【正文】 ，所以選用深溝球軸承，且主軸部件是磨頭的關(guān)鍵部件，為了防止軸承磨損后造成較大的徑向跳動，采用雙聯(lián)軸承自行消 除軸向間隙的結(jié)構(gòu)，即各自選用一對 C級 6307軸承，詳情見主軸裝配圖。軸肩與軸頸過渡處的倒圓半徑取為2mm，軸身軸徑適當(dāng)增大，取為 40mm，軸肩與軸身處退刀槽尺寸為 21mm。 ③ 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（見圖 32a） A 確定各段軸的直徑 考慮到軸上接觸輪與皮帶輪分別由軸的兩端裝卸，且皮帶輪處為最小軸徑，接觸輪安裝在軸上需要一定的錐度，且接觸輪處懸伸量較大，所以接觸輪軸頭處軸徑應(yīng)適當(dāng)增 大，取 28mm，為保證一定錐度，到軸頸處取軸徑 30mm，即兩端軸徑都取 30mm。 ② 所承受的扭矩初估計(jì)軸的最小直徑 3 3339 5 5 0 1 0=0 . 2 [ ]TPPdCnn???η （ 312） 查的， C =118107，取 C =118（此軸為轉(zhuǎn)軸）。 主軸設(shè)計(jì) [10] 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 磨頭設(shè)計(jì) 13 ① 選擇軸的材料 選用 45鋼，正火處理。快換操縱機(jī)構(gòu)主要采用了手柄杠桿原理來簡單實(shí)現(xiàn)，操作簡單且高效。本設(shè)計(jì)中采用的是彈簧自動張緊裝置，結(jié)構(gòu)見磨頭結(jié)構(gòu)圖。周期性張緊多采用螺紋和渦輪副等。 張緊方式有內(nèi)部張緊（張緊輪壓在砂帶背面）與外部張緊（張緊輪壓在砂帶砂面）兩類，本設(shè)計(jì)中采用的是前者內(nèi)部張緊。 最后通過計(jì)算得出實(shí)際圓周力為： Ff0 = 1311 N 張緊機(jī)構(gòu)及快換操縱機(jī)構(gòu)和調(diào)偏機(jī) 構(gòu) [10] 為使砂帶磨頭正常傳遞動力，使砂帶正常磨削，砂帶必須張緊。 由此可見，欲使砂帶能保持正常磨削而不打滑，必須 Ff Ft 。此時(shí)砂帶兩邊的張力發(fā)生變化，分別為 F F2。當(dāng)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動時(shí)，驅(qū)動輪對砂帶的作用力為 Ff（有效圓周力）。考慮到機(jī)床的總體布局，本設(shè)計(jì)中將采用接觸輪直接作為驅(qū)動輪的形式。滿足條件。驅(qū)動輪面是鋼材或鋁材時(shí)取 [a]=150176。若包角過小，傳遞動力時(shí)易打滑。]/d （ 39） 可得： a=176。 ） /4 （ 38） 式中 Dm=（ D+D2） /2； △ =（ DD2） /2； 可得： d= 驅(qū)動輪包角： a=180176。 由于接觸輪與張緊輪的直徑都已經(jīng)確定，又選定砂帶型號，即已知： D=250mm、 D1=200mm、 L=1950mm。 綜上，選定張緊輪直徑 D2=200mm。本設(shè)計(jì)中，因?yàn)? B=200mm，中凸高度值由查閱有關(guān)資料得： σ=2mm。為使砂帶定心，張緊輪和驅(qū)動輪外圓都要求作成中凸弧形。一般情況下建議直徑大于 υ125mm。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 磨頭設(shè)計(jì) 11 ② 張緊輪設(shè)計(jì) 砂帶必須在一定張緊力作用下才能工作，張緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的張緊力通過張緊輪使砂帶得以張緊，并在驅(qū)動作用下使砂帶進(jìn)行磨削，張緊輪不但起張緊砂帶的作用，而且還起導(dǎo)向作用，使砂帶不致偏離接觸輪。 磨削功率計(jì)算： 由物理學(xué)與功率的關(guān)系可知： N=FV/1000 （ 34） 式中 N—— 功率（ kW） F—— 作用力（ N） V—— 物體在力 F作用下的運(yùn)動速度（ m/s ） 顯然對于砂帶磨削來說，上式中 F=Ft（切向磨削力） V=Vs（砂帶磨削速度） 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 磨頭設(shè)計(jì) 10 所以，砂帶磨 削的功率應(yīng)為： N= Ft Vs/1000 （ kW） （ 35） 因而，由（ 35）計(jì)算得： N= Ft Vs/1000=(35530)/1000= 由于電機(jī)在傳輸過程中有必要的功率損失，所以選用電機(jī) Y132S4 ， 其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定功率： 15Kw 滿載轉(zhuǎn)速： 1460r/min 起動轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩： 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩： 砂帶張緊力計(jì)算： Fo= PB （ 36） 式中 P—— 砂帶張力系數(shù) 50100/25mm B—— 砂帶寬度 200mm 由（ 36）計(jì)算得： Fo=PB =400800N 磨頭結(jié)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)： ① 接觸輪設(shè)計(jì) 驅(qū)動輪直徑（ D1 ）的確定 驅(qū)動輪直徑（ D1 ）可由下式計(jì)算，即 D1=（ 601000Vs） /πNS （ mm） （ 37） 式中 Vs—— 砂帶速度 30m/s Ns—— 驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速 r/min 初定驅(qū)動輪直徑 D1 =250mm，可由公式（ 37）得： Ns=（ 601000Vs） /πD1 =2304 r/min 由于砂帶驅(qū)動電機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 N=1460r/min 由此可得主運(yùn)動傳動比 i： i=NS/N=2304/1460= 取標(biāo)準(zhǔn)值 i=. 因?yàn)樵O(shè)計(jì)中選用接觸輪式且驅(qū)動輪為接觸輪，所以接 觸輪直徑 D 即為驅(qū)動輪直徑 D1，即 D= D1=250mm 。 （ 32） =355N 由于砂帶磨削其磨削分力的比例（即切向力和法向力之比）不同與常規(guī)的車、刨、銑等 [8]。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。一般來說，磨削力 可以分解為法向和切向兩個(gè)方向的力，具體計(jì)算如下： 已知：砂帶速度 Vs=30m/s，工件速度 Vw=3m/min，砂帶寬度 B=200mm,有效磨削深度 ap=，比磨削能 Us=800kg/mmmm。而且磨削力易于測量和控制，因此可以用磨削力診斷磨削狀態(tài)，作為適應(yīng)控制的評定參數(shù) [7]。 砂帶磨床主要參數(shù)選擇如下： 砂帶速度： Vs=30 m/s 工件進(jìn)給速度： Vw= 3m/min 砂帶： 1950mm 200 mm（長度 寬度）（ VSM KK711 422） 砂帶磨頭電機(jī)額定功率： 15 Kw （ Y160L4） 加工范圍：工件直徑 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 由于去毛刺屬于輕載精加工，一般砂帶速度選擇為 2535 m/s ，本 設(shè)計(jì)中將選用 30 m/s ，即 Vs=30 m/s 。因而，將采用傳輸帶式平面砂帶磨床的形式，簡明布局見圖 2： 由圖分析，工件隨傳輸帶一次進(jìn)入磨削區(qū)域，由磁臺對其定位夾緊，效率高，易于實(shí)現(xiàn)，操作很簡單，便于自動化。 最后，由于加工過程中，不需要大的磨削量，所以磨頭將設(shè)計(jì)為固定，即磨削主運(yùn)動為固定，磨削量的控制將由一個(gè)微變升降工作臺來實(shí)現(xiàn)。 其次，針對摩擦片屬于薄板工件，難于定位夾緊、易變形等特點(diǎn)，且只對鋼纖維樹脂模壓型這一類進(jìn)行磨床設(shè)計(jì)。就平面砂帶磨削而言，實(shí)現(xiàn)平面磨削的方式只能是接觸輪式和壓磨板式，因此平面砂帶磨削的接觸方式、工件運(yùn)動軌跡以及磨頭結(jié)構(gòu)的布局和組合形式等都是以此為基礎(chǔ)的 [6]。針對以上問題，下面將詳細(xì)敘述其解決辦法。最終摩擦片加工后將達(dá)到：尺寸精度 177。由于摩擦片屬于薄板工件，往往其厚度在幾到幾十毫米之間，因而在加 工過程中難于對其定位夾緊，且易變形，所以在加工過程中必須特別注意。根據(jù)《中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) —— 工程機(jī)械制動摩擦片技術(shù)條件》（ JB/T 88171998），摩擦片加工過后，其外觀質(zhì)量要求為：摩擦片的外觀不應(yīng)有影響使用的龜裂、傷痕、分層、氣泡、翹曲、扭曲等缺陷。 C 主要技術(shù)參數(shù)選擇：砂帶速度、砂帶長度、寬度、砂帶電動機(jī)功率。 3) 砂帶磨床設(shè)計(jì)： 砂帶磨床設(shè)計(jì)一般包括下面三部分內(nèi)容： A 傳動設(shè)計(jì)：一般來說，機(jī)床傳動設(shè)計(jì)相對較簡單，主要由三方面組成： a 砂帶的主運(yùn)動 b 砂帶的進(jìn)給運(yùn)動 c 工件的進(jìn)給運(yùn)動。 E 砂帶尺寸可很大 ， 適用于大面積高效率加工 ,且設(shè)備簡單 ， 操作安全 ， 使用維護(hù)方便 ， 更換砂帶和培訓(xùn)機(jī)床操作人員花費(fèi)時(shí)間較少。除了有各種通用、專用設(shè)備外 ， 設(shè)計(jì)一個(gè)砂帶磨頭能方便地裝于車床、刨床和銑床等常規(guī)現(xiàn)成設(shè)備上 ， 不僅能使這些機(jī)床功能大為擴(kuò)展 ， 而且能解決一些難加工零件如超長、超大型軸類、平面零件、不規(guī)則表面等的精密加工。 C 工藝靈活性大 ， 適應(yīng)性強(qiáng)。另外 ， 砂帶在磨削時(shí)是柔性接觸 ， 具有較好地磨削、研磨和拋光等多重作用 ， 再加上磨削系統(tǒng)振動小 ， 磨削速度穩(wěn)定使得表面加工質(zhì)量粗糙度值小 ， 殘余應(yīng)力狀態(tài)好 ， 工件的粗糙度可達(dá) Ra0. 4～ 0. 1μm ， 且表面有均勻的粗糙度。砂帶磨削時(shí)接觸面小摩擦發(fā)熱少 ， 且磨粒散熱時(shí)間間隔長 ，可以有效地減少工件變形 及燒傷 ， 故加工精度高 ， 尺寸精度可達(dá) 177。應(yīng)用這一多刀多刃的切削工具進(jìn)行磨削加工 ， 對鋼材的切除率已達(dá)每 mm 寬砂帶 200～ 600 mm3 / min。 2) 砂帶磨削特點(diǎn) 砂帶與易損壞的工具如用于單刃車削、銑削、砂輪磨削等工具相比 ， 具有下列特點(diǎn) ： A 加工效率高。 E 若在砂帶后面安裝一塊型板 (鋼、硬質(zhì)合金或鑄鐵平板 )來代替接觸輪 ， 則可完成磨邊、四邊形、端面、平面及精磨工作 ， 保 證零件的平面度或直線性。使用各種橡膠化合物作為接觸輪的覆蓋面 ， 以滿足一定的磨削要求。接觸輪在磨削點(diǎn)上支承砂帶 ， 其本體是用鋁或鋼制成 ， 輪上覆蓋橡膠、纖維、毛氈或其它材料制造的彈性圈 (厚度為 3～ 15mm)。砂帶寬度大于 200mm 時(shí) ， 通常使用自動導(dǎo)向裝置 ， 使接觸輪與張緊輪之間的砂帶自動對正。 C 砂帶導(dǎo)向裝置。拉緊機(jī)構(gòu)有各種形式 ， 從簡單的機(jī)械或彈簧方法到寬砂帶與重負(fù)載磨削機(jī)床用的氣動及液壓拉緊裝置。當(dāng)增加砂帶拉力時(shí) ，可提高金屬切除量 ， 但同時(shí)也提高表面粗糙度值和磨料覆蓋層的消耗量。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 5 圖 1 ：接觸輪式砂帶磨削 B 砂帶張緊裝置。有單速或具有較大靈活性的變速傳動 ， 有時(shí)裝有可逆電動機(jī) ， 以改變砂帶的運(yùn)動方向。如圖 1 所示 ： 砂帶套在傳動輪、 接觸輪的外表面上 ， 并使砂帶張緊和高速運(yùn)動 ， 根據(jù)工件形狀和加工要求 ， 以相應(yīng)接觸方式和適當(dāng)磨削參數(shù)對工件進(jìn)行磨削或拋光。 1） 砂帶磨削原理： 實(shí)現(xiàn)砂帶磨削加工的主要方法有 ： 砂帶自由張緊法、帶有接觸輪的轉(zhuǎn)動砂帶法和接觸板法。在現(xiàn)代工業(yè)中 ， 砂帶磨削技術(shù)以其獨(dú)具的加工特點(diǎn)被視為是一種很重要的加工方法。在過去的五、六十年內(nèi) ， 砂帶磨削作為一種新工藝 ， 在這些加工領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。 砂帶磨床的設(shè)計(jì)介紹 砂帶磨削是根據(jù)工件形狀 ， 用相應(yīng)的接觸方式及高速運(yùn)動的砂帶對工件表面進(jìn)行磨削和拋光的一種新工藝。 E 擴(kuò)大萬能性和適應(yīng)性 一機(jī)多能、一機(jī)多頭機(jī)床 ， 上下表面同時(shí)加工的機(jī)床 ， 磨完工件上表面后工件自 行翻身再磨下表面的機(jī)床 ， 連續(xù)加工而工件自動退回的機(jī)床 ， 機(jī)電一體化的各種砂帶磨床 ， 隨著工業(yè)發(fā)展已相繼問世和投入使用。 D 提高自動化程度 多頭砂帶磨床、運(yùn)輸帶式或回轉(zhuǎn)臺式砂帶磨床都是實(shí)現(xiàn)自動化的一些手段。砂帶磨損主要 “ 粘蓋 ” 和 “ 磨鈍 ”， 特別是 “ 粘蓋 ” 現(xiàn)象最為嚴(yán)重 ， 一旦出現(xiàn) “ 粘蓋 ”， 砂帶就無法繼續(xù)使用。目前 ， 使用壽命已從 2h～ 4h 提高到 8h～ 12h 。但就砂帶磨床本身來說 ， 砂帶制造精度的提高 ， 同樣是很重要的。 B 提高加工精度 西德瓦德里?？票S在砂帶磨床上大量采用高精度常規(guī)磨床的結(jié)構(gòu)。據(jù)報(bào)導(dǎo) ， 宇航器具、大型艦艇、高能物理的研究和應(yīng)用都要大量使用高精度、高粗糙度精度的板材。 b 發(fā)展寬砂帶磨削 ， 擴(kuò)大寬砂帶磨床的使用范圍。據(jù)美國制造工程學(xué)會研究報(bào)告說 ， 100m/s 的高速砂帶磨床已在試驗(yàn)。 2) 砂帶磨床的發(fā)展 趨勢 [4] A 繼續(xù)提高生產(chǎn)效率 a 提高磨削速度和增大機(jī) 床功率。日本曾就砂帶磨削的生產(chǎn)成本進(jìn)行了詳細(xì)的分析 ， 認(rèn)為砂輪磨床的成本比砂帶磨床高 ， 砂帶磨床要比銑床的生產(chǎn)成本低。砂帶磨床用于切除金屬的功率可高達(dá)其輸入功率的 96% , 幾乎全部轉(zhuǎn)換為有用功。 C 砂帶 磨床的生產(chǎn)效率 在加工效率方面 ， 砂帶磨床遠(yuǎn)高于砂輪磨床 ， 一般約為 4 倍。 B 砂帶磨削的加工精度 砂帶磨床的一般精度最高可以保證在 177。 d 用砂輪磨床加工大型容器、大尺寸棒料、管料