4941-金刚石锯片磨弧机设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】
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4941-金刚石锯片磨弧机设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】,金刚石,锯片磨弧机,设计,机械,毕业设计,全套,资料,已经,通过,答辩
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黄河科技学院 毕业设计开题报告表 课题名称 金刚石锯片磨弧机设计 课题来源 教师拟订 课题类型 导教师 李长诗 学生姓名 任志强 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105012 一、调研资料的准备 根据任务书的要求，在做本课题前，查阅了与课题相关的资料有：机械设计、机械制图、机械制造工艺学、冲压成型工艺与模具设计、冷冲模课程设计与毕业设计指导等以及与设计相关的手册。 二、设计的目的与要求 毕业设计是大学教学中最后一个实践性教学环节，通过该设计过程，可以检验学生所学的知 识，同时培养学生处理工程中实际问题的能力，因此意义特别重大。 1. 结构设计； 2. 编写设计说明书 设计说明书不少于 6000 字 ； 4. 查阅文献资料不少于 12 篇，其中外文资料不少于 2 篇；献综述不少于 3000 字。 三、设计的思路与预期成果 1、设计思路 首先：根据本次设计相关要求查找资料，做好设计的准备工作。 其次：依据要实现的功能要求计算并选择或设计出合适的电机 及各种零件， 画出装配图及其零件图。 2、预期的成果 （ 1） 完成文献综述一篇，不少与 3000 字，与专业相关的英文翻译一篇，不少于 3000 字 （ 2） 完成内容与字数都不少于规定量的毕业设计说明书一份 （ 3） 绘制装配图，部分零件图 四、任务完成的阶段内容及时间安排 第 12 周 查阅资料，调研，方案论证，写开题报告； 第 34 周 写文献综述，翻译外文资料，拟定总体设计方案； 第 511 周 结构设计与控制设计。 第 1213 周 撰写研究论文。 第 1415 周 验收，答辩，总结等。 五、完成设计所具备的条件因素 本人已修完机械设计、机械制图、液压与气压传动、金 属工艺学、机械制造技术基础、 冲压成型工艺与模具设计、冷冲模课程设计与毕业设计指导 等课程，借助图书馆的相 关文献资料，以及相关的网络等资源。 指导教师签名： 日期： 课题来源： （ 1）教师拟订；（ 2）学生建议；（ 3）企业和社会征集；（ 4）科研单位提供 课题类型：（ 1） A 工程设计（艺术设计）； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研究； E 调研报告 （ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题 要求（ 1）、（ 2）均要填，如 。 毕业设计 文献综述 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 任志强 指导教师 李长诗 2012 年 03 月 10 日 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 1 页 摘 要 随着汽车、航空和航天技术的飞速发展，对材料性能及加工技术的要求日益提高。新型材料如碳纤维增强塑料、颗粒增强金属基复合材料（ 陶瓷材料得到广泛应用。这些材料具有强度高、耐磨性好、热膨胀系数 小等特性，这决定了对它们进行机加工时刀具的寿命非常短。开发新型耐磨且稳定的超硬切削刀具是许多高校、科研院所和企业研究的课题。 金刚石集力学、光学、热学、声学、光学等众多优异性能于一身，具有极高的硬度，摩擦系数小，导热性高，热膨胀系数和化学惰性低，是制造刀具的理想材料。本文对近年来金刚石刀具的应用 发展作一概述。 关键词 ：新型材料 ，强度高，超硬，刀具 of as is of in a of in a of is an an on of in 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 2 页 1 金刚石圆盘锯工作性能 采用喜利得 金刚石圆盘锯切割、分块。 盘锯主要技术参数 最大功率： 32 额定电压： 400 液压泵量： 40最大工作压力： 210最大切割深度： 73 ; (通过技术配套改进，可适当加深 ) 机重： 38 。 刚石圆盘锯切割工法 金刚石圆盘锯切割是液压马达驱动金刚石圆盘锯高速运转来研磨被切割体，完成切割工作。由于使用金刚石单晶做为研磨材料，故此可以对石材、钢筋混凝土等坚硬物体进行切割。切割是在液压马达驱动下进 行的，液压泵运转平稳，并且可以通过高压油管远距离控制操作，也可通过导轨的不同安装形式实现任意角度的切割，所以切割过程中不但操作安全方便，而且震动和噪音很小，被切割物体能在几乎无扰动的情况下被分离。切割过程中高速运转的金刚石锯片靠水冷却，并将研磨碎屑带走。 作原理 金刚石锯片在液压或电动马达带动下，沿轨道方向移动，高速回转，研磨、切削钢筋混凝土。切割安装见下图。 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 3 页 工特点 a、 金刚石墙锯机切割面光滑整齐。 b、 切割中锯机的移动方向受轨道控制，切割位置准确。 c、 无振动、低噪音、环保、安全无污染。 d、 切割厚度可以根据锯片的大小调整。 用范围 a、 一般钢筋混凝土墙、板切割、拆除或开门洞。 b、 切割面要求光滑、平直、美观的混凝土切割。 c、 切割深度根据锯片大小调整，目前采用 1600刚石圆盘锯最大切割 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 4 页 深度可达 600 术标准 切割锯片与切割深度 锯片直径与切割深度的关系见下表 锯片 直径与切割深度的关系 锯片直径 00 1200 1600 切割深度 30 530 730 轨道安装偏差控制在 3内，锯片固定完成后检查调整锯片与切割面的垂直度。 平行于墙体切割楼板时，距离墙边最小切割距离为 30 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 5 页 金刚石圆盘锯切割混凝土墙体 工工艺流程 盘锯固定 导轨安装 导道使用 用导轨，导轨固定采用喜利得高强度锚栓，安装过程使用激光定位仪保证轨道连接的直线度。 割参数的选择 液压马达驱动金刚石圆盘高速运转，磨削混凝土被切割块，切割过程中用水冷却，并冲走粉屑。切割过程中保证金刚石圆周线速度达到 5s，才能进行有效切割，这可通过控制操作盘进行调控，但每次切割深度不要超过 200用浅切快跑的方式来回进行逐步加深的切割，否则，一旦金刚石锯片受力变形，不能保证其刚性平面度，会影响切割速度，甚至会发生机械伤害事故。 固定导轨 安装设备机具 连接相关操作系统 确定切割断面位置 切 割 设置安全防护设施 吊装 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 6 页 2 金刚石薄壁钻工作性能 割原理 钢筋混凝土钻孔是由钻孔机带动金刚石薄壁钻头加压、回转，钻头胎体金刚石颗粒研磨 切削钢筋和混凝土完成钻孔切割工作。钻进过程中采用冷却水、并携带出磨削下来的粉屑。 程特点 低噪音、无振动、无粉尘污染。对结构无不良影响，使用简单、灵活，施工速度快。可以进行 0范围变角度钻孔。排孔也可以实现切割分离。 用范围 钻孔施工适用于任何混凝土构筑物，一次成孔孔径为 1450深可达 6m。采用连续排孔法施工，可实现各种形状洞口的切割及各种构筑物拆除。 术标准 采用十字画线法确定钻孔中心，孔位偏差不超过 3用连续钻孔进行切割时，钻孔采用 89 108径施工，一米长度方向上布置钻孔数为 1213 个。切割直线偏差小于 20 工工序 线确定钻孔位置 在该环型梁上确定打吊装孔位置。 座的安装 采用 学锚栓或胀栓固定基座，保持机头、钻头和钻孔位置在同一垂直面内。 放线定位 固定机座 钻孔 取出岩芯 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 7 页 孔 人工施加前进力，控制力度均匀。 芯 将钻具内的混凝土取出，进一步钻进，直至设计深度。 参考文献 1 唐存印 珠宝科技 ,20042 刘琛 ,刘庆 刚石锯片专用砂带磨弧机 20043 吕长利 ,毛德志 工业金刚石 ,20044 陈冀渝 建材工业信息 ,20025 王忠义 ,张云才 20016 现代实用机床设计编委会 . 现代实用机床设计手册 M. 机械工业出版社 , 2006. 7 王先逵 M2008. 8 龙振宇，李良军，伍奴美，任亨斌 M，国家工科基础课程机械基础教学基地， 2003. 毕业设计 文献翻译 院（系）名称 工学院机械系 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 任志强 指 导 教 师 李长诗 2012 年 03 月 10 日 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 1 页 in of of In of of of is a a a of a on a a to of of a as of be of of is of on in so of of in in a on a of . to on of in = 1/2 (D + d) to of to of on to to at an , 1/2 ( D + d). of 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 2 页 is in to to a 2 of n to of of of of 20 be to is to or of of of g to of of : 1. In an of of in to in of so so a of of of is of of is of is 3 of 1)up 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 3 页 10 5 0 (2)a to is to of is be of 0. 005 a 0. 0012(3)of of up (4)is up 5% (5)of of to do to as (6) 4 of of A is by of by a is by on :5 in . of in a of so In a a 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 4 页 up to 000 r / to in to of to by 5 m / s,. of in of be to n of a of is of 5 of of is a of At of or of to to in of to is In to (1) to 00 (2) 100 m / s of is in (3) of to (4) to of 4h - 12h. (5) of of to 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 5 页 to on of to on of to on of in of of is to a of It be in is to 砂带磨削技术在工程机械行业的应用 摘要 介绍砂带磨削技术的概况和特点，论述砂带磨削技术的展趋势。 在工程机械行业中，一些要求较高的长轴类零件传统的加工工艺一般为粗车一精车一粗磨一精磨几道工序，零件加工表面的精加工主要依靠在外圆磨床上用砂轮磨削来实现。而对于一些长径比很大的细长杆件，如各类液压缸的活塞杆，采用普通砂轮磨削就会受到加工范围的限制，砂带磨削正以其显著的 优势而崭露头脚。 关键词：砂带磨削，发展，加工 1 概述 砂带磨削工艺，就是将环形砂带套在接触轮和张紧轮的外圆上，在张紧的状态下，使高速旋转的砂带表面与工件的加工表面相接触，并在一定的压力作用下，以产生的相对摩擦运动（切削运动）对工件表面进行磨削加工的一种工艺方法。砂带磨削分为轮压式和带压式两种方法 . 对于轮压式磨削法，即接触轮施压于工件表面上，此时接触轮与工件的轴间距 A1/2（ D d）此种磨削方式由于接触压力大，单位时间内金属的去除量大，效率高，因而适用于内、外圆表面和平面的粗、精磨削。对于带压式磨削 法，即用砂带施压于工件磨 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 6 页 削表面，此时因张紧轮支架向工件方向倾斜了一个角度，接触轮与工件轴间距互 A1/2（ D d）。与轮压式磨削法相比，带压法的接触压力较小，单位时间内去除的金属量亦小，主要用于磨削圆弧面、圆锥面和其它异形表面，尤其以精加工抛光为主。 砂带和砂轮一样，同属于一种多齿微刃型切削工具，其加工特性基本相同，所不同的只是形状各异而已。 2 目前的发展状况 在国外，一些工业发达国家由于各种类型砂带磨床的迅速发展，砂带磨削的功能已远远超出了用于除锈、粗磨、抛光等范围，其加工效率为砂轮磨削的 5 20 倍，加工质量可与一般常规的磨削方法相媲美，加工精度已接近或达到与砂轮磨削相同的水平，而机床功率的利用率却比任何金属切削机床都高，其应用范围遍及各个行业，几乎对所有材料（如木材、橡胶、各种金属）都可进行磨 g 帅 0 工。据有关资料介绍，美国每年的砂轮与砂带产量之比约为 1： 1。在著名的工程机械企业 司，砂带磨削就占有重要的地位。 在国内继引进了高压静电植砂新工艺，保证了磨粒在砂带表面的“定向排列”，使砂，一些砂带生产厂家如郑州白鸽集团（即中国第二砂轮厂）、上海砂轮厂等都相带具有良好的锋利性。 同时，随着粘结剂的发展，耐水耐油的全树脂强力砂带的出现，使砂带的磨削性能得到显著提高。虽然目前我国各类砂带磨床的型号尚不完备，但研制和使用一些砂带磨削装置是切实可行的。 3 砂带磨削的特点 （ 1） 砂带磨削具有“快削法”之称。砂带磨削效率高，已达到铣削的 10 倍，普通砂轮磨削的 5 20 倍。 （ 2） 砂带磨削还具有“冷态”磨削之称。由于加工时摩擦生热少，且因磨粒散热时间间隔长，可有效地减少工件变形和烧伤，加工精度一般可达到普通砂轮磨床的加工精度，有的尺寸精度已达到 0 005 高可达到 0 0012 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 7 页 （ 3） 砂带磨 削具有“弹性”磨削之称。由于砂带磨削与工件是柔性接触，具有较好的跑合和抛光作用，工件表面粗糙度可达 8 m。 （ 4） 砂带磨削设备结构简单，制造成本低，接触轮极少磨损，可使砂带保持恒速，传动链短，机床功率利用率可达 85%。 （ 5） 辅助时间少。工件装夹一次定位后，可多次更换砂带完成全部加工，无需象砂轮那样进行平衡及修整工 。 （ 6）适应性强，操作简单，安全可靠。 4 砂带磨削装置的主要结构及磨削用量 砂带磨削装置有几种不同的结构。一种是由电机输出轴直接传动砂带的装置，另一种是由电机经磨削主轴传动砂带的装置，还 有一种是供内圆磨削使用的装置。 对于第一种装置，它的特点是接触轮直接安装并固定在具有 1： 5 锥度的电机输出轴上，该装置具有砂带张紧及快换操纵机构 称其为通用砂带磨削装置。 在这种装置中，张紧轮和接触轮宜采用质地均匀的尼龙材料制成。由于接触轮和张紧轮都是高速旋转的零件，张紧轮的转速可达 5 000 r 上，为保证安全并提高整个装置的工作平稳性，加工后应对这两种零件进行动平衡试验，力求将不平衡重减到最小。 砂带的线速度受允许的最大极限 限制，一般选为 25 m s。工件每转砂带沿工件轴线的纵向进给量一般控制在砂带宽度的一半以内，精加工时可适当减少一些。另外，磨粒的粒度与磨削的表面粗糙度有直接关系，粒度越小，磨削后的表面粗糙度数值越低。使用时，应保证有充足的冷却润滑液和相应的除尘设备。 5 砂带磨削的发展方向 与一般常规的加工方法相比较，砂带磨削的确是一种优质、高效、低消耗的新颖的 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 8 页 加工方法。同时，对于刚性较差的长轴或薄壁套筒零件，设计制造一些结构简单、制造容易、操作方便的砂带磨削装置，安装在通用机床上代替磨床来进行高效的精加工是切实可行的。 在国外，砂带磨削技术正在向以下方向发展： （ 1）机床功率不断增大。 200 上的砂带磨床已经出现。 （ 2）提高砂带速度。正在进行 100 m s 以上高速砂带磨床的研制。 （ 3）则增大砂带的宽度，提高加工效率，最宽已达 4 9m 以上。 （ 4）延长砂带的使用寿命。已从初期的 2 4h 提高到目前的 8 12h。 （ 5）随着砂带磨削的磨削用量不断提高，单位时间内的磨削量已能够达到通用金属切削机床单位时间内的切削量，从而把砂带磨削由精加工推向强力磨削的阶段，并出现了以磨代车，以磨代铣和以磨代刨的趋势。 随着砂带磨削工艺在国内工程机械行业的不断推广使用，以及砂带制造工艺的不断完善和发展，必将出现种类更多的砂带磨床和装置。可以预料，砂带磨削工艺在工程机械制造业中必将得到应有的重视和进一步的发展 。 单位代码 02 学 号 080105012 分 类 号 密 级 毕业设计 金刚石锯片磨弧机设计 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 任志强 指导教师 李长诗 2012 年 5 月 10 日 黄河科技学院 本科毕业设 计 任务书 工 学院 机械 系 机电 专业 08 级 08 机电 1 班 学号 080105012 学生 任志强 指 导教师 李长诗 毕业设计题目 金 刚石锯片磨弧机设计 毕业设计工作内容与基本要求 （目标、任务、途径、方法，应掌握的原始资料（数据）、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等）（纸张不够可加页） 一主要内容： 分析课题条件要求， 查阅文献，拟定总体设计方案； 译外文，编写文献综述。 二要求： 1. 结构设计 明确 ； 2. 编写设计说明书 设计说明书不少于 6000 字 ； 4. 查阅文献资料不少于 12 篇，其中外文资料不少于 2 篇；献综述不少于 3000 字。 三主要参考资料： 机械设计手册 化学工业出版社 机械设计 西北工业大学出版社 现代机床电器 机械工业出版社 四、时间安排： 1周 完成开题报告、文献翻译、文献综述及总体方案设计 5 完成机构设计、完成 机械 图并撰写说明书 10 修改论文、资格审查等 13 周 毕业答辩 毕业设计时间 ： 2012 年 2 月 13 日至 2012 年 5 月 15 日 计 划 答 辩 时 间： 2012 年 5 月 19 日 专业（教研室）审批意见： 审批人 签名： 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 I 页 金刚石锯片磨弧机设计 摘 要 近几年我国金刚石制品和硬质合金工具业发展很快，给金刚石行业的发展带来了机遇。特别是金刚石锯片的使用使加工行业走到了一个新的领域，早期的金刚石锯片是一种用手工镶嵌天然金刚石而成的，但由于天然金刚石价格昂贵，早期不能大规模应用于生产。 1930 年以后，随着粉末冶金技术的发展，产生了焊接式金刚石圆锯片。人造金刚石的诞生，使得金刚石工具制造业得到迅速发展，金刚石圆锯片开始大规模应用于石材加工等行业。 现在采用激光焊接方式制造金刚石锯片是近年来发展起来的新技术 ,与传统钎焊或压制烧结锯片相比 ,焊出的锯片不但外观好 ,锯片精度和强度也大大提高。激光焊金刚石锯片刀头内圆弧面的加工是生产过程中的关键工序 ,激光焊金刚石锯片对刀头圆弧面的要求比普通锯片要高 ,圆弧面加工质量的好坏直接影响锯片的性能和寿命 ,良好的圆弧面可以提高锯片的几何形状和尺寸精度 ,降低锯片的偏摆量 ,提高焊接强度 ,防止脱齿 ,从而大大改善锯片的使用性能和寿命。目前 ,国内不少厂家进口了激光焊金刚石锯片生产线 ,其配备的磨弧机均为砂轮磨弧机 ,使用过程中调整麻烦 ,精度难以保证 ,砂轮经常堵塞 ,效率低 ,严重制约了生产线的能力发挥。因此设计一种用砂带来磨金 刚石锯片的机器将会有更好的效果。 关键词 ：高速切削 ， 金刚石锯片 ， 高效 ，加工质量 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 in to of to a is a of t in 1930 of of is in is in to or of in is of of on of of of of a to of At to 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 of to So of a 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 目 录 1、金刚石锯片介绍 . 1 金刚石锯片的用途和特点 . 1 运输和存放 . 1 金刚石圆锯片的（焊接）加工 . 1 2、砂带磨削技术的介绍 . 3 砂带磨削的定义 . 3 砂带磨削原理 . 3 主轴传动装置 . 3 砂带张紧装置 . 3 砂带导向装置 . 4 接触轮 . 4 砂带磨削特点 . 4 加工效率高 . 4 加工表面质量高 . 4 工艺灵活性大 , 适应性强 . 5 抗振性好 . 5 经济性好 . 5 3、机 床的设计及计算 . 6 机床的总体结构设计 . 6 传动设计 . 6 主要机构设计 . 6 传动部分的设计 . 7 电机的选择 . 7 砂带的选择及计算 . 7 砂带磨削过程中的受力分析 . 8 张紧机构及快换操纵机构和调偏机构 . 9 接触轮主轴设计 . 10 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 V 页 选择轴的材料 . 10 所承受的扭矩初估计轴的最小直径 . 10 轴的结构设计 . 10 的受力分析 . 11 的疲劳强度安 全系数校核计算 . 12 紧轮 . 16 4、夹具的设计 . 17 题提出 . 17 具结构设计 . 17 结论 . 19 致谢 . 20 参考文献 . 21 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 1 页 1 金刚石锯片介绍 刚石锯片的用途和特点 金刚石锯片是一种切割工具 ,广泛应用于石材 ,陶瓷等硬脆材料的加工 基体与刀头 而刀头则是在使用过程中起切割的部分 ,刀头会在使用中而不断地消耗掉 ,而基体则不会 ,刀头之所以能起切割的作用是因为其中含有金刚石 ,金刚石作为目前最硬的物质 ,它在刀头中摩擦切割被加工对象 刚石圆锯片基体外圆齿顶镶焊金刚石节块（刀头）后，即成为金刚石圆锯片，主要用于石材、水泥制品、玻璃、耐火砖 等非金属硬脆材料的切割加工。可在单片切机上使用，也可在组合切机上使用。金刚石圆锯片基体加工成金刚石圆锯片后装夹在锯机上，通过锯片的高速转动，经水平进给及垂直进给往复运动，依靠均匀分布于锯片周围上的金刚石切削单元，将花岗岩、大理石切割成板材。 输和存放 金刚石圆锯片基体在搬运时应轻放，运输时一般采用水平和垂直悬挂两种方式。在水平运输时应将基体放置于木托盘或平面橡胶垫上，并在工艺孔处用螺栓紧固。严禁将基体直接放于车厢上。垂直运输时请在工艺孔处将基体固定，防止运输过程中基体间的碰撞。小直径基体多以 5纸质（或木质）包装后运输。 基体贮存时应将基体涂上防锈油后放置在一平面上或悬挂在通风干燥处，并注意防震、防曝晒和隔离热源。决不可靠墙倾斜放置，以免日久变形或锈蚀。 刚石圆锯片的（焊接）加工 当您按本说明书有关指标检查基体合格后，选择相应的刀头进行焊接（要求：刀头宽度 焊接前应对基体进行清洗，焊接时应注意以下几点： A. 选择与被切割物相匹配的刀头，将刀头平直地焊接在基体齿上，刀头质 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 2 页 量影响锯切效率和基体的寿命。 B. 焊接工装应能在周围和径向调整 刀头，以保证刀头相对基体的端面对称度、圆周方向对称度的焊接精度要求。 C. 可采用高频感应电源焊接，选择合适的银焊片，其含银量不低于 35%。在焊接过程中严格控制温度和时间，焊接温度一般控制在 600 800之间。在焊接过程中，应避免因各个齿过长时间加热或过高温度焊接造成其感应区过大而相连，引起片体产生异常变形，造成片体无法使用等问题。 D. 为了减少基体在正常焊接过程中的变形，提高基体的使用寿命，请采用隔齿焊接或对角焊接工艺。 E. 焊接后应在焊架上自然冷却 2个小时以上方可取 下，然后将锯片垂直悬挂，空气自然冷却，切不可采用急冷的方法（比如用压缩空气直吹或用水冷却焊后锯齿部位，会引起锯齿掉块等现象影响使用）。一般情况焊接后需悬挂 10小时以上，投入使用最佳。 F. 本基体在使用前应检查锯片的平面度、端面跳动应符合焊接前基体的平面度、端面跳动要求，片体张力符合使用要求。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 3 页 2 砂带磨削技术的介绍 带磨削的定义 砂带磨削是根据工件形状 , 用相应的接触方式及高速运动的砂带对工件表面进行磨削和抛光的一种新工艺。随着汽车、建材、装饰工业、模具工业及其它轻工业 的进步和发展 , 对金属和非金属材料特别是难加工材料如塑料、皮革、橡胶、不锈钢、陶瓷等表面机械加工质量、生产率及劳动环境提出了越来越高的要求 , 用一般传统的切削加工方法已难以满足这些要求。在过去的五、六十年内 , 砂带磨削作为一种新工艺 , 在这些加工领域发挥着越来越大的作用。砂带磨床主要用来作为粗磨、去毛刺、大余量磨削、精磨、细磨、装饰抛光、无心磨以及成形磨削之用。在现代工业中 , 砂带磨削技术以其独具的加工特点被视为是一种很重要的加工方法。国外有专家曾把砂带磨床比做“未来的巨人”来加以评述。 带磨削原 理 实现砂带磨削加工的主要方法有 : 砂带自由张紧法、带有接触轮的转动砂带法和接触板法。最常用的是带有接触轮的转动砂带法。砂带套在传动轮、接触轮的外表面上 , 并使砂带张紧和高速运动 , 根据工件形状和加工要求 , 以相应接触方式和适当磨削参数对工件进行磨削或抛光。砂带磨削的基本部件有 : 轴传动装置 有单速或具有较大灵活性的变速传动 , 有时装有可逆电动机 , 以改变砂带的运动方向。皮带速度为 10 50m/ 通常取 16 30m/ 主传动装置的功率 , 在每 10的砂带上是 0. 7 带张紧装置 保持磨削及导向时砂带的适当张力在砂带磨削过程中起到重要作用 , 它影响到砂带的切削性能和加工零件表面粗糙度。当增加砂带拉力时 , 可提高金属切除量 , 但同时也提高表面粗糙度值和磨料覆盖层的消耗量。经试验表明 ,砂带的张力在 6 8N/ 围内 ,在逆磨削时每次行程能切出最大的金属量。拉紧机构有各种形式 ,从简单的机械或弹簧方法到宽砂带与重负载磨削机床用的气动及液 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 4 页 压拉紧装置。同时 ,为了获得最大的生产率 ,必须使更换砂带的时间最少 ,通常操作者能在 1内更换砂带。 带导向装置 砂带工作时 , 惰轮或张紧轮应当可以调整 , 使砂带定位及对中 , 根据砂带的宽度 ,这一装置可以手动或自动。砂带宽度大于 200 ,通常使用自动导向装置 , 使接触轮与张紧轮之间的砂带自动对正。 触轮 接触轮在磨削点上支承砂带 , 其本体是用铝或钢制成 , 轮上覆盖橡胶、纤维、毛毡或其它材料制造的弹性圈 (厚度为 3 15。根据需要 ,可制成各种密度橡胶轮 , 轮的表面制成交错开槽式或平滑式。使用各种橡胶化合物作为接触轮的覆盖面 ,以满足一定的磨削要求。这些化合物包括 : 氯丁橡胶 、乙烯树脂、硅酮橡胶、氯硫酸化聚乙烯合成橡胶。若在砂带后面安装一块型板 (钢、硬质合金或铸铁平板 ) 来代替接触轮 , 则可完成磨边、四边形、端面、平面及精磨工作 , 保证零件的平面度或直线性。此外还有吸尘系统等。 带磨削特点 砂带与易损坏的工具如用于单刃车削、铣削、砂轮磨削等工具相比 , 具有下列特点 : 工效率高 经过精选的针状砂粒采用先进的“静电植砂法” , 使砂粒均匀直立于基底、且锋口向上、定向整齐排列 , 等高性好 , 容屑间隙大 , 接触面小 , 具有较好的切削性能。应用这一多刀多刃的切削工具 进行磨削加工 , 对钢材的切除率已达每 砂带 200 600 工表面质量高 砂带磨削时接触面小摩擦发热少 , 且磨粒散热时间间隔长 , 可以有效地减少工件变形及烧伤 , 故加工精度高 , 尺寸精度可达 平面度可达 0. 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 5 页 001外 , 砂带在磨削时是柔性接触 , 具有较好地磨削、研磨和抛光等多重作用 , 再加上磨削系统振动小 , 磨削速度稳定使得表面加工质量粗糙度值小 , 残余应力状态好 ,工件的粗糙度可达 4 0. 1 m ,且表面有均匀的粗糙度。但由于砂带不 能修整 ,故砂带磨削加工精度比砂轮磨削略低。 艺灵活性大 , 适应性强 砂带磨削可以方便地用于平面、外圆、内圆磨削、复杂的异形面加工、切削余量 20下的粗加工磨削、去毛刺和为镀层零件的预加工、抛光表面、消除板坯表面缺陷、刃磨和研磨切削工具、消除焊接处的凸瘤、代替钳工作业的手工劳动。除了有各种通用、专用设备外 , 设计一个砂带磨头能方便地装于车床、刨床和铣床等常规现成设备上 , 不仅能使这些机床功能大为扩展 , 而且能解决一些难加工零件如超长、超大型轴类、平面零件、不规则表面等的精密加工。 振性好 砂带有很大的弹性 , 因而整个系统有较高的抗振性。 济性好 砂带尺寸可很大 , 适用于大面积高效率加工 ,且设备简单 , 操作安全 , 使用维护方便 , 更换砂带和培训机床操作人员花费时间较少。 在加工过程中砂带增长 , 外形和尺寸达不到高精度 , 加工零件上的尖锐突出部位和用细粒度磨料精磨困难 , 砂带的坚固性比较低 , 同时在大多数情况下砂带不可能修正 , 所以使用期限短。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 6 页 3 机床的设 计及计算 床的总体结构设计 该设计是用一个砂带机来磨削金刚石锯片表面的一层氧化磨，由于用砂带传动，本机床的结构比较简单，该机床设计主要有下面三部分内容 。 动设计 该机床传动设计相对较简单 , 主要由三部组成 : A. 砂带的主运动。由电动机直接带动砂带机构运动 , 由于该加工的金刚石锯片直径较小。轴向较小 , 因此电动机前端的轴为悬臂式 , 焊接的机座结构刚性要好 , 尤其要注意焊接引起的内应力。 B. 砂带的进给运动。砂带的进给运动通过电机带动主动轮，主动轮带动太阳轮转动，由太阳轮来磨削工件， 中间通过张紧轮来调节使砂带保持张紧。 C. 工件的进给运动。由于工件较小 , 所以本设计采用人工手拿夹具来进行磨削。该结构简单，使用方便 要机构设计 A. 砂带张紧装置。此机构主要是通过丝杠和弹簧来调整接触轮与工件的相对位置 , 以及使张紧轮保持一定的张力。 B. 接触轮设计。选用较硬的橡胶接触轮 , 接触轮直径为 91 在接触轮表面采用沟槽纹和较窄的工作表面 , 以增加压强、提高切削效率和砂带寿命 , 根据该零件特点 , 沟槽纹间距取为 5 C. 主要技术参数选择 砂带速度 22m/ s , 砂带长度 2000 宽度 30 砂带电动机功率 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 7 页 动部分的设计 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 装形式为 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 定转速为 2825r 率为58，功率因数 O 6l。起动转矩为 2 2动电流为 6A，最大转矩为 2 3量为 16选的是丹东小型电机有限责任公司生产的 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 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 由平带传动原理可知，有效圆周力 轮子结构尺寸之间的关 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 9 页 系是： 0 (1 ) / (1 )u a u e e 其中 砂带初张力，选 400N e 自然对数的底（ e = .） u 砂带与驱动轮接触面的摩擦系数 a 砂带绕驱动轮的有效包角 由此可以得出理论圆周力，而实际圆周力应为： 式中 k 与接触弧长和接触轮开槽情况有关的系数，当接触轮无开槽时k=1； 法向磨削力。 最后通过计算得出实际圆周力为： 1311 N 紧机构及快换操纵机构和调偏机构 为使砂带正常传递动力，使砂带正常磨削，砂带必须张紧。另外，在工作中由于砂带也会塑形伸长，其预紧力会下降，必须使砂带重新张紧。 张紧方式有内部张紧（张紧轮压在砂带背面）与外部张紧（张紧轮压在砂带砂面）两类，本设计中 采用的是前者内部张紧。此外张紧机构可分为周期性张紧和自动张紧两类。周期性张紧多采用螺纹和涡轮副等。自动一般采用弹簧、配重及气动、液压张紧装置等。本设计中采用的是弹簧自动张紧装置，结构见 装配 图。前文张紧轮设计说明中提到，张紧轮通过设计一个中凸值，可以很好地防止砂带在磨削运动过程中不致于偏离接触轮，因而不必独立设计调偏机构。快换操纵机构主要采用了手柄杠杆原理来简单实现，操作简单且高效。详细结构见 装配 图。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 10 页 触轮 主轴设计 择轴的材料 选用 45钢，正火处理。估计轴的直径小于 100的： b =600s =300 75 40 承受的扭矩初估计轴的最小直径 3 3339 5 5 0 1 0=0 . 2 查的， C =107 C =118（此轴为 定 轴）。 得 因最小直径在带轮处，轴的悬伸量较大，故轴径因适当增大，参照有关经验，取标注值 d=23 的结构设计 A. 确定各段轴的直径 考虑到轴上 最小端在调节导杆出处 ， 并紧固在导杆上，为了在接触轮处便于装卸，并且 接触轮处悬伸量较大，所以接触轮轴头处轴径应适当增大，取 25虑到滚动轴承内径的标准值，所以轴肩直径取标准值 25肩与轴颈过渡处的倒圆半径取为 1身轴径适当增大，取为 28肩与轴身处退刀槽尺寸为 21 在导杆出得最小端需要固定，取轴端直径为 24 B. 初选轴承类型及型号 因轴主要承受径向载荷，所以选用深沟球轴承， 根据轴的直径合理选取一个轴承，型号为 6005。 C. 确定各段轴的长度 轴承 的一端 带轮处轴径由于需安装端 盖 进行定位 ， 根据带轮的宽度合理选择此段轴颈长度，取 6轮另一端采用轴肩定位，轴肩高度 h 故 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 11 页 取 h=环宽度 b d=2由于导杆 到带轮处需一定的悬伸量 ，取轴身长度为 连导杆一段的轴径根据导杆的宽度合理选择，取 39 的受力分析 A. 求轴上扭矩 9550T m B. 求接触轮上及带轮上作用力 由前 文知，接触轮受磨削力与砂带反作用于它的实际圆周力，分别为：311N， 55N ， 511N 带轮上的作用力将在下节作详细介绍，得 F=1384N C. 确定跨距 右端支反力作用点到带轮作用点间的距离为：1l=20端支反力作用点到接触轮作用点间的距离为：3l=16支反力作用点间的距离为：2l=. 作计 算简图（见图 3-1 b ） E. 求水平面内支反力 作水平弯矩 图（见图 3-1 c、 d ） Nl H 24023 51 截面 1的弯矩： 4 8 0 011 截面 2的弯矩： 1 2 0 1 632 F. 求垂直面内支反力作垂直面弯矩图 3-1 e、 f ） 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 12 页 1 2 3 32( ) - 1688l l F f l F t l 1 3 2 3 22( ) - ( ) 1730l F f l l F t l l 截面 1的弯矩： 3 3 7 6 0201 6 8 811 截面 2的弯矩： 2 7 6 8 0161 7 3 032 G. 作合成弯矩 图 3-1 g ） 截面 1的合成弯矩： 22 11 截面 2的合成弯矩： 1 7 62 7 6 8 01 2 0 1 622 22 H. 作扭矩 图 1-2 h ） 的疲劳强度安全系数校核计算 确定危险截面：由 下图 所示看出，轴上多个截面存在应力集中，但截面 3所受载荷较小，可不考虑。截面 2和截面 4轴径相同，但所受的载荷小，故排除截面2和 4。所以只需对截面 1和截面 5进行安全系数校核。 A. 截面 5的安全系数校核计算 查得： 有效应力集中系数： 对尺寸系数： = =面状态系数：1= 12= 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 13 页 等效系数查得： =面的抗弯、抗扭截面模量（由轴的直径 d=24得： 3333 3333T 6 截面上的应力： 弯曲 应力为对称循环变化，弯曲应力幅： M P a 平均应力m0； 扭转切应力为脉动循环变化，扭转切应力： M P T 扭转切应力幅与平均切应力相等， M P 安全系数： 弯曲安全系数：1 275 1 . 8 12 . 5 2 6 9 . 91 . 2 7 5 0 . 9 1 扭转安全系数：40= 1 . 2 41 . 8 2 6 9 . 9 0 . 2 1 4 . 11 . 2 7 5 0 . 8 9 综合安全系数：2 2 2 21 . 8 1 1 . 2 4= = 1 . 1+ 1 . 8 1 + 1 . 2 4 取 S=SS，合适。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 14 页 B. 截面 1的安全系数计算 查得： 有效应力集中系数： 对尺寸系数： = =面状态系数：1=1， = 12=效系数查得： =面的抗弯、抗扭截面模量（由轴的直径 d =25紧固螺钉的直径是 6 取 t =6 查得： 333 625(432 25td( 333T 5 1252 )625(416 25td( 截面上的应力： 弯曲应力为对称循环变化，弯曲应力幅： M P a 平均应力m0； 扭转切应力为脉动循 环变化，扭转切应力： 44100 143 1 5 1 . 4 4T P 扭转切应力幅与平均切
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