本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 -技學(xué)院技學(xué)院全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)YL-SRP600YL-SRP600 砂光機(jī)的設(shè)計(jì)砂光機(jī)的設(shè)計(jì)DESIGN OF YL-SRP600 SANDING MACHINE學(xué)生姓名學(xué)生姓名： 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：年級(jí)專業(yè)及班級(jí)： 指導(dǎo)老師及職稱：指導(dǎo)老師及職稱： 湖南長(zhǎng)沙提交日期：2014 年 5 月本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 YL-SRP600YL-SRP600 砂光機(jī)的設(shè)計(jì)砂光機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要：本課題研究的是砂光機(jī)的設(shè)計(jì)，通過(guò)收集檢索國(guó)內(nèi)外砂光機(jī)床發(fā)展的相關(guān)資料，通過(guò)分析現(xiàn)有砂光機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出本課題的砂光機(jī)設(shè)計(jì)方案。確定用鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)砂光機(jī)床沿 Y軸方向的運(yùn)動(dòng)，滾珠絲杠傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)砂光機(jī)磨頭沿 X 軸方向的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)工況和加工零件的特點(diǎn)選擇合適的電機(jī)和絲杠，詳細(xì)完成驅(qū)動(dòng)華泰工作運(yùn)動(dòng)鏈中鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算、鏈輪的選擇、軸的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核、滾動(dòng)軸承的選擇與強(qiáng)度校核、及實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞鍵的選擇與強(qiáng)度校核。詳細(xì)論述砂帶砂光機(jī)床磨頭磨削機(jī)理、磨頭的工作參數(shù)、最后能達(dá)到的預(yù)期期望。完成滾珠絲杠的選擇計(jì)算和靜強(qiáng)度校核。 關(guān)鍵詞： 砂帶砂光機(jī)床；滾珠絲杠；磨削；中密度板；精銑本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 Design of YL-SRP600 sanding machine Abstract：This research is about the Sanding Machine design. The design is base on the analysis of the structure of Sanding Machine and the latest information at home and abroad. Making sure the motion of Sanding Machine by chain driving in Y axis and by ball screw driving in X axis. Choosing suitable electric motor accord to the work condition and the characteristic of the parts. Accomplishing the calculation and the design of chain that drive Hua Tai work, choosing suitable chain, the design of axis, checking the strength of the axis, and choosing suitable ball bearing. Expouding the principle of granding of machine tool, working parameter of abrasive mounted wheel of machine toll so that the machine can reach the expectation.Keywords: belt sanding machine ；ball Screw ；grinding；MDF；precision milling本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 目 錄摘 要1關(guān)鍵字11 前言21.1 課題研究的目的與意義21.2 砂光機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)31.2.1 國(guó)外砂光機(jī)研究與應(yīng)用的現(xiàn)狀41.2.2國(guó)內(nèi)砂光機(jī)研究與應(yīng)用的現(xiàn)狀 51.3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)61.4 課題的設(shè)計(jì)方案與關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路71.4.1設(shè)計(jì)方案原理圖71.4.2課題解決的關(guān)鍵問(wèn)題81.5本章小結(jié)92 滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算92.1主動(dòng)電機(jī)減速機(jī)的選擇92.2運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算102.2.1計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速 102.2.2計(jì)算各軸的功率 102.2.3計(jì)算各軸的扭矩 102.2.4鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 102.2.5選擇鏈輪齒數(shù) 112.2.6確定計(jì)算功率 112.2.7選鏈輪的節(jié)距 112.2.8計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 112.2.9計(jì)算鏈速 V 確定潤(rùn)滑方式 112.2.10計(jì)算壓軸力 122.3軸的設(shè)計(jì)計(jì)算122.3.1按扭矩初算軸徑 122.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 2.3.3按彎扭復(fù)合強(qiáng)度校核 132.4軸承的選擇與校核142.5鍵連接的校核計(jì)算162.5.1鏈輪連接鍵 162.5.2電機(jī)連接鍵 162.6聯(lián)軸器的選擇與校核計(jì)算162.6.1類型選擇 162.6.2載荷計(jì)算 172.8本章小結(jié)173 磨削原理及其技術(shù)參數(shù)183.1砂帶磨削的優(yōu)點(diǎn)183.2砂帶磨削的磨削原理193.2.1砂帶砂光機(jī)床磨削原理 193.2.2砂帶砂光機(jī)床設(shè)計(jì)預(yù)期效果 203.2.3砂帶砂光機(jī)床磨頭設(shè)計(jì)及技術(shù)參數(shù) 213.3砂帶磨削機(jī)床分析與研究223.4本章小結(jié)234 滾珠絲杠選擇與設(shè)計(jì)244.1選擇滾珠絲杠理由 244.2滾珠絲杠的選擇計(jì)算 254.2.1 確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷264.2.2確定預(yù)期額定載荷估算 264.2.3確定滾珠絲杠最小螺紋底靜徑 274.2.4確定直線速度和滾珠絲杠的導(dǎo)程 284.2.5確定滾珠絲杠的長(zhǎng)度 284.2.6確定安裝尺寸 294.2.7確定滾珠絲杠的精度 294.2.8確定滾珠絲杠兩端的安裝方式 304.3本章小結(jié)305 結(jié)論31參考文獻(xiàn)31本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 致謝33本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 11 前言1.1 課題研究的目的與意義MDF（中密度板）出現(xiàn)于 60 年代末期，第一條 MDF 生產(chǎn)線于 1964 年在美國(guó)誕生以來(lái)，世界各國(guó)掀起了中密度板熱，僅在 1970 年-1980 年 10 年間 MDF 廠家就增長(zhǎng)了 10 倍，1980 年至 1990 年就增長(zhǎng)了 3 倍還多，到了 90 年代后期，MDF 還是以強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外 MDF 生產(chǎn)線競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，行業(yè)的特殊性就決定了該行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的特殊性，在 MDF 生產(chǎn)線中一個(gè)主要的設(shè)備就是輥式連續(xù)平壓機(jī)系統(tǒng)。生產(chǎn)連續(xù)平壓機(jī)系統(tǒng)中一個(gè)重要的零件加工就是熱板加工，熱板是一塊 長(zhǎng)3160mm 寬 2800mm 厚 100mm 的板材，熱板配合精度要求比較高，熱板表面質(zhì)量要求比較高。目前（敦化市亞聯(lián)機(jī)械制造有限公司）熱板生產(chǎn)的工藝流程是：對(duì)熱板毛坯進(jìn)行火焰切割，減少銑削切削量提高勞動(dòng)效率，然后在銑床上進(jìn)行銑削加工得到半成品熱板，最后在深孔鉆削機(jī)上鉆孔加工出來(lái)油溝等到成品的熱板。對(duì)整個(gè)熱板生產(chǎn)工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究，專家組最后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出現(xiàn)在火焰切割這一工藝過(guò)程中，火焰切割是用高壓的乙炔和氧氣的混合氣體燃燒產(chǎn)生高溫融化金屬達(dá)到切割金屬的目的?；鹧媲懈顣r(shí)溫度達(dá)到 3000 度以上，切割區(qū)和非切割區(qū)溫度差特別大，切割后在空氣中自然冷卻，所以在切割的邊緣產(chǎn)生殘余應(yīng)力導(dǎo)致熱板出現(xiàn)裂紋。為了解決這一問(wèn)題，經(jīng)過(guò)專家組的研究，我們將工藝流程改變?yōu)椋菏紫葘?duì)熱板進(jìn)行預(yù)熱處理，火焰切割時(shí)保溫處理，切割后保溫冷卻，最后再銑削和鉆油溝得到成品的熱板。這樣出現(xiàn)裂紋的問(wèn)題雖然解決了，但是同時(shí)也出現(xiàn)另一個(gè)問(wèn)題那就是熱板的加工工時(shí)延長(zhǎng)，也就是說(shuō)熱板加工成本提高，不利于提高企業(yè)效益，同時(shí)還有另一個(gè)問(wèn)題，就是在銑床上銑削加工，雖然是精銑，但也會(huì)出現(xiàn)刀痕，整個(gè)熱板面積比較大，銑削加工時(shí)刀具的磨損特別嚴(yán)重，整個(gè)熱板表面質(zhì)量不能得到保證。針對(duì)上述出現(xiàn)的問(wèn)題，為了得到高的表面質(zhì)量，無(wú)裂紋合格的熱板，需要一臺(tái)專業(yè)砂光機(jī)產(chǎn)品對(duì)熱板表面進(jìn)行加工，替代銑削加工。調(diào)研了市場(chǎng)上現(xiàn)有的砂光機(jī)設(shè)備，沒(méi)有合適的設(shè)備能滿足我們的工藝流程，主要原因是現(xiàn)有的砂光設(shè)備加工面不夠大，工作行程比較小，不能滿足我們的工藝要求，即使這樣設(shè)備的價(jià)格還特別高。因此一臺(tái)專業(yè)的砂光機(jī)對(duì)公司的熱板生產(chǎn)顯得特別重要。本課題研究的意義，作為應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)踐滿足工廠現(xiàn)實(shí)需求的原始創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐解決實(shí)踐問(wèn)題，回歸了教育的本質(zhì)服務(wù)生產(chǎn)。更重要的是這臺(tái)設(shè)備研制成功一方面可以解決公司現(xiàn)在機(jī)加過(guò)程中火焰切割工藝過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，另一方面可以為本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 2企業(yè)節(jié)約一筆資金，可以用這筆錢擴(kuò)大企業(yè)再生能力，投入其他設(shè)備的研制上，提高亞聯(lián)在國(guó)內(nèi)外的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，為國(guó)產(chǎn)的連續(xù)平壓機(jī)撐起一片藍(lán)天，提高民族企業(yè)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。這種砂光機(jī)的設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性過(guò)程， 對(duì)設(shè)計(jì)者提出了較高的要求， 設(shè)計(jì)人員需要掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、先進(jìn)制造技術(shù)、專業(yè)理論、工藝?yán)碚撝R(shí)，市場(chǎng)運(yùn)行等方面的知識(shí)。更重要的是現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試設(shè)備時(shí)處理問(wèn)題的思維方式和解決問(wèn)題的實(shí)踐動(dòng)手能力，且需綜合運(yùn)用這些學(xué)科的專門知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 并通過(guò)反復(fù)思考、推理和決策， 才能創(chuàng)造出與眾不同的、滿足自己工廠要求的設(shè)計(jì)方案來(lái)。1.2 砂光機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)隨著汽車、建材、航空及輕工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)金屬材料和非金屬材料特別是難加工材料如不銹鋼、鈦合金、半導(dǎo)體材料、陶瓷材料等的表面加工質(zhì)量、精度、完整性等提出了更高要求，若采用傳統(tǒng)的車削、銑削等工藝方法難以滿足這些要求。而砂帶磨削作為一種磨削和拋光的新工藝，是一種質(zhì)優(yōu)、高效、低耗的加工方法，已成為精密、超精密加工的有效方法之一，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來(lái)越大的作用，現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)外材料和機(jī)械交叉學(xué)科中引人注目的領(lǐng)域，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。在?guó)際生產(chǎn)工程協(xié)會(huì)（CIRP）第 44、45、46 屆年會(huì)上，來(lái)自美國(guó)、日本、歐洲的與會(huì)機(jī)械制造專家、學(xué)者發(fā)表了很多論文，集中體現(xiàn)了 21 世紀(jì)初機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)和趨勢(shì)。根據(jù)年會(huì)的信息，強(qiáng)力磨削和砂帶磨削都屬于 21 世紀(jì)初機(jī)械制造工藝范圍，將在制造業(yè)中發(fā)揮突出的作用。自上世紀(jì) 70 年代以來(lái)，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，強(qiáng)力砂帶磨削在國(guó)內(nèi)外尤其是美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家得到了迅速發(fā)展。不論是強(qiáng)力砂帶磨削還是砂帶磨削，這里用到的一個(gè)載體就是砂光機(jī)床，由于磨削理論的逐漸成熟，磨削技術(shù)的不斷發(fā)展，砂光機(jī)床的發(fā)展成為一個(gè)必然的趨勢(shì)。自從美國(guó)第一臺(tái)帶式砂光機(jī)的問(wèn)世數(shù)十年來(lái)，用沾滿尖銳沙粒的砂布制成一種高速多刀多刃連續(xù)工具裝配砂光機(jī)后，砂光機(jī)床技術(shù)得到了很大的發(fā)展?，F(xiàn)在砂光機(jī)的加工效率甚至超過(guò)了車、銑、等粗加工工藝，應(yīng)用范圍普及到各行各業(yè)，除了用于金屬加工，還用于木材工業(yè)，塑料工業(yè)和皮革工業(yè)等。美國(guó)的帶式砂光機(jī)始終處于高速發(fā)展階段，50 年代初以來(lái)，聯(lián)邦德國(guó)一直致力于帶式砂光機(jī)的研究。日本自 1957 年引進(jìn)了帶式砂光機(jī)，1964 年按照美國(guó)的資料制造，1968 年日本全國(guó)有帶式砂光機(jī) 400 臺(tái)，還有荷蘭、瑞士、意大利等國(guó)的砂光機(jī)制造技術(shù)近年來(lái)都居世界領(lǐng)先地位。1.2.1國(guó)外砂光機(jī)研究與應(yīng)用的現(xiàn)狀國(guó)外強(qiáng)力砂帶磨削應(yīng)用相當(dāng)廣泛，尤其是美國(guó)、日本、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)對(duì)于強(qiáng)力砂帶磨削的應(yīng)用已有數(shù)十年。目前國(guó)外的強(qiáng)力砂帶磨削的切削速度已達(dá) 40mm/ s， 磨本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 3削壓力為 100300MPa， 材料切除率可達(dá) 737 / min， 加工效率比普通磨削提高3cm了 510 倍。美國(guó) Emerson Electric 公司利用強(qiáng)力砂帶磨削齒輪箱平面，加工鑄鐵的余量達(dá)6.36mm， 其生產(chǎn)效率比端銑刀提高 10 倍。美國(guó)西屋電氣公司用無(wú)心砂帶砂光機(jī)床加工 60 馬力的電機(jī)轉(zhuǎn)子，每小時(shí)高達(dá) 1000 件。英國(guó) Grit 公司生產(chǎn)的強(qiáng)力砂帶砂光機(jī)床，輸出電機(jī)功率為 715kW， 砂帶速度達(dá)到 60m/ s， 可以應(yīng)用于鑄鐵打磨、鋼結(jié)構(gòu)加工及焊縫打磨加工中，對(duì)鑄鐵的材料去除率達(dá) 500 / min 。英國(guó)生產(chǎn)的一種3cm強(qiáng)力砂帶砂光機(jī)床可以完成四臺(tái)銑床的工作量，以往用硬質(zhì)合金端銑刀加工鑄鐵軸承體，每件加工時(shí)間需要 418min， 采用強(qiáng)力砂帶砂光機(jī)后，只需要 0.8min，一年可節(jié)省加工費(fèi)用 27000 英鎊。英國(guó) Acme Manufacturing 公司在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)砂帶平面磨床上安裝兩個(gè)磨頭，每小時(shí)可加工 1000-2000 件扳手平面，切除余量達(dá) 4.95mm。森斯特蘭(Sundstrand) 公司的立式砂帶砂光機(jī)床(四工位粗、精磨削) 加工 380 鑄鐵缸蓋，2mm金屬切除率達(dá) 900kg/ h， 每小時(shí)可磨 200 個(gè)缸蓋，加工尺寸精度可達(dá) 0.103mm， 砂帶壽命為 8 小時(shí)。西德公司研制出的一臺(tái)強(qiáng)力砂帶砂光機(jī)床，主電機(jī)功率 150kW， 機(jī)床全部采用電氣控制，加工平面度為 0.1025mm， 尺寸公差為0.1025mm， 平行度為 0.105mm 。另外國(guó)外在用強(qiáng)力砂帶磨削加工灰鑄鐵離合器片時(shí)，采用聚脂為基底的粗顆粒氧化鋁鋯砂帶，切除深度 2mm，砂帶單位寬度金屬切除率達(dá)到 200/ 3mmmm. s， 比傳統(tǒng)切削加工方法省時(shí) 40 %， 每根砂帶可磨削 160 件離合器片。另外用強(qiáng)力砂帶磨削對(duì) 50 號(hào)結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)行焊前預(yù)加工，最大切削深度達(dá)到 11mm， 與銑削相比，加工 1 米長(zhǎng)的鋼板邊緣坡口可節(jié)省時(shí)間 34 %， 減少刀具費(fèi)用 20 % 。表表 1 國(guó)外各類品牌砂帶在中國(guó)的銷售情況國(guó)外各類品牌砂帶在中國(guó)的銷售情況Tab 1 All kinds of brand belt of foreign sales in China砂帶名稱1999年2000年2001年2002年2003年美國(guó)3M 9. 5 14. 0 20. 0 28. 0 40. 0 韓國(guó)高麗11. 0 18. 5 26. 0 41. 0 60. 0 美國(guó)Norton4. 0 4. 5 5. 5 5. 7 6. 0 日本牛頭3. 2 3. 5 4. 3 4. 7 5. 0 德國(guó)VSM0. 6 0. 8 1. 0 1. 2 1. 6 德國(guó)0. 7 0. 9 1. 0 1. 2 1. 6 注：:連續(xù)5 年的砂帶銷售量由銷售額折算近似得出數(shù)據(jù)，非廠家公布正式數(shù)據(jù)。寬帶砂光機(jī)國(guó)外主要廠家有美國(guó)懷特公司， 節(jié)時(shí)者公司， （Timesaver） 基姆伍德（Kimwood）公司等，聯(lián)邦德國(guó)安東（Anthon）公司、博策爾與加士納遏七（BunchenerGreener）公司、比松（Bison）公司、比飛靈（Butfering）公司、希思本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 4曼（Heesemann）公司， 約翰遜（Johnnson）公司， 意大利的愛(ài)司西安（）公司， 迪姆西（）公司， SCB 公司， 公司，荷蘭砂霸公司， 瑞士砂特勁公司， 日本丸仲公司， 丸源鐵工所、菊川鐵工所、名南鐵工所、竹川株式會(huì)社等。其中意大利公司產(chǎn)品型號(hào)很多， 附件較多， 加工厚度最小為， 厚度誤差小于 1mm， 加工工件最窄為 20mm， 長(zhǎng)度最小為 200mm。砂帶張力可自動(dòng)調(diào)節(jié)， 精砂架可采用大直徑低硬度橡膠接觸輥， 也可采用分段式氣動(dòng)壓帶器， 電子程序儀控制， 各段可異步升降或分段升降。用戶可選用 Cotfch Bright 精光輥， 真空式工作臺(tái)， 輸送帶和砂帶實(shí)現(xiàn)自動(dòng)張緊和對(duì)中。進(jìn)料壓靴內(nèi)裝有氣管， 可防止工件啃傷。1.2.2國(guó)內(nèi)砂光機(jī)研究與應(yīng)用的現(xiàn)狀我國(guó)的強(qiáng)力砂帶磨削工藝與砂帶砂光機(jī)床的研究起步較晚，在砂帶磨削理論、工藝實(shí)驗(yàn)研究及砂帶砂光機(jī)床研究方面還處于起步階段，普及和推廣應(yīng)用很不廣泛，目前主要應(yīng)用在鑄鐵及普通鋼件的加工中。近幾年來(lái)只有少數(shù)幾家高校和企業(yè)開展了強(qiáng)力砂帶磨削技術(shù)的研究和強(qiáng)力砂帶砂光機(jī)床設(shè)備的制造。湖南大學(xué)繼 1989 年平面砂帶磨削工藝試驗(yàn)后，對(duì)該砂帶砂光機(jī)床進(jìn)行了改裝，改裝后一次行程中磨削余量達(dá)5mm 左右，實(shí)現(xiàn)了鑄造毛坯(如 190 型柴油機(jī)缸蓋、縫紉機(jī)臺(tái)板等) 經(jīng)一次行程磨成成品的重大突破，代替了過(guò)去須經(jīng)粗銑精銑砂輪磨削平面加工的傳統(tǒng)工藝。重慶大學(xué)運(yùn)用強(qiáng)力砂帶磨削技術(shù)進(jìn)行鍋爐鋼板焊縫打磨，一次加工余量達(dá)到 5mm， 加工效率比用手砂輪打磨提高 10 倍以上。重慶三磨海達(dá)磨床有限公司開發(fā)出了用于加工連桿的強(qiáng)力砂帶砂光機(jī)床，一次行程中可磨削余量達(dá) 3mm， 該強(qiáng)力砂帶砂光機(jī)床在東風(fēng)神龍公司已使用多年，實(shí)踐證明連桿小頭強(qiáng)力砂帶磨削減薄加工新技術(shù)是完全可行的，并且是一種比傳統(tǒng)刀具切削方法更先進(jìn)和更經(jīng)濟(jì)的新方法。近年來(lái)砂帶砂光機(jī)床發(fā)展速度非?？臁Ｉ皫ハ骷夹g(shù)的研究及應(yīng)用已引起我國(guó)機(jī)械、制造等行業(yè)的廣泛關(guān)注和有關(guān)部門、研究單位和企業(yè)的高度重視。目前，國(guó)內(nèi)已有不少砂帶砂光機(jī)床設(shè)備制造廠、高校和科研單位開展了砂帶磨削技術(shù)的研究與開發(fā)工作，例如，重慶三磨海達(dá)磨床有限公司等數(shù)十家砂帶磨削設(shè)備生產(chǎn)廠家，以及東北大學(xué)、重慶大學(xué)、鄭州三磨所、華中理工大學(xué)和湖南大學(xué)等多家科研院所和高校。國(guó)內(nèi)砂帶磨削技術(shù)的研發(fā)奮起直追，也取得了較大的成績(jī)。如清華大學(xué)開創(chuàng)的超聲砂帶磨削技術(shù)是一種新型的精密砂帶復(fù)合加工方法，已具有世界領(lǐng)先水平，將這種技術(shù)用于計(jì)算機(jī)硬盤的研拋加工，表面粗糙度可達(dá) Ra 0. 01m 。重慶大學(xué)成功地將砂帶磨削應(yīng)用到擺線齒輪磨削中，其下屬的高新技術(shù)企業(yè)三磨海達(dá)磨床有限公司擁有本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 5近 20 項(xiàng)國(guó)家專利，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的百余個(gè)品種砂帶砂光機(jī)床設(shè)備，其中國(guó)際首創(chuàng)連桿端頭強(qiáng)力砂帶磨削技術(shù)，加工產(chǎn)品已用于法國(guó) PSA 公司，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。此外，鄭州第二砂輪廠和上海砂輪廠先后從德、意、瑞士等國(guó)引進(jìn)了制造砂帶的成套技術(shù)和設(shè)備，國(guó)外公司如 3M 公司等陸續(xù)在我國(guó)投資辦廠，為我國(guó)砂帶磨削技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了有利條件?？v觀砂帶磨削技術(shù)的研究和應(yīng)用狀況，我國(guó)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在一定差距，主要表現(xiàn)在以下 5 個(gè)方面:(1) 磨削機(jī)理及工藝的研究尚不全面和深入。磨削過(guò)程中砂帶磨粒與工件材料交互作用理論、磨削熱、磨削力、磨削溫度等的研究，工件材料表面形貌的分析以及磨削參數(shù)對(duì)磨削效果和砂帶磨損情況的研究等方面的工作也剛起步不久 。在實(shí)際的生產(chǎn)中，砂帶磨削已用于鋁合金，但相關(guān)文獻(xiàn)甚少，在鎂合金磨削方面幾乎是空白。(2) 砂帶品種規(guī)格不齊、壽命短，質(zhì)量有待提高。國(guó)內(nèi)使用最多的是 SiC 和 Al2O3 磨粒，陶瓷氧化鋁和金剛石磨料很少，磨粒粒度號(hào)較小，限制了砂帶在精密和超精密加工中的應(yīng)用;國(guó)外砂帶壽命可達(dá) 812h，而國(guó)內(nèi)的僅為 24h10，13 。(3) 加工精度有待進(jìn)一步提高。近年來(lái)，國(guó)外將砂帶磨削已用于精密、超精密加工，精度已達(dá)到微米級(jí)，表面粗糙度Ra 可達(dá) 0. 01 0. 25m， 而國(guó) 320 # 砂帶其磨削精度僅為 10 20m，國(guó)內(nèi)砂帶砂光機(jī)床的切深進(jìn)給精度較低也嚴(yán)重影響了磨削精度。(4) 新型砂帶磨床有待進(jìn)一步開發(fā)。國(guó)外砂帶砂光機(jī)床已與 NC、CNC 等現(xiàn)代化技術(shù)緊密結(jié)合，有了較大發(fā)展，檔次也逐漸上升，具有全自動(dòng)和自適應(yīng)控制的能力，而我國(guó)砂帶磨床發(fā)展較為緩慢，很多尚處于機(jī)床的改裝階段，有待迅速轉(zhuǎn)化為自主創(chuàng)新。(5) 工程化用有待進(jìn)一步擴(kuò)展。盡管砂帶磨削技術(shù)已應(yīng)用到我國(guó)的多個(gè)各行業(yè)中，如鋼管螺旋焊縫拋磨機(jī)應(yīng)用到西氣東輸，并取得了一定的效益，但離大規(guī)模的工程化應(yīng)用還有一段距離，有待加速產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，把產(chǎn)、學(xué)、研、管有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。1.3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)砂光機(jī)技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)系列縱橫，品種繁多。目前世界砂光機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)是：1)向高精度發(fā)展。為提高加工精度，各國(guó)都采取了許多措施如提高接觸輥的制造精度和調(diào)整精度提高輸送帶式工作臺(tái)的平度接觸輥等回轉(zhuǎn)件都經(jīng)動(dòng)平衡矯正采用厚度微調(diào)機(jī)構(gòu)，加工厚度采用數(shù)字式儀表或經(jīng)放大顯示有的砂光機(jī)已能加工0.4mm厚的單板。瑞士“ 砂特勁”牌砂光機(jī)的定位精度達(dá)0.025mm。2)帶向高粗糙度發(fā)展。砂帶橫向擺動(dòng)方式趨于普遍應(yīng)用。許多砂光機(jī)上采用了電子控制砂帶的橫向擺動(dòng)，氣墊式壓帶器，電子控制分段式壓帶器，采用大直徑低硬度本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 6接觸輥， 附設(shè)精光輥等措施。3)高加工能力發(fā)展。為提高砂光效率，有的砂光機(jī)上采用大功率電機(jī)，高砂削速度(達(dá)40m/s)，高進(jìn)給速度（達(dá)75m/min），為提高加工短工件和油漆面的能力，許多砂光機(jī)上采用真空輸送帶式工作臺(tái)，采用橡膠輸送帶，采用特制的進(jìn)料壓管、壓板、壓靴式組合式進(jìn)料裝置，采用各種軟質(zhì)壓帶器等，加工工件最短為100mm，最薄可至2mm， 厚度為3mm的一組工件也可同時(shí)加工。4)高自動(dòng)化程度發(fā)展。如工件自動(dòng)定厚實(shí)現(xiàn)定厚精砂自動(dòng)轉(zhuǎn)換， 采用電子程序控制壓帶器砂帶和輸送帶自動(dòng)對(duì)中等， 近年又出現(xiàn)了微機(jī)控制的仿型砂光機(jī)。5)無(wú)粉塵方向發(fā)展。荷蘭砂霸公司制造的“ 砂度美”護(hù)指裝置可保護(hù)手指和自動(dòng)定厚，意大利DMC公司和SCB公司等采用各種緊急制動(dòng)裝置， 一旦砂帶斷裂等事故發(fā)生， 可在一秒內(nèi)自動(dòng)停機(jī)， 氣動(dòng)系統(tǒng)壓力不足時(shí)機(jī)器無(wú)法啟動(dòng)， 在各種砂光機(jī)上普遍采用高效的集塵除塵裝置， 改善工作環(huán)境衛(wèi)生條件保持工件表面清潔。1.4 課題的設(shè)計(jì)方案與關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路通過(guò)分析要運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)方式，考慮工件的裝卸方式，確定異步機(jī)構(gòu)升降高度，也就是機(jī)床上下工作行程的長(zhǎng)度，最后確定砂光機(jī)床整體方案原理圖。1.4.1 設(shè)計(jì)方案原理圖圖圖 1 方案原理圖方案原理圖Fig. 1 Program schematic工作原理：接通砂光機(jī)床的（4）的電源開關(guān)，博能減速器電機(jī)開始啟動(dòng)工作，通過(guò)鏈輪（2）帶動(dòng)（3）鏈條運(yùn)動(dòng)，鏈條（3）帶動(dòng)工作臺(tái)（6）沿著 Y 軸方向運(yùn)動(dòng)，需要拋光的熱板工件就隨工作臺(tái)一塊沿著 Y 軸方向移動(dòng)，在（4）博能減速器電機(jī)開啟的時(shí)候（9）Y112 異步電機(jī)也開啟，Y112 異步電機(jī)（9）帶動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng)，絲杠上面的螺母和磨頭（5）通過(guò)法蘭固定在一起，異步電機(jī) Y112（9）帶動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng)的時(shí)候磨頭也絲杠一塊運(yùn)動(dòng)，這樣磨頭上面的砂帶在異步電機(jī) Y112（9）和博能電機(jī)本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 7KW107（4）兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)（6）滑臺(tái)上面熱板磨削加工。1.4.2 課題解決的關(guān)鍵問(wèn)題本課題的研究來(lái)源于工廠的現(xiàn)實(shí)需要，現(xiàn)在所在的單位是敦化亞聯(lián)機(jī)械制造有限公司主要生產(chǎn) MDF 生產(chǎn)線，MDF 生產(chǎn)線中一個(gè)重要的設(shè)備是連續(xù)平壓機(jī)，平壓機(jī)一個(gè)重要的零件是熱板。目前世界上能夠生產(chǎn) MDF 生產(chǎn)線的廠家只有三家（德國(guó)貝爾絲托夫、比諾茨、敦化市亞聯(lián)機(jī)械制造有限責(zé)任公司） ，熱板生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)是壟斷行業(yè)，目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的設(shè)備不能滿足工廠生產(chǎn)要求，所以公司決定自己生產(chǎn)一臺(tái)專用的砂光機(jī)來(lái)滿足生產(chǎn)的需求。這臺(tái)設(shè)備主要解決的問(wèn)題是整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)方案的確定，然后就是 X 軸和 Y 軸兩個(gè)方向電機(jī)的布置，和兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)的關(guān)系，還有滾珠絲杠的安裝方式。沿 X 軸方向運(yùn)動(dòng)的異步電機(jī) Y112 通過(guò)滾珠絲杠傳動(dòng)帶動(dòng)磨頭運(yùn)動(dòng)，在這里要解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是滾珠絲杠是如何的布置，滾珠絲杠螺母安裝在磨頭里面合理還是將滾珠絲杠安裝在磨頭的端面合理。經(jīng)過(guò)和董事長(zhǎng)郭西強(qiáng)和經(jīng)理管玉昌討論與研究，最后決定將滾珠絲杠安裝在磨頭上表面，由于滾珠絲杠的加工成本比較高，這樣安裝可以降低滾珠絲杠的長(zhǎng)度，也就意味著降低了滾珠絲杠的加工費(fèi)用。課題研究還涉及鏈傳動(dòng)的選擇與設(shè)計(jì)、鏈輪的選擇計(jì)算，主動(dòng)電機(jī)和異步電機(jī)傳動(dòng)布置，滾珠絲杠的選擇，四個(gè)異步機(jī)構(gòu)的選擇，磨頭功率的選擇計(jì)算。考慮廠房空間大小設(shè)計(jì)機(jī)床的關(guān)鍵尺寸大小，最后完成各個(gè)零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)并出加工圖紙，指導(dǎo)車間的工人完成零件加工，各個(gè)功能模塊的組裝。在滿足工作要求的前提下實(shí)現(xiàn)利益的最大化。本課題研究的主要工作集中在傳動(dòng)方案上，最后預(yù)期的效果是完成各個(gè)零件的設(shè)計(jì)，完成總的裝配圖，完成各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件的采購(gòu)圖，完成各個(gè)部分的組裝圖，指導(dǎo)工人加工和組裝各個(gè)功能模塊。最后調(diào)試機(jī)床，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。機(jī)床調(diào)試完成后，整理設(shè)計(jì)過(guò)程的資料，撰寫詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書，整理設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程中解決問(wèn)題的方法，為后續(xù)工作與學(xué)習(xí)做一個(gè)好的鋪墊。最后完成詳細(xì)具體的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。1.5. 本章小結(jié)課題研究的是砂光機(jī)的設(shè)計(jì)，主要收集國(guó)內(nèi)外砂光機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀的相關(guān)資料，著重研究砂光機(jī)砂帶磨削技術(shù)的改進(jìn)帶來(lái)砂光機(jī)革命性改變，從砂帶磨削機(jī)理研究砂帶砂光機(jī)的高效、省時(shí)、環(huán)保等特點(diǎn)。對(duì)國(guó)內(nèi)外砂帶砂光機(jī)的主要廠家產(chǎn)品的特點(diǎn)做了簡(jiǎn)單的論述，研究這些廠家的產(chǎn)品對(duì)機(jī)械加工業(yè)沖擊，論述砂光機(jī)出現(xiàn)后，機(jī)械加工行業(yè)新的變化。重點(diǎn)論述我國(guó)砂光機(jī)研究的歷程，介紹我國(guó)現(xiàn)有幾家金屬砂光機(jī)的廠家，分析國(guó)產(chǎn)砂光機(jī)和進(jìn)口砂光機(jī)的差距，論述出現(xiàn)這種問(wèn)題緣由，最后展望國(guó)際砂光機(jī)發(fā)展的總體趨勢(shì)。通過(guò)分析現(xiàn)有砂光機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)后，提出公司專用實(shí)用性的砂本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 8光機(jī)的設(shè)計(jì)方案，確定砂光機(jī)運(yùn)動(dòng)傳遞方案，即鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的移動(dòng)，滾珠絲杠傳動(dòng)是實(shí)現(xiàn)磨頭的移動(dòng)，從而達(dá)到對(duì)工件磨削的要求。提出砂光機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，論述這些關(guān)鍵問(wèn)題解決方案，最后確定本設(shè)計(jì)最終要達(dá)到的要求。2 滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1 主動(dòng)電機(jī)減速機(jī)的選擇博能 K 系列減速機(jī)的特點(diǎn)：垂直輸出結(jié)構(gòu)緊湊、硬齒面?zhèn)鬟f扭矩大、高精度的齒輪保證了工作平穩(wěn)、噪音低，壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到機(jī)床空間的大小選擇底座安裝，輸出的方式為空心軸輸出。需要驅(qū)動(dòng)砂光機(jī)的功率為 11kW，工作 16 小時(shí)/天，砂光機(jī)床工作時(shí)受一般沖擊，根據(jù)工況選擇被驅(qū)動(dòng)設(shè)備系數(shù)，驅(qū)動(dòng)砂光機(jī)床的轉(zhuǎn)11.25f 速。min/88.162rn 則 （1）9 .8588.161450Ni所選電機(jī)的額定功率必須滿足： （2）KwfpfppN63.1425.194.011/12111（查博能減速機(jī)樣本手冊(cè)得） ，減速機(jī)的安裝方式采用 B3 安裝方式，由此查94. 0博能減速機(jī)手冊(cè)確定確定電機(jī)型號(hào)為：KW107-85.9-YP-11-B3，減速機(jī)采用飛濺潤(rùn)滑，冷卻方式自然冷卻，工作壞境為工廠灰塵，博能減速機(jī)樣本手冊(cè)查的輸出軸徑向力為。輸出軸的軸向力為。NFr2810NFa44540被驅(qū)動(dòng)設(shè)備機(jī)床所需扭矩大約為，工作采用三班兩倒，工作小時(shí)數(shù)大約mN.4600每天的時(shí)間為 16 小時(shí)/天，受一般沖擊載荷故選擇載荷系數(shù)，減速機(jī)的轉(zhuǎn)速5.1f為： min/88.162rn 9 .8588.161450NiKwKwpN97.1215.14 （3）滿足工作要求。查博能減速機(jī)樣本手冊(cè)減速機(jī)的規(guī)格為 K107，K107 電機(jī)的質(zhì)量為250kg，額定功率為 14.15Kw。2.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.2.1計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速 （4）min/88.169 .851450min/ r14501rinnnnIIII電機(jī)本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 92.2.2計(jì)算各軸的功率 （5）KwppppIII301.1394. 015.14Kw15.14I電機(jī)2.2.3計(jì)算各軸的扭矩 mNnpTmNnpTIIIIII.7525351301.131055. 9/1055. 9.931951450/15.141055. 9/109550662661（6）2.2.4鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)是為了拖動(dòng)砂光機(jī)的工作臺(tái)，拖動(dòng)工作臺(tái)的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)沿 Y 軸方向的移動(dòng)。在上面的計(jì)算中選擇了電機(jī)減速機(jī)，這里的運(yùn)動(dòng)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器，然后經(jīng)鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)砂光機(jī)的工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。電機(jī)的額定功率。主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速Kw15.14Np，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比選擇。受一般的載荷。min/88.162rn 1i2.2.5選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)，大鏈輪的齒數(shù)。231z2323112ziz2.2.6確定計(jì)算功率由表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第三卷 13-104 查的工況系數(shù)，由機(jī)械設(shè)0 . 1AK計(jì)第四版（教材）查的齒輪的齒數(shù)系數(shù)（179 頁(yè)圖 9-13 查的）多排鏈系數(shù)，1 . 1zK查的雙排鏈系數(shù)75. 1pK （7）Kwpca89. 815.1475. 10 . 11 . 1KKKZA2.2.7選鏈輪的節(jié)距根據(jù)及查機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第三卷Kwpca89. 8min/88.161rn 13-105 圖 13-2-1 可選鏈條的型號(hào)為 32A，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第三卷 13-101 頁(yè)查的節(jié)距mmp8 .502.2.8計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距 （8）254015248 .50)5030(0a因?yàn)橛袕埦o裝置所以中心距可選擇大于，因此初選中心距pa80max0mmpa120008 .502362360相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 10 （9）495120008 .50)14. 322323(223238 .50120002)2(22202122100apzzzzpaLp查機(jī)械設(shè)計(jì)教材 9-8 得中心距計(jì)算系數(shù)，則鏈傳動(dòng)的最大中心距為：2502. 01f （10）12000)2323(49528 .502502. 0)(2211zzLpfap2.2.9計(jì)算鏈速 V 確定潤(rùn)滑方式 （11）smpznv/329. 01000608 .502388.1610006011由和鏈號(hào) 32A-1 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材 181 頁(yè)，圖 9-14 潤(rùn)滑范圍選擇圖可smv/329. 0得，潤(rùn)滑方式為人工定期潤(rùn)滑。2.2.10 計(jì)算壓軸力有效圓周力為 （12）NvpFe12.43009329. 015.1410001000鏈輪水平布置時(shí)的壓軸系數(shù)，15. 1FpK則壓軸力為 （13）NFKFeFpp49.4946012.4300915. 12.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1按扭矩初算軸徑選用 45#調(diào)質(zhì)，硬度值在 217-255HBS。由機(jī)械設(shè)計(jì)教材 P370（15-2）式并查表 15-3 取，1100A （14）mmnpAnpnpdTT13.9588.16301.131102 . 09550000 2 . 09550000330333考慮到軸上的主要零件的是鏈輪，軸端最細(xì)段和減速機(jī)相連，故初選軸的最小直徑mmd9002.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸上零件的定位固定和裝配主動(dòng)軸上的主要零件是鏈輪，兩個(gè) UCFU220 軸承，在設(shè)計(jì)軸時(shí)，考慮軸上零件的布置。主動(dòng)軸上的鏈輪通過(guò)鍵連接實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，鏈輪的固定，鏈輪處于軸的中間部位，壓蓋不適合于鏈輪的固定，故鏈輪的兩端用彈簧擋圈固定，考慮到兩端UCFU220 軸承用軸肩固定，所以將軸設(shè)計(jì)成階梯形。軸承座是帶方座形的軸承，故本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 11裝配順序?yàn)?，先裝配鏈輪，然后再裝配右邊的軸承，其次裝配左邊的軸承，最后與減速機(jī)相連裝配。確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度：圖圖 2 軸的結(jié)構(gòu)示意圖軸的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Schematic diagram of the axis初選的軸承為 UC220，其內(nèi)徑 100mm 長(zhǎng)度為 108mm，故 I 段軸的內(nèi)徑，mmd1001長(zhǎng)度。mmL10515.1,2cch故 II 段，考慮到固定的可靠性由于軸上鍵槽的影mmhdd106225 . 1100212響將軸頸增大 4mm，故，根據(jù)鏈輪的寬度和砂光機(jī)床的中心距長(zhǎng)mmd11041062度要求，取，III 段裝軸承 UC220，故，長(zhǎng)度，IVmmL2802mmd1003mmL1053段和博能減速機(jī)相連，減速機(jī)的內(nèi)徑為 90mm，考慮到機(jī)床中心距和減速電機(jī)拆裝的要求，取，mmL3524軸的總長(zhǎng)度 （15）mmLLLLL84228035210510543212.3.3按彎扭復(fù)合強(qiáng)度校核繪制軸的受力簡(jiǎn)圖（如圖 a）軸承采用對(duì)稱布置，所以，簡(jiǎn)化模型見圖(b)mmLLBA258求支反力 FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fp2=49460.49/2=24730.25N （16）FAZ=FBZ=Ft/2=43009.12/2=21504.56N （17）由兩邊對(duì)稱，截面 C 的彎矩也對(duì)稱，截面 C 在垂直面彎矩為MC1=FAYL/2=24730.25 258=6380.34N.m繪制垂直面彎矩圖（如圖 c）截面 C 在水平面彎矩為 MC2=FAZL/2=21504.56 258=5505.16N.m （18）繪制水平面彎矩圖（如圖 d）計(jì)算合成彎矩MC=（MC12+MC22）1/2 （19）mN.71.842616.550534.638022繪制合彎矩圖（如圖 e）本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 12繪制扭矩圖(f)轉(zhuǎn)矩：T=9.55（P2/n2）106=7525351N.m式 2.4.3-5繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖 g）計(jì)算當(dāng)量彎矩：根據(jù)教材選 =1Mec=MC2+(T)21/2= （20）mN.7525355752535171.842622校核危險(xiǎn)截面 C 的強(qiáng)度由式（15-5）e=Mec/（0.1d3） （21）MPaMpab6454.561101 . 0/752535513此軸強(qiáng)度足夠。圖圖 3 軸的受力模型圖軸的受力模型圖Fig. 3 Axis forces model diagram圖圖 4 軸的彎扭矩圖軸的彎扭矩圖Fig. 4 Haft bending torque diagram2.4 軸承的選擇與校核砂光機(jī)帶動(dòng)滑臺(tái)工作的傳動(dòng)是通過(guò)鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，這里所用的軸承是本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 13UCFU220，SKF UCFU 220 軸承的舊型號(hào)是 F 90520，外球面球軸承實(shí)際上是深溝球軸承的一種變型，特點(diǎn)是它的外圈外徑表面為球面，可以配入軸承座相應(yīng)的凹球面內(nèi)起到調(diào)心的作用。主要用來(lái)承受以徑向負(fù)荷為主的徑向與軸向聯(lián)合負(fù)荷，一般不宜單獨(dú)承受軸向負(fù)荷，此種軸承可以分別安裝內(nèi)圈（帶全組滾子與保持器）和外圈。該種軸承不允許軸相對(duì)外殼有傾斜，在徑向負(fù)荷任用下會(huì)產(chǎn)生附加軸向力。該種軸承軸向游隙的大小，對(duì)軸承能否正常工作關(guān)系很大，當(dāng)軸向游隙過(guò)小時(shí)，溫升較高；軸向游隙較大時(shí)，軸承容易損壞。故在安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要特別注意調(diào)整軸承的軸向游隙，必要時(shí)可以預(yù)過(guò)盈安裝，以增加軸承的剛性。查械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第二卷，和 UCFU220 的廠家手冊(cè)，得：，mmd100，KNCr95KNCor92mmDw1614Z鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算中得：，NFa49.49460NFr12.43009表表 2 軸承校核參數(shù)表軸承校核參數(shù)表Table 2 Bearing checking parameter list軸承類型軸承類型相對(duì)軸向載荷相對(duì)軸向載荷單列軸承單列軸承雙列軸承雙列軸承XYXYXXe 深溝軸承0.1720.3450.6891.031.382.073.455.176.890.1720.3450.6891.031.382.073.455.176.8900.562.31.991.711.551.451.311.151.041100.562.31.991.711.551.451.311.151.0410.190.220.260.280.30.340.380.420.44 （22）38. 11614149.4946022iZDwFa （23）15. 14300949460FrFa得，。3 . 0 eFrFa56. 0X45. 1Y （24）NYFaXFr958024946045. 14300956. 0Pr當(dāng)軸承材料為常規(guī)材料時(shí)，軸承的可靠性為 90%，軸承的額定載荷可按照下式簡(jiǎn)化計(jì)算： （25）PfffffCntdmh壽命因數(shù)，按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷表 7-2-2 查得：；hf89. 2hf本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 14沖擊載荷因數(shù)，按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷表 7-2-10 查得：；df5 . 1df溫度因數(shù)，按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷表 7-2-11 查得：；Tf1Tf速度因數(shù)，按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷表 7-2-9 查的：；nf277. 1nf力矩載荷因數(shù)，在力矩較小的情況下時(shí)。mf5 . 1mf （26）KNCrKNPfffffCntdmh9578.48958021277. 15 . 15 . 189. 2故軸承 UC220 選取合適。（27）KNCorKNFaFrPor925 .5049.494605 . 012.430096 . 05 . 06 . 0由上式的計(jì)算結(jié)果可得軸承 UC220 滿足工作要求。2.5 鍵連接的校核計(jì)算2.5.1鏈輪連接鍵主動(dòng)軸連接鏈輪鍵的校核計(jì)算，鍵的選擇在軸的設(shè)計(jì)中完成，這里主要完成鍵強(qiáng)度的校核計(jì)算，鍵的強(qiáng)度校核公式： （28）kldTp3102 T為傳遞的轉(zhuǎn)矩，；mNT.75253512K鍵與輪轂槽的接觸高度，；5105 . 05 . 0hkL鍵的工作長(zhǎng)度，；mmbLl222850D軸的直徑，。mmd110帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得： （29）4 .124110225752535121023ppMPakldT其中MPap150120所以鍵的強(qiáng)度滿足工作的要求。2.5.2電機(jī)連接鍵主動(dòng)軸上與減速機(jī)相連鍵的強(qiáng)度校核， （30）kldTp3102 T為傳遞的轉(zhuǎn)矩，這里的轉(zhuǎn)矩為減速機(jī)傳遞的轉(zhuǎn)矩；mNT.75253512K鍵與輪轂槽的接觸高度，；mmhk5 . 495 . 05 . 0L鍵的工作長(zhǎng)度，；mmbLl552580D軸的直徑，。mmd90帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得： （31）MPaMPapp12010056.6790555 . 475253512滿足工作強(qiáng)度的要求，所以鍵的強(qiáng)度足夠。本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 152.6 聯(lián)軸器的選擇與校核計(jì)算2.6.1類型選擇聯(lián)軸器主要為了連接 Y112 電機(jī)軸和滾珠絲杠，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力從電機(jī)傳給滾珠絲杠，通過(guò)絲杠帶動(dòng)磨頭實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)。因?yàn)闈L子鏈聯(lián)軸器 GL5 的特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、質(zhì)量小、維修容易具有一定的補(bǔ)償性能和緩沖性能，能滿足電機(jī)和滾珠絲杠的傳動(dòng)要求。2.6.2載荷計(jì)算 （32）nPT61055. 9TY112 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，PY112 電機(jī)的額定功率，；KwP2 . 2NY112 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，。min/960rn 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得：，mmNnPT.89.219602 . 21055. 91055. 966由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版 P351 查的工況系數(shù)，6 . 2AK計(jì)算轉(zhuǎn)矩： （33）mNTKTAca.914.56106 . 289.213查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷查的 GL5 滾子鏈聯(lián)軸器的額定轉(zhuǎn)矩，因mNTn.250為： （34）mNTmNTnca.250.914.56滿足設(shè)計(jì)的工作要求。允許最大轉(zhuǎn)速為 3150r/min，軸頸在 2840 之間，滿足連接電機(jī)和滾珠絲杠。因此滾子鏈聯(lián)軸器 GL5 的選擇滿足強(qiáng)度要求。2.8 本章小結(jié)本章主要的工作是設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)工作傳動(dòng)鏈的選擇和連接傳動(dòng)的零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，本章節(jié)中主要工作集中在鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和軸的設(shè)計(jì)，在鏈傳動(dòng)中完成了鏈的選型，根據(jù)鏈的特點(diǎn)完成鏈輪的選擇計(jì)算完成鏈輪的采購(gòu)圖紙，通過(guò)計(jì)算確定所選鏈型 20A 在砂光機(jī)床上承受載荷確定疲勞強(qiáng)度。完成鏈輪主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)，鏈輪軸的設(shè)計(jì)的主要工作是按照工作載荷的要求確定軸的最小直徑，根據(jù)軸上零件特點(diǎn)和設(shè)備的安裝尺寸確定軸各段長(zhǎng)度和軸頸的直徑，同時(shí)完成主從動(dòng)鏈輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)化模型，計(jì)算出軸所受的支撐反力和軸向力，計(jì)算出軸所受的彎矩、扭矩、當(dāng)量彎矩的大小，繪制出軸的彎矩圖、扭矩圖、當(dāng)量彎矩圖。最后確定找出軸所受力的危險(xiǎn)截面，通過(guò)計(jì)算確定在危險(xiǎn)截面軸強(qiáng)度可否滿足強(qiáng)度要求。通過(guò)計(jì)算確定所選用的 UCFU220 軸承，對(duì)其按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的要求根據(jù)工況本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 16的要求進(jìn)行強(qiáng)度校核，滿足設(shè)計(jì)的要求。為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，這里需要鍵連接是運(yùn)動(dòng)動(dòng)力傳遞使工作滑臺(tái)能夠運(yùn)動(dòng)，對(duì)所用的鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核確定其滿足工作要求。3 磨削原理及其技術(shù)參數(shù)3.1 砂帶磨削的優(yōu)點(diǎn)砂帶是一種由磨料、柔軟基體和粘結(jié)劑制成的帶狀磨具，其切削功能主要由粘附在柔軟基體上的磨粒來(lái)完成，砂帶磨削采用環(huán)形砂帶，由電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪帶動(dòng)砂帶作高速回轉(zhuǎn)，同時(shí)工件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，砂帶頭架作縱向及橫向進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的磨削加工，砂帶磨損后更換新砂帶。砂帶磨削效率高，通過(guò)使用不同粒度的砂帶實(shí)現(xiàn)粗加工、半精加工及精加工。電動(dòng)砂帶磨頭有以下主要特點(diǎn)： (1) 與砂輪磨削相比，它是用砂帶作為磨削工具，而砂帶一般只有一層磨粒，加工中無(wú)需修磨，在磨粒鈍化后只需將其更換便可。這不僅使設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，而且更能保證高的生產(chǎn)率。 (2)砂帶磨削所使用的砂帶是一種涂附磨具，采用靜電植砂方式制作，利用高壓靜電吸附原理，使經(jīng)過(guò)精選的磨粒能按自身長(zhǎng)軸方向定向排列，且分布均勻，因而其等高性好。磨粒鋒刃朝外，較之砂輪具有較好排屑條件，從而可長(zhǎng)時(shí)間地保證高的工效及穩(wěn)定的加工質(zhì)量。 (3) 砂帶磨削屬?gòu)椥阅ハ?，與砂輪磨削相比，其徑向抗力小，磨削溫度低，所以工件不易變形，表面不易出現(xiàn)過(guò)燒、裂紋等缺陷，具有較好的表面質(zhì)量。 (4) 從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)，與砂輪磨削相比較，砂帶磨削裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。砂帶磨削是以砂帶作為磨具并輔之以接觸輪(或壓磨板)、張緊輪、驅(qū)動(dòng)輪等磨頭主體以及張緊快換機(jī)構(gòu)、調(diào)偏機(jī)構(gòu)、防(吸)塵裝置等功能部件共同完成對(duì)工件的加工過(guò)程。具體講就是將砂帶套在驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪的外表面上，并使砂帶張緊和高速運(yùn)行，根據(jù)工件形狀和加工要求以相應(yīng)接觸和適當(dāng)磨削參數(shù)對(duì)工件進(jìn)行磨削或拋光 。砂帶磨削是以砂帶作為磨具并輔之以接觸輪(或壓磨板)、張緊輪、驅(qū)動(dòng)輪等磨頭主體以及張緊快換機(jī)構(gòu)、調(diào)偏機(jī)構(gòu)、防(吸)塵裝置等功能部件共同完成對(duì)工件的加工過(guò)程。具體講就是將砂帶套在驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪的外表面上，并使砂帶張緊和高速運(yùn)行，根據(jù)工件形狀和加工要求以相應(yīng)接觸和適當(dāng)磨削參數(shù)對(duì)工件進(jìn)行磨削或拋光。砂帶磨削特點(diǎn)：1） 砂帶磨削是一種彈性磨削，因而砂帶磨削是一種具有磨削、研磨、拋光多種作用的復(fù)合加工工藝。2） 砂帶上的磨粒比砂輪磨粒具有更強(qiáng)的切削能力，所以砂帶磨削的效率非常高。3） 磨削速度穩(wěn)定，由于接觸輪極不磨損，砂帶可運(yùn)動(dòng)可保持恒速，而不會(huì)象砂輪那本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 17樣越磨直徑越小速度越慢。4） 砂帶磨削精度高。由于砂帶制作質(zhì)量和砂帶磨床生產(chǎn)水平的提高，砂帶磨削早已跨入精密和超精密加工行列。5） 砂帶磨削成本低。這主要表現(xiàn)在：(1)與砂輪磨床相比，砂帶磨床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)鏈短。這主要是因?yàn)樯皫з|(zhì)量輕，磨削力小，磨削過(guò)程中震動(dòng)小，對(duì)機(jī)床的剛性及強(qiáng)度要求都遠(yuǎn)低于砂輪磨床。(2)砂帶磨削操作簡(jiǎn)便，輔助時(shí)間少。不論是手動(dòng)還是機(jī)動(dòng)砂帶磨削，其操作都非常簡(jiǎn)便。從更換調(diào)整砂帶到被加工工件的裝夾，這一切都可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成。(3)砂帶磨削比大，機(jī)床功率利用率高，切削效率高。這使得切除同等重量或體積的材料所消耗的工具和能源費(fèi)用減少，占用時(shí)間短。6） 砂帶磨削安全可靠，噪音和粉塵小，且易于控制，環(huán)境效益好。由于砂帶本身質(zhì)量很輕，即使斷裂也不會(huì)有傷人的危險(xiǎn)。砂帶磨削不象砂輪那樣脫砂嚴(yán)重，特別是干磨時(shí)，磨屑構(gòu)成主要是被加工工件的材料，很容易回收和控制粉塵。由于采用橡膠接觸輪，砂帶磨削不會(huì)象砂輪那樣形成對(duì)工件的剛性沖擊，故加工噪音很小。7）砂帶磨削工藝靈活性大、適應(yīng)性強(qiáng)。這表現(xiàn)在：(1)砂帶磨削可以十分方便地用于平面、內(nèi)、外圓和復(fù)雜曲面的磨削。設(shè)計(jì)一臺(tái)砂帶磨頭裝置作為功能部件可以裝在車床上進(jìn)行車后磨削，也可以裝在刨床上使用，同時(shí)還可以設(shè)計(jì)成各種專用的磨床。本課題的研究就是設(shè)計(jì)一臺(tái)專用的對(duì)熱板進(jìn)行磨削加工的砂光機(jī)床。利用砂帶磨削的這種特性能夠很容易地解決一些難加工零件，如超長(zhǎng)、超大的軸類和平面零件的精密加工。砂帶的基材、磨料、粘結(jié)劑均有很大的選擇范圍，能適應(yīng)各種用途的需要。砂帶的粒度、長(zhǎng)度和寬度也有各種規(guī)格，并有卷狀、環(huán)狀等多種形式可供選用。對(duì)同一種工件，砂帶磨削可以采用各種不同的磨削方式和工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工。3.2 砂帶磨削的磨削原理砂帶磨削是根據(jù)工件形狀，用相應(yīng)的接觸方式及高速運(yùn)動(dòng)的砂帶對(duì)工件表面進(jìn)行磨削和拋光的一種新工藝。隨著汽車、建材、裝飾工業(yè)、模具工業(yè)及其它輕工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)金屬和非金屬材料特別是難加工材料如塑料、皮革、橡膠、不銹鋼、陶瓷等表面機(jī)械加工質(zhì)量、生產(chǎn)率及勞動(dòng)環(huán)境提出了越來(lái)越高的要求，用一般傳統(tǒng)的切削加工方法已難以滿足這些要求。在過(guò)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(lái)越大的作用。砂帶磨床主要用來(lái)作為粗磨、去毛刺、大余本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 18量磨削、精磨、細(xì)磨、裝飾拋光、無(wú)心磨以及成形磨削之用。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。國(guó)外有專家曾把砂帶磨床比做“未來(lái)的巨人”來(lái)加以評(píng)述。3.2.1砂帶砂光機(jī)床磨削原理實(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(dòng)砂帶法和接觸板法。最常用的是帶有接觸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)砂帶法。砂帶套在傳動(dòng)輪、接觸輪的外表面上，并使砂帶張緊和高速運(yùn)動(dòng)，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(duì)工件進(jìn)行磨削或拋光。帶磨削的基本部件有：(1) 主軸傳動(dòng)裝置。有單速或具有較大靈活性的變速傳動(dòng)，有時(shí)裝有可逆電動(dòng)機(jī)，以改變砂帶的運(yùn)動(dòng)方向。皮帶速度為 1050m/min，通常取 1630m/min，主傳動(dòng)裝置的功率，在每 10mm 寬的砂帶上是 0.30.7kW。(2) 砂帶張緊裝置。保持磨削及導(dǎo)向時(shí)砂帶的適當(dāng)張力在砂帶磨削過(guò)程中起到重要作用，它影響到砂帶的切削性能和加工零件表面粗糙度。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。經(jīng)試驗(yàn)表明，砂帶的張力在 68N/mm 范圍內(nèi)，在逆磨削時(shí)每次行程能切出最大的金屬量。拉緊機(jī)構(gòu)有各種形式，從簡(jiǎn)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(dòng)及液壓拉緊裝置。同時(shí)，為了獲得最大的生產(chǎn)率，必須使更換砂帶的時(shí)間最少，通常操作者能在 1min 之內(nèi)更換砂帶。(3) 砂帶導(dǎo)向裝置。砂帶工作時(shí)，惰輪或張緊輪應(yīng)當(dāng)可以調(diào)整，使砂帶定位及對(duì)中，根據(jù)砂帶的寬度，這一裝置可以手動(dòng)或自動(dòng)。砂帶寬度大于 200mm 時(shí)，通常使用自動(dòng)導(dǎo)向裝置，使接觸輪與張緊輪之間的砂帶自動(dòng)對(duì)正。(4) 接觸輪。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 315mm)。根據(jù)需要，可制成各種密度橡膠輪，輪的表面制成交錯(cuò)開槽式或平滑式。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。這些化合物包括：氯丁橡膠、乙烯樹脂、硅酮橡膠、氯硫酸化聚乙烯合成橡膠。(5) 若在砂帶后面安裝一塊型板(鋼、硬質(zhì)合金或鑄鐵平板)來(lái)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。此外還有吸塵系統(tǒng)等。3.2.2砂帶砂光機(jī)床設(shè)計(jì)預(yù)期效果本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 QQ 401339828 19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)：(1) 加工效率高。經(jīng)過(guò)精選的針狀砂粒采用先進(jìn)的“靜電植砂法”，使砂粒均勻直立于基底、且鋒口向上、定向整齊排列，等高性好，容屑間隙大，接觸面小，具有較好的切削性能。應(yīng)用這一多刀多刃的切削工具進(jìn)行磨削加工，對(duì)鋼材的切除率 2mm寬砂帶 200600/min。3mm(2) 加工表面質(zhì)量高。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(zhǎng)，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)0.002mm；平面度可達(dá) 0.001mm。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(dòng)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) Ra0.40.1m，且表面有均勻的粗糙度。但由于砂帶不能修整，故砂帶磨削加工精度比砂輪磨削略低。(3) 工藝靈活性大，適應(yīng)性強(qiáng)。砂帶磨削可以方便地用于平面、外圓、內(nèi)圓磨削、復(fù)雜的異形面加工、切削余量 20mm以下的粗加工磨削、去毛刺和為鍍層零件的預(yù)加工、拋光表面、消除板坯表面缺陷、刃磨和研磨切削工具、消除焊接處的凸瘤、代替鉗工作業(yè)的手工勞動(dòng)。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