毕业设计说明书

1、中原工学院2010届毕业设计（论文）说明书 毕业设计说明书 题目名称：轴类零件工艺分析及抛光装置设计 院系名称： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导老师： 轴类零件工艺分析及抛光装置设计The Analysis of Shaft Technology and the design of Buffing equipment 院系名称： 班 级： 学 号： 0 学生姓名： 指导老师： 摘要：轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。在本文中对轴类零件从材料等各个方面对工艺做出了具体的分析，通过对轴类加工工艺的分析，对主要轴类零件的加工工艺有了基本的了解

2、，并在本文中做出了具体的阐述。通过国内外发展和应用的现状的了解，现阶段轴类类零件的抛光大都采用机械抛光，传统的抛光主要是依靠人工进行，不仅费时费力，效率低下，而且要求操作人员有教高的技能，操作人员稍有失误，就会对加工表面造成致命的损伤，甚至导致整个零件报废，目前使用的机械抛光多是使用砂轮磨削进行抛光 ，当表面精度要求高时，使用它达不到理想的要求。而砂带抛光，与砂轮磨削相比，其径向抗力小，磨削温度低，所以工件不易变形，表面不易出现过烧、裂纹等缺陷，具有较好的表面质量。在本文中阐述了砂带磨削的原理、特点及砂带机床的主要机构，结合各机床的特点，对所做的轴类抛光装置做了详细的介绍。关键词：轴类加工工艺

3、，轴类抛光，砂带磨削装置Abstract：Machine shaft is frequently encountered one of the typical components.It is mainly used to support transmission parts, transmission torque and load to bear.This article on the shaft parts from materials made in all aspects of technology specific analysis,Shaft processing by the

4、analysis of the main shaft of the machining process with a basic understanding of, andmade in this article specifically addressed.Through the development and application of the status of domestic and international understanding at this stage of the polishing shaft parts mostly mechanical polishing,

5、conventional polishing carried out mainly by man, not only time consuming, inefficient, and requires operators to have to teach high skills,slightly operator errors on the machined surface will cause fatal damage, even leading to scrap the entire part, are using more than is the use of mechanical po

6、lishing wheel grinding, polishing, when the surface of high precision, the use of it is not ideal requirements.The belt polishing, and grinding wheel grinding compared to the radial resistance of small, low grinding temperature, it is not easy deformation of the workpiece surface, there have been di

7、fficult to burn, crack and other defects, has a good surface finish.In this article, the principles expounded belt grinding, abrasive belt machine features and the main body, combining the characteristics of the machine, the shaft of the polishing device made a detailed introduction.Key words：shaft

8、machining process, Shaft Polishing, Belt grinding installment前言轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.50.63m，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra 0.63 0.16m。现阶段此类零件的抛光大都采用机

9、械抛光，传统的抛光主要是依靠人工进行，不仅费时费力，效率低下，而且要求操作人员有教高的技能，操作人员稍有失误，就会对加工表面造成致命的损伤，甚至导致整个零件报废，目前使用的机械抛光多是使用砂轮磨削进行抛光 ，当表面精度要求高时，使用它达不到理想的要求。目前，常用的抛光方法主要有：机械抛光，化学抛光，电解抛光，超声波抛光，流体抛光，磁研磨抛光等，这些抛光技术在模具中应用十分广泛，我们可以利用其中方法，在我的课题中还要选择机械抛光，只是不再选择砂轮，而是选择砂带抛光，与砂轮磨削相比，其径向抗力小，磨削温度低，所以工件不易变形，表面不易出现过烧、裂纹等缺陷，具有较好的表面质量。从目前市场来看，与砂轮

10、磨削相比较，砂带磨削装置结构简单、设备价格低，特别是利用前一工序的现有设备加上砂带磨削装置，对工件进行磨削和抛光加工，不仅节省了设备购置费用，而且节省了大量的工件搬运、装夹和调整工时，因此砂带磨削工艺具有明显的经济效益，市场潜力更大。目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc26144 一 轴类零件工艺分析1 HYPERLINK l _Toc31425 1.1轴类零件的功用、特点及技术要求1 HYPERLINK l _Toc6013 1.1.1 轴类零件的功用及特点1 HYPERLINK l _Toc23325 1.1.2轴类零件的技术要求1 HYPERLINK l _

11、Toc1458 1.2轴类零件的毛坯和材料2 HYPERLINK l _Toc7368 1.2.1轴类零件的毛坯2 HYPERLINK l _Toc28026 1.2.2轴类零件的材料2 HYPERLINK l _Toc27191 1.3典型零件加工工艺3 HYPERLINK l _Toc21878 1.3.1零件图样分析3 HYPERLINK l _Toc9601 1.3.2 确定毛坯4 HYPERLINK l _Toc7543 1.3.3 确定主要表面的加工方法4 HYPERLINK l _Toc25859 1.3.4 确定定位基准4 HYPERLINK l _Toc2309 1.3.5

12、划分阶段4 HYPERLINK l _Toc21049 1.3.6 热处理工序安排4 HYPERLINK l _Toc10082 1.3.7 加工尺寸和切削用量5 HYPERLINK l _Toc25675 1.3.8 拟定工艺过程5 HYPERLINK l _Toc19538 二 轴类砂带抛光装置设计8 HYPERLINK l _Toc31779 2.1砂带磨削机理8 HYPERLINK l _Toc10351 2.2砂带磨削特点8 HYPERLINK l _Toc22018 2.3砂带磨削的适用范围9 HYPERLINK l _Toc17619 2.4轴类砂带抛光装置加工方法及结构的确定9

13、 HYPERLINK l _Toc9456 2.5轴类砂带抛光装置各部件确定11 HYPERLINK l _Toc1373 2.5.1砂带磨削的基本部件11 HYPERLINK l _Toc3706 2.5.2 砂带磨削装置各部件的选择14 HYPERLINK l _Toc12703 三 经济性分析22 HYPERLINK l _Toc2556 四 总结23 HYPERLINK l _Toc31192 参考文献25中原工学院2010届毕业设计（论文）说明书 一 轴类零件工艺分析1.1轴类零件的功用、特点及技术要求1.1.1 轴类零件的功用及特点轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来

14、支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。根据工作时的受力情况，轴可分为三类：只用来支撑转动零件，而不传递扭矩的轴叫心轴。心轴只承受弯矩而不承受扭矩的作用，设计时按弯曲强度条件计算轴径。主要承受扭矩而弯矩很小的轴叫传动轴。传动轴由于只传递扭矩，设计时按扭矩强度条件计算轴径。既支持零件，又传递运动与扭矩的轴叫转轴。转轴工作时要同时承受弯矩、扭矩和轴向力的作用，设计时应按弯扭矩合成强度条件计算轴径。轴（不包括曲轴）根据其工作特点，可分为直轴（

15、按习惯简称轴）和软轴。软轴只能传递扭矩而不能承受弯矩作用。轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。1.1.2轴类零件的技术要求轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：（1）尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高(IT5IT7)。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低(IT6IT9)。（2）几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的

16、内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。（3）相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件(齿轮等)的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.010.03mm，高精度轴(如主轴)通常为0.0010.005mm。（4）表面粗糙度一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.50.63m，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.630.16m。1.2轴类零件的毛坯和材料1.2.1轴类零件的毛坯轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对

17、于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。1.2.2轴类零件的材料轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等)，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质(或正火)后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC。40Cr等合金结构钢适用于中等精度而

18、转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达5058HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。1.3典型零件加工工艺台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般台阶轴的加工工艺。1.3.1零件图样

19、分析图1-1 减速器传动轴图1-1所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。根据工作性能与条件，该传动轴图样(图1-1)规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。1.3.2 确定毛坯该传动轴

20、材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择60mm的热轧圆钢作毛坯。1.3.3 确定主要表面的加工方法传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为：粗车半精车磨削。1.3.4 确定定位基准合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，

21、它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。1.3.5 划分阶段对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。该传动轴加工划分为三个阶段：粗车(粗车外圆、钻中心孔等)，半精车(半精车各处

22、外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。1.3.6 热处理工序安排轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。综合上述分析，传动轴的工艺路线如下：下料车两端面，钻中心孔粗车各外圆调质修研中心孔半精车各外圆，车槽，倒角车螺纹划键槽加工线铣键槽修研中心孔磨削检验。1.3.7 加工尺寸和切削用量传动轴磨削余量可取0.5mm，半精车余量可选用1.5mm。加工尺寸可由此而定，见该轴加工工艺卡的工序内容。车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由

23、工人确定；一般可由机械加工工艺手册或切削用量手册中选取。1.3.8 拟定工艺过程定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。拟定传动轴的工艺过程时，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工。在半精加工52mm、44mm及M24mm外圆时，应车到图样规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹；三个键槽应在半精车后以及磨削之前铣削加工出来，这样可保证铣键槽时有较精确的定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工的外圆表面。在

24、拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排、检查项目及检验方法的确定。综上所述，所确定的该传动轴加工工艺过程见表1-1。表1-1 传动轴机械加工工艺卡中原工学院机械加工工艺卡产品名称图号零件名称传动轴共 1页第 1 页毛坯种类圆钢材料牌号45钢毛坯尺寸60mmx265mm序号工种工步工序内容设备工具夹具刃具量具1下料60mmx265mm2车三爪自定心卡盘夹持工件毛坯外圆车床1车端面见平C61402钻中心孔中心钻2mm用尾座顶尖顶住中心孔3粗车46mm外圆至48mm，长118mm4粗车35mm外圆至37mm，长66mm5粗车M24mm外圆至26mm，长14mm调头，三爪自定心卡盘夹持48mm处 （44

25、mm外圆）6车另一端面，保证总长250 mm 7钻中心孔用尾座顶尖顶住中心孔8粗车52mm外圆至54mm9粗车35mm外圆至37mm，长93mm10粗车30mm外圆至32mm，长36mm11粗车M24mm外圆至26mm，长16mm12检验3热调质处理220240HBS4钳修研两端中心孔车床5车双顶尖装夹车床1半精车46mm外圆至46.5mm，长120mm2半精车35mm外圆至35.5mm，长68mm3半精车M24mm外圆至240.10.2 mm，长16mm4半精车23mm0.5mm环槽5半精车3mml.5mm环槽6倒外角1mm45,3处调头，双顶尖装夹7半精车35mm外圆至35.5mm,长95

26、mm8半精车30mm外圆至35.5mm长38mm9半精M24mm外圆至240.10.2 mm mm,长18mm10半精车44mm至尺寸，长4mm11车23 mm0.5mm环槽12车3mml.5mm环槽13倒外角lmm45, 4处14检验6车双顶尖装夹1车M24mml.5mm6g至尺寸车床调头，双顶尖装夹2车M24mm1.5mm6g至尺寸3检验7钳划两个键槽及一个止动垫圈槽加工线8铣用V形虎钳装夹，按线找正1铣键槽12mm36mm，保证尺寸4141.25mm立铣2铣键槽8mml6mm，保证尺寸2626.25mm3铣止动垫圈槽6mml6mm，保证20.5mm至尺寸4检验9钳修研两端中心孔车床10磨

27、1磨外圆350.008mm至尺寸外圆磨床2磨轴肩面I3磨外圆300.0065mm至尺寸4磨轴肩面H调头，双顶尖装夹 5磨外圆P至尺寸6磨轴肩面G7磨外圆N至尺寸8磨轴肩面F9检验11检检验二 轴类砂带抛光装置设计2.1砂带磨削机理砂带是一种特殊形态粘满尖锐磨粒的带状砂布（取代砂轮）多刀多刃的切削工具。砂带所用磨料大都为精选的针状磨粒，其长宽比大于1.5，粒度均匀。若采用静电植砂工艺，磨粒均直立于基底且锋刃向上、定向整齐排列、分布均匀，因此磨粒具有较小的负前角与较大的后角。静电植砂后的磨粒等高性好，磨粒空间容屑空间大，磨粒与工件的接触面积销，且可使全部磨粒同时参加切削，因而不仅效率高，而且磨削热

28、产生少，散热效果好。与砂轮磨削相类似，切削形成也有弹性摩擦变形、刻划和切削三个阶段，但由于砂带具有上述优越性，经砂带磨削的工件表面残余应力和表面硬化层的深度，均大大低于砂轮磨削。2.2砂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：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倍。加工效率高。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mm宽砂带200600mm/min。加工

29、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0.005mm，最高可达0.0012mm，平面度可达0.001mm。另外，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Ra0.80.2m，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。 工艺灵活性大，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20mm以下的粗加工磨削、去毛刺和为镀层零件的预加工、抛光

30、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。砂带有很大的弹性，因而整个系统有较高的抗振性。砂带尺寸可 很大，适用于大面积高效率加工，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。且设备简单，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到85%以上。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

31、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。2.3砂带磨削的适用范围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：（1）外圆（锥） 中、大尺寸的轴（锥）类、管件、圆柱形大容器的外表面，以至半径为3mm的线材等。（2）内圆 一般通孔、深孔，大型圆柱形容器的内表面以及直径1mm左右的小孔。（3）平面 各类大型金属板材、卷板材、带材，难磨的不锈钢、钛合金板材，大量生产的平面加工件，如电子印刷线路板、硅钢片、各类材料的薄片工件、箱体平面以及电气、轻工产品的平面工件等。（4）曲面 各类汽轮机、涡轮机、导航器的叶片，犁铧以

32、至聚光灯反射曲面等，也可加工大型球体容器的内表面。（5）各类非金属材料 木材、塑料、石料、混凝土、橡胶以及各种较高硬度的材料，如单晶硅体、宝石等（6）其他 打磨铸件浇冒口残蒂、结渣、飞边，大件及桥梁的焊缝以及大型容器壳体、箱体的大面积除锈、除残漆等。但是，砂带磨削对齿轮、盲孔、阶梯孔以及各种型腔、退刀槽小于3mm的阶梯外圆，现在还无法加工。对精度要求很高的工件，尚不能与高精度砂轮磨削相媲美。2.4轴类砂带抛光装置加工方法及结构的确定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。如图2-1所示：图2-1根据机构的特点，我要做的抛

33、光装置要与车床配合，特做出一些改动，加工方法如图2-2所示： 图2-2砂带套在主动轮、接触轮、张紧轮的外表面上，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。根据所选砂带磨削的加工方法，确定说设计的砂带磨削装置与c650车床配合，安装在c650车床的横拖板上，如图2-3所示图2-3砂带磨削装置砂带磨削装置的传动为：电机与V带轮轮相连，带动V带轮旋转，把运动传到另一V带轮，此带轮与轴相连，带动轴运动，轴的另一端与主动轮相连，主动轮的运动带动砂带运动，其中通过接触轮与工件线性接触，通过张紧轮的作用使砂带张紧，通过这一系列的作用达到磨削工件的目的。

34、砂带磨削装置加工范围：c650车床的床身最大回转直径为1300mm，加工工件的最大长度为3000，所以该砂带磨削装置加工的最大直径是1300mm，主要针对圆轴类零件，根据结构特点，确定磨削加工轴的最小直径是25mm。2.5轴类砂带抛光装置各部件确定2.5.1砂带磨削的基本部件砂带磨削的基本装置有：(1) 主轴传动装置。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。(2) 砂带张紧装置。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

35、量。经试验表明，砂带的张力在68N/mm范围内，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分钟之内更换砂带。(3) 砂带导向装置。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200mm时，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。(4) 接触轮。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315mm)。根

36、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，以满足一定的磨削需要。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。接触轮外层材料的物理机械性质和表面状况对磨削精度和表面质量有很大的影响。各种主要类型接触轮的性能和用途见表2-1表2-1各种主要类型接触轮的性能和用途材料表面状况硬度特点用途钢交叉斜槽单向斜槽HRC5255切入作用强砂带不易变钝适于重切削胶木平滑表面100HB切削作用强能提高工件几何精度适于精加工、精密加工橡胶单向粗斜槽邵氏A7090切削速度快砂带耐用度长适于重切削单向细斜齿邵氏A3095提高加工效率砂带

37、耐用度长适于精加工和精密加工交叉细斜齿邵氏A3070提高加工效率有一定研磨、抛光作用适于精加工、精密加工和成形磨削平滑表面邵氏A4095能保证加工精度或提高加工精度，降低表面粗糙度参数值适于精密加工和超精密加工聚氨基甲酸脂平滑表面邵氏A6580能保持加工精度，降低表面粗糙度参数值，砂带耐用度长适于精密加工和超精密加工（5）砂带。砂带是由带基、粘接膜结合剂和磨料等组成。粘接膜的作用是使磨料和粘接剂能牢固地粘在带基上，这一层的作用不容忽视。有些带基材料可不要粘接膜，有些带基材料则必须要有粘接膜，如聚酯薄膜带基就需要动物胶或树脂等作粘接膜。结合剂的作用是粘接磨料的。砂带的制作有重力落砂法、涂敷法和静

38、电植砂法等。重力落砂法是先在带基上涂上一层结合剂，将过筛的磨料靠重力直接洒落在上面。涂敷法是先将磨料和结合剂在球磨机上长时间均匀混合，用涂敷法机涂在带基上或用喷枪喷涂。静电植砂法是通过高压电场使磨料粘在涂有结合剂的带基上，并用射线装置连续测量以控制砂带厚度，这种方法制造的砂带磨料分布均匀，锋刃全是向上，切削刃具有良好的等高性。带基的材料和物理机械性质见表2-2，从表中可以看出，发展的趋势是用聚酯布和聚酯薄膜做带基效果较好。由于结合剂、粘接剂和带基材料的发展，使砂带质量有了很大的提高，从而使砂带磨削得到广泛地应用。表2-2带基材料及特性类型材料种类及规格抗拉强度（MPa）特点和应用纵向横向纸棉、

39、木、麻单层多层0.271.270.140.43单层用于精加工、精密加工，多层用于重切削布棉细斜纹布粗斜纹布薄帆布0.881.760.421.23细斜纹布比较柔软，多用于成形加工。一般多用粗斜纹布薄帆布、厚斜纹布用于重切削专用的宽面砂带，其带基抗拉强度横向比纵向好人造纤维细斜纹布粗斜纹布1.361.960.460.76聚酯纤维细斜纹布粗斜纹布薄帆布厚斜纹布2.423.790.932.11膜聚酯厚度x长度60686068精密加工和超精密加工2.5.2 砂带磨削装置各部件的选择我设计的砂带磨削装置，将其装夹在 C650车床上的横拖板上，可以随车床横拖板作纵向和横向进给运动，很好地解决了细长轴磨削加工

40、问题。（1）电机的选择 砂带磨削可分为恒力（恒压力）磨削和恒切除率磨削两类，其电机功率的计算也不相同。由于我设计的砂带磨削装置是与车床配合的，工件的进给量与磨削深度是可控的，所以采用恒切除率磨削功率计算电机功率。通过工件的进给量和磨削深度来调节金属切除率Z。F与F随切削条件变化而变化。其磨削示意和特性分辨见图2-4和图2-5图2-4恒切除率磨削示意 图2-5恒切除率磨削特性曲线切除率磨削计算F的简化式为： （1+kt）式中 Z金属切除率mm/s V砂带速度m/s t磨削时间 k与砂带钝化速度有关的系数 比磨削能kw/(mms)根据试验：新砂带使用初期t值很小，F/F一般也在0.40.6间变化，

41、在砂带寿命终了时，F值一般可增加到初始值的两倍，如仍取F/F的平均值为0.5，此时应以加倍计算，则F=F的初始值。功率计算式为：P=FV= FV=（1+kt）V当t=0时，则P=Z kwZ=fba，P=fba kw式中 f进给量mm/s b磨削宽度mm a磨削深度mm 比磨削能值随工作材料不同而异，见表2-3工作材料值（kw/(mms)）低碳钢8.96310铸铝3.44710不锈钢13.79010碳素工具钢10.34210灰铸铁8.27410表2-3比磨削能参考数据定工件材料为不锈钢，b=80mm、f=4.5mm、 a=0.5mm则P=4.5800.513.79010kw=2.482kw由于有

42、带轮和轴承，所以有机械效率系数，电机的功率为P=/，=0.96，=0.99P=2.4820.990.96=2.612kw，可选3kw的电动机，选择Y100L2型号电动机。所以从电动机的选择可以得出该磨削装置磨削深度最大为0.5mm，进给量最大为4.5mm/s。带轮1设计带传动的主要参数。已知带传动的工作条件：两班制（共8h），连续单向运转，载荷平稳，所需传递的额定功率p=3kw带轮转速 ，传动比。设计内容包括选择带的型号、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及结构尺寸、初拉力和压轴力等等。1）、计算功率 =2)、选择V带型 根据、由图8-10机械设计p157选择A型带3）、确定带轮

43、的基准直径并验算带速v ( a )、初选带轮的基准直径，由（机械设计p155表8-6和p157表8-8，取带轮基准直径（b）、验算带速v 因为5m/s11.0m/s90 包角满足条件（f）.计算带的根数单根V带所能传达的功率 根据=2800r/min 和=75mm 表8-4a用插值法求得=1.0kw单根v带的传递功率的增量 已知A型v带，小带轮转速=2800r/min 转动比 i=/=1 查表8-4b得=0kw计算v带的根数查表8-5得包角修正系数=0.96,表8-2得带长修正系数=0.99=(+)=(3.0+0) 0.960.99=2.85KWZ= =7.29/2.85=2.56 故取3根.

44、（g）.带轮的设计结构A.带轮的材料为:HT200B.V带轮的结构形式为:实心式.C结构图如图2-6所示图2-6带轮结构图主动轮为增大与砂带之间的摩擦力，主动轮外缘一般应敷有硫化橡胶，并需在轮缘上沿回转方向开平行的环形沟槽，以避免运行中砂带憋气。为防止主动轮橡胶外缘打滑脱落，在轮毂上一般都制作一定数量的沟槽，其数量根据主动轮的宽带而定，在本装置中我定了3个沟槽。对于轮毂一般选用铝合金作为材料。张紧装置为使抛光装置正常传递动力，使砂带正常切削，砂带必须张紧。另外，在工作中，砂带定会产生塑性伸长，其预紧力有时有下降，必须使砂带重新张紧。张紧的方式有内部张紧与外部张紧两类，在我设计的机构中采用的是内

45、部张紧，对于张紧机构分为周期性张紧和自动张紧两类，我所采用的是自动张紧里的弹簧张紧装置。对于张紧力确定，如果张紧力过大，易引起砂带断裂，过小，则会严重影响磨削质量。选择张紧力应控制在砂带抗拉强度范围之内。根据实践，张紧力6080N/10mm砂带宽时，逆磨，金属切除量最大；4050N/10mm时，金属切除量降低，在低于40N/10mm时，砂带工作出现不稳定，甚至出现砂带脱落及断裂。实际工作中，多以手感判断。接触轮和砂带的选择根据不同的工件材料砂带和接触轮外缘都会发生变化，如下表2-4所示 表2-4接触轮和砂带的选择工件材料工序砂带接触轮磨料粒度号外缘形状硬度（HS-A）冷、热延压钢粗磨WAP30

46、60锯齿形橡胶7090半精磨WAP80150平坦形、X锯齿形橡胶2060精磨WAP150180平坦形或抛光轮2040不锈钢粗磨WAP5080锯齿形橡胶7090半精磨WAP80120平坦形、X锯齿形橡胶3060精磨CP150180平坦形或抛光轮2060铝粗磨WA、CP3080锯齿形橡胶7090半精磨P100180平坦形、X锯齿形橡胶3060精磨P220320平坦形、X锯齿形橡胶2050铜合金粗磨WA、CP3680锯齿形橡胶7090半精磨P100150平坦形、X锯齿形橡胶3050精磨P180320平坦形、X锯齿形橡胶2030有色金属铸件粗磨WA、CP2480根据使用目的选择硬橡胶轮5070半精磨P

47、100180平坦形或抛光轮3050精磨P220320平坦形或抛光轮2030铸铁粗磨CP3060锯齿形或X锯齿形橡胶7090半精磨P80150平坦形或X锯齿形橡胶3050精磨P120320平坦形或X锯齿形橡胶3040钛合金粗磨WA、CP3650小直径锯齿形橡胶7080半精磨P60150平坦形或抛光轮50精磨P120240平坦形或抛光轮2040耐热合金粗磨WAP3660平坦形或锯齿形橡胶7090半精磨P40100锯齿形50精磨P100150平坦形3040三 经济性分析砂带一般只有一层磨粒，用砂带作为磨削工具，加工中无需修磨，在磨粒钝化后只需将其更换便可。这不仅使设备简单、操作方便，而且更能保证高的

48、生产率。砂带磨粒锋刃朝外，较之砂轮具有较好的容屑和排屑条件，从而可长时间地保证高的工效及稳定的加工质量。 加工表面质量高。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0.005mm，最高可达0.0012mm，平面度可达0.001mm。另外，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Ra0.80.2m，且表面有均匀的粗糙度。 与砂轮等磨削相比较，砂带磨削装置结构简单、设备价格低，特别是利用前一工序的现有设备加上砂带磨削装置，对工件进行磨削和抛光加工，不仅节省了设备购置费用，而且节省了大量的工件搬运、装夹和调整工时，因此砂带磨削具有明显的经济效益。 普通车床装夹砂带磨削装置，用于磨削细长轴等类零件，可以降低表面粗糙度，提高加工精度，尤其在降低表面粗糙度方面效果更加明显。同时，由于用较低的资金投入加工出了高质量的工件，因而使用砂带抛光据有明显的经济效益