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简易磨削装置

简易磨削装置
简易磨削装置

摘要

简易磨削装置是一种专用于小型圆锥配合面的研磨和抛光等相

对磨削运动的小型机电一体化装置,装置应包括旋转驱动、轴向进给、径向夹紧等动作的实现和控制。一般我们所用的零件都是在市场上购买的成品,自动磨削装置也都是单位或企业用于大批量生产,而对于精度不够的某些小型零部件,也只能手动磨削,浪费人力和时间。为了便于个人使用,我们设计了一个小型的简易磨削装置。

一、 总体的方案设计 1、方案一

步进电机作为动力系统控制工件的旋转运动和轴向移动,蜗轮蜗杆作为传动联接机构将旋转运动转化为直线运动,行程开关控制行程,而控制系统由单片机来实现,夹持工件的卡盘后面加橡胶垫片作为缓冲结构,为了使整体的系统避免因电动机旋转震动而引起的径向偏移,将用于放置整体系统的平台开了沟槽,使卡盘和连接轴之间的联接结构置于沟槽内,再用螺栓联接的方式使之固紧。下图中左侧为旋转驱动,右侧为轴向进给。具体的结构参照图示:

1,7-电动机;2-连接轴;

3,4-工件工件的卡盘;5-蜗轮;6-联接结构;8-蜗杆;9-连接轴前的固定板;10,11-橡胶垫片;12-轴承座(用来固定)

方案的不足:此方案只是考虑了利用蜗轮蜗杆作为传动系统,忽略了蜗轮蜗杆的操作结果,其实蜗轮蜗杆的连接只是相当于两个锥形齿轮连接的作用,只能将旋转运动变换方向,不能将旋转运动变为直线运动。

2、方案二

方案二在方案一的基础上增加了一个传动结构,使蜗轮蜗杆部分的传动能转化成最终需要的直线运动。

改动的部分如下图所示:

图示中的传动结构为三角形的结构,便于稳定,当蜗轮作圆周运动的时候,固定于蜗轮之上的传动结构将涡轮的圆周运动转化为工件的直线运动。

方案的不足:作为实验室或个人使用的小型磨削装置,本方案设计的装置过于复杂,有悖于题目中的简易的概念。

3、方案三

在本方案中,我们将轴向进给运动改为人工手动,只是在旋转运动的方面用到电机驱动。既使装置简单易操作,又使整体的装置大大的减少了生产成本。

以下是改进的方案:

1-连接轴;2-联轴器;3,11-轴承座;4,5-固定工件结构;6-轴向进给滑动夹持机构;7-螺杆;8-转动手柄;9-带螺纹的固定支架;10-弹簧伸缩的型腔

二、最终的确定方案

方案三即最终的确定方案,下面是本次设计方案的solidworks 整体装配图:

三、本次设计的参数

题目中所给的参数:轴向旋转速度50~100r/min,轴向定位刚度为5~100N/mm,轴向调整行程50mm,适应最大直径30mm。

本次设计按照所给的参数进行设计,各零件、装置的尺寸合理的选取,材料统一选取45号钢,经校核符合要求,省略了校核和计算的过程。

四、控制系统的设计

1、电机的选取

1)步进电机转矩的选择

m N ?=??

?34.0280

98

.001.01055.96

所以选择20、28、35、39、42规格的电机。 2)电机转速为280r/min

属于低转速,本系统中对电机转速要求不高,因此选用电感在几MH 左右,电阻适中的电机即可。

3)步进电机空载启动频率

转速在280r/min 左右,所以不需要加速启动,因此可选择永磁式或反应式电机。

4)步进电机相数选择

因为该系统要求精度较高,振动较小,所以电机步距角越小越好,综合各种因素,选用二相电机。

根据以上四点的要求,选择42BYGH412型号的电机。 下表是42BYGH412二相混合式步进电机的各项参数:

矩频特性曲线图:

2、驱动器的选取

1) 根据电机的可配驱动器,选取MS-2H057M 型号的电机驱动器,下表是驱动器的各项参数:

2) MS 系列驱动器主要功能

)

(HZ f

3) 驱动器输出电流设定

每一种型号驱动器都有16档输出电流可选,由驱动器上的拨位开关的第7、8、9、10位设定,驱动器输出正弦电流给电机,二相驱动器的输出电流以正弦波峰值标称,三相驱动器的输出电流以正弦波有效值标称。四位拨位开关的每一位在使能状态(=1)代表一个电流值(见下表),在非使能状态(=0)代表“0",四位开关加在一起就是驱动器的输出电流。

一般设定方法是(以MS-2H057M型,要求输出2.1A为例):从最高位(第7位)开始,第7位代表1.6A,因为2.1A>1.6A,所以第7位应使能,置1。还剩2.1A-1.6A=0.5A未设置,第8位代表0.8A,因为0.5A<0.8A,所以第8位应非使能,置0。依次类推,最后开关应设置为1010状态,代表1.6+0.4=2.0A输出电流,此例设定误差0.1A。

3、DC-DC电源模块的选择(24-5V)

DW2-5系列变换器是一种薄型宽输入电压范围,2W-5W输出功率的隔离直流-直流变换器,输入电压分为 4.5~9.0V,9~18V,18~36V,36~72VDC,输出分单路、双路、主要应用于工业计算机、自动控制、测量仪器仪表以及其他需要抗干扰电场场合。

技术参数如下:

1)输出特性

打磨工具选型基础

第一部分打磨工具选型 根据打磨项目选择对应的打磨速度,然后在转速尺寸表中选择对应的工具尺寸,以及根据对应转数选择电机。http://fanyi.baidu./?aldtype=85 - ## 项目圆速度http://fanyi.baidu./?aldtype=85 - ## Grinding (磨削) approx(大约)30m/sec 30米/秒 Deburring dry (干式去毛刺) approx(大约)15m/sec 15米/秒 Deburring wet(湿式去毛刺) approx(大约)25m/sec 25米/秒 Satinizing(磨褪处理,打磨处理)approx(大约)15m/sec 15米/秒 Polishing of metals(金属抛光)approx(大约)36m/sec 36米/秒 Polishing of metals with pronounced contours(sanitary fittings)对有明显棱角的金属工件进行抛光,如卫浴配件。 approx(大约)15-25m/sec 15-25米/秒Synthetic materials,varnishes and wood (合成材料、油漆和木材) approx(大约)15m/sec 15米/秒

第二部分工艺 针对不同材料的打磨对象,磨料耗材的选择普通磨料磨具的选择与使用 磨削过程就是磨具中的磨粒对工件的切削过程。选择磨具就是要充分利用磨粒的切削能力去克服工件材料的物理力学性能产生的抗力。由于磨具的品种规格繁多,而每一种磨具都不是万能的切削工具,只有一定的适用围。因此对每一种磨削工作,都必须适当选择磨具的特性参数,才能达到良好的磨削效果。磨具特性主要包括磨粒、粒度、硬度、结合剂、组织、形状和尺寸。这里从磨具特性面叙述选择磨具的一般原则。 一.磨料的选择 磨料种类很多,其选择原则与被加工材料物理力学性能直接关系。一般来说,磨削抗拉强度较高的工件材料时,选择韧性较大的刚玉类磨料为宜,磨削抗拉强度低的工件材料,则以选择脆性较大而硬度较高的碳化硅类磨料为宜。部分材料的抗拉强度值与选用的磨料如表一。

砂轮修整的四种方法【金刚石滚轮修整器】

砂轮修整的四种方法【金刚石滚轮修整器】 用修整工具将砂轮修整成形或修去磨钝的表层,以恢复工作面的磨削性能和正确的几何形状的操作过程。及时而正确地修整砂轮,是提高磨削效率和保证磨削质量不可缺少的重要环节。砂轮修整一般有车削、用金刚石滚轮、磨削和滚轧等方法。 单点金刚石笔HNT金刚石滚轮 1、车削修整法:以单颗粒金刚石(或以细碎金刚石制成的金刚笔)作为刀具车削砂轮,是应用最普遍的修整方法。安装在刀架上的金刚石刀具通常在垂直和水平两个方向各倾斜约5°~15°,金刚石与砂轮的接触点应低于砂轮轴线0.5~2毫米,修整时金刚石并作均匀的低速进给移动。要求磨削后的表面粗糙度越小,则进给速度应越低,如要达到Ra0.16~0.04微米的表面粗糙度,修整进给速度应低于50毫米/分。修整总量一般为单面0.1毫米左右,往复修整多次。粗修的切深每次为0.01~0.03毫米,精修则小于0.01毫米。 单点金刚石笔所用的金刚石颗粒有天然金刚石和人造金刚石之分,直径有10分、15分、20分、25分、30分、35分、40分、50分。但目前市场较杂,价格参差不齐,同时随着金刚石修整滚轮的出现,正在逐渐被替代。

2、HNT金刚石滚轮修整法:采用电镀或粉末冶金等方法把大量金刚石颗粒镶嵌在钢质滚轮表面制成的HNT金刚石滚轮,以一定转速旋转(借以降低滚轮与砂轮的相对速度),对高速旋转的砂轮表面产生磨削和辗压作用,使砂轮获得与滚轮型面吻合的锋利工作表面。HNT金刚石滚轮制造复杂,造价高,但经久耐用,修整效率高,适于在大批量生产中修整磨削特殊成形表面(如螺纹、齿轮和涡轮叶片榫齿等)的砂轮。 HNT金刚石修整滚轮的优势 (1)操作简单,修整效率高,使用寿命长,质量稳定; (2)可修整出其他修整方法无法完成的复杂形面砂轮,表面质量和精度稳定; (3)金刚石修整滚轮的角度对称性公差控制在0.5度,圆弧最小公差保证在2μm以内; (4)金刚石滚轮大幅缩短了修整时间,生产效率提高,机械设备的磨损程度减少; (5)HNT金刚石修整滚轮能实现工厂自动化,修整器浇花频率非常低,降低操作人员的负担。 3、砂轮磨削修整法:采用低速回转的超硬级碳化硅砂轮与高速旋转的砂轮对磨,以达到修整的目的。

微细超声加工的发展及应用

微细超声加工的发展现状及应用 摘要:对微细超声加工的加工原理、材料去除机理和特点进行了阐述,重点在于对国内外微细超声加工的发展和应用进行总结和举例,包括旋转超声加工、成形加工和分层扫描超声加工及微细超声复合加工,最后总结了微细超声加工未来发展趋势 关键词:微细超声加工;旋转超声加工;成形加工;分层扫描;微细超声复合加工 Current Situation and application of micro ultrasonic machining Abstract:Through describing the machining principle、material removal mechanism and characteristics of micro-ultrasonic machining, this paper emphasize on the development and application of micro ultrasonic machining at home and abroad. And the application includes rotary ultrasonic machining, molding process and layered scanning ultrasonic machining and micro-ultrasonic composite processing. Finally the future development trend of micro ultrasonic machining is summarized. Key words:micro-ultrasonic machining rotary ultrasonic machining molding process layered scanning micro-ultrasonic composite processing 前言 科技的日新月异不仅对材料的性能提出了更高的要求,同时对具有微小特征的精密零件有了越来越多的需求。尤其在电子、光学、医疗、生物科技、通信以及航天等领域,零件的小型化和精密化已经成为当前的发展趋势[1,2]。随着微机械(Micro Electro Mechanical System)技术的发展,高新技术产品呈现微型化、精确化,晶体硅、陶瓷和光学玻璃等非金属材料得到广泛应用,微细加工成为现代制造技术重要的发展方向。 MEMs技术具有集成度高、便于大批量生产等优点。但是这种方法难以加工具有特殊性质的金属材料,例如一些极限作业环境下所要求的高强度、高韧性、耐磨、耐高温、抗疲劳等性能的材料。微细切削与某些特种加工相比,生产率高、容易保证加工精度。但是,这类加工方法都存在宏观切削力,而且不能加工比刀具硬的材料。 特种加工方法采用各种物理、化学及其各种理化效应,直接去除材料以达到所要求的形状和尺寸。它们多属于非接触加工,一般没有宏观切削力作用。因此它们在加工微小尺度的零件时具有独特的优越性。目前适合硬脆材料的材料加工手段有光刻加工、电火花加工、激光加工和超声加工等特种加工技术。但是对于晶体硅和陶瓷等非金属材料,材料本身不导电,所以无法用电火花和电化学等方法加工;材料的耐高温和导热性不好,激光加工时加工区域会受热影响作用而开裂;光刻加工虽然可以加工非金属材料同时不受导热性的影响,但是在加工高深径比和复杂三维型腔时难度依然很大。而超声波加工既不受材料导电性和导热性的限制,又可以加工出深径比很大且形状复杂的三维型腔,尤其适用于硬脆性材料的加工。所以超声加工在加工陶瓷和半导体硅等非金属硬脆材料上有得天独厚的优势。随着压电材料及电子技术的发展,微细超声、旋转超声、超声复合等加工技术成为了当前超声加工研究的热点。 1微细超声加工的特点和原理 声波是人耳能感受的一种纵波,频率在16Hz-16kHz。“超声波”,用来描述频率高于人

打磨工艺规范66597

打磨工艺规范 一、打磨设备 1.角磨机 2.直磨机 二、操作规程 1. 打磨前准备: 工作前应检查砂轮有无损坏,防护装置是否完好;试机,并进行调整,确保砂轮无抖动现象。 戴好口罩和护目镜,穿好工作防护服。 打磨前必须确保工件表面无其他杂物,发现有表面缺陷等应先补焊后再打磨。 进行首件打磨,检查是否符合打磨要求,并经质检或主管确认无误,方可开始批量作业。 2.操作规范 安装砂轮时,必须核对砂轮允许的最高转速是否与主轴转速相适应。 需打磨的产品应放置平稳,小件需加以固定,以免在打磨过程中产品位移而导致加工缺陷。

正确使用打磨工具,及时检查和更换磨损严重的砂轮磨片。 打磨时应紧握打磨工具,砂轮片与工作面保持5-15°,循序渐进(A→B),不得用力过猛而导致表面凹陷。 在打磨过程中发现产品表面有气孔,夹渣,裂纹等现象时应及时通知电焊工补焊。 打磨结束后需进行自检,打磨区域应无明显的磨纹和凹陷,周边无焊接飞溅物,符合产品设计和工艺要求。产品应归类存放,堆放整齐有序。 三、打磨工艺规范及技术要求 1. 焊前打磨 打磨范围:全部焊缝两侧20~50mm 操作方法:打磨焊缝时用安装了不锈钢刷的直柄打磨机沿焊缝方向进行打磨;多层焊接时,每焊完一层需打磨去除不规则的焊缝、飞溅、氧化层,保证焊接平滑过渡 技术要求:打磨出金属光泽,保证焊接区域无氧化膜,打磨纹路与焊缝方向平行且均匀、打磨深度不超过母材厚度的5%为标准。 2. 焊缝余高的打磨 打磨范围:焊缝两侧各20-50mm的区域。 操作方法:角磨机工作时要与被打磨面平行,使焊缝余高被去除;当焊缝有凹陷时以不伤母材为标准,严禁用千叶片端部斜铲被打磨面、不得用力过猛而导致表面凹陷。 技术要求:被打磨表面要求平滑;不伤母材,以母材的被去除量不超过5%为标准;被打磨部分表面纹路要求一致,沿焊缝方向,严禁无规律打磨。

小型超声波切割机毕业设计翻译中文

利用旋转超声加工技术加工陶器 旋转超声加工技术为陶瓷和玻璃的加工应用上提供快速的高质量的加工途径。 旋转超声加工技术是一种混合了利用钻石磨削超声机械来切削材料的工艺,和那些单独利用钻石磨削或者超声加工技术相比,它可以提供一个更高的材料切削速率。通过利用钙、铝、硅酸盐和稳定的氧化镁、氧化锆来做实验可以得出在同样的条件下利用旋转超声加工技术加工材料的切削速率是利用惯例的磨削加工工艺的六到十倍,是超声加工技术的十倍。利用旋转超声加工技术来打很深的洞比超声加工技术更容易,而且洞的精确性更高。这种工艺的其他好处包括有一个更好的表面光洁度和刀具所受到的压力也会更小。 图1 在超声加工中,刀具的形状正好和工件表面的洞或腔的形状一致,在两万赫兹的高速频率中摆动,利用一个恒定的压力插入工件表面(见图1)。在刀尖和工件表面加上一种由水和小磨粒组成的磨粉浆。当磨粒悬浮在刀具和工件表面的

泥浆中时,工件表面的材料被切削掉了,利用震动刀具往下走来作用在工件表面。 图2 在旋转超声加工中,当机器的轴在一个恒定的压力下被动的靠近工件表面是,一个用金属黏合带腐蚀性的钻石做成的空心旋转钻头在轴向做超声震动(见图2)。空心的钻头中喷出冷却液冲走切削垃圾,同时防止切削垃圾干扰钻头,并且让它冷却。通过刀具上直接黏合的腐蚀物,并且结合同时发生的转动和震动,旋转超声加工技术为多种玻璃和陶瓷生产应用提供了一个更快,更高质量的加工途径。 旋转超声加工的历史 尽管超声加工的原理在1927年被认识到,超声加工技术的第一次使用没有在工业文明中被描述直到1940年。自从那是以后,超声加工被引起很大的注意,并被运用在工业中相对很大的领域。在1953年到1954年,第一代超声加工工具的发明,很大程度上是依据钻头和压磨机。到1960年,可以看到各种类型和尺寸的超声加工工具运用在各种运用上,同时很多模型开始进行批量生产。 在陶瓷的应用中,超声加工和普通机械加工相比有很多的优势。导体和绝缘体材料都可以被加工,同时加工复杂的三维立体外形可以像加工简单的外形一样

大型齿轮磨削装备的关键技术

基金项目:国家科技重大专项(2014ZX04001-191);秦川机床工具集团股份公司科研项目(科研工作令2014G-科研-035号)收稿日期:2016年1月 大型齿轮磨削装备的关键技术 郭召 秦川机床工具集团股份公司  引言 目前,我国正在大力发展海洋资源勘探装备、大型舰艇、风电、核电、高速机车、航空航天、军工、大型工程机械等新兴产业。这些行业要求齿轮传动在高速、重载、冲击多变及恶劣工况下具有高可靠性、长寿命、高传动效率和低噪音的工作性能。大型、高精度硬齿面齿轮是重型机械传动行业中关键的动力传动元件,这些行业的快速发展造成对大型齿轮磨削装备的需求扩大。  大型磨齿装备概况 传统的大型齿轮精密磨削加工多采用锥面砂轮磨齿机展成磨削,砂轮和工件齿面为点接触,工件分度运动采用蜗轮副单齿分度,加工效率低,上世纪90年代逐渐被淘汰。德国KAPP公司在20世纪80年代初,开发了应用CBN砂轮的成形磨齿机,由于CBN砂轮万能性差,制造价格昂贵,没有得到普及推广。到2 0世纪90年代末期,随着计算机技术及数控技术发展成熟,德国NILES及Pfauter、意大利Sampustensili等多家公司相继推出应用可修整普通砂轮的数控成形砂轮磨齿机。机床操作界面实现人机对话,用户仅需输入磨削齿轮参数,即可完成成形砂轮截形计算及修整,实现工件自动循环磨削。 近年来,大型数控成形磨齿机发展呈现出以下特点:机床集成了在机测量、磨削自动对刀、磨削余量自动分配、磨削状态实时监测、砂轮在机动平衡等先进技术,机床加工精度达到GB/T10095.1-20083级精度,更符合大型、精密齿轮的加工需求。主要的齿轮机床制造商均针对大型齿轮的加工提出各自的解决方案。 (1)德国KAPP-NILES 德国卡帕集团拥有ZE系列、ZP系列、ZPI系列、ZPB系列多款大型磨齿机,为用户提供大型齿轮加工方案。齿轮最大加工直径8m,最大模数 40mm。NILES磨齿机的特点是采用模块化设计,加工直径1 m齿轮的机床与加工直径8m齿轮的机床采用同一磨削功能模块,仅在机床转台和床身长度上有区分。机床基础大件采用球墨铸铁浇铸,相比传统灰铸铁,大幅提升刚性。 (2)德国霍夫勒 霍夫勒公司是德国第二家大型磨齿机制造商,开发了R APID系列、RAPID—MFM系列和RAPID—AI系列大型磨齿机,最大加工直径6m,最大模数50mm。特点在于机床床身、立柱等基础大件采用矿物铸件制造,吸振性、热稳定性性能优越。机床采用直线电机驱动,响应快,无磨损,精度保持性好。机床回转轴采用力矩电机直接驱动,尤其是在机床磨削角控制轴率先采用了力矩电机直驱技术。 (3)美国Gleason-Pfauter 格里森公司以生产螺旋伞齿轮加工设备著称,和德国Pfauter公司联合后,充分吸收Pfauter公司在大型精密滚齿机方面的丰富经验,结合自身在齿轮磨削技术方面的积累,开发了P系列大型磨齿机。双齿面无扭曲磨削工艺可减少50%的精加工时间,独特的新优化磨削(OPTIGRIND)技术可同时使用三个或更多的砂轮,以替代单片砂轮,效率、精度、表面质量兼顾。 (4)意大利桑普 意大利桑普坦斯利公司推出了HG系列大型磨齿机,将滚齿及磨齿进行复合。在一台机床上,可以实现粗、精加工。机床配备自动换刀装置,实现滚刀与砂轮的自动切换。 (5)中国秦川 国内大型磨齿装备研发起步较晚,秦川机床厂在2000年开始研制数控成形磨齿机,2004年推出第一款大型数控磨齿机YK73125,十多年来开发了YK7363、YK7380/A、YK73100、YK73125/A、YK73200、YK73400、YK75200系列大规格数控成形磨齿机,形成了系列化产品,产品销售100多台,解决了我国重型机械传动的关键动力元件加工问题, 提高了大型、高速、重载硬齿面齿轮磨削精度,实现了高速、重载、平稳、高寿命传动。 0 8工具技术

金刚石工具分类及属性

金刚石工具的分类及属性 Diamond Tools 金刚石工具是指用结合剂把金刚石(一般指人造金刚石)或者立方氮化硼制作成一定形状、结构、尺寸,并用于加工的工具产品。金刚石工具如果按照用途分,可以分为金刚石磨削工具、金刚石锯切工具、金刚石刀具、金刚石钻探工具、修整工具和拉丝模等。在上一篇《超硬磨具的分类及属性》中,这里把超硬磨具也就是金刚石磨削工具独立出来了,其余的归入本分类中。以下是详细的分类及属性。

如图1所示,金刚石工具目前在这里被分为9个二级分类和24个三级分类。针对产品数量众多的产品,比如金刚石锯片和,金刚石绳锯、线锯和金刚石刀具等添加了属性,对于数量少的目前只给出了商标和型号两个属性,具体如下: 一、Diamond Saw Blades 金刚石锯片 金刚石锯片一般是指金刚石圆锯片(Circular Saw Blades ),但金刚石带锯(Band Saw

Blades )和金刚石排锯(Gang Saw Blades )也应归属于金刚石锯片。金刚石锯片是一种切割工具,广泛应用于石材,陶瓷等硬脆材料的加工。金刚石锯片主要由两部分组成;基体与刀头。基体是粘结刀头的主要支撑部分,而刀头则是在使用过程中起切割的部分。金刚石锯片可以按照工艺分,也可按照外观或者应用分类。在本文,这些被作为属性来定义一款金刚石锯片。 Style 外观:Continuous Rim 连续式、Contour Blade 轮廓切割、Ring Saw 环锯片、Segmented 节块式、Turbo 涡轮形、Tuck Point 开槽片、Other; Weld Type 工艺:Sintered 烧结、Brazed 焊接、Laser Brazed 激光焊接、Electroplated 电镀、Other; Diameter 直径:收集了100mm-900mm的常见金刚石锯片直径供用户选择;Sawing Condition 应用环境:Dry 干切、Wet 湿切、Wet / Dry 干湿两用;Concentration 浓度:200%、150%、125%、100%、75%、50%、25% Materials Sawed 应用材料:Asphalt 沥青、Brick 砖块、Concrete 混凝土、Granite 花岗岩、Glass 玻璃、Marble 大理石、Porcelain 瓷器、Refractory 耐火材料、Stone 石头、Slate 石板、Tile 瓷砖、Universal 通用、Other 应用材料属性可以让供应商选择多个,但我们不建议每次都全选,可以根据实际情况选择,如果适用于多种材料,建议直接选择Universal 通用。 金刚石带锯和排锯目前没有太多的属性,我们会根据情况增加。 二、Diamond Wire 金刚石绳锯、线锯 金刚石绳锯和金刚石线锯的英语都是Diamond Wire,金刚石绳锯一般用于花岗岩、大理石等石材或是混凝土的切割;金刚石线锯也称为金刚线,是指利用电镀工艺或树脂结合的方法,将金刚石磨料固定在金属丝上。线锯一般用于晶体,比如单晶硅硅棒、蓝宝石晶棒开方

20CrMnTi齿轮端面磨削裂纹原因分析

徐州科源液压股份有限公司生产的合金钢齿轮,表层经渗碳淬火硬化后,在磨齿轮端面时发现裂纹、剥落及烧伤痕迹。根据齿轮渗碳层金相组织的显微分析,可以看出组织为马氏体、残余奥氏体和碳化物。其中,残余奥氏体含量(体积分数)约在30%,碳化物级别为3级。按照《JB/T6141.3-1992重载齿轮渗碳金相检验》标准评判,此金相组织为4级,残余奥氏体含量较高,致使磨削时组织转变量较多,表面应力较大,存在磨削裂纹潜在危险。1显微组织观察与显微硬度测试1.1显微组织分析 根据齿轮心部的显微分析,看到组织为板条状马氏体。 根据表面组织的显微分析, 可以看出磨削平面表层为一较薄的亮层,次表层为颜色较暗的回火层。再往里才过渡到低温回火处理的正常组织。组织分布说明,零件磨削过程中,表层已被加热到奥氏体温度,因未经回火,质地坚硬,难以腐蚀,故在金相试样上呈白亮层。白亮层为二次淬火形成的马氏体组织。该组织的形成是由于磨削区磨削进给量非常大或冷却不足时, 磨削区的温度非常高,达到了奥氏体化临界温度以上,随后冷却时形成了淬火马氏体组织。此时,组织变化造成体积比随之变化,产生了压应力。次表层温度虽也较高, 但在相变温度下却高于低温回火温度,故在磨削过程中继续回火转变,成为回火索氏体和回火屈氏体。该组织容易接受腐蚀, 在金相试样上呈暗黑色,受磨削热的影响,温度可达到200~500℃,致使残留奥氏体转变生成马氏体。这一转变使体积比增大,在工件内部产生相变应力,再加上砂轮磨削工件时所造成的撕裂应力,造成磨削裂纹。1.2硬度及渗碳层深度检测 切割制样,对截面试样进行硬度检测,即在垂直于磨削平面的深度上测其显微硬度。根据测量结果,表面白亮层硬度很高;次层的低硬度与回火温度相对应;往内部的低温回火过渡时,硬度却又升高,并在一定深度范围内保持一定值;直到超过渗碳层后,硬度值逐渐下降。金相法测得渗碳层深1.2~1.4mm ,符合技术要求。1.3裂纹微观形貌 磨削裂纹断面清洁而无氧化色, 呈脆性形态的断口形貌。显微观察磨削裂纹深度较浅(0.2~0.4mm )并沿晶发展,尾部较细尖,裂纹在次表层分叉。2综合分析 由上述显微组织观察结果与显微硬度测试结果的一致性可判断,此批齿轮磨削时产生了磨削裂纹和浅层剥离,属于典型的磨削开裂。 磨削裂纹是磨削拉应力超过材料断裂强度所致。砂轮的切削是利用砂轮中许多多角形的砂粒形成很多小刀,和工件接触时进行摩擦切削。切削过程中, 刀刃(砂粒)前面的金属受到挤压和撕裂,刀刃后面的金属与砂轮的剧烈摩擦使晶粒受拉和滑移,因而引起金属的弹性与塑性变形。当切削作用停止后,金属表层在弹性变形力的作用下力求恢复原位,因此出现平行磨削轨迹的拉伸应力,但磨削裂纹的形成不仅与磨削条件和工艺有关,还与材质、热处理不良等因素有密切关系。2.1磨削工艺的影响 磨削加工工艺参数对磨削烧伤和裂纹的产生具有决定性作用。磨削时,由于金属的塑性变形以及砂轮与工件的剧烈摩擦,使磨削所消耗的80%的功变成热量。大部分的热量导入工件表面,可以使表面瞬时温度达到800~1000℃,严重时甚至可使表面呈金属融化状态。这种高温势必引起工件表面层组织和性能的改变。磨削变热的特点是瞬间(约0.01s )快速升温,形成很陡的温度梯度,随即又以800~1000℃/s 的速度冷却。受热后表层金属体积膨胀,但受到内层冷金属的制约,引起塑性变形方式缓解,因此产生残余拉应力。温度越高,金属导热性越差;温度梯度越陡,则热应力越大。所以,选择合理的磨削工艺参数尤为重要。 (1)磨削深度的影响。增加磨削深度,单颗粒的切削厚度增大,同时参与切削的磨粒数也增多。因此,在磨削过程中磨削力增大、产生热量增多,导致磨削表面及表层内的温度增加,且受到回火作用的程度与深度也增加。因此,磨削深度的增加加大了工件被烧伤的程度和裂纹的形成。所以,必须严格控制磨削深度, 尤其是硬度较高的工件。(2)砂轮切削速度的影响。提高砂轮切削速度或增大 20CrMnTi 齿轮端面磨削裂纹原因分析 郁 静 (徐州科源液压股份有限公司, 徐州221116)摘要:合金钢表层经渗碳、氮化等硬化的零件,在磨加工时较易发生表面磨削损伤。磨削损伤主要指磨削 烧伤和磨削裂纹。磨削烧伤和磨削裂纹的存在,严重降低了零件的使用寿命,是不允许存在的缺陷。本文将重点讨论在实际生产过程中对该类缺陷的原因分析和排查, 并提出相应的解决措施。关键词:20CrMnTi 合金钢齿轮磨削裂纹 工艺与装备 135

金刚石磨具磨料简介

金刚石磨具磨料简介 THE DATA OF SUPER ABRASIVES 超硬磨料包含了天然金刚石, 人造金刚石及CBN. 根据加工对象的不同, 磨料的选择各有侧重. 常兴根据多年的实践经验, 在同客户充分交流的基础上, 依据客户加工产品的不同, 为客户选择最适合的金刚石工具. The super abrasives include Natural Diamond, Synthetic Diamond and CBN. Based on different work pieces, the choice of abrasives also needs discretion.

结合剂简介 THE DATA OF BONDS 磨料是通过结合剂粘合到基体上从而制成磨具, 通常的结合剂有电镀, 树脂, 金属和陶瓷. Generally, the Bonds include Electroplate, Resin Bond, Metal Bond and Vitrified Bond. 电镀金刚石工具可直接使用. 其他的结合剂工具, 在使用前,通常需要一道额外的研磨工序, 以使金刚石能更加锋利, 我们通常称之为”开刃” With the exception of the electroplated bond, the abrasives do not protrude from the bond after manufacture. The other bonds have to be broken back by an additional process in order to create a protrusion. This generally achieved by means of dressing with a silicon carbide wheel.

超声磨削装置设计

学校代码: 本科毕业设计题目:超声磨削装置设计 学院: 姓名: 学号: 专业: 年级: 指导教师:

摘要 旋转超声磨削是在传统机械磨削的基础上,将超声振动加入到磨削工具上的一种新型的复合加工方法。该方法不仅保留了传统机械磨削的一些优良特性,又因加入超声振动后,能较大地提高加工效率,有效地改善工程陶瓷、复合材料等难加工材料磨削表面质量。本文旨在研制出旋转超声磨削装置,该装置能以附件的形式安装在数控机床上或普通机床上,进行常见表面、甚至一些较复杂型面的旋转超声磨削加工。 关键词:旋转超声磨削,工程陶瓷,碳刷,

ultrasonic machining design Abstract:Rotary ultrasonic grinding (RUG) is a new machining method which integrates rotary movement of traditional grinding with ultrasonic oscillation. This method can keep down some excellent grinding characters of Mechanical grinding, greatly enhance process rate and effectively improve the effect of grinding surface of difficult-to-cut materials (stainless steel and composite material and the like). The aim of this paper is that we design and manufacture the grinding device of rotary ultrasonic machining, This device can be installed on numerical control machine or common machine tool as an accessory and can carry out rotary ultrasonic grinding for usual surface and even some complicated surface. Keyword:rotary ultrasonic grinding, engineering chinaware, carbon brush,

齿轮磨削

齿轮加工机床的效率、精度、性能等方面介绍 来源:机械专家网发布时间:2009-11-20 机械专家网 随着科学技术和经济的发展,齿轮加工业对于齿轮加工机床的性能要求不断提高,反之,齿轮加工机床制造业对于齿轮加工又具有导向作用,形成有机的联动发展。为此,一批能适应社会科技和经济发展节拍的新产品应运而生;反之,则被淘汰。这在齿轮磨床制造业中尤为突出。像瑞士马格公司(Magg)七十余年来一直以其生产的碟形双砂轮磨齿机在国际市场独显风采,作为磨齿机中最高精度的代表产品,采用展成磨削原理,及其它技术措施,可磨削出三级以上精度的齿轮。但是,马格磨齿机亦有不足之处,主要是:效率低展成磨削为点接触加上碟形砂轮自身强度、刚度限制,不能作深切或强力磨削;生产成本高所需的特殊附件多,如缺口分度板齿数须和工件齿数相匹配,工作基圆要与滚圆盘的直径一致等,工作种类愈多,所需附件愈多。为此,这家世界闻名、历史悠久的公司,于八十年代末被瑞士奥立康公司(Oerllkon)兼并。 国内曾研制出Y7032A、Y7063A、Y7160等碟形双砂轮磨齿机,其中原秦川机床厂制造的Y7032A,其主要性能均达到马格公司同类产品SD-32-X碟形双砂轮磨齿机水平,荣获国家科技进步一等奖。但是,由于高效蜗杆砂轮磨齿机制造技术的成熟应用,碟形双砂轮磨齿机的市场占有率逐年缩小。 从马格公司被兼并的现实,留给人们思考的是两个字:“效率”。效率是物质能量的反映,是生命力的象征。为此,自七十年代末至今,国内外磨齿机发展趋势,一直以高效率、高精度为追求目标。 根据国内外资料介绍,提高磨齿机效率、精度、性能等方面,着重从三个方面入手:一是采用CNC技术;二是采用新型磨削材料CBN砂轮;三是采用新的磨削原理,目前重点集中在蜗杆砂轮和成型砂轮磨削两大类技术上。 --蜗杆砂轮磨齿机-- 随着CNC技术的发展和蜗杆砂轮及成型砂轮磨削技术的日益成熟,其加工精度已经赶上原马格磨齿机水平,而生产效率远高于Magg磨齿机,已为市场和专家公认,近年来占有绝大部分的市场。其中蜗杆砂轮磨齿机的生产效率又高于成型磨齿机,且技术成熟较早,所以市场份额就更大一些。国际上代表当今蜗杆砂轮磨齿机制造水平的首推瑞士莱斯豪尔公司(Reishaue),其代表产品有:NZA、AZA、RZ300E、RZ301S、RZ362、RZ801、RZ820等型号蜗杆砂轮磨齿机。其他制造厂商主要有:美国格里森公司的TAG400、匈牙利Cepel公司的FKP-362-10、PCG326-10PLC等,日本Kashifuji公司的KF200、OKMOTO公司的SHG400,中国秦川公司的YE7232、YK7232、YK7250等型号产品及上海机床厂的YKA7232。 表一:国内外同类蜗杆砂轮磨齿机主要性能、特点对照表 型号瑞士中国秦川匈牙利FKP

打磨工具选型基础

Grinding (磨削) approx (大约)30m/sec 30 米/秒 Deburring dry ( 干式去毛刺) approx (大约) 15m/sec 15 米/秒 Deburring wet ( 湿式去毛刺) approx (大约) 25m/sec 25 米/秒 Satinizing (磨褪处理,打磨处理) approx (大约) 15m/sec 15 米/秒 Polishing of metals (金属抛光) approx (大约) 36m/sec 36 米/秒 Polishing of metals with pronounced contours (sanitary fittings 抛光,如卫浴配件 approx (大约)15-25m/sec 15-25 米 / 秒 Synthetic materials,varnishes and wood (合成材料、油漆和木材) approx (大约)15m/sec 15 米/秒 第一部分打磨工具选型 根据打磨项目选择对应的打磨速度,然后在转速尺寸表中选择对应的工具尺寸,以及根据对应转数选 择电机 圆周速度 项目 )对有明显棱角的金属工件进行 速度转速尺寸表(转速尺寸表)

第二部分工艺 针对不同材料的打磨对象,磨料耗材的选择 普通磨料磨具的选择与使用 磨削过程就是磨具中的磨粒对工件的切削过程。选择磨具就是要充分利用磨粒的切削能力去克服工件材料的物理力学性能产生的抗力。由于磨具的品种规格 繁多,而每一种磨具都不是万能的切削工具,只有一定的适用围。因此对每一种磨削工作,都必须适当选择磨具的特性参数,才能达到良好的磨削效果。磨具特性主要包括磨粒、粒度、硬度、结合剂、组织、形状和尺寸。这里从磨具特性方面叙述选择磨具的一般原则。 一.磨料的选择 磨料种类很多,其选择原则与被加工材料物理力学性能直接关系。一般来说, 磨削抗拉强度较高的工件材料时,选择韧性较大的刚玉类磨料为宜,磨削抗拉强度低的工件材料,则以选择脆性较大而硬度较高的碳化硅类磨料为宜。部分材料的抗拉强度值与选用的磨料如表一。

超声磨削装置结构设计

超声磨削装置 摘要 带有旋转的超声磨削加工是在原有机械加工磨削的根本原理上,将超声加工的振动和磨削器械混合到一起的新型式加工的方法。该方式保存了原有机械磨削的某些好的特点,有了超声振动的参与,能极大地提升加工时的工作效率,更能对难加工材料磨削表面质量有所改善。这篇论文的意义是研究出旋转超声磨削装置结构,使用这个装置从事一些加工实验。全文主要内容概括如下: 探讨分析旋转超声磨削机构这个装置,材料如何除去的原理。这个装置中去除材料的原理有相同时间具备冲击(磨具上的磨粒对工作件表面的高快速撞击)和磨蚀(旋转的磨削加工工具和进给中的运动可以变为模型化为磨削加工的过程)的作用。 研究并制作一种新型式的旋转超声磨削装置。该结构装置能安装在不同种类的机床上,进行旋转超声磨削加工对常规表面和某些较多样型面的材料。 关键词超声加工意义;旋转超声磨削;结构设计与校核

Ultrasonic grinding device Abstract Rotary ultrasonic grinding is a new machining method that combines ultrasonic vibration with grinding tools in the basic principle of the original mechanical grinding. This method saves some of the good features of the original mechanical grinding. With the participation of ultrasonic vibration, it can greatly improve the working efficiency and improve the quality of the grinding surface of difficult to machine materials. The significance of this paper is to study the structure of a rotating ultrasonic grinding device and to do some machining experiments with this device. The main contents are summarized as follows: The principle of how to remove material of rotary ultrasonic grinding mechanism is discussed. The material removal principle of this device in the same time (with the impact of abrasive abrasive on the work piece surface high impact and abrasion (fast) rotating grinding tool and feed movement in can be modeled as process of grinding) role. A new type of rotary ultrasonic grinding device is studied and fabricated. The structure can be installed on different kinds of machine tools, and rotary ultrasonic grinding is applied to conventional surfaces and some kinds of materials with various shapes. Keywords Ultrasound processing significance,Rotate ultrasound grind,Structure design and checking

打磨工艺规范修订稿

打磨工艺规范 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

打磨工艺规范 一、打磨设备 1.角磨机 2.直磨机 二、操作规程 1. 打磨前准备: 工作前应检查砂轮有无损坏,防护装置是否完好;试机,并进行调整,确保砂轮无抖动现象。 戴好口罩和护目镜,穿好工作防护服。 打磨前必须确保工件表面无其他杂物,发现有表面缺陷等应先补焊后再打磨。 进行首件打磨,检查是否符合打磨要求,并经质检或主管确认无误,方可开始批量作业。

2.操作规范 安装砂轮时,必须核对砂轮允许的最高转速是否与主轴转速相适应。 需打磨的产品应放置平稳,小件需加以固定,以免在打磨过程中产品位移而导致加工缺陷。正确使用打磨工具,及时检查和更换磨损严重的砂轮磨片。 打磨时应紧握打磨工具,砂轮片与工作面保持5-15°,循序渐进(A→B),不得用力过 猛而导致表面凹陷。 在打磨过程中发现产品表面有气孔,夹渣,裂纹等现象时应及时通知电焊工补焊。 打磨结束后需进行自检,打磨区域应无明显的磨纹和凹陷,周边无焊接飞溅物,符合产品设计和工艺要求。产品应归类存放,堆放整齐有序。 三、打磨工艺规范及技术要求 1. 焊前打磨 打磨范围:全部焊缝两侧20~50mm 操作方法:打磨焊缝时用安装了不锈钢刷的直柄打磨机沿焊缝方向进行打磨;多层焊接时,每 焊完一层需打磨去除不规则的焊缝、飞溅、氧化层,保证焊接平滑过渡

技术要求:打磨出金属光泽,保证焊接区域无氧化膜,打磨纹路与焊缝方向平行且均匀、打磨 深度不超过母材厚度的5%为标准。 2. 焊缝余高的打磨 打磨范围:焊缝两侧各20-50mm的区域。 操作方法:角磨机工作时要与被打磨面平行,使焊缝余高被去除;当焊缝有凹陷时以不伤母材 为标准,严禁用千叶片端部斜铲被打磨面、不得用力过猛而导致表面凹陷。 技术要求:被打磨表面要求平滑;不伤母材,以母材的被去除量不超过5%为标准;被打磨部分表面纹路要求一致,沿焊缝方向,严禁无规律打磨。 3 去除表面划伤 打磨范围:划伤区域 操作方法:使用打磨工具沿一定的方向打磨 技术要求:被打磨表面要求平滑;不伤母材,以母材的被去除量不超过5%为标准;被打磨部分表面纹路要求一致,严禁无规律打磨。 4. 去除焊接飞溅 打磨范围:焊缝两侧各40-50mm,超过此范围的飞溅参照表面划伤打磨方法进行打磨 操作方法:使用打磨工具沿焊缝方向打磨 技术要求:打磨出金属光泽、保证焊接区域没有飞溅物;打磨纹路与焊缝方向平行;打磨深度 不超过母材厚度的5%为标准。 5. 焊缝接头的打磨 打磨范围:对焊缝接头及段焊起弧点收弧点使用直磨机进行打磨

金刚石切削技术及其应用

金刚石切削技术及其应用-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

金刚石车削技术及其应用 2008/1/16/15:01 来源:慧聪网五金行业频道 1.金刚石车床的技术关键 金刚石车床与镜面铣床相比,其机械结构更为复杂,技术要求更为严格。除了必须满足很高的运动平稳性外,还必须具有很高的定位精度和重复精度。镜面铣削平面时,对主轴只需很高的轴向运动精度,而对径向运动精度要求较低。金刚石车床则须兼备很高的轴向和径向运动精度,才能减少对工件的形状精度和表面粗糙度的影响。 目前市场上提供的金刚石车床的主轴大多采用气体静压轴承,轴向和径向的运动误差在50nm以下,个别主轴的运动误差已低于25nm。金刚石车床的滑台在90年代以前绝大部分采用气体静压支承,荷兰的Hembrug公司则采用液体静压支承。进入90年代以来,美国的Pneumo公司(现已与Precitech公司合并)的主要产品Nanoform600和250也采用了具有高刚性、高阻尼和高稳定性的液体静压支承滑台。 2.金刚石车床的布局 金刚石车床的布局最初沿袭了传统车床的结构,主轴固定在床身上,横向沿台(X轴)装在纵向滑台(Z轴)上。因为纵、横滑台的导轨相互垂直,故又被称为十字滑台布局。其优点是技术成熟,结构紧凑,荷兰Hembrug公司的super-mikroturn就一直采用这种结构(图1)。十字滑台布局的缺点在于纵横两滑台运动时相互影响,当对动态精度要求高时,这种缺点就尤为突出。 金刚石车床的基本数据如表1所示。 表1金刚石车床技术参数和性能示例 最大车削直径和长度/mm400×200 最高转速r/mm3000、5000或7000 最大进给速度mm/min5000 数控系统分辩率/mm0.0001或0.00005 重复精度(±2σ)/mm≤0.0002/100 主轴径向圆跳动/mm≤0.0001

超声振动钻床的设计开题报告

毕业设计(论文)开题报告题目:超声振动钻床的设计 学院:机械工程学院 专业:机械设计制造与自动化 学生: XXX 学号: 0

开题报告填写要求 1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。 2.开题报告容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见。 3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目,学生写文献综述的参考文献应不少于10篇(不包括辞典、手册),其中至少应包括1篇外文资料;对于重要的参考文献应附原件复印件,作为附件装订在开题报告的最后。 4.统一用A4纸,并装订单独成册,随《毕业设计(论文)说明书》等资料装入文件袋中。

毕业设计(论文)开题报告 1.文献综述:结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2500字以上的文献综述,文后应列出所查阅的文献资料。 文献综述 引言 1 超声振动系统的研究进展及其应用 超声振动系统由换能器、变幅杆和工具头等部分组成,是超声设备的核心部分。在传统应用中,超声振动系统大都采用一维纵向振动方式,并按“全调谐”方式工作。但近年来,随着超声技术基础研究的进展和在不同领域实际应用的特殊需要,对振动系统的工作方式和设计计算、振动方式及其应用研究都取得了新的进展。 日本研究成功一种半波长弯曲振动系统,其切削刀具安装在半波长换能振动系统细端,该振动系统换能器的压电瓷片采用半圆形,上下各两片,组成上下两个半圆形压电换能器(压电振子),其特点是小型化,结构简单,刚性增强。 日本还研制成一种新型“纵-弯”型振动系统,并已在手持式超声复合振动研磨机上成功应用。该系统压电换能器也采用半圆形压电瓷片产生“纵-弯”型复合振动。 日本金泽工业学院的研究人员研制了加工硬脆材料的超声低频振动组合钻孔系统。将金刚石中心钻的超声振动与工件的低频振动相结合,制造了一台组合振动钻孔设备,该设备能检测钻孔力的变化以及钻孔精度和孔的表面质量,并用该组合设备在不同的振动条件下进行了一系列实验。实验结果表明,将金刚石中心钻的超声振动与工件的低频振动相结合是加工硬脆材料的一种有效方法。 东南大学研制了一种新型超声振动切削系统。该系统采用压电换能器,由超声波发生器、匹配电路、级联压电晶体、谐振刀杆、支承调节机构及刀具等部分组成。当发生器输出超声电压时,它将使级联晶体产生超声机械伸缩,直接驱动谐振刀杆实现超声振动。该装置的特点是:能量传递环节少,能量泄漏减小,机电转换效率高达90%左右,而且结构简单、体积小,便于操作。 航空工业学院建立了镗孔用超声扭转振动系统,采用磁致伸缩换能器,将超声波

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