【正文】 K1 金剛石 ( ~ ) 106 碳化硼 碳化硅 剛玉 106 陶瓷 硬質(zhì)合金 (5 ~ 7) 106 金剛石的主要化學(xué)成分試碳，含有少量的雜質(zhì)，天然金剛石主要雜質(zhì)元素為氮、鋁、硅、鈣、鎂等，金剛石不溶于酸和堿，但能溶于硝酸鉀、硝酸鈉及碳化鈉等鹽類的熔融體。彈性模量表示材料的強(qiáng)度及其在加工過程中發(fā)生變形的特性。金剛石是硬度最高的磨料，適用于研磨除鋼鐵材料以外的所有材料，特別適用于研磨硬而脆的硬質(zhì)三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 合金、寶石、光學(xué)玻璃等。 5）化學(xué)穩(wěn)定性要好，以避免在加工過程中，與其它物質(zhì)引起化學(xué)反應(yīng)。它具有棱角、一定的硬度和韌性的粉狀或粒狀物質(zhì)。一般情況下，磨具是根據(jù)被加工工件的具體要求以及研磨機(jī)的狀況來設(shè)計(jì)和制作。高壓空氣由氣管 2 進(jìn)入汽缸的下室，同時(shí)氣管 1 接通大氣，從而推動(dòng)活塞 3 帶動(dòng)壓力頭 5 向上移動(dòng)。兩后軸承外全部固定是為了補(bǔ)償主軸受熱伸長(zhǎng)。本系統(tǒng)的箱體就是支承其他零部件的基礎(chǔ)部件，在其上有很多安裝零部件的加工 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 面，起到保證個(gè)零部件相對(duì)位置的基準(zhǔn)作用，同時(shí)不論是靜載荷還是交變載荷，都要傳給箱體，導(dǎo)致其受力復(fù)雜，這樣在設(shè)計(jì)時(shí)就需要滿足靜剛度、抗振性、熱溫性和工藝性等技術(shù)要求。 為了提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛度，減小機(jī)器工作時(shí)軸的震動(dòng)，采用預(yù)緊的滾動(dòng)軸承，機(jī)床的主軸軸承，采用預(yù)緊來提高其旋轉(zhuǎn)精度與軸向剛度，同時(shí)減少工作時(shí)軸的震動(dòng)。 0000012011 2 0≥ 7 0 6 31 1 22 2 41 8 0 8 0≈α==add ddLacd KKPP Pz )Δ(0 +=20 )(500 ?? qKzPFaca ???NqKzPFaca117) ( )(υ500 220=+=+=三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 軸承的選擇與安裝 軸承所承載的大小，方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。 （ 2） 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)是由固聯(lián)于主軸上的帶輪 1（主帶輪）、固聯(lián)于從動(dòng)軸上的帶輪 3（從帶輪）和緊套在兩帶輪上傳動(dòng)帶 2 組成（如圖 ） 。dn ：為電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍，單位為 r/min 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 ai ：傳動(dòng)裝置的合理范圍 wn ：為工作機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為 r/min m in/1440720239。 圖 軸的扭矩圖 M P aW TMca )( )(87500)α(σ 432222 ?? ????? 由機(jī)械設(shè)計(jì)（表 15— 1）查得 ]σ[ 1 =70Mpa， 因此 caσ ]σ[ 1 ，故安全。 機(jī)械系統(tǒng)性能要求 1) 高精度 機(jī)械系統(tǒng)的精度直接影響著平面高速研磨機(jī)的精度，這就要求專用高速研磨磨具，制造具有較高的精度，主軸的位置精度高，安裝位置精度要高，同時(shí)要求整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變形小，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)環(huán)節(jié)少，誤差要小。因 為固著磨料在研磨加工過程中存在著比較嚴(yán)重的沖擊，所以機(jī)床主軸在啟動(dòng)時(shí)作無沖擊的緩加速運(yùn)動(dòng)，在停止時(shí)做緩減速運(yùn)動(dòng)，主軸的這一運(yùn)動(dòng)方式可以通過調(diào)整變頻器的有關(guān)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。 3) 便于維修。 平面高速研磨是采用固著磨料高速研磨固著磨料高速研磨是將散粒的磨料固結(jié)起來制成專用的磨具，在高速研磨機(jī)上進(jìn)行研磨的方法，其結(jié)構(gòu)功能框圖如圖 所示。事實(shí)上在研磨加工過程中，不僅是磨料對(duì)工件表面進(jìn)行切削作用，還存在著其它加工作用，但切削作用是研磨加工的主要形式。機(jī)床 采用高、低兩極氣動(dòng)加緊，由氣壓系統(tǒng)的電磁閥和時(shí)間繼電器控制加壓循環(huán)，機(jī)床還備有研磨液和拋光掖的恒溫裝置和過濾裝置，并可實(shí)現(xiàn)冷卻液或拋光液的冷卻和回收。本文主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容如下 :開發(fā)設(shè)計(jì)平面高速研磨機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及其工作原理 ,進(jìn)行系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 平面高速研磨機(jī)固著磨料高速研磨對(duì)工件表面性能 的影響分析 ,主要探討固著磨料高速研磨中一些研磨參數(shù)對(duì)工件表面性能 ,如粗糙度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性等的影響關(guān)系。 System hardware design and software structure design。 磨具是固著高速研磨所采用的切削工具。安裝夾持部分是根據(jù)采用的機(jī)床及研磨加工運(yùn)動(dòng)關(guān)系來決定。 齒輪減速箱，結(jié)構(gòu)緊湊、 效率高，工作壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，但傳動(dòng)不平穩(wěn)，振動(dòng)大，噪音大，所以我們不采用。 平面高速研磨機(jī)達(dá)到的加工精度高，所以要求主軸轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、無沖擊、剛度好、軸向及徑向跳動(dòng)??；同時(shí)為擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，主軸系統(tǒng)還因具控制面板 電機(jī) 氣閥 汽缸 壓頭 工件 傳動(dòng)部分 主軸 磨具 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 有變速功能。 2. 1 機(jī)械系統(tǒng)的功能及性能要求 機(jī)械系統(tǒng)的功能 1) 實(shí)現(xiàn)主軸的調(diào)速范圍連續(xù)可 調(diào) 主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，是由變頻器控制三相異步電機(jī)，通過皮帶輪帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。二以保證軸的三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 剛度及扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。 （ 1） 電動(dòng)機(jī)的選擇 三相異步電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，運(yùn)行可靠，價(jià)格便宜，具有較好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài) 特性，因此我們選擇三相異步電機(jī)。 m2 轉(zhuǎn)速 (r/min) 電流 (A) 效率 (%) 功率因數(shù) 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 Y100L2— 4 1430 平面高速研磨機(jī)達(dá)到的加工精度高，所以要求主軸轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、無沖擊、剛度好、軸向及徑向跳動(dòng)??；同時(shí)為擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，主軸系統(tǒng)還因具有變速功能。 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 圖 帶掄傳動(dòng)示意圖 1) 確定計(jì)算功率 Pca 計(jì)算功率 Pca 是根據(jù)傳遞的功率 P，并考慮到載荷 性質(zhì)和每天運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短等因素的影響而確定的。對(duì)于純徑想載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。軸承常采用的潤(rùn)滑方式有油潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑兩類。 主軸組件 由于主軸組件要保證一定的加工精度并承受工作壓力和工作臺(tái)的重力，因此要求有較好的精度、剛度和承載能力。其主軸組件結(jié)構(gòu)如圖 所示。 4— 氣缸： 5— 壓力頭 圖 平面高速研磨機(jī)氣動(dòng)壓頭結(jié)構(gòu) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 平面高速研磨機(jī)由于采用高速研磨，這是高速研磨速度 帶來生熱多的一個(gè)問題，這容易引起工件和磨具的熱變形，因此必須考慮到冷卻問題，為了提高冷卻效果，平面高速研磨機(jī)的主軸設(shè)計(jì)為空心軸，冷卻液通過主軸和磨具中心的圓孔進(jìn)入磨具表面，并借助離心力作用向 外飛濺，這不僅可以起到冷卻作用，而卻還可以沖走研磨下來的工件切屑，以免他們劃傷工件表面， 其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 。事實(shí)上 在研磨加工過程中，不僅是磨料對(duì)工件表面進(jìn)行切削作用，還存在著其它加工作用，但切削作用是研磨加工的主要形式。使低硬度的物體表面受到加工。 氧化物系末了的主要成分是 Al2O3,由于他們的純度不同、結(jié)晶工藝不同，而分成不同的品種。 軟磨料主要是用于拋光，而不適合高速研磨。金剛石與其它幾種磨料的彈性模量和抗彎、抗壓強(qiáng)度如表 . 金剛石具有較大的熱容量、良好的導(dǎo)熱性能和很小的線膨脹系數(shù)，這就是使用金剛石磨具能加工出較高表面質(zhì)量的一個(gè)重要因素。 由于平面高速研磨機(jī)具有高精度、高效率、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，從而使平面高速研磨機(jī)具有很好的發(fā)展前景和經(jīng)濟(jì)效益。畢業(yè)設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的最有效方法。感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 致 謝 歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。懷揣 著那僅有的一點(diǎn)頭緒我又開始研究我的論文，幾天下來，經(jīng)過我的一番折騰，終于經(jīng)過兩個(gè)星期的努力，終于寫出了一篇合格的開題報(bào)告，雖然花掉的時(shí)間比預(yù)期的多了點(diǎn)，但還是很欣慰，畢竟是自己努力的成果。kg1 金剛石的彈性模量是 900Gpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬質(zhì)合金和自然界中所有其它礦物。 高硬度磨料系主要有金剛石及立方晶氮化硼