超硬磨料砂輪杯形修整器的設(shè)計

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超硬磨料砂輪杯形修整器 摘要：本文主要闡述了超硬磨料砂輪杯形修整器的設(shè)計結(jié)構(gòu)原理，為了滿足生產(chǎn)的需要，設(shè)計制作了砂輪修整器，安裝在磨床上進行修整砂輪，完成工件加工。砂輪修整器具有結(jié)構(gòu)簡單，輕巧，使用方便等特點，可對普通和超硬型砂輪進行整修。該修整器采用SiC 磨料杯形砂輪作為修整工具可以對超硬磨料砂輪完成修形和修銳工作,并利用變頻器實現(xiàn)修整時的無級調(diào)速以達到最佳修整效果。杯形砂輪修整技術(shù)可以獲得較好的砂輪磨削性能以及修整效率。 關(guān)鍵詞：修整器設(shè)計；杯形砂輪；超硬磨料砂輪；修整；磨削力 Dresser of Cup Superabrasives Wheel Finisher Designs Abstract :The article mainly elaborated the dresser of cup superabrasives wheel finisher design structure principle, in order to satisfy the production the need, the design has manufactured the grinding wheel finisher, installs carries on the truing of grinding wheel on the grinder, completes the work piece processing. The grinding wheel finisher has the structure to be simple, dexterous, characteristics and so on easy to operate, may carry on the renovation to ordinary and the ultra hard grinding wheel. The dresser of cup superabrasives wheel which is used for truing and dressing the grinding wheel by SiC cup wheel. Through a frequency converter , the dresser can adjust the rotating speed of cup wheel to achieve the best grinding parameters in dressing process. The cup truing technology is often adopted to obtain fine grinding performance and truing efficiency. Keywords：design of dresser; cup wheel; superabrasives wheel; truing and dressing; grinding force 技 術(shù) 參 數(shù)： 項????? 目 值 滾輪最大直徑 120 mm 寬?????? 度 80 mm 進 給 行 程 150 mm? 軸 向 調(diào) 節(jié) 30 mm 滾 輪 軸 轉(zhuǎn) 速 3850 rpm 滾 輪 軸 直 徑 40 mm 回 轉(zhuǎn) 精 度 徑 ? 跳 4 um 軸 ? 竄 2 um 電 機 功 率 0.25 Kw 安裝平臺尺寸 400 x 300 mm 兩軸聯(lián)動數(shù)控砂輪修整器 簡介 修整器由主機、電控柜、冷卻系統(tǒng)組成。 主機有兩個傳動軸X，Z，由伺服電機驅(qū)動，并帶有防撞裝置。一個高速變頻主軸。 主機 圖1-3兩軸聯(lián)動數(shù)控砂輪修整器主機 電柜內(nèi)安裝有傳動軸、主軸的驅(qū)動器和集成控制系統(tǒng)。 冷卻泵和水箱組成的冷卻系統(tǒng)保證主軸高速運轉(zhuǎn)時的溫升在許可范圍內(nèi)。 規(guī)格 電網(wǎng)頻率 50/60Hz 功率因素 0.8 輸入電壓（控制系統(tǒng)） 220V 輸入電壓（冷卻泵） 380V 允許波動 +10%---15% 電柜尺寸（l×w×h） 500×500×1000mm 顯示屏 6”液晶屏 存儲容量 80米/100米（4KB=100米） 8個區(qū)的電子盤 補償數(shù)據(jù)16組 存儲程序個數(shù) 系統(tǒng)標準配置63個 主機外形尺寸 （l×w×h） 630×220×125mm 主機重量 40Kg X軸最大行程 110mm Z軸最大行程 60mm 金剛石滾輪直徑 92mm(不得小于60mm) 圖2—1 帶輪傳動 該方案采用帶傳動，使得電動機與磨削軸連接，從而帶動修整砂輪轉(zhuǎn)動磨削修整工件，此方案結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，維修方便，同時使用同步帶傳動工作時無滑動，有準確的傳動比；傳動效率高，節(jié)能效果好；傳動比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊；維護保養(yǎng)方便，運轉(zhuǎn)費用低；惡劣環(huán)境條件下仍能正常工作。 2.4.2 方案二 直齒輪傳動 圖2—2 直齒輪傳動 該方案使用常用的齒輪傳動，電動機通過齒輪傳動到磨削軸，再通過磨削軸使砂輪回轉(zhuǎn)從而進行磨削。齒輪傳動雖然傳動比穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，但是齒輪制造及安裝精度要求高，價格較貴且重量比較重，放于工作臺上后移動時，工作臺需要提供較大的輸出功率，比較浪費；同時齒輪傳動比較占用空間，立式時需要使用大量零件定位。 2.4.3方案三 鏈傳動 圖2—3 鏈傳動 鏈傳動和齒輪傳動比較,它可以在兩軸中心相距較遠的情況下傳遞運動和動力;能在低速、重載和高溫條件下及灰土飛揚的不良環(huán)境中工作;和帶傳動比較,它能保證準確的平均傳動比,傳遞功率較大,且作用在軸和軸承上的力較小;傳遞效率較高,一般可達0.95～0.97;但是鏈條的鉸鏈磨損后,使得節(jié)距變大造成脫落現(xiàn)象而且安裝和維修要求較高.鏈輪傳動運轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比，磨損后容易發(fā)生跳齒，而且工作時有噪音，傳動不穩(wěn)定 2.4.4方案四 蝸輪蝸桿傳動 圖2—4 蝸輪蝸桿傳動 該方案采用蝸輪蝸桿進行傳動，改變了力的傳遞方向，使得電動機可采用臥式安裝，可直接放于工作臺上使用，比較方便。采用蝸輪蝸桿傳動噪聲較低，結(jié)構(gòu)緊湊，具有較大的傳動速比，但是蝸輪蝸桿之間摩擦損失較大，效率低，精度也不是很高，而且成本較高； 設(shè)計方案的確定： 通過上面對四種設(shè)計方案的優(yōu)缺點的分析比較，可以得出結(jié)論：方案一是這四種設(shè)計方案中比較合理的一種方案。該方案既可以滿足設(shè)計精度的要求，又具有機構(gòu)體積較小，結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便等特點。 本章小結(jié) （1）通過幾個主要結(jié)構(gòu)部分的不同的方案組合，給出四種不同的試驗機總體設(shè)計方案； （2）綜合分析比較四種方案各自的優(yōu)缺點； （3）經(jīng)過比較，得到這四種方案中最為合理的設(shè)計方案。 第三章 機械部分設(shè)計及計算 3.1傳動系統(tǒng)簡圖 圖3-1 超硬磨料砂輪杯形修整器 3.2 超硬磨料砂輪杯形修整器結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)計算 3.2.1砂輪修整器的主要性能指標的確定 修整器主要性能指標如下： （1）杯形修整器砂輪：100×75×20mm(長×寬×高）； （2）修整器的轉(zhuǎn)速：100—3000轉(zhuǎn)/分，無級調(diào)速； （3）修整器的主軸回轉(zhuǎn)精度：<0.002mm； （4）整機形式：立式，要求結(jié)構(gòu)簡單、成本低 3.2.2砂輪修整器的主傳動系統(tǒng)的相關(guān)計算 由修整器的主軸轉(zhuǎn)速范圍和變速方式，可以選擇變頻調(diào)速三相異步交流電動機來實現(xiàn)。 因此該試驗機的主傳動路線為：變頻調(diào)速三相異步電動機→帶和帶輪→主軸→杯形砂輪夾持器→砂輪 3.2.3電機功率的計算： 根據(jù)參考資料可知，選擇的電機型號為：Y132S-6 該電機的主要參數(shù)為： 額定功率 P=3 Kw ；額定電流 7.2 A ； 因為P1﹤P2,所以按照軸承2的受力大小驗算，得 Lh﹦（106/60n）×（C/P2）ε﹦（106/60×3000）×(63000/384)3﹦2.45×107h 由上式可知滾子軸承具有足夠的壽命，滿足要求。 本章小結(jié) （1）根據(jù)相關(guān)資料，確定修整器的主要性能指標； （2）分別對電機、帶、主軸、鍵、軸承等部分進行相關(guān)計算，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和相應(yīng)的強度校核。 3.3 砂輪修整器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.3.1杯形砂輪修整器的整體結(jié)構(gòu) 杯形砂輪修整器用solid Edge做出的三維裝配圖的整體外觀效果如圖4-1所示。 圖3-2杯形砂輪修整器 3.3.2杯形砂輪修整器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計 該修整器采用立式結(jié)構(gòu)，將各個零件分別安裝于磨削軸上，由上而下分別為修整輪上蓋、杯形修整輪、修整輪托盤、軸承端蓋、圓錐滾子軸承、軸套、帶輪，其示意圖如圖3-2所示。 圖3-3杯形砂輪修整器結(jié)構(gòu) 3.3.3杯形砂輪修整器箱座的設(shè)計 此箱座設(shè)計用于固定磨削軸和電動機，再將其固定于磨床工作臺上，從而隨著工作臺的移動對磨床砂輪進行磨削修整。箱座左端安裝磨削軸，右端安裝電動機；箱座四周分別開了矩形框，方便觀察帶輪并對其進行必要的拆裝維修，同時也減輕了箱座的重量，減少了材料的消耗；箱座底邊使用可滑動的螺栓安裝方法，便于對箱座進行固定，比較靈活。 圖3-4是使用solid Edge做出的箱座三維模型圖。 圖3-4箱座 3.3.4杯形砂輪修整器修整輪托盤的設(shè)計 為了將杯形修整輪穩(wěn)定的固定于磨削軸上，為此設(shè)計修整輪托盤以安放修整輪，使其隨著磨削軸一起回轉(zhuǎn)，進行修整砂輪。 修整輪托盤三維效果圖如圖3-5所示。 a（正面） b（背面） 圖3-5修整輪托盤