【《金属抛光机的结构设计》10000字（论文）】

[键入文字]VII金属抛光机的结构设计目录1绪论 11.1课题研究的背景 11.2课题研究的现状和发展趋势 21.3论文研究主要内容以及意义 31.3.1论文研究的主要内容 31.3.2论文研究的主要意义 42金属壳多工位抛光机的整体方案设计 52.1抛光机的技术要求 52.2抛光机结构方案设计 52.3本章小结 73金属壳多工位抛光机的结构设计 83.1抛光工艺系统设计 83.1.1抛光效果影响因素 83.2.2抛光盘回转机构结构设计 113.2.3锥齿轮传动参数选择以及计算 123.2.4滚珠丝杠副的计算和使用 123.2.5伺服电动机参数计算和型号选择 183.3夹具体机构设计 203.3.1夹具体设计……………………...…203.3.2材料的选择………………...203.3.3夹具体安装方法………………..……….203.4工作台回转结构设计 213.4.1工作台回转结构设计 213.4.2同步带参数计算 21第4章结论和展望 254.1结论 254.2展望 25参考文献 271绪论1.1课题研究的背景在如今现代化社会，大多数产业都在向着自动化和数字化方向发展，由于金属材料在工业自动化市场上广泛应用，产品所表现的形式越来越多样性，但是我国现有的自动化产业功能相对单一，对手工依赖性极强，对于自动化生产越来越吃力，特别是在抛光磨削这一类工艺环节，因为市场中涌现出的产品所表现的美感越来越高级，目前国内对于这一类产品采用的是手工抛光，虽然手工抛光成本不高，但是生产效率极低，抛光一个工件所需的时间在整个工序环节中所花费的时间内最长，使得工作速度很慢，使得产业经济效益提高较为缓慢。在手工作业的过程中会产生大量的金属粉尘，呼吸到工人体内会对工人身体健康产生影响，在长期的高强度工作下，抛光工件的美感和质量也没办法得到保证，所展现出来的质量也会因为工人的熟练程度而表现的型样各异。下图1.1位自动化机床抛光和人工抛光对比示意图。（1）自动化设备抛光（2）手工抛光图1.1自动化设备抛光和手工抛光本次论文针对图1.2手机壳后盖抛光研发出一台金属壳多工位抛光机，根据手机壳后盖的结构设计出一款适用的夹具和工作系统，同时抛光两个工件，在很大的程度上提高生产效率，也保证了工件的质量和美感。图1.2手机壳后盖样品1.2课题研究的现状和发展趋势抛光的作用是降低抛光工件的表面粗糙度值，通过此方法获得光亮、平整的表面。目前国内在自动化抛光机加工工件的工艺方法有以下几种：机械抛光：它是利用柔性抛光工具和磨料颗粒对工件表面进行修饰加工，在机械抛光时，抛光机上的抛光轮在作高速旋转，操作者将被抛光的制件表面以适当的压力按压在抛光轮上，这时因摩擦作用而产生高温，使被抛光的表面容易发生变形而形成一层“加工变质层”。在旋转着的摩擦力的作用下，一方面表面的某些凸出部分被削去，同时金属制件表面也会产生塑性变形，凸起部位被压人，或移动一段距离后填人凹陷部位。这种削凸填凹的整平过程，以高速度大规模地反复进行，加上抛光膏的光亮化作用，结果就使原来较粗糙的制件表面，变得平滑而光亮。电化学抛光：又称电解抛光，在电化学抛光中将加工工件作为阳极，不溶性金属作为阴极，两极同时浸入电解槽中，通以直流电而产生有选择性的阳极溶解，从而达到工件表面粗糙度减小的效果。使用电化学抛光可以使工件内外色泽一致，机械抛光无法抛到的凹处也可以抛光平整。（3）超声波抛光：此抛光方法是利用工具端面做超声频震动，使磨粒在超声波震动下，以很大的速度和加速度不断撞击加工表面，对加工表面的凸起部分进行微切削加工的方法从而达到抛光的目的。使用超声波抛光可以加工薄壁、薄片、低刚度等零件。面对不同的抛光方法，我国与国外在抛光设备上仍有较大的差距。德国的SHL公司是自动化抛光的先驱者之一，自从成立以来，产品从最初的单一自动化抛光到现在可以利用机器人来对工件进行抛光。国外在抛光技术相对比较成熟，能够实现自动加工生产，但费用昂贵。我国在抛光方面的技术也在逐步创新。大连机床设备有限公司是国内大型组合机床、自动化设备和数控机床研发创新的基地，该公司研发出的4R100PC单面抛光机和DSP1000双面抛光机在陶瓷、玻璃、金属等工业应用广泛，下图1.3（a）（b）分别为大连机床有限公司设计的4R1000PC抛光机和DSP1000抛光机。因此我国在自动化抛光机技术方面的研究和创新和国外的水平还存在一定差距，大力加强和发展我国在数控化和自动化抛光技术才能满足现在市场对金属类抛光工件的需求。（a）4R1000PC抛光机（b）DSP1000抛光机图1.3大连机床有限公司生产抛光机1.3论文研究主要内容以及意义1.3.1论文研究的主要内容本篇论文主要针对国内市场在抛光金属技术上依然采用手工抛光，生产效率极低，而且加工工件质量得不到保证，工人工作地点环境恶劣，因此研发出一台多工位抛光机，具有专门的夹具体，可以实现工件的准确定位。多工位抛光机有两个工位，可以实现两个工件在同一时刻进行抛光加工，在一定的程度上提高加工效率。具体设计内容分为以下几部分：1.通过查阅资料和相关文献，初步了解金属壳多工位抛光机的结构，并对其进行分析完成方案设计。2.根据拟定的方案完成金属壳多工位抛光机整体的结构设计，对每个机构进行分析。3.确定各个零件的具体外形尺寸。同时对机构的零部件参数计算和主轴所受的转矩和扭矩计算，选择合适的气缸和电机，对机构的布局合理，保证运动过程可靠。4.绘制整个系统的装配图，同时对关键机构及零部件绘制零件图。1.3.2论文研究的主要意义抛光机常用于机械式打磨、抛光，其作用主要是对物体的表面进行研磨和抛光，去除物体表面的细微不平整，提高物体的表面粗糙度，使其获得较高的表面精度。为了满足上述的要求，抛光已成为目前金属类产品的一道重要加工工序。由于抛光的工艺对抛光工件的表面质量有直接的影响，如何去提高抛光工件的质量和抛光的效率已成为抛光机工艺所面临的重大问题之一。金属抛光在工业上获得了广泛的应用，例如：小到我们衣服上的铆钉，大到我们日常生活中的交通工具、智能产品上的金属外壳。在目前国内市场中，由于金属材料的广泛应用，使得产品样式越发的多样性，目前国内对于抛光技术更多采用的还是人工抛光。人工抛光所需的时间在整个产品成型中所占的比例最大，这已经成为所有工序的“瓶颈”，严重滞后了产业经济效益的提高。手工抛光过程中产生的粉尘会直接影响工人的身体健康，抛光工件的质量也没办法完全保证。同时随着人们生活水平的提高，人工成本也在不断地增加，已经影响了企业的经济效益和行业发展。本课题在总结已有的基础上，对市场现有的抛光机进行分析研究，设计研究金属壳多工位抛光机，提高抛光工件的质量和抛光的效率。

2金属壳多工位抛光机的整体方案设计本章通过对抛光机的技术要求分析，设计出整体结构方案，并对金属壳多工位抛光机选择最佳的结构方案。2.1抛光机的技术要求为了满足市场对自动化，高效率的需求，能够同时加工多件的抛光机，课题的技术指标为：1.抛光机直线轴有效行程：X轴行程500mm；Y轴行程400mm；Z轴行程250mm。2.抛光工件表面粗糙度及其抛光深度：保证被抛光工件表面粗糙度达到Ra0.8μm；抛光深度0.5μm。3.生产节拍：15~20s/2件。4.抛光参数：根据加工时的抛光盘速度和主轴伺服电机的进给速度选择合适的参数，保证加工时的质量以及具有较高的安全性和高效率。5.在加工时，整个系统应满足强度要求和稳定性。2.2抛光机结构方案设计根据抛光机的技术要求，将整个系统根据其具有的功能划分为以下三部分：抛光盘回转结构：方案一：利用电动机与箱体一体化，将抛光盘安装在主轴上，电动机转动带动锥齿轮整周回转，从而抛光盘随着锥齿轮做整周回转运动抛光手机壳后端盖，电动机转动带动箱体做30°摆动，从而对工件四周圆弧进行抛光；方案二：主轴上安装伺服电动机，利用锥齿轮与电动机结合带动抛光盘做整周回转运动，在抛光盘上端安装一对十字万向节，带动抛光盘做30°摆动运动，从而对手机壳后端盖和四周圆弧进行抛光。两种方案都有其优缺点，方案一在工作过程中，电动机需要的功率较大，但是在做转动时，稳定性较好；方案二在加工过程中，十字万向节的摆动需要一定的空间，加工时距离无法保证，其加工精度可能存在影响。根据现在市场上的需求，需要设备满足效率高，加工精度好，因此选择方案一，同时对方案一的结构进行精确设计，避免抛光盘工作时时产生的影响，达到符合生产需要的设备。被抛光件定位夹紧结构：能够将被加工工件进行准确的定位和夹紧，保证加工时具有高精度性和稳定性。具体安装方法为：将夹具体安装在工作台上，利用真空抽气将被加工工件安装在夹具体上，夹具体上定位柱a和b使工件实现轴向定位，工作台内的电动机和同步带带动夹具体实现整周回转，抛光盘利用齿轮传动安装在主轴上，当伺服电机转动时，带动滚珠丝杠传动，齿轮实现整周回转时抛光工件的端面，当抛光盘实现30°转动时，对工件的侧面和转角进行抛光，两工位都加工完后，电动机停止转动，完成工件的抛光工作。夹具体回转结构：保证工作台沿Y轴方向做直线往复运动，安装在工作台上夹具体在电动机和同步带的带动下做整周回转运动。抛光机结构图如（图2.1）所示。图2.1方案二结构图

2.3本章小结本章通过对抛光机技术要求的分析，对金属壳多工位抛光机进行结构的划分。同时根据对各个结构方案的分析，选择了一套最优的设计方案，并且大致的将各个机构的功能和系统的工作流程描述出来，从而能使接下来更清楚的设计各个机构。

3金属壳多工位抛光机的结构设计通过对机构的研究分析确定了金属壳多工位抛光机专机的整体研究方向，同时确定了整个系统的结构方案。本章将通过在上一章所确定的方案进行详细的设计，将整个系统划分为抛光盘回转机构、定位夹紧机构以及抛光工作机构。对各个机构进行结构设计，参数计算，把结构完整的表达出来，因此这章的内容是全文的重点，详细的把每个细节表达出来。3.1抛光工艺系统设计抛光是以布或皮革等柔软而有绕行的材料制成的圆盘上涂磨料，使抛光轮高速旋转并压向工件进行加工，以达到提高工件表面光亮度和降低表面粗糙度的光整加工。在对手机后端盖进行抛光加工时，需要保证手机壳端面的表面粗糙度，因此抛光盘材料的选择对抛光抛光工件的质量有很大的影响。通过对抛光盘进行合理的分析和选择，对机构中所用到的抛光盘参数计算和选型，完成整个抛光盘工件的选择。3.1.1抛光效果影响因素（1）抛光盘本身的表面形状在某种程度上左右着试样的平面精度，抛光盘的运动轨迹的重复是不可避免的，因此抛光盘表面形状会“复印”在工件表面，为消除抛光运动轨迹对手机壳表面粗糙度的影响，在抛光时应具有较少的重复次数。（2）抛光这一工艺是比较精细的过程，要求所选择的抛光盘必须细腻，不能太过粗糙；（3）由于被抛光工件和抛光盘在高速运转的过程中会产生较大的摩擦和热量，若抛光盘不具备一定的硬度，很容易产生裂痕、划痕，因此抛光盘的硬度适合是非常重要的。3.1.2抛光盘材料的选用根据抛光的工作状态，抛光盘应该满足下述要求：.要有合适的弹性和刚性，弹性大的抛光盘能适应工件的形状而变形以扩大接触面；为获得较大的抛光切除量，抛光盘还应该保持较大的刚性。抛光盘的质量越大，旋转速度越高，抛光盘的离心力越大，刚性也越大。抛光剂是决定抛光能力和表面加工质量的重要因素，因为抛光是由粘附在抛光盘上的抛光材料来进行的，这种保持性与抛光盘材料的水性和与粘结剂的亲和性有关。具体抛光盘材料的选用如下表3-1所示：表3-1抛光盘材料选择抛光盘用途选用材料品名柔软性对抛光剂保持性粗抛光帆布、压毡、硬纸壳、软木、皮革差一般半精抛光棉布、毛毡较好好精抛光细棉布、毛毡、法兰绒或其他毛织品最好最好液中抛光细毛毡（用于精抛）、脱脂木材（椴木）好浸含性好由于根据上表所示被抛光工件所需半精抛光，因此我们选择抛光盘的材料为棉布，如图3.1所示。、图3.1布轮抛光盘尺寸的选择对抛光工件的表面粗糙度有着直接的影响，根据被加工工件尺寸为150×60×10，我们查找《机械加工手册》表3-2抛光尺寸与粗糙度等级精度来确定抛光盘的尺寸。表3-2抛光尺寸与粗糙度精度等级对照表抛光类型Ra（μm）Rmax（μm）Φ603.2a12.5sΦ1801.6a6.3sΦ2201.2a4.8sΦ2500.8a3.2sΦ3000.4a1.6sΦ3500.25a1.0sΦ4000.2a0.8sΦ6000.1a0.4s根据表格得知我们选择抛光盘的尺寸为φ180mm。3.1.3抛光盘速度的选择正确的选择抛光盘圆周速度是保证质量的重要因素。通常抛光盘的圆周速度应根据基体或镀层材料以及抛光要求选择抛光轮的圆周速度。一般在粗抛光时，选用较大的圆周速度；精抛光时选用较小的圆周速度。不同材料和制品适宜的抛光盘圆周速度见表3-3.抛光时，把零件压在抛光盘的适当部位，抛光盘抛光时的直线进给速度一般为3~12m/min，而平板抛光时为12m/min。根据圆周速度V=πDnπ——无限不循环小数，取3.14D——抛光盘直径，mmn——电动机转速，r/min即：V=πDn60×1000

=23.55m/s表3-3不同基材适宜的抛光盘圆周速度被抛光基体材料圆周速度/（m/min）被抛光基体材料圆周速度/（m/min）钢（形状复杂）20~25铜及其合金、银20~30钢（形状简单）30~35锌、铝、锡、铅及其合金18~25铸铁、镍、铬30~35塑料10~15根据上表我们可知我们的圆周速度在适宜的范围之内。3.2抛光盘回转结构设计在对被加工工件进行加工时，需要考虑到抛光工件的端面和四周圆弧，通过对抛光机进行分析和设计，对抛光盘回转机构中所需要的零件参数进行选择，完成抛光盘回转运动的设计。3.2.1抛光盘回转结构方案设计1.抛光盘在回转过程中能被固定，不会移动或者掉落；2.抛光盘在回转的同时可以进行30°倾斜回转。通过对要求的分析，在此机构上方安装一组齿轮传动，在回转的过程中利用万向节让抛光盘进行30°回转抛光。动作过程为：（1）在抛光手机壳后端盖时，抛光盘整周回转对手机后端盖进行抛光；（2）抛光手机壳四周时，右端电动机工作带动整个箱体做转动，控制电动机转动30°后停止工作，从而抛光盘旋转30°，手机壳所在工作台整周回转，对工件的四周进行抛光；（3）当两个工位加工完时，抛光盘和工作台停止转动。3.2.2抛光盘回转机构结构设计（1）X、Y轴方向传动结构设计抛光盘回转结构设计中需要保证抛光盘在工作时可以上下左右移动，移动过程中运动位置准确。因此在抛光盘进行垂直移动和水平移动时选择滑动导轨。如图3.2所示。图3.2滑动导轨（2）抛光盘回转结构设计抛光盘在电动机和滑动导轨的工作下可以实现整周回转，对手机壳后端盖进行抛光，在抛光手机壳四周圆弧时，齿轮减速电动机工作，让抛光盘摆动30°对工件进行抛光，因此在设计抛光盘回转角度时选择380V三相交流减速电机来进行角度的偏转，如图3.3所示。图3.3三相交流减速电机3.2.3锥齿轮传动参数选择以及计算机床中的锥齿轮主要用于传递相交轴的运动，有时也利用几个锥齿轮组成差动机构，以进行同轴差动传动。锥齿轮与其他非平行传动系统如摩擦锥、螺旋齿轮等相比，具有传动效率高、发热小、结构紧凑、速度比较恒定、承载能力大的优点，但锥齿轮的加工较复杂。在减速传动时，锥齿轮的齿数比最大可达到10；在增速传动时，为避免振动、噪声，其齿数比一般不大于3。机床中锥齿轮的传动比通常在1~2.5之间。根据本文设计的抛光盘回转机构中，锥齿轮选择传动比i=的正交等比齿轮传动。选择的轴交角∑=90°；锥齿轮模数选择m=2.5.锥齿轮齿形选择根据机床使用条件要求，可参考表3-4选择齿形。根据表格所给出适应场合，本文设计抛光机回转机构中锥齿轮选择直齿锥齿轮。表3-4机床锥齿轮齿形的选择齿形尺寸范围与速度、精度、粗糙度指标推荐场合m/mmD/mmR/mm大端速度m/s精度与粗糙度直齿1~20≤800≤400一般≤3鼓形齿≤5磨齿≤10精度一般为8、9级，进给齿轮；普通弧（βm=35°）2.5~15≤800≤420一般≤11磨齿≤40精度一般为7.8级主传动齿轮等高弧齿（βm=35°）2~20≤800≤420一般≤11磨齿≤40精度可达6级，齿形误差小精密分度链齿轮直齿锥齿轮传动几何尺寸计算分度圆直径D：D=mz（3-2）即：D=2.5×17=42.5（mm）节锥角δ:∑=90°时，δ1=arctanz1/z2（3-3）δ2=∑-δ1（3-4）即：δ1=arctan2020δ2=90°-45°=45°锥距R：R=d1/2sinδ1=d2/2sinδ2（3-5）即：R=60/2sin45°=42.43（mm）齿宽b：b=φRR,φR=1/3-1/4，一般φR=0.3（3-6）b=10m取两者中较小值（3-7）即：b=0.3×42.43=12.729（mm）b=10×2.5=25（mm）根据要求取得齿宽b=12.729（mm）径向变位系数x：∑=90°时；z1≥13，x1=-x2=0.46[1-(1/i2)]（3-8）即：x1=0.46[1-(1/1)]=0x2=0齿顶高ha:ha1=m（1+x1）(3-9)ha2=m(1-x1)(3-10)即：ha1=2.5×1=2.5（mm）ha2=2.5×1=2.5（mm）齿根高hf：hf1=m(1.2-x1)(3-11)hf2=m(1.2+x2)(3-12)即：hf1=2.5×1.2=3（mm）hf2=2.5×1.2=3（mm）齿根角θf；θf1=arctanhf1/R(3-13)θf2=arctanhf2/R(3-14)即：θf1=θf2=arctan3.6/42.43=1.76°齿顶角θa：θa1=arctanha1/R(3-15)θa2=arctanha2/R(3-16)即：θa1=θa2=arctan3/42.43=1.69°锥齿轮传动强度计算目前，设计一般使用的传动齿轮时，通常只按保证齿根弯曲强度和齿面接触疲劳强度进行计算。国家标准GB/T10062-1988《锥齿轮承载能力计算方法》规定了锥齿轮齿面接触强度，齿轮弯曲强度的计算校核。因此本节对锥齿轮的强度进行校核。齿面接触疲劳强度：P≤nc1×b×IH×m²z1²[σH]²其中：P——该齿轮传递的功率（kw）nc1——小齿轮计算转速（r/min）δ1——小齿轮的节锥角；Z1——小齿轮齿数；m——锥齿轮的模数（mm）b——齿宽（mm）φR——齿宽系数，一般取0.3；IH——齿轮接触强度几何特性系数；K1——载荷集中系数；K2——动载系数；KHS——齿轮接触强度寿命系数；即：P≤P≤1.46KW齿轮弯曲疲劳强度：P≤nc1×b×If×m²z1²[σF]²其中：If——齿轮弯曲强度计算的几何特性系数；Kx——尺寸系数：KFS——齿轮弯曲强度寿命系数；[σF]——齿轮弯曲疲劳许用应力；即：P≤P≤1.13KW抛光盘回转结构中选择伺服电动机功率为0.4KW，符合要求。3.2.4滚珠丝杠副的计算和使用1、计算选用基本原则滚珠丝杠副的承载能力用额定负载表示，其定义、计算和选用方法与滚动轴承基本相同。一般根据额定动载荷选用滚珠丝杠副。对转速高、支承距离大的滚珠丝杠副需做临界转速的校核。本节对选用的滚珠丝杠副进行计算和校核。2、疲劳寿命计算（1）额定寿命：Lh其中：LhCa——额定轴向动负荷；Fm——丝杠的轴向当量负荷；nm——丝杠的当量转速；ft——温度因素；fh——硬度因素，一般取fh=1；fa——精度因素；fw——负荷性质因素；fk——可靠性因素；即：LLh=15500（h）3.滚珠丝杠副系统刚度的计算在实际设计中，采用提高轴承、轴承座、螺母座刚度等措施来提高滚珠丝杠副系统刚度。参考ISO标准，滚珠丝杠副系统刚度计算公式可简明表示为1Rt其中：Rt——滚珠丝杠副系统刚度（N/μm）；Rs——滚珠丝杠轴刚度（N/μm）；RsRu——滚珠丝杠副螺纹滚道与钢珠在轴向的接触刚度（N/μm）；R=22.4N/μm1=0.045即：Rt=22.5N/μm丝杠热位移δt（m）以及其补偿：δt=α∆tlu利用（3-22）公式可以对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长。丝杠热拉伸后会使预拉伸力下降以致消失，却不会产生行程误差。3.2.5伺服电动机参数计算和型号选择伺服电动机在主轴回转机构中起到非常重要的作用，可以直接影响抛光盘对手机壳的加工精度。伺服电机对抛光盘回转速度的控制以及倾斜30°回转抛光的要求十分精确，伺服电机是将电压转化为转矩和转速来带动抛光盘回转。伺服电机比步进电机精度更加准确，在选择伺服电动机时需要考虑成本。通过对比伺服电机的不同型号之间的差异性，选择出最适合本机构的电机，以下则是对伺服电机的计算和选型。1.伺服电机特点及应用范围：伺服电机有直流伺服电动机和交流伺服电动机：（1）交流伺服电动机主要由定子和转子两大部分组成。定子结构与一般异步电动机相似，转子结构常用的有笼型和非磁性杯型。笼型转子机械强度高，而对快速反应性要求较高的场合下，多用非磁性空心杯转子；（2）直流伺服电动机的工作原理与普通直流电动机相似，从工作情况看，伺服电动机要经常正转、反转和停止等几种情况交替和间断进行。直流伺服电动机具有宽广的调速范围、机械特性和调节特性的线性度好、响应速度快、无自转现象等特点。通过对比，抛光盘回转结构使用直流伺服电动机。选择电动机容量选择电动机容量就是合理确定电动机的额定功率。决定电动机功率时要考虑电动机的发热，过载能力和起动能力三方面因素，但一般情况下电动机容量主要由运行发热条件而定。电动机发热与其工作情况有关。对于载荷不变或变化不大，且在常温下长期连续运转的电动机，只要其所需输出功率不超过其额定功率，工作时就不会过热，可不进行发热计算。、工作机所需转速：Nm=V×1000×60Nm——电动机所需转速；V——进给速度；Ph——滚珠丝杠导程；A——减速比，一般取1；即：NNm=12000mm/min=1200r/min本结构选择的伺服电动机额定转速在2300~2750r/min,满足使用的需求。(2）主轴所产生的负载惯量：抛光盘回转机构折算在电机主轴上的转动惯量为： JW=M∙(即：J螺杆的转动惯量为：JB=MB∙即：J总负载惯量为： JL=JW+J即：J伺服电机转速的计算公式： N=vPB （3）驱动负载所需要的扭矩：机构克服摩擦力需要的转矩： Tf=M∙即：T抛光盘回转主轴需要的转矩： TA1=M∙(即：T压紧力引起滚珠丝杠的扭矩：T2=0.05(tanβ)−0.5上述是对两工位的参数进行的综合计算，因为在计算时发现两个工位的电机所需要的转矩大小相似，所以该机构对两个工位选用同种型号的伺服电机，这样能够更好的对机构进行调试，并且及时发现问题。由上面对伺服电机的型号选择方法，将本系统选择型号为S-661的伺服电机。将该伺服电机的具体参数列入下表（表3-5）。表3-5伺服电机参数电机型号额定转矩（N·m）额定功率kw额定转速r额定电压/V额定电流小于/A允许正反转速差r/minS-6610.90650.442400~27501102.92003.3夹具体机构设计3.3.1夹具体设计：设计夹具体是为了保证抛光手机壳后端盖时，被加工工件不会产生移动导致加工误差。利用轴向定位和真空气孔加紧可以有效的保证手机壳后端盖的位置精度以及尺寸精度。具体夹具体如下图3.4所示：3.3.2材料的选择：夹具体紧定螺钉选择圆柱内六角螺钉，将夹具体安装在工作台上时防止夹具体在装夹的时候松动，紧定螺钉材料为35钢，选择型号为：M8×25-QGB70-76;吸盘采用橡胶材质，在抽气的过程中，压缩自身的弹性来紧固工件，保证工件的相对位置不改变，在停止抽气的时候，橡胶利用自身的弹性，松开工件，保证工件内部质量，3.3.3夹具体工作流程：在装夹手机壳的时候，用手机壳内部定位销1和2来进行轴向定位；装夹好后利用真空抽气孔5将手机壳与真空吸盘6之间的多余空气抽走，达到紧固工件；当工件加工好后，停止抽取空气，吸盘会立即恢复弹性，使得工件迅速脱落，也不会对工件内部表面产生划痕，从而保证加工的效果。装夹示意如图3.5所示：1，2—手机壳内部定位销；3—紧固螺纹孔；4—定位圆销孔；5—真空抽气孔；6—真空吸盘图3.4夹具体示意图3.4工作台回转结构设计工作台的设计在整个机床系统中较为核心的结构，工作台不仅要完成Y轴方向的移动，还要完成工作台上夹具体的整周回转。本机构采用的是双工位同时加工，因此夹具体的回转方向与速度要一致，以下会对工作台内部的结构做具体计算与设计。3.4.1工作台回转结构设计1.回转机构要求：（1）需要将夹具体安装在工作台上，工作台可以整周回转。（2）工作台上两工位的回转速度要一致，保证加工精度。2.回转机构结构设计：电动机和带传动共同组成工作台的回转机构。在抛光回转的过程中整个工作台会回转，要保证回转的速度与抛光盘回转的速度一致。带传动选择同步带传动，利用张紧在带轮上的带，借助他们的摩擦或者啮合，在两轴之间传递运动或者动力。更大程度上的保证了整个机构具有较大的刚度和强度，增加机构的稳定性。3.4.2同步带参数计算同步带是一种工作面为齿形的环形传动带，一般采用伸长率小、抗拉与抗弯疲劳强度高的钢丝绳作为强力层。在带背的内表面开有工艺凹槽，能改善带的柔性，同时在转动过程中，可使齿间的截留空气逸出，以消除噪声。同步带传动具有传动比比较准确、不打滑、效率高，初拉力小以及适用的功率范围较广等优点。下面进行具体参数计算：设计功率Pd：Pd即：P选择带型和节距Pb:根据Pd=0.48kw。转速n1=1440/min。选择H型，节距Pb=12.7mm小齿轮的齿数z1：根据带型为H型和小带轮转速n1，查的小带轮的最小齿数zmin=18，我们选择z1=20；小带轮的节圆直径d1：d1即：d大带轮的齿数z2：z2即：z大带轮节圆直径d2：d2即：d带速v：V=π即：V=初定轴间距a0:取a0=400mm带长以及其齿数：L0即：LLL由表查的带长代号为480,的H型同步带，其节线长Lp=1219.2mm，节线上齿数z=96.实际轴间距a：结构的轴间距可调整a=a即：a=400+a=389.81（mm）带轮的结构尺寸：小带轮：z1=20;d1=80.85mm;da1=79.48mm;大带轮：z2=48;d2=194.04mm;da2=192.67mm;3.4.3带传动的张紧：带的预紧力对其传动能力，寿命和轴压力都有很大的影响。预紧力不足，传递载荷的能力降低，效率低，且使小带轮急剧发热，胶带磨损；预紧力过大，则会使带的寿命降低，轴和轴承上的载荷增大，增加轴承的发热和磨损。因此，适当的预紧力是保证传动带正常工作的重要因素。在带传动时，预紧力是通过带与带轮的切边中点处加一垂直于带边的载荷G，使其产生规定的扰度f来控制。同步带的预紧力：G=F其中：G——载荷N;F0——预紧力（N）;L——切边长（mm）;Lp——同步带节线长；Y——修正因素；即：G=G=18.6N3.5本章小结本章对金属壳多工位抛光机的技术要求进行分析和较为详细的结构设计。同时对每个部分的结构进行方案分析和参数的选择计算，根据选择出的方案进行结构设计和零部件计算以及选型，完成各个机构的参数的确定。在对伺服电机的选择，通过查找《机械师设计手册》中所给的公式计算出力、转矩、扭矩、效率等参数，完成对电机的型号选定。论文中每个零件的选择都是根据理论的计算和分析设计出来，从而确保各个零部件的合理性。

第4章结论和展望4.1结论本篇论文设计的金属壳多工位抛光机利用机器对被加工工件进行抛光，在很大的程度上提高了效率，抛弃了传统的加工方法，使加工环境也进一步得到了改善。在结构设计过程中得到以下几点结论:（1）在对金属壳多工位抛光机进行方案设计时，先设计出整体方案，再通过分析各个方案所需要的零部件或者所抛光机所需要的结构类型，通过进行比较它们之间的差异性，适当的选出最佳方案。（2）根据抛光机所确定的方案将整体分成抛光盘工艺的设计、抛光盘回转结构设计、夹具体定位夹紧机构、工作台整周回转机构四大部分。通过机构所确定的参数，进行主轴伺服电机转矩、扭矩和其它力的计算，对伺服电机的关键零部件以及型号进行选定。斜齿轮的选择和滚珠丝杠型号的确定。接着再对抛光盘回转机构所需要的附加工序进行分析，确定使用万向节来使得抛光盘实现45°回转运动。最终对整个系统各个分机构的整合和布局，完成金属壳多工位抛光机结构设计。（3）对金属壳多工位抛光机进行总体分析。其目的是对各个机构的设计以及选择类型是否合理，主轴伺服电机的选择是否能够达到工作所需要的要求，各个支撑板以及关键部位的支撑部件是否合理并且满足强度和刚度的要求。再进行装配图的剖视，以及关键部位的零件图的绘制，进一步的对结构进行表达。4.2展望随着现代工业的飞速发展，在每个行业都会出现一些传统手工抛光无法加工的新型的产品，同时在各个企业中也会产生竞争关系，国内的新型设备也在不断更新，由于本人能力不足，在研究设计中会产生很多问题，还需要在后续的学习中进行努力更改，在设计过程中遇到以下几个问题：（1）在抛光盘选择的过程中会考虑到抛光盘的使用方法和使用寿命，一般的抛光盘的磨粒在抛光被加工工件时多多少少都会留下一些划痕，应该进一步寻找适合的磨粒材料和能够拥有更长时间的使用寿命的抛光盘，对抛光工件的表面粗糙度有显著的提高。（2）本文所设计的抛光机只能抛光一些精度要求不是很高的加工工件，后续应该使得抛光机适