不同的研磨速度，方可保证材料的真实组织。 工作流程 : 参考各种形式的研磨机，为满足设计要求本次设计的系统定为机电一体化系统。机械部分是采用步进电机为动力源，通过一个比例为 1:1 的齿轮箱与动力 头相接。动力头采用滚珠螺旋传动，当步进电机逆时针转时，带动齿轮转动，齿轮转动带动固定在其上的螺母旋转，从而使螺杆下移，按设定压力在夹具上产生弹性力 ;压力在一定范围内自行调节 ;驱动夹具旋转，实现对工件的加压。当电机顺时针转时，带动螺杆上移，实现对工件的减压。 控制部分采用 糊控制系统：利用此系统实现自动调压，调速和对加工时间控制的目的。 三、毕业设计 (论文 )工作进度安排 第 1周：查阅资料，对 研磨机 进行实体测绘，并完成开题报告； 第 4周：
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