【正文】 鄶老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，使我受益匪淺，不僅向鄶老師學到了一些專業(yè)知識，而且在老師的督促下也在無意中學會了一些常用的軟件，這對于我這個沒有電腦的學生來說，的確是一件值得慶幸的事。 我的論文題目是劃片機的進給系統(tǒng)和電解裝置的設計。我愛這里熟悉的學生和老師，愛這里的大石頭，愛這里的聞濤林、愛這里的馨月湖、愛這里的白玉橋、愛這里的圖書館、愛這里的一草一木。本次設計我得到了老師和同學們的幫助，在此特別感謝老師的指導和同學們的熱情幫助；也要感謝我所遇到的難題和麻煩，是這些麻煩加強了我和老師的關系以及與同學們的友誼。四年的理論學習，枯燥而乏味；通過親自動手收集資料、查課本、查手冊進行設計；不僅讓我們在實踐中體會理論知識的趣味，而且鍛煉了我們的動手能力；這些能力和經(jīng)歷對我們以后從事相關行業(yè)有很大的幫助。它不僅讓我們在認識新知識、新事物的同時，獲得新鮮感；而且通過畢業(yè)設計，也是對我們即將走向社會的知識分子的一次檢驗和考驗。結束語兩個月以來，通過不斷的努力，我的畢業(yè)設計終于完成了。為了使彈簧的位置固定，彈簧和石墨電刷的頭部需相連。此處的法蘭分前法蘭和后法蘭，其作用是連接主軸和砂輪以及把砂輪加緊。通過查資料、查手冊，我對機械系統(tǒng)的設計原則、要求、精度分配等，又有了新的了解和認識。時的轉角誤差為: Δθs===′1′/90176。但當蝸輪一旦制造和安裝完畢之后，各相位就固定不變了，而且是以同一轉速同步旋轉，因此運用概率統(tǒng)計理論來計算傳動鏈的誤差時，應根據(jù)平面上四個隨機矢量的合成原理來進行計算。也可以用轉角誤差Δθ來表示。另一部分是小周期誤差，它是由切齒刀具的制造和安裝誤差以及機床傳動鏈的其它誤差所造成的。引起傳動誤差的原始誤差大致可歸納為以下四個方面。14中心距aa=56mm 蝸桿蝸輪副工作圖步進電機通過彈性聯(lián)軸節(jié)直接帶動蝸桿旋轉,蝸桿每轉一周,蝸輪轉過一個齒。23′7″3蝸桿齒頂圓直徑da1da1=d1+2m，=113mm4蝸桿軸面頂隙系數(shù)c*c*=5蝸桿齒根圓直徑df1df1=d1+2（+c*）m6蝸桿螺紋部分長度LL≥(11+)m20mm7蝸輪分度圓直徑d2d2=mz2100mm8蝸輪齒頂圓直徑da2da2=d22m101mm9蝸輪齒根圓直徑df2df2=d22（+c*）m10蝸輪外圓直徑dw2dw2≤da2+2m102mm11蝸輪螺旋角β2β2=λ2176。由于傳動比大，所以蝸桿頭數(shù)確定為1，即：蝸桿頭數(shù) Z1=1蝸輪齒數(shù)Z2=iZ1=2001=200 （414）2. 模數(shù)m和蝸桿特性系數(shù)q 蝸桿和蝸輪嚙合時，在中間平面上，蝸桿的軸向模數(shù)與蝸輪的端面模數(shù)相等，即ma1=mt2=m。1. 蝸桿頭數(shù)Z1和蝸輪齒數(shù)Z2 本次設計由于沒有要求轉角精度，參考轉角精度為≤1′/90176。對θ軸傳動系統(tǒng)的性能要求是轉角定位精度、反向間隙和重復定位精度。工藝補償包括：配做、配修、分組選配和零位調整。這樣不僅提高了精度，而且降低了對構件接觸部位的加工要求，可以獲得較高的經(jīng)濟加工精度。 3）減少摩擦與磨損引起的誤差：相對運動接觸表面的摩擦和磨損是一個重要的誤差根源，摩擦不僅直接影響效率和靈敏度，而且容易產生自鎖，特別是摩擦阻力不均勻和低速運動時，往往產生跳躍和爬行，嚴重影響運動精度。它的基本途徑有三種：減少誤差源和誤差值、誤差補償和采用誤差校正。 螺母的位移誤差可用在螺母移動范圍內的動態(tài)螺距誤差來評定，即等于螺距累積誤差 Δy=∑Δst（ （410）2. 制造和安裝誤差對傳動精度的影響由于制造和安裝誤差造成的滾珠絲杠副絲杠的軸線方向與移動方向不平行，就會發(fā)生位移誤差。導程誤差包括300mm導程誤差和全長導程誤差，是影響螺母位置誤差的主要因素。影響轉角精度的因素主要包括兩部分：電氣控制系統(tǒng)和蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)。方和根法是假設各項原始誤差不相關，且未知其概率分布，而當作正態(tài)分布來對待的，這種方法計算的結果略低于實際總誤差，其計算式為 （42）式中 Δ:總誤差,μm Δi:未定系統(tǒng)誤差,μm m:未定誤差個數(shù)。根據(jù)伊桑分析，參與有關產品的設計經(jīng)驗，考慮各部分的難以程度和生產的具體條件，確定了各部分誤差的分配如下：總定位精度：10μmY軸傳動系統(tǒng)誤差：Δ1=7μm控制系統(tǒng)誤差：Δ2=5μm圖形對中誤差：Δ3=1μm由于誤差的種類不同，綜合的方法也各異。電氣控制系統(tǒng)的誤差不超過一個脈沖當量值，Y軸的脈沖當量值為5μm。誤差分配通過多次反復地進行分配與調整后，最終達到較為滿意的結果。在結構設計時，應該盡可能縮短傳動鏈，盡量簡化機構，以減少零部件數(shù)目，減少誤差來源。但零部件的制造精度不能無限制地任意提高，它受到工藝裝備條件、工藝水平和生產成本的嚴格限制，精密設備的精度無論多高，總是存在著誤差，完全消除誤差是不可能的。然后，經(jīng)過試制、試驗，進一步修改設計，使之更趨完善?；剞D傳動系統(tǒng)由步進電機通過一對蝸輪蝸桿副帶動工作臺順、逆時針旋轉，旋轉范圍0~360176。對回轉傳動系統(tǒng)的要求是要有準確的分度，可以實現(xiàn)小分辨率，能進行微調。利用轉角與位移的關系，便于細分得到微小位移量。由上述可知，劃片機的回轉傳動系統(tǒng)是本章設計的主要內容。本章在文獻綜述的基礎上，根據(jù)ELID磨削原理，對ELID磨削的必備裝置進行了分析、選用、設計與制造，在現(xiàn)有的平面磨床上完成了ELID磨削電解裝置的設計。針對青銅結合劑金剛石砂輪，本文選擇以下幾種物質作為ELID磨削液的主要成分：亞硝酸鈉，硝酸鈉，磷酸氫二鈉，四硼酸鈉，丙三醇，磷酸三丁脂。主要為硫、氯、磷等有機化合物及有機金屬化合物，可以增強磨削液的極壓性，在金屬表面形成化學潤滑膜，保證邊界極壓潤滑，以使磨削液速度進入高溫磨削區(qū)：（2） 表面活性添加劑。根據(jù)文獻介紹，弱堿性電解質水基磨削液在ELID磨削中效果最佳。所以磨削液的成分配比成為ELID磨削中的關鍵技術之一。綜上所述，ELID磨削采用高頻脈沖直流電源最為合適，而且高頻脈沖電流不同于直流電流，在砂輪在線電解磨削時無任何損害性的連續(xù)電弧放電發(fā)生，同時又可利用數(shù)值控制來保持穩(wěn)定的電解狀態(tài)。腐蝕層越厚，磨削出的工件的表面粗糙度越高：鈍化層越厚，越適合用來進行精密加工。 ： ELID陽極電刷砂輪罩外側 ： ELID陽極電刷砂輪罩內側 電源的選擇理論上，ELID磨削的電源，可以采用直流電源、交流電源或各種波形的脈沖電源。 1. 主軸 ELID陽極電刷結構示意圖由于螺桿和絕緣套筒較長，所以采用在砂輪罩上固定一個支撐電刷的矩形鐵片，矩形鐵片用小螺絲固定。根據(jù)平面磨床的結構，電刷應安裝于砂輪罩的中心部位，保證電刷與砂輪中心接觸，以減小摩擦磨損。 ELID陰極裝配示意圖，陰極的安裝必須保證一定的精度，即保證陰極與砂輪之間的間隙均勻，此外還必須與機床充分絕緣。，根據(jù)砂輪尺寸，選用黃銅材料制作一弧形空腔陰極，在陰極的弧面上均勻分布三個矩形孔，從水箱輸送過來的磨削液采用中心供液的方式充滿整個陰極腔體，靠水泵提供的壓力及其自身的重力，磨削液從陰極弧面的矩形孔以一定的壓力流入陰極與砂輪之間的間隙。平面磨床上陰極的設計制造比較簡單，主要是保證導電面積盡可能大的情況下，使磨削液順利的流入間隙中，同時使磨削液分布均勻。 陰極的設計電解裝置主要是工具電極，包括陰極和陽極電刷，機床結構的不同，電解裝置的設計和安裝也不同。 砂輪在線電解修銳（ELID）技術是利用砂輪金屬結合劑在電源的驅動下，在電解液中發(fā)生電解反應而逐漸溶解去除，使磨粒露出結合劑表面，同時在砂輪表面會生成一層氧化膜，這樣就使得ELID磨削與傳統(tǒng)的磨削方法在機理上有所不同。 （3） 生成的氧化膜，使實際電解過程呈非線性，并且氧化膜生成厚度與電解修整作用處于一種動態(tài)平衡，從而實現(xiàn)可自適應控制的最佳磨削過程。磨削中脫落下來的磨粒夾雜在氧化膜中，使氧化膜成為一種含有微細磨粒、具有良好柔性的研磨膜。在線電解修銳除了能使砂輪表面的金屬結合劑不斷被溶解、使磨粒露出結合劑表面、進而避免了砂輪變鈍堵塞以外，更重要的是同時在砂輪表面還能生成一層氧化膜，這就使得ELID磨削有別于非ELID磨削。研究表明，砂輪結合劑的成分類型及配比關系、電解液的成分以及所選用電源的電壓、電流、頻率等參數(shù)都會對氧化膜的質量產生一定的影響。 以鑄鐵結合劑金剛石砂輪為例，當整個系統(tǒng)接通外電源時，電源從電解池的陽極（砂輪的鑄鐵結合劑）取走大量的電子，這樣會使陽極失去電子的氧化反應大大加速，但是無論怎樣加速，單位時間內電化學反應產生的電子總是供應不上外電源從陽極取走的電子，所以陽極就會因為缺少電子而積累了多余的正電荷。當外電源通過導線把電子送到負極（從正極取走電子）時，負極上多余的電子（正極上多余的正電荷）會通過靜電作用吸引電解質溶液中的正離子（正極則吸引負離子）到電極附近，當電壓達到某種離子的放電電位時，就會發(fā)生電子得失的電化學反應，溶液中的正離子到負極還原，負離子到正極氧化，或者接正極的金屬本身的原子失去電子變成正離子溶解下來。而且ELID磨削不需要專門的設備，在普通磨床上配以適當?shù)难b置即可實現(xiàn)，適合在各類機床上推廣應用。（4） 金剛石砂輪不會過快磨耗，提高了貴重磨料的利用率 在ELID磨削過程中，絕緣氧化膜生成的厚度和非線性電解的修銳作用處于一種動態(tài)平衡，既保持可金剛石砂輪表面的最佳切削狀態(tài)，又限制了金屬結合劑的過快電解。 （2） 適應材料廣泛 由于機械、電子、光學、核能、宇航、生物工程等領域中新材料不斷出現(xiàn)，特別是難加工、硬脆材料的精密及超精密加工，要求加工精度高、表面粗糙度低，使得加工更為困難。通過調整電解修銳電源的參數(shù)，可以適應不同的磨削條件，這種修整方法可以在磨削過程中在線進行，節(jié)省了修整砂輪的時間，使磨削過程可以高效、連續(xù)地進行。 ELID磨削基本原理 ELID磨削裝置示意圖，以平面磨床為例，在ELID磨削中，金屬結合劑砂輪通過電刷與電源的正極相連，根據(jù)砂輪的形狀制造一個導電性能好的陰極接電源的負極，陰極與砂輪表面之間保持一定的間隙，從噴嘴中噴出的具有電解作用的磨削液進入陰極和砂輪表面之間的間隙，在電源的驅動下，利用電解過程中的陽極溶解效應，對砂輪表層的金屬結合劑進行電解去除，由于磨粒不會被電解，所以會逐漸露出砂輪表面，從而形成對砂輪的修銳作用。 （2） 對ELID磨削所必需的劃片、陰極、陽極電刷、電源等裝置在磨削中的要求進行分析。在線電解修銳技術是利用砂輪金屬結合劑在電源的驅動下，在具有電解作用的磨削液中發(fā)生電解反應而溶解去除，使砂輪中的磨粒露出結合劑表面，形成一定的出刃高度和容屑空間，同時，在砂輪表面逐漸形成一層氧化膜，氧化膜的不斷磨損與不斷生成使得上述修整過程保持動態(tài)平衡，既避免了砂輪的過快消耗又自動保持了砂輪表面的磨削能力。超聲振動砂輪修整的機理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的超聲頻電信號傳給換能器，變換成超聲頻的機械振動，由變幅桿放大后帶動修整器對砂輪進行修整。 砂輪修整方法軟彈性法修整砂輪時，超硬磨料砂輪以較高的速度旋轉，而卷帶輪則緩慢地轉動，帶動砂帶緩慢移動，利用砂輪的旋轉而使砂帶彈性變形不能完全恢復來實現(xiàn)去除砂輪高點的目的。美國Stevens Institute of Technology的Zhu henqi學者對ELID磨削過程中砂輪與陰極之間磨削液的流動狀態(tài)與砂輪線速度之間的關系進行了仿真分析，對傳統(tǒng)的剛性陰極與新設計的彈性箔片陰極進行了對比，仿真結果表明：〔1)在傳統(tǒng)的剛性陰極中，采用噴嘴噴射供液，砂輪線速度為24m/s時，極間間隙內的磨削液為層流狀態(tài)，供液充足，修銳效果好，砂輪線速度提高到58m/s和118m/s時，由于磨削液供給不足，極間間隙內的磨削液為紊流狀態(tài)，修銳效果差。北京工業(yè)大學的范晉偉、馬春敏等人對ELID精密鏡面磨削技術在不同磨削方式下的應用進行了研究，并且研制出硬脆材料精密磨削的ELID專用磨削液，實現(xiàn)了硬脆材料的ELID精密超精密磨削。此外，英、法等國對ELID磨削技術也進行了深入的研究。日本的富士公司、Fuji模具株式會社、新東工業(yè)株式會社等許多公司采用該技術進行零部件的加工生產或從事與該技術相關產品的生產開發(fā)與技術支持，此外，日本KURODA公司、不二越株式會社還推出了系列ELID專用磨床。在Hitoshi Ohmori研究的基礎上，NobuhideItoh, Shinya Morita等學者采用鑄鐵結合劑金剛石砂輪對Gd2SiO5的ELID磨削特點進行了研究:Kiyoshi Sawada,Akira Yamamoto等學者采用ELID技術對石英石坯料進行了磨削試驗研究。國內外的一些高校和學者己經(jīng)對該項技術進行了一定的理論和試驗研究工作，取得一定的成果，ELID磨削可以明顯的降低磨削力和工件表面粗糙度，但是目前砂輪在線電解修銳技術主要應用于低速、精密和超精密鏡面珩磨中,研究對金剛石砂輪劃片的ELID修銳機理，對提高材料的磨削效率、改善表面加工質量以及拓寬砂輪在線電解修銳技術的應用領域都具有重要的意義。為了使砂輪在使用中能始終保持正確的形狀和銳利性，需要定期對砂輪進行修整。2. 畢業(yè)設計的主要內容和任務本次設計的主要內容是劃片機劃片的ELID的修銳裝置