【文章內(nèi)容簡介】 此人們專門研究了各種不同的研磨機(jī)。目前國內(nèi)生產(chǎn)高速研磨機(jī)的廠家不少 ,但由于研磨加工的針對(duì)性較強(qiáng) ,對(duì)不同的工件 ,研磨加工的方法也有很大的差別。所以人們研究開發(fā)出了許多專用的研磨機(jī)。研磨機(jī)從加工精度上基本分為兩種。一種是加工不僅對(duì)精度要求較高并對(duì)面形精度也有所要求的工件。另外一種是加工只要求表面粗糙度的零件 ,例如一些鎢鋼表帶和紐扣等。這種研磨機(jī)適合加工一些尺寸較小，而且數(shù)量較大的零件。在研磨中將工件與磨料一起置入 一 容器內(nèi)，加以振動(dòng)，進(jìn)行研磨拋光。還有人專門研制出相應(yīng)的振動(dòng)研磨機(jī)。目前這種振動(dòng)研磨機(jī)國內(nèi) 外都有廠家生產(chǎn)，而且這種研磨加工技術(shù)比較成熟，應(yīng)用也日趨廣泛。目前國內(nèi)外生產(chǎn)后一種的廠家較多。 我國在八十年代研究出來第一臺(tái) PJM320 型平面研磨機(jī)。曾獲得國家科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)?，F(xiàn)在西安秦川發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 PJM320B 就是以它為原型改進(jìn)的。在光學(xué)加工中研磨又稱精磨 ,所以研磨機(jī)也稱為精磨機(jī)。目前還有洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 南京儀機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的 PLM400 精密拋光機(jī)。以及我國臺(tái)灣高鈺精密有限公司生產(chǎn)的各種精磨機(jī)。其中平面精磨機(jī)有 DL380 和 CDL600 和及 CDL900 型號(hào)和雙面精磨機(jī)有 CDL4B4L 和 CDL6B6L 及 CDL9B5L等型號(hào)。其中 CDL380 型研磨機(jī)研磨精度高 ,可達(dá)到的平面度為 m～ m,表面粗糙度 Ra m，它可加工各種材質(zhì)。 為提高加工效率人們研制出雙面研磨機(jī)，如蘭州東勝機(jī)械制造有限責(zé)任公司生產(chǎn)的 DSL9B5P 型雙平面研磨機(jī) ,它加工出的產(chǎn)品精度為 10 微米級(jí) ,平面度及平行度在千分之一毫米。還有深圳宏達(dá)公司生產(chǎn)的雙平面研磨機(jī) ,其平行度及平面度也為千分之一毫米。球面高速研磨機(jī)按加工工件表面的曲率半徑不同 ,分為大球面、中球面和小球面三種，其中 Q875 型高速精磨機(jī)和 QJM40 小球面高 速精磨機(jī)和 QJM100 中球高速研機(jī)應(yīng)用較為普遍。 目前，國外高品質(zhì)的研磨機(jī)床已實(shí)現(xiàn)系列化，而且加工精度已達(dá)到很高的水平。如 SPEEDFAM 高速平面研磨機(jī)，具有粗研磨及精研磨的廣泛研磨能力，能以短時(shí)間和低成本獲得較高的平行度、平面度以及表面粗糙度。即使不熟練的操作人員，亦能達(dá)到尺寸公差 3μ m、平面度 m、平行度 3μ m,表面粗糙度 m 以內(nèi)的高精度加工水平。又如 Takao NAKAMURA 等人研制的硅片研磨機(jī)，可同時(shí)加工 5 片直徑為 125mm 的硅片，當(dāng)硅片厚度在 500～ 515μ m 時(shí)，經(jīng)過 24～ 30min 的拋光，尺寸可達(dá)到 480 士 3μ m，平均材料去除率 ～ m/min。 目前國內(nèi)外生產(chǎn)的研磨機(jī)基本上都是中大型的。對(duì)于小型便攜式高速研磨機(jī)的研究有限。而目前便攜式的研磨機(jī)只有專門維修閥門的維修機(jī)具。目前國內(nèi)外的高速研磨機(jī)的發(fā)展方向主要是進(jìn)一步提高研磨加工質(zhì)量和加工效率 ,提高研磨機(jī)的自動(dòng)化程度 ,以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。而對(duì)維修設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜式研磨機(jī)還沒有人進(jìn)行研究和開發(fā)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 2 章 研磨原理分析 研磨機(jī)的工作原理 目前，各油泵油嘴廠在針閥體、柱塞套、出油閥座密封端面的機(jī)械研磨 工藝中多采用端面研磨機(jī)。端面研磨機(jī)有多種，在本行業(yè)使用較多的要算是 “電磁夾具行星鏈輪式 ”端面研磨機(jī)。其工作原理如圖 2— 1 所示。 圖 圖 2— 1 工作原理 （中心輪） 下磨盤由一臺(tái)ＹＤ系列電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過 V 帶及蝸桿傳動(dòng)以一定角速度旋轉(zhuǎn)，上磨盤通過減速箱及Ｖ帶傳動(dòng)與下磨盤同時(shí)旋轉(zhuǎn)，且角速度略大于下磨盤，方向相反。齒圈固定在床面上，行星齒輪由中心輪帶動(dòng)繞其中心公 轉(zhuǎn)，同時(shí)自轉(zhuǎn)，工件位于行星輪內(nèi)， .工件的運(yùn)動(dòng)由行星輪帶動(dòng)，同時(shí)在上下磨盤研磨壓力作用下工件繞其軸線自轉(zhuǎn)。因此，工件的運(yùn)動(dòng)是行星洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 運(yùn)動(dòng)與自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)合成。 在研磨開始前，工件和磨具都處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)研磨開始時(shí)，磨具先轉(zhuǎn)動(dòng)，工件由行星輪帶動(dòng)作行星運(yùn)動(dòng)，然后在研磨切削力作用下開始繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)，工件由靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的 .過程為啟動(dòng)過程，啟動(dòng)過程結(jié)束之后，工件的運(yùn)動(dòng)為行星運(yùn)動(dòng)與自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)合成運(yùn)動(dòng)。 首先，將被研磨工件密封端面朝下放人電磁夾具上的孔中 (八個(gè)孔或六個(gè)孔 )，夾具通過安裝在旋轉(zhuǎn)中心的電 刷 通電后．工件因磁力作用 而在夾具孔中周定 (或稱夾緊 )。中心圓柱銷輪 1 以 n1 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，因 夾 具鏈輪 3 同時(shí)與中心圓柱銷輪 2 和固定圓 柱 銷輪 5 嚙合．驅(qū)使夾具鏈輪繞自 己 的中心旋轉(zhuǎn) (或稱自轉(zhuǎn) )的同時(shí)還繞中心圓柱 銷 輪的中心旋轉(zhuǎn) (或替公轉(zhuǎn) )。此時(shí)工件端面上某點(diǎn)的平面軌跡是一條曲線。另一方面，研磨盤 1 以 n 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在工件端面上上述某點(diǎn)重合的研磨盤上相應(yīng)點(diǎn)的軌跡是一條圓弧。這樣，在工件端面上同一個(gè)點(diǎn)便有兩條軌跡通過而形成“研磨 網(wǎng) 絞 ” 。過該點(diǎn)分別與兩條軌跡曲線相切而存在的 “相對(duì)速度 ” (因兩條切線所表明的速度方向不可能一致 )，這就具備了研磨工藝條 件而實(shí)現(xiàn)了研磨過程。 機(jī)械端面研磨工藝在三種產(chǎn)品的密封端面研磨中幾乎是最終工序 (因?yàn)橛械淖詈筮€要安排手工平面研磨 )。因此，精度和表面粗糙度表列數(shù)據(jù)便是應(yīng)達(dá)到的要求。粗糙度與研磨盤的材科、研磨劑材料及配方、研磨參數(shù) (相對(duì)速度、研磨壓力 )、研磨工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定 (機(jī)床、研具、工件組成的工藝系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)程度 )有關(guān)，與機(jī)床的研磨原理也有關(guān)。對(duì)于密封端面的垂直度、平行度這是研磨工序的前遭工序已經(jīng)達(dá)到的精度，本研磨工序必須“均勻去除研磨余量”得以保持原始精度。對(duì)于平面度是本序的主要任務(wù)， 研磨工藝提高平面度降低表面粗糙度 ，保持垂直度和平行度。顯然，這“ 四度”與端面研磨機(jī)的研磨原理都有直接關(guān)系。這是因?yàn)楸３执怪倍?、平行度、提高平面度取決于密封端面的研磨過程中各點(diǎn)去除 研磨 余量是否相等(在剛開始研磨時(shí)端面 凸 部研磨量較凹部研磨量大是提高平面度初期研磨階段的情況應(yīng)例外 )，也就是研磨 全 過程端面上各點(diǎn)的相對(duì)速度是相等的(各點(diǎn)的研磨壓力也是相同的 )。各點(diǎn)的研磨量相等。若端面上各點(diǎn)的相對(duì)速度 (研磨速度 )相等，但從研磨開始到終了各點(diǎn)的研磨速度有規(guī)律的變化，研磨壘過程結(jié)柬，各點(diǎn)研磨速度的?？偡e分值相等。即瞬時(shí)研磨量不相等，洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 總研磨量各點(diǎn)相等。另 一個(gè)條件是端面上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和研磨盤相應(yīng)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)軌 跡在工件端面上形成密集而交叉的“研磨 網(wǎng) 紋”。 總之，要達(dá)到四度 (垂直度、平行度、平面度、粗糙度 )的要求，必須保證在工件端面上形成密集 合 理的研磨阿紋和各點(diǎn)均勻的去除研磨余量。這就是研究端面研磨機(jī)研磨原理的出發(fā)點(diǎn)。 研磨網(wǎng)紋分析 在平面上形成研磨同紋，可以從兩個(gè)方面進(jìn)行分析。一是工件被研平面上任意點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)研磨盤與工件相應(yīng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡在工件被研平面上形成“研磨 網(wǎng) 紋”。二是工件被研平面上任意點(diǎn)有二個(gè)瞬時(shí)速度，一個(gè)是工件運(yùn)動(dòng)在該點(diǎn)的瞬時(shí)速度，另一個(gè)是因研磨盤運(yùn)動(dòng)在該點(diǎn)產(chǎn)生的瞬時(shí)圓周速度。這兩個(gè)速度 (運(yùn)動(dòng) )合成形成的綜合運(yùn)動(dòng)軌跡，該軌跡在工件平面上反復(fù)出現(xiàn)并移動(dòng)位置而形成“研磨 網(wǎng) 紋”。 研磨速度分析 工件端面上某一點(diǎn)的“研磨速度”系 指該 點(diǎn)因夾具自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)而具有的線速度與旋轉(zhuǎn)的研磨盤上相重 合 點(diǎn)的線速度的“向量和”。為了計(jì)算和研究問題方便，“研磨速度”可以分成“徑向研磨速度”和“切向研磨速度”。研磨盤上各點(diǎn)只有切向線速度而無徑向線速度。工件端面上某一點(diǎn)的“徑向研磨 速度” 就是該點(diǎn)徑向分量。 該 點(diǎn)的“切向研磨速度”是該點(diǎn)切向分量和研磨盤上重 合 點(diǎn)切向線速度的向量和。 如圖 2— 2 所示，一個(gè)是兩個(gè)工件中心和中心輪中心成一直線的 A、 B位置；另一個(gè)是工件端面上最外圓某點(diǎn)的切向線速度 (繞 O2 旋轉(zhuǎn) )與研磨盤上重合點(diǎn)的圓周速度相垂直的位置 C。為計(jì)算簡便，且因工件直徑很小而中心輪中心翻 夾 具中心的距離 （ R1+R2)很大。故將工件取在工件中心與中心輪中心連線所在圓相切的位置。此時(shí)，可近似的認(rèn)為工件徑向研磨速度就是工件繞 夾 具中心旋轉(zhuǎn)的線速度。而切向研磨速度是研磨盤線速度和 夾具公轉(zhuǎn)線速度的向量和 。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 圖 2— 2 研磨軌跡 研磨軌跡 通過研磨速度分析和計(jì)算結(jié)果表明：工件在任何位置。同一端面上各點(diǎn)的切向研磨速度幾乎相同；工件在任意位置，端面上的切向研磨速度幾乎相同；工件端面切向速度的不變性，與傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)幾乎無關(guān)；由于工件端面上任意點(diǎn)的軌跡是沿研磨盤圓軌跡幾乎同向而平穩(wěn)變化的曲線，可想而知其徑向研磨速度變化亦很小，計(jì)算表明徑向研磨速度在同一工件端面上的各點(diǎn)或同一瞬時(shí)不同工件位置上工件端面各點(diǎn)的變化范圍較小，最小徑向速度是最大徑向速 度的 1/2 左右，且夾具旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，徑向速度的變化反復(fù)出現(xiàn)。因此。工件端面上各點(diǎn)在研磨全過程中速度總積值是相等的。因此，行星式端面研磨原理就研磨速度而言是合理的。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第 3 章 研磨機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)分析 圖 3— 1 傳動(dòng)系統(tǒng) 帶傳動(dòng) 帶傳動(dòng) 選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作要