平面雙面研磨機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 平面雙面研磨機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 摘要 ： 雙面平面研磨是在傳統(tǒng)研磨機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變研磨平面的數(shù)目從而來(lái)提高研磨精度和效率的一種研磨方式。其加工原理 就是 利用涂敷或壓嵌在研具上 的磨料顆粒，通過(guò)研具與工件在一定壓力下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)加工表面進(jìn)行 精整加工 ，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)加工精度的要求。 本文 通過(guò)對(duì)平面研磨機(jī)構(gòu)多種運(yùn)動(dòng)方式的分析 ，以及 研磨精度要求，并結(jié)合現(xiàn)有研磨機(jī)，從而設(shè)計(jì)出一種新型 的行星式雙面平面研磨機(jī)構(gòu)，并對(duì)其運(yùn)動(dòng)軌跡做了具體研究 。 這種研磨方式不僅 解決 了 傳統(tǒng)研磨存在加工效率低、加工成本高、加工精度和 加工質(zhì)量 不穩(wěn)定等缺點(diǎn) ，提高了研磨技術(shù)水平，保證研磨加工精度和加工質(zhì)量 ，而且 還可以實(shí)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)不同直徑圓柱工件的研磨，提高了加工效率，降低了加工成本，使研磨技術(shù)進(jìn)一步實(shí)用化。 關(guān)鍵詞 ： 雙面研磨 ;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ;軌跡 曲線 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 is on of of by to of a of is to or in on in of to of to of a to of is of of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 1 頁(yè) 目錄 第一章 緒論 . 3 題的目的與意義 . 3 磨技術(shù)國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) . 3 . 3 盤(pán)式研磨機(jī) . 4 軸式研磨機(jī) . 4 力研磨機(jī) . 5 用研磨機(jī) . 5 課題主要研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)任務(wù) . 5 第二章 平面研磨軌跡分析與 設(shè)計(jì) . 5 . 5 磨運(yùn)動(dòng)條件 . 5 柱研磨機(jī)理 . 6 . 6 研磨軌跡均勻性的研究方法 . 6 面研磨拋光 . 7 面研磨 . 14 . 16 圓及運(yùn)動(dòng)類型 . 16 跡分析 . 18 算實(shí)例 . 21 第三章 行星式平面研磨機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 22 . 22 星輪系的類型選擇 . 22 輪有關(guān)參數(shù)的具體計(jì)算 . 23 . 25 . 27 定主電機(jī)的調(diào)速范圍 . 27 算上磨盤(pán)的驅(qū)動(dòng)電機(jī) 調(diào)速范圍 . 27 第四章 行星式研磨機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體設(shè)計(jì) . 29 . 29 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 2 頁(yè) 星輪的實(shí)體圖的繪制 . 29 、鍵的實(shí)體圖繪制 . 31 陽(yáng)輪的實(shí)體圖的繪制 . 33 下磨盤(pán)實(shí)體圖的繪制 . 33 栓實(shí)體圖的繪制 . 34 . 35 結(jié)束語(yǔ) . 36 致謝 . 37 參考文獻(xiàn) . 38 附錄 . 40 附錄 1：工件裝夾 部分爆炸圖 . 40 附錄 2：裝配體爆炸圖 . 41 附錄 3：行星輪工程圖 . 42 附錄 4：太陽(yáng)輪工程圖 . 42 附錄 5：裝配體工程圖 . 42 附錄 6：外文翻譯 . 43 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 3 頁(yè) 第一章 緒論 題的目的與意義 隨著機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多地采用不銹鋼，耐熱鋼，鈦合金，以及陶瓷等各種難加工材料來(lái)制造零件，這對(duì)機(jī)械零件的加工精度和表面 質(zhì)量提出了更高的要求。研磨技術(shù)作為機(jī)械加工技術(shù)中的重要技術(shù)之一，在機(jī)械加工中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 我們通常所說(shuō)的研磨技術(shù)其工作原理就是 利用涂敷或壓嵌在研具上的磨料顆粒，通過(guò)研具與工件在一定壓力下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)加工表面進(jìn)行的精整加工 ，在加工時(shí)將 被磨材料放于平整的研磨盤(pán)上，研磨盤(pán)逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)，修正輪帶動(dòng)工件自轉(zhuǎn)，重力加壓或其它方式對(duì)工件施壓，工件與研磨盤(pán)作相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)磨擦，來(lái)達(dá)到研磨拋光目的。 通常來(lái)講， 產(chǎn)生磨削作用的磨料顆粒有兩種來(lái)源，一種來(lái)自于不斷外加（常稱為游離磨料）；另一種方法是將磨料顆粒固定在研磨盤(pán)中（常稱為固著磨 料） ，本項(xiàng)目將設(shè)計(jì)雙面平面研磨機(jī)構(gòu)，它不僅解決了 傳統(tǒng)研磨存在加工效率低、加工成本高、加工精度和 加工質(zhì)量 不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，提高了研磨技術(shù)水平，保證研磨加工精度和加工質(zhì)量 ，而且 還顯著降低加工成本，提高加工效率，使研磨技術(shù)進(jìn)一步實(shí)用化 。 磨技術(shù) 國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)今時(shí)代， 平面拋光機(jī)研磨技術(shù)已成為一種新技術(shù)發(fā)展的新潛能，新開(kāi)發(fā)的研磨技術(shù)無(wú)論是從應(yīng)用，成本，效率以及工作運(yùn)輸當(dāng)中，都得到了很大的改善。 該 技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到汽車、家電、 用工業(yè)。 雙面平面研磨機(jī)是在超精密磨削的基 礎(chǔ)上發(fā) 展起來(lái)的一種磨削方法， 主要用于 加工兩平行面 。 由于 研磨加工正向更高的加工精度發(fā)展 ,而且加工質(zhì)量也正在不斷提高 ,因此，以后 研 磨幾乎可以加工任何固態(tài)材料。 一般來(lái)講，研磨軌跡 1主要有 4種：（ 1） 直線研磨運(yùn)動(dòng)軌跡。 此種方法 適用于臺(tái)階的狹長(zhǎng)平面工件研磨，可獲得較高的幾何精度，但不易獲得較小的表面粗糙度。 （ 2） 擺動(dòng)式直線研磨運(yùn)動(dòng)軌跡?？梢垣@得較好的平直度。 （ 3） 螺旋形研磨運(yùn)動(dòng)軌跡。 主要 用于圓片形或圓柱形工件端平面研磨，能獲得較高的平面度和較小的表面粗糙度。 （ 4） “8” 字形研磨運(yùn)動(dòng)軌跡。適用于平板類工件的修整和小 平面工件的研磨，能 使 相互研磨的平面介質(zhì)均勻接觸， 并且 研具均勻地磨損。 目前 ,國(guó)內(nèi)外研磨加工主要還是采用散粒磨料在慢速研磨機(jī)上研磨。其特點(diǎn)是加工精度高、加工設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少 ,但是加工精度不穩(wěn)定、加工成本高、效率低。正是由于散粒磨料研磨存在一些不足 ,所以許多學(xué)者在研究改進(jìn)這種研磨加工 1技術(shù)。隨著人們對(duì)產(chǎn)品性能的要求日益提高 ， 研磨加工以其加工精度和加工質(zhì)量高而越來(lái)越受到了人們的關(guān)注。因此 ,超精密研磨、拋光等技術(shù)的研究 ,今后將更引人注目。 用研磨機(jī) 研磨是一種重要的精密、超精密加工技術(shù)，幾乎適合于各種材 料的加工，研磨加工可以得到很高的尺寸精度和形狀精度，甚至可以達(dá)到加工精度的極限， 早期的一些研磨機(jī) 研磨裝置簡(jiǎn)單，不需要大量復(fù)雜的機(jī)械并且不苛求設(shè)備的精度條件 。 作為超精加工的一種方法，研磨機(jī) 主要用于研磨工件中的高精度平面、內(nèi)外圓買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 4 頁(yè) 柱面、圓錐面、球面、螺紋面和其他型面。 其 主要類型有圓盤(pán)式研磨機(jī)、轉(zhuǎn)軸式研磨機(jī) 、磁力研磨機(jī) 和各種專用研磨機(jī) 。 盤(pán)式研磨機(jī) 圖 盤(pán)式研磨機(jī) 這種研磨機(jī) 分 單盤(pán) 和雙盤(pán)兩種，以雙盤(pán)研磨機(jī)應(yīng)用最為普通。 在雙盤(pán)研磨機(jī) 圖 2上，多個(gè)工件 同時(shí)放入位于上、下研磨盤(pán)之間的保持架內(nèi)，保持架和工件由偏心或行星機(jī)構(gòu)帶動(dòng)作平面平行運(yùn)動(dòng)。下研磨盤(pán)旋轉(zhuǎn)，與之平行的上研磨盤(pán)可以不轉(zhuǎn)，或與下研磨盤(pán)反向旋轉(zhuǎn)，并可上下移動(dòng)以壓緊工件（壓力可調(diào)）。此外，上研磨盤(pán)還可隨搖臂繞立柱轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，以便裝卸工件。雙盤(pán)研磨機(jī)主要用于加工兩平行面、一個(gè)平面 (需增加壓緊工件的附件 )、外圓柱面和球面（采用帶 V 形槽的研磨盤(pán)）等。加工外圓柱面時(shí) ,因工件 既要滑動(dòng)又要滾動(dòng)，須合理選擇保持架孔槽型式和排列角度。單盤(pán)研磨機(jī)只有一個(gè)下研磨盤(pán)，用于研磨工件的下平面，可使形狀和尺寸各異的工件同盤(pán)加工，研磨精度較高。有些研磨機(jī)還帶有能在研磨過(guò)程中自動(dòng)校正研磨盤(pán)的機(jī)構(gòu)。 軸式研磨機(jī) 由正、反向旋轉(zhuǎn)的主軸帶動(dòng)工件或研具（可調(diào)式研磨環(huán)或研磨棒）旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，用于研磨內(nèi)、外圓柱面。 如圖 2示 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 5 頁(yè) 圖 軸式研磨機(jī) 力研磨機(jī) 磁力研磨機(jī)是 通過(guò) 采用磁場(chǎng)力量傳導(dǎo)至不銹鋼磨針使工件作高頻率旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 可對(duì)精密 工件內(nèi)孔、死角、細(xì)小夾縫起到明顯較好的拋光研磨 去除 毛刺的效果。 用研磨機(jī) 依被研磨工件的不同， 有中心孔研磨機(jī)、 鋼球 研磨機(jī)和 齒輪 研磨機(jī)等。 此外，還有一種采用類似無(wú)心磨削原理的無(wú)心研磨機(jī)，用于研磨圓柱形工件。 課題主要 研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)不同類型的研磨機(jī)的功能、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的簡(jiǎn)單分析，討論不同平面研磨機(jī)構(gòu)工作原理及運(yùn)動(dòng)方式，并繪制出其運(yùn) 動(dòng)軌跡圖，對(duì)不同軌跡的曲線進(jìn)行對(duì)比總結(jié)，從而選擇一種最佳方案來(lái)實(shí)現(xiàn)平面研磨， 在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種行星式平面雙面研磨機(jī)構(gòu)，以達(dá)到研磨軌跡和精度要求 ，最后設(shè)計(jì)出該機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)部分。 第二章 平面研磨軌跡分析 與設(shè)計(jì) 面研磨的運(yùn)動(dòng)條件及工作原理 磨運(yùn)動(dòng)條件 研磨是利用磨具通過(guò)磨料作用于工件表面，進(jìn)行微量加工的過(guò)程 。研磨工件表面的尺寸精度、形位精 度、研磨工具的壽命及研磨效率等，在很大程度上取決于研磨運(yùn)動(dòng)。為使工件表面研磨均勻，從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度歸納出如下的平面研磨最佳運(yùn)動(dòng)學(xué)條 件 2： (1)工件相對(duì)研具作平面運(yùn)動(dòng)，應(yīng)保證工件被研磨表面上各點(diǎn)相對(duì)研具均有相同或相近的研磨軌跡； (2)研磨運(yùn)動(dòng)是由工件與研具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，工件表面上各點(diǎn)的研磨運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)盡可能相同； (3)研磨運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)不斷變化，研磨紋路交錯(cuò)多變，以利于工件加工表面粗糙度的降低，但應(yīng)盡量避免工件被研磨表面上各點(diǎn)相對(duì)研具的研磨軌跡曲率變化過(guò)大； (4)研具或拋光盤(pán)工作表面的形狀精度會(huì)反映到工件表面上，所以工件的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)遍及整個(gè)研具表面并且分布均勻，以利于研買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 6 頁(yè) 具的均勻磨損； (5)工件相對(duì)研具在被研磨材料的去除方向上具有運(yùn) 動(dòng)自由度，這樣可以避免因研磨機(jī)械的導(dǎo)向精度不高而引起誤差 。 柱研磨機(jī)理 研磨，是利用涂敷或壓嵌在研具上的磨料顆粒，通過(guò)研具與工件在一定壓力下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)加工表面進(jìn)行的精整加工 。 圓柱 面 的研磨加工過(guò)程就是利用游離磨粒對(duì)圓柱兩平面進(jìn)行刮削和擠壓去除材料的過(guò)程，達(dá)到減小圓柱高度，提高平面度和降低表面粗糙度的目的。這些去除作用要通過(guò)柱面與研磨盤(pán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 在磨粒的作用下 來(lái)完成 。 磨料是研磨加工的主要介質(zhì)。整個(gè)研磨過(guò)程根據(jù)磨料的變化可分為三個(gè)階段。 第一階段：游離磨料的破碎階段。精研初期較大的磨粒首先參與切削 ，這時(shí)磨料多呈帶棱角的多面體，切削能力強(qiáng)。在壓力的作用下，尺寸大的磨粒被破碎使更多的磨粒得以參加切削，這時(shí)圓柱體一方面消耗尺寸及上工序的殘留表面，這個(gè)階段磨削效率較高，尺寸消耗快，圓柱表面粗糙。但該階段時(shí)間很短。 第二階段：磨粒細(xì)化和鑲嵌階段。由于壓力的作用上下研磨盤(pán)和圓柱體相互作用不斷地輾壓磨粒，使粗磨粒逐漸破碎為細(xì)磨粒且大小趨于一致，這時(shí)磨削效率達(dá)到最高，時(shí)間也最長(zhǎng)。隨著磨料的不斷細(xì)化，各種要素也處于相對(duì)穩(wěn)定階段，在這個(gè)階段鋼球的幾何精度得以改善并基本達(dá)到相應(yīng)的要求，表面質(zhì)量逐漸提高，粗糙度下降。這個(gè)階 段是鋼球的穩(wěn)定加工階段。 第三階段：磨粒鈍化和研光階段。在這個(gè)階段磨料絕大部分細(xì)化為 O 3粒的形狀也由原來(lái)銳利的幾何體變?yōu)闊o(wú)銳棱的圓滑球體，磨削速度大大降低。鈍化了的磨粒微粉對(duì)圓柱面只能進(jìn)行更微量的研磨，研磨量大約 0 2 O 3 m h。此階段圓柱表面粗糙度值進(jìn)一步降低，最終達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求 。 面研磨軌跡的分析 平面研磨 軌跡即加工過(guò)程中磨粒與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡 3包含兩個(gè)方面：一是磨粒相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡二是工件相對(duì)工具盤(pán)的運(yùn)動(dòng)軌跡。相應(yīng)軌跡均勻性的意義分別體現(xiàn)在：保證工件表 面各點(diǎn)有相同的材料去除概率，保證工具盤(pán)均勻磨損。兩個(gè)方面都與研磨拋光質(zhì)量關(guān)系密切。 下面我們主要從磨粒相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡角度 對(duì)平面 研磨 軌跡 來(lái)進(jìn)行研究。重點(diǎn)來(lái)闡述 單面、雙面平面 研磨軌跡。其中單面研磨 包括雙軸式、直線式、軌道式、計(jì)算機(jī)控制小工具式等形式， 而雙面則以行星式研磨為主，通過(guò) 研磨軌跡的角度來(lái)分析 上述 不同研磨 形式的優(yōu)缺點(diǎn)。 研磨軌跡均勻性的研究方法 研磨軌跡取決于加工設(shè)備和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。運(yùn)動(dòng)分析是研磨軌跡均勻性研究的基礎(chǔ)，已有研究通常作如下假設(shè)： (1) 工件、磨粒、研磨盤(pán)均為剛體； (2)工件被 加工表面、研磨盤(pán)工作面均為理想平面： (3) 磨粒固定在研磨盤(pán)工作面上； (4) 所有磨粒粒徑都相同； (5) 磨粒不破碎、不脫落； (6)忽略工件、研磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)誤差。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 7 頁(yè) 在上述假設(shè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，計(jì)算研具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡并用計(jì)算機(jī)離散化，將工件表面劃分成一定數(shù)量的小正方形區(qū)域，統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)各區(qū)域內(nèi)軌跡點(diǎn)數(shù)量 2，或通過(guò)軌跡密度，評(píng)價(jià)工件研磨均勻性 3。反之，計(jì)算工件相對(duì)研具的運(yùn)動(dòng)軌跡 面研磨拋光 單面研磨拋光設(shè)備主要有雙軸式、直線式、搖擺式、計(jì)算機(jī)控制小工具四種類型，其中前三者 是用大工具盤(pán)加工小工件。 軸式 雙軸式平面研磨設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖 工過(guò)程中工件和研磨盤(pán)分別繞各自中心軸旋轉(zhuǎn)。根據(jù)工件軸心與研磨盤(pán)軸心的距離在加工過(guò)程中是否發(fā)生變化，又可分為定偏心和不定偏心兩類。 圖 面研磨拋光機(jī)原理圖 (1) 定偏心式 定偏心研磨加工中，工件中心與研磨盤(pán)中心之間的距離始終不變，如圖 磨盤(pán)上任意一顆磨粒 P(距研磨盤(pán)中心 O為 始轉(zhuǎn)角為 ),相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡方程 4如下： （式 式中： w 工件轉(zhuǎn)速； c o s ( ) c o sP p p w wX r t t e t s i n ( ) c o sP p p w wY r t t e t 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 8 頁(yè) p 研磨盤(pán)轉(zhuǎn)速； e 偏心距，即工件、研磨盤(pán)的中心距離。 一顆磨粒 一般認(rèn)為當(dāng)工件轉(zhuǎn)速與研磨盤(pán)轉(zhuǎn)速相等，即pw 時(shí)，被加工表面材料去除均勻性最好。原因是，根據(jù) 程 RR=工件被加工表面上一點(diǎn)的材料去除率 和相對(duì)速度成正比。當(dāng)pw 時(shí)，工件與研磨盤(pán)的相對(duì)速度大小相等 (可由式 算 )，在工件上各點(diǎn)加工載荷相同的條件下，可認(rèn)為材料去除均勻。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，定偏心式研磨拋光的工件材料去除均勻性較差 (一般只用于加工直徑不大于 200小尺寸工件 )。 從運(yùn)動(dòng)軌跡的角度 5對(duì)此進(jìn)行的 解釋，認(rèn)為當(dāng)pw 時(shí)工件材料去除均勻性并非最好，而是越靠近工件中心材料去除率越低。 圖 偏心平面研磨運(yùn)動(dòng)關(guān)系 圖 偏心研磨軌跡 ( 20 (2)不定偏心式 為改善定偏心式設(shè)備的研磨軌跡均勻性，引入工件的平移運(yùn)動(dòng)，使工件中心與研磨盤(pán)中心的相對(duì)距離隨時(shí)間變化，構(gòu)成不定偏心式研磨設(shè)備 (如圖 。研磨盤(pán)上任意一顆磨粒 6: 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 9 頁(yè) c o s ( ) c o s s i n ( )p w p t e t e ew w s in)s （ 式 式中 ： 工件移動(dòng)速度 磨粒 圖 定偏心平面研磨運(yùn)動(dòng)關(guān)系 圖 定偏心研磨軌跡 不定偏心式設(shè)備的研磨軌跡均勻性明顯好于定偏心式設(shè)備，更有利于工件面形精度的提高，適合于加工大尺寸 (直徑大于 200工件 。 線 式 如圖 磨盤(pán)某直徑上固定 兩點(diǎn) A、 B，其相對(duì)速度差定義為1, 可見(jiàn)，研磨盤(pán)尺寸足夠大時(shí)，增加偏心距 e，與工件接觸的研磨盤(pán)上徑向各點(diǎn)的線速度差越小，兩點(diǎn)與工件相對(duì)速度的差越小工件被加工表面材料去除更加均勻。工件尺寸一定時(shí)，偏心距增加至一定值即可近似認(rèn)為研磨盤(pán)不是在作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而是直線運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，雙軸式研磨設(shè)備即成為直線式研磨設(shè)備 (如圖 。實(shí)際上，直線式研磨使用的不是研磨盤(pán)，而是具有柔性的砂帶 (磨粒涂覆在履帶上 )，工件做單買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 10 頁(yè) 純的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或在做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，附加一個(gè)垂直于砂帶運(yùn)動(dòng)方 向橫向運(yùn)動(dòng)或是繞固定點(diǎn)的擺動(dòng)。假設(shè)研磨帶上任意一磨粒 P則 7： s i n ( )P p p wX r v t t c o s ( )P p p wY r v t t （ 式 式中： 研磨帶線速度； w 工件旋轉(zhuǎn)角速度。 圖 線式研磨機(jī)原理圖 圖 線式研磨軌跡 此種研磨機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式簡(jiǎn)單，如將研磨帶加長(zhǎng)可以形成批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高。因此此種研磨機(jī) 構(gòu)是今后生產(chǎn)應(yīng)用中的主流機(jī)床。 擺式研磨 搖擺式研磨設(shè)備可以是定偏心雙軸式或直線式設(shè)備的改進(jìn)形式，工件除回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外還附加一個(gè)繞固定點(diǎn)的擺動(dòng)。典型的搖擺式設(shè)備的研磨盤(pán)以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，工件夾頭裝在搖臂上，借著搖臂的往復(fù)擺動(dòng)而產(chǎn)生扇形搖擺。同時(shí)夾頭本身 自轉(zhuǎn)。如圖 擺式設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡方程如式 8： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 11 頁(yè) 圖 臂式研磨機(jī)構(gòu)示意圖 c o s ( ) s i n ( ) （ 式 222 2 3 3c o s ( ) + s i n ( ) O P e r t r t 式中：1 搖臂搖動(dòng)的角速度； w 工件轉(zhuǎn) 速； p 研磨盤(pán)轉(zhuǎn)速； 1r 研磨頭圓心2 和工件等大小的研磨頭的半徑； 研磨盤(pán)的半徑； e 研磨盤(pán)圓心 2O 與搖臂固定點(diǎn)之間的距離 ； 工件上一點(diǎn) O 之間的距離。 磨軌跡在加工面上的均勻程度與工件和拋光盤(pán)之間的轉(zhuǎn)速比 ( )有著密切的關(guān)系，其大致趨勢(shì)為：當(dāng)轉(zhuǎn)速比越不規(guī)則或越接近除不盡時(shí)，研磨軌跡的分布越致密。其中，又以接近整除且除不盡的轉(zhuǎn)速比，得到的研磨軌跡最 致密；不管所選取的轉(zhuǎn)速比為何值，軌跡都一定會(huì)通過(guò)加工面的中心，而且隨著軌跡致密程度的提升，軌跡在加工面中心呈集中的趨勢(shì)，使工件加工面中心處有凹陷的現(xiàn)象 9 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 12 頁(yè) 圖 當(dāng) 時(shí)，研磨軌跡圖 圖 時(shí)， 研磨軌跡 圖 算機(jī)控制小工具式 雙軸式、直線式、搖擺式研磨設(shè)備有一個(gè)共同的特點(diǎn)：工件的被加工面是隨時(shí)被研磨盤(pán)所覆蓋著的，屬于大研磨盤(pán)小工件加工方式，其優(yōu)點(diǎn)是工件加工時(shí)不至于有未 加工到的死角，研磨加工狀態(tài)穩(wěn)定；缺點(diǎn)是隨著工件尺寸的增加，則設(shè)備的尺寸也需大幅增加，巨大的工作臺(tái)不僅耗資甚巨，主軸的精度和研磨盤(pán)、拋光墊的面形精度也將因面積的增大而受到考驗(yàn)。 計(jì)算機(jī)控制小工具式研磨恰可克服上述問(wèn)題，如圖 件面積遠(yuǎn)大于研磨盤(pán)面積，工件可以固定不動(dòng)。也可以回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或平移運(yùn)動(dòng)，小研磨盤(pán)在計(jì)算機(jī)控制下按一定的路徑歷經(jīng)整個(gè)工件表面。研磨軌跡的均勻性對(duì)工件面形精度尤為重要。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 13 頁(yè) 圖 型加工方式 典型的研磨軌跡有兩種形式，一種是傳統(tǒng)往復(fù)式，如圖 加工出來(lái)的工件軌跡 重復(fù)性強(qiáng)，研磨條紋易深化，不易獲得良好的粗糙度。因此，此種加工方式主要用于粗研磨。 圖 統(tǒng)往復(fù)式加工 另一種是分形軌跡。實(shí)際上，理想的平面研磨軌跡應(yīng)具有如下特征 :(1)軌跡線必須是自回避的 (或稱非自交的 )，否則會(huì)出現(xiàn)局部去除過(guò)多； (2)軌跡線必須均勻分布滿整個(gè)平面。不允許有不規(guī)則的空洞存在； (3)在 (4)軌跡線應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、控制上易于實(shí)現(xiàn)。理論上講，分形維數(shù)為 1的曲線是不可能規(guī)則地鋪滿平面的，必然存在交叉點(diǎn)或空隙，而分形維數(shù)為 2的 或稱 具有這樣的優(yōu)勢(shì)。 分形曲線中的能夠滿足上述要求。假設(shè)分形維數(shù)用 足條件 1D2的分形曲線是，即便滿足自相似的特征。里面也存在很不規(guī)則的空洞或間隙。如海岸線，其分形維數(shù)滿足條件 IDI 3，分布的范圍雖然長(zhǎng)度方向很長(zhǎng)，但徑向范圍很小?？傊中吻€的分形維數(shù)越是趨近 2，它在二維平面上的分布范圍越均勻。 =2，能夠通過(guò)某個(gè)正方形的所有點(diǎn) (也就是能夠充滿整個(gè)平面 )。實(shí)際研磨加工 時(shí)，研磨工具依分形軌跡行進(jìn)，工件則固定于底盤(pán)上以一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。 對(duì)方形、圓弧形、倒角形 軌跡 9 (如圖 進(jìn)行了探討，認(rèn)為分形軌跡比定偏心和不定偏心軌跡更有利于獲得更高的平面度，特別是工件面積增大時(shí)，這一結(jié)果更加明顯。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 14 頁(yè) (a)分形軌跡 (b)研磨軌跡 圖 形分形軌跡及研磨軌跡 (a)分形軌跡 (b)研磨軌跡 圖 弧分形軌跡及研磨軌跡 (a)分形軌跡 (b)研磨軌跡 圖 形分形軌跡及研磨軌跡 面研磨 行星式平面研磨運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是最常見(jiàn)的用于雙面研磨的機(jī)構(gòu)，如 圖 加工件放在行星輪孔內(nèi)，行星輪除繞太陽(yáng)輪中心公轉(zhuǎn)外，還繞自己中心旋轉(zhuǎn)。行星輪的自轉(zhuǎn)使由于工件中心與研磨盤(pán)中心之間的距離隨時(shí)間周期性變化，故該行星室研磨機(jī)構(gòu)也是一種不定偏心式研磨方式。表 表 星式研磨中各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)與相對(duì)運(yùn)動(dòng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 15 頁(yè) 假設(shè) ( , )為研磨盤(pán)上的任意一顆磨粒， 則在磨粒 10為 : 0 2 20 2 2c o s ( ) c o s ( )s i n ( ) s i n ( ) t L t L t （ 式 則 對(duì)于特定的行星式研磨設(shè)備，可調(diào)節(jié)的研磨運(yùn)動(dòng)參量是研磨盤(pán)的轉(zhuǎn)速3和太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速1。有文獻(xiàn)認(rèn)為： (1) 通過(guò)改變研磨盤(pán)的轉(zhuǎn)速3和太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速1之比可以改變研磨盤(pán)與工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌 跡，使軌跡彎曲程度變的平緩，降低磨具的異形磨損，提高工作效率； (2)當(dāng)取太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速與研磨盤(pán)轉(zhuǎn)速之比很大，且為負(fù)時(shí)，可以使研磨過(guò)程中，工件表面的平均相對(duì)速度的分布均勻性得到改善，從而改善了材料去除率的均勻性，提高了工件的表面質(zhì)量。但是，會(huì)降低工件表面相對(duì)研磨盤(pán)運(yùn)動(dòng)的平均速度，從而降低了材料的去除率。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 16 頁(yè) 圖 星式平面研磨機(jī)運(yùn)動(dòng)原理圖 1太陽(yáng)輪 2行星輪 3研磨盤(pán) 4假想系桿 5齒圈 6工件 7負(fù)載 圖 星式 研磨軌跡 用節(jié)圓方式對(duì)行星式研磨軌跡具體分析 前面我們對(duì)行星式研磨原理及軌跡做了簡(jiǎn)單介紹，下面我們將對(duì)其進(jìn)行 如下 具體分析 ： 圓及運(yùn)動(dòng)類型 圖 星式平面研磨機(jī)運(yùn)動(dòng)原理圖 ， 圖中 齒圈 5固定不動(dòng) , 則該系統(tǒng)具有兩個(gè)獨(dú) 立 的自由度 . 其一是太陽(yáng)輪的回轉(zhuǎn) , 其角速度為1， 太陽(yáng)輪帶動(dòng)行星輪繞其中買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 17 頁(yè) 心2 其絕對(duì)角速度 2 1 1 2/2 （ 式 式中 : 1z、2星輪的齒數(shù) , 行星輪同時(shí)繞太陽(yáng)輪的中心1即假想系桿 4 的回轉(zhuǎn) ) , 其絕對(duì)角速度 4 1 1 1 2/ 2 ( )z z z （ 式 其二是研磨盤(pán)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng) , 設(shè)研磨盤(pán)的回轉(zhuǎn)角速度為3， 方向如 圖 示 . 為了下面討論行星輪 (或工件 ) 與研磨盤(pán)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系 , 選假想系桿 4 作 為參照坐標(biāo) , 即置身于系桿之上 , 觀測(cè)研磨盤(pán)與行星輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) , 設(shè)其角速度分別為12、于是有 1 3 42 2 4=（ 式 上述操作將復(fù)雜的研磨運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為在定中心距12A 件下的兩個(gè)繞定軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 在這兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間可以 確定一對(duì)相互純滾動(dòng)的圓1()C、 2()瞬心軌跡圓 )， 它們?cè)谥行木嗌系那悬c(diǎn) 瞬心 ) ; 此外 , 這兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度之比稱 為速比： 2 1 1 2/I R R （ 式 式中 ：12別為研磨盤(pán)與行星輪的節(jié)圓半徑 ， 將 式 式 21 1 232 1 2 1122 ( )Z Z Z Z （ 式 由式 當(dāng)12定時(shí) , I 只與太陽(yáng)輪與研磨盤(pán)的回轉(zhuǎn)角速度的比值有關(guān) ,又由中心距與節(jié)圓半徑的關(guān)系12=Z Z A,便可求得節(jié)圓半 徑的表達(dá)式 : 12= /(1 )= (1 )R R A I（ 式 上面已經(jīng)將具有兩個(gè)自由度的行星式平面研磨運(yùn)動(dòng)歸結(jié)為兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) , 若定義 I 為正表示1與2異向回轉(zhuǎn) , I 為負(fù)表示1與2同向回轉(zhuǎn) ,由式 如果改變太陽(yáng)輪與研磨盤(pán)的回轉(zhuǎn)角速度的比值 , 將直接引起節(jié)圓半徑12變化 , 并由此演化出各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形式 10 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 18 頁(yè) （ 1） ( 0)I 1200、， 節(jié)點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 a）所示 ： （ 2） ( 0 1) 、 120 由于 還可將此類分為如下兩類 :節(jié)點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 所示 : 1 1 0)I 1200、，且21節(jié)點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 b） 所示； 2 1)I 1200、，且12節(jié)點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 c） 所示； （ 3） ( 1)I 12 、， 節(jié)點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 a）所示； 圖 動(dòng)類型簡(jiǎn)圖 跡分析 平面研拋軌跡