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1、长春理工大学硕士学位论文便携式高速研磨机的设计姓名：王慧申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：杨建东20080401摘要研磨是一种非常重要的精密超精密加工方法，许多人从事研磨加工技术的研究，目的都是进一步提高研磨加工效率和加工精度，降低加工成本研磨机是保证研磨加工的重要条件。但是目前研磨机的生产者和研制者对设备的用户考虑得还不够全面。为了满足用户的生产实际要求，本文是将现有的大型高速研磨机进行了小型化。本文所设计的研磨机结构简单易于实现。此研磨机制作成本低，并且既能满足研磨加工要求，又能达到便于携带的目的。本文主要是合理的设计了便携式高速研磨机的结构，使其具有足够的刚度、强度和稳
2、定性，从而避免研磨机在高速运行中出现振动现象。并且对机床的主要零部件进行了强度校核及刚度校核。还设计了机床的电气系统、磨具、冷却液输送装置以及压力可调式加压系统。关键词：便携式高速研磨研磨机设计 锄 ： 。 圈 ， 稻 ， 嘶 ， 孤 ， 锄， ， 。 呦 蛐 ， ：； ； 长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，便携式高速研磨机的设计是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律
3、结果由本人承担。作者签名：圣整丝！年土月业日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：至兰坠年立月卫日指导导师签名：塑塑：丛年月丛日第一章研磨技术发展状况绪论研磨是一种重要的精密和超精密加工方法。它是指利用磨具通过磨料作用于工件表面，进行微量加工的过程。研磨加工的特征是加工精度和质量高。并且加
4、工材料广，几乎可以加工任何固态材料。近年来，随着人们对产品性能的要求日益提高，研磨加工以其加工精度和加工质量高再次受到人们的关注。尤其近几年信息技术和光学技术的发展，对光学零件不仅需求量增大，而且对其质量和精度都提出很高要求，而研磨作为光学加工中一种非常重要的加工方法，起到了不可替代的作用。许多人从事研磨加工技术的研究，目的都是进一步提高研磨加工效率和加工精度，降低加工成本目前国内外研磨加工普遍采用散粒磨料在慢速研磨机上研磨，存在的缺点主要有：磨料散置于磨盘上，为避免磨料飞溅，磨盘转速不能太高，因此加工效率低：磨料与从工件上磨下的碎屑混淆在一起，不能充分发挥切削作用，而且还要与这些碎屑一起被清
5、洗掉，浪费能源、浪费磨料：磨料在磨盘上是随机分布的，其分布密度不均，造成对工件研磨切削量不均，工件面形精度不易控制：特别是磨料与工件问的相对运动具有随机性，这也增加了工件面形精度的不确定因素：在研磨加工中要严格控制冷却液的流量，以避免冲走磨料，这使得冷却效果变差，容易引起工件升温，造成加工精度下降：大颗粒磨料起主要切削作用，易划伤工件表面，所以对磨料尺寸均匀性要求高：磨料能嵌入软材质的工件表面，影响工件的使用性能：在研磨中磨料之间相互切削，浪费磨料：磨盘磨损后修整难，需要三个磨盘对研：各道工序问清洗工件要严格：工人劳动强度大，对工人操作技术水平要求高：由于传统研磨存在上述缺点，所以许多人在研究
6、如何改进这种研磨技术。有人研究新型研磨液，有人研究不同磨料和不同材料磨盘的研磨效果，以寻求对应于不同工件的最佳磨料和磨盘。研磨加工的面形范围很广，几乎可以加工任何面形的工件，研磨加工方法不同，于是人们根据不同的面形探讨了不同的加工方法。，“和 “，“等人专门研究了圆柱面的研磨加工，我国的学者，如天津大学的邓广敏“等人专门研究了陶瓷圆柱面的研磨，周俊“研究了主轴套筒的研磨，朱长茂研究了高精度小轴的研磨加工。刀具的质量直接影响着被加工工件的质量“。为提高工件的质量，人们对刀具提出了较高的要求，特别是用于精密和超精密加工的金刚石刀具都要采用研磨加工。所以国内外一些人专门研究刀具加工技术的研究为了提高
7、加工效率。有人研究可以同时加工工件两个表面的双面研磨机。最近人们也探索了许多新的研磨技术“，如施加特殊研磨力研磨，有振动研磨、磁性流体研磨和磁力研磨。采用微粒子冲击去除材料研磨，有弹性发射加工、非接触研磨和利用电泳动研磨。用特殊工具研磨有砂带研磨、液体结合剂砂轮研磨、采用研磨膜研磨和固着磨料研磨。复合研磨有机械化学研磨和电解研磨法等等。（）振动研磨就是在研磨过程中，使磨料与工件的相对运动附加以振动。其主要目的是提高加工效率。如在研磨中采用振幅（），频率为（）的超声波振动，可提高加工效率倍“。（）磁性流体研磨是利用磁性流体本身所具有的液体流动性和磁性材料的磁性以及外磁场作用来保持磨粒与工件之间产
8、生相对运动而达到研磨光整工件表面的精加工方法。其特点是：加工质量好，表面精度高，不会在加工表面形成新的加工变质层，适应加工材料广，并可适用于有复杂形面的表面精加工。南京航空学院的潘良贤等人在这方面做了许多工作，在研磨机理方面进行了深入的研究，取得了一些成果，已加工表面粗糙度达。哈尔滨工业大学的金沫吉“等人专门研究了磁流体研磨法加工陶瓷球，得出了研磨参数与研磨效率的关系，证明这种加工方法的高效性和高质量性，取得了较好的效果。（）磁性磨料研磨也称为磁力研磨它是将工件置于磁场中，而在磁场中填充着微细且具有磁性的磨料，磨料在磁场的作用下对工件表面产生压力。当工件相对磁场存在着相对运动时，磨料对工件产生
9、研磨切削作用。这种加工方法的优点是通过控制磁场强度，很容易控制研磨压力：并且因为是柔性研磨，适合研磨工件的形状较为广泛：另外还可以去除较小的毛刺。我国的李益民“等人探讨了用磁力研磨法去毛刺，取得了较好的效果。除此之外，我国还有一些学者从事着磁力研磨机理研究，也取得很多成就。（）弹性发射加工（）是利用微粒子在材料表面上滑动去除材料”。微粒子以接近水平的角度与材料碰撞，在接近材料表面处产生最大剪断力，既不使其体内的位错、缺陷等发生移动（塑性变形），又能产生微量的“弹性破坏”，以进行去除加工。其去除量可控制在几个至几十个原子级。表面粗糙度达到。（）液体结合剂砂轮研磨作为一种高效研磨的方法，正在受到人
10、们的重视。日本的河田研治等人在这方面做了许多研究工作，取得了较好效果“”。采用该方法加工，工件已加工表面粗糙度达岬以下。液体结合剂砂轮结构与普通砂轮大体相同。结构如图所示。置粒结合剂）气孔结合剂（藏体）填充材料磨车立（）普通的液体结合剂砂轮（）复合斜体结合剂砂轮图液体结合剂砂轮结构示意图采用液体结合剂砂轮研磨有如下特点：加工精度与普通研磨一样时，加工效率能高于普通研磨几倍：磨粒自锐性好，能长时间保持高效率研磨：砂轮成形非常容易，可适用于球面等复杂形状的研磨：相对加工性而言，可以制成非常宽的砂轮；由于只需要磨粒和适宜的液体就可以制作砂轮，所以加工面的质量控制非常容易：由于结合剂可以使用酸性溶液和
11、碱性溶液，所以可用于期待化学作用的研磨和有吸湿性的特殊工件的研磨：由于液体结合剂砂轮没有普通研具那样的连续的弹性，故可进行无塌边的研磨。另外，液体结合剂砂轮不必像普通砂轮那样烧制，所以制造周期短，可以廉价生产。（）电解研磨是应用较早的电化学复合加工工艺，可蚀除金属表面大的粗糙度而使表面平整：也可蚀除金属表面微观不平，使其光滑成镜面“订电解研磨原理是通过电解蚀除表面金属，但在蚀除过程中，会产生钝化膜，所以再加上机械研磨，去除表面微观高点的钝化膜，使其能继续电解蚀除，如此反复进行，从而使加工表面逐渐平整光滑。这种加工方法可以消除传统散粒磨料研磨加工在工件已加工表面上产生的加工变质层，因此受到了人们的重视，国内外许多学者从事着这一加工技术的研究。哈尔
