【正文】 工方法無法比擬的特點，如砂輪上參 與切削的磨粒多，切削刃多且?guī)缀涡螤畈煌?；僅在較小的局部產生加工應力；磨具對斷續(xù)切 削、工件硬度的變化不很敏感；砂輪可實現在線修銳等，因而可使加工件獲得很高的加工精 度。利用計算機仿真，可以模擬磨削過程，并能分析和預測不同條件下磨削效 果和磨床的性能，但仿真必須建立在有充分實驗數據的基礎之上。國內應以實用化為目標，進行相關測試技術的研究，研究精度高、可靠性好、實用性 強的測試技術與設備。這需要研究新的實用的傳感器、檢測與監(jiān)控方法。重要的關鍵問題有二：①新的、高效實用的砂輪修整技術及其裝置；②砂輪在線修整技術。 6)砂輪在線修整技術 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 33 在磨削過程中，砂輪由于磨鈍和磨損，需要進行及時修整，特別是對超細磨料砂輪而言，更 需頻繁修整。 磨床支承構件是砂輪 架、頭架、尾架、工作臺等部件的支撐基礎件。單層電鍍 CBN 砂輪的線速度可達 250 m/s，發(fā)展超 高速磨削也需要 150 m/s以上的砂輪，但國內 80～ 120 m/s 的 CBN 砂輪仍在研制之中。又如日本三井精機公司生產 的高速工具磨床，主軸上下移動 (行程 25 mm)采用直線電機后，可達 400 次 /min，是原來的 2 倍，加工效率提高 3～ 4倍。進給單元是使砂輪保持正常工作 的必要條件，也是評價高速、高效及超高速磨床性能的重要指標之一，因此，要求進給單元 運轉靈活，分辨率高，定位精度高，沒有爬行，有較大的移動范圍 (既要適合空行程時的快 進給，又要適應加工時的小進給或者微進給 )，既要有較大的加 速度，又要有足夠大的推力 ，剛性高，動態(tài)響應快，定位精度好。 目前，國內主軸單元的速度大約在 10 000 r/min 以下，且其精度、剛性及穩(wěn)定性有待于考驗 和提高。要滿足這些要求，主軸的制造及動平衡，主軸的支撐 (軸承 )，主軸系統(tǒng)的潤滑和冷卻，系統(tǒng)的剛性等是很重要的。 2） 高速、高精度主軸單元制造技術 主軸單元包括主軸動力源、主軸、軸承和機架幾個部分，它影響著加工系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性 及應用范圍，其動力學性能及穩(wěn)定性對高速高效磨削、精密超精密磨削起著關鍵的作用。關鍵技術介紹如下： 1） 磨削機理及磨削工藝的研究 通過對磨削機理和磨削工藝的研究，揭示各種磨削過程、磨削現象的本質，找出其變化規(guī) 律 ，例如，磨削力、磨削功率、磨削熱及磨削溫度的分布、切屑的形成過程、磨削燒傷、磨削 表面完整性等的影響因素和條件；不同工件材料 (特別是難加工材料和特殊功能材料 )和磨削 條件的最佳磨削參數；磨具的磨損，新型磨具材料的磨削性能等，只有通過磨削機理和磨 削工藝的研究，才能確定最佳的磨削范圍，獲取最佳的磨削參數。 5)相關技術的發(fā)展 如砂輪制造技術、控制技術、運動部件的驅動技術、 支撐技術等，促進了磨削技術 及磨削裝備的發(fā)展。 2)加工效率高 如緩進給深磨，一次磨削深度可達到 0～ 25 mm，如將砂輪修 整成所需形狀，一次便可磨出所需的工件形狀。據1997 年歐洲機床展覽會 (E MO)的調查數據表明， 25%的企業(yè)認為磨削是他們應用的最主要的加工技術，車削只占 23%， 鉆削占 22%，其它占 8%；而磨床在企業(yè)中占機床的比例高達 42%，車床占 23%，銑床占 22%，鉆 床占 14%。日本開發(fā)了電解在線修整 (ELID)超精密鏡面磨 削技術，使得用超細微 (或超微粉 )超硬磨料制造砂輪成為可能，可實現硬脆材料的高精度、 高效率的超精密磨削。 國內外都采用超精密磨削、精密修整、微細磨料磨具進行亞微米級以下切深磨削的研究，以 獲得亞微米級的尺寸精度。據報道，德國 Aachen 大學正在進行目標為 500 m/s 的磨削實驗 研究。按磨削精度將磨削分為普通磨削、精密磨削 (加工精度 1 μ m～ μ m、表面粗糙度 R a μ m～ μ m)、超精密磨削 (加工精度＜ μ m , 表面粗糙度 R a ≤ μ m)。即每個磨刃的切削深度極小。 ●擁有大量的切削刃。磨削工具在切削過程中，磨程度上會切刃自銳化。 6. 磨削加工的特點 磨削加工是一種把磨粒作為切削刃的切削工藝。磨削比大，在一定程度上說明砂輪壽命較長。例如砂輪鈍化或切削液不充分，在磨削表面的一定深度內就會出現回火軟化區(qū)，使 表面質量下降，同時在表面出現明顯的褐色或黑色斑痕，稱為磨削燒傷。產生表面波紋度的主要原因是工藝系統(tǒng)的振動。 4. 磨削精度和表面質量 大多數情況下磨削是最終加工工序，因此直接決定工件的質量。試驗研究表明，根據磨削條件的不同，磨削熱約有 60～ 85％進入工件， 10～ 30％進入砂輪，～ 30％進入磨屑，另有少部分以傳導、對流和輻射形式散出。軸向分力較小，一般可不予考慮。磨屑的形狀有帶狀、擠裂狀和熔融的球狀等，可據以分析各主要工藝參數、砂輪特性、冷卻潤滑條件和磨料的性能等對磨削過程的影響，從而尋求提高磨削表面質量和磨削效率的措施。磨粒的切削過程可分 3個階段。尖端是半徑為幾微米至幾十微米的圓弧。由于金剛石和立方氮化硼磨料的應用，磨削原理又得到新的發(fā)展。在磨屑形成方面，德國的 的因素進行了幾何計算和研究在 1925 年提出了研究報告。磨削原理的研究內容主要包括磨屑形成過程、磨削力和磨削功率、磨削熱和磨削溫度、磨削精度和表面質量、磨削效率等，目的在于深入了解磨削的本質，并據以改進或創(chuàng)造磨削方法。 一項雙邊及多邊的國際金屬切削及特種加工學術會議 IMCC，每兩年舉行一次，迄今在國內已舉行了五次，每次都有大量的磨削，方面科研論文在會上宣讀。 玻璃的磨削及拋光，研磨是一個重要方面，遠自五、六十年代我國對光學玻璃的加工主要是研磨進行了大量生產上的使用，近十年由于建材工業(yè)和輕 工業(yè)的發(fā)展，玻璃的圓角加工，倒棱加工，斜邊加工 (主要用于制鏡業(yè)，全國已有數以百計的制鏡廠和數以成百上千的金剛石磨削玻璃邊緣的磨床 )也用了大量金剛石砂輪進行加工，其中最新例子為輕工部沈陽輕工機械研究所研制成功的 MB－ 10B 型十個金剛石砂輪磨頭的玻璃斜邊磨削機床，已達到國際上八十年代初技術水平，于 1991 年 12月通過部級鑒定。煙臺砂輪廠近幾年先后 研制成功了樹脂結合劑強力珩磨油石，金鋼石珩磨油石，和蝸桿珩磨砂輪等系列產品，替代了進口產品，在推廣應用強力珩磨新工藝工作中，積累了不少經驗。 以金鋼石砂輪磨削工程陶瓷材料方面，國內近年開展工作較多的如華中理工大學、東北工學院、鄭州三磨所、天津大學等，東北工學院還和日本關西大學對金屬陶瓷磨削研究進行了國際間協(xié)作。國內個別很有遠見的工廠考慮到含碳類鋼鐵材料的廣泛應用，及早引進國外較為先進的 CBN 生產技術，這無疑是正確的。m。沙市機床工業(yè)公司的生產的 3MZ306 全自動軸承溝道超精研機不僅實現全自動而且粗糙度可達 ~。險峰機床廠與德國瓦德里希 .濟根廠合作生產 MK84125， MQK84315 型數控軋輥磨床，提供給武鋼等大型企業(yè)。這方面研究工作進行較多的如預應力磨削表面殘余力研究 (華南理工大學 )，磨削燒傷用模糊數學法加以預測 (吉林工大 )或用模糊數學方法評定磨削表面質量等 (北方工大 )。此外還有絲杠磨床及內螺紋磨床及蝸杠磨床等。在高效磨齒工藝方面，上海磨床所發(fā)展了用球面蝸杠砂輪磨，重慶大學在高效磨齒工藝上做了很多工作。 發(fā)展了其 它各種形式的磨削。冶金行業(yè)近年自國外引進不少高效鋼坯磨床外，由冶金部組織東北工學院，蘇州冶金機械廠等單位開發(fā)了 YLM－ 1 型雙面立式半自動修磨生產線，填補了當時的國內空白。由于鄭州第二砂輪廠成功地引進了寬砂帶靜電植砂全套設備， 并且年產量達數百萬平方米，因而為今后在國內更廣泛應用砂帶磨削創(chuàng)造了很好的條件。 發(fā)展緩進給強力磨削工藝及機床，例如北京機床研究所與北京第四機床廠在國內最早發(fā)展此種機床，近年又在杭州機床廠等單位發(fā)展了 HZ河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 17 － 029 型液壓緩進 給成型磨床， MLK7140 型數控緩進深切成形強力磨床。 總之，天然礦石的磨料已趨于淘汰之勢。這種礦物原料在世界上許 多地方的蘊藏量都很豐 富，礦石的質地與晶位各異，這種礦物材料的切削性能較差，一般只作為拋光使用。 4） 柘榴石：系一種天然礦物材料，如采用這種柘榴石在高溫條件河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 16 下進行熱處理，可使這種材料的硬度和韌性增強。 2） 石英砂：類似燧石，比燧石的純度又高了一層，主要化學成分為 SiO2，莫氏硬度 7，理化性能如燧石。磨料分天然和人造兩大類。這就希望我們共同努力去開拓這個有廣闊前途的市場。 段（九十年代后期） 進入九十年代，磨料磨具行業(yè)的生產與銷售、科研都起著很大很大的變化，主要表現為品種日趨多樣化，專業(yè)化，競爭也前所未有的日趨激烈，科研與銷售成為每個廠家的重中之重，而我們做為砂帶的專業(yè)生產廠家，也是如此。 人造金剛石和立方氮化硼的磨具。 立方氮化硼是超硬磨料另一種類型，其性能與人造金剛石磨料相似，還具有比人造金剛石一些獨特的優(yōu)點，如耐熱方面優(yōu)于人造金剛石。 我國是在六十年代中期開始試制與發(fā)展人造金剛石。金剛石的用量，每加工百萬噸鋼鐵所用的金剛石的量來表示這個國家的工業(yè)發(fā)展水平，美日及主要西方國家的用量均超過了 1820萬克拉每百萬噸鋼，美國是世界上金剛石用量最大的國家。 在國內，一批具有影響力的重要項目的建成投產，如第二砂輪廠、第三砂輪廠、第四砂輪廠、第五砂輪廠、第六砂輪廠、第七砂輪廠的建成投產。本階段又可分為以下幾個時期： 1） 1900 年 1920 年左右：這一時期，出現了除無心磨床以 外的所有磨床，這促使汽車、軍工、電極工業(yè)有了很大的發(fā)展。 可以說，開始使用硬度較高的天然磨料是這一時期的普遍特點。經過專家考察在宋朝也早存在九轉速的磨；十三世紀時即在元朝時候，中國人已開始用天然樹膠將貝殼粉 粘在羊皮紙上制成摩擦工具，這是世界上已知的最早的涂附磨具，幾乎與此同時，在地中海沿岸的意大利人也開始使用簡單的涂附磨具。 其實人類最早使用磨削要追溯到原始社會，在母系社會，人們就已經開始使用最簡單的石器，而這些最簡單的石器是用簡單的石頭之間互相摩擦得來的。在老師的辛勤指導下和同組同學的幫助下，我的這次設計取得了基本成功，達到了廠家的基本要求。 四年來，在我系老師及領導的精心關懷和指導下，我學習了機械設計制造與設備專業(yè)的有關知識，同時也了解了一些相關學科的基本情況，為畢業(yè)設計打下了堅實的基礎。 珩磨機床作為復雜的生產工具，最根本的是加工工藝與主機結構布局設計，而各種新工藝，新材料，新元件，新刀具，新控制系統(tǒng)等也將運用在珩磨機床 上，未來的珩磨機床的加工精度會更高，加工效率更快，加工范圍更廣泛。 本次設計主要是珩磨機的總體設計，其主要包括主軸箱，珩磨頭，主軸等設計。 答辯委員會主席（組長） 簽字（蓋章） 年 月 日 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 5 河 南 理 工 大 學 萬 方 科 技 學 院 畢業(yè)設計（論文）答辯委員會（小組）決議 院（系） 專業(yè) 班 同學的畢業(yè)設計（論文）于 年 月 日進行了答辯。 指導教師 簽字（蓋章） 年 月 日 根據審查，準予參加答辯。本次設計從分析機械系統(tǒng)設計的任務和目標開始，介紹機械系統(tǒng)的組成，各組成部分之間的配置，選擇和結構匹配性設計，以 及進行機械系統(tǒng)整體設計時應該考慮哪些問題，目的是培養(yǎng)學生多樣性設計，結構設計創(chuàng)新和整體設計的能力。該設計代表了珩磨機設計的一般過程。設計的正確程度也標志著我們是否具有一個工程師的基本素質。綜合以上各種材料，得出了現在比較滿意的結果。 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 11 1 磨削技術 磨削加工的發(fā)展歷史 我國是采用磨削加工方法的最古老的國家之一，如在古代科學巨著《天工開物》中就有“切、磋、琢、磨”的成語，而其中“ 磨”就是指的磨削加工。 北魏時一個叫崔亮的創(chuàng)造了水磨，用來加工糧食，晉代劉景宣創(chuàng)造了可同時運行八盤天然巖石磨盤的石磨；唐朝時又出現了陶磨及磨碾，這些磨具均在山西長治縣“王琛”墓中出土。 2. 磨削加工發(fā)展的第二階段（ 18401900 年前后） 這一階段出現了新的特點，即隨著工業(yè) 的發(fā)展、被加工材料的硬度越來越高，原來簡單的磨料磨具滿足不了發(fā)展的需要，于是人們就開始河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 12 尋求硬度更高的物質來做磨料，先后找到了天然剛玉、黃寶石、天然金剛石等材料人們把這些天然材料破碎后和陶土混合后，燒成具有一定形狀的磨具，以此來進行加工。 1893年美國卡不倫登公司的 SiC人造磨料這是人類歷史上最早出現的人造磨料，以后又有人用電弧爐發(fā)明了人造剛玉磨料，這些人工合成磨料的出現，意義是重大的，結束了人類只能利