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JTK1 提升 绞车 滚筒 设计

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河南理工大学本科毕业设计（论文）中期检查表指导教师： 邓小玲 职 称： 讲师 所在院（系）：机械与动力工程学院 教研室（系、研究所）：机制教研室题 目JTK1.2提升绞车滚筒设计学生姓名杨立鑫专业班级机制05-1班学号0503010119一、进度情况说明1.该选题为JTK1.2提升绞车滚筒设计，可以对我们大学四年所学知识进行一次全面的练习。2.这将对我们以后的学习和工作起到十分有效的帮助，也能达到一个综合训练的效果，又加强了实际的动手动脑能力。3.题目的难易程度很适中，对我们既是一个挑战也是一个很好的锻炼提高过程。4.题目的工作量：要求完成3张以上的A0图纸，2.53万的说明书一份。5.选题不但能紧密的结合生产和实践，而且在我们所学课程的范围之内，对我们 以后不管是科研还是从事实际的工作都有很大的帮助。 二、阶段性成果：在老师指导和同学们的帮助之下，我顺利的开始本次毕业设计。我在自己查阅资料的过程中，慢慢地理出头绪,摸索出了设计思路。 由于我们这次是JTK1.2提升绞车滚筒设计，以前接触这方面的知识较少，所以在刚开始不是很顺利，甚至感到有些无从下手，但是经过指导老师的指导、与本组同学的商量、在工厂实习和去系先进制造研究所观看实物之后， 我逐渐找到设计的切入点，顺利的完成了开题报告，进行了一些前期的工作，并使本次设计有了一个良好的开始。在查阅了一些资料后，已经进行了计算设计，正在整理说明书,并进行初步绘制草图.我将继续努力，认真完成这次毕业设计。三、存在主要问题及解决方法由于对JTK1.2提升绞车滚筒方面的了解不够深入,实际经验不足,加之这方面参考资料有限,所以随着设计的进行，我遇到了许多新的和更加复杂的问题，这些问题使我充分认识到了自己在以前学习中的不足和自己与一些同学在专业知识方面的差距，所以我要以本次设计为契机，加强自己在学习上薄弱环节，争取使我的毕业设计能够取得好的成绩，也能够使我所学的知识能够在以后的工作中发挥更大的作用。四、指导教师对学生在毕业设计（论文）中的纪律及毕业设计（论文）任务的完成进展等方面的评语指导教师： （签名） 年 月 日毕业实习报告姓名：杨立鑫班级：机制05-1班学号：0503010119指导老师：邓小玲日期：2009年6月5日前 言本次毕业实习我们在邓小玲等老师的带领下，有针对性地来到了焦作神华重型机械制造有限公司以了解该厂一系列产品的生产过程，特别是了解了提升机械提升绞车的工作过程和绞车滚筒的构造。同时也收集毕业设计的相关资料，多向现场的工程技术人员和工人师傅学习，也了解我们将要面对的毕业后的工作和生活环境，的确是受益匪浅。通过这次毕业实习我们学到了书本上学不到的许多知识，通过自己动手操作机床将理论和实践结合起来，提高了自己的动手能力，为即将走出校门，走上工作岗位的我们起到了一个承上启下的作用。总的来说，这次实习是非常必要的，也是非常成功的。在此，感谢邓小玲指导老师对我们的指导以及工人师傅的帮助！ 一 实习目的 生产实习是我们机自专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。二 公司简介焦作神华重型机械制造有限公司(原焦作重型机械制造有责任限公司)是集科技开发、生产经营、技术服务于一体，具有百年历史的国家二级企业，国家二级计量单位，省级文明单位，中国煤矿机械装备公司及河南省煤矿机械制造公司成员厂。公司现有职工二千多人，其中各类专业技术人员300余人，中、高级专业技术职称人员50余人。拥有固定资产5000万元，年产值7000万元，各种机加工设备300台（套），其中5m立车、5m滚齿机、大型数显落地镗铣床等精良设备50台（套）。公司技术力量雄厚，下设机械加工、铆焊、铸造、热处理、检测及安装等分厂，有先进的理化实验、计量检测、产品检测、信息中心等。该公司面向煤矿、建材、化工、冶金、电力、环保等行业，可承揽年产120万吨煤炭设备、30万吨水泥成套设备、15万千瓦电煤磨设备及20万吨纯碱成套设备、0.630万千瓦燃煤电厂环保设备制造及安装，产品远销全国二十六个省、市、自治区，曾多次为国家重点工程配套。2000年12月获得中国方圆认证委员会质量认证中心ISO9001国际质量体系认证。该公司的质量方针是：满足顾客的需要是我们永恒的追求。质量目标是：质量体系按ISO9001标准保持稳定有效运行，产品一次交验合格率95%。以高质量、低成本、优质服务、达到顾客满意为宗旨。本公司面向煤矿、建材、化工、冶金、电力、环保等行业。多次为国家重点工程配套带式输送机，在用户中享有较高声誉。 公司依靠科技进步，坚持走质量效益型道路，形成了从新产品开发、生产制造、销售和服务全过程的质量保证体系。作为国家二级计量合格单位，公司拥有一套完整的质量检测系统，严格的管理程序，先进的测试设备，检测手段齐全，从原材料进厂到产品出厂，每一个环节都进行严格检查。企业设有质量测试中心，中心有九个实验室：化验室、硬度实验室、金相室、探伤室、力学实验室、热械性能测试室、计工仪表室、机量鉴定室、托辊实验室。各种检测仪器和设备30余台，主要有：大型金相显微镜，布洛维硬度计，长度测试仪、超声波探伤仪、磨损试验机、高频疲劳试验机、X射线探伤仪，各种拖辊性能测试设备等。通过以上测试手段可以对我厂产品的成品，半成品以及材料的物理，化学和机械性能进行测试分析和质量控制。我公司技术力量雄厚，产品设计采用计算机辅助设计和工艺，先后开发出一批具国内先进水平的新产品，提高了产品的市场竞争力。三 实习内容掌握绞车滚筒机械加工工艺和焊接工艺方面的知识及方法；了解绞车滚筒方面的知识，熟悉常用绞车的结构、选择、用途等；了解绞车滚筒的失效形式等；了解企业生产管理模式，学习先进的管理方式方法；熟悉、巩固大学所学的专业课程方面的知识本次实习主要是针对毕业设计而展开的，根据做设计的需要，在本次实习中，把重点放在了对绞车滚筒的了解认识上。四 提升绞车滚筒1.绞车滚筒的结构绞车滚筒是用来缠绕钢丝绳，并且承受钢丝绳的拉力所造成的各种载荷的主要部件和传递动力的元件。滚筒一般由三部分组成，即筒壳、法兰盘（支轮）和支环。4-1铸焊型滚筒的结构1支轮 2筒壳 3支环 4木衬筒壳是滚筒最基本和最薄弱的元件，是滚筒的主要承载部分。其厚度一般为，本次设计中取为=20mm，其结构简图如4-1所示。支环的作用是增加滚筒的稳定性。筒壳和支轮的材料为 钢板。矿井提升机的运转实践证明，木衬对筒壳能起到一定的保护作用，故设计时在筒壳外装有木衬。但木衬对筒壳的保护只有在筒壳的形状比较规则，没有发生较大的变形，并且合适的木材制作木衬（现常用柞木、水曲柳或榆木等制作），使木衬与筒壳能各处均匀严密接触的情况下才是有效的，故在安装提升机时，要求筒壳的外形是比较规则的圆柱体，木衬用上述木材制作，并按规定车制绳沟。装设木衬时，应使木衬衬条在长度方向上与筒壳均匀严密的接触，木衬衬条之间的缝隙应尽量予以消除。在使用过程中当木衬已经磨损时，应及时予以更换。2.绞车滚筒的分类根据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型(支轮为铸造，滚筒为焊接)和焊接型。当支轮的变形与简壳的变形相比可以忽略时，称它为刚性支轮，均为刚性支轮。如支轮的变形与筒壳变形相比不可忽略时，称它为弹性支轮。它的特点是筒壳与支轮的应力分布较均匀。经验表明，刚性支轮的结构在制造工艺上较复杂，而且往往容易出现早期失效。因此，现代大中型提升机滚筒常采用的弹性支轮滚筒结构。弹性支轮滚筒这种结构共同的持点是取消了支环，用较厚的简壳来承担载荷，并且支轮改为辐板式 (即在支轮上开有两个人孔)或圆环式。这样做工艺上较简单，同时也可以避免由于焊接工艺不当造成加强筋附近的局部应力过高。经验表明，这种改进是成功的。弹性支轮滚筒结构的不同之处还在于刚性支轮的辐板与轴线垂直，而弹性支轮滚筒的支轮与轴线成某一角度(约3一6。)，初看起来，这种倾斜式辐板似乎可以减少筒壳与支轮连接点的刚度从而减小其弯应力，但由于增加了压缩应力，故对减小合成应力水平并不有效，加上它的制造工艺较为复杂，故不再倾向于使用它了。此外，滚筒外一般设有木衬，并在其上车出绳槽，目的是减少钢绳与简壳直接接触面造成的磨损，并使钢绳排列整齐。 绳槽有螺旋形及环形两种，在单层缠绕时采用螺旋形绳槽就足以使排绳整齐。3.绞车滚筒筒壳的失效形式 滚壳的失效形式主要有：(1) 裂纹 出现于筒壳、支轮及支环上。筒壳上的裂纹多出现于圆周方向和螺钉孔处。如图图4-2所示。支轮的裂纹多出现于螺孔周边，呈放射状。支环的裂纹多出现于焊缝处。图4-2 筒壳的裂纹形式示意图 (a)沿筒壳圆周方向局部开裂；(b)沿焊缝和支轮处局部开裂 1筒壳；2支环(2)局部变形过大 多数是筒壳中部塌陷。(3)连接螺拴被剪断或弯曲变形过大，造成这些失效的原因是复杂的，一般来说可能有： 理论计算有误 例如某矿使用的241.7仿苏型提升机，根据正确计算应有34个支环，而实际只有两个，故造成卷筒强度不足；结构设计不良 造成卷筒各部分刚度相差过大。例如所加支轮和支环的结构不合理形成局部刚性过高从而导致局部应力过高，不符合弹性均匀化设计原则； 加工安装不当 例如卷筒不圆，或支环与筒壳贴合不好等； 使用维修不当 例如过载，以及加速度过大等； 原材料有缺陷 例如内部裂纹等；焊接工艺不当 例如焊条或焊接参数选用不当，焊接处清洗不净，以及焊后不净；热处理或热处理不当造成焊接残余应力过高等； 原设计许用应力选取过大 例如苏制或仿苏的241.7和241.8提升机，标准中可以采用8吨卸式箕斗，钢绳直径可达47.5mm，钢绳最大静拉力可分别达到17.5吨和18吨，而筒壳厚度仅有16mm，其应力可达180200MPa，因此就很容易出现裂纹。 加工、装配和安装质量对筒壳能否良好的工作也有很大的影响。例如筒壳与法兰盘的结合处沿圆周方向接触不严密，局部地方间隙过大(超过0. 5毫米)；两半卷筒的对口处间隙过大，连接不牢。法兰盘或轮毂与主轴连接处的切向松动，游动卷筒的法兰盘或轮毂与主轴之间的间隙过大，或在轮毂与主轴过盈配合的情况过盈量过小等，造成法兰盘或轮毂在主轴上晃动或轴向窜动，从而给简壳带来附加扭曲。焊接结构的卷简中，主要是焊缝的强度不够或焊接内应力过大。 筒壳外形不规则，椭圆度过大等等。上述缺陷均会使卷筒筒壳失去稳定的工作状态，使用一段时间后，出现连接螺钉折断、卷筒发响等不正常现象。以致在正常负荷下筒壳变形和开裂，为此，应提高加工、装配和安装质量，使用时应经常检查各连接处的情况，发现异常现象时，应及时检修并处理。卷筒筒壳不要使用有缺陷的钢板制作，而必须用检查质量合格的钢板制作。目前，强度低的合金15Mn钢板得到普遍的应用，此种钢板的强度较45钢提高30。滚筒的作用主要是通过主轴把电动机传递给它的转速和转矩转化成绕在它上面的钢丝绳的线速度，以提升和下放物体。4. 单绳缠绕式提升机工作原理示意图单绳缠绕式提升机的工作原地如图l卷筒上缠上和缠下来实现提升和向下运动。提升机安装在地面提升机房里，钢丝绳一端固定在卷简上，另一端绕过天轮后悬挂提升容器。图4-3所示为单绳缠绕式单卷筒提升机，卷筒上固定两根钢丝绳，并应使每根钢丝绳在卷简上的缠绕方向相反。这样，当电动机经过减速器带动卷筒旋转时，两根钢丝绳便经过天轮在卷筒上缠上和缠下，从而使提升容器在井筒里上下运动。不难看出，单绳缠绕式提升机的一个根本特点和缺点是钢丝绳在卷筒上不断的缠上和缠下，这就要求卷筒必须具备一定的缠绕发面积，以便能容纳下根据井深或提升高度所确定的钢丝绳悬垂长度。单绳缠绕式提升机的规格性能、应用范围和机械结构等，都是由这一特点来确定的。 单绳缠绕式双卷筒提升机具有两个卷筒，每个卷筒上固定一根钢丝绳，并应使钢丝绳在两卷筒上的缠绕方向相反，其工作原理和特点与单卷筒提升机完全相同。图4-3 单绳缠绕式提升机工作原理示意图 1卷筒 2钢丝绳 3天轮 4容器 五 小 结该次实习,真正到达机械制造业的第一前线,了解了我国目前制造业的发展状况也粗步了解了机械制造也的发展趋势，在新的世纪里,科学技术必将以更快的速度发展，更快更紧密得融合到各个领域中,而这一切都将大大拓宽机械制造业的发展方向。 机械的发展趋势可以归结为“四个化”：柔性化、灵捷化、智能化、信息化. 当然机械制造业的四个发展趋势不是单独的，它们是有机的结合在一起的，是相互依赖，相互促进的。同时由于科学技术的不断进步，也将会使它出现新的发展方向。前面我们看到的是机械制造行业其自身线上的发展。然而，作为社会发展的一个部分，它也将和其它的行业更广泛的结合。2世纪机械制造业的重要性表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。它将使人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动，智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。当然这一切还需要我们大家进一步的努力.通过这次实习，在老师和工厂师傅的细心指导下，我了解了很多有关珩磨机以及珩磨头的知识，并理解了珩磨头的工作原理，对毕业设计有着很大的帮助。让我了解到了工厂的规模水平、生产流程以及一些常规产品的制作，对以后踏入工作单位有着很大的帮助。 河南理工大学本科毕业设计（论文）开题报告题目名称JTK1.2提升绞车滚筒设计学生姓名杨立鑫专业班级机制051班学号0503010119一、选题的目的和意义：1.对绞车滚筒的结构和工作原理有个初步了解。2.能够掌握设计的基本原理和方法, 深化所学的理论知识，提高设计计算的能力。3.树立正确的设计思路，为以后在工作中遇到相关问题时提供解决依据。通过本次毕业设计，我们把把从专业基础课程中所学得的理论知识，在实际的设计工作中综合地加以应用，使我们在毕业设计之后能够熟练使用有关参考资料、计算图表、设计手册；熟悉有关的国家标准和部门标准，为以后成为优秀的工程技术人员打下良好的基础。二、国内外研究现状简述：滚筒具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转平稳、工作可靠、密封性好、占据空间小、安装维修方便等优点，并适合在各种恶劣环境条件下工作，所以目前国内外已将电动滚筒广泛应用于采矿、冶金、煤炭、交通、能源、烟草、化工、建材、邮电、航空、农林等各个生产建设领域。以往的绞车滚筒多为领用车体的动力源为输入动力，采用减速箱或其他机械方式的多级减速系统将动力输入传动轴；在刹车、制动、离合等方面都采用机械控制。现在的新型滚筒充分利用车体本身的气动和液压控制，有效地实现了滚筒的全部动作，且动作灵活、可靠，成本低，便于维修。 1988年12月左右，我国第一台电动机外装式滚筒先后在自贡市运输机械总厂和东风机械厂研制成功。以变速传动轴承作为新型减速器的低速微型滚筒1991年在天津叉车厂总厂试制成功。到目前为止，除我国之外世界上已有较知名气生产滚筒的厂家有数十家。其中欧洲如德国有Bsuer、Baumuele、WAT、Interroll、Demag等公司。法国有Drymer、Boyer、Redex、Nervus等公司。英国有Thorite、Richard等公司。美国有Sparks公司，日本有住友商事株式会社等公司。三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段：1在图书馆借阅相关书籍。2在学校数据库查找相关资料。3在网上查找相关资料。4对找到的资料和数据进行分析和计算。5整合查到的数据和资料开始写毕业论文。6在编写过程中征求老师和同学的意见使论文内容更加全面。四、主要参考文献与资料获得情况：1 濮良贵, 纪名刚.机械设计.北京：高等教育出版社，2001.2机械设计师手册编写组.机械设计师手册.北京：机械工业出版社，1989. 3 汪 恺.机械工业基础标准应用手册.北京：机械工业出版社，2001.4 孔庆华, 刘传绍.极限配合与测量技术基础.上海：同济大学出版社，2002. 5 徐 灏.机械设计师手册.北京：机械工业出版社，2000.6 邹 平.机械设计实用机构与装置图册.北京：机械工业出版社，2007.7 卢耀祖,郑志强.机械结构设计.上海：同济大学出版社，2004.8 梁德本,叶玉驹.机械制图手册.北京：煤炭工业出版社，1983.9 赵 彤.现代实用气动技术.北京：机械工业出版社，2003.10 顾崇衔.机械制造工艺学.陕西：陕西科学技术出版社，1999.五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）：1. 第6周 确定毕业设计题目。2第7-8周 从网上和图书馆数据库中查阅相关资料。3第9周 完成开题报告，交指导老师检查。4第10-14周 开始写毕业论文并完成初稿，交指导老师审查。5第15-16周 审查后，改进完善论文并准备毕业答辩。五、指导教师审批意见（对选题的可行性、研究方法、进度安排作出评价，对是否开题作出决定）：指导教师： （签名）年 月 日精密与超精密磨削技术 摘要: 磨削在现代制造业中占有重要地位，技术发展迅速,国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究，以获得亚微米级的尺寸精度。当前磨削除向超精密、高效率和超硬磨料方向发展外，自动化也是磨削技术发展的重要方向之一。本文就精密和超精密磨削，砂带磨削,磨削自动化进行了研究与论述.关键词: ELID磨削技术, 砂带磨削,磨削自动化 、Precise and ultra microfinishing technology Abstract：The grinding holds the important status in the modern manufacturing industry, the technological development is rapid, domesticand foreign all uses the ultra microfinishing, the precise conditioning, the tiny grinding compound grinding tool carries on the submicron levelto undercut the deep grinding the research, obtains the submicron levelthe size precision.Outside the current grinding except to ultra precise, the high efficiency and the ultra hard grinding compound direction develops, the automation also is one of grinding technological development important directions.This article on precise and the ultra microfinishing, the belt grinding, the grinding automation has conducted the research and the elaboration。Key word: ELID grinding technology, belt grinding, grinding automation1 精密与超精密磨削技术 国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究，以获得亚微米级的尺寸精度。微细磨料磨削，用于超精密镜面磨削的树脂结合剂砂轮的金刚石磨粒平均直径可小至4 m。日本用激光在研磨过的人造单晶金刚石上切出大量等高性一致的微小切刃，对硬脆材料进行精密磨削加工，效果很好。超硬材料微粉砂轮超精密磨削主要 用于磨削难加工材料，精度可达0.025 m。日本开发了电解在线修整(ELID)超精密镜面磨削技术，使得用超细微(或超微粉)超硬磨料制造砂轮成为可能，可实现硬脆材料的高精度、 高效率的超精密磨削。作平面研磨运动的双端面精密磨削技术，其加工精度、切除率都比研 磨高得多，且可获得很高的平面度, 在工具和模具制造中，磨削是保证产品的精度和质量的最后一道工序。技术关键除磨床本身外、磨削工艺也起决定性的作用。在磨削脆性材料时，由于材料本身的物理特性，切屑形成多为脆性断裂，磨剂后的表面比较粗糙。在某些应用场合如光学元件，这样的粗糙表面必须进行抛光，它虽能改善工件的表面粗糙度，但由于很难控制形状精度，抛光后经常会降低。为了解决这一矛盾，在80年代末日本和欧美的众多公司和研究机构相继推回了两种新的磨削工艺：塑性磨削（Ductile Grinding）和镜面磨削（Mirror Grinding）。 (1）塑性磨削 它主要是针对脆性材料而言，其命名来源出自该种工艺的切屑形成机理，即磨削脆性材料时，切屑形成与塑性材料相似，切屑通过剪切的形式被磨粒从基体上切除下来。所以这种磨削方式有时也被称为剪切磨削（Shere Mode Grindins）。由此磨削后的表面没有微裂级形成，也没有脆必剥落时的元规则的凹凸不平，表面呈有规则的纹理。 塑性磨削的机理至今不十分清楚在切屑形成由脆断向逆性剪切转变为塑断，这一切削深度被称为临界切削深度，它与工件材料特性和磨粒的几何形状有关。一般来说，临界切削深度在100m以下，因而这种磨削方法也被称为纳米磨削（Nanogrinding）。根据这一理论，有些人提出了一种观点，即塑性磨削要靠特殊磨床来实现。这种特殊磨床必须满足如下要求： l）极高的定位精度和运动精度。以免因磨粒的切削深度超过100m时，导致转变为脆性磨削。 2）极高的刚性。因为塑性磨削的切削力远超过脆性磨削的水平，机床刚性太低，会因切削力引起的变形而破坏塑性切屑形成的条件。 对形成塑性磨削的另一种观点认为切削深度不是唯一的因素，只有磨削温度才是切屑由脆性向塑性转变的关键。从理论上讲，当磨粒与工件的接触点的温度高到一定程度时，工件材料的局部物理特性会发生变化，导致了切屑形成机理的变化。作者从实践中找到了支持这种观点的许多证据：比如在一台已经服役20多年的精度和刚度不高的平面磨床上磨削SiC陶瓷，用40O0#的金刚石砂轮。工件表面粗糙度小于Rq5m，表面上看不到脆断的痕迹。另外德国亚琛工业大学的Konig教授作了如下试验，在普通的车床上，用激光局部加热一个SiN陶瓷试件，即能顺利地进行车削。这些实验均间接地说明温度对切屑形成机理有决定性的影响。 （2）镜面磨削 顾名思义，它关心的不是切屑形成的机理而是磨削后的工件表面的特性。当磨削后的工件表面反射光的能力达到一定程度时，该磨削过程被称为镜面磨削。镜面磨削的工件材料不局限于脆性材料，它也包括金属材料如钢、铝和钼等。为了能实现镜面磨削，日本东京大学理化研究所的Nakagawa和Ohmori教授发明了电解在线修整磨削法ELID（Electrolytic In-Process Dressing）。 镜面磨削的基本出发点是：要达到境面，必须使用尽可能小的磨粒粒度，比如说粒度2m乃至0.2m。在ELID发明之前，微粒度砂轮在工业上应用很少，原因是微粒度砂轮极易堵塞，砂轮必须经常进行修整，修整砂轮的辅助时间往往超过了磨削的工作时间。ELID首次解决了仅用微粒度砂轮时，修整与磨削在时间上的矛盾，从而为微粒度砂轮的工业应用创造条件。ELID(Electrolytic In-Process Dressing)磨削是在磨削过程中，利用非线性电解修整作用和金属结合剂超硬磨料砂轮表层氧化物绝缘层对电解抑制作用的动态平衡，对砂轮进行连续修锐修整，使砂轮磨粒获得恒定的突出量，从而实现稳定、可控、最佳的磨削过程，它适用于硬脆材料进行超精密镜面磨削。ELID磨削技术以其效率高、精度高、表面质量好、加工装置简单及加工适应性广等特点，在日本已较广泛用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域。 ELID磨削原理是金属结合剂超硬磨料砂轮与电源正极相接做阳极，工具电极做阴极，在砂轮和电极的间隙中通过电解磨削液，利用电解过程中的阳极溶解效应，对砂轮表层的金属基体进行电解去除，从而逐渐露出崭新锋利的磨粒，形成对砂轮的修整作用：同时形成一层钝化膜附着于砂轮表面，抑制砂轮过度电解，从而使砂轮始终以最佳磨削状态连续进行磨削加工。所以该技术将砂轮修整与磨削过程结合在一起，利用金属基砂轮进行磨削加工的同时利用电解方法对砂轮进行修整，从而实现对硬脆材料的连续超精密镜面磨削。ELID镜面磨削过程可分为准备阶段、电解预修锐阶段、在线电解修整动态磨削阶段和光磨阶段。准备阶段主要是对砂轮进行动平衡和精密整形，减小砂轮的圆度和圆柱度误差：预修锐阶段使砂轮获得适当的出刃高度和合理的容屑空间，并形成一层钝化膜：动态磨削阶段形成加工表面：光磨阶段则进一步提高表面质量。ELID磨削去除材料的机理与其他镜面加工有所不同。通常的镜面加工是通过磨削、研磨和抛光来获得的。研磨和抛光是以柔性的研磨盘把磨料压在材料表面并产生相对运动，磨料借助研磨盘的压力以滚动方式使材料破碎，以滑动和滚动方式去除破碎后的材料。 而在ELID磨削中，一方面由于磨粒固着在结合剂中，对于单颗粒的固着磨粒而言，其有效磨削尺寸只有磨粒尺寸的1/3，磨粒主要以微切削的方式去除材料，所以造成的破碎区要小得多：另一方面，砂轮表面形成具有一定厚度和弹性且容纳有脱落磨料的钝化膜，成为一种具有良好柔性的研磨膜。精磨时，由于进给量很小，钝化膜的厚度远大于磨料的出刃高度，使砂轮基体表层磨料在磨削中不可能直接与工件接触，砂轮上覆盖的这层钝化膜将代替金属基砂轮参与真正的磨削过程。当电解作用完全抑制时，钝化膜对工件进行光磨。所以ELID磨削实际上是一种将磨、研、抛合为一体的复合式精密镜面加工技术，其中磨粒主要是以滑动方式去除工件材料的ELID磨削技术是对金属结合剂超硬磨料砂轮在线修整、修锐的复合磨削技术，它有别于电解磨削、电火花磨削，在精密加工领域独树一帜，具有自身的一些显著特点。磨削过程具有良好的稳定性和可控性，易于实现磨削过程的最优化： 加工精度高，表面裂纹少，表面质量好： 适应性广泛，磨削效率高：装置简单，成本低，推广性强等。ELID磨削的必备装置主要有砂轮、电源、电解装置、电解液和磨床等五个要素。 ELID磨削对磨床的要求主要是要有较高的主轴回转精度。 ELID磨削用砂轮的结合剂应具有良好的导电性和电解性能，而结合剂元素的氧化物或氢氧化物不导电。目前常用的砂轮有铸铁纤维结合剂(CIFB)、铸铁结合剂(CIB)和铁粉结合剂(IB)的金刚石砂轮， ELID磨削的电源可以采用直流电源、交流电源、脉冲电源等。电解装置的主要部分是工具电极。磨床结构不同，工具电极的位置和形状也不同，电极宜用不锈钢制造，与砂轮的间隙控制在0. 51. 5mm范围内，而且应与机床充分绝缘。工具电极固定在绝缘板上，再用调节栓将绝缘板固定在砂轮防护罩上。电极上开有蓄水槽，电解磨削液采用中心送液法，依靠重力和离心力充满电极间隙。 ELID磨削液兼做电解液，一般采用弱碱性电解质水溶液。但结合剂和磨粒粒度不同，磨削液的主要成分也不同。磨削液对电解过程中形成的钝化膜的厚度、性质乃至最终的磨削效果都有重要影响。 ELID磨削技术在我国尚处于研究阶段，主要集中在高校，如哈尔滨工业大学、大连理工大学、西安交通大学、天津大学、西北工业大学等。哈尔滨工业大学经过几年的努力，研制成功了ELID磨削专用的脉冲电源、磨削液和砂轮，在国产机床上开发出平面、外圆和内圆ELID磨削装置，并对多种硬脆材料进行了ELID镜面磨削的实验研究。目前正积极推广普及该技术，实现产品化。国内已有十几家单位应用该技术，如230厂用于加工动压马达零件，23所用于相阵雷达互易移相单元陶瓷、微晶玻璃、铁氧体等航天材料零件加工，8358厂用于光学玻璃非球曲面加工，205所用于光学玻璃加工，华侨大学用于加工大理石，福建南安宏伟陶瓷厂用于加工陶瓷等。 尽管ELID磨削技术在我国的发展落后于一些工业发达国家，但是ELID磨削技术在国内的研究和应用基础已经具备。特别是该技术显著的特点，尤其适合我国国情。随着该技术的进一步普及推广，相信有越来越多的专家和学者认识到这项技术的重要性和它潜在的经济价值，越来越多的企业重视并采用该技术，从而促进我国传统产业的改造和高新技术的发展。ELID磨削技术作为一种新型的镜面加工方法，具有广阔的应用前景和很大的实用价值。精密与超精密磨削技术 摘要: 磨削在现代制造业中占有重要地位，技术发展迅速,国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究，以获得亚微米级的尺寸精度。当前磨削除向超精密、高效率和超硬磨料方向发展外，自动化也是磨削技术发展的重要方向之一。本文就精密和超精密磨削，砂带磨削,磨削自动化进行了研究与论述.关键词: ELID磨削技术, 砂带磨削,磨削自动化 Precise and ultra microfinishing technology Abstract：The grinding holds the important status in the modern manufacturing industry, the technological development is rapid, domesticand foreign all uses the ultra microfinishing, the precise conditioning, the tiny grinding compound grinding tool carries on the submicron levelto undercut the deep grinding the research, obtains the submicron levelthe size precision.Outside the current grinding except to ultra precise, the high efficiency and the ultra hard grinding compound direction develops, the automation also is one of grinding technological development important directions.This article on precise and the ultra microfinishing, the belt grinding, the grinding automation has conducted the research and the elaboration。Key word: ELID grinding technology, belt grinding, grinding automation1 is accurate with rubing the technology of paring ultraprecisionly Adopt and waste paring ultraprecisionly, repairing accurately both at home and abroad, it has research that cuts and is rubed pared deeply of under submicro grade that very small abradant is rubed, in order to obtain the size precision of grade of submicro. Very small abradant rub, sharpen, used in ultraprecision surface of the mirror resin sharpened to rub combine pharmaceutical diamond grit of emery wheel average diameter little to 4 m very. Japan cuts out a large amount of and waits for high identical cutting the edge on the artificial single crystal diamond that is ground smallly with the laser, rub and pare processing to the hard fragile material accurately, very effective. Ultra hard material little powder emery wheel ultraprecision to rub, pare, use mainly for, rub, sharpen difficult to process materials, the precision can reach 0.025 m. Japan has developed and repaired(ELID) electrolytically online The ultraprecision surface of the mirror rubs the technology of paring, can use ultraly and slightly (or ultra little powder) Ultra hard abradant make emery wheel become, perhaps, can realize hard fragile high precision of material, a high-efficiency one ultraprecision to rub paring. Make level pairs of terminal surface to grind sport accurate to rub technology of sharpening, machining accuracy its, person who excise high much than to grind, and can get very high level degree, in tool and mould are made, it is a process of precision and end of the quality of guaranteeing the products to rub and pare. Technological key besides the grinding machine, rub, sharpen craft play a decisive role. While rubing and paring the fragility material, because of the physical characteristic of material, it is mostly the fracture of fragility that the smear metal is formed, the surface after rubing pharmaceutical is more coarse. , like the optical component, such a coarse surface must carry on the polishing in some application occasions, although it can improve the surface roughness of the work piece, because it is very difficult to control the form precision, will often be reduced after the polishing. And numerous company and research institution of America and Europe push back two rubing crafting of sharpening new in succession for solve contradiction this, doomsday in the 1980s originally: Plasticity is rubed and pared (Ductile Grinding) Rubed and pares (Mirror Grinding) with the surface of the mirror . (1)Plasticity rubs and pares it mainly regarding fragility material, it names smear metal formation mechanism that the source comes from this kind of craft, rub it while paring the fragility material, it is similar to plasticity material that the smear metal takes shape, the smear metal is excised from matrices by the grit through the form of shearing. So this kind rubs way of paring and known as shearing and wasting paring (Shere Mode Grindins) sometimes . Rub surface sharpen, split grade take shape, have fragile yuans of rule must peel off, full of bumps and holes a little, the surface presents regular lamination. Plasticity mechanism sharpened to rub clear in smear metal forming from fragile and broken to shear, change against sex into, mould, break very much so far, all these are pared and known as the borderline to cut the depth deeply, it and work piece material characteristic have something to do with the geometirc form of the grit. Generally speaking, borderline cut depth under 100 m, therefore this kind rub, sharpen method known as nanometer rub and sharpen (Nanogrinding) too . According to this theory, some people have proposed a kind of view, plasticity will be realized by the special grinding machine when being rubed and pared. Such special grinding machine must meet the following requirement: l)Extremely high localization precision and movement precision. In case that because result in changing into the fragility and rub and pare when the cutting of the grit exceeds 100 m deeply. 2)Extremely high rigidity. Because plasticity rubs the cutting strength pared exceeds the fragility and rubs the level pared far, the lathe rigidity is too low, will arising from cutting strength deformation destroy plasticity terms that smear metal form. Rub another view pared to show to the plasticity of forming that it is not the only factor to cut the depth, it is a smear metal key from fragility to plasticity transition to only rub the temperature of paring. Theoretically, when the temperature that grit and contact of the work piece are lighted is high to certain extent, some physical characteristic of the work piece material will change, has caused the change of smear metal formation mechanism. The author has found a lot of evidences of supporting this kind of view from practice: For example on active service 20 precision for more than year and rigidity high level grinding machine rub and sharpen SiC pottery already in one, use diamond emery wheel of 40O0 #. The surface roughness of the work piece is below Rq5 m, is outwardly less than the fragile trace that breaks. In addition Konig professor of German Aachen polytechnical university has tested as follows, on the ordinary lathe, heat a SiN pottery with laser part and try one, can carry on turning smoothly. These experiments prove indirectly temperature have decisive influence on smear metal formation mechanism. ( 2) The surface of the mirror is as its name suggests rubed and pared, what it cared about is not but the mechanism that smear metal forms rubs the characteristic of the surface of work piece after paring. When the surface of work piece after rubing and paring reflects all ability and becomes certain, its time to rub the course of paring and known as the surface of the mirror to rub and pare. The surface of the mirror rubs the work piece material pared and does not confine to the fragility material, it includes metal material such as steel, aluminium and molybdenum,etc. too. In order to be able to realize the surface of the mirror is rubed and pared, physical and chemical Nakagawa of research institute, Tokyo University of Japanese, and Ohmori Professor invent electrolytic to repair and rub and sharpen law ELID online ( Electrolytic In-Process Dressing) . The surface of the mirror rubs the basic point of departure pared: Should reach it the border, must enable and use the granularity of grit as small as possible, for example granularity 2 m and even 0.2 m. Before ELID invents, one degree of emery wheels is being employed little commercially in the particle, the reason is that particle one degree of emery wheels is extremely easy to stop up, the emery wheel must be often repaired, repair assisting time and often exceeding the working time to pare of wasting of the emery wheel. When ELID settlement for the first time only uses particle one degree of emery wheels, repair and waste the contradiction pared on time, thus create conditions for industry of one degree of emery wheels employ the particle. ELID(Electrolytic In-Process Dressing) It is in the course of rubing and paring to rub and pare, utilize non-linear to repair function with metal combine pharmaceutical ultra hard abradant emery wheel top layer oxide insulating barrier to electrolytic dynamic equilibrium of inhibitory activity while being electrolytic, repair and repair sharp the emery wheel continuously, make the grit of emery wheel obtain invariable outstanding quantity, thus realize steady, controllable, best rubing the course of paring, it is suitable for the hard fragile material and rub and pare the ultraprecision surface of the mirror. ELID rub technology of sharpening until their with high efficiency, precision high, surface of high quality, processing equipment simple processing adaptability characteristic such as being wide, already been used in fields such as electron, machinery, optics, instrument, car,etc. more extensively. ELID rub, sharpen principle whether metal combine pharmaceutical ultra hard abradant emery wheel and power positive pole meet and make positive pole, the tool electrode is made the negative pole, through rubing and paring the liquid electrolytically in the interval of emery wheel and electrode, utilize the positive pole in electrolytic course to dissolve the effect, remove the metal matrices of the top layer of emery wheel electrolytically, thus the brand-new and sharp grit emerges gradually, form the repairment function on the emery wheel: Form membrane of a layer of passivation at the same time and adhere to the surface of emery wheel, it is excessively electrolytic to inhibit the emery wheel, make emery wheel with best to rub, sharpen state rub and pare processing continuously all the time. So this technology repaired the emery wheel and rubed the course of paring to conbine together, ones that utilized the emery wheel of metal base to rub and pare processing utilized the electrolytic method to repair the emery wheel simultaneously, thus realize that rubs and pares the continuous ultraprecision surface of the mirror of the hard fragile material. ELID surface of the mirror rub, sharpen course can divide into preparatory stage, electrolytic to build sharp stage, online to repair, rub the stage of sharpening and only rub stage dynamically while being electrolytic in advance. Preparatory stage mainly carry on the dynamic equilibrium to the emery wheel and have a facelift accurately, reduce one degree of errors of round degree and cylinder of the emery wheel: Repair sharp stage highly making the emery wheel get appropriate producing the edge and rational holding space of bits in advance, form membrane of a layer of passivation: Waste the stage of paring and form and process the surface dynamically: Only waste stage and further improve surface quality. ELID rubs and pares the mechanism and other surface of the mirror which removes the material to process to some extent differently. The common surface of the mirror is processed and got by rubing paring, grinding and polishing. It is by grinding one and pressing abradant on the surface of material and producing the relative motion of flexibility to grind with the polishing, abradant makes the material broken by way of rolling through the pressure of grinding one, the material after it is broken to remove by way of slipping and rolling. In ELID rubs and pares, on one hand because the grit is firm in combining pharmaceutical, as to firm grit of the single particle, it rubs and pares 1/3 with grit size of size effectively, the grit removes materials in a manner to cut a little mainly, so the broken district caused is much smaller: On the other hand, the surface of emery wheel is formed to have certain thickness and elasticity and hold coming off the passivation membrane of the abradant, becoming one has grinding the membrane of good flexibility. While finishing grind, because it is very small to enter the giving amount, the thickness of the membrane of passivation is far greater than producing edge height of abradant, make emery wheel base body surface layers of abradant in rub sharpen, keeping in touch with the work piece directly while being impossible, the passivation membrane that cover with at the emery wheel replace metal base emery wheel participate in real rubing the course of sharpening. When electrolytic function is totally inhibited, the membrane of passivation only rubs the work piece. So ELID rubs and pares in fact that one kind will rub, grind, throw the complex type process technology of accurate surface of the mirror united, among them the grit mainly removes the work piece material by way of slipping ELID rub, sharpen technology to combine to metal pharmaceutical ultra hard abradant emery wheel repair, build sharp complex rub the technology of sharpening online, it is electrolytic to rub, sharpen for it to different from, electric spark rub, sharpen, in accurate to process field take the course of its own, some prominent characteristics with oneself. Rubing the course of paring has good stability and controllability, it is apt to realize rubing optimization the most which pare the course: The machining accuracy is high, there is few crackle of surface, the surface is of high quality: Adaptability is extensive, rub and pare with high efficiency: The device is simple, with low costs, the popularizing is strong. What ELID rubs and pares must fit and mainly have five key elements such as emery wheel, power, electrolytic device, electrolytic liquid and grinding machine fully. ELID should have higher main shafts to turn the precision round to pare requirements for grinding machine to rub. ELID should have good electric conductivity and electrolytic performance to pare with combination pharmaceutical of the emery wheel to rub, the oxide or caustic combining the pharmaceutical element does not conduct. The present commonly used emery wheel has casting iron fibers to combine pharmaceutical (CIFB) , the casting iron combines pharmaceutical (CIB) Combine pharmaceutical (IB) with the iron powder Diamond emery wheel,it rub ELID ones that sharpen can last direct current source, alternating current source, pulse power,etc. the powers. The main part of the electrolytic device is a tool electrode. The structure of the grinding machine is different, position and form of the tool electrode are different, the electrode should be made of stainless steel, control with the interval of the emery wheel in 0. 5- 1. In 5mm range, and should be fully insulating with the lathe. The tool electrode is fixed on insulating board, fix the insulating board on emery wheel protection cover by