外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計含4張CAD圖

外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計含4張CAD圖,表面,砂帶光整,加工,裝置,設(shè)計,cad 任務(wù)書 論文(設(shè)計)題目：外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計 工作日期：2016年12月09日 ~ 2017年05月26日 1.選題依據(jù): 該設(shè)計涉及文獻(xiàn)綜述，工作原理分析，設(shè)計方案比較，總體方案確定，驅(qū)動方式分析與選定、適應(yīng)不同尺寸工件的加工要求的變速裝置的選定，皮帶設(shè)計、軸及軸的支承設(shè)計、軸承選用、砂帶加工裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計等諸多技能。學(xué)生通過本輪設(shè)計，對其機(jī)械設(shè)計水平是一個系統(tǒng)總結(jié)提高的過程；同時提高學(xué)生查閱文獻(xiàn)，進(jìn)行文獻(xiàn)綜述和科技論文寫作的能力；提高學(xué)生工程圖CAD繪制能力；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度和細(xì)致的工作作風(fēng)。 2.論文要求(設(shè)計參數(shù)): 完成外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計。要求繪制包括總體設(shè)備、變速裝置、砂帶加工裝置、軸及軸的支承設(shè)計的全部圖紙等在內(nèi)的4張零號圖紙，撰寫設(shè)計說明書20000字以上。 3.個人工作重點: 外圓表面砂帶光整加工裝置工作原理設(shè)計、總體設(shè)計分析、驅(qū)動方式選擇、變速方式選擇、砂帶加工裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計圖紙與設(shè)計說明。 4.時間安排及應(yīng)完成的工作: 第1周：完成外圓表面砂帶光整加工裝置調(diào)研工作 第2周：完成外圓表面砂帶光整加工裝置資料查閱與翻譯工作 第3周：完成圓表面砂帶光整加工裝置文獻(xiàn)綜述工作 第4周：完成圓表面砂帶光整加工裝置開題報告工作 第5周：提出幾個設(shè)計方案 第6周：對方案進(jìn)行比較、選擇，確定設(shè)計方案第7周：繪制設(shè)計總圖 第8周：選擇驅(qū)動電機(jī)、減速器第9周：設(shè)計傳動系統(tǒng) 第10周：主軸的支承方式第11周：砂帶加工裝置機(jī)構(gòu)第12周：進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計 第13周：進(jìn)行相關(guān)設(shè)計計算 第14周：完成設(shè)計說明撰寫工作 第15周：修改、補(bǔ)充整理，準(zhǔn)備答辯 5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn): [1] 陳松濤. 鋼管外圓砂輪(砂帶)磨削裝置的原理及應(yīng)用[J]. 裝備制造技術(shù),2012，4:123- 124,139. [2] 傅禎海.一種提高磨削鋼管表面粗糙度的裝置[J]. 精密制造與自動化, 2013，(3):55-57 [3] 侯健，李福援.軸類零件機(jī)械光整加工表面條紋形貌的研究[J].新技術(shù)新工藝, 2013，(2):6-8 [4] 顧焱，艾宏明機(jī)械零件表面光整加工的常用方法[J].科學(xué)時代， 2013，（10） [5] 呂德隆.機(jī)械零件表面精整與光飾[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件，2011，（7） [6] 劉楓,鞏亞東,單玉橋,蔡光起. 砂輪約束磨粒噴射精密光整加工外圓表面分形維數(shù)的研究 [J]. 兵工學(xué)報，2009,30(1),1:100-104. [7] 李天生，徐慧.一種磨削拋光裝置的設(shè)計及其試驗 [J].機(jī)床與液壓, 2009, 37(9):34-36 [8] 徐慧，李天生，陳麗芬.磨削拋光45鋼的試驗研究[J].機(jī)械設(shè)計與制造, 2010(1):169-170 [9] 徐晶.軸類零件光整加工裝備設(shè)計.大連理工大學(xué), 2012 [10] 劉桂蓮，王連宏，桑茜，郭巨壽，李曉霞. 曲軸類零件“表面光整加工”的新工藝探 討[J]. 機(jī)械管理開發(fā), 2013，(4):59-60 指導(dǎo)教師簽字： XX 教研室主任意見： 同意 簽字：XX 2016年12月09日 教學(xué)指導(dǎo)分委會意見： 同意 簽字：XX 2016年12月11日 學(xué)院公章 進(jìn)度檢查表 第 -3 周 工作進(jìn)展情況 完成了外圓表面砂帶光整光加工裝置的調(diào)研、查閱二十篇文獻(xiàn)、翻譯五千字的外文文獻(xiàn)。 2016年12月27日 指導(dǎo)教師意見 該同學(xué)針對研究課題，進(jìn)行的相應(yīng)的市場調(diào)研，查閱了近幾年的國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)22篇，并完成了外文文獻(xiàn)的翻譯工作。該同學(xué)工作態(tài)度認(rèn)真，主動 聯(lián)系老師匯報工作，表現(xiàn)較好，按計劃完成了工作任務(wù)。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2016年12月27日 第 -1 周 工作進(jìn)展情況 主要在前面已經(jīng)完成了調(diào)研、文獻(xiàn)查閱、文獻(xiàn)翻譯、文獻(xiàn)綜述基礎(chǔ)上 ，明確了課題研究的目的、意義，應(yīng)用價值、重點解決的問題、確定了擬開展研究的幾個主要方面工作及論文預(yù)期取得的成果；另確定了主要研究方法 ，制定研究進(jìn)度計劃，完成開題報告。 2017年01月06日 指導(dǎo)教師意見 完成開題報告。 基本上了解了論文題目所涉及的理論知識，開題報告詳細(xì)說明了論文研究的目的意義、目前研究的概況和發(fā)展趨勢、重點解決的問題、擬開展研究的幾個主要方面、預(yù)期取得的成果、擬采用的主要研究方法、進(jìn)度計劃。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年01月06日 第 1 周 工作進(jìn)展情況 完成論文開篇緒論部分，提出了幾種設(shè)計方案并確定最終設(shè)計方案 2017年03月06日 指導(dǎo)教師意見 方案有待細(xì)化，要求完成相關(guān)繪圖以及相關(guān)計劃說明。要求查閱機(jī)械設(shè)計手冊及機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理相關(guān)書籍；研究相關(guān)的國內(nèi)外前沿技術(shù)。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年03月07日 第 5 周 工作進(jìn)展情況 對設(shè)計方案進(jìn)一步細(xì)化，完成設(shè)計總圖的繪制，對機(jī)床主軸和砂帶磨削裝置進(jìn)行設(shè)計計算與校核。確定的電動機(jī)的選用型號。 2017年03月31日 指導(dǎo)教師意見 方案總體設(shè)計不夠完善，總圖存在很多問題，計算與分析不夠充分。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年04月01日 第 11 周 工作進(jìn)展情況 對方案進(jìn)一步細(xì)化，完善裝配總圖。計算設(shè)計主軸及軸承支撐方式。完成了驅(qū)動電機(jī)和減速器選型以及傳動系統(tǒng)設(shè)計。完成了尾座固定裝置和砂帶加工裝置的設(shè)計。 2017年05月12日 指導(dǎo)教師意見 基本完成了圖紙繪制及說明書撰寫，需要補(bǔ)充、修改、整理、排版，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年05月13日 第周 工作進(jìn)展情況 年 月 日 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日 過程管理評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 工作態(tài)度 態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 3 3 遵守紀(jì)律 自覺遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo) 3 3 開題報告 內(nèi)容詳實，符合規(guī)范要求 5 4 任務(wù)完成 按時、圓滿完成各項工作任務(wù) 4 3 過程管理評分合計 13 過程管 理評語 《外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計》課題包含的各類知識，技術(shù)比較全面，對本科生來說，要完成該項設(shè)計是一個挑戰(zhàn)。該同學(xué)工作態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)。在畢業(yè)設(shè)計過程中，該同學(xué)獨立查閱文獻(xiàn)和設(shè)計手冊，能提出一些切實可行的想法。自覺遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動聯(lián)系指導(dǎo)教師，接受指導(dǎo)。每周都能保持與老師至少聯(lián)系一次，定期主動與老師溝通。查閱了一定數(shù)量的文獻(xiàn)資料，開題報告內(nèi)容詳實，符合規(guī)范要求。能按時、圓滿完成各項工作任務(wù)。 指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2017-05-21 指導(dǎo)教師評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計算機(jī)應(yīng)用能力 5 4 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實驗等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 7 指導(dǎo)教師評分合計 15 指導(dǎo)教 師評語 砂帶磨削作為光整加工中的一類，他是機(jī)械零件加工的主要工藝之一，也是零件加工的終極工藝，對于零件最終的表面質(zhì)量起著決定性的作用，他的主要磨削工具是砂帶。該選題符合培養(yǎng)目標(biāo)要求，有一定的研究價值和實踐意義，有一定深度，難度適宜，工作量滿足要求。 該生有一定的綜合運(yùn)用知識能力及外語表達(dá)能力及計算機(jī)應(yīng)用能力，能獨立檢索文獻(xiàn)。 論文文題相符，概念準(zhǔn)確，分析、計算、設(shè)計正確合理，結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)合理，條理清晰，圖表符合基本規(guī)范要求。 論文達(dá)到本科畢業(yè)生學(xué)位論文基本要求，同意提交答辯。 指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2017-05-21 評閱人評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表 達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計算機(jī)應(yīng)用能力 5 4 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實驗等正確 合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 7 評閱人評分合計 15 評閱人 評語 砂帶磨削作為光整加工中的一類，是機(jī)械零件加工的主要工藝之一，也是零件加工的終極工藝，對于零件最終的表面質(zhì)量起著決定性的作用。該選題符合培養(yǎng)目標(biāo)要求，有一定的研究價值和實踐意義，有一定深度，難度適宜，工作量滿足要求。該生有一定的綜合運(yùn)用知識能力及外語表達(dá)能力及計算機(jī)應(yīng)用能力，能獨立檢索文獻(xiàn)。論文文題相符，概念準(zhǔn)確，分析、計算、設(shè)計正確合理，結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)合理，條理清晰，圖表符合基本規(guī)范要求。該生裝配圖表達(dá)有不清楚的地方，建議修改。說明書缺少對該裝置工作原理的敘述及主要參數(shù)的設(shè)計，需修改。論文達(dá)到本科畢業(yè)生學(xué)位論文基本要求，同意提交答辯。 評閱人簽字：XX 評閱人工作單位：機(jī)械工程學(xué)院日期：2017-05-23 答辯紀(jì)錄 學(xué)生姓名：XX 專業(yè)班級：XX 畢業(yè)論文(設(shè)計)題目： 外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計 答辯時間：2017年05月25日 時 分 ~ 時 分 答辯委員會(答 主任委員(組長)： XX 辯小組)成員 委 員(組 員)： XXX 答辯委員會(答辯小組)提出的問題和答辯情況 問題1：皮帶磨削速度為多少？ 回 答： 進(jìn)給速度為0.1mm/min 問題2：為什么磨削速度慢？ 回 答： 工件高速運(yùn)動，所以皮帶進(jìn)給很慢。問題3：工件速度是多少？ 回 答： 機(jī)床是2000r/min 問題4：接觸點線速度有沒有要求？ 回 答： 沒有要求，砂帶進(jìn)給有要求。問題5：選用了什么機(jī)床？ 回 答： 選用了自己設(shè)計的3根導(dǎo)柱支撐，并未使用機(jī)床，這樣相對經(jīng)濟(jì)。 問題6：軸承的支配方式是什么？ 回 答： 前后軸承均采用背靠背支撐方式。問題7：回轉(zhuǎn)頂尖的進(jìn)給原理是什么？ 回 答： 通過絲桿和螺母副配合實現(xiàn)精進(jìn)給。 記錄人： 呂鵬翔 2017年05月25日 答辯委員會評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 自述總結(jié) 思路清晰,語言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點正確,分析歸納合理 10 9 答辯過程 能夠正確回答所提出的問題,基本概念清楚,有理論根據(jù) 10 8 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實驗等正確 合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 8 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表 達(dá)與外語應(yīng)用能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計算機(jī)應(yīng)用能力 10 8 答辯委員會評分合計 37 答辯委員會評語 XX同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計工作期間，工作努力，態(tài)度認(rèn)真，能遵守各項紀(jì)律 ，表現(xiàn)良好。 能按時、全面、獨立地完成與畢業(yè)設(shè)計有關(guān)的各環(huán)節(jié)工作，具有一定的綜合分析問題和解決問題的能力。 論文立論正確，理論分析得當(dāng)，解決問題方案實用，結(jié)論正確。 論文使用的概念正確，語言表達(dá)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，條理清楚。 論文中使用的圖表，設(shè)計中的圖紙在書寫和制作時，能夠執(zhí)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范化較好。 具有一定的獨立查閱文獻(xiàn)資料及外語應(yīng)用能力，原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)，實驗或計算結(jié)論準(zhǔn)確。 答辯過程中，能夠簡明和正確地闡述論文的主要內(nèi)容，思路清晰，論點基本正確；回答問題準(zhǔn)確，有應(yīng)變力；有較好的語言表達(dá)能力。 答辯成績： 37 答辯委員會主任： XX 2017年05月31日 成績評定 項目分類 成績評定 過程管理評分 13 指導(dǎo)教師評分 15 評閱人評分 15 答辯委員會評分 37 總分 80 成績等級 B 成績等級按“A、B、C、D、F”記載 成績審核人簽章： XX 學(xué)院審核人簽章： XX 一、選題依據(jù) 1、研究領(lǐng)域 機(jī)械設(shè)計 2、論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值 近年來，國內(nèi)對于砂帶磨削的研究成果有很大的改善，從低質(zhì)量產(chǎn)品到半成品以及成品的進(jìn)口和不斷學(xué)習(xí)，眾多砂帶類型的砂帶出現(xiàn)都是國內(nèi)專家學(xué)者研究和向外學(xué)習(xí)得到的成果，從而使得我國的砂帶磨削裝置類型的種類繁多，選擇范圍更廣。砂帶磨削裝置的發(fā)展使得零件加工技術(shù)有了明顯進(jìn)步，對于我國的制造加工技術(shù)的穩(wěn)步提升有著極其巨大的促進(jìn)作用。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢 自上世紀(jì)靜電砂植技術(shù)成熟以來，歐美國家就對砂帶磨削技術(shù)進(jìn)行了大量的研究開發(fā)，至今已經(jīng)發(fā)展幾十年，已經(jīng)達(dá)到了強(qiáng)力、高效、自動化磨削的新階段。歐、美及日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，從事磨削技術(shù)研究、開發(fā)的機(jī)構(gòu)以及砂帶制造、磨床制造等廠家很多，而且實力雄厚，其成果和產(chǎn)品代表了當(dāng)今世界砂帶磨削技術(shù)的最高水平。我國砂帶磨削是五十年代末期開始應(yīng)用由航空工業(yè)部門引進(jìn)國外仿型窄砂帶磨 床加工發(fā)動機(jī)葉片開始的。雖然起步晚，各方面技術(shù)落后，但是近幾年來我國的砂帶磨削技術(shù)也在不斷發(fā)展。2006 年，國家高效磨削工程技術(shù)研究中心研制出非圓截面輪廓精密磨削技術(shù)，主要用于軸類零件加工，廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)、航天航空、印刷、紡織機(jī)械及其他精密機(jī)械制造業(yè)。2006 年漢江機(jī)床公司開發(fā)研制了國內(nèi)第一臺 SK722 數(shù)控絲錐磨床，主要加工直槽磨牙絲錐，可采用單線或多線砂輪磨削，可直接在淬火后沒有螺紋的絲錐坯體上磨出螺紋。2008 年由湖南大學(xué)國家高效磨削工程技術(shù)研究中心、浙江工業(yè)大學(xué)超精密加工研究中心、寧波凱泰智邦機(jī)械有限公司、杭州智邦納米技術(shù)有限公司、湖大海捷制造技術(shù)有限公司共同開發(fā)的 Olymball-E600 精密球體高效研磨機(jī)和Olymball-D600 精密球體研磨機(jī)項目在杭州市通過了中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定和寧波市經(jīng)濟(jì)委員會組織的新產(chǎn)品及投產(chǎn)鑒定。2011 年險峰機(jī)床廠在軋輥磨床上采用德國的 DITTELDE 的 M6000 型機(jī)電式平衡模塊，此款主要針對高精度磨床研發(fā)而成，可以對不平衡進(jìn)行監(jiān)測和評估，可以完成快速精確的不平衡補(bǔ)償。同年，甘肅天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司在軋輥磨床上采用帶箱磨削裝置，磨削過程中不需要再拆卸箱架，只需找正帶箱滾徑上的母線和側(cè)母線，完成帶箱滾徑直線度調(diào)節(jié)后，即可拖動磨削，避免拆卸或安裝過程中的零破壞、精度降低，同時縮短了磨削輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率。 就目前國內(nèi)研究現(xiàn)狀來看，隨著高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性等新型材料的出現(xiàn)， 磨削加工呈現(xiàn)精密加工、強(qiáng)力磨削加工、數(shù)控加工及人工智能輔助加工。新型砂帶的出現(xiàn)為擴(kuò)大磨削的應(yīng)用范圍和促進(jìn)高效磨削的發(fā)展創(chuàng)造了條件，因此高效磨削工藝的發(fā)展就顯得尤其重要和迫切。在新型砂帶研制、高速、超高速、加工精度方面還有很大的發(fā)展空間。 10 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題 外圓表面砂帶光整加工裝置工作原理設(shè)計、總體設(shè)計分析、驅(qū)動方式選擇、變速方式選擇。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） u 提出幾個設(shè)計方案 u 對方案進(jìn)行比較、選擇，確定設(shè)計方案 u 繪制設(shè)計總圖 u 選擇驅(qū)動電機(jī)、減速器 u 設(shè)計傳動系統(tǒng) u 主軸的支承方式 u 砂帶加工裝置機(jī)構(gòu) u 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計 u 進(jìn)行相關(guān)設(shè)計計算 u 繪制 CAD 圖紙 u 完成設(shè)計說明撰寫工作 3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果 確定總體方案，選定驅(qū)動方式、選定適應(yīng)不同尺寸工件的加工要求的變速裝置， 皮帶設(shè)計、軸及軸的支承設(shè)計、軸承選用、砂帶加工裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計等諸多技能。繪制包括總體設(shè)備、變速裝置、砂帶加工裝置、軸及軸的支承設(shè)計的全部圖紙。 三、論文（設(shè)計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）； (1)根據(jù)實際的工作情況構(gòu)思出工作原理圖。 (2)進(jìn)行系統(tǒng)分析，計算，參考、查閱機(jī)械手冊，校核參數(shù)，選擇具體的零部件。 (3)用 CAD 制圖軟件繪制出各個部分的組成及結(jié)構(gòu)。 2.論文（設(shè)計）進(jìn)度計劃 第 1 周：完成外圓表面砂帶光整加工裝置調(diào)研工作 第 2 周：完成外圓表面砂帶光整加工裝置資料查閱與翻譯工作 第 3 周：完成圓表面砂帶光整加工裝置文獻(xiàn)綜述工作 第 4 周：完成圓表面砂帶光整加工裝置開題報告工作 第 5 周：提出幾個設(shè)計方案 第 6 周：對方案進(jìn)行比較、選擇，確定設(shè)計方案 第 7 周：繪制設(shè)計總圖 第 8 周：選擇驅(qū)動電機(jī)、減速器第 9 周: 設(shè)計傳動系統(tǒng) 第 10 周: 主軸的支承方式第 11 周：砂帶加工裝置機(jī)構(gòu) 第 12 周：進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計 第 13 周：進(jìn)行相關(guān)設(shè)計計算 第 14 周：完成設(shè)計說明撰寫工作 第 15 周：繪制零件圖 第 16 周：整理圖紙與論文，準(zhǔn)備答辯。四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1] 徐晶.軸類零件光整加工裝備設(shè)計.大連理工大學(xué), 2012 [2] 劉桂蓮，王連宏，桑茜，郭巨壽，李曉霞. 曲軸類零件“表面光整加工”的新工藝探討[J]. 機(jī)械管理開發(fā), 2013，(4):59-60 [3] 陳囿兆,一種行星式砂帶磨削裝置的研究.湖南大學(xué).2007,91-95. [4] 劉鵬展,鄒文俊,彭進(jìn),砂帶磨削技術(shù)研究進(jìn)展與發(fā)展方向.工業(yè)技術(shù).2016,18(09):22-26. [5] 黃云,黃智, 砂帶磨削的發(fā)展及關(guān)鍵技.機(jī)械工程.2007,18(18):5-8 [6] 周鵬，砂帶磨削參數(shù)采集實驗裝置的研制.重慶大學(xué).2003,50-55. [7] V. A. Stankevich, Device for grinding shaped camprofiles. Chemical and Petroleum Engineering, 1969, Vol.5 (2), pp.154-154 [8] 張萍,李家春, 旋轉(zhuǎn)砂帶磨削機(jī)設(shè)計.貴州科學(xué).2012,30(4):57-59. [9] 王聽,母焰,曲興,田楊旭等，具有接觸輪庫的砂帶磨削加工裝置.國家知識產(chǎn)權(quán)局.2015,25. [10] 朱俊生, 深窄槽去毛刺用砂帶裝置.國家知識產(chǎn)權(quán)局.2015,4. [11] 張磊.12Cr1MoVG 合金鋼管砂帶磨削試驗及工藝研究[J]管.2011,4(40-2):29-34. [12] 黃云.30 不銹鋼砂帶磨削試驗研究[J].中國機(jī)械工程.2011,2(22-3):291-294. [13] 沈棟棟,帶箱磨削裝置在軋輥磨床上的應(yīng)用.機(jī)械制造.2011,50(537):2 [14] Changhe Li, Sheng Wang, Qiang Zhang, Dongzhou Jia Evaluation of Minimu Quantity Lubrication Grinding with Nano-particles and Recent Related Patents ecent Patents on Nanotechnology, 2013, Vol.7 (2), pp.167-181 文獻(xiàn)綜述 一、課題背景 目前，隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展,機(jī)械零件向著高速度、高承載力、高壽命的方向發(fā)展。因此這些零件不僅要有良好的力學(xué)性能,還要有較高的表面質(zhì)量,必須有先進(jìn)的加工技術(shù)以及加工裝置來滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。光整加工是指工件表面質(zhì)量在大幅度提高的同時,保證精度的穩(wěn)定甚至提高工件加工精度等級的一種加工技術(shù)[1]。砂帶磨削作為光整加工中的一類，他是機(jī)械零件加工的主要工藝之一，也是零件加工的終極工藝，對于零件最終的表面質(zhì)量起著決定性的作用，他的主要磨削工具是砂帶。砂帶是指用粘結(jié)劑將磨料粘結(jié)在柔軟基體上的特殊磨具，屬于一種單層磨料的磨具，是砂帶磨削的主體，它由磨料、粘結(jié)劑、基體材料三要素組成，它是一種特殊形態(tài)的多刀、多刃的切削工具，如圖 1 所示。其切削功能主要由粘附在基底上的磨粒來完成[2]。并且可以滿足不同的工件材料在不同的加工條件下進(jìn)行磨削加工的要求。由于砂帶磨削摩擦生熱少，磨粒散熱時間間隔長，可有效地減少工件變形、燒傷。且因砂帶磨削與工件是柔性接觸，具有較好的跑合和拋光作用，經(jīng)磨削的工件表面殘余應(yīng)力和表面硬化深度均大大低于砂輪磨削。作為工件表面的光整加工，砂帶磨削加工精度一般可達(dá)到 IT7-IT6，表面粗糙度值可達(dá) Ra=0.8～0.2m 1-磨料； 2-復(fù)膠； 3-底膠； 4-基底圖 1 砂帶組成斷面圖 在現(xiàn)代工業(yè)加工中，隨著汽車、航空航天等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對金屬及非金屬材料， 特別是難磨材料如不銹鋼、鈦合金等的加工精度及完整性要求也越來越高，砂帶磨削這一有著“萬能磨削”和“冷態(tài)磨削”之稱的磨削工藝也越來越被人們所重視[3]。早在上個世紀(jì)，歐美日本等國家就對涂附磨具特別是砂帶磨削進(jìn)行了大量研究，在制造技術(shù)及磨床設(shè)計生產(chǎn)領(lǐng)域取得了巨大的成就，并且保有大量的保密專利，而近年來在磨削技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)更是層出不窮。在國內(nèi)，砂帶磨削技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，國內(nèi)一些設(shè)備制造廠如新鄉(xiāng)機(jī)床廠、沈陽機(jī)床廠和一些機(jī)構(gòu)如清華大學(xué)、重慶大學(xué)等研發(fā)單位，在砂帶磨削領(lǐng)域也取得了很大的成就，雖然我國在砂帶磨削領(lǐng)域的研發(fā)相對于國外發(fā)達(dá)國家較為落后，但也處于飛速發(fā)展階段。為了全面了解該方面的問題，本文通過查詢 CKNI 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫，以“核心期刊”為范圍，進(jìn)行模糊匹配檢索，查詢了近五年來相關(guān)資料近 20 篇，并進(jìn)行綜述。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 （一）、國外研究現(xiàn)狀 自上世紀(jì)靜電砂植技術(shù)成熟以來，歐美國家就對砂帶磨削技術(shù)進(jìn)行了大量的研究開發(fā)，至今已經(jīng)發(fā)展幾十年，已經(jīng)達(dá)到了強(qiáng)力、高效、自動化磨削的新階段。歐、美及日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，從事磨削技術(shù)研究、開發(fā)的機(jī)構(gòu)以及砂帶制造、磨床制造等廠家很多，而且實力雄厚，其成果和產(chǎn)品代表了當(dāng)今世界砂帶磨削技術(shù)的最高水平。美國在砂帶磨削領(lǐng)域做了大量的研發(fā)，有了很多創(chuàng)造性產(chǎn)品，一直處于世界領(lǐng)先 地位。著名的美國 3M 公司，以 鋁氧化物合成物作為磨料發(fā)明了 Cubicut 砂帶；生產(chǎn)了一種安裝在直徑為 1.73m 的回轉(zhuǎn)臺及四個工作主軸的砂帶平面磨床；美國 Metabo 公司，研制了 6 軸 5 聯(lián)動數(shù)控磨床；西屋電氣公司，用無心砂帶磨床加工 60 馬力的電機(jī)轉(zhuǎn)子，每小時高達(dá) 1000 件；盧森機(jī)床公司生產(chǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子同心度要求 0.005mm， 尺寸誤差要求為正負(fù) 0.012mm，用無心砂帶磨床加工，一小時可加工 200 件[4]。2006 年，美國 QED 工藝技術(shù)公司 M.Tricard 等人采用穩(wěn)態(tài)磁流體噴射拋光光學(xué)零件表面成功解決等角自由曲面峭壁內(nèi)凹形狀的光學(xué)零件難光整加工的問題。2010 年美國國際制造技術(shù)展覽會上，克林貝格( KELLENBERGER) 公司展出新產(chǎn)品 KEL-VERA RS250/400 型數(shù)控磨床，主要用于大尺寸零件卡盤裝夾下的切入磨削[5]。 日本在砂帶磨床和砂帶研制方面做了較深入的研究，并獲得了眾多成果?，F(xiàn)已研制出兩種新型磨料涂附砂帶，即球形復(fù)合磨粒砂帶和軟木復(fù)合磨料砂帶；近 20 年來， 日本在高速、超高速砂帶磨削領(lǐng)域也有了突出成果。成功研制出磨削速度為 400m/s 的超高速平面磨床，最高線速度達(dá) 395m/s.Shinizu 等人為了獲得超高速磨削速度改制了磨床，使工件和砂輪間的實際磨削線速度接近 1000m/s。2006 年在第 56 屆 CIRP 大會上，日本慈城大學(xué)工程系的周力波等人研究出單晶硅底層無缺陷化學(xué)機(jī)械磨削新工藝，此工藝方法比化學(xué)機(jī)械拋光(CMP) 更容易得到好的表面品質(zhì)。2010 年，日本 YASDA 公司、SODICK 公司、MAKINO 公司展出亞微米級超精密機(jī)床。在機(jī)理研究方面， 日本研究者通過不斷試驗，利用模糊理論獲得了磨削條件和影響平面度因素相對關(guān)系的表達(dá)式，既能精確地表達(dá)磨削過程，又能夠滿意地改善工件表面精度，為定量分析磨削參數(shù)變化對平面精度的影響提供了科學(xué)依據(jù)[6]。 英國著重發(fā)展輸送帶式砂帶磨床、內(nèi)圓砂帶磨床及渦輪葉片砂帶磨床。布魯克生產(chǎn)的內(nèi)圓砂帶磨床能對長達(dá) 15m，直徑為 25-250mm 的長管件內(nèi)孔進(jìn)行加工；施麗亞當(dāng)斯生產(chǎn)的窄渦輪葉片砂帶磨床和羅爾羅伊斯公司生產(chǎn)的渦輪葉片寬砂帶型面砂帶磨床處于領(lǐng)先地位[7]。 德國知名的砂帶品牌有 Hermes、VSM 等，研發(fā)了具有多過專利的空心球復(fù)合磨料， 其制作的砂帶使用壽命長，切削效率高，成本低。 （二）、國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國砂帶磨削是五十年代末期開始應(yīng)用由航空工業(yè)部門引進(jìn)國外仿型窄砂帶磨床加工發(fā)動機(jī)葉片開始的。雖然起步晚，各方面技術(shù)落后，但是近幾年來我國的砂帶磨削技術(shù)也在不斷發(fā)展。 在加工設(shè)備研發(fā)方面，應(yīng)恒晶研究自制了可進(jìn)行大軸頸、大孔徑、大平面和大曲面工件表面終加工多使用的新型高效砂帶磨頭，在普通機(jī)床（臥車、立車和龍門刨床等）上就可以進(jìn)行磨削。解決了國內(nèi)對大尺寸大軸徑工件難加工、耗時多、質(zhì)量低等問題。其結(jié)構(gòu)簡單，適用性強(qiáng)，加工效率高。如圖 2 所示砂帶磨頭的結(jié)構(gòu)。 張萍[8]，李家春設(shè)計了旋轉(zhuǎn)砂帶磨削機(jī)，該裝備可實現(xiàn)砂帶的“公轉(zhuǎn)”和“自轉(zhuǎn)”，外加氣動張緊裝置，可對生銹及有明顯表面缺陷的鋼絲進(jìn)行打磨拋光。（如圖 3） 開發(fā)出針對盤條磨削加工的環(huán)保型砂帶磨削設(shè)備，對促進(jìn)我國的拉絲制造業(yè)發(fā)展具有重要意義。 1-帶輪；2-電動機(jī)；3-螺桿/螺母；4-第一級帶；5-帶輪 3；6-第二級帶；7-帶輪；8-支座； 9-螺母；10-張緊輪；11-張緊輪臂；12-砂帶；13-支臂；14-螺釘/長孔聯(lián)接；15-接觸輪；16- 接觸輪臂 圖 2 砂帶磨頭結(jié)構(gòu) 1-皮帶；2-電機(jī) 1；3-皮帶 3；4-大轉(zhuǎn)盤；5-主動輪；6-支撐輪；7-張緊輪；8-皮帶；9-電機(jī) 2 圖 3 旋轉(zhuǎn)砂帶磨削設(shè)備 吉林大學(xué)王聽、母焰[9]等研究了具有接觸輪庫的砂帶磨削加工裝置，可實現(xiàn)磨削 平面、回轉(zhuǎn)體、自由曲面零件,且能實現(xiàn)同一工位多工序的集中加工，包括底座、立柱、五自由度工作臺、動力裝置、砂帶支撐張緊裝置、磨頭裝置、接觸輪庫、自動換輪裝置。如圖 4 軸測圖。五自由度工作臺,既可以磨削平面零件和回轉(zhuǎn)體零件,也可以磨削自由曲面,其加工產(chǎn)品范圍廣,穩(wěn)定性好。此磨削加工中心既能適應(yīng)大批量產(chǎn)品生產(chǎn),也能適應(yīng)零件比較復(fù)雜,產(chǎn)品更換頻繁的中小批量生產(chǎn)。 朱俊生[10]發(fā)明了一種能夠快速并有效的去除深窄槽中毛刺的深窄槽去毛刺用砂帶裝置。可以方便的利用機(jī)床軸的旋轉(zhuǎn),完成對金屬件深窄槽的去毛邊工作,提高了具有深窄槽金屬件的產(chǎn)品合格度,又可保證深窄槽內(nèi)壁的光滑度,直接提高工件表面質(zhì)量。 在關(guān)鍵技術(shù)方面，2006 年，國家高效磨削工程技術(shù)研究中心研制出非圓截面輪廓精密磨削技術(shù)，主要用于軸類零件加工，廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)、航天航空、印刷、紡織機(jī)械及其他精密機(jī)械制造業(yè)。2006 年漢江機(jī)床公司開發(fā)研制了國內(nèi)第一臺 SK722 數(shù)控絲錐磨床，主要加工直槽磨牙絲錐，可采用單線或多線砂輪磨削，可直接在淬火后沒有螺紋的絲錐坯體上磨出螺紋[11]。 2008 年由湖南大學(xué)國家高效磨削工程技術(shù)研究中心、浙江工業(yè)大學(xué)超精密加工研究中心、寧波凱泰智邦機(jī)械有限公司、杭州智邦納米技術(shù)有限公司、湖大海捷制造技術(shù)有限公司共同開發(fā)的 Olymball-E600 精密球體高效研磨機(jī)和 Olymball-D600 精密球體研磨機(jī)項目在杭州市通過了中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定和寧波市經(jīng)濟(jì)委員會組織的新產(chǎn)品及投產(chǎn)鑒定。 圖 4 具有接觸輪庫的砂帶磨削加工裝置軸測圖 2011 年險峰機(jī)床廠在軋輥磨床上采用德國的DITTELDE 的M6000 型機(jī)電式平衡模塊，此款主要針對高精度磨床研發(fā)而成，可以對不平衡進(jìn)行監(jiān)測和評估，可以完成快速精確的不平衡補(bǔ)償。同年，甘肅天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司在軋輥磨床上采用帶箱磨削裝置，磨削過程中不需要再拆卸箱架，只需找正帶箱滾徑上的母線和側(cè)母線，完成帶箱滾徑直線度調(diào)節(jié)后，即可拖動磨削，避免拆卸或安裝過程中的零破壞、精度降低，同時縮短了磨削輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率[12]。 三、發(fā)展趨勢和重點解決的問題 從全世界范圍來看，雖然從上個世紀(jì)開始，世界各國科學(xué)家及工程師就對砂帶磨削機(jī)理做了大量的研究，但由于理論交叉性涉及到材料、機(jī)械、化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域，規(guī)律極其復(fù)雜，磨削效果受環(huán)境等多種因素的影響較大，所以至今仍沒有一套完整的砂帶磨削理論體系。建立出能表征磨削過程、磨削現(xiàn)象本質(zhì)，為達(dá)到相應(yīng)表面質(zhì)量與精度所需的磨削參數(shù)理論，是當(dāng)下各國研究的重點[13]。 從國內(nèi)研究現(xiàn)狀來看，隨著高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性等新型材料的出現(xiàn)，磨削加工呈現(xiàn)精密加工、強(qiáng)力磨削加工、數(shù)控加工及人工智能輔助加工。新型砂帶的出現(xiàn)為擴(kuò)大磨削的應(yīng)用范圍和促進(jìn)高效磨削的發(fā)展創(chuàng)造了條件，因此高效磨削工藝的發(fā)展就顯得尤其重要和迫切[14]。在新型砂帶研制、高速、超高速、加工精度方面還有很大的發(fā)展空間。 外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計 摘 要 近年來，國內(nèi)對于砂帶磨削的研究成果有很大的進(jìn)展，從低質(zhì)量產(chǎn)品到半成品以及成品的進(jìn)口和不斷學(xué)習(xí)，使得砂帶磨削在我國有了雨后春筍般的發(fā)展。 本論文主要設(shè)計外圓表面砂帶光整加工裝置機(jī)構(gòu)，主要包括工件的驅(qū)動和夾持裝置、砂帶磨削裝置和回轉(zhuǎn)頂尖固定裝置三大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計。工件驅(qū)動裝置由交流電動機(jī)通過帶傳動直接對工件進(jìn)行驅(qū)動，由變頻器調(diào)節(jié)速度，滿足不同尺寸工件的轉(zhuǎn)速要求；采用三爪卡盤夾持工件，回轉(zhuǎn)頂尖支撐，提高工件的支撐剛度。砂帶磨削加工裝置主要包括收放帶帶輪及其電機(jī)、接觸輪、張緊輪、導(dǎo)向輪等結(jié)構(gòu)；針對砂帶磨削裝置所占空間過大問題，論文設(shè)計了三層空間布局，可對徑向和軸向進(jìn)給分別控制。光整加工裝備整體結(jié)構(gòu)中由交流直線往復(fù)電機(jī)實現(xiàn)軸向進(jìn)給功能，安裝方式為反裝，可有效減少磨削裝置所占空間。裝置總體結(jié)構(gòu)研究得出兩種方案進(jìn)行對比，最終選擇經(jīng)濟(jì)效益較好的三導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)方案。 論文所設(shè)計光整加工裝備可對直徑為60-150mm，最大長度為600mm的外圓表面進(jìn)行光整加工。 關(guān)鍵詞：外圓磨削裝置；光整加工；砂帶 I ABSTRACT In recent years, the domestic research on the grinding of the belt has made great progress, from low-quality products to semi-finished products and finished products imported and continuous learning, making the belt grinding in China has mushroomed development. In this paper, we mainly design the mechanism of the belt finishing device, and make two kinds of schemes to compare and finally choose the three-pillar mechanism with better economic benefits. Then the design of the spindle form and strength check, the choice of motor and workpiece clamping device, clamping device selection of common three-jaw chuck, rotary top support, improve the support stiffness of the workpiece. Followed by the design of the tailstock tailstock fixed device, and finally the design of belt grinding device. Mainly drive motor, retractable pulley, contact wheel, tension wheel and other structures. In order to save the device space, the paper design on the middle and lower three-dimensional layout, radial and axial feed can be controlled separately. The finishing equipment can be designed for the finishing of the outer surface of the diameter of 60-150mm and the maximum length of 600mm. Key Words：Cylindrical grinding device；Finishing；Belt II 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 1.1 論文的研究背景 1 1.2砂帶磨削介紹 1 1.3 論文的主要內(nèi)容 4 2.砂帶磨削裝置總體分析 5 2.1砂帶加工裝置總體分析 5 2.2加工裝置運(yùn)動功能分析 5 2.3運(yùn)動功能方案設(shè)計 6 2.4總體方案的提出、比較和分析 7 3.砂帶加工裝置驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計 9 3.1 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計總體方案 9 3.2主軸組件的設(shè)計 9 4.砂帶磨削加工裝置設(shè)計 19 4.1 砂帶接觸輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 19 4.2砂帶驅(qū)動輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 4.3砂帶軸向竄動機(jī)構(gòu)設(shè)計 21 4.4 砂帶張緊輪設(shè)計 22 4.5砂帶支撐結(jié)構(gòu)空間布局 22 5.結(jié)論 24 參 考 文 獻(xiàn) 25 附錄1：外文翻譯 26 附錄2：外文原文 33 致 謝 41 II 外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計 1 緒論 1.1 論文的研究背景 目前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)械零件向著高精度、高承載力、高壽命的方向發(fā)展。因此這些零件不僅要有良好的力學(xué)性能,還要有較高的表面質(zhì)量,必須有先進(jìn)的加工技術(shù)以及加工裝置來滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。光整加工是指工件表面質(zhì)量在大幅度提高的同時,保證精度的穩(wěn)定甚至提高工件加工精度等級的一種加工技術(shù)[1]。光整加工一般作為最終的加工工序，加工后的零件大部分情況下可直接裝配使用，工件經(jīng)加工以后的表面質(zhì)量，不僅直接影響它本身的精度和使用壽命，還會影響到工件之間的配合性質(zhì)，進(jìn)而影響到整套設(shè)備的力學(xué)性能及使用壽命。光整加工分為手工研磨及拋光、機(jī)械光整加工、非傳統(tǒng)光整加工和復(fù)合非傳統(tǒng)光整加工四部分。機(jī)械光整加工又分為磨削、研磨、拋光、超精加工。 1.2砂帶磨削介紹 1.2.1砂帶磨削的特點 砂帶磨削作為光整加工中的一類，他是機(jī)械零件加工的主要工藝之一，也是零件加工的終極工藝，對于零件最終的表面質(zhì)量起著決定性的作用，他的主要磨削工具是砂帶。砂帶是指用粘結(jié)劑將磨料粘結(jié)在柔軟基體上的特殊磨具，屬于一種單層磨料的磨具，是砂帶磨削的主體，它由磨料、粘結(jié)劑、基體材料三要素組成，它是一種特殊形態(tài)的多刀、多刃的切削工具，如圖1.1所示。 1-磨料； 2-復(fù)膠； 3-底膠； 4-基底 圖1.1 砂帶組成斷面圖 其切削功能主要由粘附在基底上的磨粒來完成[2]。并且可以滿足不同的工件材料在不同的加工條件下進(jìn)行磨削加工的要求。由于砂帶磨削摩擦生熱少，磨粒散熱時間間隔長，可有效地減少工件變形、燒傷。且因砂帶磨削與工件是柔性接觸，具有較好的拋光作用，經(jīng)磨削的工件表面殘余應(yīng)力和表面硬化深度均大大低于砂輪磨削。作為工件表面的光整加工，砂帶磨削加工精度一般可達(dá)到IT7-IT6，表面粗糙度值可達(dá)Ra=0.8～0.2mm。 砂帶磨削的主要特點： （1）砂帶磨削過程是一個彈性磨削過程，具有拋光、磨削、研磨等多種作用； （2）砂帶上的磨粒比砂輪磨粒具有更強(qiáng)的切削力，砂帶磨削的效率非常高； （3）砂帶磨削后工件表面質(zhì)量高；砂帶磨削過程中磨削溫度較低，工件表面不易出現(xiàn)磨削燒傷等現(xiàn)象；磨削速度穩(wěn)定，砂帶接觸輪不會像砂輪一樣越磨直徑越小而導(dǎo)致速度下降； （4）砂帶磨削精度高。隨著砂帶制作質(zhì)量的提高，砂帶磨削可達(dá)到精密或超精密加工等級，最高精度可達(dá)到0.1μm。 (5) 砂帶磨削成本低。砂帶磨削操作簡便，輔助時間少；砂帶磨削設(shè)備簡單；砂帶磨削比大，切削效率高。 （6）砂帶磨削安全，噪音和粉塵小，且易于控制，環(huán)境效益好，砂帶磨削工藝靈活性大、適應(yīng)性強(qiáng)。砂帶磨削可加工平面、內(nèi)外圓和復(fù)雜曲面；對同一種工件，砂帶磨削可采用各種不同的磨削方式進(jìn)行加工。 1.2.2砂帶磨削的研究現(xiàn)狀 （1）砂帶磨削國外研究現(xiàn)狀 自上世紀(jì)靜電砂植技術(shù)成熟以來，歐美國家就對砂帶磨削技術(shù)進(jìn)行了大量的研究開發(fā)，至今已經(jīng)發(fā)展幾十年，已經(jīng)達(dá)到了強(qiáng)力、高效、自動化磨削的新階段。歐、美及日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，從事磨削技術(shù)研究、開發(fā)的機(jī)構(gòu)以及砂帶制造、磨床制造等廠家很多，而且實力雄厚，其成果和產(chǎn)品代表了當(dāng)今世界砂帶磨削技術(shù)的最高水平。 美國在砂帶磨削領(lǐng)域做了大量的研發(fā)，有了很多創(chuàng)造性產(chǎn)品，一直處于世界領(lǐng)先地位。著名的美國3M公司，以鋁氧化物合成物作為磨料發(fā)明了Cubicut砂帶；生產(chǎn)了一種安裝在直徑為1.73m的回轉(zhuǎn)臺及四個工作主軸的砂帶平面磨床；美國Metabo公司，研制了 6 軸5 聯(lián)動數(shù)控磨床；西屋電氣公司，用無心砂帶磨床加工 60 馬力的電機(jī)轉(zhuǎn)子，每小時高達(dá) 1000 件；盧森機(jī)床公司生產(chǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子同心度要求 0.005mm，尺寸誤差要求為正負(fù) 0.012mm，用無心砂帶磨床加工，一小時可加工 200 件[3]。2006年，美國QED工藝技術(shù)公司M.Tricard等人采用穩(wěn)態(tài)磁流體噴射拋光光學(xué)零件表面成功解決等角自由曲面峭壁內(nèi)凹形狀的光學(xué)零件難光整加工的問題。2010 年美國國際制造技術(shù)展覽會上，克林貝格( KELLENBERGER) 公司展出新產(chǎn)品KEL-VERA RS250/400型數(shù)控磨床，主要用于大尺寸零件卡盤裝夾下的切入磨削[4]。 日本在砂帶磨床和砂帶研制方面做了較深入的研究，并獲得了眾多成果。現(xiàn)已研制出兩種新型磨料涂附砂帶，即球形復(fù)合磨粒砂帶和軟木復(fù)合磨料砂帶；近20年來，日本在高速、超高速砂帶磨削領(lǐng)域也有了突出成果。成功研制出磨削速度為400m/s的超高速平面磨床，最高線速度達(dá)395m/s。Shinizu等人為了獲得超高速磨削速度改制了磨床，使工件和砂輪間的實際磨削線速度接近1000m/s。2006年在第56屆CIRP大會上，日本慈城大學(xué)工程系的周力波等人研究出單晶硅底層無缺陷化學(xué)機(jī)械磨削新工藝，此工藝方法比化學(xué)機(jī)械拋光(CMP) 更容易得到好的表面品質(zhì)。2010年，日本YASDA公司、SODICK公司、MAKINO公司展出亞微米級超精密機(jī)床。在機(jī)理研究方面，日本研究者通過不斷試驗，利用模糊理論獲得了磨削條件和影響平面度因素相對關(guān)系的表達(dá)式，既能精確地表達(dá)磨削過程，又能夠滿意地改善工件表面精度，為定量分析磨削參數(shù)變化對平面精度的影響供了科學(xué)依據(jù)[5]。 英國著重發(fā)展輸送帶式砂帶磨床、內(nèi)圓砂帶磨床及渦輪葉片砂帶磨床。布魯克生產(chǎn)的內(nèi)圓砂帶磨床能對長達(dá) 15m，直徑為 25-250mm 的長管件內(nèi)孔進(jìn)行加工；施麗亞當(dāng)斯生產(chǎn)的窄渦輪葉片砂帶磨床和羅爾羅伊斯公司生產(chǎn)的渦輪葉片寬砂帶型面砂帶磨床處于領(lǐng)先地位。 德國知名的砂帶品牌有Hermes、VSM等，研發(fā)了具有多過專利的空心球復(fù)合磨料，其制作的砂帶使用壽命長，切削效率高，成本低。 (2) 砂帶磨削國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國砂帶磨削是五十年代末期開始應(yīng)用由航空工業(yè)部門引進(jìn)國外仿型窄砂帶磨床加工發(fā)動機(jī)葉片開始的。雖然起步晚，各方面技術(shù)落后，但是近幾年來我國的砂帶磨削技術(shù)也在不斷發(fā)展。 在加工設(shè)備研發(fā)方面，應(yīng)恒晶研究自制了可進(jìn)行大軸頸、大孔徑、大平面和大曲面工件表面中加工多使用的新型高效砂帶磨頭，在普通機(jī)床（臥車、立車和龍門刨床等）上就可以進(jìn)行磨削。解決了國內(nèi)對大尺寸大軸徑工件難加工、耗時多、質(zhì)量低等問題。其結(jié)構(gòu)簡單，適用性強(qiáng)，加工效率高。 張萍[6]，李家春設(shè)計了旋轉(zhuǎn)砂帶磨削機(jī)，該裝備可實現(xiàn)砂帶的“公轉(zhuǎn)”和“自轉(zhuǎn)”，外加氣動張緊裝置，可對生銹及有明顯表面缺陷的鋼絲進(jìn)行打磨拋光。開發(fā)出針對盤條磨削加工的環(huán)保型砂帶磨削設(shè)備，對促進(jìn)我國的拉絲制造業(yè)發(fā)展具有重要意義。 吉林大學(xué)王聽、母焰[7]等研究了具有接觸輪庫的砂帶磨削加工裝置，可實現(xiàn)磨削平面、回轉(zhuǎn)體、自由曲面零件,且能實現(xiàn)同一工位多工序的集中加工，包括底座、立柱、五自由度工作臺、動力裝置、砂帶支撐張緊裝置、磨頭裝置、接觸輪庫、自動換輪裝置。五自由度工作臺,既可以磨削平面零件和回轉(zhuǎn)體零件,也可以磨削自由曲面,其加工產(chǎn)品范圍廣,穩(wěn)定性好。此磨削加工中心既能適應(yīng)大批量產(chǎn)品生產(chǎn),也能適應(yīng)零件比較復(fù)雜,產(chǎn)品更換頻繁的中小批量生產(chǎn)。 朱俊生[8]發(fā)明了一種能夠快速并有效的去除深窄槽中毛刺的深窄槽去毛刺用砂帶裝置。可以方便的利用機(jī)床軸的旋轉(zhuǎn),完成對金屬件深窄槽的去毛邊工作,提高了具有深窄槽金屬件的產(chǎn)品合格度,又可保證深窄槽內(nèi)壁的光滑度,直接提高工件表面質(zhì)量。 在關(guān)鍵技術(shù)方面，2006年，國家高效磨削工程技術(shù)研究中心研制出非圓截面輪廓精密磨削技術(shù)，主要用于軸類零件加工，廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)、航天航空、印刷、紡織機(jī)械及其他精密機(jī)械制造業(yè)。2006年漢江機(jī)床公司開發(fā)研制了國內(nèi)第一臺SK722數(shù)控絲錐磨床，主要加工直槽磨牙絲錐，可采用單線或多線砂輪磨削，可直接在淬火后沒有螺紋的絲錐坯體上磨出螺紋[9]。 2008 年由湖南大學(xué)國家高效磨削工程技術(shù)研究中心、浙江工業(yè)大學(xué)超精密加工研究中心、寧波凱泰智邦機(jī)械有限公司、杭州智邦納米技術(shù)有限公司、湖大海捷制造技術(shù)有限公司共同開發(fā)的Olymball-E600精密球體高效研磨機(jī)和Olymball-D600精密球體研磨機(jī)項目在杭州市通過了中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定和寧波市經(jīng)濟(jì)委員會組織的新產(chǎn)品及投產(chǎn)鑒定[10]。 2011年險峰機(jī)床廠在軋輥磨床上采用德國的DITTELDE的M6000型機(jī)電式平衡模塊，此款主要針對高精度磨床研發(fā)而成，可以對不平衡進(jìn)行監(jiān)測和評估，可以完成快速精確的不平衡補(bǔ)償。同年，甘肅天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司在軋輥磨床上采用帶箱磨削裝置，磨削過程中不需要再拆卸箱架，只需找正帶箱滾徑上的母線和側(cè)母線，完成帶箱滾徑直線度調(diào)節(jié)后，即可拖動磨削，避免拆卸或安裝過程中的零破壞、精度降低，同時縮短了磨削輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率[11]。 1.3 論文的主要內(nèi)容 論文旨在進(jìn)行軸類零件外圓表面電化學(xué)砂帶復(fù)合光整加工裝備設(shè)計。論文中將重點設(shè)計整套光整加工裝備的機(jī)械結(jié)構(gòu)。具體工作如下： （1）整體結(jié)構(gòu)設(shè)計：包括整體結(jié)構(gòu)的固定支撐，各組成單元的空間布置，加工部分軸向進(jìn)給結(jié)構(gòu)等。 （2）工件驅(qū)動與夾持裝置設(shè)計：包括主軸結(jié)構(gòu)、軸承支撐結(jié)構(gòu)、工件的驅(qū)動方式、裝夾固定結(jié)構(gòu)等。 （3）工件加工裝置：砂帶磨削裝置設(shè)計接觸輪結(jié)構(gòu)及快換結(jié)構(gòu)、驅(qū)、動輪結(jié)構(gòu)、軸向竄動結(jié)構(gòu)、張緊結(jié)構(gòu)和砂帶支撐結(jié)構(gòu)空間布局等。 2.砂帶磨削裝置總體分析 2.1砂帶加工裝置總體分析 （1）加工精度 加工精度是指被加工的工件輪廓的形狀位置、尺寸的精確度、表面粗糙度程度。本砂帶磨削裝置的加工精度等級應(yīng)為IT6級[12]。 （2）工藝范圍 工藝范圍是指加工裝置能夠滿足包括可加工的零件類型、形狀和尺寸范圍，能完成的工序種類等不同生產(chǎn)需求的能力[13]。砂帶光整加工裝置的在本設(shè)計主要是針對于外圓表面零件的加工，其中加工零件的具體數(shù)據(jù)中直徑范圍為60-150mm；長度范圍為最大600mm。 2.2加工裝置運(yùn)動功能分析 依據(jù)本次砂帶加工裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計要求和砂帶磨削加工的特點，可知該裝置所應(yīng)具備的下述三種運(yùn)動： （1）工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動：工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動是在一定程度上滿足下面的基本要求且是加工過程主運(yùn)動。 （2）砂帶磨削裝置軸向進(jìn)給:砂帶磨削裝置的軸向進(jìn)給目的是確保機(jī)構(gòu)在工件的長度方向上持續(xù)、均勻地進(jìn)行加工，保證軸向運(yùn)動的平穩(wěn)性及工件表面的一致性。這就要求進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)滿足如下的基本要求： ①足夠的靜剛度和動剛度.快速響應(yīng)性要求。預(yù)防低速或微量進(jìn)給運(yùn)動時出現(xiàn)不爬行的狀況，使其運(yùn)動平穩(wěn)； ②靈敏度高； ③抗振性要求要好，避免因摩擦自振引起齒輪傳動的沖擊噪聲或傳動件的抖動； ④擁有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，確保能夠達(dá)到實現(xiàn)所要求的進(jìn)給量，來滿足不同的加工尺寸，以達(dá)到能傳動較大的扭矩的作用； ⑤高傳動精度和定位精度。希望達(dá)到最佳精準(zhǔn)度； ⑥簡潔進(jìn)給要求，加工和裝配的工藝性讓調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活。 (3)砂帶磨削機(jī)構(gòu)的徑向進(jìn)給。徑向進(jìn)給是用來說明工作臺每一個行程內(nèi)工件相對于砂帶接觸輪徑向移動的距離，其特征量是磨削深度ap,，單位為mm/行程。 砂帶磨削裝置需滿足下列運(yùn)動功能： （1）砂帶的進(jìn)給運(yùn)動。主要通過各支撐件的相互作用，保證磨削區(qū)域時刻都有砂帶，并保證成品的表面質(zhì)量。 （2）砂帶接觸輪的徑向進(jìn)給（精進(jìn)給）。接觸輪的徑向進(jìn)給屬于精進(jìn)給，但是接觸輪徑向進(jìn)給量小，位置保持性要好。 （3）砂帶磨削裝置的軸向竄動。該運(yùn)動是本設(shè)計裝置特有的運(yùn)動，其主要功用就是為了提高被加工件的尺寸精度和表面粗糙度，避免砂帶磨削不均勻或者過度磨削造成被加工工件表面質(zhì)量參差不齊的現(xiàn)象出現(xiàn)。 本次設(shè)計的光整加工裝備不僅要求在運(yùn)動功能方面須得滿足上述要求，還要求工件操作便捷、夾持牢固、定位精準(zhǔn)、易于操作等。上述分析后，下面進(jìn)行總體方案設(shè)計。 2.3運(yùn)動功能方案設(shè)計 本此設(shè)計中選擇參照機(jī)床坐標(biāo)系和直角坐標(biāo)系。沿X、Y、Z軸的直線運(yùn)動和運(yùn)運(yùn)動量仍用X、Y、Z來表示；繞X、Y、Z軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動用A、B、C表示，運(yùn)動量用α、β、γ表示。運(yùn)動功能式包含機(jī)床的運(yùn)動個數(shù)、形式、功能及排列順序。形式是指直線運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動，功能是指主運(yùn)動、進(jìn)給運(yùn)動、非成形運(yùn)動，且分別使用下標(biāo)p、f、a表示。在其左側(cè)寫工件，用W表示；右側(cè)寫刀具，用T表示；中間以運(yùn)動順序排列方式來寫運(yùn)動，并使用“/”來分開工件。本設(shè)計中的砂帶光整加工裝置的運(yùn)動功能式如下： W/Cp，Zf，Yf/T (2.1) 運(yùn)動功能圖如圖2.1所示，在砂帶光整加工裝的運(yùn)動功方式只可以看出包含工件與刀具之間的相對運(yùn)動，但相對"地”來講組件支撐部件安放在哪個地還不明確，因此哪些運(yùn)動是由工件一側(cè)完成，哪些運(yùn)動由刀具一側(cè)完成依舊處于未知狀態(tài)，故此必須明確運(yùn)動功能的分配問題。 圖2.1 運(yùn)動功能圖 運(yùn)動功能分配式的作用就是用來確定功能式中"接地”的位置設(shè)計，符號用“?”表達(dá)。依據(jù)設(shè)計要求，在“?”符號左側(cè)的運(yùn)動由工件來去完成，而右側(cè)的運(yùn)動由刀具來完成。由于符號“?”的不確定位置，所以上面的運(yùn)動功能式改為運(yùn)動分配式后有以下幾種設(shè)計方案： （1） W/Cp,Zf,Yf/T （2） W/Cp,? Zf,Yf/T （3） W/Cp,Zf,? Yf/T 在此對以上的三種方案進(jìn)行分析對比之后，比較得出方案（2）更容易實現(xiàn)，相對于其他五種方案來說在結(jié)構(gòu)上顯得更加合理。 2.4總體方案的提出、比較和分析 根據(jù)上面提出的運(yùn)動分配式（2）提出下面兩種總體方案。 (1)車床改裝方案 根據(jù)對運(yùn)動功能分配式W/Cp，· Zf,cf/T的分析可知，主運(yùn)動（即對工件的驅(qū)動）和進(jìn)給運(yùn)動同車床的運(yùn)動是相似的。而在車床上的主運(yùn)動是工件在三爪卡盤夾持下由電機(jī)驅(qū)動，并且在進(jìn)給運(yùn)動方面，兩者同樣都是沿軸向的直線運(yùn)動。所以，在車床改裝方案中，可以由砂帶磨削機(jī)構(gòu)來完成后面的三個運(yùn)動，將砂帶磨削機(jī)構(gòu)整體安裝到車床的刀架位置，用來代替車刀刀架的結(jié)構(gòu)，通過單獨設(shè)計，使得砂帶在這套光整加工裝置中成為它的切削刀具。 （2）三導(dǎo)柱結(jié)構(gòu) 在三導(dǎo)柱機(jī)床結(jié)構(gòu)中，由三根導(dǎo)柱做支撐結(jié)構(gòu)來完成機(jī)床床身的整體框架支撐，而砂帶磨削部分按照上面的分析安裝到機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，并且單獨設(shè)計成為一個整體。下面對兩種方案進(jìn)行分析、比較。 選擇(1)號方案“車床改裝方案”的好處是：車床的結(jié)構(gòu)的成熟化，使得設(shè)計部分只涉及到砂帶磨削機(jī)構(gòu)的整體安裝，而在軸驅(qū)動和進(jìn)給運(yùn)動方面，大部分滿足設(shè)計要求，設(shè)計的內(nèi)容較少；而缺點在于：車床刀架和三爪卡盤的回轉(zhuǎn)中心高度是固定值，在這種設(shè)定下設(shè)計砂帶磨削機(jī)構(gòu)時高度方向上會受到很大的限制，可能會造成類似干涉等問題的出現(xiàn)；但由于砂帶磨削對剛性要求不高，從而會遭成其大部分結(jié)構(gòu)在砂帶光整加工中并未發(fā)揮作用，使得出現(xiàn)材具浪費的問題，這就使得成本提高且浪費。 選擇(2)號方案“三導(dǎo)柱機(jī)床結(jié)構(gòu)”的好處是：在自己設(shè)計的機(jī)床結(jié)構(gòu)中，可以充分考慮到性價比以及砂帶磨削的特點，設(shè)計符合自己運(yùn)用的機(jī)床。在整體設(shè)計機(jī)床本身的時候由于砂帶是彈性磨削過程，在加工過程中砂帶跟工件間沒有太大的剛性聯(lián)系，不需要很高的剛性要求，由此可以在設(shè)計砂磨機(jī)床身結(jié)構(gòu)時避免車床功能上的浪費；同時，在成本方面，購買一臺車床的費用會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于五導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的床身設(shè)計后的費用，極大地節(jié)約了成本；砂帶磨削部分的尺寸設(shè)計的時候在高度的方向上將不再受到限制，可以保證更佳的加工質(zhì)量，提高了效率，變相的降低了成本；缺點也是顯而易見的：前期的設(shè)計工作量較大，設(shè)計的周期加長，人工成本提高。 經(jīng)過分析前后兩者的優(yōu)缺點之后，從成本性價比的角度出發(fā)，選擇砂帶光整加工裝置的總體方案為(2)號方案“三導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)”。 總裝配圖如圖2.2所示：外圓表面磨削裝置由驅(qū)動夾持裝置、回轉(zhuǎn)頂尖裝置、砂帶磨削裝置三大部分構(gòu)成。 1)砂帶磨削裝置；2）三爪卡盤；3）主軸；4）機(jī)床底座；5）機(jī)床導(dǎo)柱；6）回轉(zhuǎn)頂尖；7）砂帶 圖2.2 外圓表面砂帶磨削裝置設(shè)計總裝配圖  3.砂帶加工裝置驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計 3.1 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計總體方案 驅(qū)動機(jī)是用來實現(xiàn)本裝置砂帶磨削的主運(yùn)動，他的設(shè)計是十分重要的，作為動力的輸入端，不僅要求具有足夠的功率來傳動所需要的扭矩，況且其精確度的大小可以直接影響加工的精度。驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計包括電動機(jī)的選型，主軸的設(shè)計，主軸的支撐布置，電機(jī)到主軸的帶傳動設(shè)計。 如圖3.1所示為驅(qū)動機(jī)構(gòu)裝配圖，由主軸組件、驅(qū)動帶輪、三抓卡盤構(gòu)成。主要作用是為工件驅(qū)動提供動力和對工件進(jìn)行夾緊定位。 1）三爪卡盤；2)主軸；3）主軸支承件；4）帶輪 圖3.1 驅(qū)動機(jī)構(gòu)裝配圖 3.2主軸組件的設(shè)計 主軸主要組件是由主軸和其支承軸承、傳動件、定位元件等組成。主軸和組件完成加工過程的主運(yùn)動是，機(jī)床的重要組成部分。主軸主要承載切削力和傳送扭矩，運(yùn)動形式由主軸組件傳送給加工件，縮小傳動誤差。主軸組件直接參與磨削，故主軸的機(jī)能會直接影響加工的精度和生產(chǎn)率，是確定機(jī)床經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和總體性能的重要參數(shù)。 主軸組件的設(shè)計滿足以下基本要求： （1）靜剛度：簡稱剛度，指主軸組件在靜載荷作用下，防止機(jī)床變形的能力。一般以主軸端部發(fā)生單位彈性變形時，在位移方向施加的力表示。 （2）動剛度：指機(jī)床處于額定動載荷下做切削運(yùn)動時，主軸部件抵抗變形的能力。在不同硬度、多刃切削、尺寸誤差、連續(xù)切削等不利環(huán)境下，切削力是一個變量。 (3)旋轉(zhuǎn)精度：主軸旋轉(zhuǎn)精度是機(jī)床的一種幾何精度。旋轉(zhuǎn)精度指主軸組件完成裝配后，保持靜止或低速空載情況，刀具或工件安裝基面上的全跳動值。它由主軸，支承軸承，箱體孔等部分的制造精度，調(diào)整精度和安裝精度共同決定。 (4)溫升和熱變形：主軸組件運(yùn)動的時候，切削，軸與軸承間的摩擦，齒輪間的嚙合，都會產(chǎn)生一定的熱量，導(dǎo)致周圍出現(xiàn)升溫現(xiàn)象，發(fā)生熱變形。主軸熱變形會產(chǎn)生很多負(fù)面影響，如軸承間隙變化，軸心位置偏移，使定位基面的形狀和位置尺寸改變。溫升也會加熱潤滑油，使其粘度下降，阻尼減小，潤滑效果降低。 3.2.1驅(qū)動電機(jī)的選型 驅(qū)動電機(jī)的選擇依據(jù)是功率大小和轉(zhuǎn)速范圍。查閱文獻(xiàn)[14]知：平均相對線速度v=1m/s。論文開篇設(shè)計的加工的外圓表面的直徑D=60-150mm。 線速度和轉(zhuǎn)速間的換算關(guān)系如下： v=πdn6000(rmin) (3.1) 其中，v為線速度，m/s；d為工件直徑，mm；n為工件轉(zhuǎn)速，r/min。將上述數(shù)據(jù)代入公式數(shù)中，得到工件的極限轉(zhuǎn)速： Nmax=6000vπdmin=6000×1/(π×60)=318.31(r/min) (3.2) Nmin=60000v/(πdmin）=60000×1/(π×150)=127.32(r/min) (3.3) 綜上，工件轉(zhuǎn)速范圍n=127.32-318.31（r/min）。為滿足不同尺寸工件的加工要求，在實際選取電機(jī)轉(zhuǎn)速時，其范圍應(yīng)該寬于范圍應(yīng)大于計算結(jié)果。 驅(qū)動工件和軸承和軸回回轉(zhuǎn)運(yùn)動消耗了許多的功率上。工件材料選取45鋼，取其密度ρ=7850kg/m^3，得出最大尺寸工件的質(zhì)量： mmax=14πd2ρlmax=14×π×0.152×7850×0.6=82.23kg （3.4） 由于還沒有確定主軸及軸承的配置，考慮到不可避免的能量損失，另外消耗功率部分的質(zhì)量估計為m=200kg. 功率消耗計算公式如下: P=12JZW2 （3.5） 其中，P為剛體繞定軸回轉(zhuǎn)時消耗的功率，w；W為剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量剛體，kg/m2；W為剛體的角速度，rad/s。把計算數(shù)值代入式（3.5）中便可得驅(qū)動電機(jī)所消耗功為： P=12JZW2=1212mr2w2=14mv2=14×82.23+200×12=70.56(w) （3.6） 根據(jù)所求出的電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍和功率大小，進(jìn)行驅(qū)動電機(jī)的選型。通過查閱機(jī)械設(shè)計手冊，選取的電機(jī)型號為Y90S-6，該類的電動機(jī)為三相異步電動機(jī)，有高效率、性能穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)妥可靠、維護(hù)快捷等益處。 表3-1 Y90S-6 電動機(jī)技術(shù)參數(shù) 型號 額定 轉(zhuǎn)速 同步 電流 功率 額定 最大 質(zhì)量 功率 r/min 轉(zhuǎn)速 /A 因數(shù) 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩 /kg /kw r/min N·mm N·mm Y90S-6 0.75 910 1000 2.3 0.7 2.0 2.2 23 3.2.2主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 主軸構(gòu)造布局正常要按照下列基本原則設(shè)計：軸的最終設(shè)計結(jié)構(gòu)應(yīng)該使得安裝在軸上的零件拆卸方便，定位要可靠，軸受力須均勻；并且具備優(yōu)良的結(jié)構(gòu)工藝，保證加工精度和加工制造；在尺寸設(shè)計方面，先求的最小軸徑，然后按跟軸配合的零件設(shè)計階梯軸的尺寸。另外要注意退刀槽、越程槽以及軸肩的設(shè)計。下面首先計算軸徑最小允許尺寸。 根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算軸的最小軸徑尺寸的公式： d≥35Tτ131-r4=A3Pn11-r4(mm) (3.7) 其中，d為軸的直徑，mm；T為軸傳遞轉(zhuǎn)矩，N·mm；P是軸傳遞的額定功率，kw；n為軸的轉(zhuǎn)速，r/min；[τ]為軸材料的許用切應(yīng)力，M·pa ；A為系數(shù)：r為空心軸的內(nèi)徑d0和外徑d之比，r=d0/d。 工件的動力輸入經(jīng)過帶傳動最后輸入到主軸的功率p為： P=P額ηφ=0.75×0.98×0.7=0.52（kw) (3.8) 把軸最低的轉(zhuǎn)速代入公式中，得到在保證強(qiáng)度前提下的軸的最小尺寸。本次設(shè)計A值取較大值A(chǔ)=112。把主軸設(shè)計前端部分空心后半部分實心的設(shè)計理念。原因是：前段空心結(jié)構(gòu)可以用來增加光整加工裝備的工藝范圍。 下面分兩種不同的情況，分別進(jìn)行計算： 當(dāng)軸為空心，r=0.5帶入公式： d1≥35Tτ131-r4=A3Pn11-r4=19.31mm (3.9) 當(dāng)主軸是實心結(jié)構(gòu)時，r=0時,帶入公式： d2≥35Tτ131-r4=A3Pn11-r4=18.90mm (3.10) 經(jīng)過圓整之后得到的最小軸徑尺寸是：d1=24mm；d2=26mm。 支撐跨距較小時，雖然可以減小主軸的彎曲形變，但是由支撐形變導(dǎo)致的主軸前端位移量增大過多；當(dāng)支撐跨距過大，支撐形式引起的主軸前端位移雖然有所下降，但是主軸彎曲形變過大，同樣會引起主軸前端的大位移。主軸前端伸縮量a即主軸前端面到前軸承徑向支反力作用中點的距離。他主要由前端部的結(jié)構(gòu)所決定其大小、前支撐軸承配置和密封裝置的型式以及尺寸，都是在結(jié)構(gòu)設(shè)計后分析得到。盡可能在滿足功能要求下對伸縮量進(jìn)行縮短處理。通過以上可知存在最佳跨距。主軸的設(shè)計方案和具體尺寸如下圖3.2所示： 由前文知主軸基本結(jié)構(gòu)是前端為空心后端為實心。在力學(xué)范疇上屬于簡支梁結(jié)構(gòu)，主軸前端受力大并且有較大的直徑，向尾部呈階梯狀逐漸遞減，尾部的徑向尺寸也是最小的同時受力也是最小的。主軸的力學(xué)模型為外伸梁結(jié)構(gòu)。 通常情況下，主軸所受載荷相對不大，產(chǎn)生的應(yīng)力遠(yuǎn)小于鋼材的屈服極限。所以，強(qiáng)度不做為主軸材料選擇的主要依據(jù)。當(dāng)主軸的慣性矩為定值時，設(shè)計尺寸參數(shù)已確定不變時，彈性模量越大，主軸的剛度越小，但是鋼材之間彈性模量值基本相近，所以剛度也不對主軸材料的挑選產(chǎn)生大影響。加工尺寸精度受耐磨性、熱處理方法及熱變形的影響較大，依次選擇主軸材料。綜上所述，選用40Cr作為主軸材料，調(diào)質(zhì)后硬度為241-286HBS。 圖3.2 主軸結(jié)構(gòu)圖 主軸為階段空心軸，以方便卸下頂尖，穿過長棒料、管道和導(dǎo)線等。主軸前端定位 基準(zhǔn)為短錐面和端面，為了夾持工件用法蘭固定三爪卡盤。V帶作為動力的輸入端放 后面，V帶輪用平鍵固定。 3.2.3主軸軸承配置設(shè)計 由機(jī)床主軸粗大且主軸軸承的直徑較大決定了，軸承所承受的載荷比起其額定動載荷要小很多，所以，通常情況下，選擇主軸軸承就不會依靠承載能力和疲勞壽命來作決定。需要憑借剛度、旋轉(zhuǎn)精度和極限轉(zhuǎn)速來決定主軸軸承。 主軸采用滾動軸承支承，以前后支承做為支承方式，前端使用徑向承載能力較強(qiáng)的圓錐滾子軸承是基于受力較大的原因，背靠背放置；后端則用到角接觸球軸承，面對面放置。由于主軸的低轉(zhuǎn)速，軸承的潤滑以脂潤滑為主，在裝配時既需要加入大量的潤滑脂，從而確保軸承穩(wěn)定持久的得到潤滑。主軸的回轉(zhuǎn)精度受到軸承的影響非常大，尤其是前軸承對其的影響最為突出，從而需要選取軸承需要遵循前軸承的精度要大于后軸承的原則，指定軸承精度的時候，通常前軸承選擇P3級，后軸承則為P4級。 經(jīng)過和軸徑尺寸配合分析得：圓錐滾子軸承選取型號為30212，角接觸球軸承選取型號為7208C。圖3.3即為軸承的配置方式：圓錐滾子軸承置于軸前端，背靠背安 裝；角接觸球軸承置于軸后端，面對面安裝。 圖3.3 主軸軸承配置 圖3.4 主軸力學(xué)模型 圖3.5 主軸載荷分析圖 3.2.4主軸強(qiáng)度校核 主軸受力情況：工件的重力作用于其前端，徑向為砂帶磨削力；后端承受扭矩作用。受力分析如圖3.4所示。通過此處做一些簡單描述，作為彈性磨削的磨具的砂帶，它的切削力不大，相比于工件的重力作用基本上可以忽略不計。主軸載荷圖如圖3.5所示。輸入到軸上的功率是： P1=Pη(kw) (3.11) 其中，η是傳動帶的傳動效率。代入數(shù)值計算得：p1=11×0.88=9.68(kw) 主軸傳遞扭矩： T=9.55×106Pn（n·mm) (3.12) 代入數(shù)值計算得：T=9.55×106P106×052127.33=39001.12（n?mm) (3.13) 根據(jù)力矩平衡，可以求出軸處的支反力： F2=F×l1l2=554.9×168177.5=525.2N (3.14) F1=F+F2=554.9+525.2=1080.1N (3.15) 主軸受到的最大彎矩:M=FL1=554.9×168=93223.2N （3.16） 主軸截面抗彎系數(shù)： W=πd3321-β4mm3 (3.17) 代入數(shù)值得：W=πd332×1-β4=π×110332×1-0.54=13839(mm3 ) (3.18) 抗彎扭強(qiáng)度校核： σca=M2+αT2WMPa (3.19) 其中，σca為軸的計算應(yīng)力，MPa；M為軸所受的彎矩，N?mm；T為軸所受的扭矩，N?mm；W為軸的抗彎截面系數(shù)，mm3。 代入數(shù)值計算： σca=M2+αT2W=93223.22+0.6×3900.113938=4.24MPa （3.20） 因為主軸選用的材料為40Cr，調(diào)制處理，許用彎曲應(yīng)力[σ-1]=60Mpa。因為σca<[σ-1]，所以主軸安全。 3.2.5帶傳動選型 通過前述設(shè)計得知：驅(qū)動電機(jī)的額定功率為P=7.5kw;同步轉(zhuǎn)速n=1000r/min,所以傳遞功率P=0.75kw。而小帶輪轉(zhuǎn)速為n1=1000r/min。設(shè)計的工作時間每天要數(shù)少于10h。 (1)確定計算功率： Pca=KAP=1.0×7.5=7.5kw （3.21） 其中，Pca為計算功率，KA為工作情況系數(shù) （2）選擇V帶的帶型 根據(jù)前面的計算功率Pca及其小帶輪的轉(zhuǎn)速n1，查閱機(jī)械設(shè)計手冊普通V帶選型圖，最后確定出V帶的類型是B系列，即Z帶。 （3）確定帶輪的基本直徑dd并驗算帶速v 根據(jù)B系列V帶類型，它的小帶輪的最小基準(zhǔn)直徑是50mm。在基準(zhǔn)系列中選擇比該數(shù)值大的直徑，初選確定為dd=71mm。如圖3.6所示。 驗算帶速：v=πdn60000=π×71×100060000=3.72ms （3.22） 正常的帶速取值范圍是5-25m/s，故基準(zhǔn)直徑的選取符合要求。 圖3.6 帶輪結(jié)構(gòu)圖 （4）確定中心距 中心距的確定依據(jù)于機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在此初選a=1600mm。 (5)確定帶數(shù) V帶根數(shù)的確定公式為：z=PdP1KαKL 其中，Pd為設(shè)計功率，KW;P1為單根帶的基本額定功率，KW; KL為帶長修正系數(shù)。查表可得Kα=1.0，KL=1.02。帶入上面的公式計算得到： z=PdP1KαKL=0.750.237×1×1.02=3.1。數(shù)據(jù)圓整，帶的根數(shù)設(shè)計為4根。 （6）確定帶的初拉力： F0=5002.5Kα-1Pdzv+mv2N (3.23) 其中，F(xiàn)0為單根V帶所需的最小初拉力,N；Kα為小帶輪包角修正系數(shù)：Pd是設(shè)計的帶輪功率，kw；v為帶速，m/s；m為帶長質(zhì)量，kg/m；又m=0.060kg/m： 將數(shù)據(jù)代入公式中可得： F0=5002.5Kα-1Pdzv+mv2=5002.51-1×0.754×3.72+0.06×3.722=38.6（N） （3.24） 如圖3.4所示設(shè)計的帶輪結(jié)構(gòu)圖。實心結(jié)構(gòu)可裝載4跟V帶。帶輪的具體技術(shù) 要求：表面粗糙Ra=3.2,輪轂和輪緣處不可有縮孔、裂縫、砂眼和氣泡等。 3.2.6工件夾持裝置設(shè)計 工件夾持裝置設(shè)計選擇常用的三爪卡盤夾持，回轉(zhuǎn)頂尖輔助支撐。本次設(shè)計的砂帶磨削光整加工設(shè)備加工工件的最大直徑為60-150mm，故他為三爪卡盤的選用依據(jù)。三爪卡盤的型號為K11-165。詳細(xì)結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.7和表3.1所示。 K11-165可以夾持的工件直徑范圍為3-160mm?；剞D(zhuǎn)頂尖和工件之動態(tài)支撐的關(guān)系，他能夠圍繞自己做軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動?？衫@自身軸線回轉(zhuǎn)，有很高的回轉(zhuǎn)精度，是本次設(shè)計的首選固定裝置。 圖3.7 三爪自定心卡盤結(jié)構(gòu) 表3.1 三爪自定心卡盤尺寸 (mm) 規(guī)格 D1 D2 D3 H H1 h Z-d K11-165 130 145 40 96.5 66.5 4.5 3-M8 K11-165可夾持工件直徑范圍為3-160mm，滿足加工工件的尺寸要求，在強(qiáng)度和剛度方面同樣滿足要求。三爪卡盤安裝在主軸前端，內(nèi)圓表面同主軸前端的小圓錐表面配合，起到定位的作用，可保證裝配后的三爪卡盤的回轉(zhuǎn)精度。圓周上均布三個的螺紋孔，用來安裝三爪卡盤。 3.2.7其他裝置的設(shè)計 (1)回轉(zhuǎn)頂尖軸向竄動設(shè)計 如圖3.8所示，由于頂尖套有直線運(yùn)動導(dǎo)向溝槽，所以絲杠螺母結(jié)構(gòu)可將后端手輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為軸向的直線運(yùn)動。逆時針方向旋轉(zhuǎn)手輪，頂尖套在內(nèi)螺紋圓柱銷和導(dǎo)向作用和螺母的前推作用下帶動回轉(zhuǎn)頂尖一起向前運(yùn)動，實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動。當(dāng)順時針方向旋轉(zhuǎn)手輪到底時，回轉(zhuǎn)頂尖會被絲杠頂出，需更換頂尖時，操作方便。 1）頂尖套；2）鎖緊手柄；3）圓柱銷；4）進(jìn)給螺母；5）螺母固定端蓋；6）螺栓；7）單向推力球軸承；8）螺栓；9）圓頭普通平鍵；10）回轉(zhuǎn)頂尖；11）外軸套；12）絲杠；13）外端蓋；14）手輪；15)螺釘 圖3.8 回轉(zhuǎn)頂尖軸向進(jìn)給結(jié)構(gòu)圖 （2）尾座支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 前文已經(jīng)設(shè)計了回轉(zhuǎn)頂尖機(jī)構(gòu)，下面設(shè)計他在三導(dǎo)柱機(jī)床上的支撐結(jié)構(gòu)。其主體使用焊接結(jié)構(gòu)。焊接結(jié)構(gòu)在形式上靈活多變，可焊接成多種簡單便捷輕巧的支撐件。相比鑄造件來說，焊接件經(jīng)濟(jì)實惠，環(huán)境保護(hù)能力強(qiáng)，加工簡單，工藝工序少，節(jié)約資源。如圖3.9所示為尾座支撐結(jié)構(gòu)的三維圖。它的上面一層用來安裝回轉(zhuǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)頂尖，通過緊定螺釘相連；下面一層安裝直線軸承，在下平板上開墊片槽和通孔，左右兩側(cè)加裝肋板提高支撐強(qiáng)度。 圖3.9 尾架焊接結(jié)構(gòu) 4.砂帶磨削加工裝置設(shè)計 根據(jù)緒論中對砂帶磨削技術(shù)的簡介可知，砂帶磨削的主要“刀具”是砂帶。本次設(shè)計中利用的砂帶為靜電植砂、布基材，磨料材料使用到棕剛玉（代號A，主要成分α－Al2O3）。在磨削抗張強(qiáng)度高的金屬，如各種碳素鋼、可鍛鑄鐵、合金鋼、有色金屬、硬青銅等工件時可發(fā)揮最大作用。硬度在HRC55以下，抗拉強(qiáng)度低于70kg/mm2。砂帶寬度為100mm。 砂帶磨削裝置的設(shè)計主要包括接觸輪結(jié)構(gòu)、驅(qū)動輪、軸向竄動結(jié)構(gòu)、張緊結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向輪和砂帶支撐結(jié)構(gòu)和空間布局等。 如圖4.1所示為砂帶磨削加工裝置總體示意圖。 1）導(dǎo)向輪；2）驅(qū)動輪；3）張緊輪；4）砂帶軸向竄動機(jī)構(gòu)；5）接觸輪；6）支撐底座 圖4.1 砂帶磨削裝置總裝配圖 4.1 砂帶接觸輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 砂帶接觸輪主要起到支撐砂帶、將砂帶支撐至被加工工件上的作用。接觸輪前端正常來講會鍍上一層就能地柔軟的材料，通常鍍上橡膠。這樣就可以增大砂帶與工件的有有效接觸面積，設(shè)計中由于砂帶進(jìn)給速度相對較慢，接觸輪不繞其軸心回轉(zhuǎn)。 如圖4.2，接觸輪由金屬基體和橡膠材料組成。其中金屬基體可滿足接觸輪強(qiáng)度和剛度的要求，其前端做成半圓狀，方便加工，又適合砂帶進(jìn)給。橡膠為設(shè)計要求。定位方式設(shè)計為一面兩孔。 在長期的磨削加工過程中砂帶磨損嚴(yán)重，故此需定期更換接觸輪，保證加工精度。為此設(shè)計了接觸輪快換機(jī)構(gòu)，在接觸輪兩邊打成通孔，使用緊定螺釘進(jìn)行固定，通孔直徑大于螺釘直徑，在這里使用大直徑的開口墊片進(jìn)行緊固。中未畫出。需要更換接觸輪的時候，只需擰出一半螺釘，取出開口墊片，再將接觸輪取出更換即可。 1）橡膠；2）金屬基體 圖4.2 接觸輪結(jié)構(gòu)圖 如圖4.3所示為接觸輪安裝布局。安裝氣缸的目的是為了讓接觸輪始終與工件表面緊貼而提供壓力，從而提高加工質(zhì)量。氣缸左右兩邊為直線滑動軸承，實現(xiàn)接觸輪的徑向進(jìn)給。 1）圓形導(dǎo)柱；2）直線軸承；3）氣壓缸；4）接觸輪支撐板；5)接觸輪 圖4.3 接觸輪安裝結(jié)構(gòu)圖 4.2砂帶驅(qū)動輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 砂帶磨削據(jù)其基本結(jié)構(gòu)，可分為閉式和開式兩種。如圖4.4和4.5所示，由于閉式結(jié)構(gòu)砂帶呈封閉狀反復(fù)進(jìn)給，造成砂帶磨損加劇，需要經(jīng)常更換砂帶，提高加工成本和資源浪費率，而且加工的工件表面質(zhì)量就會下降，效率低下，并不適用于精加工過程；圖4.5所示開式結(jié)構(gòu)砂帶呈開放式布置，收帶輪電機(jī)工作時，放帶輪電機(jī)不工作。另外還有張緊輪和導(dǎo)向輪作為輔助。砂帶成卷使用。砂帶的使用效率提高，工件表面質(zhì)量較閉式結(jié)構(gòu)一致性要好。 圖4.4 閉式砂帶磨削形式 圖4.5 開式砂帶磨削形式 如圖4.6所示，開槽長圓柱端緊定螺釘將動力輸入電機(jī)軸和軸套連接起來，最外面的那層是帶輪結(jié)構(gòu)，帶輪和軸套用緊定螺釘連接。將鍵插入帶輪和軸套即可工作，實現(xiàn)砂帶進(jìn)給。放帶帶輪工作。把鍵插入放帶輪和軸之間，取出插入收帶輪的鍵，讓其自動旋轉(zhuǎn)，完成收帶工作。 1）緊定螺釘；2）電機(jī)軸；3）軸套；4）帶輪；5）緊定螺釘；6）圓頭普通平鍵 圖4.6 驅(qū)動帶輪結(jié)構(gòu)圖 4.3砂帶軸向竄動機(jī)構(gòu)設(shè)計 為了提高被加工件的尺寸精度和粗糙度，消除砂帶磨削不均的現(xiàn)象，提高高砂帶的使壽命和耐度，需設(shè)計砂帶軸向竄動，即按砂帶寬度方向來回擺動。如圖4.7所示： 整個軸向竄動結(jié)構(gòu)就相當(dāng)于曲柄滑塊結(jié)構(gòu)。其中，直線軸承座和接觸輪以及他的支撐組件構(gòu)成滑塊；連桿機(jī)構(gòu)由中間位置的三個方向塊構(gòu)成，連桿兩端分別用階梯軸連接。配置角接觸球軸承；曲柄機(jī)構(gòu)由右邊的兩個方形塊構(gòu)成，其中一個方向塊上設(shè)長槽。通過兩個方形塊的偏心作用來回擺動形成曲柄。后面依次為電機(jī)軸、電機(jī)支架和驅(qū)動電機(jī)。 1） 連桿結(jié)構(gòu)；2）支撐板；3）曲柄結(jié)構(gòu)；4）直線軸承座；5）階梯軸；6）電機(jī)支架；7）直流電機(jī) 圖4.7 軸向竄動結(jié)構(gòu)圖 4.4 砂帶張緊輪設(shè)計 由于砂帶質(zhì)地較為柔軟，在加工過程砂帶必須保持緊繃狀態(tài)，故此，我們需要為砂帶提供一定的張緊力。如圖4.8，底座支撐桿裝在支撐底板上，導(dǎo)向支撐桿安裝在支撐桿上。導(dǎo)向桿套可以上下移動調(diào)節(jié)張緊輪的位置從而達(dá)到張緊砂帶的目的。通過螺釘可將桿套固定。在支撐板上還另外加裝了兩個彈簧掛鉤，用來輔助砂帶張緊。 1） 彈簧掛鉤；2）底座；3）張緊輪支撐桿；4)圓頭普通平鍵；5)螺釘；6)桿套 7)導(dǎo)向桿套：8)螺母；9)導(dǎo)向桿 圖4.8 砂帶張緊結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 4.5砂帶支撐結(jié)構(gòu)空間布局 為了節(jié)省空間，避免各組成組件之間發(fā)生干涉，本次設(shè)計的砂帶磨削裝置空間布局設(shè)計為前后兩部分，每部分各上中下三層的布局。前面部分為砂帶磨削裝置的執(zhí)行部分，即接觸輪部分，包括接觸輪支撐及其在軸向和徑向的進(jìn)給裝置：上面一層為氣壓缸和曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，中間為直線軸承支撐機(jī)構(gòu)，下面一層為張緊輪；后部分主要為整個裝置輔助部分，包括收放帶輪和張緊輪，亦呈上中下三層布局，如圖4.9所示即為整體布局示意圖。 圖4.9 砂帶支撐結(jié)構(gòu)空間布局 5.結(jié)論 本論文主要進(jìn)行了軸類零件外圓表面砂帶磨削光整加工裝備的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，關(guān)鍵對其進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計。本裝備適用于直徑為60-150mm，最大長度為600mm的軸類零件外圓表面磨削加工。本論文完成了加工的整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，其中包括加工裝置的軸向和徑向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、每個加工單元在空間的位置。沒有選用機(jī)床結(jié)構(gòu)而是選擇了自行設(shè)計的三導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)，最底下的兩根負(fù)責(zé)導(dǎo)向及尾架支撐固定，而上面的一根導(dǎo)柱主要為了加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的剛度；設(shè)計初期先對驅(qū)動主軸進(jìn)行計算設(shè)計，確定了主軸的結(jié)構(gòu)和尺寸，隨之選擇了軸承，以及電動機(jī)型號；動力輸入方式為帶傳動；工件夾持裝置選擇三爪卡盤；回轉(zhuǎn)頂尖的設(shè)計目的是為了提高加工質(zhì)量、改善加工后工件的表面質(zhì)量?；剞D(zhuǎn)頂尖通過尾架固定裝置安裝在下面兩根導(dǎo)柱上，選用直線軸承實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動。砂帶磨削裝置空間三層布局，前后兩大部分；包括張緊輪、收放帶輪、驅(qū)動輪及其電機(jī)、導(dǎo)向輪、接觸輪及支撐組件。另外為了保證接觸輪始終與工件保持接觸，設(shè)計氣壓缸作為輔助機(jī)構(gòu)，用直線軸承座為主的曲柄滑塊實現(xiàn)加工裝置的軸向竄動。 論文最終設(shè)計完成全部機(jī)械結(jié)構(gòu)，并繪制相關(guān)圖紙輔助說明。 參 考 文 獻(xiàn) [1]徐晶.軸類零件光整加工裝置設(shè)計[D].大連理工大學(xué).2012,45-49. [2]陳囿兆.一種行星式砂帶磨削裝置的研究[J].湖南大學(xué).2007,91-95. [3]黃云,黃智.砂帶磨削的發(fā)展及關(guān)鍵技[J].機(jī)械工程.2007,18(18):5-8. [4]周鵬.砂帶磨削參數(shù)采集實驗裝置的研制[J].重慶大學(xué).2003,50-55. [5] V. A. Stankevich, Device for grinding shaped camprofiles. Chemical and Petroleum Engineering, 1969, Vol.5 (2), pp.154-154. [6]張萍,李家春. 旋轉(zhuǎn)砂帶磨削機(jī)設(shè)計[J].貴州科學(xué).2012,30(4):57-59. [7]王聽,母焰,曲興,田楊旭等.具有接觸輪庫的砂帶磨削加工裝置[J].國家知識產(chǎn)局.2015,25. [8]朱俊生. 深窄槽去毛刺用砂帶裝置[J].國家知識產(chǎn)權(quán)局.2015,4. [9]張磊.12Cr1MoVG 合金鋼管砂帶磨削試驗及工藝研究[J].鋼管.2011,4(40-2):29-34. [10]黃云.30不銹鋼砂帶磨削試驗研究[J].中國機(jī)械工程.2011,2(22-3):291-294. [11] 沈棟棟.帶箱磨削裝置在軋輥磨床上的應(yīng)用[J].機(jī)械制造.2011,50(537):2. [12]楊洪波,趙恒華,劉偉銳. 磨削技術(shù)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢[J].機(jī)械制造.2014,43(6):7-9. [13] Changhe Li, Sheng Wang, Qiang Zhang, Dongzhou Jia Evaluation of Minimum Quantity Lubrication Grinding with Nano-particles and Recent Related Patents Recent Patents on Nanotechnology, 2013, Vol.7 (2), pp.167-181. [14] 陶彬,徐文驥，王續(xù)躍等電化學(xué)砂帶超精加工表面質(zhì)量預(yù)測與加工參數(shù)確定大連理工大學(xué) 學(xué)報.2010,50(4):497-510. [15] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計實用手冊（第三版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2010. [16] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計（第八版）[M].北京：高等教育出版社,2007. - 49 - 附錄1：外文翻譯 脆性固體的加工和表面處理 S CHANDRASEKAR和T N FARRIS 普渡大學(xué)工程學(xué)院，West Lafayette，IN 47907-1282，美國 電子郵件：chandy @ ecn.purdue.edu [摘要]：陶瓷材料主要通過磨削加工完成工藝如研磨，研磨和拋光。在研磨中，磨料通常在研磨輪中結(jié)合并與其接觸陶瓷表面以相對高的滑動速度。在研磨和拋光，陶瓷壓在拋光塊上，研磨劑懸浮在拋光塊中在它們之間以漿料的形式。這里的材料去除過程sembles三身穿。在所有這些過程中，機(jī)械作用的研磨劑可以認(rèn)為是重復(fù)應(yīng)用相對尖銳滑動壓印陶瓷表面。在這些條件下，少數(shù)的機(jī)制主導(dǎo)材料去除過程。這些是脆脆的由于裂紋系統(tǒng)定向為平行（橫向）和垂直（徑向/中間）到自由表面，延性切削形成薄帶狀芯片，以及在反應(yīng)物存在下的化學(xué)輔助磨損其通過機(jī)械作用（摩擦化學(xué)反應(yīng)）增強(qiáng)。關(guān)系每個這些機(jī)制的作用在一個特定的整理過程中可以與施加到磨料顆粒的載荷，滑動速度有關(guān)顆粒，以及化學(xué)反應(yīng)物的存在。這些磨損機(jī)構(gòu)也導(dǎo)致以微裂紋形式損壞陶瓷表面附近的殘余物應(yīng)力，塑性變形和表面粗糙度共同決定強(qiáng)度和成品的性能。一個完整的理解導(dǎo)致材料去除的磨損機(jī)構(gòu)的允許允許設(shè)計用于生產(chǎn)高陶瓷表面的高效加工工藝質(zhì)量。 [關(guān)鍵詞]陶瓷表面; 磨削加工工藝; 表面處理; 磨損機(jī)制。 1.介紹 對可靠的元件制造的先進(jìn)陶瓷材料的開發(fā)。的這些材料的使用在1990年達(dá)到約每年140億美元的銷售額并繼續(xù)下去以每年4％的速度增長（Jahanmir等1992）。先進(jìn)的優(yōu)點陶瓷與其它材料的組合包括在高溫下的高