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一種新型金相試樣拋光機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)

2025-06-27 04:04本頁面
  

【正文】 這四年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)33參考文獻(xiàn)[1] 王會(huì)強(qiáng),孫維連,楊鈺瑛. 金相試樣拋光機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 機(jī)械與電子,2022,2528[2] 陳文娟,孫維連. 金相試樣拋光機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)的研究 . [碩士學(xué)位論文]. 河北: 河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2022[3] 王會(huì)強(qiáng),孫維連,溫新林, 史立喜, 劉志國(guó), 趙志剛. 國(guó)內(nèi)外金相試樣拋光機(jī)的發(fā)展概況. 熱處理, 2022,22(3):716[4] 陳文娟,孫維連,楊鈺瑛,賈亞雷,李杰. 金相研磨拋光機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究. 現(xiàn)代機(jī)械,2022,6:1011[5] 陳就. 拋光機(jī)磨頭驅(qū)動(dòng)部件的動(dòng)態(tài)特性分析. 機(jī)械與設(shè)備,2022,6(63):2426[6] 施興華. 拋光機(jī)在表面處理工藝上的應(yīng)用比較 .紡織器材, 2022,32(6):3738[7] 陸長(zhǎng)明. 基于DSP的超精密拋光機(jī)模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì). 2022年機(jī)電一體化論壇,2022,22(12):1113[8] 劉新佳,肖繼德,許鶴群. ,(3) :4344[9] 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社 (1)[10] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社 (1)[11] 曹彤,王滿還,張郁蕓. 機(jī)械設(shè)計(jì)制圖習(xí)題集. 高等教育出版社 (2)[12] 楊叔子. 機(jī)械加工工藝師手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社 (1)[13] . 化學(xué)工業(yè)出版社 (1)[14] 濮良貴,. 高等教育出版社 (7)[15] (6)[16] 馮辛安,黃玉美, (2)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)34致 謝在本次論文設(shè)計(jì)過程中,劉玉高老師對(duì)該論文從選題,構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo),使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)326 總結(jié)采用機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計(jì)的金相試樣拋光機(jī),系統(tǒng)可根據(jù)不同的試樣調(diào)整加壓機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)拋光壓力的持續(xù)可調(diào),并實(shí)現(xiàn)拋光盤轉(zhuǎn)速緩升一穩(wěn)定運(yùn)行一轉(zhuǎn)速緩建的運(yùn)行模式。考慮到直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,模擬調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)傳遞函數(shù)關(guān)系。2 個(gè)反饋閉環(huán)在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)31結(jié)構(gòu)上采用一環(huán)套一環(huán)的嵌套結(jié)構(gòu),這就是所謂的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng),他具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),因而得到廣泛地應(yīng)用。因此,自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主。減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速。其轉(zhuǎn)速和其本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)30他參量關(guān)系可表示為: N= (5?eKIRU?1)式中,N 一一轉(zhuǎn)速,r/minU 一一電樞電壓,VI——電樞電流,AR——電樞回路總電阻,Q——?jiǎng)?lì)磁磁通,Wb?K ——電機(jī)結(jié)構(gòu)決定的電動(dòng)勢(shì)常數(shù)e由上式可以看出,可以有三種方法調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的速度:(1)調(diào)節(jié)電樞供電電壓 U;(2)減弱勵(lì)磁磁通 ;?(3)改變電樞回路電阻 R;對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說,以調(diào)節(jié)電樞供電電壓方式為最好。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制動(dòng)力頭上升和下降,由壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將壓力傳回MCU;拋光盤電機(jī)的轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳回MCU,從而形成完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。液晶顯示模塊作為人機(jī)交互的輸出端,可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的轉(zhuǎn)速、壓力和拋光剩余時(shí)間,方便了工作人員操作。核心處理器對(duì)按鍵輸入的工作參數(shù)進(jìn)行處理后,通過拋光機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來控制整個(gè)拋光過程。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)29 52控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖該控制系統(tǒng)可分為按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊、拋光機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊?!皰伖獗P轉(zhuǎn)向”按鍵可以方便拋光過程中對(duì)拋光盤進(jìn)行手動(dòng)控制。這樣,就可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定不同的拋光參數(shù)。當(dāng)按下“參數(shù)設(shè)定”按鍵時(shí),光標(biāo)將在參數(shù)部位(開始時(shí)光標(biāo)定位在時(shí)間的分鐘部位)閃爍,每按一次,閃爍光標(biāo)將移位一次。5金相試樣拋光機(jī)調(diào)速部分設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)28 51輸入與顯示面板如圖51 所示,液晶顯示屏上實(shí)時(shí)顯示三個(gè)拋光參數(shù):時(shí)間,壓力,轉(zhuǎn)速。不規(guī)則試樣,尺寸極小的試樣和帶滲層的試樣,由于占比例不大,可采用鑲嵌方法。圖b主要用于裝卡圓試樣,試樣大小為 6 24,數(shù)量可有3~9塊標(biāo)準(zhǔn)試樣。夾持盤中試樣安裝槽是根據(jù)試樣形狀和尺寸設(shè)計(jì),常規(guī)試樣以圓柱形,柱形和片狀為主,因此設(shè)計(jì)了3種形狀如圖41所示。0212??021d4a?18) = [2 ]=220mm534)268()26(53??????查《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)》表 8129 得 L =200d實(shí)際中心距 aa= a + =(53+200220)=33mm0239。 因動(dòng)力頭對(duì)拋光盤產(chǎn)生的最大壓力是 100 牛,拋光盤摩擦系數(shù)最大取 =?所以,轉(zhuǎn)矩 T=100 110=1100N ,轉(zhuǎn)速參數(shù) n=300~500r/min ?m?由公式:T= ,所以 P= =,查《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)》表 31nP959501?59,選擇 90SZ51 電機(jī)表 341轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 功率 電壓 電流電樞 電流勵(lì)磁 允許正反轉(zhuǎn)速差5200Nm 1500r/min 80W 110V 100r/min所以,電機(jī)和拋光盤之間采用三角橡膠帶傳送,傳送比為 1:3,在主軸周圍設(shè)計(jì)了本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)25一個(gè)方形承槽,上端用防水擋板與外殼固定在一起,水槽底部安裝有排水管道,以排除拋光時(shí)的污水。經(jīng)對(duì)現(xiàn)在市面上大量的金相拋光機(jī)拋光盤轉(zhuǎn)速調(diào)查,選擇直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類,其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降,伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動(dòng)器控制的 U/V/W 三相電形成電磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。所以,查《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)》表 3161 知,55BYG4 電機(jī)參數(shù)如表 31,選擇 55BYG4電機(jī)可以滿足金相研磨拋光機(jī)的要求。 運(yùn)行的最高頻率與升速時(shí)間的計(jì)算。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。在機(jī)械傳動(dòng)過程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量,一是可以改變絲桿的導(dǎo)程,二是可以通過步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來完成。 一般地說最大靜力矩 Mmax 大的電機(jī),負(fù)載力矩大。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí),首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。米,f 為每秒脈沖數(shù)(簡(jiǎn)稱 PPS)。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的,一般只用力矩來衡量,力矩與功率換算如下:P= Ω同時(shí),步進(jìn)電機(jī)還具有定位精度高,同步運(yùn)行特性好的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床,繪圖機(jī),衛(wèi)星天線,自動(dòng)記錄儀及數(shù)一模轉(zhuǎn)換器等設(shè)備上。 因?yàn)閯?dòng)力頭作用在工件上的力最高被定位 100 牛,所以取最大值 T=100 =2330N 根據(jù)拋光機(jī)的選擇滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn),?23m? P][?知,[ 取得最大值為 ?]P?故 = + =+= [213064..??]P? 電機(jī)的計(jì)算選擇動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)電機(jī)的計(jì)算選擇本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)23本機(jī)對(duì)電機(jī)的要求:動(dòng)力頭的動(dòng)力源提供電機(jī)選擇步進(jìn)電機(jī),因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)是一種把脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成與脈沖數(shù)成正比的角位移或直線位移的執(zhí)行元件。s? 所以: = =40 滿足條件合適,穩(wěn)定條件較好。AI41d所以,臨界載荷 F 可按歐拉公式計(jì)算,即cr F = (317)cr)(式中:E——材料的拉壓彈性模量,單位為 MPa , E= MPa;510? I——危險(xiǎn)截面的慣性矩,I= ,單位為 mm 。根據(jù)柔度 值的大小選用不同的公式計(jì)算,cr s?= 。sc S ——絲杠穩(wěn)定性安全系數(shù),對(duì)于傳力螺旋,S =~5:對(duì)于傳導(dǎo)螺旋,s sS =~;對(duì)于精密活水平的,S 〉 4。因此,在正常情況下,絲杠承受的軸向力 F(單位為 N)必須小于臨界載 F ??辜羟袕?qiáng)度條件計(jì)算: (314)][?????DbuF式中: b ——螺紋牙根的厚度,單位為 mm,對(duì)于矩形螺紋,b=,對(duì)于梯形螺紋,b=,對(duì)于 30 鋸齒形螺紋,b=,P 為螺紋距;? l——彎曲力臂,單位為 mm [ ——螺母材料的許用切應(yīng)力,單位為 MPa ]?所以; 100 =??)(??[ =[ = /3~5]]?s [ ——為螺母算選材料的許應(yīng)力,單位為 MPa]? ——螺母所選材料的屈服極限,單位為 MPa 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 58 知,s本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)21取 =240s? 則 [ = 所以: 故滿足此條件]?][??抗彎曲強(qiáng)度計(jì)算: (315)???][b?L = = =?45. = =???)8314.(? [ =(~)[ =(~) /3~5]b]?s?所以:48 [ [ 滿足條件適合。 P=F/A=F/ =100/( )= ,故滿足耐磨條hzd2???][p?件。在傳導(dǎo)過成中,齒輪受力較小,絲杠所受力最大為 100N,在傳動(dòng)中滾珠與螺文牙相摩擦,而滾珠強(qiáng)度一般高于螺紋牙。又因?yàn)辇X輪分度圓為 58mm,取直徑為 24mm。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)20在此裝備中齒輪潤(rùn)滑用塑料潤(rùn)滑劑,其軸采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。= N(3)初步確定軸的最小直徑選軸的材料為 45鋼,調(diào)質(zhì)處理,取 A = 1120d A =10 112 = mm (312)1?031nP??取為 d = 10 mm(4)軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 3
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