【正文】 ...............................................................................7 動(dòng)力頭的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................7 加減壓機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì) ..................................................................................................9 齒輪箱的設(shè)計(jì) ................................................................................................................10 齒輪設(shè)計(jì) .........................................................10. 齒輪軸的設(shè)計(jì) .....................................................15 絲杠的設(shè)計(jì) ........................................................17 電機(jī)的計(jì)算選擇 .............................................................................................................20 拋光盤動(dòng)力源電機(jī)的計(jì)算選擇 ..........................................21 帶輪的計(jì)算選擇 ......................................................224 夾具設(shè)計(jì) ............................................................................................................................245 金相試樣拋光機(jī)調(diào)速部分設(shè)計(jì) .................................................................................25 顯示面板設(shè)計(jì) ................................................................................................................25 金相試樣拋光機(jī)控制系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)思想 ..............................26 伺服電機(jī)的調(diào)速研究 ....................................................................................................266 總結(jié).....................................................................................................................................29參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................30致謝 .........................................................................................................................................31I摘 要為了提高金相拋光機(jī)的加工效率，保證加工工件的平行度，本文在研究和分析了傳統(tǒng)拋光機(jī)工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了電控系統(tǒng)和主軸調(diào)速系統(tǒng)。盡量用軟件來代替了硬件，降低了成本，使系統(tǒng)更加小巧輕便。 通 常 ，金 相 試 樣 制 備 要 經(jīng) 過 以 下 幾 個(gè) 步 驟 ： 取 樣 、 鑲 嵌 、 磨 光 (粗 磨 和 細(xì) 磨 )和 拋 光 。struers公司為金相制備和分析提供了一種全新的高本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4效、高再現(xiàn)性自動(dòng)控制系統(tǒng)。而金相試樣制各過程不允許組織變形，軟相(石墨)脫落，硬相(碳化物)浮雕．拋光后試樣表面應(yīng)光亮如鏡，無磨痕，為此不同性質(zhì)的材料，需采取不同措施。而國外研制的全自動(dòng)拋光機(jī)，能夠自動(dòng)控制冷卻液的流量，整個(gè)操作過程采用全自動(dòng)化模式，節(jié)省了人工并有效地提高了研究效率與質(zhì)量。對不同材質(zhì)的試樣，需不同的拋光速度，方可保證材料的真實(shí)組織。綜合考慮各種拋光的優(yōu)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用機(jī)械拋光?？刂葡到y(tǒng)的控制部分采用 DSP 模糊控制系統(tǒng)：數(shù)字信號(hào)處理器 DSP 采樣位置傳感器信號(hào),獲得當(dāng)前位置信息 ,從而得到電機(jī)的當(dāng)前速度 ,通過與給定速度值比較 ,得到轉(zhuǎn)速誤差值 ,經(jīng)模糊控制器計(jì)算推理后 ,輸出 PWM 脈沖信號(hào) ,經(jīng)功率放大后 ,對直流電機(jī)進(jìn)行控制。動(dòng)力頭采用滾珠螺旋傳動(dòng)，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固定在其上的螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿下移，按設(shè)定壓力在夾具上產(chǎn)生彈性力。 動(dòng)力頭的設(shè)計(jì)在試樣拋光時(shí)，拋光運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)能保證工件加工表面和拋具表面上各點(diǎn)均有相同或相近的被切削條件和切削條件。具體的設(shè)計(jì)如圖 31 所示：電機(jī)通過連軸器安裝在齒輪箱上，齒輪箱內(nèi)兩個(gè)齒輪的大小相等，另一齒輪與絲杠相連，絲杠通過固定在齒輪上的螺母轉(zhuǎn)動(dòng)上下移動(dòng)從而達(dá)到增壓減壓的效果。這樣則使試樣在所限制時(shí)間內(nèi)有效地保持了試樣在拋光盤內(nèi)摩擦，動(dòng)力頭釋放壓力為 1/5s通常有一控制桿插入鍵槽內(nèi)．當(dāng)步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)．絲杠螺母向下運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，當(dāng)達(dá)到指定位置時(shí)，輸出一信號(hào)，使電磁鐵將控制桿從鍵槽中拉出，使絲杠螺母失去限制，隨絲杠一起轉(zhuǎn)動(dòng)。f(x)——拋光時(shí)所設(shè)定的壓力。 7712 1063..3???INL彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN: 由圖 1018 KFN1= KFN2=許用彎曲應(yīng)力[σ F]: ??MPaSFENF ??????KFENF .驗(yàn)算：σ F1= mbdYKSaFT12?本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17= ?=≦[σ F1]σ F2 = 12SaFY?= ?=傳動(dòng)無過載，故不作靜強(qiáng)度校核。則所設(shè)計(jì)的螺母在齒輪中的寬度為 24，直徑為 13mm,為保證齒輪在齒輪箱中的定位，規(guī)定其長為 74mm。則絲杠的穩(wěn)定性條件為：cr S = (316)scFas?式中：S ——絲杠穩(wěn)定性的計(jì)算安全系數(shù)。?為保證絲杠運(yùn)行時(shí)精確度高，對其進(jìn)行剛度計(jì)算：絲杠在工作過程中受到軸向載荷力 F 和伺服電機(jī)的力矩 M 的作用，所以 ，變形量： = +tfP?????PGT式中 E、G 分別為與絲杠材料有關(guān)的彈性模量和切變模量，E=206 GPa,G= 查《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊》表 18 得。首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。 最后還應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。選擇計(jì)算。圖c主要用于夾持薄片狀試樣，每一夾板?內(nèi)可以夾一組薄片狀試樣。當(dāng)各參數(shù)設(shè)定完畢且正確后，按下“啟動(dòng)”鍵，拋光過程正式開始。所以，該控制系統(tǒng)主要用來實(shí)現(xiàn)拋光參數(shù)界面設(shè)置，按照設(shè)置的拋光參數(shù)自動(dòng)完成拋光作業(yè)，并對拋光狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視的功能。 調(diào)劑 光 柵 功 率 驅(qū)動(dòng) 電 機(jī)電源信 號(hào) 調(diào) 理 測 速機(jī)信 號(hào) 調(diào) 理 圖 一53 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖模擬調(diào)速系統(tǒng)一般是由 2 個(gè)閉環(huán)構(gòu)成的，既速度閉環(huán)和電流閉環(huán)，為使二者能夠相互協(xié)調(diào)、發(fā)揮作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了 2 個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。在學(xué)習(xí)中,老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模，導(dǎo)師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神，將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。在模擬調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試過程中，因電機(jī)的參數(shù)或負(fù)載的機(jī)械特性與理論值有較大差異，往往需要頻繁更換 R，C 等元件來改變電路參數(shù)，以獲得預(yù)期的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，這樣做起來非常麻煩，如果采用可編程模擬器件構(gòu)成調(diào)節(jié)器電路，系統(tǒng)參數(shù)如增益、帶寬甚至電路結(jié)構(gòu)都可以通過軟件進(jìn)行修改，調(diào)試起來就非常方便了。改變電阻只能有級(jí)調(diào)速。按鍵輸入作為人機(jī)交互的輸入端，操作人員可通過它來設(shè)置拋光時(shí)間、拋光盤轉(zhuǎn)速、拋光壓力。其中，時(shí)間采用分鐘和秒顯示，中間以冒號(hào)隔開（前兩位為分鐘數(shù)，后兩位為秒數(shù)）；壓力和轉(zhuǎn)速分別采用3 位顯示（000～999）。Dd?計(jì)算 V 帶的根數(shù) z本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26 Z= (319)lacKP)(0??由 n=1500r/min, d =26mm,i=3,查《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊》 表 8133 得 P =,1 0, ,K = 則kwP01.??89.??KLZ= =).(??取 Z=3 根4 夾具的設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27安 裝 槽螺 栓擋 板 安 裝 槽螺 栓擋 板 （a） (b) (c)41 夾持盤夾具(夾持盤)在保證拋光質(zhì)量中起著十分重要的作用。表 31 55BYG4 電機(jī)參數(shù)表電壓 相數(shù) 靜態(tài)電流 步距角 保持轉(zhuǎn)矩 空載起動(dòng)頻率 空載轉(zhuǎn)動(dòng)頻率 步距角誤差12V 4 ?360Nm 400