【文章內(nèi)容簡介】 要材料有鋼絲輪、銅絲輪、合成材料輪等。根據(jù)實(shí)踐比較最適合鋁合金掃紋的材料為耐高溫的尼龍纖維合成材料。由于鋁型材機(jī)械掃紋目的是以掃平面為主，一般的凹面不易掃到，而鋁建筑異型材的裝飾面也一般以平面為主。所以，比較適用對建筑型材的機(jī)械掃紋。本課題研究內(nèi)容可分為三部分：一是對異型材掃紋拋光機(jī)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；二是導(dǎo)軌部分的設(shè)計(jì)計(jì)算；三是對螺旋傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，解決鋁型材拋光質(zhì)量的問題。 技術(shù)路線技術(shù)路線如圖11所示，首先，通過查閱相關(guān)資料，擬定出異型材掃紋拋光機(jī)的初步制定方案；其次，分析確定影響掃紋質(zhì)量的因素；最后，本文對掃紋拋光機(jī)傳動(dòng)部分和導(dǎo)軌部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。圖11 技術(shù)路線圖 本章小結(jié)本章主要介紹了擠出鋁型材機(jī)械掃紋的目的與意義，國內(nèi)外型材拋光及機(jī)的研究現(xiàn)狀，分析我國現(xiàn)有擠出型材存在的問題，確定了本課題研究的內(nèi)容與技術(shù)路線。 整機(jī)設(shè)計(jì)原則根據(jù)異型材拋光機(jī)的設(shè)計(jì)要求，制定了以下設(shè)計(jì)原則：，能夠?qū)π螤钐禺惖男筒倪M(jìn)行拋光處理。 設(shè)計(jì)方案確定 鋁型材的形狀鋁型材是鋁棒通過熱熔、擠壓、從而得到不同截面形狀的鋁材料。如圖21所示。圖21 各種截面形狀的鋁型材 拋光方案的確定 采用耐高溫的尼龍纖維合成材料與鋁型材高速干磨并沿型材表面緩慢進(jìn)給，使拋光后的型材表面平整光潔，提高拋光質(zhì)量。 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)組采用三向的導(dǎo)軌移動(dòng)式作業(yè)方式。根據(jù)鋁型材拋光作業(yè)的要求，以及確定的拋光質(zhì)量要求，來進(jìn)行關(guān)鍵工作部件設(shè)計(jì)確定出總體結(jié)構(gòu)。整機(jī)主要由絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)、拋光輪及手輪等組成。 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)本機(jī)型設(shè)計(jì)的異型材拋光機(jī)傳動(dòng)部分示意圖如圖22所示，絲桿的公稱直徑為32mm，輸出轉(zhuǎn)速為800r/min。拋光寬度160mm拋光輪壓下量15mm水平進(jìn)給速度1517m/min。圖23 絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 工作原理機(jī)組采用三向絲桿傳動(dòng)的高速干磨式工作方式，機(jī)組作業(yè)時(shí)導(dǎo)軌承受著電動(dòng)機(jī)重量和作業(yè)阻力，結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)動(dòng)性好。電動(dòng)機(jī)通過特定聯(lián)軸器聯(lián)接到拋光輪，通過拋光輪的高速旋轉(zhuǎn)，達(dá)到機(jī)械拋光的目的。 本章小結(jié)針對我國鋁型材的截面形狀、材料組織成分及拋光質(zhì)量要求要求，對型材拋光機(jī)的整體方案結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。3絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 型材拋光機(jī)傳動(dòng)形式的選擇利用絲桿螺母螺旋傳動(dòng)可以精確定位拋光輪的位置，并且絲桿螺母傳動(dòng)方式能夠有效防止工作電動(dòng)機(jī)滑動(dòng)。滑動(dòng)螺旋的特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡單，加工起來方便；②易于實(shí)現(xiàn)逆行程自鎖，工作可靠；③摩擦阻力較大，傳動(dòng)效率低；④容易磨損，軸向的剛度較差。 滾珠螺旋的特點(diǎn)：①摩擦阻力較小，傳動(dòng)效率高；②磨損小、壽命長、工作可靠性好；③具有運(yùn)動(dòng)可逆性，應(yīng)設(shè)防逆動(dòng)裝置；④軸向剛度較高，抗沖擊的性能較差；⑤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造較難；⑥預(yù)緊后得到很高的定位精度（約達(dá)5um/300㎜）和重復(fù)定位精度（可達(dá)1～2um）。參照設(shè)計(jì)要求發(fā)現(xiàn)，滑動(dòng)螺旋和滾動(dòng)螺旋均可滿足要求。擬選定滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)方式。 絲桿螺母螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)(screw drive)，利用螺桿螺母的嚙合來傳遞動(dòng)力及運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。主要用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)成直線運(yùn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成推力。按工作特點(diǎn)，螺旋傳動(dòng)用的螺旋分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋。①傳力螺旋:以傳遞動(dòng)力為主,它用較小轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大軸向推力,一般是間歇工作,工作速度不高，而且通常要求能自鎖，例如螺旋壓力機(jī)和螺旋千斤頂上的螺旋。②傳導(dǎo)螺旋：以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，常要求具有高運(yùn)動(dòng)精度，一般是在較長時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度也比較高，如機(jī)床的進(jìn)給螺旋（絲杠）。③調(diào)整螺旋：用于調(diào)整固定零件或部件之間的相對位置，一般是不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，要求能自鎖，有時(shí)也要求很高精度，如機(jī)器和精密儀表微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。按螺紋間摩擦性質(zhì)，螺旋傳動(dòng)可分為滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)和滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)兩類?；瑒?dòng)螺旋傳動(dòng)又分為普通滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)和靜壓螺旋傳動(dòng)?；瑒?dòng)螺旋傳動(dòng)：通常所說的滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)是普通滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)?；瑒?dòng)螺旋是采用梯形螺紋和鋸齒形螺紋，其中梯形螺紋應(yīng)用最廣，鋸齒形螺紋主要用于單面受力。矩形螺紋由于工藝性較差強(qiáng)度低等原因應(yīng)用很少。對于受力小和精密機(jī)構(gòu)的調(diào)整螺旋，有時(shí)也采用三角螺紋。靜壓螺旋傳動(dòng)：螺紋工作面間形成的液體靜壓油膜潤滑的螺旋傳動(dòng)。靜壓螺旋傳動(dòng)的摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)效率可達(dá)到99%,無磨損和爬行的現(xiàn)象,無反向空程,軸向鋼度很高,不能自鎖,具有傳動(dòng)可逆性,但螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且需要擁有一套壓力穩(wěn)定、溫度恒定和過濾要求高的供油系統(tǒng)。靜壓螺旋主要被用作精密機(jī)床進(jìn)給和分度機(jī)構(gòu)的傳導(dǎo)螺旋。這種螺旋是用牙較高的梯形螺紋。在螺母每圈螺紋的中徑處開有3～6個(gè)間隔均勻的油腔。同一母線上的同一側(cè)油腔連通，用一個(gè)節(jié)流閥控制。油泵將精濾后的高壓油注入到油腔，油經(jīng)過摩擦面間縫隙后由牙根處回油孔流回油箱。當(dāng)螺桿不受載荷時(shí)，牙兩側(cè)間隙和油壓相同。當(dāng)螺桿受向左軸向力作用時(shí)，螺桿會(huì)向左移，當(dāng)螺桿受徑向力作用時(shí)，螺桿會(huì)向下移。當(dāng)螺桿受彎矩作用時(shí)，螺桿偏轉(zhuǎn)。由于節(jié)流閥的作用，在微量移動(dòng)后各油腔中油壓會(huì)發(fā)生變化，螺桿平衡于某個(gè)位置，保持某一油膜厚度。滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)：用滾動(dòng)體在螺紋工作面中實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦的螺旋傳動(dòng)，也有用滾子的。滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)摩擦系數(shù)、效率、磨損、壽命、抗爬行性能、傳動(dòng)精度以及軸向剛度等雖比靜壓螺旋傳動(dòng)稍差，但是遠(yuǎn)比滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)為好。滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)的效率一般保持在90%以上。它不能自鎖，具有傳動(dòng)可逆性；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造的精度要求高，抗沖擊性能較差。它已廣泛地被應(yīng)用于機(jī)床、飛機(jī)、船舶和汽車等高精度要求或高效率的場合。滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)結(jié)構(gòu)型式，按滾珠循環(huán)方式分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。外循環(huán)的導(dǎo)路為一導(dǎo)管,將螺母中的幾圈滾珠聯(lián)成一個(gè)封閉循環(huán)。內(nèi)循環(huán)用反向器，一個(gè)螺母通常有2～4個(gè)反向器，將螺母里滾珠分別聯(lián)成2～4個(gè)封閉循環(huán)，每圈滾珠只能在本圈內(nèi)運(yùn)動(dòng)。外循環(huán)的螺母加工方便，但徑向尺寸大。為提高傳動(dòng)精度和軸向剛度，除采用滾珠和螺紋選配外，常用各種調(diào)整方法以實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。（1）螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)（見圖31圖1）。這時(shí)螺母本身起著支撐作用，簡化了結(jié)構(gòu)。雖然精度較高，但軸向尺寸往往很大，剛性較差。（2）螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)（見圖31圖2）。這種傳動(dòng)形式存在獨(dú)立的支撐件，結(jié)構(gòu)緊湊（所占軸向尺寸取決于螺母高度及行程大小），剛度較大。圖31螺旋傳動(dòng)形式根據(jù)設(shè)計(jì)需要，使絲桿的兩端固定，絲桿僅能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣固定在絲桿上的螺母就可以隨著絲桿旋轉(zhuǎn)而作直線運(yùn)動(dòng)，通過滑動(dòng)螺旋將絲桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母的直線運(yùn)動(dòng)。因此，只要讓螺母與工作臺(tái)固定在一起，工作臺(tái)就可以隨螺母進(jìn)行水平的直線運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向由絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向所決定，因此工作臺(tái)只能做一維的直線平移。故采用絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng)的滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)方式。傳動(dòng)方案的結(jié)構(gòu)如圖所示。圖32傳動(dòng)方案結(jié)構(gòu)（1）螺桿每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，螺母移動(dòng)一個(gè)螺距（彈頭螺紋）。因?yàn)槁菥嗤苄?，所以在轉(zhuǎn)角很大的情況下，能獲得很小直線位移量，可大大縮短機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈，因此裝置結(jié)構(gòu)緊湊。 （2）有較好的增力作用。只要給主動(dòng)件一個(gè)較小轉(zhuǎn)矩，從動(dòng)件就能獲得較大的轉(zhuǎn)矩。 （3）由于工作臺(tái)用滑動(dòng)螺旋設(shè)計(jì)，存在較大滑動(dòng)摩擦，致使效率偏低，磨損較快。、熱處理及精度絲桿的制造材料為45號鋼。螺紋部分采用表面淬火處理，保證硬度達(dá)到45HRC，使螺紋具有較好的強(qiáng)度和韌性?？紤]傳動(dòng)工作臺(tái)的技術(shù)要求和安裝限制，選取公差等級為h7級的基軸制配合?？紤]到實(shí)際中軸向力的影響較大，選取梯形螺紋作為基本齒形。根據(jù)GB/T 。試?。ㄍ饴菁y）公稱直徑32，對應(yīng)的中徑30，小徑25?，F(xiàn)實(shí)中，滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的失效性是主要是螺紋的磨損、螺桿的變形或螺紋的斷裂等。因此，滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的校核通常包括耐磨性、剛度、穩(wěn)定性及強(qiáng)度等方面。根據(jù)使用需要，還需進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力矩、效率與自鎖等其他方