车床用砂带磨削装置设计 毕业论文

车床用砂带磨削装置设计 毕业 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 吉林电子信息职业技术学院 电气工程系毕业论文 车床用砂带磨削装置设计毕 业 生 姓 名:孙兴图指导教师、职称:丁琳学 号:专 业 名 称:机电一体化 目 录 摘 要 .......................................................... 2引 言 .......................................................... 31 砂带磨头设计概述 .............................................. 4 1.1 设计目 的 ................................................. 4 1.2 砂带磨削概述 ............................................. 4 1.2.1 目前砂带研究的概况和发展趋势......................... 4 1.2.2 砂带磨削机 理 ........................................ 4 1.2.3 砂带磨削特点 ........................................ 5 1.2.4 砂 带磨削适用范围..................................... 5 1.2.5 砂带磨削方式 ........................................ 62 砂带磨削工艺参数及砂带选择..................................... 9 2.1 砂带磨削工艺参数选 择 ..................................... 9 2.2 砂带选择 ................................................. 9 2.2.1 砂带 种类选择 ........................................ 9 2.2.1 砂带 尺寸 手机海报尺寸公章尺寸朋友圈海报尺寸停车场尺寸印章尺寸 和公差的确定................................ 123 砂带磨头结构设计 ............................................. 13 3.1 磨头结构 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设 计 ........................................ 13 3.1.1 拟定砂带磨削方式.................................... 13 3.1.2 拟定砂带磨头的结构.................................. 13 3.2 动力参数计 算 ............................................ 14 3.3 主动轮、从动轮结构设计................................... 16 3.4 从动轮心轴结构设计 ...................................... 18 3.5 校核计 算 ................................................ 20 3.5.1 从动轮心轴校核 ..................................... 20 3.5.2 轴承寿命校核 ....................................... 22 3.6 张紧结构设 计 ............................................ 23结 论 ......................................................... 25致 谢 ......................................................... 26参考文献 ....................................................... 27 1摘 要 砂带隶属涂附磨具，砂带磨削已作为一种新的加工技术，在国外目前得 到广泛应用，发展非常迅速，与传统的车削、铣削、砂轮磨削产生了激烈竞争。经“静 电植砂”的砂带砂粒等高性好、容屑间隙大、接触面小，具有较好的切削性能。另外 砂带磨削可以用于平面磨削、内外圆磨削、复杂的异形面加工，已日益广泛地应用 于各种 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的磨削和抛光中，特别适用于加工大型薄板、带材、长径比很大的薄壁 孔和外圆。目前砂带磨削技术正随着砂带制造质量的提高和品种的增加而不断地发 展，除了有各种通用、专用设备外，设计一个砂带磨头能方便地装于车床等常规现 成设备上，不仅能使这些机床功能大为扩展，而且能解决一些难加工零件，如超长 超大型轴类、平面零件等。 为解决直径范围为 Ф100mm,Ф250mm、长为 800mm, 1000mm 的铜管表面在车床上的磨削加工问题，本设计拟采用砂带磨削技术，以自 由式磨削为基本结构，由一对张紧轮支撑砂带，电机带动主动轮旋转，从而实现主 运动，并可固定在车床中拖板上，由其带动磨头纵向移动，从而实现轴向进给运动。 该装置结构简单、易于制造，应用于车床上，则使得车削和磨削可同机加工，即减 少了加工中的辅助时间，又节省了资源。关键词:车床用; 砂带; 磨头; 设计; 2 引 言 砂带磨削几乎能用于加工所有的工程材料，作为在先进制造技术领域有着 “万能磨削”和“冷态磨削”之称的新型工艺，砂带磨削已成为与砂轮磨削同等重要的 不可或缺的加工方法。综观近几年砂带磨削在国内外各行业的应用状况，可以看出 砂带磨削在制造业种发挥着越来越重要的作用，有着广泛的应用及广阔的发展前景。 例如在机械加工行业中，一些要求较高的轴类零件，传统的加工工艺一般为粗车? 热处理?精车?粗磨?精磨，零件表面的精加工主要依靠在外圆磨床上用砂轮磨削 来实现。而对于细长零件和直径较大超出磨床的加工范围的零件，采用普通砂轮磨 削就会受到加工范围的限制，且其精度要求并不是很高，无需备用磨床并重新装夹加工。因此采用另一类磨具，即涂附磨具中的砂带磨削。 砂带是一种用粘结剂将磨料粘结在柔软的基体上的特殊磨具，其磨粒重叠、堆积较少，磨粒分布等高性好，在单位时间内，磨料接触工件的次数少，同时，磨粒接触工件的时间要比磨粒与空气接触时间短得多，且在空气中易散热，易于磨削热扩散，故砂带磨削温度低，对工件表面磨削烧伤低。而且砂带磨削方式较多，可选择空间较大。与常规的加工方法相比，砂带磨削是一种优质、高效、低消耗的新颖的加工方法。 在国外，由于各种类型砂带磨床的迅速发展，砂带磨削的功能已远远超出了除锈、粗磨及抛光等，其加工效率为砂轮磨削的 5,20 倍，加工质量可与常规的磨削方法相媲美，加工精度已接近或达到砂轮磨削的水平，其应用范围遍及各个行业，几乎所有材料(如木材、橡胶、各种金属等)都可以进行磨削加工。在国内，一些砂带生产厂家都相继引进了新工艺，保证了砂带表面磨粒的“定向排列”，使砂带的磨削性能得到显著提高。虽然目前我国各类砂带磨床的型号尚不完备，但研制和使用一些砂带磨削装置是切实可行的。 一般砂带磨削装置有几种不同的结构:一种是由电机输出轴直接传动砂带的装置，另一种是由电机经磨削主轴传动砂带的装置，还有一种是供内圆磨削使用的装置。 本设计拟用第一种传动方案，研制砂带磨头装置以应用于通用车床。旨在解决铜管表面磨削在车床上加工受到局限的问题。通常，依靠在外圆磨床上用砂轮磨削来实现表面磨削，但该零件较长且直径较大，且其精度要求并不是很高，仅为去除零件表面氧化层和缺陷，粗糙度达到 Ra1.6,0.8 即可，无需备用磨床并重新装夹加工。所以，采用砂带磨头可减少辅助工时，并解决设备不足等问题，，本设计为一对张紧轮支撑砂带，其转速可达3800r/min;电机带动主动轮旋转以实现主运动，砂带线速度可达到 20m/s;基本外形为三角式结构，并以自由磨削为基本磨削方式对零件进行加工，整体尺寸小拆卸方便，且结构简单易于制造。当零件直径较小时，可将磨头固定在 C6140 型车床的中拖板上，由其带动磨头做轴向进给运动，而当零件直径较大时，则可固定在 C6163 型车床上对零件进行加工。因此可使车削和磨削在一个机床上实现，从而扩大机床的加工范围，提高其利用率，并节省了资源。 31 砂带磨头设计概述1.1 设计目的 本课题是针对大连大山结晶器制造有限公司生产的直径范围为 Ф100mm,Ф250mm、长为 800mm,1000mm 的结晶器铜管坯料，其精度要求不是很高，主要为去除零件表面氧化层和缺陷，粗糙度达到 Ra1.6,0.8μm 即可，因此本设计为用于车床的铜管外圆砂带磨削装置，主要与 C6140 型和 C6163 型车床配合，使车削和磨削在同一个机床上实现，从而扩大机床的加工范围，提高车床利用率，并减少辅助工时及避免资源浪费。1.2 砂带磨削概述1.2.1 目前砂带研究的概况和发展趋势 自20世纪60年代以来，特别是静电植砂技术及涂附磨具技术的出现和发展，砂带制造技术和砂带磨床制造技术发展得非常迅速，并引起了各行业、各研究单位和各企业的日益重视。 在国外，砂带磨削发展得非常迅速。目前欧、美、日等国家在砂带制造技术和砂带磨床制造技术上都取得了巨大的进步。在砂带制造技术方面，随着许多特殊涂附磨料及涂附形式的出现，产生了如金刚石、立方氮化硼、锆刚玉、陶瓷磨料、复合磨料、堆积磨料等各类砂带，使得砂带已经能用于干磨和高速、大吃刀量的重磨削领域，以及高精密零件的磨削加工领域。国内的砂带磨削技术是在20世纪70年代末开始得以真正发展，随着国内的改革开放，砂带磨削技术引起了各行业、各研究单位和各企业的日益重视， 加之砂带制造技术的发展及砂带品种的增加，现代砂带磨削设备的研究和生产也得到了较大的发展。 砂带本身在不断的发展和完善中。在砂带结构方面，近年出现了堆积磨料砂带、金字塔型砂带、空心球型砂带、复层砂带、高弹性砂带、防跑偏砂带、不等厚砂带、粒度复合 〔1〕砂带等 。1.2.2 砂带磨削机理 砂带是一种用粘结剂将磨料粘结在 柔软的基体上的特殊磨具(取代砂轮)。砂带所用磨料大都为精选的针状磨粒，力度均匀，长宽比一般大于 1.5，磨粒棱角比较明显，即磨粒微刃具有正前脚与较小的负前角，故微刃锋利，切除率高。经静电植砂后，磨料以定向排列，呈单层均匀地分布在集体表面。磨粒重叠、堆积较少，磨粒分布等高性好。通过改变植砂条件可以控制磨料植砂密度，以调整磨粒之间空隙，利于排屑和容屑。砂带的周长与宽度一般比固结砂轮大得多，在单位时间内，磨料接触工件的次数减少，同时，磨粒接触工件的时间要比磨粒与空气接触时间短得多，且在空气中易于散热。用砂带进行磨削时，每颗磨粒相当于一把锋利的多刃刀具，各刃与工件接触角度、接触深度不同。因此，磨粒对工件既有切削作用，又有刻划与滑擦作用。前颗磨粒在工件表面上所留下的切削沟痕边 4缘及因刻划而产生的塑性变形，又被后一颗磨粒切削、刻划、滑擦，实现砂带对工件连续的磨削加工〔2〕。1.2.3 砂带磨削特点 (1)有“快削法”之称。砂带磨削效率高，已达到铣削的 10 倍、普通砂轮磨削的 5倍。 (2)有“冷态”磨削之称。由于摩擦生热少，磨粒散热时间间隔长，可以有效地减少工件变形、烧伤，故加工精度一般可达到普通砂轮磨床的加工精度。 (3)有“弹性”磨削之称。由于砂带磨削与工件时柔性接触，具有较好的跑合和抛光作用，工件的表面粗糙度可达 Ra0.8,0.2μm。 (4)设备结构简单，制造成本低，接触轮极少磨损，可使砂带保持恒速。传动链端，机床功率利用率可达到 85。 (5)适应性强。可在普通机床(车床、立式车床、龙门刨床等)上，利用砂带磨头对外圆、内圆、平面进行磨削加工。 (6)辅助时间少。工件一次定位后，可多次更换砂带完成全部加工，无需像砂轮那样进行平衡及修整工作。 (7)操作简单，安全可靠〔3〕。1.2.4 砂带磨削适用范围 (1)外圆(锥) 中、大尺寸的周(锥)类、管件、圆柱形大型容器的外表面，以及半径为 R3mm 的线材等。 (2)内圆 一般通孔、深孔、大型圆柱形容器的内表面以及直径φ1mm 左右的小孔。 (3)平面 各类大型金属板材、卷板材、带材，难磨的不锈钢、钛合金板材，大量生产的平面加工件，如印制电路板、硅钢片、各类材料的薄片工件、箱体平面以及电气、轻工产品的平面 张紧轮工件等。 (4)曲面 各类汽轮机、涡轮机、导航器的叶片，犁铧以及聚光灯反射曲面等，也可加工大型球形容器的内表面。 工件 (5)各类非金属材料。木材、塑料、石料、混凝土、橡胶以及各种高硬度的非金属材料，如单晶硅体、 接触轮宝石等。 b闭式 (6)其他 打磨逐渐浇冒口残蒂、结渣、飞边，大件及桥梁的焊缝以及大型容器壳体、箱体的大面积除锈、除残漆等。 51.2.5 砂带磨削方式 砂带磨削工件表面的生成所需磨削运动及砂带与工件之间位置，决定了磨削方式。砂带磨削方式分为开式砂带磨削与闭式砂带磨削两大类，如图 1 所示。 砂带轮 砂带 工件 接触轮 卷带轮 a开式 图 1 砂带磨削式 开式砂带磨削是用成卷的砂带由电机经减速机构带动卷带轮作极缓慢的转动，带动砂带作缓慢的移动，砂带由接触轮压向工件，工件作高速回转，实现对工件表面的磨削加工。由于砂带缓慢的移动，磨粒不断投入磨削，磨削效果一致性好。所以多用于精密和超精密加工。 闭式砂带磨削是采用环形砂带(有接头及无接头)，通过接触轮与张紧轮撑紧，由电 机传动接触轮(或驱动轮)带动砂带作高速回转，同时工件作同向(或逆向)回转，又作纵向及横向进给(或砂带头架作纵向及横向进给)，实现对工件的磨削加工。砂带磨损后再更换上新砂带。闭式砂带磨削由于砂带高速回转易发热且噪声大，所以磨削质量不及开式砂带磨削方式，但效率高，适宜粗加工、半精加工及精加工。 按砂带与工件接触形式分类，有接触轮式、支撑板式、自由接触式与自由浮动接触式等 4 种。按常规磨削方式分类，砂带磨削的种类繁多，砂带磨削方式、示意简图及其特点见表 1。 6 表 1 部分砂带磨削方式及其特点 磨削 类型 示意简图 特点 方式 接触轮 砂 轮 砂轮 工件 主动轮 磨削精度一 导 轮 般，但磨削量 式 较大 砂带 接触轮 橡 胶 橡胶轮 工件 磨削精度一 主动轮 导 轮 般，但磨削量无心砂 式 较大带外圆 砂带磨削 接触轮 砂 带 工件 主动轮 磨削精度较 充 当 低，但磨削量 导 轮 很大 式 砂带 砂带 7 续表 磨削 类型 示意简图 特点 方式 张紧轮 磨削量一般较 接触 大，但精度一 轮式 工件 般 接触轮定心砂 砂带带外圆 支撑 精度较高，但磨削 支撑板 板式 磨削量较小 工件 砂带 表面粗糙度值 自由 低，磨削量比 式 接触带式小 工件 82 砂带磨削工艺参数及砂带选择2.1 砂带磨削工艺参数选择 磨削用量影响金属磨除率。纵磨时，当功率 Pm 为定值，纵向进给 fa 增加，磨除率 Zw略有下降。采用较低的砂带速度 υs，适当提高工件速度 υw，选用较小的进给量 fa，可获得较高的金属磨除率 Zw〔4〕。 (1)砂带速度 一般大功率砂带粗磨削选 υs12,20m/s中功率磨削 υs20,25 m/s;轻负荷精磨选 υs25,30 m/s。按工件材料选取时，有色金属 υs22,30 m/s。 (2)接触压力 接触轮压力 Fn 选择，Fn 直接影响磨削效率与砂带寿命，应根据工件材质、性能、加工余量及加工要求选定，一般 Fn 为 50,300N。 (3)工件速度 工件 υw 速度提高，可降低表面烧伤，但 Ra 值增加;υw 过高易产生振动，一般粗磨 υw20,30mm/min。 (4)砂带磨削进给量 fa 与磨削吃刀量 ap 粗磨是应选择较大的进给量 fa 和较大的吃刀深度 ap;对含多种合金元素的材料，要求精度高，表面粗糙度低的普通材料的工件，fa与 ap 均应选小一些。由于接触轮外缘多采用弹性材料，故实际吃刀量仅给定吃刀量的 1/2,1/3。 (5)砂带磨削余量 工件材料硬度越高，磨前工件表面粗糙度值越低，其余量应越小。 本设计初选各数据汇总如表 2。 表 2 工件磨削用量及砂带速度初选值 工件 磨前表 直径余量 工件直径 工件转速 吃刀量 进给量 砂带速度 材料 面状况 mm D/mm nw/rmin-1 ap/mm fa/mmr-1 m/s 有氧化层 100,200 68,45 铜 0.2,0.3 0.05,0.10 0.17,3.00 20 及缺陷 200,400 45,232.2 砂带选择 砂带是砂带磨头的重要组成部分之一，对其的选择直接影响到加工工件的精度、磨削效率及砂带的使用寿命。2.2.1 砂带种类选择 根据各种要素及其特性因素的不同，砂带可分为很多品种，主要有以下几方面: (1)砂带种类 1)静电植砂砂带和重力植砂砂带 静电植砂砂带是利用高压静电吸附原理，使磨料极化上吸，并按其自身长轴方向嵌入基材表面的胶层中，从而形成排列整齐、分布均匀的磨料层。静电植砂的砂带磨粒尖刃向 9外，切削锋利，故磨削效率比一般重力植砂砂带高 25以上。加工表面粗糙度均匀而且较好。静电植砂的植砂密度也易于控制。 重力植砂砂带使利用磨料的自重，从一定的高度自由落下而嵌在基材表面的胶层中，以形成磨料层，用这种方法植砂，磨料方向不定，多为“倒伏”状态。这种砂带磨料切刃的锋利性较差，因而磨削效率和加工表面质量均不如静电植砂的砂带。控制植砂密度也更困难。 但是在磨料粒度粗，磨料的韧性相对于某种工件材质不够理想的情况下， 用重力大密度植砂所制成的砂带在进行大余量粗磨削加工时，它的综合磨削性能及使用寿命反而比静电植砂的砂带要好。 2)无接头砂带、接头砂带和开式砂带 无接头砂带是以特制的圆筒布作基材，在一种专用的设备上经过原布拉伸、压光和浸渍处理后，经涂胶、植砂、干燥等制作而成，但他有一系列的不足，以逐渐趋于被淘汰的地位。 接头砂带是目前国内外都广泛应用的砂带，它时由按照砂带的特殊要求而制作好的成卷原坯经剪裁、磨边、接头粘合及分条等转换过程最终形成的产品。接头砂带周长不受限制，制作使用都很方便，特别是今年来接头的方法，接头胶及接头工艺设备的发展已使接头质量达到了相当高的水平，成为了砂带的主流产品。 开式砂带是砂带中的另一大类，它是按砂带原坯直接经分条后形成的成卷产品，其长度和宽度都可按需要选择。开式砂带制作简单，使用也很方便，使用周期很长，且磨削表面质量的一致性很好。 3)密植型砂.