半球面螺旋槽研磨機(jī)研磨頭部件畢業(yè)設(shè)計(jì)
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目 錄
摘要 i
Abstract ii
第一章 緒論 1
1.1 本課題研究的背景 1
1.2本課題研究的意義 1
1.2.1研磨加工的現(xiàn)狀 3
1.2.2研磨技術(shù)的新發(fā)展 3
1.3設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容 5
第二章 總體設(shè)計(jì)方案 7
2.1研磨機(jī)原理方案設(shè)計(jì) 7
2.1.1球面螺旋線的加工原理 7
2.1.2球面螺旋槽的加工原理 7
2.1.3半球體螺旋槽數(shù)控研磨加工原理 8
2.2研磨機(jī)結(jié)構(gòu)方案 8
2.3回轉(zhuǎn)工作臺(tái)總體方案的選擇 9
2.4傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 10
2.4.1常見的機(jī)械傳動(dòng)方式 11
2.4.2 傳動(dòng)方式的確定 12
第三章 研磨頭部件設(shè)計(jì) 13
3.1研磨頭的工作原理 13
3.1.1砂輪主運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn) 13
3.1.2主軸箱位置的調(diào)整 13
3.1.3研磨壓力的調(diào)整 14
3.1.4提刀動(dòng)作的實(shí)現(xiàn) 14
3.1.5電機(jī)選擇 14
3.1.5.1選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 14
3.1.5.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量 14
3.1.5.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 14
3.1.6十字聯(lián)軸器 15
3.1.6.1聯(lián)軸器概念 15
3.1.6.2聯(lián)軸器種類 16
3.1.6.3聯(lián)軸器的確定 16
3.2研磨頭部件結(jié)構(gòu)方案 17
3.2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 18
3.2.2砂輪主軸連接及支撐方式 18
3.2.2.1軸（主軸）系用軸承的類型與選擇 18
3.2.3調(diào)整螺釘及主軸箱導(dǎo)向 19
3.2.4導(dǎo)軌的選擇： 19
3.2.5壓力調(diào)整機(jī)構(gòu) 19
3.2.6提刀實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu) 19
3.2.7直線軸承 20
3.3電動(dòng)機(jī)的選用 21
3.3.1選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 21
3.3.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量 22
3.3.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 22
第四章 計(jì)算分析 23
4.1 工件主軸受力及變形 23
4.2 彈簧的壓力計(jì)算 24
4.3軸承壽命計(jì)算 24
4.4蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 26
4.4.1選擇蝸桿、蝸輪材料，確定許用應(yīng)力 26
4.5蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算 28
第五章 結(jié) 論 30
5.1 本文只要完成的研究工作 30
5.2本文的創(chuàng)新之處 30
5.2.1 提出了在球面零件上加工復(fù)雜曲線的新方法 30
5.2.2實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化加工 30
謝辭 31
參考文獻(xiàn) 32
半球面螺旋槽研磨機(jī)研磨頭部件設(shè)計(jì)
[摘要]半球面螺旋槽數(shù)控研磨機(jī)是一種高效率,高精度,低成本,自動(dòng)化的專用數(shù)控研磨設(shè)備。本文設(shè)計(jì)的研磨頭是半球面螺旋槽數(shù)控研磨機(jī)的主要部件，實(shí)現(xiàn)砂輪的切削運(yùn)動(dòng)，與工件主軸箱、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)按工件加工要求，實(shí)現(xiàn)半球面螺旋槽加工。本設(shè)計(jì)采用彈簧夾頭安裝砂輪，采用螺栓調(diào)整主軸箱位置，采用壓縮彈簧機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)研磨壓力調(diào)節(jié)，采用直流電磁鐵及接近開關(guān)實(shí)現(xiàn)“提刀”，采用異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。該設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、運(yùn)行可靠、成本低的特點(diǎn)。具有廣泛的應(yīng)用前景。
[關(guān)鍵詞] 半球面 螺旋槽 研磨頭
Hemispherical helical groove grinder grinding head
[Abstract] The hemispherical spiral groove muller is one kind of special numerical control mulling equipment which has higher efficiency, higher degree of accuracy, lower cost and automate procedures. The grinding head mentioned in this design is the major component of the hemispherical spiral groove muller, which can be used to realize cutting procedures of the grinding wheel. And if it connects with work spindle headstock and swiveling table according to the request of processing workpieces,it can realize the processing of the hemispherical spiral groove. This design uses spring chuck to install the grinding wheel, and uses bolt to adjust the situation of spindle headstock, and uses compression spring mechanism to adjust the mulling pressure. Also the design uses the direct current electromagnet and proximity switch to realize “l(fā)ifting knife”, and uses asynchronous machine to drive. This design has the features of the simple structure, the reliable operation and the lower cost. And this design also has comprenhensive applicable prospects.
[Keywords] hemispherical spiral groove the grinding head
第二章 總體設(shè)計(jì)方案
2.1研磨機(jī)原理方案設(shè)計(jì)
本研磨機(jī)基于數(shù)控機(jī)床完成復(fù)雜曲面加工的工作原理，并針對(duì)本研磨機(jī)的特殊情況加以創(chuàng)新而成。采用計(jì)算機(jī)，通過接口電路控制機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)與協(xié)調(diào)。考慮到加工對(duì)象的球面特征，我們采用了2坐標(biāo)2聯(lián)動(dòng)的球面坐標(biāo)系.
2.1.1球面螺旋線的加工原理
其原理如下：
在ψ（即C）和θ（即X）兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的作用下，從球面上的某指定點(diǎn)C開始，可以通過任意路徑到達(dá)某任意指定點(diǎn)A。我們?cè)O(shè)定空氣靜壓軸承繞球心轉(zhuǎn)動(dòng)的相垂直的兩坐標(biāo)ψ和θ，利用球面坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)原理，就可以實(shí)現(xiàn)刀具沿零件球面上預(yù)定的曲線路徑運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工藝所要求的加工。在加工過程中，ψ和θ兩坐標(biāo)分別采用兩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并在電控和機(jī)械兩部分同時(shí)對(duì)步距角進(jìn)行細(xì)分，已達(dá)到步距的精度要求，加工出符合精度要求的曲線。如下圖所示。
圖2.1 球面坐標(biāo)系
2.1.2球面螺旋槽的加工原理
本研磨機(jī)的加工對(duì)象是在航空、航天的陀螺儀和激光照排機(jī)等設(shè)備上使用的高精度空氣靜壓球面軸承，球面軸承由對(duì)稱的兩個(gè)半球體組成，為形成氣膜，要求在這兩個(gè)高硬度、高精度的半球體上加工出3-24道特殊形狀的螺旋槽。其曲線公式為：
螺旋槽的主參數(shù)有球面半徑、槽數(shù)、起始角、終止角、螺旋方向等，要求各參數(shù)能方便地調(diào)整，螺旋槽的深度約為 。
2.1.3半球體螺旋槽數(shù)控研磨加工原理
由于工件表面已經(jīng)涂鍍了一層硬度很高的TiN或TiC涂層，必須采用研磨或金剛石磨削才可能進(jìn)行加工。對(duì)于加工深度只有約 的情況，采用研磨方案更有把握，因此我們采用這一方案。
研磨加工的原理是：旋轉(zhuǎn)的研磨具在一定壓力作用下，利用金剛石研磨膏對(duì)工件表面進(jìn)行加工。研磨的深度與研磨具的旋轉(zhuǎn)速度和壓力成正比，也與研磨具和工件之間的相對(duì)移動(dòng)速度成正比。
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