【正文】 還不能有效觀察侵蝕后的組織，因此必須將磨痕完全拋去，使表面達(dá)到光亮的鏡面那樣的光潔度，從而滿足顯微觀察的要求。拋光后的表面在 200 倍的顯微鏡下觀察基本上沒有磨痕和磨坑。目前，市場(chǎng)上的拋光機(jī)主要是簡易的，拋光機(jī)的金屬截面較小，不便對(duì)截面積較大的截面進(jìn)行拋光作業(yè)。對(duì)于截面較大的試樣一般采取切割分塊分別拋光然后在組合觀察，這樣就不可 避免的影響觀察質(zhì)量。因此設(shè)計(jì)一種能對(duì)截面較大的試樣進(jìn)行一次性拋光的機(jī)械是非常有必要的。拋光的方法只要有機(jī)械拋光法、點(diǎn)解拋光法及化學(xué)拋光法等。 機(jī)械拋光法 機(jī)械拋光法是一種常用的方法，是在專用的金相試樣拋光機(jī)上進(jìn)行，轉(zhuǎn)速一般以200~300r/min 為宜。在拋光盤上裝有拋光用織物（如粗拋用帆布、細(xì)拋用呢料、絨布、金絲絨。綢布等）。拋光時(shí)應(yīng)在織物上含有適量的拋光用磨料。常用的拋光用磨料是 32OCr 粉 32OAl 粉的水懸浮液，一般是 1L 水加入 5g 32OAl 或 10~15g 32OCr 。拋光時(shí)試樣表面應(yīng)保持適當(dāng)濕度，通?？捎帽砻嬖诳諝庵?3~5s 能將水膜蒸發(fā)的濕度為宜。拋光前應(yīng)將試樣磨圓滑，以便保護(hù)織物不被刮破及試樣飛出。 化學(xué)拋光及化學(xué)機(jī)械拋光 化學(xué)拋光是依靠化學(xué)試劑對(duì)試樣進(jìn)行選擇性溶解作用將磨痕去除的一種方法，如1~2g 草酸、 2~3mL 氫氟酸、 40mL 過氧化氫、 50mL 蒸餾水的化學(xué)試劑。對(duì)碳鋼、一般低合金鋼的退火、淬火組織進(jìn)行化學(xué)拋光，效果較好。此方法用于沒有機(jī)械拋光設(shè)備的情況?；瘜W(xué)拋光總是不太理想，若與機(jī)械拋光相結(jié)合，利用化學(xué)拋光劑邊腐蝕邊機(jī)械拋光可以提高拋光效能。 電解拋光 電解拋光是在一定的電解液中進(jìn)行的。試樣作陽極，選用耐腐蝕金屬材料為陰極。在接通電源后，陽極表面產(chǎn)生選擇性溶解，逐漸使陽極表面的磨痕消去。通常認(rèn)為，電解拋光時(shí)在陽極表面與電解液之間將形成一層具有電導(dǎo)率的薄膜層。試樣表面高低不平，致使這層薄膜的厚度不均勻。表面凸 出部分的薄膜比凹下去的部分顯然要薄一些，因此凸出部位的電流密度大，此處陽極溶解快，凸出部位漸趨平坦。本設(shè)計(jì)是基于機(jī)械拋光來設(shè)計(jì)一種拋光機(jī)，來方便截面積較大的試樣的拋光。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 拋光機(jī)研制現(xiàn)狀 目前，就拋光機(jī)設(shè)計(jì)而言，仍面臨許多急待突破的技術(shù)難題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 先進(jìn)的金相試樣拋光機(jī)，需要有先進(jìn)的理論作指導(dǎo)。目前，有關(guān)金相試樣拋光機(jī)的理論著作過于老化，新理論和學(xué)術(shù)研究性文章比其他機(jī)械技術(shù)理論少，且深度不夠，學(xué)術(shù)價(jià)值低，這給新機(jī)型的開發(fā)研制帶來了困難。理論研究是今后有待深入探討 的關(guān)鍵內(nèi)容之一。 多數(shù)試樣拋光方法最重要的特點(diǎn)是拋光時(shí)產(chǎn)生高溫，會(huì)造成金相組織發(fā)生變化，給金相分析造成困難因而，金相取樣時(shí)必須進(jìn)行充分冷卻。通常使用的冷卻液為水，冷卻試樣靠自來水壓力注射，冷卻程度的好壞直接關(guān)系到試樣的切割質(zhì)量。目前，關(guān)于試樣拋光的冷卻方式的專題研究成果還未見報(bào)道。 在處理復(fù)雜系統(tǒng)控制問題時(shí)，傳統(tǒng)控制方法對(duì)于復(fù)雜性、不確定性、突變性所帶來的問題總有些力不從心。為了適應(yīng)不同技術(shù)領(lǐng)域和社會(huì)發(fā)展對(duì)控制科學(xué)提出的新要求，我們必須發(fā)展新的控制模式。近年來，在傳統(tǒng) 控制中加入邏輯推理和啟發(fā)式知識(shí)，將傳統(tǒng)控制理論與模糊邏輯、神級(jí)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等人工智能技術(shù)結(jié)合起來，充分利用人的控制知識(shí)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行智能化控制，逐漸形成拋光機(jī)的智能控制。 (1) 拋光機(jī)操作的關(guān)鍵是要設(shè)法得到最大的拋光速率，以便盡快除去磨光時(shí)產(chǎn)生的損傷層，同時(shí)也要使拋光損傷層不會(huì)影響最終觀察到的組織，即不會(huì)造成假組織。前者要求使用較粗的磨料，以便保證有較大的拋光速率來去除磨光的損傷層，但拋光損傷層也較深；后者要求使用最細(xì)的材料，使拋光損傷層較淺，但拋光速率低。 (2) 解決這個(gè)矛盾的 最好方法就是把拋光分為兩個(gè)階段進(jìn)行。粗拋目的是去除磨光損傷層，這一階段應(yīng)具有最大的拋光速率，粗拋形成的表層損傷是次要的的考慮，不過也應(yīng)當(dāng)盡可能小；其次是精拋（或稱終拋），其目的是去除粗拋產(chǎn)生的表層損傷，是拋光損傷減到最小。拋光機(jī)拋光時(shí)，試樣磨面與拋光應(yīng)絕對(duì)平行并均勻地輕壓在拋光盤上，注意防止試樣飛出和因壓力太大而產(chǎn)生新磨痕。同時(shí)還應(yīng)使試樣自傳并青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 沿轉(zhuǎn)盤半徑方向來回移動(dòng)，以避免拋光織物局部磨損太快在拋光過程中要不斷添加微粉懸浮液，使拋光織物保持一定濕度。濕度太大會(huì)減弱拋光的磨痕作用，使試樣中硬相呈現(xiàn)浮凸和剛中非 金屬夾雜物及鑄鐵中石墨相產(chǎn)生“曳尾”現(xiàn)象；濕度太小時(shí)，由于摩擦生熱會(huì)使試樣升溫，潤滑作用減小，磨面失去光澤，甚至出現(xiàn)黑斑，輕合金則會(huì)拋傷表面。為了達(dá)到粗拋的目的，要求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速較低，最好不要超過 600r/min；拋光時(shí)間應(yīng)當(dāng)比去掉劃痕所需的時(shí)間長些，因?yàn)檫€要去掉變形層。粗拋后磨面光滑，但黯淡無光，在顯微鏡下觀察油均勻細(xì)致的磨痕，有待精拋消除。 (3) 精拋時(shí)轉(zhuǎn)盤速度可適當(dāng)提高，拋光時(shí)間以拋掉粗拋的損傷層為宜。精拋后磨面明亮如鏡，在顯微鏡明視場(chǎng)條件下看不到劃痕，但在相襯照明條件下則仍可見到磨痕。拋光機(jī)拋光質(zhì)量的好 壞嚴(yán)重影響試樣的組織結(jié)構(gòu)，已逐步引起有關(guān)專家的重視。近年來，國內(nèi)外在拋光機(jī)的性能上做了大量研究工作，研究出不少新機(jī)型、新一代拋光設(shè)備，正由原來的手動(dòng)操作發(fā)展為各種各樣的半自動(dòng)及全自動(dòng)拋光機(jī)。 (4) 拋光時(shí)，拋光輪高速旋轉(zhuǎn)，零件與拋光輪摩擦產(chǎn)生高溫，使零件金屬塑性提高，在拋光力的作用下，金屬表面產(chǎn)生塑性變形，凸起的部分被壓入并流動(dòng)，凹進(jìn)的部分被填平，從而使細(xì)微不平的表面進(jìn)一步得到改善。也就是說：最外層的毛刺層機(jī)體由于劇烈的塑性變形而破碎成很細(xì)的二次晶體，表層里邊塑性變形較小，越里邊變形越小。 (5) 利用驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶 動(dòng)毛氈輪使其旋轉(zhuǎn)，工件被齒輪齒條循序帶動(dòng)前進(jìn)，當(dāng)工件行進(jìn)至布輪下放時(shí)，仍連續(xù)前進(jìn)，從而使工件和拋光布輪產(chǎn)生摩擦，達(dá)到工件表面光亮之效果。 (1) 本設(shè)計(jì)主要拋光機(jī)設(shè)計(jì)中所需要部件及其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行選擇與計(jì)算，結(jié)合設(shè)計(jì)要求及主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)與選擇。全文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： (2) 拋光機(jī)的概述，簡要介紹拋光機(jī)的應(yīng)用、特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀。 (3) 方案設(shè)計(jì)，對(duì)拋光機(jī)的主軸與砂輪連接形式、工作臺(tái)電機(jī)到工作臺(tái)動(dòng)力的傳動(dòng)方 (4) 案的設(shè)計(jì)、導(dǎo)軌設(shè)計(jì)、拋光輪的設(shè)計(jì)等。 (5) 設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)設(shè) 計(jì)內(nèi)容及主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從而進(jìn)行部件的選擇。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 (6) 部件的選擇，根據(jù)計(jì)算的結(jié)構(gòu)并結(jié)合實(shí)際要求選用合適的零部件。 (7) 冷卻系統(tǒng)的簡單設(shè)計(jì)和電氣控制的簡單介紹。 第 2 章 方案設(shè)計(jì)及電動(dòng)機(jī)選用 主電機(jī)與拋光輪的連接設(shè)計(jì) 拋光時(shí)拋光輪受到摩擦力、拋光切削力，拋光輪與電機(jī)的連接有多種方法。拋光輪可以與電機(jī)主軸連接，但所選電機(jī)伸出長度有限，且普通電動(dòng)機(jī)伸出軸只能鍵連接，不能滿足要求，在拋光機(jī)設(shè)計(jì)中不宜采取此種連接方法。由此，為滿足要求，設(shè)計(jì)拋光輪與電動(dòng)機(jī)之間用彈性柱銷聯(lián)軸器連接。拋光輪再通過一 對(duì)角接觸球軸承配合連接，使主軸更加平穩(wěn)可靠。拋光輪與主軸用螺母和擋圈固定。 彈性聯(lián)軸器有很多功能： 補(bǔ)償由于制造和安裝誤差造成所聯(lián)接兩軸的軸向位移 ,徑向位移和角位移，避免軸端產(chǎn)生過大的附加載荷。 緩和電機(jī)工作時(shí)軸上的扭轉(zhuǎn)沖擊。 改變軸系的共振轉(zhuǎn)速，例如當(dāng)沖擊吸收功相同時(shí)。以扭矩為基準(zhǔn)的扭轉(zhuǎn)角越大 (即剛度小 )，沖擊扭矩越小。共振轉(zhuǎn)速越低。此外，聯(lián)軸器的慣性矩也影響軸的共振轉(zhuǎn)速。 減輕軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。不過，這只有采用具有較大外阻尼 (增大摩擦阻尼 )的結(jié)構(gòu)或較大內(nèi)阻尼的材料 (如橡膠、塑料等 )做聯(lián)軸器的 中間傳力件時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)機(jī)器受到意外的過載時(shí)，往往會(huì)造成傳動(dòng)裝置或其他機(jī)件的損壞。如果在傳動(dòng)軸系中采用安全聯(lián)軸器，利用聯(lián)軸器中聯(lián)接元件的破斷、分離或打滑，使傳動(dòng)的力流中斷或限制力流的傳遞，就能起到安全保護(hù)作用。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 圖 21 拋光輪與軸和電機(jī)連接 移動(dòng)工作臺(tái)與工作臺(tái)電機(jī)間的連接設(shè)計(jì) 拋光機(jī)對(duì)的設(shè)計(jì)需要從各個(gè)組織結(jié)構(gòu)出發(fā)，精確的設(shè)計(jì)各組成部分，并最終使其有機(jī)結(jié)合，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并盡量遵循，低成本，小質(zhì)量，易裝卸原則。 拋光機(jī)由電動(dòng)機(jī)通過驅(qū)動(dòng)和減速系統(tǒng)帶動(dòng)工作臺(tái)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)毛氈輪轉(zhuǎn)動(dòng)來拋 光工件，工作臺(tái)的設(shè)計(jì)與其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌和冷卻系統(tǒng)組成。 根據(jù)毛氈輪與工件的相對(duì)位置分為縱向進(jìn)給外圓磨，切入磨，周邊 —— 端面磨，端面 —— 平面磨，從而分成臥式拋光機(jī)與立式拋光機(jī)。臥式拋光機(jī)，其毛氈輪的速度較高而工作臺(tái)的速度很小，根據(jù)其特點(diǎn)來設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案。臥式拋光機(jī)的設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)為帶動(dòng)工作臺(tái)的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工作臺(tái)的移動(dòng)為直線移動(dòng)，而且速度很低。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 本方案設(shè)計(jì)是通過齒輪電機(jī)連接聯(lián)軸器 ，然后通過聯(lián)軸器與齒輪連接 齒輪驅(qū)動(dòng)齒條帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)連接示意圖如下 電機(jī)與工作臺(tái)連接示意圖 動(dòng)機(jī)的選擇 設(shè) 計(jì)臥式拋光機(jī)用拋光輪的圓周面面來拋光金屬試樣，工件形式如圖。工作臺(tái)上放置300? 的試樣隨工作臺(tái)前后移動(dòng)，拋光輪圓周面與試樣接觸，隨著兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣面的拋光。 主軸電機(jī)的選擇 拋光力 對(duì)于拋光所需力的大小計(jì)算，根據(jù)臥式外圓磨床磨削力大小的計(jì)算方法來估算所需拋光力的大小。 外圓磨削的切向力計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式： ????? sawspFt bfvvaCF ?? （ 21） 外圓磨削主磨削力的經(jīng)驗(yàn)公式的指數(shù)和系數(shù)值 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 材料 α β ? ? CF 淬硬鋼 — 22 未淬硬鋼 21 鑄鐵 20 取 ?? ?? ?? ? = ? = 2. 具體參數(shù)選擇 擬定主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 min/960rns ? ，工作臺(tái)速度為 min/m10v ?w 拋光輪速度 sv 由于拋光輪拋光工件尺寸為 300? mm，選取直徑為 mmds 140? 的拋光輪，則：拋光輪速度為 smsmndv sss /??????? ?? 工件速度 wv 工件速度一般選擇 6m /min— 10m/min 這里我們選擇 10m/min 查閱文獻(xiàn)知 FC 取 20 4）拋光力大小 由以上確定的參數(shù)，根據(jù)公式（ 21）得： ????? sawspFt bfvvaCF ?? = 5)拋光功率 mP 主運(yùn)動(dòng)消耗的功率為 kwkwkwvFP stm ???? 6)拋光輪電機(jī)功率 hP 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 電動(dòng)機(jī)與砂輪的連接通過聯(lián)軸器與軸承，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》取 ?軸承? ?聯(lián)軸器? 則 9 5 22 ????? 軸承聯(lián)軸器 ??? m 因此拋光輪電機(jī)功率 kwkwPP mmh ??? ? 選擇電動(dòng)機(jī) 由于存在很多未知摩擦 這里選擇 Y 系列（ IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)（ JB/T9616—1999），電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表見下圖 主電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表 型號(hào) 額定 功率 /kw 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 效 率 /% 功率 因數(shù) 重量 /kg 額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 同步 轉(zhuǎn)速 滿載 轉(zhuǎn)速 Y100L6 1000 940 33 電動(dòng)機(jī)主要外形和尺寸以及示意圖 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 中心高 H 外 形 尺寸HDADL ?? 底角安裝尺寸 BA? 地腳螺栓孔直徑 K 軸身尺寸ED? 裝鍵部位尺寸DGF ?? 100 245180380 ?? 140160? 12 28x60 28248 ?? 工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)選擇 在拋光的過程中，消耗的功率由公 FVP? 式 V已 知，先求 F。 由拋光輪的功率 N=FS rn