【正文】 化學(xué)成分有關(guān)，也與它的組織結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。 要進行金相分析，就必須制備能用于微觀觀察檢驗的樣品 — 金相試樣。每項操作都必須嚴格細心因為任何階段的失誤都可能影響以后的步驟，在極端的情況下，不正確的制作可能造成假組織，從 而得出錯誤的結(jié)論。 金相試樣的最終質(zhì)量是由拋光工順序決定的，拋光是金相制取試樣過程中至關(guān)重要的一環(huán)。拋光試樣的方法有 機械拋光 、 電解拋光 、 化學(xué)拋光 以及復(fù)合拋光等。 金相試樣拋光機的國內(nèi)外研究狀況 拋光機的性能與特點 目前，國外生產(chǎn)金相設(shè)備的廠家主要有丹麥的 struers公司和美國的 buehler公司．拋光機是他們的主要產(chǎn)品之一。它的主募研磨拋光產(chǎn)品有 MAPS、 AbraPol— AbraPlan— i0、Abramin辭。這些系統(tǒng)一般由一個或幾個制備單元組成，每個單元包括研磨平臺、清潔平臺、干燥平臺，可以高效快速的完成制備任務(wù)。上述兩家公司的產(chǎn)品價格昂貴，每臺價值均在 10000美元以上，耗資巨大且配件消耗和材料仍需進口，不適合我國國情。多數(shù)機型的拋光盤為單盤或雙盤，有水龍頭，但冷卻條件差，由于冷卻條件差，試樣表面易發(fā)熱 變灰暗，而且會繼續(xù)增厚形變擾動層，對快速拋光好試樣帶來麻煩；拋光盤轉(zhuǎn)速固定不變。如：拋光鑄鐵試樣時，試樣在拋光過程中應(yīng)不斷旋轉(zhuǎn)，盡量縮短拋光時間。如南京測控科學(xué)器材設(shè)各有限公司的變頻調(diào)速拋光機，上海金相機械設(shè)備有限公司 PWI金相試樣拋光機。例如，國內(nèi)研制的拋光機多數(shù)機型的拋光盤為單盤或雙盤，有水龍頭，但冷卻條件差。為此，不同性質(zhì)的材料，需采本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 取不同措施。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 2 金相試樣拋光機設(shè)計思想及方案確定 金相試樣拋光機對機械設(shè)計的要求有：精度高、運行平穩(wěn)、工作可靠，具有良好的伺服性能。 金相試樣拋光機對控制系統(tǒng)的要求有：能對壓力進行控制。能對時間進行控制。能對拋光速度控制。 拋光按其原理可以分為機械拋光，電解拋光，化學(xué)拋光，以及復(fù)合拋光。 (2)電解拋光 電解拋光是對難以用機械方法拋光的金屬試樣進行拋光的重要手段，它可以克服金屬干擾層和機械巒晶假象等問題，對于用極低負荷的顯微硬度實驗的樣品或透射電鏡的薄膜試樣特別有用。 (3)化學(xué)拋光 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 化學(xué)拋光是完全依靠化學(xué)藥劑的腐蝕作用而得到光亮的拋光表面?；瘜W(xué)拋光的速度低，拋光后的磨面，表面光滑但形成起伏的波形，不能達到十分平整的要求。 第一種設(shè)計方案：自動減加壓機械裝置的設(shè)計，利用步進電機作為此裝置的動力源，通過一個比例為 1:1的齒輪箱與動力頭相接。當步進電機逆時針轉(zhuǎn)時，帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪轉(zhuǎn)動帶動固定在其上的螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿下移，按設(shè)定壓力在夾具上產(chǎn)生彈性力 。驅(qū)動夾具旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對工件的加壓。 拋光裝置的設(shè)計，因為本次設(shè)計的目的是實現(xiàn)拋光的完全自動化，所以選擇直流伺服電機作為拋光盤的動力源，為保持拋光質(zhì)量，拋光速度不宜太快，一般為 300500r/min，而電機速度一般比較快，所以利用 V 帶傳動，以達到減速的目的。 第二種設(shè)計方案：直接用步進電機與一個帶有內(nèi)花鍵的絲杠相連，絲杠與主軸通過花鍵連接，使主軸能上下移動。當電機順時針轉(zhuǎn)動時，帶動螺母上移，不再壓縮彈簧，主軸上移，從而實現(xiàn)對工件的減壓。 控制系統(tǒng)的控制采用模糊 PID 控制 , 模糊 PID 控制器由多種結(jié)構(gòu)形式，但基本原理基本一致，即運用模糊數(shù)學(xué)的基本原理和方法，把規(guī)則的條件、操作用模糊集表示，并把這些模糊控制規(guī)則以及有關(guān)信息作為知識存入計算機的知識庫中，然后計算機根據(jù)系統(tǒng)的實本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 際響應(yīng)情況運用模糊推理，即可自動實現(xiàn)對 PID 參數(shù)的最佳調(diào)整，以達到自動控制的目的。機械部分是采用步進電機為動力源，通過一 個比例為 1:1 的齒輪箱與動力頭相接。壓力在一定范圍內(nèi)自行調(diào)節(jié) 。當電機順時針轉(zhuǎn)時，帶動螺桿上移，實現(xiàn)對工件的減壓。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 3金相試樣拋光機機械設(shè)計 機電一體化機械系統(tǒng)要求精度高、運動平穩(wěn)、工作可靠，具有良好的伺服性能。 機械部分主要包括動力頭、夾持盤、拋光盤、主體和外觀設(shè)計。對拋光運動軌跡的基本要求如下： 工件相對拋光盤作平面平行運動，能使工件上各點具有相同或相近的拋光行程。 拋光運動平穩(wěn)，避免 曲率過大的運動轉(zhuǎn)角。及時變換工件的運動方向．使拋光紋路復(fù)雜多變，有利于降低表面租糙度并保證表面均勻一致。如需要完整說明書和 設(shè)計 圖紙等 .請聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設(shè)計下載！該論文已經(jīng)通 因此動力頭是拋光機設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵，動作要求：帶動夾具上升和 F降；按設(shè)定壓力在夾具上產(chǎn)生彈性力：壓力在 一定范圍內(nèi)自行譎節(jié)：驅(qū)動夾具旋轉(zhuǎn)；磨拋一定時間后能自動降低夾具上的彈性力。當步進電機逆時針轉(zhuǎn)時，帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪轉(zhuǎn)動帶動固定在其上的螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿下移，按設(shè)定壓力在夾具上產(chǎn)生彈性力 。當電機順時針轉(zhuǎn)時，帶動螺桿上移，實現(xiàn)對工件的減壓。當?shù)竭_設(shè)置時間的 2/3 時，電機順時針轉(zhuǎn)動，在脈沖信號作用下，每隔一定時間，壓力釋放一次，螺桿緩慢向上移動，逐步釋放主軸上的彈性力，當壓力低于 20 牛頓時停止釋放，并一直保持到設(shè)定時間到達，拋光機動力頭產(chǎn)生的壓力曲線如圖 3— 2 壓力曲線圖所示。 圖12 32壓力曲線圖 圖中可以看出 Pl=P2=P3=P4=P5，而 t1 t2 t3 t4 t5 ，這是由于壓力鐵釋放時間是要本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 受壓力 P的影響，壓力與絲杠的位移量有關(guān)，齒輪將絲杠的位移量傳遞給傳感器，傳感器將位移量轉(zhuǎn)變成電磁鐵釋放的電信號，所以在壓力大時釋放時間短，壓力小時釋放時間間隔長。 lr/8 2/3 3． 2加、減壓機構(gòu)的機械 設(shè)計 加減壓機構(gòu)是拋光機機體的關(guān)鍵組成部分，對拋光機的性能有很大影響。絲杠螺母銑出沿直徑方向的鍵槽。 在絲杠螺母與動力頭之間裝有彈簧以實現(xiàn)彈性力的加載。 其理論計算如下： 式中 : f(x)==kx； （ 31） t=f(x)/ ( 32) Z—— 步進電機轉(zhuǎn)子齒數(shù) 。 N—— 電機的轉(zhuǎn)速 。 T—— 電機反方向 轉(zhuǎn)動的時間 。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 由 M= ksNZR ??60 。因為 M 與 f 的乘積 Q 可由軟件得出， Q 和f(x) 是程序求解 t 時的兩個輸入值，程序?qū)⑶蟪龅?t 送入微處理器處理，就可以控制拋光機的壓力。 精度等級：由表 108 （該節(jié)中所指的表均指《機械設(shè)計》一書中的表 ） 選 6 級精度 因齒輪要求較低，受力很小。 （ 3）齒根彎曲疲勞強度驗算： 重合度系數(shù) Yε： ????? ?? ?Y 齒間載荷分配系數(shù) KFɑ: 由表 KF = ?Y1 = = 齒向載荷分布系數(shù) KFβ : hb = 50? = 由表 103 KFɑ= 載荷系數(shù) K:K=KA KVKFα KFβ = = 齒形系數(shù) YFɑ: 由表 105 YF1= YF2= 應(yīng)力校正系數(shù) YSa: 由表 105 Ysa1= Ysa2= 彎曲疲勞強度極限σ FE: 由圖 1020c σ FE1= 380 Mpa σ FE2= 380 MPa 彎曲最小安全系數(shù) S:取 S＝ 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) NL: 估計 3 106NL1010 則指數(shù) m= NL1= NV= ?? ????????ni hhiih ttTTtrn1m a x160 (310) = 60 1 300 4800 ( + +) = 107 原估計應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確。 （ 4）確定傳動主 要尺寸： 計算實際分度圓直徑 d d1 = mZ1 = 2 29 =58 mm d2 = mZ2 = 2 29 =58 mm 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 計算中心距 a = 2 21 dd? = 25858? = 58 mm 計算齒輪寬度 b =φ bd1 = 1 58 = 58 mm 由表 103先求： Ft = 112dT = ? = bFK TA = ? = N/mm ＜ 100 N/mm 合適 齒輪軸的設(shè)計 （ 1）輸入功率 P1 = W 轉(zhuǎn)速 n1 = 60 r/min 轉(zhuǎn)矩 T1 = Nmm （ 2）求作用在齒輪上的力 齒輪 1 的分度圓直徑 d1 = 58 mm Ft = 112dT = ? = N （ 311） Fr = Fttan20176。 = 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 A0 = 112 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 d1 ? A0311nP =10 ??2 ?112 3 = mm (312) 取為 d1 = 10 mm （ 4）軸的機構(gòu)設(shè)計 1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 33齒輪軸簡圖 齒輪軸材料 45鋼，調(diào)質(zhì)處理 L1處為軸的最小直徑處，為 10mm， L1 =45 mm L2 L3處安放軸承，初選為 d2 = 20 mm 2）軸承選擇及校核 L2 L3處軸承初選為滾動軸承，因軸承只受徑向力，故選用深溝球軸承，初步選定軸承6206 GB/T 2761994 尺寸 d D B = 20 mm 42 mm 10 mm 基本額定載荷 Cr = kN 軸承校核 主動齒輪軸受力情況如圖 32。 在此裝備中 齒輪潤滑用塑料潤滑劑，其軸采用潤滑油潤滑。又因為齒輪分度圓為 58mm,取直徑為 24mm。在傳導(dǎo)過成中，齒輪受力較小，絲杠所受力最大為 100N，在傳動中滾珠與螺文牙相摩擦，而滾珠強度一般高于螺紋牙。 P=F/A=F/ hzd2?? =100/（ ??? ? 15） = ][p? ，故滿足耐磨條件。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）