機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)(設(shè)計(jì))——高速平面研磨機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(參考版)
2024-12-10 02:01本頁(yè)面
【正文】 感謝你們讓我懂得了探索的奧秘在于永遠(yuǎn)保持一個(gè)樂(lè)觀(guān)積極向上的心態(tài)以及腳踏實(shí)地勤勉的務(wù)實(shí)作風(fēng)，這是獲得勝利的無(wú)敵通關(guān)密碼。 18 三江學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 致 謝 歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫(xiě)完，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中遇到了無(wú)數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。這樣，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮，所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作。畢業(yè)設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的最有效方法。一步一步按照老師的知道慢慢的完成、修改，直到?jīng)]有錯(cuò)誤、瑕疵。懷揣著那僅有的一點(diǎn)頭緒我又開(kāi)始研究我的論文，幾天下來(lái)，經(jīng)過(guò)我的一番折騰，終于經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的努力，終于寫(xiě)出了一篇合格的開(kāi)題報(bào)告，雖然花掉的時(shí)間比預(yù)期的多了點(diǎn)，但還是很欣慰，畢竟是自己努力的成果。當(dāng)時(shí)真是 焦頭爛額，一點(diǎn)辦法都沒(méi)有。由于平面高速研磨機(jī)具有高精度、高效率、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，從而使平面高速研磨機(jī)具有很好的發(fā)展前景和經(jīng)濟(jì)效益。 17 三江學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 結(jié)束語(yǔ) 平面高速研磨機(jī)是機(jī)、電一體化的智能高科技機(jī)床，采用 具有較高穩(wěn)定性和較寬調(diào)速范圍的變頻器對(duì)主軸進(jìn)行轉(zhuǎn)速的控制，實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)調(diào)速，對(duì)壓力頭采用氣動(dòng)系統(tǒng)控制，整個(gè)系統(tǒng)采用了先進(jìn)的 PLC 進(jìn)行控制，從而使平面高速研磨機(jī)的研磨加工實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化。材料的彈性模量越大，它的變形就越小。 金剛石的彈性模量是 900Gpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬質(zhì)合金和自然界中所有其它礦物。金剛石、磨料和幾種礦物質(zhì)的硬度比較如表 所示。 軟磨料主要是用于拋光，而不適合高速研磨。立方晶氮化硼是硬度僅次于金剛石的人造材料，它因耐熱性（ 14000C）高于金剛石（ 8000C），對(duì)鐵族金屬的化學(xué)惰性高，特別適合于研磨硬而韌的鋼材。由于磨料在加工時(shí)直接作用于工件表面，起切削加工作用，因此對(duì)磨料有一定的要求。 3. 1 磨料的選擇 磨料是用于切削部分的材料。磨具的支撐部分一般是根據(jù)被加工工件的表面廓形上需要，盡量按表面廓形制造，以減小修整磨具的工作量。事實(shí)上在研磨 加工過(guò)程中，不僅是磨料對(duì)工件表面進(jìn)行切削作用，還存在著其它加工作用，但切削作用是研磨加工的主要形式。 磨具主要由切削部分、支撐部分和安裝部分組成。對(duì)高速研磨來(lái)說(shuō)磨具對(duì)研磨加工的影響比較大，它直接影響著研磨加工的精度、加工質(zhì)量、加工效率和加工成本?；匾簭乃璧撞砍隹诠芎突厮芰骰乩鋮s液箱。 4—?dú)飧祝?5—壓力頭 圖 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 平面高速研磨機(jī)由于采用高速研磨，這是高速研磨速度帶來(lái)生熱多的一個(gè)問(wèn)題，這容易引起工件和磨具的熱變形，因此必須考慮到冷卻問(wèn)題，為了提 高冷卻效果，平面高速研磨機(jī)的主軸設(shè)計(jì)為空心軸，冷卻液通過(guò)主軸和磨具中心的圓孔進(jìn)入磨具表面，并借助離心力作用向 外飛濺，這不僅可以起到冷卻作用，而卻還可以沖走研磨下來(lái)的工件切屑，以免他們劃傷工件表面， 其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 。氣動(dòng)壓頭的工作壓力調(diào)節(jié)，是氣壓系統(tǒng)中的調(diào)壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的。高壓空氣由氣管 1 進(jìn)入汽缸 4 的上室，推動(dòng)活塞 3 帶動(dòng)壓力頭 5 向下移動(dòng) ，從而實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程中所需的各種壓力。 圖 平面高速研磨機(jī)主軸組件結(jié)構(gòu) 氣動(dòng)壓頭 圖 。其主軸組件結(jié)構(gòu)如圖 。主軸前端裝有較大的圓柱面，可以作為圓盤(pán) 2定位的基準(zhǔn)面。兩軸承之間的隔套是為了施加預(yù)緊力，消除軸向間隙。后軸裝有一對(duì)背對(duì)背放置的 D 級(jí) 36212 單列向心推力球軸承，這樣兩個(gè)方向的軸向力和徑向了都能承受，保證有一定的旋轉(zhuǎn)精度和剛度。 主軸組件 由于主軸組件要保證一定的加工精度并承受工作壓力和工作臺(tái)的重力，因此要求有較好的精度、剛度和承載能力。因此，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖 。 箱體的設(shè)計(jì) 箱體在各種機(jī)械中的主要功能是支承固定聯(lián) 接或做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件或零件，放置各部件，以保證零部件之間的相互位置或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的精度。此外也有采用固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑的。 潤(rùn)滑對(duì)于滾動(dòng)軸承具有很重要的意義，軸承中的潤(rùn)滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還可以起著 散熱、減小接觸應(yīng)力、吸收振動(dòng)、防止銹蝕作用。 為了提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛度，減小機(jī)器工作時(shí)軸的震動(dòng)，采用預(yù)緊的滾動(dòng)軸承，機(jī)床的主軸軸承，采用預(yù)緊來(lái)提高其旋轉(zhuǎn)精度與軸向剛度，同時(shí)減少工作時(shí)軸的震動(dòng)。因此在主軸前端應(yīng)選用精度高、剛度好的 D級(jí) 3182112雙列短圓柱滾子軸承，和兩個(gè) D級(jí) 8112推力球軸承，后軸承裝一對(duì)背對(duì)背放置的 D 級(jí) 36212 單列推力球 軸承，這樣兩個(gè)方向的軸向力和徑向力都能承載，保證了一定的旋轉(zhuǎn)精度和剛度。當(dāng)軸承在承受徑向載荷的同時(shí)，還有不大的軸向載荷時(shí)，可選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，可選用角接觸較大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，或選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，分別承受徑向載荷和軸向載荷。較小的純軸向載荷，可選用推力球軸承；較大的純軸向力載荷，可選用推力滾子軸承。 11 三江學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 軸承的選擇與安裝 軸承所承載的大小，方向和性質(zhì)，是選擇軸承類(lèi)型的主要依據(jù)。 3) 確定帶輪的基準(zhǔn) 直徑 dd1和 dd2 ① 初步確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1 根據(jù) V帶截型，參考表選取為了提高 V帶的壽命，宜選取較大的直徑，故取 dd1 =110㎜ ② 計(jì)算帶的速度 υ υ1= πdd1n1601000601000πdd2n2 601000601000πdp2n2 πdp1n1 () υ1= 式中： υ υ2：分別為主、從動(dòng)輪的圓周速度，單位為 m/s n n2 ：分別為主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min dp1 、 dp2 ：主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的節(jié)圓直徑，可用 dd dd2 近似代替，單位為㎜。 8 三江學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 圖 帶掄傳動(dòng)示意圖 1) 確定計(jì)算功率 Pca 計(jì)算功率 Pca 是根據(jù)傳遞的功率 P，并考慮到載荷性質(zhì)和 每天運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短等因素的影響而確定的。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間摩擦，便拖動(dòng)從帶輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞一定的動(dòng)力。因?yàn)楣讨チ显谘心ゼ庸み^(guò)程中存在著比較嚴(yán)重的沖擊，所以機(jī)床主軸在啟動(dòng)時(shí)作無(wú)沖擊的緩加速運(yùn)動(dòng)，在停止時(shí)做緩減速運(yùn)動(dòng)，主軸的這一運(yùn)動(dòng)方式可 以通過(guò)調(diào)整變頻器的有關(guān)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。動(dòng)系統(tǒng)鏈為： 電動(dòng)機(jī) ——皮帶輪 ——機(jī)床主軸 這樣在主軸傳動(dòng)環(huán)節(jié)上就減輕了由于傳動(dòng)鏈零件機(jī)械加工精度低對(duì)主軸平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的影響。 表 2Y100L2—4電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù) 平面高速研磨機(jī)達(dá)到 的加工精度高，所以要求主軸轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)沖擊、剛度好、軸向及徑向跳動(dòng)小；同時(shí)為擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，主軸系統(tǒng)還因具有變速功能。因此在確定電機(jī)時(shí)進(jìn)行了綜合考慮。 （ 1） 電動(dòng)機(jī)的選擇 三相異步電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，運(yùn)行可靠，價(jià)格便宜，具有較好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性，因此我們選擇三相異步電機(jī)。 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩，目的是使執(zhí)行元件與負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面得到最佳匹配。 圖
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