毕业设计（论文）-窄带式砂光机的结构设计（全套图纸）.doc

窄带式砂光机的结构设计摘 要本设计对BSG274窄带式砂光机的砂光部件、传动部件以及气动部分进行了设计和计算。联系到各种类型砂光机的特点和功能，以及当前生产和发展的要求，对窄带式进行了分析和总结。为了满足艺术造型和使用功能的需要，家具制造中常把一些零部件设计加工成各种异型面和曲面；其中，曲线形面零件占很大比例，这在出口家具中尤为突出。在精加工曲线形面的零件时，一般都用手工打磨，劳动强度大、生产效率低，严重影响了产品的质量和生产进度。为了解决这一问题，经过对家具企业生产工艺的考察研究，设计了结构简单、操作简便、适用于木制家具曲线形型面零部件砂光的窄带式砂光机。该型号的砂光机主要用于砂光中、小圆形零件的边缘。根据目前市场需求状况，砂光技术还需要向更高的层次发展。只有提高它的砂光精度、自动化程度和砂光效率才能获得更好的市场前景。关键词：窄带；砂光机；精度；曲面；砂光全套图纸加153893706Abstract This design on the BSG274 narrow belt type polishing machine polishing part, the transmission part as well as air operated has partially carried on designing and calculationing. Relating to various types molding sand X-ray machine characteristic and the function, as well as current production and development request the narrow belt type, is analysised and summaried.In order to satisfy the artistic modelling and the use requirement of use function, in the furniture manufacture, some parts are designed all kinds of different and the curved surface; Among them, the curvilinear figure surface components account for the very great proportion, in exports of the furniture it is very outstanding. At precision work curvilinear figure surface components, it is generally used to polishing. The labor intensity is big. The production efficiency is low. It seriously affects the product quality and the production progressing. In order to solve this problem, Through the inspection and research of the craft to the furniture enterprise, the narrow belt polishing machine is designed, which is simply, convenient suitable for the wooden furniture curvilinear figure type spare part. This model polishing machine mainly uses in the polishing of the small circular components edge. According to, market requirement, the polishing technology also needs to the higher level development. Only increasing polishing precision, the auto-maticity and the polishing efficiency can obtain the better market prospect. Key words: Narrow ; Polishing Machine; Precision Curved Surface; Polishing 目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1 课题背景11.2 设计砂光机的目的和意义11.3 砂光机的研制目标21.4 砂光机的组成和工作原理21.5 砂削加工的功用31.6 磨削加工中不同砂削方式的组合41.7 本章小结5第2章 系统分析及设计方案的制定62.1 几种砂光机的简介：有关砂光机的特点62.2 砂光机总体方案制定92.2.1 砂光机总体布局92.2.2 砂光机的砂架机构102.2.3 砂光机的主要参数的确定102.2.4 砂光系统的设计112.3 本章小结11第3章 砂光机具体机构的设计123.1 电机的选用123.1.1 电压的考虑123.1.2 电动机转速的选择123.1.3 电动机容量选择123.2 气动系统的设计133.2.1 气缸的选择及其参数的确定133.2.2 气缸配套件的选用143.2.3 气泵的选用计算153.3 砂削机构速度的设计和计算163.3.1 砂带磨削速度163.3.2 进给速度173.3.3 砂削机构的摆动运动173.3.4 磨削深度的计算213.4 砂光机构的设计223.4.1 砂架的设计223.5传动机构的设计和计算223.5.1 传动比的拟定223.5.2 减速器的选择223.5.3 蜗轮的设计233.6 清洁和吸尘系统设计233.6.1 吸尘系统233.6.2 清洁系统243.7 本章小结24结 论25致 谢26参考文献27- IV-第1章 绪 论1.1 课题背景对于木制品短小构件、方材零件、小板材平面及边面整修加工需要窄带式砂光机来完成，该砂光机结构简单、操作方便，这样的砂光机大都用手工进料，自动化程度低，生产效率低，制造容易，成本低，且只有大批量的生产才能赚得较高的利润，然其使用较为灵活，使用范围也很广。鉴于以上原因，生产此类砂光机的厂家较多，销售对象主要是针对多种小批量的、个性化较高的小企业和木工作坊，其销售范围主要是本国家和本地区，有的生产厂家的主要目的是供自己的配套生产线所用。随着木工加工业机械化程度的提高，这样的砂光机逐渐变成多工序集中机床上的一个砂削加工装置，成为机床上木制品结构件修整加工的一道重要工序。在木材加工工业中，砂削工序有以下几种类别。平面定后砂光，消除工件形状和尺寸偏差，保证各处均等，有的可起以磨代刨的作用。光整表面的精细砂光，用来消除定厚砂光的痕迹，刨削后的刀刃，纹理造成的粗糙、毛刺等。在单板贴面、染色、涂漆、印刷等工序前的进一步精砂，以提高表面质量，节约染料和油漆，降低产品成本。我国目前使用的砂光机分为国产和引进国外的两种。国产的砂光机大都结构简单，砂光质量低，生产效率不高，存在砂带跑偏，使用寿命短等缺点。另一种使用较多的是引进国外的砂光机，这类砂光机由于采用了光电控制装置，自动化程度高，砂光质量好，生产效率和砂带寿命都有很大的提高1。1.2 设计砂光机的目的和意义近年来，木制器具，家具木制器具设计与生产，装璜与办公用木制器具表面的砂光大都用手工进行，劳动量大，效率低。近年来大型木器厂开始应用大型砂光机，但只能对厚板进行砂光，对于三合板之类的薄板和已做成的家具则无能为力。为了满足艺术造型和使用功能的需要，常把一些零部件设计加工成各种型面和曲面。其中，曲线形型面零件占很大比例，这在出口家具中尤为突出，在加工制造曲线形型面零件时，一般都用手工打磨，劳动强度大，生产效率低，严重影响了产品的质量和生产进度。为了解决这一问题，经对家具企业生产工艺考察研究，我们研制了结构简单独特、操作简便、适用与木制家具曲线形型面零部件砂光的窄带式砂光机。木工砂光机是一种根据工件的加工要求，以相应的方式，应用砂带、砂纸、砂盘、页轮、页盘等磨具进行加工的新型高效的磨削机器。砂光机的特点是适应性强，能提高工作的尺寸精度，也能提高工件的表面粗糙度；能加工宽大的工件，也能加工窄工件；能加工各种平面，也能加工各种曲面；能用于大量生产。国内的砂光机主要还是仿制，要想做到机床不但形似而且神似，就得不断搜集广大用户的反馈信息，木材加工业及家具工业发展的最新信息，并对各种工件的砂光质量因素不断地研究，对机床不断地加以改进，使其在功能、动态性能、系列，精度、可靠性、外观质量、操作等方面不断向上 2。1.3 砂光机的研制目标砂光机技术发展到今天，品种繁多。目前砂光机技术发展的主要趋势是：（1）向高精度发展 为提高加工精度，各国都采取了许多措施：如提高接触辊的制造精度和调整精度；提高输送带式工作台的平度；接触辊等回转件都经动平衡矫正；采用厚度微调机构，加工厚度采用数字式仪表或经放大显示；有的砂光机已能加工0.4 mm厚的单板。砂带横向摆动方式普遍应用。许多砂光机上采用了电子控制砂带的横向摆动，气垫式压带器，电子控制分段式压带器，采用大直径低硬度接触辊，附设精光辊等措施。（2）向高加工能力发展 为提高砂光效率，有的砂光机上采用大功率电机，高砂削速度（达40m/s），高进给度速度（达75m/min）。为提高加工短工件和油漆面的能力，许多砂光机上采用真空输送带式工作台，采用橡胶输送带，采用特殊的进料压辊、压板、压靴式组合式进料装置，采用各种软质压带器等，加工工件最短为100mm，最薄可至2mm，厚度为3mm的一组工件也可同时加工。（3）向高自动化程度发展 如工件自动定厚，实现定厚精砂自动转换，采用电子程序控制压带器；砂带和输送带自动对中等，近年又出现了微机控制的仿型砂光机。（4）向安全和无粉尘方向发展 荷兰砂霸公司制造的“砂度美”护指装置可保护手指，意大利DMC公司和SCB公司等采用各种紧急制动装置，一旦砂带断裂等事故发生，可在2-3秒内自动停机，气动系统压力不足时机器无法启动。在各种砂光机上普遍采用高效的集尘除尘装置，改善工作环境卫生条件保持工件表面清洁。1.4 砂光机的组成和工作原理砂光机的组成：主要由电动机、减速器、机座、砂架、厚度调整装置、进给机构、控制及除尘装置等组成。其工作原理为:被砂削的工件从机器左端进入，在下主动进给辊筒和上从动压紧辊筒的带动下，首先通过对称配置的辊式砂架同时砂削工件的两面，完成定厚粗砂，砂削量约占其总量的60%-70%。然后依次通过错开配置的下组合式砂架和上组合式砂架，完成两面精砂。最后通过出料端的一对刷辊，清除砂削表面残留的粉尘。砂带的旋转方向与工件的进给方向相反，砂下的木粉经各自的吸尘口被强力气流吸出。如图1-1所示为窄带式砂光机示意图，它分为固定工作台式（a）、（b）和移动工作式（c），砂带可以成水平配置（a）、（c）也可以成垂直配置（b）。固定工作台式砂光机通常用于小平面的砂光，而移动工作台式砂光机通常用于砂光大平面的板材，工作时用于压紧压板（又称压带器）并沿着砂带工作边作往复移动（也有同砂带工作边等长的压带器，则无须往复运动），与此同时工作台携带板材作进给运动，借此砂光大幅的板材。压带器和工作台的运动也可采用机动。此外窄带式砂光机也可用来砂光曲面零件，如图（d）砂带成悬臂式安装的砂光机，可以砂光圆形零件。（e）具有浮动工作台、砂带张紧在小轴杆上的砂光机，可以砂光凸凹不平的曲面零件。（a） 固定工作台式砂带水平配置 （b） 固定工作台式砂带垂直配置（c） 移动工作台式砂带水平配置 （d） 砂带成悬臂式安装 （e） 具有浮动工作台，砂带张紧在小轴上1. 砂带 2. 工件 3. 工作台 4. 压带器 5. 仿形样板 6. 浮动装置图 1-1 窄带式砂光机示意图一般砂光工艺流程如下；安装砂带、开启张紧气缸、启动主动辊电机、零件手动进给、砂光。1.5 砂削加工的功用通常按照木制品生产工艺的特点和要求,以及成品的使用要求,来确定加工工艺中使用何种磨削加工方式。定厚磨削加工方式一般应用于基材的准备工段,是对原材料厚度尺寸误差进行精确有效的校正；定量磨削加工方式主要是对已经装饰加工的表面进行的精加工,以提高表面的光洁度和质量。定厚磨削的加工量较大,磨削层较厚,加工后表面的光洁度不是很高,但可获得精确的厚度尺寸；定量磨削的加工量很小,磨削层较薄,加工后的工件表面光洁度高,但板材的厚度尺寸不能被精确校准。定量砂削方式由于所用压垫的结构形式不同,其适用范围以及所能达到的加工精度亦不同。整体压垫适用于厚度尺寸误差较小工件的加工,分段压垫适用于厚度尺寸误差较大工件的加工。无论是整体压垫还是分段压垫或气囊式压垫,其工件原理都是由压垫对砂带施加一定的压力,在此压力控制下,砂带在预定的范围内对工件进行磨削加工。在整个磨削过程中等磨削量磨削。定量磨削压垫对砂带的作用面积大,单位压力小,在去掉木制品表面的加工缺陷和不平度的同时,磨料在木材工件表面留下的磨削痕迹小,因此被加工表面光洁平整。另外,数控智能化分段压垫通过控制压力的变化,还可以消除工件前后和棱边区在磨削加工时产生的包边、倒棱现象3。1.6 磨削加工中不同砂削方式的组合除人造板加工工艺后续工段中对板材制品进行厚度尺寸校准外,一般的木制品加工流程都需要应用多次不同方式的磨削加工。所以应用何种组合方式来满足生产加工的需要,必须要从技术和经济两个方面综合考虑。一般地讲,可以在同一台机床上组合不同结构与功能的砂架,亦可由具有不同结构功能的多台砂光机组成,具体的组合方式如下:(1)定厚强力砂光机与整体压垫定量砂光机的组合方式。(2)定厚砂光与整体压垫定量砂光集中于一机的组合方式。(3)接触辊式定厚砂光机与整体压垫定量砂光机与分段压垫定量砂光机的组合方式。(4)定厚砂光和分段压垫定量砂光集中于一机的组合方式。选择何种组合方式的依据是生产工艺和产品的质量要求,包括生产产品的品种,加工精度,原料状况,产品的最终质量要求等。一般生产条件下,选用多台单机组合的方式更易于满足生产的要求,或可以使生产工艺更具有灵活机动性。根据目前我国家具企业的规模和技术水准,以及所用原材料人造板的质量状况和家具产品的最终市场消费要求,比较适宜的组合方式为先对基材进行定厚加工,也就是说,最佳的工艺方案是在基材准备阶段即对其进行精确的尺寸校准,以保证后续工段的加工精度和质量。所以，一般认为定厚砂光机在磨削加工工艺中是首选机床，其次是对平面进行修整的整体压垫式砂光机，最后才是为弥补工件的尺寸误差对工件进行修整而配备的分段压垫式砂光机。这是一个合理的配置方案,既考虑了现阶段我国家具企业原料供应的现状,也考虑了最终产品的质量要求和工艺加工负荷的适度分配。总的原则是,不要将产品的表面缺陷留到最后的工序去处理,以增加对最后砂光工段的负荷和处理难度,而增加机床技术含量的要求。不同组合方式的技术经济性能比较技术上的先进性与经济上的合理性是衡量各种组合方式的唯一指标,同时技术上的先进可靠又是获得最佳经济效益的保证。技术上充分满足工艺加工的需要,保证各种工件的加工要求,生产效率高,加工精度高。经济上要保证机床的投资额度小,单位时间内加工出的成品多,而机床的台时数消耗最小。选择多台单功能机床的组合方式在技术和经济上主要有以下两个方面的影响因素,一方面是现阶段我国家具企业多为中小型企业,企业的技术和资金基础有限,难以支持大投入、高技术机床设备满负荷的运行。另外,家具企业所用的人造板产品虽然在出厂前已进行了定厚尺寸加工,但产品的厚度尺寸误差仍远大于家具生产的要求。所以家具生产工艺中,在原料准备阶段还必须对基材的厚度尺寸再次进行校准加工。因而定厚加工的砂光机是必需的,并且加工的负荷相当大；另一方面是基于国内砂光机的生产现状和技术水平而言,在普通定厚砂光机和整体压垫定量砂光机生产制造方面,国内已经达到一定的水平,在国产砂光机的技术性能和市场销售价格可以满足和适应国内用户不同需要的前提下,如果再花费巨额购置多功能多砂架组合式砂光机,从经济投入上是不合理的4。由于原料的具体状况和产品的要求,从工艺技术角度上看,不同功能的砂光机在加工工艺中使用的频率和负荷率差异很大。一般定厚加工的量大,机床的负荷率高。如果采用一台多砂架组合式砂光机,因为要较长的时间使用定厚加工功能,而造成机床其他功能的浪费。另外,如果将砂光机的定厚尺寸校准加工和表面修整加工功能集中于一台机床上,当工艺要求要进行两种磨削方式加工时,由于两种加工方式不能同时进行,从而造成机床加工时间上的冲突。基于以上分析,在我国现阶段的家具企业中,使用人造板作为主要基材原料生产加工时,磨削加工较为合理的组合方式为:接触辊定厚砂光机整体压垫式砂光机+分段压垫式砂光机。此组合方式既可以满足原材料加工的要求,达到理想的加工效果,又可以最大限度地发挥机床的功能和使用寿命。1.7 本章小结本章详细的介绍了设计砂光机的目的和意义及其组成和工作原理，并对其功用做了简单的介绍。对设计窄带式砂光机提了基本思想。第2章 系统分析及设计方案的制定2.1 几种砂光机的简介：有关砂光机的特点目前国外生产砂光机的厂家很多，下面按产品种类进行介绍:1.宽带砂光机国外主要厂家有美国怀特公司，节时者(Timesaver)公司，基姆伍德(Kimwood)公司等，联邦德国安东(Anthon)公司、博策尔与加士纳(Biirrcher&Gessner)公司、比松(Bison)公司、比飞灵(Biitfering)公司、希思曼(Heesemann)公司，约翰逊(Johnnsen)公司，意大利的爱司西安(SCM)公司，迪姆西(DMC)公司，SCB公司，VIET公司，TAGLIABUE公司，荷兰砂霸(Sanding master)公司，瑞士砂特劲(Steinmann)公司，日本丸仲公司，丸源铁工所、菊川铁工所、名南铁工所、竹川株式会社等。其中意大利SCB公司产品型号很多，附件较多，加工厚度最小为2mm，厚度误差小于lmm，加工工件最窄为20rnm，长度最小为200mm。砂带张力可自动调节，精砂架可采用大直径低硬度橡胶接触辊，也可采用分段式气动压带器，电子程序仪控制，各段可同步升降或分段升降。用户可选用Cotfch Bright精光辊，真空式工作台，输送带和砂带实现自动张紧和对中。进料装置内装有气管，可防止工件啃伤。主要用于人造板工业和家具工业定厚砂光和精细砂光如胶合板、刨花板、中密度纤维板、实木板、门窗框、家具板件等。或精光单板镶板、贴面板、油漆面等5。2.窄带式砂光机目前窄带式砂光机品种较多，形式多样，国外主要生产厂家有:美国的ACME公司、Cruz机器公司、节时者(Timesaver)公司、联邦德国弗罗姆(Fromm)公司、希思曼(Heesemann)公司、霍思伯格(Hornherg)公司、意大利的维特玛克(Wetmac)公司、LASM公司、CMS公司，日本的长谷川铁工株式会社等。其中长谷川铁工株式会社生产的窄带式砂光机型号较多，用途较广，仿型性强，可砂削各种曲面、平面和斜面。带轮直径大小可选择，砂带可横向摆动且装有除尘装置，砂带可角度变换，机器移动方便。其HIS型水平砂光机的砂带可自动张紧，装有气缸和压板装置，工作台可升降，可安装真空吸盘等。主要用于家具行业砂光家具板件，成型板件等；3.辊式砂光机国外生产厂家有美国的Crouch公司，联邦德国的WEBER公司、意大利的LASM公司、Costa公司、CAGLIO公司、TOMESANI公司、罗马尼亚的MASINEXPORT公司等。其中MASINEXPORT公司生产的辊式砂光机装有清扫辊，砂辊可轴向摆动，砂辊基体外包毛毡，最外层包砂纸，砂纸可自动张紧。主要用于木材厂和家具厂砂光各种板件（辊式砂光机主要用于加工平面或曲面，轴式砂光机可加工较小的平面、端面、斜面、内曲面和外曲面）。4.盘式砂光机国外主要生产厂家有美国的PAL公司、Delta公司、Oliver公司、联邦德国的COSMA公司、FROMM公司、意大利的LAR公司、LASM公司、PEGIC公司、荷兰的Helms公司等。其中荷兰Helcna公司的产品有吸尘装置，工作台可倾斜45o角，砂盘经过动平衡校正，运转平稳无振动。主要用于木材厂和家具厂加工各种板件的平面和斜面7。5.轴式砂光机国外生产厂家有美国的Fletcher公司、Oliver公司、Crouch公司，联邦德国的Knoeve-nagel公司，意大利的LAR公司、LASM公司、VIET-MAC公司、日本的KAMIYA精机株式会社、压田铁工所，长谷川铁工株式会社等。其中日本长谷川铁工株式会社生产的轴式砂光机，切削速度可变，砂轴可摆动，工作台可升降，且可倾斜一定角度。日本压田铁工所生产的SS-III型砂光机采用气囊式砂轴，日本KAMIYA精机株式会社生产的内面轴式砂光机专门用于砂光工件的内表面和底面。6.手提式砂光机国外生产手提式砂光机的有日本日绵公司，牧田公司等。一般都采用双绝缘措施，装备集尘装置，采用石墨导向板和砂带张紧装置。日绵公司的砂光机、主轴转速可调，采用专用压带器。目前手提砂光机的砂削机构有盘式、带式和海绵状或毛巾状抛光轮等。主要用于砂光或抛光板件的平面。因砂架的种类、数量和上下前后位置组合, 可构成种类有双面定厚砂光机, 半精和精细砂机, 表面精砂机等。很多的砂光机, 这些砂光机目前尚无统一的命名和分类方双面定厚砂光机, 工件一次通过可同时砂光上下面。 7.六砂架自动交叉砂光机这是一种最新式的砂光机，其特点是交叉砂光，并应用了多种新技术。砂光工艺过程是：板件进入第一个宽带砂光区，进行与进料方向平行的砂光，顺纹砂光依次进入第二个砂光区，做与进料方向成直角的砂光；第三个砂光区与第二个砂光区相似，只不过砂带运动方向与第二个相反；第四至第六个砂光区都是顺木纹反正砂光。由于第二和第三个砂光区是横过木纹进行砂光，所以能将棕眼边缘的纤维砂掉，避免了板材染色和涂漆后起毛刺。砂带压力梁是由宽度为3050mm的压力扇块组成。工件在入口处经分段扫描，对每个压梁段下工件的面积大小进行调节各段压力，可补偿2mm板件厚度公差，无论是在一块板件上，还是前后，左右的两块板件上均能做到2mm的公差补偿，这种压力自动调节确保板件棱边获得可靠砂光。此外，砂带间歇式吹扫，除静电系统，粉尘除去容易；特殊吸和空气通道，使粉尘在工作环境中的扩散量降至0.35mg/m。8.漆面砂光机饰面的板材在填孔、嵌补和上底漆后，由于涂刷不均和各种杂质的影响，仍会产生漆的凹陷和硬壳等现象，从而影响第二道漆的粘和，所以要进行底漆砂光。由于各种填料和底漆质地较薄，这就要求接触辊的硬度格外的柔软，砂带线速度也不应过大，砂光的压力应精密可调。底漆砂光中接触辊砂光头是重要的元件，砂光垫砂光头会相应带来一个过大的接触面积，易擦伤薄薄的底漆表面，故用刷辊代替砂光垫。面漆的涂层应有足够的厚度，以使漆膜在木材表面上显得肉实丰满。实际生产中，面漆常分几次涂饰，在涂层中间干燥以后，进行砂光以除去气泡、毛刺和灰尘等，这种漆面的中间砂光常采用纵横砂光的办法，砂光动作重叠，消除了隆起线的形成，提高了漆面的粗糙度，使漆面更加平整均匀8。9.线脚砂光机该砂光机已发展到一个新阶段和水平，从一件线脚加工件换为另一件仅用30s，砂光头能够自动就位。这种砂光机还能够砂光板件的边缘线型，每班砂光8000件，仅用2名工人。尖隆门心板砂光机专用与砂光门心的一面或两面的中心部分呈尖顶壮隆起或高峰的板件。对该种砂光机的砂光头的高度可以加以调整，其倾斜可以从零度调整到90度，使其完全适度砂光门心板的中心隆起部分的各个斜面、水平面。卫星导轨道砂光机比摆动砂光机更加进步，是一种手提式砂光机，重量很轻，有的型号仅重1kg，是在一个大的圆形砂光头上装有两个互相做相对旋转运动的砂盘，能够在加工件上做滑行运行，能够砂光圆形、椭圆行的工件和各种其他成型件。卫星导轨砂光机的最新型号是Finale型，它具有自动送料装置，送材速度1.53.6m/min，横过木纹的砂光，完全不显砂痕，比手提式砂光机效率高。宽带砂光机由于磨削幅面大、磨削精度和生产率高、砂带寿命长、易更换等优点近年来几乎取代了多辊砂光机，广泛用于人造板、胶合成材、地板、家具及木质建筑构件的定厚砂磨、平面磨削、漆膜光整、抛光等。现代砂光机多为机电一体化产品，数控、数显和计算机控制已很普遍。国外较著名的厂商有:德国的sutferinn, IIeesemann, Bison等公司:意人利的DMC, Viet, IMIJAS, A. Costa, salestrini等公司:荷兰的andinmaste:公司:美国的Kent, Timesaver, Kimwood公司:瑞十的Steinemann公司:芬兰的RAUMA公司:日本的菊铁下所，丸仲铁下所等。台湾地区厂商有:博凯、金照、新上实业等。国内有牡丹江木工机械厂，苏州林业机械厂等9。砂光机是利用磨料砂光木材表面的机床。砂光机在人造板和家具行业中使用面广，需要量大，品种较多，近年来发展速度较快。砂光机的类型和品种很多，从广义上讲，砂光机包括窄带式砂光机（工作台固定或滑动）；全自动带式砂光机，宽带砂光机；盘式砂光机；辊式砂光机；轴式砂光机；手提式砂光机；专用砂光机；抛光机。砂光机的特点是适应性强，能提高工件的尺寸的精度，也能提高工件的表面粗糙度；能加工宽大的工件，也能加工窄工件；也能加工各种曲面；能用于大量生产，也能用于小批生产。目前，国外砂光机越来越多地代替刨床加工。砂光不仅可以大大减少刨刀造成的木材撕裂、节疤撕裂和表面损坏现象，也可以减少材料尺寸5-10%，而且克服了刨床不安全、噪声的等缺点。如将其和铣床 车床等组合，可连续完成成型和砂光加工。因此砂光机成为木材加工中重要的机床之一13。2.2 砂光机总体方案制定2.2.1 砂光机总体布局如图2-1 砂光机的示意图所示为台湾朋勤机械有限公司生产的OR93型自动仿形砂光机外形图。此砂光机适用于桌椅的板面侧面的砂光，替代目前此类砂光工作需要由工人手持工件进行砂光的方法。图 2-1 砂光机的示意图OR93型自动仿形砂光机由窄带式压磨砂架、砂架调整装置、仿形工作台和电气系统构成。窄带式压磨砂架和砂架调整装置如图所示。砂架悬臂安装在砂架调整装置侧面，二者之间以多向导轨相联接，包括垂直与水平方向的燕尾形导轨和周向调整导轨。其中垂直与水平方向的燕尾形导轨可以调节砂架在这两个方向上的位置，而周向导轨可使砂架的倾斜度在45o90o之间变化，以适应不同的砂光位置及角度。用手轮转动安装在导轨间的丝杆螺母机构可调整各导轨的移动量，用手柄锁紧调整好的砂架位置。窄幅砂带的运转由压磨砂架上的大电机（2.2kW）驱动张紧辊旋转来实现，用小电机（0.1 kW）带动砂带的轴向窜动；压磨器通过一小型气缸安装在砂架下方，压紧力的大小可通过调节气缸内压缩空气的压力来实现；压磨器为柔性的，如海绵式压磨器，以适应不同形状的被砂光表面。仿形工作台采用真空吸盘方式固定被砂光工件，其下部安装用来仿形的模形（靠模），工作台带动模型旋转，窄带式压磨砂架即可对工件进行仿形砂光。电气系统包括窄带式压磨砂架和仿形工作台的驱动以及砂光机控制。本机的砂架和工作台驱动方式都是采用无级变速电机调速的方式，其中，仿形工作台的送料速度可在530m/min之内调整。此砂光机的控制方式是全循环式，其操作（上下料除外）即可用控制按钮，也可用脚踏开关来操作10。2.2.2 砂光机的砂架机构（1）砂架系统 砂架是砂光机的切削机构，通常是将无端砂带张紧在上卜配置的两个或几个滚筒上，靠滚筒或砂光垫(压板)压紧下件磨削。砂架系统还包括砂带张紧机构、升降机构、摆动机构、驱动电机和传动机构等。（2）砂架位置砂架在砂光机上的位置 上砂架式砂架位于进料系统上方，利用进料下工作台的升降，适应不同厚度下件的上表面砂磨。这类形式最多。但由于下工作台需调整，不利于组成连续生产线。 下砂架式砂架位于进料系统下方，下工作台不变，调整进料系统以适应砂磨不同厚度下件的下表面。这种形式便于组成连续生产线。上下砂架式上、下砂架的均可按下厚度调整，多用于大批人造板定厚砂磨。 接触辊式砂架：砂带张紧在两个辊筒上，其中一个自径较大的辊筒压紧下件进行磨削，由于靠辊筒压紧下件接触面小，单位压力大，故多用于粗磨或定厚砂磨。接触辊为钢制，表面常有螺旋或人字形槽沟，以利散热及疏通砂带内表面粉尘。有的接触辊表面包覆一层不同硬度橡胶，粗磨时橡胶硬度选7090邵尔，精磨选3050邵尔。砂光垫式砂架：工作时砂光垫(压板)压紧下件进行磨削。这类砂架接触面积大、压力小，故多用于精磨或半精磨。砂光垫通常有标准弹性式，气体悬浮式和分段电子控制式三种。标准弹性式最简单，它由铝合金做基体，外覆一层橡胶或毛毡，最外包一层石墨布。青岛木工机械厂生产的5FF和51系列砂光机采用此类砂光垫。后两种砂垫更能适应下件厚度误差大的情况，但成本较高，技术复杂11。 组合式砂架：它实际为以上两种的组合，但经调整可实现三种下作状态:（a）砂光垫和导向辊不与下件接触，只靠接触辊压紧下件磨削:（b）使接触辊和砂光垫同时压紧下件磨削，接触辊起精磨作用，砂光垫起引导精磨作用。（c）只让砂光垫压紧下件磨削。组合式砂架较灵活，适合单砂架砂光机，也可与其它砂架组成多砂架砂光机。 压带式砂架特点是在砂光垫与砂带间增加了一条毡质传动带(压带)，下作时与砂带成等线速运动，无相对滑动，目的在于分散磨削热和压力，提高砂光效果，多用于超精磨，可对漆膜表面抛光。意大利DMC公司有此专利。 横向砂架：将砂光垫式砂架转动90度布置，砂带运动方向与下件进给方向垂直。这类砂架多与其他砂架配合使用，如DMC公司生产一种漆膜砂光机。这种砂光机通过四个砂架上不同粒度砂带的过渡和交叉重复砂磨，可获镜面磨光效果16。 2.2.3 砂光机的主要参数的确定 本设计题目要求设计一种窄带式和刷式砂光头组合为一体的砂光机，其主要功能是对各种弯曲面、异形面和三维表面进行砂光，用以提高板材表面或油漆表面的光洁度，提高家具的装饰效果。其主要技术参数为：窄带式砂光头转速 210530m/min进料速度 60m/min砂光宽度 3050mm最大砂削厚度 0.5mm2.2.4 砂光系统的设计 进行砂光系统的设计，首先应了解不同工件的砂削工艺和砂带性能。在木材加工工业中，砂削工序有以下几种类别: （1）平面定厚砂光，消除工件形状和尺寸偏差，保证各处均等，有的可起以磨代刨的作用。 （2）光整表面的精细砂光，用来消除定厚砂光后的痕迹，刨削后的刀刃、纹理造成的粗糙、毛刺疤结等。 （3）在单板贴面、染色、涂漆、印刷等工序前的进一步精砂，以提高表面质量、节约染料和油漆.降低产品成本。 （4）工作前后的超精细砂光，如工件油漆后的磨光，以获得镜面般光亮的漆膜。 （5）工件的表面打毛，用于因原先表面太光滑而需要特殊的粗糙度。砂带的材料 砂光系统的关系砂带由基材、粘结剂及磨料组成。基材决定了砂带的柔曲度、延展性和抗拉强度。枯结剂使砂带在强力磨削条件下不致使砂粒脱落，枯结强度大，且对温度变化不敏感，在(Sio2 Al2o3 Sic等)组成，又分为不同的粒度12。 砂削质量的好坏与砂带的接缝有很大关系，接缝强度高、柔性大、厚度公差小的砂光质量高。2.3 本章小结 本章对几种砂光机做了简单的介绍，并对本设计提出了方案。用燕尾形导轨导轨调节砂架在垂直与水平这两个方向上的位置，用周向调整导轨调节角度变化，并用气动原理来实现压磨器的压紧力大小。第3章 砂光机具体机构的设计3.1 电机的选用一般来说应该根据工作环境来选择电机的型号，对于不同的工作环境应选择不同的电机。以下是电机的一般选择原则：(1) 在正常的环境下，一般选用开启式电动机，当然，为了安全，也可以选择防护电机。(2) 在多尘或腐蚀性气体的环境中，则应选用封闭式电机。(3) 在露天选用户外型式防护型电机。(4) 在湿热或湿度较大的地区，应选用湿热带型电机；如选用一般的电机应适当的采用防潮措施。(5) 在高温的环境，应选用绝缘等级高的电机；在高温且多尘的环境，应选用封闭式或密密闭通风型电机。(6) 在有爆炸危险的环境，应选用防爆型电机。(7) 要求调速范围很广的机械，应选用带反馈的直流电动机系统，如果调速平稳性要求不高时也可选用机、电、结合的调速方式，这样经济性较好。3.1.1 电压的考虑电动机的额定电压主要取决于工作场所供电的电压，普通车间供电为交流380V或220V。直流电压多为440V、220V或110V。对大中容量的交流电动机，电网供电为10KV、6KV、3KV，则电动机直接采用此电压，直流电动机，如果由直流发电机供电时，其额定电压也是配合使用，有时电压达1000V。3.1.2 电动机转速的选择电动机的额定转速是根据工作机械的要求而选定的。在确定电动机额定转速时必须减速装置的传动比，两者相互配合，经过技术、经济的全面比较才能确定。通常，电动机转速不低于500r/min，因为当功率一定时电动机的转速愈低，则其尺寸愈大，价格愈贵，而且效率也愈低。如果选用高转速电动机势必加大机械减速装置的传动比，致使机械传动部分复杂起来。3.1.3 电动机容量选择一般旋转运动的机械电动机功率的计算。根据工作机械工艺参数计算电动机的功率，依据此初选电机。式中: 负载施加到电动机轴上的转距 Nm； n电动机轴的转速 ； 工作电机需要的功率 KW。结合以上原则及本设计的实际情况，现选择下面型号的电机：直流变频调速电机1台 功率1.1Kw三相交流电动机（工作台回转）1台 功率2.2Kw气泵驱动电机1台 功率0.5Kw3.2 气动系统的设计3.2.1 气缸的选择及其参数的确定根据工作机构运动要求和结构要求初步选定双作用汽缸中的普通汽缸作为砂光机的压紧装置，利用压缩空气使活塞向两个方向运动，汽缸的安装形式采用固定式。气压缸直径 0.43m=43cm （3-1）式中:考虑实际情况取工作载荷；气压缸工作压力汽缸动态参数要求一般，基本是匀速运动，载荷率。根据计算结果，选择标准缸径，设定活塞行程80，从而由缸径工作载荷活塞行程以及要求具有一定的缓冲力，选取汽缸LGA5080FA作为砂光机控制砂辊装置。还要选取一伺服气缸来控制压板型号为XQGSF5080FA。汽缸XQGSF5080FA技术规格如下：LGA5080FA 汽缸内径 行程范围最高工作压力1理论输出力（压力为）510气缸是气动系统中使用最多的一种执行元件，它驱动机构作直线往复、摆动或回转运动，其输出为力或力矩。气缸的输出力是指气缸处在静止状态时，其使用压力作用在活塞有效面积上产生的推力或拉力。单杆双作用气缸的输出力： （活塞杠返回） （3-2） （活塞杠伸出） （3-3） 式中： F气缸输出力，N； D缸径，mm； d活塞杠直径，mm； p使用压力，MPa。根据气缸的外负载力F的大小来确定气缸的缸径，从而据此来选择气缸。本设计系统要选用四个气缸。有： （3-4） 式中： 表示工作室幅面压力； S表示工作室幅面面积，其余同上。 （3-5） （3-6） （3-7）因此，张紧气缸的缸径选用D=80mm。3.2.2 气缸配套件的选用因为当负载连接于气缸活塞杆端部时，工件与活塞杆有轴向偏心或不平行，使用浮动接头连接可吸收活塞杆和负载的偏心或不平行对活塞杆产生的偏心负载和横向负载。典型的浮动接头结构如图所示。由于浮动接头是球面连接，故允许螺柱在保持环内沿X、Y、Z三个方向摇动，允许摇动角在5以内。螺柱与保持环一起，在接头轴线的垂直方向可作微量偏心滑移。防尘罩起防