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沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）任务书题 目 石材立式磨机设计 系： 交通与机械工程系 专业班级： 机械09-1班 学生姓名： 石万里 学 号： 090401109 指导教师： 赵 民 职 称： 教授 指导教师单位： 沈阳建筑大学 设计地点： 校内 起止日期： 2013 年 3 月 11 日至 2013 年 5 月 24 日1. 毕业设计（论文）内容及要求：主要内容：(1) 石材立式磨机设计包括主体部分设计和辅助部分的设计。其中主体部分设计内容包括： 设备的总体结构设计。包括金刚石磨头设计，磨头横向进给，纵向进给结构计。主轴主要用来装夹金刚石工具，实现磨削和抛光运动。主轴电机功率为1kw。磨头横向有效行程为2000mm，纵向行程1500mm，升降高度200mm。 磨头横向运动，驱动电机功率为1KW。 磨头垂直运动，驱动电机功率为1KW。 磨头纵向运动，驱动电机功率为1.5KW 各向运动均采用丝杠螺母副结构。(2) 石材立式磨机机总体结构设计，完成总装图绘制。(3) 各主要部件设计，包括磨头结构设计，运动结构设计，数控系统设计。完成各系统装配图绘制和主要零件设计。2. 图纸、程序、上机、应用软件、实验、外文翻译等具体要求：图纸整洁，制图及标注符合国家标准；图纸要有总体装配图、零件图，画图按照国家标准，标准件选用规范，标准规范，图纸内容应能充分表达所设计机构（零件）的结构；图量应能折合0号图不少于3张；有手绘2张A2号图；翻译1篇英文资料，中文译文不少于3000字，外文资料原文必须是PDF格式，要求翻译语义流畅、通顺，表达清楚；上机机时不少于120机时。3. 时间进度安排：时间阶段计 划 完 成 内 容第一周总体结构设计第二周总体结构设计第三周磨头结构设计第四周磨头结构设计第五周磨头运动结构设计第六周磨头运动结构设计第七周支撑结构设计第八周支撑结构设计第九周工作台结构设计第十周工作台结构设计第十一周说明书编写，手绘图纸第十二周整理材料，准备答辩4. 主要参考资料、文献1孙志礼.机械设计.沈阳：东北大学出版社.2000.9 2 机械工程手册编辑委员会.机械工程手册.北京：机械工业出版社.19953哈尔滨工业大学、天津大学.机床设计图册.上海科学技术出版社.19794 机械设计手册编委会.机械设计手册.机械工业出版社.2004.85 机械工程师手册编委会.机械工程师手册.机械工业出版社.2002.16 赵民 主编 石材加工设备 机械工业出版社 2003.沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计说明书毕 业 设 计 题 目 石材立式磨机设计 学院专业班级 交通与机械工程系机械设计制造及其自动化09-1班 学 生 姓 名 石万里 性别 男 指 导 教 师 赵 民 职称 教授 2013 年 5 月 16 日 课题名称石材立式磨机设计课题来源结合生产实际课题类型工程机械系交通与机械工程系学生姓名石万里学 号090401109专 业机械设计制造及其自动化开题报告内容一、 调研资料准备根据任务书的要求，通过指导教师介绍、上网、到情报所及利用学校的图书馆的方式进行资料的收集，查阅有关文献资料多篇。通过阅读所收集到的资料，确定设计题目所涉及的理论知识为机械原理、机械设计、石材加工工艺及加工装备设计等。掌握石材主要加工设备和结构。工件运动系统，工业相机运动机构为设计任务的重点难点。二、 设计的技术路线及方案通过给定的工作台尺寸设计参数要求，选择工件的两个方向的运动的步进电机，然后确定电机功率；相机的拍照的时间、速度的参数要求，确定运动的横向传动和纵向传动方案；撰写设计说明书。三、 完成设计任务的时间分配，阶段性成果第0102周：总体结构、工作台设计； 第0304周：横向运动机构设计； 第0506周：；纵向运动机构设计；第0709周：电机，导轨，润滑系统设计； 第1012周：具体零件设计，图纸完善，撰写毕业设计说明书，准备毕业设计答辩四、 预计能完成的设计成果目标提交设计图纸，折合A0号3张，提交设计说明书一份，字数不少于15000字。指导教师意见：签 名： 年 月 日沈阳建筑大学城市建设学院 毕业设计（论文）开题报告目录目录第一章第一章 绪论绪论 .11.1 石材品种分类.1 1.1.1 大理石.11.1.2 花岗岩.41.1.3 石灰岩.51.2 石材市场前景.71.3 我国石材工业的发展与现状.81.4 石材加工机械发展趋势.10第二章第二章 工作原理和总体设计工作原理和总体设计 .122.1 石材立式磨机的构成.122.2 运动系统.132.3 传动系统.13第三章第三章 传动系统的结构设传动系统的结构设计计 .153.1 工作台设计.153.2 电机的选择.163.2.1 底座电机.163.2.2 顶端电机.163.2.3 主电机.173.3 横向丝杠的设计.173.4 带传动的结构设计.183.5 轴的结构设计.203.6 珠丝杠副.223.6.1 润滑.223.6.2 防尘.223.6.3 滚珠丝杠副在使用时注意事项.223.6.4 安装.233.7 减速器设计.233.8 冷却系统.263.9 润滑系统的设计.26第四章第四章 强度校核强度校核 .274.1 主轴的校核计算 .274.2 横向丝杆的强度校核.30第五章第五章 安装与保养安装与保养 .315.1 安装 .315.2 使用与保养.31第六章第六章 经济效益分析经济效益分析 .32结论结论 .33参考文献参考文献 .34致谢致谢 .35附录一附录一 中文译文中文译文 . 附录二附录二 外文资料原文外文资料原文 .摘要摘要最近几年石材加工行业发展十分迅速，已经有了很大的市场规模.桥式切边机是在这个领域应用最广泛的机械之一.石材立式圆柱磨机是主要对石材圆柱表面进行磨削和抛光的设备。整机是在立式车床的工作原理的基础上，进行改进、提高而研制成的。对石材圆柱体加工生产效率高、产品的质量稳定。立柱体上安装丝杠对磨头溜板机构起上下固定作用，以此来调节磨头高度，实现石材圆柱体在高度方向上的进给磨削运动。磨头横向进给机构也由丝杠来控制，用手轮控制磨头的横向进给量，使磨头始终与石材圆柱体相接触。工作台在电动机带动下转动，以实现石材圆柱体的回转面加工。转盘部分电动机竖直放置，电动机与减速器为一体。他们带动转盘轴转动，实现石材圆柱体的转动，磨头固定不动。设备的基本参数为：(1)加工范围 圆柱直径 2000mm 加工高度 1500mm(2)主电动机功率 5.5KW (3)总功率 10KW(4)设备外形尺寸（长）*（宽）*（高）5770*2000*3500mm该机器的主要机构为：主轴电机带动主轴旋转，工件装卡在工作台和三角架之间三家架主要是起卡紧作用。在另外的刀具那边是由一个电机带动刀具进行磨削，有精密的数控工作台控制。本设计结合实际需求，同时注重商品化设计中的成本问题，考虑经济效益，务求产品安全合理、环保、经济。 图纸包括工程简图，总装配图和部分零件图，总图量不少于 3 张 0 号图附带设计说明书一份关键词：石材；圆柱；磨削；加工；设计 AbstractRecently several year stone material processing profession development was extremely rapid, already and it had a very large market scale. The bridge cutting edger machine is appliesed one of most widespread machineries in this domain. Stone material vertical arc grinding machine is the main arc plate surface grinding and polishing equipment. The machine is designed based on vertical lathe, it is greatly improved, enhanced and developed in construction. To the vertical arc grinding, the production efficiency is high , and the product quality is stable. Install the guide screw on the cylinder and play the fixed function on grinding head from top to bottom, in order to adjust the grinding head height, achieve a high degree of the vertical arc grinding in the direction of feed grinding campaign. Grinder horizontal feed screw by agencies to control and hand control of the grinding head round the horizontal feed rate, make ends always in contact the vertical arc cylinder. Worktable in motor driven rotation, in order to achieve the vertical arc cylinder rotary processing. Some dial motor vertical, motor and reducer of integration. They led dial-axis rotating, the vertical arc cylinder rotation, the grinding head fixed moves.(1) Equipment for the basic parameters： A processing area cylinder diameter 2000mm processing high 1500mm(2) Main electrical power 5.5KW(3) the total power 10KW(4) Equipment dimensions (length) * (w) * (H) 5770 * 2000 * 3500mm The main organization of that machine is: The principal axis electrical engineering arouses the principal axis revolves, the work piece packs the card to press at the worktable and the tripod, the tripods main is rise tight function in card. Having in the another knife that direction be aroused by an electrical engineering the knife have the proceeding incise, and having the precise number control the work set.This design combines the actual need, paying attention to commercialize the cost in the design problem at the same time, considering the economic performance, striving for the product safety reasonable, environmental protection, economyIncluding engineering schematic drawings, maps and assemble some of the parts plan, the general plan is not less than five O map attached a design manual. Key words : Stone material；Cylinder；Cutting；Process；Design学号： 090401109 毕业设计（论文）题目 石 材 立 式 磨 机 设 计 系 专业班级 交通与机械工程系机械设计制造及其自动化09-1班 学 生 姓 名 石万里 性别 男 指 导 教 师 赵 民 职称 教授 1. 毕业设计（论文）选题论证书 共 1 页2. 毕业设计（论文）任务书 共 4 页3. 毕业设计（论文）开题报告 共 1 页4. 毕业设计（论文）进度检查表 共 1 页5. 毕业设计（论文）指导教师评定意见 共 1 页6. 毕业设计（论文）评阅人评阅意见 共 1 页7. 毕业设计（论文）答辩记录及成绩 共 1 页8. 毕业设计（论文）答辩委员会评审意见 共 1 页沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）选题论证书毕业设计（论文）题目 石材立式磨机设计 指导教师姓名赵民职称教授是否新题否是否首次指导毕业设计（论文）否指导教师单位沈阳建筑大学此毕业设计题目来源于生产实际，由于石材圆柱是建筑装饰中最常用的部件，目前国内生产这种设备的厂家比较少，对此进行设计有利于生产，同时开发新产品。设计任务中涉及的知识面广，使机械制造专业的学生能够在设计过程中得到所学专业课基础理论知识综合运用及专业能力的训练。课题难度适中，基本上都是所学专业涉及到的内容，符合专业培养方案的要求。合理的安排时间，十二周内，每天都有计划任务，工作量度合适。石材立式磨机设计包括主体部分设计和辅助部分的设计。其中主体部分设计内容包括：(1)设备的总体结构设计。包括立式圆柱磨机磨头系统设计，磨头横向进给，垂直运动和纵向运动设计。主轴主要用来装磨头，实现磨削和抛光。主轴电机功率为15kw。磨头直径为150mm转速为1000rpm，磨头横向有效行程为2000mm。磨头升降行程1500mm，磨头纵向有效行程4000mm。(2)磨头横向进给运动完成磨削运动，进给电机功率为1.5kw。(3)磨头升降完成结构完成磨头的垂直运动，由液压系统来实现，油泵电机3kw。 (4)磨头纵向电机功率为1.5Kw。审核意见教研室意见系毕业设计（论文）领导小组意见主任签字：组长签字：年 月 日年 月 日沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）任务书题 目 石材立式磨机设计 系： 交通与机械工程系 专业班级： 机械09-1班 学生姓名： 石万里 学 号： 090401109 指导教师： 赵 民 职 称： 教授 指导教师单位： 沈阳建筑大学 设计地点： 校内 起止日期： 2013 年 3 月 11 日至 2013 年 5 月 24 日1. 毕业设计（论文）内容及要求：主要内容：(1) 石材立式磨机设计包括主体部分设计和辅助部分的设计。其中主体部分设计内容包括： 设备的总体结构设计。包括金刚石磨头设计，磨头横向进给，纵向进给结构计。主轴主要用来装夹金刚石工具，实现磨削和抛光运动。主轴电机功率为1kw。磨头横向有效行程为2000mm，纵向行程1500mm，升降高度200mm。 磨头横向运动，驱动电机功率为1KW。 磨头垂直运动，驱动电机功率为1KW。 磨头纵向运动，驱动电机功率为1.5KW 各向运动均采用丝杠螺母副结构。(2) 石材立式磨机机总体结构设计，完成总装图绘制。(3) 各主要部件设计，包括磨头结构设计，运动结构设计，数控系统设计。完成各系统装配图绘制和主要零件设计。2. 图纸、程序、上机、应用软件、实验、外文翻译等具体要求：图纸整洁，制图及标注符合国家标准；图纸要有总体装配图、零件图，画图按照国家标准，标准件选用规范，标准规范，图纸内容应能充分表达所设计机构（零件）的结构；图量应能折合0号图不少于3张；有手绘2张A2号图；翻译1篇英文资料，中文译文不少于3000字，外文资料原文必须是PDF格式，要求翻译语义流畅、通顺，表达清楚；上机机时不少于120机时。3. 时间进度安排：时间阶段计 划 完 成 内 容第一周总体结构设计第二周总体结构设计第三周磨头结构设计第四周磨头结构设计第五周磨头运动结构设计第六周磨头运动结构设计第七周支撑结构设计第八周支撑结构设计第九周工作台结构设计第十周工作台结构设计第十一周说明书编写，手绘图纸第十二周整理材料，准备答辩4. 主要参考资料、文献1孙志礼.机械设计.沈阳：东北大学出版社.2000.9 2 机械工程手册编辑委员会.机械工程手册.北京：机械工业出版社.19953哈尔滨工业大学、天津大学.机床设计图册.上海科学技术出版社.19794 机械设计手册编委会.机械设计手册.机械工业出版社.2004.85 机械工程师手册编委会.机械工程师手册.机械工业出版社.2002.16 赵民 主编 石材加工设备 机械工业出版社 2003. 指导教师签字： 日期： 年 月 日课题名称石材立式磨机设计课题来源结合生产实际课题类型工程机械系交通与机械工程系学生姓名石万里学 号090401109专 业机械设计制造及其自动化开题报告内容一、 调研资料准备根据任务书的要求，通过指导教师介绍、上网、到情报所及利用学校的图书馆的方式进行资料的收集，查阅有关文献资料多篇。通过阅读所收集到的资料，确定设计题目所涉及的理论知识为机械原理、机械设计、石材加工工艺及加工装备设计等。掌握石材主要加工设备和结构。工件运动系统，工业相机运动机构为设计任务的重点难点。二、 设计的技术路线及方案通过给定的工作台尺寸设计参数要求，选择工件的两个方向的运动的步进电机，然后确定电机功率；相机的拍照的时间、速度的参数要求，确定运动的横向传动和纵向传动方案；撰写设计说明书。三、 完成设计任务的时间分配，阶段性成果第0102周：总体结构、工作台设计； 第0304周：横向运动机构设计； 第0506周：；纵向运动机构设计；第0709周：电机，导轨，润滑系统设计； 第1012周：具体零件设计，图纸完善，撰写毕业设计说明书，准备毕业设计答辩四、 预计能完成的设计成果目标提交设计图纸，折合A0号3张，提交设计说明书一份，字数不少于15000字。指导教师意见：签 名： 年 月 日沈阳建筑大学城市建设学院 毕业设计（论文）开题报告沈阳建筑大学城市建设学院 毕业设计（论文）学生进度检查表时间阶段学生完成的内容指导教师检查意见指导教师签名检查日期第一周总体结构设计第二周总体结构设计第三周磨头结构设计第四周磨头结构设计第五周磨头运动结构设计第六周磨头运动结构设计第七周支撑结构设计第八周支撑结构设计第九周工作台结构设计第十周工作台结构设计第十一周说明书编写，手绘图纸第十二周整理材料，准备答辩沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）指导教师评定意见书评定成绩：指导教师签字：指导教师职称： 指导教师单位：年 月 日沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）评阅人评阅意见书评阅成绩：评阅教师签字：评阅教师职称： 评阅教师单位：年 月 日沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）答辩记录及成绩机械设计制造及其自动化 专业 09-1 班级 学生 石万里 指导教师 赵民 毕业设计（论文）题目 石材立式磨机设计 答辩时间： 年 月 日 时 分 至 时 分出 席 人主任委员（组长） 委 员（组员） 、 、 答辩委员会（答辩小组）提出的问题及答辩情况：记录人： 答辩成绩： 主任委员（组长）签字： 沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）答辩委员会评审意见学生姓名： 石万里 系： 交通与机械系 专业班级： 机械09-1班 题目名称： 石材立式磨机设计 评审意见：毕业设计（论文）成绩评定量化表（按百分制分配）：项目评定成绩评阅成绩答辩成绩平时成绩总分比例分数经评定，该生毕业设计（论文）成绩为： 沈阳建筑大学城市建设学院 系答辩委员会主 任（签字）： 年 月 日沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计说明书毕 业 设 计 题 目 系 专业班级 学 生 姓 名 性别 指 导 教 师 职称 年 月 日此页论文用沈阳建筑大学城市建设学院毕业论文毕 业 论 文 题 目 系 专业班级 学 生 姓 名 性别 指 导 教 师 职称 年 月 日沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计(论文)目录第一章 绪论11.1石材品种分类1 1.1.1大理石11.1.2花岗岩41.1.3石灰岩51.2石材市场前景71.3我国石材工业的发展与现状81.4石材加工机械发展趋势10第二章 工作原理和总体设计122.1石材立式磨机的构成122.2运动系统132.3传动系统13第三章 传动系统的结构设计153.1工作台设计153.2电机的选择163.2.1底座电机163.2.2顶端电机163.2.3主电机173.3横向丝杠的设计173.4带传动的结构设计183.5轴的结构设计203.6珠丝杠副223.6.1润滑223.6.2防尘223.6.3滚珠丝杠副在使用时注意事项223.6.4安装233.7减速器设计233.8冷却系统263.9润滑系统的设计26第四章 强度校核274.1 主轴的校核计算274.2横向丝杆的强度校核30第五章 安装与保养315.1 安装315.2使用与保养31第六章 经济效益分析32结论33参考文献34致谢35摘要最近几年石材加工行业发展十分迅速，已经有了很大的市场规模.桥式切边机是在这个领域应用最广泛的机械之一.石材立式圆柱磨机是主要对石材圆柱表面进行磨削和抛光的设备。整机是在立式车床的工作原理的基础上，进行改进、提高而研制成的。对石材圆柱体加工生产效率高、产品的质量稳定。立柱体上安装丝杠对磨头溜板机构起上下固定作用，以此来调节磨头高度，实现石材圆柱体在高度方向上的进给磨削运动。磨头横向进给机构也由丝杠来控制，用手轮控制磨头的横向进给量，使磨头始终与石材圆柱体相接触。工作台在电动机带动下转动，以实现石材圆柱体的回转面加工。转盘部分电动机竖直放置，电动机与减速器为一体。他们带动转盘轴转动，实现石材圆柱体的转动，磨头固定不动。设备的基本参数为：(1)加工范围 圆柱直径2000mm 加工高度1500mm(2)主电动机功率 5.5KW (3)总功率 10KW(4)设备外形尺寸（长）*（宽）*（高）5770*2000*3500mm该机器的主要机构为：主轴电机带动主轴旋转，工件装卡在工作台和三角架之间三家架主要是起卡紧作用。在另外的刀具那边是由一个电机带动刀具进行磨削，有精密的数控工作台控制。本设计结合实际需求，同时注重商品化设计中的成本问题，考虑经济效益，务求产品安全合理、环保、经济。 图纸包括工程简图，总装配图和部分零件图，总图量不少于3张0号图附带设计说明书一份关键词：石材；圆柱；磨削；加工；设计 AbstractRecently several year stone material processing profession development was extremely rapid, already and it had a very large market scale. The bridge cutting edger machine is appliesed one of most widespread machineries in this domain. Stone material vertical arc grinding machine is the main arc plate surface grinding and polishing equipment. The machine is designed based on vertical lathe, it is greatly improved, enhanced and developed in construction. To the vertical arc grinding, the production efficiency is high , and the product quality is stable. Install the guide screw on the cylinder and play the fixed function on grinding head from top to bottom, in order to adjust the grinding head height, achieve a high degree of the vertical arc grinding in the direction of feed grinding campaign. Grinder horizontal feed screw by agencies to control and hand control of the grinding head round the horizontal feed rate, make ends always in contact the vertical arc cylinder. Worktable in motor driven rotation, in order to achieve the vertical arc cylinder rotary processing. Some dial motor vertical, motor and reducer of integration. They led dial-axis rotating, the vertical arc cylinder rotation, the grinding head fixed moves.(1) Equipment for the basic parameters： A processing area cylinder diameter 2000mm processing high 1500mm(2) Main electrical power 5.5KW(3) the total power 10KW(4) Equipment dimensions (length) * (w) * (H) 5770 * 2000 * 3500mm The main organization of that machine is: The principal axis electrical engineering arouses the principal axis revolves, the work piece packs the card to press at the worktable and the tripod, the tripods main is rise tight function in card. Having in the another knife that direction be aroused by an electrical engineering the knife have the proceeding incise, and having the precise number control the work set.This design combines the actual need, paying attention to commercialize the cost in the design problem at the same time, considering the economic performance, striving for the product safety reasonable, environmental protection, economyIncluding engineering schematic drawings, maps and assemble some of the parts plan, the general plan is not less than five O map attached a design manual. Key words : Stone material；Cylinder；Cutting；Process；Design石材立式磨机第一章 绪论1.1 石材品种分类常用的建筑石材根据其特点及用途，大致分为三大类：花岗岩（麻石）、石灰岩、大理石，而真正作现在装饰用的，主要是大理石及花岗石。本文将着重介绍这两样石材的功用及市场前景。1.1.1 大理石大理石又称云石。全地球云石矿产中，有花色数百种，但是已开采而流行于市面上的，仅有五十种。它的颜色高雅，有红、橙、米白、绿、灰色等，各色亦有变化，混合物间的色泽差异错综复杂，更形成各类颜色特点。质地坚固，强度极高，且纹理优美，适合于室内的墙身、地板、周边及洗脸盆等。此外，各大小城市的大厦、银行、酒店之大堂，均以选择云石为其主要的装饰材料，以衬托其建筑物的宏伟和高贵。大理石按其性能及用途可分为：(1) 大理石荒料 天然大理石荒料（简称荒料）,是从矿床开采出来具有规则形状的石材，主要用于加工制作建筑装饰材料和其他制品。其规格和技术要求，有关标准（JC202-76）规定如下： 荒料品种按其矿藏资源所具有的相对稳定的颜色和花纹特点而定。开采中如果颜色和花纹特点与原定品种相比有明显变异时，不能作为同种品种。荒料分为规格料、协议料两种。规格料定为第九种。 每块荒料的颜色较浅，花纹特微，应符合该品种的要求，不得有风化现象和带有该品种不应有的明显色斑及其他坚硬杂质。 荒料的两个大面（成材面）不得有裂纹；宽度超过40CM，在四个侧面上容许有大致平行于大面的裂纹一条，但裂纹两端所影响的宽度不得超过5CM。 规格料应为方形和矩形六面体，其外形规格应符合下列要求：规格（长、高尺寸）不容许有负公差，正公差不得超过6CM；角度偏差不超过5CM；平度偏差不得超过3CM。(2) 大理石板材大理石是石灰岩经过地壳内高温高压作用形成的变质岩，为层状结构，有显著的结晶，其纹理有条纹和斑状之分。经过加工后的大理石板材表面光滑如镜，棱角整齐，美观大方，给人朴素的感觉。在建筑上多用于室内墙面、地面、墙裙、窗台板、门窗洞、贴脸及柜台等。 由于大理石主要成分是石灰岩，化学性质较差，不耐酸，空气中所含二氧化硫和二氧化碳等酸性物质和盐类，对大理石有腐蚀作用，所以为保持大理石表面的光洁，大理石板材多用于室内。对大理石板材的安装要求是： 板材安装后被遮盖的部位的棱角缺陷，不得超过被遮盖部分的1/2； 两个磨光面相邻的棱角，不容许有缺陷； 板材磨光面不得带有直径超过2mm的明显砂眼； 板材磨光面不容许有明显划痕； 磨光板材的表面容许有不贯穿厚度的裂纹；贴面产品，贯穿厚度的裂纹长度，一级品不得超过其顺延方向长度的20%，且距板边60mm范围内不得有大致平行于板边的贯穿裂纹；二级品贯穿裂纹长度不得超过其顺延方向长度的30%；天然大理石容许粘接和修补，粘接或修补后正面不得有明显痕迹，颜色应于正面花色相似；定型产品50100cm为一批，应达到色调与花纹基本调和，不得与标准样板的颜色和特征有明显差异。大理石板材的颜色与成分有关，一般而言，较常见的有黑、白、红、黄、绿等色系。白色含碳酸钙、碳酸镁，紫色含锰，黑色含碳、或者沥青质，绿色含钴化物，黄色含硌化物，红褐色、紫红、棕黄色含锰及氧化铁水化物，无色透明含石英，多种颜色含有不同成分多种杂质。纯白色的大理石的成分比较单纯，但多数大理石是两种或两种以上成分混杂在一起。 因为成分复杂，所以大理石颜色变化较多，深浅不一，故能形成独特的天然美。一般来说，不少公共场合如商业大厦、购物中心、酒店大堂、走廊、电梯大堂及一般高尚住宅等的地面，均以铺砌云石地板及地砖以显示高贵显赫的形象，但是，由于这些场所占地面积颇大，倘若选择净色的云石地板，可能会出现平淡单调的感觉，所以很多时候都加上一些拼图作为点缀。而且，一些手工精细别出心裁的图案，能提供极高的观赏价值。通过先进的拼图技术，可造出各种不同尺寸的图案。款式之多，千变万化，更如同万花筒般，增添装饰的效果。除了作地板材料以外，云石还可以作柱形、拱形、多边形或者球形等曲线形态作为装饰或楼宇大堂等的支柱。增强视觉效果，营造雍容气派。 意大利MEGARON以生产云石拼花图案而闻名于世，它的产品设计独具匠心，在设计师完成设计图案后再挑选云石粒作颜色搭配，最后由熟练的技师以人手精心镶嵌而成，所以每件制成品均具有极高的艺术价值。 现时最普遍的石材除了源自意大利外，也有不少是来自希腊、印度、太外及中国等地。此外，配合由意大利、德国及日本等先进国家引进的精良设备及技术，不同类型的云石制品，也能突破传统范畴，有更新的发展。透过高科技术的应用，崭新技术（如水力切割WATER JET CUTTING方法）及电脑的辅助，在雕刻及切割方面更能控制得准确无误，加工更加精细，各种不同储存及不同形状的线条、圆柱或不规则图形等，也能匠心独运，浑然天成。中国现有大理石品种工390多种，经外贸编号者130个，如汉白玉等更是世界上罕见的珍品。大理石是地壳中原有的岩石经过地壳内高温高压作用形成的变质岩，地壳的内力作用促使原来的各类岩石发生质的变化的过程。质的变化是指原来岩石的结构、构造和矿物成分的改变，经过质变形成的新的岩石类型称为变质岩。大理石主要由方解石、石灰石、蛇纹石和白云石组成，其主要成分以碳酸钙为主，约占50%以上。其他还有碳酸镁、氧化钙、氧化锰及二氧化硅等。由于大理石一般都含有杂质，而且碳酸钙在大气中受二氧化碳、碳化物、水气的作用，也容易风化和溶蚀，而使表面很快失去光泽，大理石一般性质比较软，这是相对于花岗石而言的。当然，你没必要去理会这个，因为这个地质年代都是按亿来计算的，在我们有生之年，这个质变都是有限的一种变化。又称云石，是重结晶的石灰岩，主要成分是CaCo3。石灰岩在高温高压下变软，并在所含矿物质发生变化时重新结晶形成大理石。主要成分是钙和白云石，颜色很多，通常有明显的花纹，矿物颗粒很多。摩氏硬度在2.5到5之间。由于大理石一般都含有杂质，而且碳酸钙在大气中受二氧化碳、碳化物、水气的作用，也容易风化和溶蚀，而使表面很快失去光泽。大理石一般性质比较软，这是相对于花岗石而言的。在室内装修中，电视机台面、窗台、室内地面等适合使用大理石。大理石是商品名称，并非岩石学定义。大理石是天然建筑装饰石材的一大门类，一般指具有装饰功能，可以加工成建筑石材或工艺品的已变质或未变质的碳酸盐岩类。它是由中国云南大理市点苍山所产的具有绚丽色泽与花纹的石材而得名。大理石泛指大理岩、石灰岩、白云岩、以及碳酸盐岩经不同蚀变形成的夕卡岩和大理岩等。1.1.2花岗岩 花岗岩俗称麻石，是一种坚硬的天然石矿，经磨光之后，晶莹剔透，明艳照人，具有质地坚固、抗压、抗折、耐腐蚀、强度高等特点。由于花岗岩质地坚硬，故是外墙、地台、楼梯、窗台板、楼面、墙边最理想的建筑及装饰材料。在高级酒店、宾馆、酒楼、食肆及住宅商铺等中使用更能增添格调。(1) 花岗岩荒料 花岗岩属岩浆岩，它的矿物成分为长石、石英及少量云母，是一种酸性岩石（二氧化硅含量达6575%）。花岗岩常呈现整体状的均粒状结构，其颜色主要是由正长石的颜色和少量云母及深色矿物的分布情况而定，通常为肉红色、灰色或灰红相间的颜色，在加工磨光之后，便形成色泽深浅不一的斑点状花纹，花纹的特征是晶粒细小，并分布着繁星般的云母黑点和闪闪发光的石英结晶，没有像大理石表面具有的圆形花纹，故花岗岩与大理石是比较容易区分的。(2) 花岗岩石板材花岗岩饰面板以其质坚耐腐、美观大方、高雅大方的气质赢得人们的青睐。其主要应用于高级民用建筑，特别是纪念性建筑（如石碑、石窟等）。 花岗岩饰面板的安装施工基本上与大理石一样，但不像大理石板要求拼花试铺，花岗石板只要是同一品种，色泽一致便和合拼成图，故可省略细致的拼花工序。 根据用途和加工方法，以及加工程序的差异，花岗岩板材分以下四种： 剁斧板材：表面粗糙，具有规则的条形斧纹； 机刨板材：表面平整或者具有相互平行的刨纹； 粗磨板材：表面平滑无光； 磨光板材：表面光亮、色泽鲜明、晶体鲜明突出。中国著名的花岗岩品种有河南偃师系的菊花青、雪花青和云里梅，其次为山东的济南青、四川的石锦红等。花岗岩是一种火山爆发的熔岩且受到相当的压力在熔融状态下隆起至地壳表层之构造岩。在地壳表层形成中，缓慢地移动冷却下来。属于火成岩之一种，火成岩是由含有硅酸盐(Silicate)熔融物的岩浆或熔岩冷却固化结晶形成的一种物质。当熔化的岩浆冷凝固结时，矿物即形成于火成岩，像橄榄石、辉石之类。其密度最大的铁镁硅酸盐矿物，在岩浆温度最高时形成；密度较小的矿物，如长石和石英，则在冷却的后期形成。形成于熔岩中的矿物，通常可以毫无拘束地生长，并有发育完好的晶形。由于花岗岩硬度仅次于钻石列第二位，经久耐用，显然是生产墙砖和地铺的理想材料。因为花岗岩比陶瓷器或其它任何人造材料稀有，所以铺置花岗岩地板可以大大增加大房产的价值。花岗岩品种丰富，颜色多样，可为客户提供提供广泛的选择范围。花岗岩台面是容易维护，抗污能力较强。总体而言，花岗岩地铺墙砖可为用户提供了一个极其耐用和易于维护表面。此外，不同于人造合成材料，自然花岗岩台面拥有独特的耐温性，故为各类板材加工的首选。天然石材亚美联科石材、大理石壁炉、大理石。一种深成酸性火成岩，属于岩浆岩。俗称花岗石。二氧化硅含量多在70%以上。块状无层理，花岗镶嵌结构，常经球状风化。颜色较浅，以灰白色、肉红色者较常见。主要由石英(硬度7)、长石（硬度6）和少量黑云母（硬度24）等暗色矿物组成。石英含量为20%40%，碱性长石多于斜长石，约占长石总量的2/3以上。碱性长石为各种钾长石和钠长石，斜长石主要为钠更长石或更长石。暗色矿物以黑云母为主，含少量角闪石。具花岗结构或似斑状结构。1.1.3石灰岩石灰岩简称灰岩，以方解石为主要成分的碳酸盐岩。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物，有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色，硬度一般不大，与稀盐酸反应剧烈。石灰岩是烧制石灰和水泥的主要原料，是炼铁和炼钢的熔剂。(1) 石灰岩荒料石灰岩主要是在浅海的环境下形成的。石灰岩按成因可划分为粒屑石灰岩（流水搬运、沉积形成）；生物骨架石灰岩和化学、生物化学石灰岩。按结构构造可细分为竹叶状灰岩、状灰岩、团块状灰岩等。由生物化学作用生成的灰岩，常含有丰富的有机物残骸。石灰岩中一般都含有一些白云石和黏土矿物，当黏土矿物含量达25%50%时，称为泥质岩。白云石含量达25%50%时，称为白云质灰岩。石灰岩分布相当广泛，岩性均一，易于开采加工，是一种用途很广的建筑材料。石灰岩是地壳中分布最广的矿产之一。按其沉积地区，石灰岩又分为海相沉积和陆相沉积，以前者居多；按其成因，石灰岩可分为生物沉积、化学沉积和次生三种类型；按矿石中所含成分不同，石灰岩可分为硅质石灰岩、粘土质石灰岩和白云质石灰岩三种。资源分布情况：中国石灰岩矿产资源十分丰富，作为水泥、溶剂和化工用的石灰岩矿床已达八百余处。产地遍布全国，各省、市自治区均可在工业区附近就地取材。 (2) 石灰岩板材综合利用技术方法及工艺流程我国石灰岩资源的特点是储量大，质量较好。因而我国较大的石灰岩矿山都采用洗矿破碎分级方法处理石灰岩矿石，以除去地表泥土、砂石、粘性泥团对砂石的污染。对于品位较低的石灰岩或矿石性质差异大的石灰岩，国外有些国家采用浮选法或光电选矿方法。如用浮选法进行石灰岩和石英与铁的分离等；用浮选法或光电选矿法进行石灰岩和白云石与菱镁矿的分离等。 建材工业用石灰岩产品质量要求： 水泥工业：用于水泥生产的石灰质原料，质量要求列于表7。对非晶质石灰岩，其粒度要求为3080mm。 玻璃工业：一般来说，根据玻璃质量要求不同而选用CaO含量不同的石灰岩，但要求所选用的石灰岩为非晶质且成份稳定。石灰岩矿产在每个地质时代都有沉积，各个地质构造发展阶段都有分布，但质量好，规模大的石灰岩矿床往往赋存于一定的层位中。以水泥用石灰岩为例，东北、华北地区的中奥陶系马家沟组石灰岩是极其重要的层位，中南、华东、西南地区多用石炭、二叠、三叠系石灰岩，西北、西藏地区一般多用志留、泥盆系石灰岩，华东、西北及长江中下游的奥陶纪石灰岩也是水泥原料的重要层位。石灰岩的主要成分是碳酸钙，可以溶解在含有二氧化碳的水中。一般情况下一升含二氧化碳的水，可溶解大约50毫克的碳酸钙。据地质学家在桂林地区调查，发现那里的水每年可溶解、侵蚀石灰岩表层大约有指甲那么薄的一层。别看每年只溶蚀这么一点儿，但是地球发展的历史是极其漫长的。就以最近的地质时期第四纪来说，大约也有300万年了。即便这样缓慢的溶蚀速度，300万年也可以溶蚀900米呢！而桂林的孤峰也只有一二百米高，常见的溶洞的最大高度也只有几十米。但也不是有石灰岩的地方都能形成这种地形地貌，而是需要有大面积、大厚度、地质纯净的石灰岩，还要求有温暖潮湿的气候条件才有可能发育成如此完美的地貌，形成那样美丽的自然风光。1.2石材市场前景据最近美国世界石材杂志的调查资料显示：84.4%的石材商认为世界石材市场在未来510年内仍将保持发展势头，84.3%的被调查者预测石材业年增长率将达到6%。据意大利有关方面预测，全世界在2005年石材消费量将达8.783亿平方米，荒料需求量达8047万吨；2010年石材消费量将达110857亿平方米，荒料需求量达10863万吨；2015年石材消费量将达16.007亿平方米，荒料需求量达14665万吨；2025年石材消费量将达40亿平方米。其比例为大理石占50%，花岗石占45%，余下的5%是砂岩、板岩、玄武岩、石灰石、玛瑙石等。红色、黄色、绿色、黑色、蓝色、白色仍为名贵品种，一些变通品种将受欢迎，但对其质量的要求会越来越高。随着严格的防火要求和玻璃幕墙的光污染，以及安装技术的进步，石材幕墙将是大势所趋。各种石雕、异型石材的需求也将猛增。虽然塑料、陶瓷等建材对天然石材构成巨大威胁，但由于石材的独特天然优势，仍旧是建筑装饰工程的首选材料。石材粗质类表面处理，由原来单纯的光面建筑用饰材向亚光、麻石、烧毛、凿毛、剁斧及其多种组合迅速扩展，文化石、各种石雕、环境石等，是城市装饰石材用途横向发展的新趋向，人造环保合成石（微晶石）将会是一个重要的流行趋势，其生产所用原料是尾矿、废渣、玻璃碎片等废弃物，采用低能耗制造工艺和高新技术，在产品配置或生产过程中，不使用有害化合物及添加剂。具有硬度高、强度大、无放射性、无色差、零吸水率、耐污染特性。其质感柔和华丽，色泽高雅超群，各种理化指标均高于天然石材，被公认为是世纪绿色建材中的首选饰材。在这种大环境下，中国石材逐步走向世界市场。芬兰是石材生产国家，但人工昂贵，成本较高，因此，近几年中国石材以其质优价廉进入芬兰市场，同时将东方的园林艺术也传播到西方。造型简单的石盆、园林假山石很受欢迎。日本重视环境保护，不久前从中国进口一种灰色石材，用做公众场合的铺路石，经处理后可以防止空气污染。随着人们环保意识的增强，对回归自然的渴望，天然石材、竹木、纯棉织物以其朴实自然、淡雅温馨，在国际市场销售看好。日本选用中国表面粗质的石材做公众场合的铺路石，不仅体现出自然古朴、高贵永恒、韵味深长的效果和意境，而且可防止镜面反射光对人眼的刺激和因滑跌对人造成的伤害。韩国同样把石材作用充分发挥，他们从中国进口绿色大理石的大板，制成保健治疗石床。石材产品也越来越多样化，20世纪80年代，石材工业重要的产品是薄板，厚度在1015毫米；90年代，薄板向超薄板发展，厚度在8毫米以下，意大利生产出65毫米厚度的花岗石面砖，瑞典生产出毫米厚度的石材面砖。目前，生产的大理石超薄板为3毫米。超薄板的最大优点是重量轻，用普通粘合剂就可方便地固定在墙壁上，并且可以大量节省和有效利用石材资源。它的天然色泽、花纹和耐用性，使之具有无法比拟的广阔发展前景。国际上一直流行薄板、超薄板。现在，我国珠江三角洲地区、北京及山东莱州市正悄然兴起薄板热。随着住宅、环境工程向中、高档水平发展，对石材的异型产品、建筑雕塑、拼花雕刻、各类复杂美观的曲面、柱面乃至石制家具等都提出了新的需求。以金刚石绳锯、带锯及钻锐磨等刀具为主，并与电脑控制的高新技术相结合的加工设备，则充分满足了这种要求。石材加工工具的改进，为石材市场的拓展提供了广阔的天地。世界石材人均消耗最新排名为希腊1.5平方米，沙特1.32平方米，瑞士1.32平方米，比利时1.17平方米，意大利1.01平方米，德国0.55平方米，中国0.05平方米。中国人均石材年耗虽然很低，但中国的建筑市场年耗石材6000万吨却是世界最大的。许多迹象表明，中国建筑市场仍是充满活力的、快速增长的。同样，石材市场的潜在需求也是巨大的。1.3 我国石材工业的发展与现状与水泥、玻璃一样，我国石材在世界上声名卓著，“四大”桂冠当之无愧。一是石材资源大国。我国石材资料丰富，分布广泛，已探明的石材品种有2000种以上，并还在开发之中，从长白山到五指山都有石材资源。目前探明的3000多座矿山，储量均在几万乃至几亿立方米，开采数百年资源也不会枯竭。二是石材生产大国。据有关统计资料，我国2000年石材产量达1500万吨，还不包括广大农村建房用石材，2001年全国石材生产总产值达1000多亿元。三是石材消费大国。2000年国内建筑装饰总工程绝对量共用各种石板材6000万平方米，2001年上升至1亿平方米。四是出口大国，去年石材出口金额为9048亿美元，比上年增长20.15%，占世界第一。2000年时，全国石材工业企业已发展到近3万家，从业人员达550万人，有些企业年加工板材能力可达50万100万平方米，纵观全国石材工业的发展，在号称“四大加工基地”的山东（莱州）、福建（南安）、广东（云浮）、四川（雅安）之后，又涌现出内蒙古、山西、河南、浙江、湖北、新疆等一批新的加工基地。云浮市石材工业的发展更是中国石材工业发展的一个缩影。云浮石材发展得益于党的改革开放政策和当地政府关心支持。在20世纪80年代出现了一批点石成金的私营企业，如永光兄弟石材有限公司、荣华富石材总厂、金山石材有限公司、春光石材有限公司等。由于云浮的单一石材品种满足不了珠江三角洲市场日益增长的需要，于是从黑龙江到海南宝岛，从天山深处到舟山群岛，凡有名贵石材品种，都被运回云浮进行加工，然后冠以响亮的“云浮石材”品牌推向海内外市场。云浮石材也由单一品种，逐渐发展到拥有花岗石、大理石、板石三大门类，红、白、灰、绿、黑、蓝、黄、棕、花斑等九大花色系列，600多个品种。如今，云浮已经成为名副其实的石材集散地，形成类似意大利的加工模式：外购荒料运回加工外销成品。民营及外资企业在中国石材工业发展中占有一定地位。如新疆广汇石材股份有限公司是一家民营企业，现拥有矿山18座，开发新疆红、天山蓝宝等20多个名特品种，板材综合生产能力达58万平方米/年，打造出了“广汇石材”的品牌。环球石材集团有限公司是香港独资企业，营业额每年超过3亿元，并开创了中国异型石材的先河。在石材业取得骄人业绩的同时，也要清醒地认识到存在的一系列问题，及国内企业面临入世的冲击。当前的关键问题是如何从石材大国过渡到石材强国？这是需要我们认真研究、采取相应对策，并不断为之而努力奋斗。问题集中体现在以下几个方面：(1) 行业法规、相关标准不健全、不完善、权威性的指导作用不够。低质量的标准虽然在20多年前救活了一批企业，但在今天，它已经严重地制约着我国石材工业向更高层次、健康有序地发展。石材放射性一次次地被过分夸大，而且是在石材放射性标准颁布实行数年后发生的。(2) 矿山成荒率低。我国一般在8%左右，发达国家在80%以上。急功近利的开采导致了小规模、土办法、零散作业的乱挖乱采局面，致使宝贵的一次资源痛遭破坏。(3) 花巨资引进的国外先进设备，使用不当，维护不善，缺件严重，趴窝、半趴窝现象普遍。(4) 石材机械设备整体科技含量不高，致使加工质量低下、精度不够。优等品和一等品仅占35%。蹦边、掉角、裂纹、光泽度低成了通病。(5) 劳动生产率低下。我国人均年产板材仅几十平方米，发达国家在200010000平方米以上。(6) 至今没有建立行业教育体系，就业人员素质普遍低下。未受系统教育的农民工居多数，高级管理、科技人才几乎没有。(7) 石材产品高中档不足，低档过剩。出口产品以荒料和初加工为主，附加值低，经济效益亦低。石材防护、翻新、除垢等应用技术，没有受到人们的普遍重视和推广，致使石材的装饰性、艺术性并未得到充分表现等等。应如何顺应历史潮流，促使中国石材工业进一步腾飞？根据社会发展及市场经济规律，石材企业应达成下列共识：首先是认真学习贯彻行业标准，用规范引导行业健康发展。规范市场管理，以市场为纽带，定期组织开展技术、信息、新产品推广应用等方面的交流，鼓励企业以产品质量、技术水平和诚信为竞争手段，制止恶性竞争。其次是打破固步自封的门户，走联合兴旺发展的道路（避免单个企业在互相竞争中自相残杀）；进一步在全国范围内强强联合，短时间内迅猛扩充实力；然后共同组建一支能够抵御外国石材产品风浪冲击的航母战舰。1.4 石材加工机械发展趋势石材机械与石材加工工艺密切相关。近年来，国家石材开采与加工业的持续发展带动了石材机械制造业的兴旺。无论是研制我国的石材机械，还是引进国外的石材机械，都必须了解国际石材机械的发展趋势，以期增强我国石材工业与国际竞争的能力(1) 异型石材加工机械走向电脑化石材的异型加工若人工或单工序机械加工，则劳动量大、生产效率低、抛光成本高，难于满足质量要求，而且运用金刚石工具损耗快。所以一些工业发达国家采用了装有金刚石铣刀的仿形铣床加工异型石材制品。其优点是一次夹装可完成多工序作业，加工质量高，很适宜加工复杂的轮廓；缺点是只能单件生产，而且对金刚石铣刀的技术要求很高。目前异型石材加工机械有向电脑化发展的趋势，从产品设计、工序操作到生产管理都使用了电脑，可以得心应手地加工各种异型石材制品。(2) 石材面砖加工机械实现多片式锯片加工加工石材面砖最常用的方法是用钢砂锯将石材荒料锯切成所要求厚度的大板，经过磨机磨光后用桥式切机锯切成方块。但是现代先进的生产方法已改为采用多片式圆锯片锯机将一定规格的石材荒料锯切成一定宽度的薄板，用水平锯切机锯切成板条后再用横切机锯切成方块。用这种方法生产效率可大为提高，而生产成本大幅度降低。据估计目前全世界约有500600台多片式圆锯片锯机在使用。现代建筑的设计和施工方法都迫切需要重量轻的建筑材料，特别是外墙面砖的重量应尽量轻。90年代初，为了生产超薄石材面砖，意大利研制成功M570型切片机。这是一种串列式多片圆锯片锯，装有14片金刚石圆锯片，直径由小到大顺序排列在一空间平面上，可以说这是当前生产薄型石材面砖最先进的设备。(3) 荒料石板加工机械趋向大型、自动化将石材荒料锯切成板材，常用的机械有：框架锯、圆锯片锯和金刚石串珠绳锯等 框架锯当今明显的发展趋势是自动化和大型化，锯切工艺参数可在一定范围内自动调节，连杆行程实现不停机自动补偿。框架锯的锯切过程是非连续性的，因而锯切速度不可能快，一般不超过2米/秒，所以提高生产效率的途径之一就是向大型化发展，增加每批次的锯切数量。目前世界上最大的框架锯一次可生产120块板材。 圆锯片锯广泛用于锯切各种石材，它的锯切速度很快，但锯切深度受到锯片直径的限制，一般不超过直径的1/3。1997年德国研制成功直径达5米的圆锯片芯片，据称是世界上最大的。据预测，在未来5年内，国际上多片式圆锯片将以每年200台的速度增长。 单道金刚石串珠绳锯有多种结构，锯切速度可根据不同的石材在3040米秒之间调节，可锯切特大块的荒料，高度达2米，宽度4米，长度不限。由于金刚石串珠绳比钢丝绳加磨料锯切法用的钢丝绳短得多，厂房占地面积小，工作噪音也较小，因此这种锯切方法在国外已推广。第二章 工作原理和总体设计2.1立式圆柱切机的构成该机在整体结构的主要零部件有底座基础、纵向导轨、横向导轨、支柱、切削头、旋转工作台、控制箱、等组成。其中底座基础上安装有地脚螺栓，纵向导轨支撑体通过地脚螺栓与基础体固定在一起。该机分为主运动系统、横向进给系统（X向）、纵向进给系统（Z向）、工作台和控制系统五大部分。该机工作简图如下2-1： 图2-1 立式圆柱切磨机工程简图1. 轴承 2. 三角行架 3. 置顶行架 4. 电机一 5. 联轴器6. 丝杠 7. 转盘 8. 齿轮 9. 减速器 10. V带轮 11. 磨块 12. 电机二 13. 电机三 14. 滑块15. 纵向导轨 16. 横向导轨 17. 底座工作原理:机器工作时，主电机13运动将动力通过带轮传递给主轴，主轴带动磨块11高速磨削工作台上的工件。通过纵向导轨15和横向导轨16实现刀具的上下运动和左右运动。其中主动电机13固定在滑块14上。工作台还可以在水平面内自身旋转360度。整机的运动是在PLC的控制下进行的，进而实现了对工件加工的连续性和自动化。2.2运动系统 图2-2 主运动系统简图1. 轴承 2. 刀具箱 3. 三角带轮 4. 磨头 5. 法兰盘 6. 支撑轴 7. 主电机工作原理：主电机转动带动带轮旋转，并通过皮带将动力传给主轴，主轴带动磨块高速磨削工件。2.3传动系统图2-3 传动系统简图1. 置定行架2. 电机 3. 联轴器 4. 丝杠 5. 纵向滑轨 6. 横向滑轨第三章 传动系统的结构设计 由于石材机械结构简单，因此在设计中我本着力求结构简单、造价低的原则，该结构设计应满足：(1) 选择合理的设计方案(2) 要据国内外通用零部件进行设计(3) 选择合理的简单的结构设计(4) 在国内外先进的技术基础上设计(5) 要求成本低，结构简单，操作方便 3.1工作台设计 图3-1 工作台结构简图1轴承一 2. 三角行架 3. 顶端电机一 4. 联轴器 5. 丝杠6. 转盘 7. 齿轮 8. 减速器 9. V带轮 10. 电机二工作原理：(1) 工作台上部由电机3固定在置顶行架上，通过联轴器4带动丝杠5来带动三角行架2的上下运动，从而卡住工件。(2) 工作台下部底端电机通过V带轮带动减速器，减速器带动小齿轮，小齿轮带动外齿圈，最终带动转盘做回转运动。3.2电机的选择3.2.1底座电机起带动工件回转的作用，依据设计要求，此机床底座电机选用的Y132S1-2。相关参数如表3-1所示：表 3-1 底座电机参数参量参数值单位功率5.5KW效率85.5%功率因数0.88额定转距2.0N.m额定电流11.1A转速2900r/min重量67kg3.2.2顶端电机带动丝杠控制三角行架上下运动，依据设计要求，功率要求不是很大，故选用的型号是Y132S-1-8数据如表3-2所示。表 3-2 顶端电机的相关参数参量参数值单位功率2.2KW效率80.5%功率因数0.71额定转距2.0N.m额定电流5.8A转速710r/min重量65kg3.2.3主电机在设计之前，首先进行切削力的计算，由于大理石的磨削性能和铸铁的磨削性能很相似，所以在计算磨削力时，按铸铁来计算，计算过程如下：V=3.14/302.231440PW=FZV/1000=20.1344.4/1000 Pr=PW/ 3-1 =BCyV 3-2B-联轴器的传动效率c-滚动轴承的效率v-带传动的效率=BCV=0.990.990.93Pr=6.9/0.931=7.41KW查表选用Y132M-4，额定功率7.5KWPoPr 满足要求3.3横向丝杠的设计丝杠设计的主要内容之一是确定丝杠的直径如图3-2所示，又类比法确定丝杠直径为46，丝杠端部通过联轴器与升降电机相联。丝杠的端部的轴径是根据所选的连轴器得孔的尺寸确定的，轴肩部分是由推力球轴承的结构设计的。材料：Y40Mn螺距：8mm螺纹牙形角：300螺距公差9级图3-2 丝杠的零件结构图丝杠的直径确定后，在设计出退刀槽，为了使退力求轴承安装和拆卸的方便，轴承下方配有轴套，轴套内径与轴是间隙配合，轴套与箱体之间是过盈配合。丝杠的端部的轴径是根据所选的连轴器得孔的尺寸确定的，轴肩部分是由推力球轴承的结构设计的，具体尺寸如上图所示。3.4带传动的结构设计图3-3 带传动示意图材料：HT200(1) 计算功率Pc：Pc=KAP 3-3KA-工作情况系数 P-传动的功率查表得KA=1.3，P=7.41Pc=1.37.41 Pc=9.633kw(2) 确定胶带型号：根据PC、W2选定A型号胶带(3) 小带轮的计算直径：d1由表确定 d1=0.25(4) 大带轮的计算直径： d2=id（1-e） 3-4d2=2.23112（1-0.02）=249.2mm d2圆整取(5) 带速的确定：W1=n/30=14403.14/30=150r/s W1=150r/sV=d1W1/2=0.25150.7/2=18.8m/s V=18.8m/s(6) 初定中心距：a=0.7（d1+d2） ao 2（d1+d2） 3-5253.4ao12001=167.40 (10) 单根胶带能传动的功率：由表得 P0=0.68kwPo=KbW1l（1-1/Ki）Po-单根胶带所能传动功率的增量由表得 Kb=0.772510-3由表得 Ki=1.12Po=0.772510-3150.7（1-1/1.12）10-3 Po=0.0125kw (11) 三角带的根数Z：Z=Pc/（Po+P1）KaK2 3-9Ka-小带轮包角系数由表得 Ka=0.95Kl-长度系数由表得 Kl=1.01Z=9.75/（2.68+0.0125）0.951.01Z=3.77取Z=4(12) 单根胶带的初张力FoFo=500（2.5/Ka-1）Pl/（ZV）+q2 3-10Fo=72.102N (13)对轴的作用力：Q=2FoZsin1/2 3-11Q=573.3N 3.5轴的结构设计(1) 选择材料：45号钢其机械性能由表查：B=650N/mm2 s=360N/mm2-1=300N/mm2 -1=155N/mm2(2) 按扭转强度初步计算轴径：D=Ao（p/n）-3 3-12 =42.5mm 由于在轴端铣螺纹取dmin=45mm(3) 切削力FzFz=GFZapxfzfyfzVnfzKfz 3-13GFz：决定被加工金属和磨削条件参数XFZ：被吃刀量指数YFZ：进给量指数 NFz：磨削速度指数KFz：修正系数查数据如下：GFz =158XFZ=1.0YFZ =1.0NFz=0KFz=KmFKkrfKkofKxfKrof=0.961.081.01.0=1.04ap=f=20mmFz=158202034.41.04Fz=20.1,F=/30n =/30InI=d2/d1=250/112I=2.23决定轴的输出端由螺母宽度所决定。(4) 进行结构设计：轴上零件设计布置：图3-4 主轴的图示轴的输出端安装金刚石磨块，一对法兰盘。用螺母定位。螺纹的外径按标准取为45。磨块的内孔直径为50为了对法兰盘进行轴向定位，轴部分之经营多取8-12mm，取标准轴承内孔，选为60mm，轴承30312深沟球轴承。其安装尺寸如下：6011022。轴2部分，直径根据轴承的安装尺寸来确定为69mm，轴3部分安装 轴承同轴3部分轴的输入端安装带轮。确定各部分的长度。轴的输入端适于带轮配合的，带轮的结构尺寸已知，所以输入端轴的长度定为80mm，轴4部分的长度同轴3部分长度由轴承的宽度加上轴伸出长度为80mm，轴部分的长度由主轴支撑的结构来确定。刀架是夹持多种刀具的机床附件，可辅助机床完成多道加工工序。刀架可分四方刀架，快换刀架，回轮刀架，转塔刀架和液压仿行刀架。快换刀架又有燕尾式，齿轮式和双V形式，通常为4工位，回轮刀架和转塔式架一般分为4、6、8、10和12工位，常用端齿盘定位，刀架在向自动（气动液压、电动）和数控方向发展。我这次所选用的是动力刀架：动力刀架是具有刀架传动装置的刀架，如车床在转塔（回轮）刀架上装有回转刀具时，就兼有钻，铣功能，具有刀架传动装置的转塔（回轮）刀架一般称为动力转塔（回轮）刀架，它的基本要求是回转刀具安装在转塔（回轮）刀架和刀盘上（不限制不动刀具的安装），尽可能减小回转刀具传动装置尺寸。3.6珠丝杠副3.6.1润滑为使滚珠丝杠副充分发挥机能，在其工作状态下，必须润滑，润滑方式主要为润滑脂润滑，润滑脂的给脂量一般是螺母内部空间容积的1/33.6.2防尘滚珠丝杠与滚动轴承一样，如果污物及异物进入就很快使它磨耗，成为破损的原因。因此，必须采用防尘装置（折皱保护罩、丝杠护套等），将丝杠轴完全保护起来。3.6.3滚珠丝杠副在使用时应注意以下事项：(1) 滚珠螺母应在有效行程内运动，必要时在行程两端配置限位，以避免螺母约程脱离丝杠轴而使滚珠脱落。(2) 滚珠丝杠副由于传动效率高，不能自锁，在用于垂直方向传动时，如部件重量未加平衡，必须防止传动停止或电机失电后，因部件自重而产生的逆传动。(3) 滚珠丝杠副正常工作环境温度范围60。 3.6.4安装滚珠丝杠副在安装时应注意以下事项：(1) 滚珠丝杠副仅用于承受轴向负荷。径向力、弯矩会使滚珠丝杠副产生附加表面接触应力等负荷，从而可能造成丝杠的永久性损坏。因此，滚珠丝杠副安装到机床时，应注意： 丝杠的轴线必须和之配套导轨的轴线平行，机床的两端轴承座与螺母座必须三点成一线； 安装螺母时，尽量靠近支撑轴承； 同时安装支撑轴承时，尽量靠近螺母安装部位。(2) 滚珠丝杠安装到机床时，请不要把螺母从丝杠轴上卸下来。如必须卸下来时要使用辅助套，否则装卸时滚珠有可能脱落。螺母装卸时应注意以下几点： 辅助套外径应小于丝杠底径0.1-0.2mm； 辅助套在使用中必须靠紧丝杠螺纹轴肩； 卸装时，不可使用过大力以免螺母损坏； 装入安装孔时要避免撞击和偏心。3.7减速器设计 图3-5 减速器简图 1. 涡杆 2. 箱体 3. 轮芯 4. 轮缘 5. 涡轮轴涡杆：图3-6 涡杆涡轮：图3-7 涡轮蜗轮轴：图3-8 涡轮轴外齿圈： 图3-9 外齿圈3.8冷却系统由于刀具在切削或者磨削工件的时候速度很高，又考虑到石材硬度比较高，所以会产生很大的热量，如果热量不能及时降低，那么会使刀具的性能降低，影响加工效果，所以采用一自动喷水装置，用来降低砂轮或者刀具的温度。3.9润滑系统的设计润滑方式和润滑装置从下面几个方面来考虑：(1) 运动副相对运动速度：低速运动副采用黏度较大的润滑油。(2) 载荷大小：运动副的载荷或压强大，应选用黏度大或油性好的润滑油。载荷小应选用黏度小的润滑油。低速重载荷运动副上，首先考虑润滑油的承载能力。(3) 潮湿条件：在潮湿的工作环境里，或与水接触较多的工作条件下，选用抗乳化能力较强和防锈蚀性能较好的润滑油或有较强抗水性的润滑脂。(4) 尘屑较多：应用润滑脂。(5) 滑动导轨：选用L-HG68号润滑油，在动导轨上安装润滑电磁泵。第四章 强度校核4.1 主轴的校核计算FxFyQ图4-1 轴的力学模型1. Fz-切削力 2. Fy-背向力 3. T2-扭矩 4. Q-带轮对轴的作用力Fz=2.01kwFy=CFYapxfyfyfyVnfyKfy 4-1CFY -决定被切削金属与被切削条件系数Xfy、Yfy、nfy-分别为被吃刀量、进给量、切削速度的Kfy-在计算中，当实际中条件寓所的经验公式的条件不符时，各种因素对切削量的修正系数。由于切割诗作切断切削，所以Fy=0刀具只受切削力作用。T2=9.95P2/n2 4-2P2=P11=7.50.95=7.125kwN2=n1/v1=1500/2.23=652r/minT2=9.557.125/6.25RaHRbhFx图4-2 支座反力示意图RaH=Fz506/406=25.1KNRbH=Fz100/406=4.95KN垂直面支承反力：Rav=573.3110/406=155.33KNRbv=573.3516/406=72
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