便攜式高速研磨機(jī)的設(shè)計(jì)

1、長(zhǎng)春理工大學(xué)碩士學(xué)位論文便攜式高速研磨機(jī)的設(shè)計(jì)姓名：王慧申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：機(jī)械制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：楊建東20080401摘要研磨是一種非常重要的精密超精密加工方法，許多人從事研磨加工技術(shù)的研究，目的都是進(jìn)一步提高研磨加工效率和加工精度，降低加工成本研磨機(jī)是保證研磨加工的重要條件。但是目前研磨機(jī)的生產(chǎn)者和研制者對(duì)設(shè)備的用戶考慮得還不夠全面。為了滿足用戶的生產(chǎn)實(shí)際要求，本文是將現(xiàn)有的大型高速研磨機(jī)進(jìn)行了小型化。本文所設(shè)計(jì)的研磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)。此研磨機(jī)制作成本低，并且既能滿足研磨加工要求，又能達(dá)到便于攜帶的目的。本文主要是合理的設(shè)計(jì)了便攜式高速研磨機(jī)的結(jié)構(gòu)，使其具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)

2、定性，從而避免研磨機(jī)在高速運(yùn)行中出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。并且對(duì)機(jī)床的主要零部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核及剛度校核。還設(shè)計(jì)了機(jī)床的電氣系統(tǒng)、磨具、冷卻液輸送裝置以及壓力可調(diào)式加壓系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：便攜式高速研磨研磨機(jī)設(shè)計(jì) 鋤 ： 。 圈 ， 稻 ， 嘶 ， 孤 ， 鋤， ， 。 呦 蛐 ， ：； ； 長(zhǎng)春理工大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的碩士學(xué)位論文，便攜式高速研磨機(jī)的設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律

3、結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：圣整絲！年土月業(yè)日長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者及指導(dǎo)教師完全了解“長(zhǎng)春理工大學(xué)碩士、博士學(xué)位論文版權(quán)使用規(guī)定”，同意長(zhǎng)春理工大學(xué)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)長(zhǎng)春理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，也可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。作者簽名：至蘭墜年立月衛(wèi)日指導(dǎo)導(dǎo)師簽名：塑塑：叢年月叢日第一章研磨技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r緒論研磨是一種重要的精密和超精密加工方法。它是指利用磨具通過(guò)磨料作用于工件表面，進(jìn)行微量加工的過(guò)程。研磨加工的特征是加工精度和質(zhì)量高。并且加

4、工材料廣，幾乎可以加工任何固態(tài)材料。近年來(lái)，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)量高再次受到人們的關(guān)注。尤其近幾年信息技術(shù)和光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)光學(xué)零件不僅需求量增大，而且對(duì)其質(zhì)量和精度都提出很高要求，而研磨作為光學(xué)加工中一種非常重要的加工方法，起到了不可替代的作用。許多人從事研磨加工技術(shù)的研究，目的都是進(jìn)一步提高研磨加工效率和加工精度，降低加工成本目前國(guó)內(nèi)外研磨加工普遍采用散粒磨料在慢速研磨機(jī)上研磨，存在的缺點(diǎn)主要有：磨料散置于磨盤(pán)上，為避免磨料飛濺，磨盤(pán)轉(zhuǎn)速不能太高，因此加工效率低：磨料與從工件上磨下的碎屑混淆在一起，不能充分發(fā)揮切削作用，而且還要與這些碎屑一起被清

5、洗掉，浪費(fèi)能源、浪費(fèi)磨料：磨料在磨盤(pán)上是隨機(jī)分布的，其分布密度不均，造成對(duì)工件研磨切削量不均，工件面形精度不易控制：特別是磨料與工件問(wèn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)具有隨機(jī)性，這也增加了工件面形精度的不確定因素：在研磨加工中要嚴(yán)格控制冷卻液的流量，以避免沖走磨料，這使得冷卻效果變差，容易引起工件升溫，造成加工精度下降：大顆粒磨料起主要切削作用，易劃傷工件表面，所以對(duì)磨料尺寸均勻性要求高：磨料能嵌入軟材質(zhì)的工件表面，影響工件的使用性能：在研磨中磨料之間相互切削，浪費(fèi)磨料：磨盤(pán)磨損后修整難，需要三個(gè)磨盤(pán)對(duì)研：各道工序問(wèn)清洗工件要嚴(yán)格：工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)工人操作技術(shù)水平要求高：由于傳統(tǒng)研磨存在上述缺點(diǎn)，所以許多人在研究

6、如何改進(jìn)這種研磨技術(shù)。有人研究新型研磨液，有人研究不同磨料和不同材料磨盤(pán)的研磨效果，以尋求對(duì)應(yīng)于不同工件的最佳磨料和磨盤(pán)。研磨加工的面形范圍很廣，幾乎可以加工任何面形的工件，研磨加工方法不同，于是人們根據(jù)不同的面形探討了不同的加工方法。，“和 “，“等人專門研究了圓柱面的研磨加工，我國(guó)的學(xué)者，如天津大學(xué)的鄧廣敏“等人專門研究了陶瓷圓柱面的研磨，周俊“研究了主軸套筒的研磨，朱長(zhǎng)茂研究了高精度小軸的研磨加工。刀具的質(zhì)量直接影響著被加工工件的質(zhì)量“。為提高工件的質(zhì)量，人們對(duì)刀具提出了較高的要求，特別是用于精密和超精密加工的金剛石刀具都要采用研磨加工。所以國(guó)內(nèi)外一些人專門研究刀具加工技術(shù)的研究為了提高

7、加工效率。有人研究可以同時(shí)加工工件兩個(gè)表面的雙面研磨機(jī)。最近人們也探索了許多新的研磨技術(shù)“，如施加特殊研磨力研磨，有振動(dòng)研磨、磁性流體研磨和磁力研磨。采用微粒子沖擊去除材料研磨，有彈性發(fā)射加工、非接觸研磨和利用電泳動(dòng)研磨。用特殊工具研磨有砂帶研磨、液體結(jié)合劑砂輪研磨、采用研磨膜研磨和固著磨料研磨。復(fù)合研磨有機(jī)械化學(xué)研磨和電解研磨法等等。（）振動(dòng)研磨就是在研磨過(guò)程中，使磨料與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)附加以振動(dòng)。其主要目的是提高加工效率。如在研磨中采用振幅（）¨，頻率為（）的超聲波振動(dòng)，可提高加工效率倍“。（）磁性流體研磨是利用磁性流體本身所具有的液體流動(dòng)性和磁性材料的磁性以及外磁場(chǎng)作用來(lái)保持磨粒

8、與工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而達(dá)到研磨光整工件表面的精加工方法。其特點(diǎn)是：加工質(zhì)量好，表面精度高，不會(huì)在加工表面形成新的加工變質(zhì)層，適應(yīng)加工材料廣，并可適用于有復(fù)雜形面的表面精加工。南京航空學(xué)院的潘良賢等人在這方面做了許多工作，在研磨機(jī)理方面進(jìn)行了深入的研究，取得了一些成果，已加工表面粗糙度達(dá)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的金沫吉“¨等人專門研究了磁流體研磨法加工陶瓷球，得出了研磨參數(shù)與研磨效率的關(guān)系，證明這種加工方法的高效性和高質(zhì)量性，取得了較好的效果。（）磁性磨料研磨也稱為磁力研磨它是將工件置于磁場(chǎng)中，而在磁場(chǎng)中填充著微細(xì)且具有磁性的磨料，磨料在磁場(chǎng)的作用下對(duì)工件表面產(chǎn)生壓力。當(dāng)工件相對(duì)磁場(chǎng)存在著相

9、對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磨料對(duì)工件產(chǎn)生研磨切削作用。這種加工方法的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)控制磁場(chǎng)強(qiáng)度，很容易控制研磨壓力：并且因?yàn)槭侨嵝匝心?，適合研磨工件的形狀較為廣泛：另外還可以去除較小的毛刺。我國(guó)的李益民“¨等人探討了用磁力研磨法去毛刺，取得了較好的效果。除此之外，我國(guó)還有一些學(xué)者從事著磁力研磨機(jī)理研究，也取得很多成就。（）彈性發(fā)射加工（）是利用微粒子在材料表面上滑動(dòng)去除材料”。微粒子以接近水平的角度與材料碰撞，在接近材料表面處產(chǎn)生最大剪斷力，既不使其體內(nèi)的位錯(cuò)、缺陷等發(fā)生移動(dòng)（塑性變形），又能產(chǎn)生微量的“彈性破壞”，以進(jìn)行去除加工。其去除量可控制在幾個(gè)至幾十個(gè)原子級(jí)。表面粗糙度達(dá)到。（）液體結(jié)合劑砂輪研

10、磨作為一種高效研磨的方法，正在受到人們的重視。日本的河田研治等人在這方面做了許多研究工作，取得了較好效果“”。采用該方法加工，工件已加工表面粗糙度達(dá)岬以下。液體結(jié)合劑砂輪結(jié)構(gòu)與普通砂輪大體相同。結(jié)構(gòu)如圖所示。置粒結(jié)合劑）氣孔結(jié)合劑（藏體）填充材料磨車立（）普通的液體結(jié)合劑砂輪（）復(fù)合斜體結(jié)合劑砂輪圖液體結(jié)合劑砂輪結(jié)構(gòu)示意圖采用液體結(jié)合劑砂輪研磨有如下特點(diǎn)：加工精度與普通研磨一樣時(shí)，加工效率能高于普通研磨幾倍：磨粒自銳性好，能長(zhǎng)時(shí)間保持高效率研磨：砂輪成形非常容易，可適用于球面等復(fù)雜形狀的研磨：相對(duì)加工性而言，可以制成非常寬的砂輪；由于只需要磨粒和適宜的液體就可以制作砂輪，所以加工面的質(zhì)量控制非

11、常容易：由于結(jié)合劑可以使用酸性溶液和堿性溶液，所以可用于期待化學(xué)作用的研磨和有吸濕性的特殊工件的研磨：由于液體結(jié)合劑砂輪沒(méi)有普通研具那樣的連續(xù)的彈性，故可進(jìn)行無(wú)塌邊的研磨。另外，液體結(jié)合劑砂輪不必像普通砂輪那樣燒制，所以制造周期短，可以廉價(jià)生產(chǎn)。（）電解研磨是應(yīng)用較早的電化學(xué)復(fù)合加工工藝，可蝕除金屬表面大的粗糙度而使表面平整：也可蝕除金屬表面微觀不平，使其光滑成鏡面“訂電解研磨原理是通過(guò)電解蝕除表面金屬，但在蝕除過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生鈍化膜，所以再加上機(jī)械研磨，去除表面微觀高點(diǎn)的鈍化膜，使其能繼續(xù)電解蝕除，如此反復(fù)進(jìn)行，從而使加工表面逐漸平整光滑。這種加工方法可以消除傳統(tǒng)散粒磨料研磨加工在工件已加工表

12、面上產(chǎn)生的加工變質(zhì)層，因此受到了人們的重視，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者從事著這一加工技術(shù)的研究。哈爾濱工業(yè)大學(xué)劉晉春哪。等人，研究了電解研磨中，電解和磨粒研磨復(fù)合作用機(jī)理及主要參數(shù)的影響規(guī)律。結(jié)果表明該成果能在短時(shí)間內(nèi)獲得值小于岬的大面積鏡面，而且適合于加工不同曲面。北京理工大學(xué)的陳幼松“探討了在電解研磨中應(yīng)用電火花加工技術(shù)，開(kāi)發(fā)了電解電火花復(fù)合研磨加工方法。杭州電子工業(yè)學(xué)院的文貴林。利用粘彈性磨料布進(jìn)行電解復(fù)合加工鏡面，也取得了很好的效果，并研制出相應(yīng)的加工裝置。但這些研磨加工技術(shù)主要是提高研磨加工的質(zhì)量和加工精度。沒(méi)能有效地提高加工效率。而固著磨料高速研磨能提高研磨加工精度和加工質(zhì)量及穩(wěn)定性。下面主要

13、介紹下本文所研制的研磨機(jī)采用的固著磨料研磨的研究現(xiàn)狀。固著磨料高速研磨的研究現(xiàn)狀固著磨料高速研磨是將散粒的磨料固結(jié)起來(lái)，制成專用磨具，在高速研磨機(jī)上進(jìn)行研磨的方法。所用的專用磨具是根據(jù)工件的要求，用不同的磨料制成丸片，再用丸片制成不同形狀的磨具，圖為平面固著磨料研磨的磨具示意圖。固著磨料高速研磨國(guó)外是在六十年代發(fā)展起來(lái)的，我國(guó)是從七十年代開(kāi)始著手研究的。固著磨料研磨很好地解決了傳統(tǒng)的散粒磨料研磨中所存在的大部分缺欠憎。其最大特點(diǎn)是能顯著提高研磨加工效率，而加工效率低是限制傳統(tǒng)研磨廣泛應(yīng)用的最大障礙，因此固著磨料高速研磨一出現(xiàn)就受到了人們的重視。長(zhǎng)春理工大學(xué)從七十年代起開(kāi)始從事固丸片著磨料研磨加

14、工技術(shù)的研究“，并成立了專門從事這一技術(shù)研究的課題組，探討了在固著磨料研磨中，研磨壓力、研磨速度、冷卻液等對(duì)研磨效率和加工質(zhì)量的影響，這些研究有力地推動(dòng)了這一新技術(shù)的推廣應(yīng)用。丸片圖固著磨科研磨磨具示意圖進(jìn)入八十年代，我國(guó)從事固著磨料研磨研究的人逐漸增多。較早的有北京理工大學(xué)的查立豫教授”，浙江大學(xué)的曹天寧憎教授等。他們既探討研磨機(jī)理、研磨工藝，又探討磨具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。后來(lái)裴慶魁憎“、林錦文章黎明恤、王翠娣哪！、王鍇”、辛企明“等一批專家學(xué)者都從事著固著磨料研磨加工技術(shù)的研究。由于固著磨料研磨具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此不僅國(guó)內(nèi)的專家學(xué)者從事這一技術(shù)的研究，而且國(guó)外也有人從事這一技術(shù)的研究。早在年

15、就有人研究固著磨科研磨機(jī)理哪，固著磨料研磨加工工件已加工表面粗糙度及破壞層等的變化規(guī)律”。研究的加工材料是玻璃”，重點(diǎn)是探討工件已加工表面粗糙度和材料去除量隨研磨加工時(shí)間的變化規(guī)律。還比較了不同冷卻液的效果。發(fā)現(xiàn)了表面粗糙度與破壞層深度有一恒定關(guān)系，這就使人們能根據(jù)工件表面粗糙度值來(lái)確定下道工序的去除深度。目前國(guó)外較重視磨料性能的改進(jìn)，以及丸片制作技術(shù)的研究，如探討如何避免丸片的脫層及裂縫，避免丸片中混入空氣，提高磨料和結(jié)合劑的均勻性等。為了更好地改善固著磨料研磨效果，提高丸片質(zhì)量，日本東京大學(xué)有人還研究了利用電泳沉積法制造高質(zhì)量、細(xì)磨粒丸片。采用他們研制的丸片加工硅片，已加工表面質(zhì)量得到了很

16、大改善“。國(guó)外還有人采用金剛石丸片研磨加工球面和非球面，提高了加工效率，取得了很好的效果。為進(jìn)一步完善固著磨料研磨加工技術(shù)，長(zhǎng)春理工大學(xué)的楊建東老師對(duì)固著磨料的浮動(dòng)研磨中工件轉(zhuǎn)速進(jìn)行了研究柚，解決了工件轉(zhuǎn)速與偏心距、研磨壓力、工件半徑、工件與磨具間的摩擦系數(shù)等加工參數(shù)之間的關(guān)系，并提出了磨具均勻磨損及工件均勻研磨理論。本文正是以這一理論為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)磨具及給定研磨加工的參數(shù)，從而保證在研磨加工過(guò)程中，不修整磨具，也能保持磨具及加工工件的面形精度，從而在保證研磨加工精度的同時(shí)，提高加工效率。降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。為此，本文在保證加工精度的同時(shí)，努力做到使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。研磨機(jī)的發(fā)展情況及論

17、文研究?jī)?nèi)容研磨機(jī)是保證研磨加工的重要條件，因此人們專門研究了各種不同的研磨機(jī)。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)高速研磨機(jī)的廠家不少，但由于研磨加工的針對(duì)性較強(qiáng)，對(duì)不同的工件，研磨加工的方法也有很大的差別。所以人們研究開(kāi)發(fā)出了許多專用的研磨機(jī)。研磨機(jī)從加工精度上基本分為兩種。一種是加工不僅對(duì)精度要求較高并對(duì)面形精度也有所要求的工件。另外一種是加工只要求表面粗糙度的零件，例如一些鎢鋼表帶和紐扣等。這種研磨機(jī)適合加工一些尺寸較小，而且數(shù)量較大的零件。在研磨中將工件與磨料一起置入一容器內(nèi)，加以振動(dòng)，進(jìn)行研磨拋光。還有人專門研制出相應(yīng)的振動(dòng)研磨機(jī)。目前這種振動(dòng)研磨機(jī)國(guó)內(nèi)外都有廠家生產(chǎn)，而且這種研磨加工技術(shù)比較成熟，應(yīng)用也日

18、趨廣泛。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)后一種的廠家較多。本文主要研究加工精度較高的前種研磨機(jī)我國(guó)在八十年代研究出來(lái)第一臺(tái)型平面研磨機(jī)。曾獲得國(guó)家科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)?，F(xiàn)在西安秦川發(fā)展有限公司生產(chǎn)的就是以它為原型改進(jìn)的。在光學(xué)加工中研磨又稱精磨，所以研磨機(jī)也稱為精磨機(jī)。目前還有南京儀機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的一精密拋光機(jī)。以及我國(guó)臺(tái)灣高鈺精密有限公司生產(chǎn)的各種精磨機(jī)。其中平面精磨機(jī)有和一和及一型號(hào)和雙面精磨機(jī)有和及一等型號(hào)。其中型研磨機(jī)研磨精度高，可達(dá)到的平面度為 ，表面粗糙度（，它可加工各種材質(zhì)。為提高加工效率人們研制出雙面研磨機(jī)，如蘭州東勝機(jī)械制造有限責(zé)任公司生產(chǎn)的型雙平面研磨機(jī)，它加工出的產(chǎn)品精度為微米級(jí)，平面度及平行度

19、在千分之一毫米。還有深圳宏達(dá)公司生產(chǎn)的雙平面研磨機(jī)，其平行度及平面度也為千分之一毫米。球面高速研磨機(jī)按加工工件表面的曲率半徑不同，分為大球面、中球面和小球面三種，其中型高速精磨機(jī)和刪一小球面高速精磨機(jī)和一中球高速研磨機(jī)應(yīng)用較為普遍。目前，國(guó)外高品質(zhì)的研磨機(jī)床己實(shí)現(xiàn)系列化，而且加工精度已達(dá)到很高的水平。如高速平面研磨機(jī)，具有粗研磨及精研磨的廣泛研磨能力，能以短時(shí)間和低成本獲得較高的平行度、平面度以及表面粗糙度。即使不熟練的操作人員，亦能達(dá)到尺寸公差、平面度、平行度，表面粗糙度以內(nèi)的高精度加工水平。又如 刪等人研制的硅片研磨機(jī)，可同時(shí)加工片直徑為的硅片，當(dāng)硅片厚度在 時(shí)，經(jīng)過(guò)的拋光，尺寸可達(dá)到士肛

20、，平均材料去除率。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的研磨機(jī)基本上都是中大型的。對(duì)于小型便攜式高速研磨機(jī)的研究有限。而目前便攜式的研磨機(jī)只有專門維修閥門的維修機(jī)具。目前國(guó)內(nèi)外的高速研磨機(jī)的發(fā)展方向主要是進(jìn)一步提高研磨加工質(zhì)量和加工效率，提高研磨機(jī)的自動(dòng)化程度，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。而對(duì)維修設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜式研磨機(jī)還沒(méi)有人進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)。這表明研磨機(jī)的生產(chǎn)者和研制者對(duì)設(shè)備的用戶考慮得還不夠全面，所以本文就是根據(jù)不同用戶的需要研制一種便于攜帶的高速研磨機(jī)。以填補(bǔ)這一領(lǐng)域的空白。本文主要是將現(xiàn)有的大型研磨機(jī)進(jìn)行小型化，使其既能滿足研磨加工要求，又能達(dá)到便于攜帶的目的。本文主要目是設(shè)計(jì)出能便于攜帶的高速研磨機(jī)本題的技

21、術(shù)難點(diǎn)是：合理地設(shè)計(jì)研磨機(jī)的結(jié)構(gòu)，以保證研磨機(jī)具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而避免研磨機(jī)在高速運(yùn)行中出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象：壓力可調(diào)的工件加壓方式。本題的關(guān)鍵技術(shù)是：使磨具能達(dá)到均勻磨損，從而避免了磨具修整的麻煩，降低磨具的損耗，提高加工效率，保證工件的加工精度和質(zhì)量：合理地確定出被研磨的工件相對(duì)于磨具的位置：主要技術(shù)指標(biāo)：體積小，體積在以內(nèi)。論文研究目的和意義本文是將現(xiàn)有的高速研磨機(jī)進(jìn)行小型化，以滿足用戶的生產(chǎn)實(shí)際要求。目前的高速研磨機(jī)的體積和重量較大，這些設(shè)備一般都固定安裝在加工車間里進(jìn)行研磨加工這就是說(shuō)，工件只能在車間里加工，但是事實(shí)上，有些工件最好是在工件的使用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行加工。比如在生產(chǎn)設(shè)備維修

22、時(shí)，某一工件需要研磨修復(fù)時(shí)，人們非常希望在生產(chǎn)設(shè)備的使用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試配性的修復(fù)加工，以保證所修復(fù)的工件能與現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)設(shè)備相匹配。這既能有效地保證加工精度和加工尺寸的要求，又能顯著地減少修復(fù)時(shí)間、降低生產(chǎn)成本。特別是大企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備每年都要進(jìn)行大修，在設(shè)備大修期問(wèn)全部生產(chǎn)線都要停產(chǎn)。由于停產(chǎn)給企業(yè)帶來(lái)的損失很大，所以企業(yè)對(duì)設(shè)備大修時(shí)間控制很嚴(yán)，希望設(shè)備大修的時(shí)間短。如果能在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)維修有關(guān)零部件就可以顯著地減少大修時(shí)間。本文研制的便攜式研磨機(jī)就能很好地解決這一問(wèn)題。如化工企業(yè)常用的反應(yīng)釜，其中的一個(gè)關(guān)鍵件就是機(jī)械密封，其價(jià)格昂貴，有的一套就達(dá)上百萬(wàn)元人民幣。在生產(chǎn)中機(jī)械密封會(huì)出現(xiàn)磨損，降低了密封性

23、能，從而影響反應(yīng)釜的工作，這時(shí)就要停產(chǎn)維修。維修的主要方式就是更換一套新的機(jī)械密封，但這浪費(fèi)很大。事實(shí)上我們只需對(duì)舊機(jī)械密封進(jìn)行修復(fù)，就可以將其重新使用，照樣能保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，從而減少浪費(fèi)。修復(fù)機(jī)械密封的主要工作就是研磨加工其動(dòng)密封的端面，如果將其拿到機(jī)械密封生產(chǎn)廠進(jìn)行修復(fù)，在時(shí)間上不允許。如果能在現(xiàn)場(chǎng)用便攜式高速研磨機(jī)進(jìn)行修復(fù)，僅僅幾分鐘就可以將幾千元的、甚至幾十萬(wàn)元的機(jī)械密封修好。便攜式高速研磨機(jī)應(yīng)用范圍很廣，它既可以替代原有的普通研磨機(jī)，用于采用研磨加工的生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)加工，而且由于它還具有體積小、重量輕，易于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，還可以直接應(yīng)用到使用研磨機(jī)加工生產(chǎn)的產(chǎn)品用戶，用于有關(guān)產(chǎn)品的維

24、修和修復(fù)，這就使它的應(yīng)用范圍擴(kuò)大了很多。因?yàn)閼?yīng)用研磨加工的產(chǎn)品的用戶非常多，以往由于研磨機(jī)體積較大、價(jià)格較高，使用研磨加工產(chǎn)品的企業(yè)一般都不購(gòu)買研磨機(jī)，對(duì)研磨加工的產(chǎn)品只是從外面購(gòu)進(jìn)，用壞后就買新的產(chǎn)品更換。而本文研制的便攜式高速研磨機(jī)體積小、價(jià)格低、攜帶方便，就使得企業(yè)積極購(gòu)買，用于研磨加工件的修復(fù)，從而降低生產(chǎn)費(fèi)用，為企業(yè)節(jié)約大量的資金。因此說(shuō)本文研制的便攜式高速研磨機(jī)具有很好的應(yīng)用前景第二章機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研磨機(jī)是保證加工質(zhì)量的重要條件。本文研制的研磨機(jī)要質(zhì)量較輕，以便于攜帶，并要努力做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于制造。在這一章里，主要介紹了機(jī)床工作原理及各機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且對(duì)各主要零部件的強(qiáng)度進(jìn)行校

25、核。機(jī)床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)加工工件尺寸、精度、材料以及工件加工的工藝性，確定本文設(shè)計(jì)的便攜式高速研磨機(jī)床樣機(jī)的性能參數(shù)如下：體積小、重量輕，體積在一以內(nèi)：研磨速度高，研磨機(jī)主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)；電機(jī)功率。研磨機(jī)工作原理如圖所示。電機(jī)帶動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。經(jīng)主軸傳動(dòng)帶動(dòng)磨具旋轉(zhuǎn)。同時(shí)在壓桿上施加力，通過(guò)杠桿作用在壓頭上。壓頭通過(guò)壓蓋作用在工件上。從而使工件只能繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。在研磨開(kāi)始前，工件和磨具均處于靜止?fàn)顟B(tài)。研磨開(kāi)始時(shí)，磨具在電機(jī)的帶動(dòng)下開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，工件通過(guò)研磨磨削力的作用開(kāi)始繞壓頭中心旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的轉(zhuǎn)速為，經(jīng)皮帶輪減速后主軸轉(zhuǎn)速為。而傳統(tǒng)的慢速研磨機(jī)轉(zhuǎn)速為 與之相比，轉(zhuǎn)速提高，加工效

26、率明顯提高。因?yàn)闄C(jī)床要求達(dá)到的加工質(zhì)量和加工精度高，所以要求主軸傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)沖擊，剛度好，軸向及徑向跳動(dòng)小，因此本文選擇機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)鏈為：電動(dòng)機(jī)一皮帶機(jī)床主軸。由于機(jī)床的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作比較簡(jiǎn)單，為降低成本，其電氣控制系統(tǒng)采用的是繼電器順序控制。傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)電機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)要求電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，并且為保證加工精確度要求振動(dòng)小，主軸負(fù)載不高。功率要求較小。根據(jù)要求選擇三相異步電機(jī)。安裝形式為。該電機(jī)具有振動(dòng)小，噪聲低、運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)，適用于驅(qū)動(dòng)小型機(jī)床及要求低振動(dòng)，低噪聲環(huán)境中使用。該電機(jī)的功率為，額定轉(zhuǎn)速為。效率為，功率因數(shù)。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為，起動(dòng)電流為，最大轉(zhuǎn)矩為，重量為。所選的是丹東小型電機(jī)有

27、限責(zé)任公司生產(chǎn)的系列三相異步電動(dòng)機(jī)，采用接線座與機(jī)體整體壓鑄結(jié)構(gòu)，接線盒蓋采用膠墊密封，并且前后端蓋預(yù)設(shè)出軸密封裝置，使機(jī)座完全符合、的外殼防護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。電機(jī)外殼采用了高熱導(dǎo)率的鋁合金材料，機(jī)殼采用增強(qiáng)散熱筋，使電機(jī)具備圖便攜式高速研磨機(jī)工作原理圖更強(qiáng)的冷卻能力，電機(jī)繞組溫升大為降低。電機(jī)可在工作環(huán)境下維持良好的運(yùn)行性能；精確的動(dòng)平衡校正及專用的低噪聲軸承，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)、靜音；優(yōu)質(zhì)的原材料以及先進(jìn)的加工、裝配工藝，完善的測(cè)試設(shè)備確保了電機(jī)的優(yōu)越性能。電機(jī)工作噪聲由通風(fēng)噪聲、電磁噪聲和機(jī)械噪聲組成。通風(fēng)噪聲包括風(fēng)扇和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)形成的氣體渦流噪聲，電磁噪聲是由電機(jī)氣隙中定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生

28、的徑向力，使定子鐵心和機(jī)座周期性變形而引起振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，機(jī)械噪聲包括由轉(zhuǎn)子機(jī)械不平衡引起的離心力所產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)噪聲和軸承振動(dòng)噪聲。電機(jī)采用精確的動(dòng)平衡校正及專用低噪聲軸承使得電機(jī)噪聲遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)限值。電機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)跳動(dòng)值；轉(zhuǎn)軸與法蘭定位止口的同軸度，與法蘭定位平面的垂直度哪。傳動(dòng)選擇常見(jiàn)的傳動(dòng)類型有鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)等。鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：能夠保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，壓軸力較??；傳遞功率大，過(guò)載能力強(qiáng)；能在低速重載下高溫條件下及塵土大的情況下較好工作；傳動(dòng)效率高。缺點(diǎn)是：工作中有沖擊和噪聲，磨損后易發(fā)生跳齒。鏈條的鉸鏈磨損后，使節(jié)距變大造成脫節(jié)。安裝和維護(hù)要求較高。齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比

29、恒定，平穩(wěn)性高，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠。傳遞的功率和速度范圍較大。結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比。傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)是：制造，安裝要求較高。帶傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適宜用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合。造價(jià)低廉。帶富有彈性，能緩沖吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲。缺點(diǎn)是：傳動(dòng)帶需張緊在帶輪上，對(duì)軸和軸承的壓力較大。傳動(dòng)效率低（一般）。由于設(shè)計(jì)要求傳動(dòng)穩(wěn)定，并且盡可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低。所以選擇帶傳動(dòng)。在帶傳動(dòng)中，常用的有平帶傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)。其中帶應(yīng)用最廣。傳動(dòng)類型選擇帶傳動(dòng)，帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，帶只和輪槽的兩個(gè)側(cè)面接觸，所以在相同的張緊力下，帶

30、傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。而且?guī)г试S的傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，以及帶已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和大量生產(chǎn)。帶的種類選擇普通帶，其當(dāng)量摩擦系數(shù)大，工作面與輪槽粘附性好，允許包角小，適用于小功率傳動(dòng)。帶的設(shè)計(jì)計(jì)算（）確定計(jì)算功率計(jì)算功率是根據(jù)傳遞的功率，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)短等因素影響而確定的。即（）其中為計(jì)算功率，單位為肼。傳遞功率在此為電機(jī)的額定功率功率，單位為肼。本文所選電機(jī)的額定為。為工作情況系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)“得帶入公式得。（）選擇帶型普通帶分為、七種帶型，截面高度與節(jié)寬的比值為。在此根據(jù)。和小帶輪轉(zhuǎn)速選擇帶型，由于。較小，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不高，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的普通帶選型圖選擇型三角帶。帶和帶輪有兩

31、種尺寸制，即有效寬度制和基準(zhǔn)寬度制。普通帶是基準(zhǔn)寬度制傳動(dòng)用帶。在此根據(jù)表帶的截面尺寸（基準(zhǔn)寬度），查得型三角帶的截面尺寸為：節(jié)寬。為，頂寬為，高度為為，楔角伊為。帶在規(guī)定張緊力下彎繞在帶輪上時(shí)外層受拉伸變長(zhǎng)，內(nèi)層受壓縮變短，兩層之間存在一長(zhǎng)度不變的中性層，沿中性層形成的面稱為節(jié)面，節(jié)面的寬度稱為節(jié)寬島。如圖所示。圈 帚截曲不葸圈（）傳動(dòng)比旦（）其中。為小帶輪轉(zhuǎn)速，為大帶輪轉(zhuǎn)速。將，帶入公式得。（）小帶輪基準(zhǔn)直徑按表普通和窄帶輪（基準(zhǔn)寬度制）直徑系列選取小帶輪直徑。（）大帶輪基準(zhǔn)直徑（）其中。為大帶輪基準(zhǔn)直徑，為彈性滑動(dòng)率，根據(jù)表選司，帶入公式得（）。再根據(jù)按表普通和窄帶輪（基準(zhǔn)寬度制）直徑系

32、列選取標(biāo)準(zhǔn)值取越。（）初定軸間距。（正） （正）（）其中。為小帶輪基準(zhǔn)直徑，。為大帶輪基準(zhǔn)直徑，。為軸間距。由于要求結(jié)構(gòu)緊湊，約取。（）所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度。三（山也卜！號(hào)毒蘭×坐（）（），其中。為小帶輪基準(zhǔn)直徑，以為大帶輪基準(zhǔn)直徑，為初定的軸間距。根據(jù)表普通帶和基準(zhǔn)寬度制窄帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列選取相近的長(zhǎng)度，選擇實(shí)際長(zhǎng)度為（）實(shí)際軸間距砜半似半×眩，其中。為初定的軸間距，。為所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度，為實(shí)際長(zhǎng)度。安裝時(shí)所需最小軸間距血：（）張緊或補(bǔ)償所需最大軸間距一：。雷卜×（）小帶輪包角：×（）：。×礦（）單根帶傳遞的額定功率丘只是口，載荷平穩(wěn)時(shí)特定基準(zhǔn)長(zhǎng)度的單根

33、帶基本額定功率。根據(jù)帶型和啊查表各種類型帶的額定功率得眉。（）傳動(dòng)比時(shí)的額定功率增量媚根據(jù)帶型、和，查表各種類型帶的額定功率得。（）帶根數(shù)儼百瓦瓣：。三。一“。（）其中乃是計(jì)算功率，為。墨是單根帶傳遞的額定功率，為。日是額定功率增量，為也是小帶輪包角修正系數(shù)，根據(jù)小帶輪包角查表小帶輪包角修正系數(shù)得髟；。丘為帶長(zhǎng)修正系數(shù)，查表（帶長(zhǎng)修正系數(shù)得瓦將上述值代入公式得。廣一（）×：取所以需要一根帶。（）單根帶預(yù)緊力峰柚曇耐塒（）作用在軸上的徑向力血呈（）小帶輪設(shè)計(jì)如圖為小帶輪結(jié)構(gòu)圖，小帶輪零件圖見(jiàn)附圖。設(shè)計(jì)帶輪應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要

34、經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布均勻。（）首先選擇帶輪結(jié)構(gòu)形式。帶輪典型結(jié)構(gòu)有實(shí)心式、腹板式、孔板式和橢圓輪輻式。由于軸的直徑較小，故選擇實(shí)心式。（）由于前面所選帶型為型，與之相配帶輪的槽型也是型，根據(jù)表查得帶輪輪緣尺寸如下：圖小帶輪結(jié)構(gòu)示意圖基準(zhǔn)寬度：基準(zhǔn)線上槽深：基準(zhǔn)線下槽深面：槽間距：±第一槽對(duì)稱面至端面的最小距離丘：槽間距累積極限偏差：帶輪寬：外徑：力×±咖輪槽數(shù)（）（）槽輪角由為相應(yīng)的基準(zhǔn)直徑以：槽輪角巾的極限偏差：大帶輪和小帶輪設(shè)計(jì)類似。±。帶傳動(dòng)的張緊裝置各種材質(zhì)的帶都不是完全

35、的彈性體，在預(yù)緊力的作用下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，就會(huì)由于塑性變形而松弛，使預(yù)緊力降低。為了保證帶的傳動(dòng)能力，應(yīng)該定期檢查預(yù)緊力的數(shù)值。如果發(fā)現(xiàn)不足，必須重新張緊，才能正常工作。常見(jiàn)的張緊裝置有定期張緊裝置、自動(dòng)張緊裝置和采用張緊輪的裝置。其中定期張緊裝置為最簡(jiǎn)單的裝置。在此采用定期張緊裝置。利用定期改變中心距的方法來(lái)調(diào)節(jié)帶的預(yù)緊力。如圖所示。電機(jī)上裝有帶輪。在電機(jī)調(diào)整板上有兩個(gè)槽，將電機(jī)底板的孔和槽對(duì)好，然后在電機(jī)調(diào)整板的槽處插入螺栓。再在電機(jī)底板端擰上螺母。電機(jī)調(diào)整板通過(guò)螺釘固定在箱體上。此時(shí)如圖所示電機(jī)帶輪中心在點(diǎn)。兩個(gè)帶輪的中心距為。當(dāng)皮帶需要張緊時(shí)，松開(kāi)螺母，取下螺栓。然后沿著槽移動(dòng)

36、電機(jī)到點(diǎn)，再插入螺栓，擰緊螺母。此時(shí)兩個(gè)帶輪中心距為。這樣起到了增大中心距，張緊皮帶的作用。電機(jī)調(diào)整板電機(jī)底板螺栓螺釘圖皮帶張緊調(diào)整示意圖主軸部分的設(shè)計(jì)（）初步確定軸的最小直徑選擇軸的材料為鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。查表得材料機(jī)械性能數(shù)據(jù)：材料牌號(hào)：熱處理：調(diào)質(zhì) 毛坯直徑：硬度（哪）：抗拉強(qiáng)度（不小于）。：屈服點(diǎn)（不小于）： 彎曲疲勞極限（不小于）：扭轉(zhuǎn)疲勞極限（不小于）釓：許用靜應(yīng)力：許用疲勞應(yīng)力： 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)計(jì)算，主軸最小直徑為厴二仨查表得 ，代入公式得（）“擺由于皮帶輪加鍵，需要增大軸徑。初定軸徑為。（）主軸支承設(shè)計(jì)方案選擇多數(shù)機(jī)床的主軸采用前、后兩個(gè)支承，為提高剛度和抗震性，有的機(jī)床主軸也采

37、用三個(gè)軸承支承。由于本文設(shè)計(jì)的研磨機(jī)要盡可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且承受的力不大，所以在此采用在主軸的前端和后端各安裝一個(gè)軸承支承。常用的軸承配置方案有三種：兩端游動(dòng)支承、一端固定一端游動(dòng)支承和兩端固定支承。兩端游動(dòng)支承結(jié)構(gòu)中兩個(gè)支承端的軸承都對(duì)軸不作精確的軸向定位，因此都屬于游動(dòng)支承。此類支承常用于軸的軸向位置已由其他零件限定的場(chǎng)合。一端固定一端游動(dòng)支承結(jié)構(gòu)是指軸的一個(gè)支承端使軸承與軸及外殼孔的位置相對(duì)固定（固定端），而在軸的另一支承端，使軸承與軸或外殼孔間可以相對(duì)移動(dòng)（游動(dòng)端）。這種支承方式運(yùn)轉(zhuǎn)精度高，對(duì)各種工作條件的適應(yīng)性強(qiáng)。兩端固定支承是指兩個(gè)支承端都限制軸向移動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造裝配方便，但不

38、能作精確的軸向定位，不能用于工作溫度較高的場(chǎng)合。由于主軸前端裝有磨盤(pán)，所以主軸前端的回轉(zhuǎn)精度對(duì)工件的加工精度影響比較大，需要精度較高。因此，本文選用“前端固定，后端游動(dòng)”的支撐方案（如圖所示）以保證主軸的剛度與回轉(zhuǎn)精度。懸臂長(zhǎng)度較小，故懸臂剛度較大，支承有較高的剛性，通過(guò)預(yù)緊，可以進(jìn)一步提高支承的剛性，后端采用深溝球軸承作為游動(dòng)端，可以在溫升較大時(shí)自由移動(dòng)，避免破壞主軸前端的回轉(zhuǎn)精度，而且還具有較高的徑向剛度。墊圈套箱體軸承軸端擋圈圖。一端固定，一端游動(dòng)”支撐方案在這種一端固定，一端游動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)中，作為固定支撐的軸承，應(yīng)能承受雙軸向載荷，故內(nèi)外圈在軸向都要固定。作為補(bǔ)償軸的熱膨脹的游動(dòng)軸承，

39、若使用內(nèi)外圈不可分離型軸承，只需固定內(nèi)圈，其外圈在座孔內(nèi)應(yīng)可以軸向游動(dòng)，若使用的是可分離型的軸承，則內(nèi)外圈都要固定。在此使用內(nèi)外圈不可分離的深溝球軸承，所以只固定內(nèi)圈就可以了。前端由于要雙向固定，一端利用軸肩來(lái)固定，另一端通過(guò)墊圈和鎖緊螺母來(lái)固定，墊圈是為了防止螺母碰傷主軸，影響主軸的精度。軸肩定位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，可承受較大軸向力。后端軸承作為游動(dòng)端，只固定內(nèi)圈即可，故一端采用軸肩固定，另一端只用彈性擋圈固定內(nèi)圈。軸端擋圈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便緊湊，常用于固定滾動(dòng)軸承。軸承的徑向固定是通過(guò)軸套來(lái)實(shí)現(xiàn)的。軸套通過(guò)螺釘固定在主軸上。主軸上的帶輪的周向固定通過(guò)鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。軸向固定通過(guò)圓螺母和止動(dòng)墊圈來(lái)實(shí)現(xiàn)，固定可

40、靠，裝拆方便，可承受較大的軸向力。并且質(zhì)量較小。（）主軸密封防水設(shè)計(jì)及機(jī)床冷卻液裝置軸的密封很重要，主要是為了阻止灰塵、水和其它雜質(zhì)進(jìn)入主軸系統(tǒng)，影響軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類，在此采用接觸式密封。接觸式密封是在端蓋內(nèi)放置密封材料與軸直接接觸而起到密封作用。常用的密封材料有毛氈、橡膠、皮革、軟木等，或者放置減磨性好的硬質(zhì)材料（如加強(qiáng)石墨、青銅、耐磨鑄鐵等）與傳動(dòng)軸直接接觸以進(jìn)行防水密封。本文采用適合于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的擠壓型密封。主軸上部的防水密封如圖所示，在軸的上部設(shè)計(jì)一個(gè)防水罩，防水罩設(shè)計(jì)成斜面形式，從磨盤(pán)上流下的冷卻液直接沿斜面流下。擠壓型密封圈按密封圈截面形狀不同分為型，方

41、型等，其中型應(yīng)用最為廣泛，在此采用型圈。在防水罩里面開(kāi)一個(gè)槽，將型圈安裝在槽里，型圈的尺寸比槽略大，然后用壓板將型圈壓到槽里。此時(shí)型圈被擠壓產(chǎn)生壓緊力。壓緊力封閉密封間隙，達(dá)到密封目的。這種結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間小，拆卸方便，成本低。壓板通過(guò)螺紋與主軸連接，并通過(guò)螺釘固定在防水罩上，并且在研磨加工時(shí)，它和防水罩一起與主軸旋轉(zhuǎn)。防水罩的下端通過(guò)軸上的軸肩固定。同時(shí)在機(jī)床水槽內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)形凸臺(tái)，當(dāng)冷卻液流下的時(shí)候，凸臺(tái)起到擋水板的作用。這樣冷卻液不能流到主軸系統(tǒng)內(nèi)。軸的下端采用毛氈密封。在端蓋內(nèi)開(kāi)一個(gè)槽，將毛氈預(yù)先放置在槽里與軸接觸，然后用壓板將密封圈壓實(shí)以調(diào)整毛氈與軸的密合程度，從而提高密封的效果。

42、毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可貯存潤(rùn)滑油和防塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又將潤(rùn)滑油從軸上刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑。這種密封適合于這種場(chǎng)合，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。為使加工簡(jiǎn)便。采用滴灌式人工冷卻方式，加工時(shí)直接用輸液瓶滴水。如圖所示。將輸液瓶放置在支架上，支架安裝在機(jī)床上。這樣省卻了冷卻液泵，使得冷卻系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，進(jìn)一步減輕了整機(jī)重量。在機(jī)床上有回水管，加工時(shí)冷卻液會(huì)流到回水管里。然后通過(guò)管子流到下面的水箱里。將設(shè)計(jì)的水箱座通過(guò)螺釘固定在箱體上，然后將水箱放置在座上。在箱體的側(cè)面放置一個(gè)觀察板，觀察板通過(guò)螺釘固定在箱體上。觀察板采用硬塑制造，這樣可以通過(guò)觀察板觀察冷卻液的情況。當(dāng)冷卻液到達(dá)一定高度時(shí)，將觀察板取

43、下，取出水箱清除冷卻液。厶口圖防水密封示意圖支架觀察板螺釘箱體圖機(jī)床冷卻系統(tǒng)示意圖（）主軸強(qiáng)度校核主軸的設(shè)計(jì)是在初步計(jì)算基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所謂初步設(shè)計(jì)僅僅根據(jù)軸所受的扭矩來(lái)確定軸的最小直徑。本計(jì)算是經(jīng)過(guò)軸的初步設(shè)計(jì)和軸的結(jié)構(gòu)確定后的校核計(jì)算。據(jù)上面的計(jì)算得知帶輪作用在主軸上的徑向力，取作用在工件上的正壓力，所以工件與磨具間的摩擦力為：（）其中為工件與磨具間的摩擦系數(shù)。因?yàn)橹谱髂ゾ咚媚チ狭６葘?duì)摩擦系數(shù)影響最大。采用不同磨料制作的磨具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從中可以看出，當(dāng)磨料較粗時(shí)，摩擦系數(shù)隨磨料粒度增加而增大。這容易理解，但當(dāng)磨料粒度較小時(shí)，摩擦系數(shù)隨著磨料粒度減小反而急劇增大。這是因?yàn)槟チ狭６刃〉揭欢ǔ潭葧r(shí)

44、，磨具與工件接觸面上的部分接觸點(diǎn)上產(chǎn)生了純凈表面接觸和真空接觸，隨著磨料逐漸變細(xì)，這兩種接觸所占比例也逐漸增大，而這兩種接觸的摩擦系數(shù)都很大，這必然引起整個(gè)接觸面上的總摩擦系數(shù)增大。在此我們選摩擦系數(shù)的最大值來(lái)計(jì)算工件與磨具間的摩擦力，計(jì)算得，。設(shè)計(jì)工件距中心輪軸線的最遠(yuǎn)距離啪，則工件對(duì)機(jī)床主軸最大的阻力矩為：。磨具上的徑向力，。帶輪圖主軸的受力簡(jiǎn)圖：，？、廣 厶圖主軸受力、彎矩、轉(zhuǎn)矩圖主軸受力簡(jiǎn)圖如圖所示，主軸受力及彎矩圖如圖所示。將主軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，主要受力點(diǎn)有四個(gè)。將兩個(gè)軸承作用在主軸上的受力點(diǎn)分別設(shè)為點(diǎn)和點(diǎn)，將帶輪作用在主軸上的受力點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)。將磨盤(pán)作用在主軸上的點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)。主軸在點(diǎn)受到徑向力

45、，在點(diǎn)受到和正壓力以及扭矩。由于這些力和轉(zhuǎn)矩的作用，在點(diǎn)和點(diǎn)產(chǎn)生支反力。首先求出點(diǎn)和點(diǎn)各個(gè)方向上的支反力，然后在每個(gè)平面上做出彎矩圖，將彎矩合成。接著畫(huà)出扭矩圖，最后將彎矩和扭矩合成得出計(jì)算彎矩來(lái)進(jìn)行校核。）面的支反力：，各個(gè)力在點(diǎn)的合成彎矩為零：帆一。即俐一霉倒受力平衡：，其中，衄。將其代入上面兩個(gè)方程得，（）（）面的支反力：、口力在點(diǎn)的合成彎矩為零帆印：陽(yáng)卜忡受力平衡：。（）（）其中而為，為砌。距離為，距離為。代入數(shù)值得，畫(huà)出面彎矩圖，面彎矩圖，合成彎矩圖以及扭矩圖。則計(jì)算彎矩。為：一扣（）（）其中：口是考慮扭矩和彎矩的作用性質(zhì)不同而引人的校正系數(shù)，實(shí)際選用的機(jī)床主軸材料是號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理?？诟鶕?jù)手冊(cè)查得為。最大的計(jì)算彎矩在點(diǎn)為×一。接著校核點(diǎn)的疲勞強(qiáng)度?？箯澖孛婺Ａ啃我皇囊惶茫ǎ﹦t巳。鏹一麗。孔種由此可見(jiàn)主軸具有很大的強(qiáng)度余量。（）精確校核主軸疲勞強(qiáng)度處的疲勞強(qiáng)度。求處彎矩：（）由上面的計(jì)算可知，最