高效鋸片拋光機(jī)設(shè)計(jì)(拋光進(jìn)給裝置)2010年6月摘要金剛石圓鋸片廣泛應(yīng)用于石材行業(yè)，按規(guī)格分類(lèi)，國(guó)內(nèi)石材加工鋸片基體規(guī)格從υ200mm起始，最大達(dá)υ3500mm(國(guó)外最大圓鋸片的規(guī)格為υ5000mm)。其中，υ200～600mm規(guī)格主要用于半成品板材的剪裁(裁邊)加工；υ650mm以上規(guī)格主要用于類(lèi)似墓碑、墓柱等較厚石板(柱)的成型鋸切加工，以及用于荒料的鋸切成(板)材加工。目前尤以υ1600mm鋸片基體使用最為普遍。隨著競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，對(duì)中等直徑鋸片的加工要求越來(lái)越高，這就要求改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品的附加值，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。目前，市場(chǎng)上的拋光機(jī)均采用單面拋光，生產(chǎn)效率低；且多是臥式，占地面積大。本課題擬采用雙鋸片拋光方案，在功率不變的前提下，可同時(shí)拋光兩個(gè)鋸片，也可單獨(dú)加工，從而生產(chǎn)效率可提高將近一倍；并將原來(lái)的臥式結(jié)構(gòu)改進(jìn)為立式結(jié)構(gòu)，占地面積減小。本鋸片拋光機(jī)拋光進(jìn)給裝置擬采用砂帶磨削技術(shù)。砂帶磨削工藝是將環(huán)形砂帶套在接觸輪和張緊輪的外圓上，在張緊的狀態(tài)下，使高速旋轉(zhuǎn)的砂帶表面與工件的加工表面相接觸，并在一定的壓力作用下，以產(chǎn)生的相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)(切削運(yùn)動(dòng))對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的一種工藝方法。關(guān)鍵詞：鋸片拋光機(jī)效率砂帶磨削DesignofTheHighlyEffectiveSawBladePG1800PolishingMachine(PolishingWorkFeeder)AbstractDiamondsawbladesarewidelyusedinstoneindustry.Bysizecategory,thespecificationsofdomesticbladeforstoneprocessingarefrom200mm.Andthelargestisupto3500mm(theforeignlargestsawbladespecificationis5000mm).Amongthem,thesawbladesbetween200and600mmaremainlyusedinsemi-finishedtrimplates(cutside)processing.Thesawbladeswhichlargerthan650mmareusedinformingsawingofthickcolumnsliketombstonesandtombcolumn;furthermoretheyareusedinthesawcuttingprocessingofblandtosheet.Especially,the1600mmsawbladesarethemostcommonusedinrecentyears.Withincreasingcompetition,theprocessingofmediumdiameterbladeishighlydemanded.Itrequiresimprovedtechnologyofproduction,highqualityandincreasingvaluetotheirproducts.Atthesametimereduceproductioncostsandincreaseproductivity.Atpresent,inthemarketlaysmanyone-sidedpolishingmachineswhichhavelowefficiencyofproduction.Andarethehorizontal-typewhichuselargearea.Thistopicplanstousethedoublesawblade.Withoutchangingthepower,itcanpolishtwosawbladesinthesametime.Andcanalsoprocessseparately.Theproductionefficiencymightenhanceatime.Wewanttochangetheoriginalhorizontal-typetoverticalstructure.Andreducetheareaofmachine.Thepolishingworkfeederofthissawbladepolishingmachineplanstousethebeltgrindingtechnology.Thebeltgrindingcraftisonetechniqueofmakingthebeltworkontheoutsidecirclesofcontactwheelandstretchingpulley.Inastateoftension,makethebeltsurfaceandhighspeedprocessingoftheworkpiecesurfaceincontact.Andgeneraterelativefrictionmovement(cuttingexercise)togrindtheworkpiecesurface.Keyword:sawbladepolishingmachineefficiencybeltgrinding目錄1引言................................................................12概述................................................................22.1砂帶磨削......................................................22.2砂帶磨削技術(shù)的現(xiàn)狀及趨勢(shì)......................................22.3應(yīng)用范圍......................................................33拋光機(jī)的總體結(jié)構(gòu)....................................................43.1磨頭部分布置..................................................43.1.1平面砂帶磨削基本形式與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng).........................43.1.2平面精度.................................................43.1.3平面砂帶磨削常用磨頭布置.................................53.2砂帶磨削裝置..................................................63.3進(jìn)給部分結(jié)構(gòu)..................................................63.4具體結(jié)構(gòu)......................................................64磨頭部分............................................................74.1接觸輪設(shè)計(jì)....................................................74.1.1接觸輪結(jié)構(gòu)形式、材料與硬度...............................74.1.2接觸輪尺寸及表面形狀.....................................74.1.3鼓形接觸輪外表凸弧高度值(δ1)的選擇......................84.1.4接觸輪修磨...............................................84.1.5選擇接觸輪...............................................94.2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇..............................................94.3張緊導(dǎo)向部分.................................................104.3.1砂帶的張緊方法..........................................104.3.2常用的砂帶張緊機(jī)構(gòu)......................................114.3.3張緊機(jī)構(gòu)中彈簧的校核....................................114.4砂帶.........................................................154.4.1砂帶的磨損機(jī)理及影響因素................................154.4.2砂帶的選擇與養(yǎng)護(hù)........................................164.4.3砂帶使用中易出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法........................175徑向進(jìn)給部分.......................................................215.1絲杠的設(shè)計(jì)...................................................215.1.1螺旋傳動(dòng)................................................215.1.2絲杠的選擇與校核........................................235.2電動(dòng)機(jī)的選擇.................................................295.3軸承的校核...................................................305.3.1滾動(dòng)軸承................................................305.3.2絲杠軸端部軸承部分結(jié)構(gòu)及校核............................305.4鍵的校核.....................................................325.4.1電動(dòng)機(jī)軸端結(jié)構(gòu)..........................................325.4.2鍵的校核................................................326軸向進(jìn)給部分.......................................................346.1軸向進(jìn)給部分結(jié)構(gòu).............................................346.2軸承的校核...................................................357導(dǎo)軌...............................................................387.1導(dǎo)軌.........................................................387.1.1導(dǎo)軌的功用..............................................387.1.2對(duì)導(dǎo)軌的基本要求........................................387.1.3導(dǎo)軌的分類(lèi)..............................................397.2滑軌的選擇...................................................397.2.1使用條件................................................397.2.2選擇導(dǎo)軌型號(hào)............................................397.2.3導(dǎo)軌工作計(jì)算............................................40結(jié)論.................................................................45謝辭.................................................................46參考文獻(xiàn).............................................................47外文資料.............................................................48唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1引言中國(guó)鋸業(yè)從上世紀(jì)90年代開(kāi)始大批量興起到現(xiàn)在已有20多年的歷史。從初始的低質(zhì)量、單規(guī)格、高厚度(以厚度彌補(bǔ)質(zhì)量的不足)開(kāi)始，隨著鋸片制造業(yè)由歐美向亞洲的轉(zhuǎn)移進(jìn)程的加快和中國(guó)制鋸人的不斷追求，到現(xiàn)在形成了高質(zhì)量、多規(guī)格、大直徑、組鋸和超薄組合鋸產(chǎn)品的不斷推出的格局，中國(guó)鋸業(yè)已從最初的底子薄、技術(shù)落后、產(chǎn)能低下發(fā)展成為世界產(chǎn)量第一的國(guó)家，成為世界合金鋸片和金剛石鋸片最大的生產(chǎn)基地。雖然鋸片生產(chǎn)總量我國(guó)居于首位，但是看似工序簡(jiǎn)單的鋸片基體實(shí)際上是綜合了金屬處理和機(jī)械加工等各道技術(shù)工序，是具有較高技術(shù)含量的產(chǎn)品。低檔次產(chǎn)品生產(chǎn)非常簡(jiǎn)單，高檔產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)還未能在中國(guó)的鋸片行業(yè)很好地展開(kāi)，實(shí)際上我們中國(guó)現(xiàn)階段的產(chǎn)品大部分處于中低檔次，價(jià)值較低。主要原因在于我們這個(gè)行業(yè)起步較晚、技術(shù)薄弱、設(shè)備工藝落后、專(zhuān)業(yè)人才缺乏、行業(yè)內(nèi)惡性競(jìng)爭(zhēng)等問(wèn)題。砂帶磨削特點(diǎn)[4]：加工效率高，砂帶磨削具有“快削法”之稱(chēng)；加工表面質(zhì)量高，砂帶磨削時(shí)接觸面小摩擦發(fā)熱少，且磨粒散熱時(shí)間間隔長(zhǎng)，可以有效地減少工件變形及燒傷，故加工精度高；砂帶磨削具有“彈性”磨削之稱(chēng)，整個(gè)系統(tǒng)有較高的抗振性，砂帶磨削與工件是柔性接觸，具有較好的跑合和拋光作用；砂帶磨削設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，接觸輪極少磨損，可使砂帶保持恒速，傳動(dòng)鏈短，機(jī)床功率利用率可達(dá)85％；適應(yīng)性強(qiáng)．操作簡(jiǎn)單，安全可靠；輔助時(shí)間少，工件裝夾一次定位后，可多次更換砂帶完成全部加工，無(wú)需像砂輪那樣進(jìn)行平衡及修整工作。[3]1唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2概述2.1砂帶磨削砂帶磨削正是利用砂帶，按照待加工工件的要求，在一定的機(jī)械裝置上，以相應(yīng)的接觸方式，并在一定的壓力作用下，使高速運(yùn)轉(zhuǎn)著砂帶與工件表面接觸產(chǎn)生摩擦，將工件加工表面的余量逐漸磨除或拋磨光滑的新工藝。隨著涂附磨具生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，砂帶磨削已完成從簡(jiǎn)單的加工向強(qiáng)力磨削(重磨削)、高精度和低粗糙度磨削加工的轉(zhuǎn)變。砂帶的磨削過(guò)程中，單個(gè)磨粒的切削運(yùn)動(dòng)，可看作隨機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即在接觸輪支撐下，以一定的壓力壓向工件表面的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，同時(shí)砂帶又在驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪及接觸輪作用作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其磨粒在與工件表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，磨粒和工件表面間產(chǎn)生一定的干涉。按照干涉的程序，可區(qū)分為三個(gè)不同的過(guò)程。(1)滑擦實(shí)際上此時(shí)開(kāi)始接觸工件，干涉很少，磨粒只摩擦工件表面，起“滑擦”作用，此時(shí)磨粒在工件上滑擦，實(shí)際上產(chǎn)生了切除材料的彈性和塑性變形。(2)耕犁隨著機(jī)床進(jìn)給，切削厚度的增加，干涉增大了，這時(shí)磨粒在工件表面上犁出“刻線(xiàn)”，稱(chēng)為“耕犁”。此時(shí)工件材料產(chǎn)生塑性流動(dòng)，材料產(chǎn)生一個(gè)擠壓式的運(yùn)動(dòng)，而從磨粒下方向前面和兩側(cè)擠出，同時(shí)切除少量材料。(3)切削在一定壓力的作用下，當(dāng)有足夠的干涉并伴隨一定的切削溫度時(shí)，開(kāi)始真正的“切削”，此時(shí)在滑動(dòng)磨粒的前方產(chǎn)生斷裂而形成切屑，有相當(dāng)快的切除率。砂帶上的眾多磨粒，在與工件接觸的瞬間，一部分磨粒進(jìn)行切削，另一部分犁出溝槽，還有一些只起滑擦作用，甚至同一顆磨粒的不同部位以及同一部位在不同的加工時(shí)間里所起的作用也不同。除此之外，砂帶的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又起了擦凈切屑的作用，將前進(jìn)著的磨粒前方的切屑清除干凈。2.2砂帶磨削技術(shù)的現(xiàn)狀及趨勢(shì)國(guó)外的砂帶磨削發(fā)展得非常迅速，自20世紀(jì)60年代以來(lái)，特別是靜電植砂技術(shù)及涂附磨具技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，歐、美、日等在砂帶制造技術(shù)和砂帶磨床制造技術(shù)上都取得了巨大的進(jìn)步。在砂帶制造技術(shù)方面，隨著許多特殊涂附磨料及涂附形式的出現(xiàn)，產(chǎn)生了如金剛石、立方氮化硼、鋯剛玉、陶瓷磨料、復(fù)合磨料、堆積磨料等各類(lèi)砂帶，使得砂帶已經(jīng)能用于干磨和高速、大吃刀量的重磨削領(lǐng)域，以及高精密零件的磨削加工領(lǐng)域[5]。砂帶磨削現(xiàn)已成為發(fā)達(dá)國(guó)家獲得高額經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)的重要手段，且砂帶磨削量已占磨削總加工量一半以上。國(guó)內(nèi)的砂帶磨削技術(shù)是在20世紀(jì)70年代末才開(kāi)始得以真正發(fā)展，隨著國(guó)內(nèi)的改革開(kāi)放，砂帶磨削技術(shù)引起了各行業(yè)、各研究單位和各企業(yè)的2唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)日益重視，加之砂帶制造技術(shù)的發(fā)展及砂帶品種的增加，使得砂帶磨削設(shè)備的研究和生產(chǎn)也得到了較大的發(fā)展[6]。砂帶磨削正向著強(qiáng)力、高速、高效和高精方向發(fā)展。磨床結(jié)構(gòu)從單一磨頭向大型、組合(多磨頭、多功能、多工位)形式發(fā)展。在加工工藝方面，與特種加工相結(jié)合的復(fù)合加工是砂帶磨削很有前途的發(fā)展方向之一，如與超聲振動(dòng)結(jié)合形成的超聲砂帶精密磨削，與電化學(xué)加工結(jié)合形成的電解砂帶磨削等是砂帶磨削的重要發(fā)展方向。另一方面，自動(dòng)化技術(shù)在砂帶磨削中的應(yīng)用，尤其是數(shù)控砂帶磨床及自適應(yīng)控制技術(shù)的應(yīng)用，使砂帶磨削的加工效率和精度有了很大的提高，使得砂帶磨削已經(jīng)進(jìn)入精密和超精密加工行列。砂帶本身在不斷的發(fā)展和完善中。在砂帶結(jié)構(gòu)方面，近年出現(xiàn)了堆積磨料砂帶、金字塔型砂帶、空心球型砂帶、復(fù)層砂帶、高彈性砂帶、防跑偏砂帶、不等厚砂帶、粒度復(fù)合砂帶等。砂帶在我國(guó)從國(guó)產(chǎn)到從磨料、半成品、成品的進(jìn)口，再到與國(guó)外砂帶企業(yè)的合資等多種形式，這些都極大地豐富了我國(guó)的砂帶品種，為國(guó)內(nèi)用戶(hù)提供了更大的選擇空間[7]。2.3應(yīng)用范圍砂帶磨削應(yīng)用范圍的特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，表現(xiàn)如下[8～9]：（1）適應(yīng)于各種形狀零件的加工1）板件加工：薄板件，特別是寬度較大時(shí)，采用砂輪就難以加工．用砂帶磨削的最大寬度能達(dá)到4.9米。2）異形面磨削：在具有光滑過(guò)渡的異形面零件(如曲面、罐及大型軸頸等)的磨削中，砂帶磨削是一種高效高精度的加工方法。砂帶作為一種柔性磨具，能和接觸輪、壓磨板等隨工件形狀的變化而自動(dòng)調(diào)整位置，而獲得較好的加工效果。3）球體加工：對(duì)具有一定圓度和表面粗糙度的球體，只有采用砂帶柔性磨削，才能獲得較好的加工效果。4）復(fù)雜無(wú)夾持基面零件的加工：如摩托車(chē)汽油箱體蓋，不但無(wú)規(guī)則的夾持基面，而且壁又薄，在砂輪磨削時(shí)采用機(jī)械夾持易發(fā)生變形和斷裂，易導(dǎo)致汽油箱在使用過(guò)程中漏油。因此，僅能采用砂帶磨削。（2）適應(yīng)于各種材料的加工砂帶磨削，不但適應(yīng)于鑄鐵、鋼件的加工，而且對(duì)粘性較大的鋁、銅、銀等合金零件的磨削，也能取得良好的效果。如采用砂輪磨削，這些材料的切屑非常容易堵塞砂輪的空隙，使砂輪磨削失效。（3）用砂帶磨削沖裁件毛刺用砂帶磨削沖裁件毛刺，可以很方便的清除毛刺，而且能確保其表層不被劃傷。3唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3拋光機(jī)的總體結(jié)構(gòu)砂帶磨削的基本要素：（1）砂帶：它是砂光機(jī)磨削的“刀具”。（2）驅(qū)動(dòng)輪(或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))：它是驅(qū)動(dòng)砂帶運(yùn)動(dòng)進(jìn)行磨削的直接動(dòng)力傳遞件。（3）張緊輪(或張緊機(jī)構(gòu))：它使砂帶張緊，形成一定的初張力。（4）接觸方式：砂帶以何種方式接觸工件進(jìn)行磨削，這是砂帶磨削十分重要的因素。（5）磨削參數(shù)：指砂帶磨削過(guò)程中為達(dá)到磨削的目的所必須滿(mǎn)足的條件，它包含了砂帶的線(xiàn)速度V、工件運(yùn)動(dòng)速度v，磨削深度a等。（6）磨削對(duì)象：即工件。砂帶磨削的基本形式：（1）接觸輪式。砂帶通過(guò)接觸輪與工件接觸進(jìn)行磨削。（2）壓板式。磨削時(shí)砂帶通過(guò)壓磨板與工件接觸，壓磨板起加壓作用，一般用于平面加工，可增大接觸面積，提高磨削效率和工件幾何精度，特別是平面度，該種磨削在壓磨板與砂帶之問(wèn)設(shè)計(jì)有一層具有彈性的填充材料和耐磨襯墊(羊毛粘+石墨墊)。3.1磨頭部分布置3.1.1平面砂帶磨削基本形式與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)在砂帶磨削三種基本形式中，只有接觸輪式和壓磨板式能用于平面加工。結(jié)合工件或工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)軌跡，其組合形式見(jiàn)表3-1。表3-1平面砂帶磨削基本形式與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)選取工件運(yùn)動(dòng)軌跡基本形式直線(xiàn)式回轉(zhuǎn)式往復(fù)式單向傳輸式小轉(zhuǎn)臺(tái)大轉(zhuǎn)臺(tái)接觸輪式常用常用（多頭）常用常用（多頭）壓磨板式常用常用常用常用復(fù)合式不常用常用不常用常用3.1.2平面精度砂帶磨削基本形式、運(yùn)轉(zhuǎn)速度與磨頭布置等會(huì)影響磨削平面精度，下邊舉出幾種加工的平面精度及比較：4唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（1）壓磨板式比接觸輪式磨削平面精度高，但后者效率更高，故對(duì)復(fù)合式，壓磨板式多為精磨頭，接觸輪式為粗磨頭。（2）工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所獲得平面度高于作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的，前者使砂帶磨損均勻，且切痕軌跡復(fù)雜，Ra值小，密封性更好，若附加砂帶橫向振動(dòng)，則平面度還要好。（3）對(duì)接觸輪式，“接觸輪一張緊輪一導(dǎo)輪”的三角形布置比兩輪布置加工平面度好。（4）順磨比逆磨(砂帶速度與工件速度相反)的平面度要高。（5）空心球體磨料砂帶比普通單層磨粒砂帶加工的平面度高。3.1.3平面砂帶磨削常用磨頭布置[10]平面砂帶磨削常用磨頭布置見(jiàn)圖3-1。其用途與特點(diǎn)：A．工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磨頭寬度可覆蓋工件寬度，勿需橫向進(jìn)給；B．工件隨工作臺(tái)回轉(zhuǎn)，壓磨板垂直可調(diào)適于不同高度工件加工；C．壓磨板角度可由油壓缸調(diào)整，從而調(diào)整磨削壓力和磨除量，θ越大，效率越高，用于精磨；D．一次完成粗、精加工，效率較高，精度好，但機(jī)床龐大。AB1、張緊輪2、接觸輪3、板材4、夾持1、張緊輪2、砂帶3、壓板4、驅(qū)動(dòng)輪5、5、支承輥6、往復(fù)工作臺(tái)7、砂帶工件6、工作臺(tái)CD1、張緊輪2、油缸3、砂帶4、側(cè)調(diào)壓模板5、驅(qū)動(dòng)輪6、工件圖3-1平面砂帶磨削常用磨頭布置本設(shè)計(jì)選擇平面砂帶磨削基本形式中的接觸輪式，其適合回轉(zhuǎn)式大轉(zhuǎn)臺(tái)的工件5唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)軌跡，且加工時(shí)鋸片做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。采用“接觸輪-張緊輪-導(dǎo)輪”三角形布置比兩輪加工的平面度好。3.2砂帶磨削裝置砂帶磨削裝置有幾種不同的結(jié)構(gòu)：一種是由電機(jī)輸出軸直接傳動(dòng)砂帶的裝置，另一種是由電機(jī)經(jīng)磨削主軸傳動(dòng)砂帶的裝置，還有一種是供內(nèi)圓磨削使用的裝置。對(duì)于第1種裝置，它的特點(diǎn)是接觸輪直接安裝并固定在具有1：10錐度的電機(jī)輸出軸上，該裝置具有砂帶張緊及快換操縱機(jī)構(gòu)。因?yàn)檫@種磨削裝置可以借助夾持架安裝在多種金屬切削機(jī)床上進(jìn)行磨削加工，故稱(chēng)其為通用砂帶磨削裝置。砂帶的線(xiàn)速度受允許的最大極限限制，一般選為25m／s。工件每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，砂帶沿工件軸線(xiàn)的縱向進(jìn)給量一般控制在砂帶寬度的一半以?xún)?nèi)，精加工時(shí)可適當(dāng)減少一些。另外，磨粒的粒度與磨削的表面粗糙度有直接關(guān)系，粒度越小，磨削后的表面粗糙度數(shù)值越低。使用時(shí)，應(yīng)保證有充足的冷卻潤(rùn)滑液和相應(yīng)的除塵設(shè)備。3.3進(jìn)給部分結(jié)構(gòu)進(jìn)給部分由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)通過(guò)轉(zhuǎn)向箱將動(dòng)力傳遞給絲杠，磨頭部分徑向進(jìn)給。絲杠，常用于普通機(jī)床的進(jìn)給，本設(shè)計(jì)中的拋光機(jī)進(jìn)給部分要求精度不高，且受力不大。所以，選用滑動(dòng)絲杠。磨頭部分徑向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)自絲杠，承載其重力是導(dǎo)軌，并在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。由于導(dǎo)軌受力來(lái)自各個(gè)方向，選用一種滾動(dòng)導(dǎo)軌來(lái)承受。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，采用轉(zhuǎn)向箱，可以起到降低轉(zhuǎn)速、改變速度方向以及提高轉(zhuǎn)速的作用。如果不改變速度方向，電機(jī)直接垂直與絲杠軸聯(lián)接，這樣電機(jī)轉(zhuǎn)速太高也，必須通過(guò)減速器減速。這樣的結(jié)構(gòu)雖然減速器簡(jiǎn)單，且能起到減速的作用，但是結(jié)構(gòu)不僅湊。一臺(tái)機(jī)器要力求結(jié)構(gòu)緊湊，最后選擇使用轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)。軸向進(jìn)給，采用手動(dòng)進(jìn)給結(jié)構(gòu)。3.4具體結(jié)構(gòu)磨頭部分布置具體結(jié)構(gòu)看裝配圖PGJ00，其它部分的具體結(jié)構(gòu)看下文各部分具體分析。6唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4磨頭部分砂帶磨削性能取決于砂帶磨削設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造水平。而磨頭又是設(shè)備中影響磨削加工質(zhì)量和效率最為關(guān)鍵的因素。一般的砂帶磨頭都由接觸輪(壓磨板)、張緊輪或驅(qū)動(dòng)輪、砂帶等[11]。主要部件由張緊快換機(jī)構(gòu)、調(diào)偏機(jī)構(gòu)和防(除)塵裝置等功能部件組成。4.1接觸輪設(shè)計(jì)接觸輪是砂帶磨頭中最為重要的元件。磨削中它不僅要支承砂帶，承受磨削壓力，有時(shí)還兼作驅(qū)動(dòng)輪傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。其設(shè)計(jì)制造精度及運(yùn)動(dòng)精度都會(huì)通過(guò)砂帶影響加工質(zhì)量、效率及工作可靠性。4.1.1接觸輪結(jié)構(gòu)形式、材料與硬度接觸輪呈圓柱形，結(jié)構(gòu)上可分氣胎式、自由對(duì)中式和實(shí)體式三種。氣胎式尤如汽車(chē)內(nèi)胎，可以通過(guò)胎內(nèi)空氣壓力的變化改變接觸輪硬度，對(duì)復(fù)雜曲面加工有獨(dú)特效果。自由對(duì)中式常用于拋光中。實(shí)體式是最廣泛的一種形式，它常由鋼、鋁、鑄鐵籌金屬或尼龍等非金屬車(chē)削而成。最常用的卻是以鋼、鋁等為輪芯，在其外表硫化橡膠層制成，如氟橡膠FPM、聚丙烯酸脂ACM、氟硅膠FMQ、J腈膠NBR、聚氨酯AU和聚硫橡膠T等。根據(jù)需要，其表層橡膠硬度變化值很大，既可適應(yīng)重載磨削，又能用于精密磨削或拋光中。接觸輪硬度是指其表層橡膠抵抗外力壓入能力的量度。通常以日邵氏硬度Hs(A)標(biāo)示，加工中選擇如表4-1。表4-1接觸輪邵氏硬度與選擇類(lèi)別軟中等硬Hs（A）5～5050～8080～105應(yīng)用精磨、拋光普通磨削重載磨削4.1.2接觸輪尺寸及表面形狀（1）尺寸對(duì)加工影響最大的兩個(gè)尺寸為接觸輪外徑(D)和寬度(B)。外徑和寬度這兩個(gè)尺寸選擇范圍比較大，既可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺寸制作，也可以按需要自行設(shè)計(jì)。D的常用范圍為υ180～υ450mm，對(duì)手持式砂帶機(jī)D可小至υ10mm。接觸輪寬度（B）常按加工載荷劃分如下系列：窄寬度系列5～50mm；中等寬度系列50～100mm；重載寬度系列100～300mm；特寬系列>300mm。特寬系列接觸輪又常被叫作接觸輥，常用于大型板材加工，如木板拋光的接觸輥寬已達(dá)5m。還有一個(gè)影響加工較大的尺寸是包膠層厚7唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)度，根據(jù)使用可在5～40mm間選取。（2）表面形狀接觸輪表面形狀可分為平滑型和開(kāi)齒槽型兩大類(lèi)。平滑型表面保證工件與砂帶接觸面積大，加工精度高，粗糙度(Ra)值較小，常用于精磨、拋光或成型表面加工。齒槽型可提高輪的傳載能力，減少砂帶阻塞，提高砂帶壽命，且切除率高，故常用于粗加工中。對(duì)開(kāi)齒槽接觸輪，齒形參數(shù)對(duì)加工性能有較大影響。這些參數(shù)包括：齒形導(dǎo)角β，齒寬la，齒槽寬lb，槽深h等。齒形導(dǎo)角定義類(lèi)似于螺桿的螺旋升角。β越犬，切除率越高。4.1.3鼓形接觸輪外表凸弧高度值(δ1)的選擇一般情況，接觸輪母線(xiàn)為直線(xiàn)。但在無(wú)防偏裝置時(shí)且張緊輪也不宜設(shè)計(jì)成鼓形時(shí)，接觸輪才設(shè)計(jì)成鼓形(圖4-1)。鼓形不僅可防止砂帶跑偏，且還有利于砂帶沿寬度方向進(jìn)給時(shí)砂帶導(dǎo)入，其值可按下式計(jì)算δ1（4-1）=0.Bδ1越大，砂帶對(duì)中性越好，但過(guò)大會(huì)造成砂帶磨損不均而降低壽命。圖4-1接觸輪凸弧高度4.1.4接觸輪修磨接觸輪修磨與砂輪不同，多數(shù)情況是采用一條新砂帶纏繞在一個(gè)平板上，讓接觸輪運(yùn)轉(zhuǎn)并與之輕輕接觸。修磨壓力要輕，基準(zhǔn)要準(zhǔn)確。對(duì)鋼、鋁等硬質(zhì)接觸輪還須用心軸穿上，在外圓磨床上進(jìn)行，并應(yīng)達(dá)到徑向跳動(dòng)≤O.OO5mm。8唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4.1.5選擇接觸輪（1）選擇接觸輪材料接觸輪形式為實(shí)體式，用灰鑄鐵制作，外表用硅橡膠制成。硅橡膠制品是以甲基乙烯基硅橡膠為基膠，加入各種填料（補(bǔ)強(qiáng)劑、耐熱劑、改性劑等）經(jīng)混煉、簿通、過(guò)濾、加硫、模壓、擠出、粘接等生產(chǎn)工藝制成。硫化膠制品具有如下特性：1）耐高低溫性：在200℃下可長(zhǎng)期使用，在-60℃下仍有彈性；2）電絕緣性能：硅橡膠的介電性能極好，尤其是高溫下的介電性能大大超過(guò)一般有機(jī)橡膠，介電強(qiáng)度在20-200℃范圍內(nèi)幾乎不受溫度的影響。3）優(yōu)異的耐天候、耐臭氧和耐紫外線(xiàn)照射性能，長(zhǎng)期在室外使用不發(fā)生龜。一般認(rèn)為硅橡膠可在室外使用20年以上。4）優(yōu)良的高溫壓縮永久變形。5）良好的加工性能、易成型等優(yōu)點(diǎn)，可通過(guò)擠出熱空氣硫化成型、模加成型、加延成型等方法制作出各種制品。由于硅橡膠制品具有優(yōu)異的綜合性能和良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，已在航空，宇航，原子能、電器、電子，儀表、汽車(chē)、機(jī)械、冶金、化工、醫(yī)療衛(wèi)生、日常生活各個(gè)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。（2）接觸輪的形狀與尺寸本設(shè)計(jì)接觸輪的表面形狀為平滑型，直徑D為250mm，寬度B為60mm。4.2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇磨削驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇主要包括電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)型式、功率和轉(zhuǎn)速等。由于該磨削裝置工作條件無(wú)特殊要求，所以,可選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)為臥式封閉結(jié)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)功率的確定有兩種方法，包括采用恒力磨削的功率計(jì)算和采用恒切除率磨削的功率計(jì)算，本磨削裝置屬于恒切除率磨削，在磨削過(guò)程中，砂帶磨削去除的材料在每一單位時(shí)間內(nèi)都是恒定的，其值的大小取決于磨削深度和工件在縱橫兩個(gè)方向的進(jìn)給量。恒切除率磨削的功率計(jì)算公式為[12]：P=F?V=Z?E（4-2）由于，Z=vbap，所以，P=Z?E=vbapE（4-3）式中：v—拋光進(jìn)給速度，mm/s；9唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)/mm3?s-1）當(dāng)工件的材料為鋼E=8.963?10-3kw（代入式4-3，則P=vbapE=9.5?60?0.08?8.963?10-3=0.41kw砂帶磨削的傳動(dòng)效率一般取為：η=0.8～0.96，這里取η=0.8，則電動(dòng)機(jī)的功率為：Pkw（4-4）電=P/η=0.41/0.8=0.51按照電動(dòng)機(jī)的型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，最后確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y802-2型，其功率為P=5.5kw，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為2830r/min。4.3張緊導(dǎo)向部分通用的砂帶磨削設(shè)備除了有接觸輪(或壓磨板)、張緊輪、驅(qū)動(dòng)輪和砂帶等基本元件以完成磨削行為，它還必須有與其磨削性能相關(guān)的功能部件相輔之。如砂帶張緊快換機(jī)構(gòu)，不僅讓砂帶得以張緊，保證磨削順利進(jìn)行，而且在砂帶磨鈍后操縱此機(jī)構(gòu)能壤在極短時(shí)間更換新砂帶；砂帶橫向振動(dòng)機(jī)構(gòu)和冷卻潤(rùn)滑裝置都是保證加工質(zhì)量的重要因素；除塵、防塵裝置對(duì)人和機(jī)器的良好工作環(huán)境都是很必要的。一某種程度上，這些功能部件工作狀況也影響加工生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[13]。砂帶的張緊與振蕩是砂帶磨床設(shè)計(jì)與調(diào)整的重要環(huán)節(jié)之一，尤其是砂帶的振蕩原理及結(jié)構(gòu)，在世界各國(guó)都是作為專(zhuān)利加以保護(hù)的。由此可見(jiàn)，砂帶的振蕩在砂帶磨床的設(shè)計(jì)和使用中所占的重要地位。當(dāng)然，在砂帶磨削的范籌內(nèi)，既有不需張緊、也有不需振蕩的。例如，意大利生產(chǎn)的皮革砂光機(jī)，它是將砂帶直接纏繞在磨輥上的，就無(wú)需張緊。又如，螺旋卷式，葉輪式，砂片式等砂啦制成工具，都不需張緊。不需要振蕩機(jī)構(gòu)的砂帶機(jī)械工具就更多了，例如，手提式砂帶拋磨工具和砂帶寬度≤300mm的砂帶磨床，一般都不設(shè)置振蕩裝置。當(dāng)然，也有例外，如2M5815×2和2M5880x2平面砂帶磨床的砂帶寬度，前者為150mm，后者為300mm，也都設(shè)置有振蕩機(jī)構(gòu)。所以砂帶振蕩機(jī)構(gòu)的設(shè)置，尚無(wú)法劃分一個(gè)具體的界限，主要還是根據(jù)砂帶磨削工藝的需要而定。4.3.1砂帶的張緊方法砂帶通常是在張緊狀態(tài)下工作的，在砂帶因受熱等因素影響變長(zhǎng)后，還需進(jìn)一步張緊。張緊動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)靠改變張緊輪與接觸輪(或其他輪)的中心距來(lái)完成。而快換則是靠壓縮這個(gè)中心距來(lái)完成。從張緊實(shí)現(xiàn)過(guò)程看可分為及時(shí)自動(dòng)張緊和間斷周期性張緊兩種方法。間斷周期性張緊法是指：砂帶因工作延伸松弛后，定期的對(duì)其10唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行張緊調(diào)節(jié)以確保加工順利進(jìn)行，間斷周期性張緊機(jī)構(gòu)(如絲桿螺母調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便，但生產(chǎn)率低等特點(diǎn)。及時(shí)自動(dòng)張緊是生產(chǎn)中常用的方法。它使砂帶保持良好的張緊狀態(tài)。及時(shí)自動(dòng)張緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，更換砂帶方便．生產(chǎn)率高。生產(chǎn)常用的有彈簧手柄式、配重式、偏心輔套式和杠桿式等。張緊輪主要起張緊砂帶的作用，同時(shí)還起導(dǎo)向作用，使砂帶不致偏離接觸輪。張緊輪直徑越大，導(dǎo)向控制越靈敏。張緊輪過(guò)小會(huì)引起砂帶彎曲過(guò)分或振動(dòng)，也會(huì)使其轉(zhuǎn)速過(guò)高帶來(lái)其它不利影響。4.3.2常用的砂帶張緊機(jī)構(gòu)砂帶張緊機(jī)構(gòu)的選用原則應(yīng)是：簡(jiǎn)單、方便、可靠和價(jià)廉[14]。（1)彈簧手柄式，這是使用較多的一類(lèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便等特點(diǎn)。彈簧力使砂帶自動(dòng)張緊，欲增大張緊力，需調(diào)節(jié)彈簧初始?jí)嚎s量。砂帶更換時(shí)，只需搬動(dòng)手柄。但是，由于彈簧本身特性所決定，隨著砂帶的伸長(zhǎng)，張緊力也逐漸減小。因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，小型砂帶磨床，尤其是手工砂帶工具用得很普遍。（2)配重張緊裝置，配重物通過(guò)線(xiàn)繩及杠桿將重力傳至張緊輪上使砂帶自動(dòng)張緊，欲增大張緊力只需添加砝碼即可。比彈簧張緊穩(wěn)定，既便是砂帶有所伸長(zhǎng)，張緊力也不發(fā)生變化。所以，它雖然形式較原始，仍然有人采用（3)偏心軸套式，張緊輪軸裝于心軸套上，借助扭簧使偏心軸套旋轉(zhuǎn)，從而使接觸輪與張緊輪之中心距變大進(jìn)而張緊砂帶。更換砂帶時(shí)，僅需用手反向旋轉(zhuǎn)手柄使中心距變小即可。主要用于砂帶長(zhǎng)度較短，總的伸長(zhǎng)量小的地方。（4）螺栓張緊，這種張緊形式的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，同時(shí)肩負(fù)砂帶的調(diào)偏。但它投有自動(dòng)調(diào)節(jié)張力的能力，須用手經(jīng)常調(diào)整。（5）氣動(dòng)(油壓)張緊，中、大型砂帶磨床一般都采用氣動(dòng)或油壓張緊。其特點(diǎn)是：操作方便、迅速，具有隨機(jī)性調(diào)節(jié)砂帶張力的能力。氣動(dòng)張緊裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作干凈，維修方便，成本低?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中選用彈簧手柄式張緊機(jī)構(gòu)。4.3.3張緊機(jī)構(gòu)中彈簧的校核（1）彈簧的功能及類(lèi)型彈簧是機(jī)械中常用的彈性元件。在外力作用下，彈簧能逐漸變形并儲(chǔ)存形能，當(dāng)外力撤除后，彈簧能逐漸減小變形并釋放變形能。利用彈簧的這一特性，可將彈簧作為短行程單向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源（產(chǎn)生彈簧力），又可作為機(jī)械中防止沖擊或振動(dòng)的緩沖零件，廣泛用于機(jī)械的各種機(jī)構(gòu)中。彈簧的主要功能有[15]：1）控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)，如內(nèi)燃機(jī)中的閥門(mén)彈簧、離合器中的控制彈簧等。11唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2）吸收振動(dòng)和沖擊能量，如汽車(chē)、火車(chē)車(chē)廂下的緩沖彈簧、聯(lián)軸器中的吸振簧等。3）儲(chǔ)存及輸出能量作為動(dòng)力，如鐘表彈簧、槍械中的彈簧等。4）用作測(cè)力元件，如測(cè)力器、彈簧秤中的彈簧等。彈簧的載荷與變形之比稱(chēng)為彈簧剛度，剛度越大，則彈簧越硬。按受力性質(zhì)，彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧，按形狀可分為碟形彈簧、環(huán)形彈簧、板彈簧、螺旋彈簧、截錐渦卷彈簧以及扭桿彈簧等。普通圓柱彈簧由于制造簡(jiǎn)單，且可根據(jù)受載情況制成各種型式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故應(yīng)用最廣。（2）彈簧的結(jié)構(gòu)及制造本設(shè)計(jì)中彈簧用于張緊輪中，是圓柱螺旋壓縮彈簧。在自由狀態(tài)下，各圈之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙，以便彈簧受壓時(shí)有產(chǎn)生相應(yīng)變形的可能。為了使彈簧在壓縮后仍能保持一定的彈性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在最大載荷作用下，各圈之間仍需保留一定的間距。彈簧的兩個(gè)端面應(yīng)與臨圈并緊，只起支承作用，不參與變形。螺旋彈簧的制造工藝包括卷制、掛鉤的制作或端面圈的精加工、熱處理、工藝試驗(yàn)及強(qiáng)壓處理。卷制分冷卷及熱卷兩種。冷卷用于經(jīng)預(yù)先熱處理后拉成的直徑d<(8～10)mm的彈簧絲；直徑較大的彈簧絲制作的強(qiáng)力彈簧用熱卷。彈簧在完成上述工序后，均應(yīng)進(jìn)行熱處理。（3）彈簧的校核計(jì)算1）砂帶張緊力的計(jì)算[12]砂帶的張緊程度對(duì)砂帶磨削過(guò)程有重要作用，這表現(xiàn)在張緊力大小對(duì)加工效率、加工質(zhì)量及砂帶使用壽命等方面的直接影響。在砂帶強(qiáng)度允許情況下，材料切除隨張緊力的增大而增加。故選擇張緊力應(yīng)在保證接觸輪不失彈性和砂帶不產(chǎn)生明顯延伸的條件下，張緊力可盡量增大。如上所述，張緊力的選擇應(yīng)考慮接觸輪的軟硬程度和砂帶的延伸變形，軟接觸輪通常采用較低的砂帶速度以使砂帶獲得良好的柔性，使之在成形磨削或精密、拋光加工中獲得較好的效果，故宜選擇較小的張緊力，但應(yīng)以保證砂帶不走偏為前提。采用硬接觸輪重磨時(shí)，宜選用較大的張緊力。若張緊不足，磨削時(shí)會(huì)引起砂帶在接觸區(qū)前后發(fā)生形變，造成砂帶折疊、打卷、起皺等，或產(chǎn)生反向柔曲引起粘結(jié)劑松弛、磨粒脫落或破損，但是張緊力過(guò)大也不好，它可能引起以下不良后果；a接觸輪變形，使磨削能力減弱，同時(shí)接觸輪彈性喪失，不能進(jìn)行有效磨削。對(duì)開(kāi)齒槽接觸輪會(huì)引起較大噪聲，接觸載荷加大，邊緣磨損加劇。b砂帶的延伸量加大，并有可能引起磨粒脫落，砂帶斷裂或砂帶壽命縮短。c整個(gè)傳動(dòng)輪系支承軸及軸承載荷加大。12唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)總之，選擇張緊力的要求是既能避免砂帶受過(guò)大而被拉變形或斷裂，又能保持砂帶在運(yùn)行中不跑偏、不打折，有高的切除率。砂帶張緊力對(duì)加工效率、加工質(zhì)量及砂帶的使用壽命等均有影響，砂帶的最小張緊力F0可按類(lèi)似平帶傳動(dòng)的方式進(jìn)行計(jì)算，即1efα+1F0=Ftfα（4-5）2e-1式中：f—砂帶與驅(qū)動(dòng)輪的摩擦系數(shù)，對(duì)于布基砂帶與橡膠接觸輪f=0.35；α—砂帶在驅(qū)動(dòng)輪上的包角，α=代入公式，可得1e0.35?2.44+1F0=?73.3?0.35?2.44=91N2e-1140π=2.44rad。180該計(jì)算未考慮砂帶工作時(shí)離心力的影響，實(shí)際工作時(shí)，砂帶所受到的最大拉力要大于砂帶的初張力。假定工作時(shí)砂帶的拉力為150N。張緊輪結(jié)構(gòu)如圖4-2圖4-2張緊輪結(jié)構(gòu)給張緊輪的力F=300cos65=126.88N（4-6）o初選彈簧4.5?32?652)穩(wěn)定性的校核[15]對(duì)于壓縮彈簧，如其長(zhǎng)度較大時(shí)，則受力后容易失去穩(wěn)定性，這在工作中是不允許的。為了便于制造及避免失穩(wěn)現(xiàn)象，控制長(zhǎng)細(xì)比：Hb=0(4-7)D13唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)自由長(zhǎng)度H0=65mm，彈簧中徑D=32mm。65=2.03。代入式（4-7）中，b=32兩端固定時(shí)b<5.3，穩(wěn)定。在張緊部分中張緊彈簧中套有軸，穩(wěn)定性大大提高。由GB/T1239.6-1992知，彈簧直徑d≤5mm，彈簧與軸的間隙為0.6mm。3）靜應(yīng)力強(qiáng)度校核由于張緊輪的載荷變化不大，對(duì)其進(jìn)行靜應(yīng)力強(qiáng)度校核靜應(yīng)力強(qiáng)度安全系數(shù)計(jì)算值Sca的計(jì)算公式及強(qiáng)度條件為：Sca=τs（4-8）≥Ssτmax式中：τs—彈簧材料的剪切屈服極限，Mpa；τmax—最大剪切應(yīng)力，102Mpa。本設(shè)計(jì)彈簧選擇用65Mn制造，與碳素彈簧鋼相比，優(yōu)點(diǎn)是淬透性好和強(qiáng)度較高。價(jià)格較便宜，常用于制造一般機(jī)械上尺寸不大的彈簧。最大剪切應(yīng)力τmax=8KDF（4-9）3πd式中：K—曲度系數(shù)，K≈K≈4C-10.615+(C為常用旋繞比)，C取7，則4C-4C4?7-10.615+≈1.225。4?7-47代入式（4-9）中：τmax=8?1.225?322=1.1?10MPa3π?4.5彈簧材料的剪切屈服極限τs≈550MPa。將以上數(shù)字代入式（4-8）中：Sca=550=5110當(dāng)精度比較低時(shí)，取SS=2.2，Sca>2.2。符合要求。張緊機(jī)構(gòu)中選擇彈簧4.5?32?6514唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4.4砂帶4.4.1砂帶的磨損機(jī)理及影響因素（1）砂帶的磨損機(jī)理作為磨具的砂帶同其他任何切削加工工具一樣，由于刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在加工過(guò)程中必然產(chǎn)生各種形式的磨損。砂帶磨損在正常情況下有三種基本形式：粘蓋、脫落和磨鈍。粘蓋和脫落兩種形式往往是由于砂帶選擇和使用不當(dāng)引起的，或者是加工的材料特別軟和砂帶粘結(jié)劑質(zhì)量太差造成的；變鈍則貫穿于整個(gè)磨削過(guò)程中。磨粒鈍化主要由磨粒的磨耗磨損和破碎磨損造成。磨耗磨損是由于磨粒與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦所致；破碎磨損是磨粒因受沖擊頂尖破碎或整個(gè)磨粒因粘結(jié)劑的破裂而脫落。破碎磨損比磨耗磨損對(duì)磨具的磨削性能影響更大，其強(qiáng)烈程度取決于磨削力的大小和磨粒及粘結(jié)劑的強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)砂帶形貌的電鏡分析，新砂帶的磨粒頂部幾乎沒(méi)有小平臺(tái)，而是參差不齊的尖峰垂直“聳立”，隨著磨削的進(jìn)行，頂部出現(xiàn)小平臺(tái)的數(shù)量逐漸增多，小平臺(tái)面積加大。砂帶磨損基本上可分為初期快速磨損階段和穩(wěn)定磨損階段。一般初期磨損時(shí)間較短，若初期磨損高度以δ表示，δ的大小對(duì)工件的尺寸精度和粗糙度都有較大影響。一條新的砂帶在用于精磨和拋光時(shí)，都要進(jìn)行適當(dāng)處理，其方法是將其在試磨件上磨削或用舊砂帶對(duì)磨一下，使表面起到校平作用，其實(shí)質(zhì)就是讓砂帶在正式加工之前人為地使之度過(guò)這個(gè)初期快速磨損階段，經(jīng)過(guò)這樣的校平修正，砂帶加工的精度和表面質(zhì)量都會(huì)好得多。砂帶在經(jīng)過(guò)初期快速磨損之后，直至使用壽命終結(jié)，砂帶一直處于穩(wěn)定磨損階段。砂帶表層鋒刃高的磨粒，一方面切除材料，另一方面和工件發(fā)生摩擦，在峰頂部形成不斷增大的磨鈍小平面。同時(shí)，一些鋒刃較低的磨粒逐步從砂帶底部顯露出來(lái)，參與磨削工作。由于參與工作的磨粒數(shù)較多，單個(gè)磨粒承受的法向壓力和切向力減小，磨粒發(fā)生破碎的現(xiàn)象較少，而主要是摩擦引起磨耗磨損，但仍有一些磨粒由于自身已有的裂紋等原因，在穩(wěn)定磨損期間會(huì)發(fā)生破碎磨損。所以，砂帶在穩(wěn)定磨損期內(nèi)磨損主要形式是磨耗磨損和部分的破碎磨損，磨粒的磨損量(容屑空間、鋒刃磨損高度的變量等)主要取決其磨耗量。（2）砂帶磨損的影響因素不同的磨削力，砂帶的磨損量是不同的。隨著砂帶磨削力的增加，砂帶磨粒脫落和破碎的比例增加。這是因?yàn)槟ハ髁υ黾樱チＧ邢魃疃仍龃?，單個(gè)磨粒的切向載荷也增大，同時(shí)摩擦發(fā)熱的溫度也增加，這使磨耗磨損增加，磨粒也會(huì)因?yàn)槌休d過(guò)大而破碎，從而使得砂帶的磨損量增加同時(shí)，隨著砂帶速度的增加，砂帶磨損加15唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)劇，其中磨耗磨損所占的比例增加更顯著。這是因?yàn)榫€(xiàn)速度的增加，使單位時(shí)間內(nèi)磨粒同工件接觸的次數(shù)增多，磨粒在接觸加工區(qū)內(nèi)停留時(shí)間短，磨粒刃口不易切人工件，減少了實(shí)際切除量，增加了磨損過(guò)程中的滑擦和耕犁效應(yīng)，使得接觸區(qū)發(fā)熱增加，并促使摩擦磨損的產(chǎn)生，有時(shí)甚至可能使微屑粘結(jié)在磨粒刃尖上，即發(fā)生所謂粘蓋現(xiàn)象，極大地降低砂帶磨削能力。另一方面，砂帶速度的增加，砂帶磨粒破碎磨損現(xiàn)象減少，這是因?yàn)樯皫俣仍黾雍螅瑔晤w磨粒磨削厚度減小、磨削力減小，因此破碎磨損變慢。（3）影響砂帶磨削的因素1）接觸輪對(duì)接觸輪性能有影響的因素包括其材質(zhì)、硬度、直徑和形狀等。目前接觸輪一般采用鋼輥外敷硬橡膠材料制造，其上開(kāi)螺旋形溝槽，通常接觸輪直徑越大砂光效果越好。2）砂帶速度與進(jìn)給速度砂帶速度越高，單位時(shí)間參與磨削的磨粒就越多，磨削量也越大，光潔程度越好；進(jìn)給速度越低，單位時(shí)間內(nèi)單位長(zhǎng)度制品上的磨削次數(shù)越多，光潔程度越好。3)砂帶張緊力砂帶只有在張緊狀態(tài)下才能進(jìn)行磨削加工。砂帶張緊力大磨削量也可以加大，通常砂帶的張緊力為0.4-0.6MPa。4)接觸壓力砂帶磨削時(shí)，磨削區(qū)必須有足夠的壓力，磨粒才能更好地切入加工工件。在一定范圍內(nèi)壓力越大，磨削量越大。4.4.2砂帶的選擇與養(yǎng)護(hù)（1）砂帶的分類(lèi)與選擇目前市場(chǎng)上的砂帶主要分為紙基砂帶和布基砂帶兩種。其中紙基砂帶的價(jià)格是布基砂帶價(jià)格的一半或更低，但其受基材的影響容易破損，并且受溫度和濕度的影響較大，如：受潮時(shí)失去穩(wěn)定性，容易出現(xiàn)皺折、砂粒脫落等現(xiàn)象，影響板材的砂光質(zhì)量。值得一提的是相同粒度的紙基砂帶比布基砂帶能獲得更小的表面粗糙度數(shù)值；而布基砂帶與紙基砂帶相比更經(jīng)久耐用，這就大大降低了砂削板材的加工成本。生產(chǎn)時(shí)，究竟是選擇紙基砂帶還是布基砂帶要視具體情況而定。例如，砂削中密度板和刨花板時(shí)，應(yīng)選用質(zhì)地較為堅(jiān)固的布基砂帶這是由于人造板中樹(shù)脂膠的含量較高，因此質(zhì)地較為堅(jiān)硬，砂光時(shí)容易損壞砂帶。而布基砂帶與紙基砂帶相比其抗拉性及穩(wěn)定性更好，因此布基砂帶比紙基砂帶更適合于砂削人造板。當(dāng)砂削異型面時(shí)，亦應(yīng)采用質(zhì)地柔軟性好的布基砂帶，以便于容易與各種造型相貼合。在大多數(shù)16唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)情況下，粗砂光或定厚砂光均采用布基砂帶，而終了砂光應(yīng)采用紙基砂帶。（2）砂帶磨料粒度的選擇砂帶磨料粒度是影響砂削量和砂光質(zhì)量的重要因素之一。正確選擇麝料粒度將獲得滿(mǎn)意的砂削效果。一般而言，磨粒較細(xì)的砂帶比磨粒較粗的砂帶更易磨損，但可使制件獲得較小的表面粗糙度數(shù)值。通常磨粒較粗的砂帶用于砂削硬度大于實(shí)體木材的刨花板和中密度纖維板等人造板，或用于板材的定厚砂削中；而磨粒較細(xì)的砂帶通常用于板材的拋光，可獲得較為理想的表面粗糙度。如對(duì)未經(jīng)油漆的家具制件表面砂光，應(yīng)采用粒度為6O?！?40＃的砂帶；對(duì)已經(jīng)油漆的家具砂光，應(yīng)采用粒度范圍為280?！?OO0＃的砂帶。（3）砂帶磨料的選擇木材加工行業(yè)通常采用氧化鋁磨粒和金剛砂(碳化硅)磨粒的砂帶。氧化鋁磨粒(分為不易碎的褐色氧化鋁、半易碎氧化鋁、易碎的白氧化鋁)、金剛砂磨粒具有鋒利的銳棱，在使用過(guò)程中銳棱會(huì)逐漸變鈍并逐漸失去砂削功能，開(kāi)始產(chǎn)生摩擦熱，隨著溫度的增加，當(dāng)達(dá)到木質(zhì)素的流變點(diǎn)(約60o～65o)時(shí)，砂削板材內(nèi)的木質(zhì)素將會(huì)熔化并在砂帶表面引起磨屑嵌塞現(xiàn)象。此時(shí)如果砂帶是防水的，可采用刷洗的方式解決磨屑嵌塞(一般可刷洗5～6次且每次刷洗的時(shí)間間隔變短)的問(wèn)題，但這畢竟不是長(zhǎng)久之計(jì)。因此，較佳的辦法是采用陶瓷涂層或熱處理后的氧化鋁磨粒來(lái)使其保護(hù)銳棱和抗破裂的能力。如在砂削時(shí)產(chǎn)生大量的熱量而需要較好的散熱時(shí)，宜采用石榴石(一種廉價(jià)的人工鉆石)磨粒的砂帶，但其價(jià)格也相對(duì)較高。這里重點(diǎn)介紹一下氧化鋯鋁砂帶和膠粒磨料。氧化鋯鋁砂帶具有良好的抗破裂能力和抗磨能力，能有效地防止磨屑嵌塞，可獲得穩(wěn)定的砂削質(zhì)量，通常用于較大砂削量的場(chǎng)合，如人造板的定厚砂光中。此外，氧化锫鋁砂帶還具有消耗動(dòng)力低、砂帶溫度低等優(yōu)點(diǎn)。以上特點(diǎn)決定了氧化錯(cuò)鋁砂帶具有較長(zhǎng)久的使用壽命膠粒磨料是最新的優(yōu)質(zhì)磨料，有極好的自行銳化特性，粗細(xì)兩種粒度使用時(shí)效果都非常好，這種磨料價(jià)格比氧化锫鋁磨料還貴，但是可以獲得更長(zhǎng)的使用壽命和優(yōu)質(zhì)的砂光質(zhì)量，對(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)砂粒嵌塞現(xiàn)象的砂削作業(yè)場(chǎng)合具有極好的使用價(jià)值[16]。4.4.3砂帶使用中易出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法（1）砂帶的貯存及使用前的處理砂帶屬于涂附磨具，它的性能會(huì)受氣侯的影響而發(fā)生變化。一般來(lái)說(shuō)，貯存砂帶的倉(cāng)庫(kù)要陰涼、干燥、通風(fēng)，并整齊地?cái)[放在貨物架上而不能碼放在地上，且要和地面、墻壁保持一定的距離，同時(shí)還不能靠近散熱和排水裝置。高溫、低濕都易會(huì)使砂帶變硬斷裂，粘結(jié)劑易老化；高濕、低溫又易吸潮變形，故砂帶的理想貯存17唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)溫度為l8～22℃，濕度為55％～65％，砂帶在未使用前盡可能不要打開(kāi)包裝。砂帶理想的貯存固然很重要，但使用前若不能得到正確的處理仍會(huì)嚴(yán)重影響它的使用性能。砂帶使用前應(yīng)作懸掛處理，即將拆開(kāi)包的砂帶掛在l00～250mm直徑的管子上2～3天。管子直徑的選擇應(yīng)根據(jù)粒度粗的砂帶選擇直徑大的管子，粒度細(xì)的砂帶選擇直徑小的管子。懸掛的目的是消除因包裝而引起的卷曲，同時(shí)也是為了讓砂帶適應(yīng)工作環(huán)境的溫度和濕度。砂帶懸掛時(shí)接頭應(yīng)處于管子上，管子應(yīng)成水平狀態(tài)，拆開(kāi)包裝的砂帶盡量避免讓其豎立在邊沿上。懸掛后的砂帶在使用前應(yīng)作必要的質(zhì)量檢查，接頭是否牢固，表面有無(wú)破洞，邊沿是否整齊和有無(wú)裂口。邊沿如有較小的裂口，以圓弧形剪除后不影響使用。砂帶使用時(shí)要使其運(yùn)轉(zhuǎn)方向和砂帶背面所標(biāo)志的方向一致，以免砂帶在運(yùn)轉(zhuǎn)中斷裂或者影響加工工件的表面質(zhì)量。砂帶磨削應(yīng)先運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘，待砂帶運(yùn)轉(zhuǎn)后再開(kāi)始磨削。砂帶使用前若顯得過(guò)硬，可把它浸在60～80℃的溫水中，待其軟化后再使用，為了保證磨具工件的進(jìn)度，砂帶在磨削過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾訅毫Α？傊硐氲馁A存和使用前的正確處理才能保證砂帶的最佳狀態(tài)進(jìn)行加工，才能提高砂帶的使用壽命和工件的磨削質(zhì)量。（2）使用中易出現(xiàn)的問(wèn)題砂帶是一種單層磨料的磨具，其性能是由各個(gè)部分綜合決定的。砂帶在磨削過(guò)程中，發(fā)生三個(gè)不同的過(guò)程：滑擦一磨粒在工件上的滑擦，實(shí)際上產(chǎn)生了切除材料的彈性和塑性變形耕犁一一磨粒引起工件材料的塑性流動(dòng)，使材料產(chǎn)生一個(gè)擠壓式的運(yùn)動(dòng)而從磨粒下方向前和兩側(cè)擠出，同時(shí)切除少量材料；切削一在滑動(dòng)磨粒的前方產(chǎn)生斷裂而形成切削，有相當(dāng)快的切削率。通過(guò)以上對(duì)磨削機(jī)理的分析就可得知磨削壓力與磨削速度對(duì)磨削過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題的影響。1)粘蓋當(dāng)一層金屬材料覆蓋在磨粒切刃上時(shí)即發(fā)生粘蓋，此時(shí)砂帶表面變得亮晶晶的，手摸有滑溜的感覺(jué)。產(chǎn)生粘蓋的主要原因是壓力不足，磨粒難以切入工件并難以使磨粒破碎自銳。其次是過(guò)軟的接觸輪或壓板，即使加上足夠高的磨削壓力，那也只會(huì)使其坍塌嚴(yán)重，磨粒難以切入工件。另外是較高的切削速度，磨粒在磨削區(qū)域停留的時(shí)間不足，故切入深度變淺并嚴(yán)重發(fā)熱。粘蓋發(fā)生的原因是綜合性的，其解決方法也是綜合性的。選擇合適的接觸輪或壓板、加以足夠高的磨削壓力、采用適宜的砂帶線(xiàn)速度是解決問(wèn)題的根本。當(dāng)然，選擇自銳性好的磨料也是必要的。2)磨鈍在磨削過(guò)程中，雖然磨粒還全部存在，但鋒利度已經(jīng)很差了。這是因?yàn)槟チＧ腥幸蚰ズ亩冣g，這種現(xiàn)象稱(chēng)為磨鈍。正常的磨鈍是砂帶壽命的結(jié)束，顯然我們這18唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)里所指的“磨鈍”是在磨粒尚未消耗完時(shí)產(chǎn)生現(xiàn)象，這主要是選擇或使用不當(dāng)而造成的。產(chǎn)生磨鈍的主要原因是接觸輪或壓板過(guò)軟難以使磨粒切入工件，而只在兩個(gè)部磨擦，從而造成刃部磨平。其次是磨削壓力不足易使砂帶磨鈍，而且磨粒也難以自銳。另外，選擇的砂帶不合適，或者砂帶線(xiàn)速度過(guò)高也難以切入工件而磨鈍。砂帶的不正常磨損嚴(yán)重地影響著砂帶的使用壽命，大大增加了加工成本，因而不可忽視。3）堵塞堵塞是在磨粒切刃還沒(méi)有完全磨鈍之前，磨粒間隙就很快被切屑覆蓋和塞滿(mǎn)，從而使砂帶喪失切削能力。產(chǎn)生堵塞的主要原因是接觸輪或壓板過(guò)軟難以使磨粒切入工件，而只以圖2的A部和B部的磨削狀態(tài)為主，加工區(qū)溫度因摩擦而發(fā)熱，使切屑“焊”到砂帶上造成堵塞。解決方法應(yīng)采用合適硬度的接觸輪和壓板，或者采用峰齒背的接觸輪和壓板，還可以采用小的接觸輪等。其次是砂帶線(xiàn)速度過(guò)高也難以使磨粒有效地切入工件，造成砂帶堵塞和燒傷工件，此時(shí)應(yīng)降低砂帶線(xiàn)速度。另外由于鋁屬于軟金屬故也易造成堵塞。解決方法應(yīng)為：采用疏置砂帶或有良好的排屑和防堵塞性能的超涂層砂帶；在滿(mǎn)足加工要求的條件下采用粗粒度砂帶；采用脆性較大的碳化硅磨料砂帶；采用加磨削助劑的方法，如使用硫氯化活性油等。（3）解決方法砂帶使用中易出現(xiàn)問(wèn)題的解決方法如表4-2～4-7[17]。表4-2砂帶頻繁斷裂主要原因解決方法1.砂帶磨損，更換砂帶；1．砂帶堵塞2．砂帶選型不對(duì)，更換合適砂梏損壞不大，使用前作以修整。2．砂帶邊沿?fù)p壞3.切深過(guò)大4．張力不足或過(guò)大表4-3工件表面起毛主要原因1．工件太熱2．砂帶粒度太粗3．進(jìn)給速度太快解決方法延長(zhǎng)工件冷卻時(shí)間采用合適粒度的砂帶降低進(jìn)給速度降低進(jìn)給速度換砂帶調(diào)整切削深度調(diào)整合適的張力19唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1．降低磨削壓力；2．減少切削深度。表4-4砂帶皺折、破裂主要原因1．接觸輪或支承輪損壞2．接觸輪或支承輪不正3．接觸輪或支承輪軸承損壞4．砂帶拉伸不均衡5．砂帶在安裝時(shí)損壞或折傷6．粒度太細(xì)7．砂帶柔曲過(guò)度或濕度太大表4-5砂帶運(yùn)轉(zhuǎn)、振蕩不良主要原因1．射流跟蹤失靈解決方法1．檢查冷卻液管路和接點(diǎn)；2．檢查冷卻液噴嘴是否堵塞。1．檢查其清潔程度；2．更換損壞元件。檢查或更換修整或更換檢查張力彈簧1．增加張力，否則更換砂帶；2．檢查存放條件是否符合要求表4-6在工件運(yùn)動(dòng)方向上的磨痕主要原因1．聚集在磨削區(qū)的磨屑2．砂帶表面不均勻磨損解決方法清理磨屑1．更換新砂帶；2．檢查切削深度和工件表面。204.磨削壓力太高解決方法修整或更換檢查、校正、調(diào)整更換軸承加工不應(yīng)集中在砂帶的某一區(qū)域，進(jìn)給應(yīng)通過(guò)砂帶表面使砂帶和輥均勻受力注意檢查、安裝選用粗粒度砂帶注意砂帶貯存條件2．光電元件失效3．上、下輥不平行4．接觸輪、壓板損壞5．張力不足或不均衡6．砂帶邊沿變形唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3．接觸輪或壓板損傷、磨損4．砂帶表面缺乏潤(rùn)滑5.砂帶過(guò)早磨鈍表4-7振紋主要原因1．接觸輪或支承輪不平衡2．接觸輪或支承輪軸承磨損3．壓力輥或圓輥不圓4．送料速度不均5．接觸輪外圓面有雜物、磨屑6．磨削壓力不足或過(guò)度7．接觸輪或壓板過(guò)硬解決方法再平衡更換軸承更換或修整按要求檢查和調(diào)整進(jìn)料速度清除雜物或磨屑調(diào)整切削深度或進(jìn)給速度更換較軟接觸輪或壓板檢查和修整，必要時(shí)更換檢查冷卻液使用情況按“磨鈍原因”檢查解決5徑向進(jìn)給部分5.1絲杠的設(shè)計(jì)5.1.1螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)是由螺桿（絲杠）和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求。它主要是將21唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)完成運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。（1）螺旋傳動(dòng)按用途的不同可分為：1）傳力螺旋，以傳遞能量為主，將較小的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成較大的軸向推力，如各種起重螺旋或加壓裝置的螺旋；2）傳導(dǎo)螺旋，以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，并應(yīng)有較高的傳動(dòng)精度，也可承受較大的軸向載荷，如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋；3）調(diào)正螺旋，以調(diào)整、固定零件間的相互位置為主，如機(jī)床、儀器及測(cè)試裝置中的微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。（2）按螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，又可分為滑動(dòng)螺旋、滾動(dòng)螺旋及靜壓螺旋：1）滑動(dòng)螺旋，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低，易于實(shí)現(xiàn)自鎖；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但當(dāng)?shù)投然蜃鲞\(yùn)動(dòng)的微調(diào)時(shí)可能出現(xiàn)爬行；摩擦阻力大，傳動(dòng)效率低；螺紋間有側(cè)向間隙，反向時(shí)有空行程；磨損大；用于機(jī)床的進(jìn)給、分度、定位等機(jī)構(gòu)，壓力機(jī)、千斤頂?shù)膫髁β菪龋?）滾動(dòng)螺旋，摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速是不爬行，啟動(dòng)時(shí)無(wú)抖動(dòng)；經(jīng)調(diào)整和預(yù)緊可實(shí)現(xiàn)高精度定位；傳動(dòng)具有可逆性，如禁止逆轉(zhuǎn)，應(yīng)設(shè)防逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造比較難；抗擊沖擊能力差；3）靜壓螺旋，摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無(wú)爬行現(xiàn)象；傳動(dòng)具有可逆性，不需要時(shí)應(yīng)設(shè)防逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；反向時(shí)無(wú)空行程，定位精度高，軸向剛度大；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較難，供油系統(tǒng)要求高；磨損小，壽命長(zhǎng)；用于精密機(jī)床的進(jìn)給、分度機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)螺旋。各螺旋有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)是拋光機(jī)的進(jìn)給裝置選用滑動(dòng)螺旋，以傳遞能量為主，屬于傳力螺旋。（3）滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)和材料滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)主要是指螺桿、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動(dòng)的工作剛度與精度等和支撐結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系，當(dāng)螺桿短而粗且垂直布置時(shí)，如起重及加壓裝置的傳力螺旋，可以利用螺母本身作為支承。當(dāng)螺桿細(xì)長(zhǎng)且水平布置時(shí)，如機(jī)床的絲杠等，應(yīng)在螺桿兩端或中間附加支承，以提高螺桿的工作剛度。螺母的結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。整體螺母結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由磨損產(chǎn)生的軸向間隙不能補(bǔ)償，只適合在精度要求較低的螺旋中使用。組合螺母和剖分螺母可以消除軸向間隙，補(bǔ)償旋合螺紋的磨損?；瑒?dòng)螺旋采用的螺紋類(lèi)型有矩形、梯形和鋸齒形。其中以梯形和鋸齒形螺紋應(yīng)用較廣。螺紋常用右旋螺紋，只有在某些特殊的場(chǎng)合，如車(chē)床橫向進(jìn)給絲杠，為了符合操作習(xí)慣，才采用左旋螺紋。（4）螺桿和螺母的材料22唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)羅干材料要有足夠的剛度和耐磨性。螺母材料除要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿材料配合時(shí)摩擦系數(shù)小和耐磨。5.1.2絲杠的選擇與校核[18]（1）本設(shè)計(jì)滑動(dòng)螺旋采用梯形螺紋，牙型角α=30o梯形螺紋，工藝性好，壓根強(qiáng)度高，對(duì)中性好，是常用的傳動(dòng)螺紋。螺桿采用右旋單線(xiàn)螺紋，螺母采用整體式螺母，其優(yōu)缺點(diǎn)不再贅述。絲杠材料選用45鋼，絲杠螺母材料選用Q235鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)表19-10知材料不經(jīng)熱處理，用于載荷不大，轉(zhuǎn)速較低的傳動(dòng)符合本次設(shè)計(jì)的要求。（2）選擇絲杠及絲杠螺母的基本尺寸滑動(dòng)螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動(dòng)速度、螺紋表面粗糙度以及潤(rùn)滑狀態(tài)等因素有關(guān)。其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大螺旋副間越容易形成過(guò)度磨損。因此，滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作做面上的壓力p，使其小于材料的許用壓力[P]?；境叽缬赡湍バ杂?jì)算得到。p=FFP（5-1）=≤[P]Aπd2hH式中：F—作用于絲杠的軸向力，N；P—螺紋螺距，mm；d2—螺紋中徑，mm；h—螺紋工作高度，mm；H—螺母高度（mm）。令φ=H/d2，則H=φd2。代入整理后可得d2≥FP（5-2）πhφ[p]對(duì)于矩形和梯形螺紋，h=1.5p，則d2≥0.8F（5-3）φ[p]絲杠的軸向力由導(dǎo)軌的摩擦力提供，導(dǎo)軌的摩擦力都按其最大受力計(jì)算，導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)μ取為0.1，則軸向力F=4μF總+Fa=4?0.1?2763.8+100=1205.52N由《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)表》表19-3知整體式螺母取φ=1.2；由表19-4根據(jù)螺旋副材料選[p]=7.5MPa。23唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)則螺紋中徑d2≥0.81205.52=9.26mm1.2?7.5由GB/T5796-1986、JB2886-92，并考慮其加工性、穩(wěn)定性選取公稱(chēng)直徑d=40mm，螺距P=4mm/r。則小徑d1=d-4.5=40-4.5=35.5mm中徑d2=d-2=40-2=38mm螺母高度H=φd2=1.2?38=45.6mmH42.6==11.4≤12旋合圈數(shù)Z=P4螺紋的工作高度h=0.5P=0.5?4=2mm（3）螺桿的強(qiáng)度計(jì)算螺桿工作時(shí)承受軸向壓力F和扭矩T的作用。螺桿危險(xiǎn)截面既有壓縮應(yīng)力，又有切應(yīng)力。因此，校核螺桿強(qiáng)度時(shí)，第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力σca，其強(qiáng)度條件為σca=FT2()2+3()≤[σ]（5-4）AWT式中：F—螺桿所受軸向力，N；A—螺桿螺紋段的危險(xiǎn)截面面積，A=WT—螺桿螺紋段抗扭截面系數(shù)，WT=d1—螺桿的螺紋小徑，mm；T—螺桿所受的扭矩，N?mm；[σ]—螺桿材料的許用應(yīng)力，MPa。由上述計(jì)算知F=1205.52N；螺桿所受扭矩T=T=π4d1，mm2；2πd1316，mm3；F?P，2πnη1205.52?4=10.8N?m=1.08?104N?mm；2π?142.5?0.5螺桿的螺紋小徑d1=35.5mm；查表19-6知，[σ]=71MPa。計(jì)算應(yīng)力24唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)σca1205.52?421.08?104?162=()+3()=2.36MPa<71MPa23π35.5π35.5符合要求。（4）螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算在本設(shè)計(jì)中螺桿的長(zhǎng)頸比很大，當(dāng)軸向壓力F大于某一臨界值時(shí)，螺桿就會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲而喪失穩(wěn)定性。因此，在正常情況下，螺桿承受的軸向力F（單位為N）必須小于臨界載荷Fc（單位為N）。則螺桿的穩(wěn)定性條件為FcF≥2.5～4（不能滿(mǎn)足此條件應(yīng)增大d1）當(dāng)μli>85～90時(shí)，F(xiàn)π2EIaC=(μl)2式中：l—螺桿的最大工作長(zhǎng)度，mm；Ia—螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性距，Iπd41a=64，mm；i—螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑，i=IaA=d14，mm；A—螺桿材料的彈性模量，Mpa，對(duì)于鋼E=2.07?105MPa；μ—長(zhǎng)度系數(shù)，與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān)。由表19-7查，一端為不完全固定時(shí)取μ=0.6由設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)知l=1400mm；螺桿材料的彈性半徑i=d14=35.54=8.875mm；μl.6?1400i=08.875≈94.6>90臨界載荷用上述公式計(jì)算，臨界載荷3.142?2.07?105?7.8?104Fc=(0.6?1400)2≈2.2?105NFc2.2?105F=1205.52=182符合要求。25（5-5）（5-6）唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（5）計(jì)算螺桿的剛度計(jì)算螺桿的剛度，包括計(jì)算軸向載荷使導(dǎo)程產(chǎn)生的變形、轉(zhuǎn)矩使導(dǎo)程產(chǎn)生的變形。1）軸向載荷使導(dǎo)程產(chǎn)生的變形：δSF=4FS2，mm（5-7）πEd1式中：F—螺桿所受軸向力，N；S—導(dǎo)程，mm；d1—螺桿小徑，mm。δS4?1205.52?4F=π2.07?105?35.52≈0.02μm2）轉(zhuǎn)矩使導(dǎo)程產(chǎn)生的變形：δSTS2M=16π2Gd4，mm1式中：T—螺桿所受轉(zhuǎn)矩，N?mm；G—螺桿材料的切變模量，Mpa，對(duì)于鋼G=8.3?104MPa。δS=16?1.08?104?42Mπ28.3?104?35.54≈2?10-3μm（6）校核橫向振動(dòng)對(duì)于長(zhǎng)螺桿易產(chǎn)生橫向振動(dòng)，應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速。臨界轉(zhuǎn)速：nμ21d1c=12.3?106l2，r/minc式中：μ1—系數(shù)，與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān)；lc—螺桿兩支承間的最大距離，mm。由表19-9知，一端固定一端自由結(jié)構(gòu)的系數(shù)μ1=1.875。由結(jié)構(gòu)知，lc=1700mm，則n=12.3?1061.8752?35.5c18002=437.8r/min26（5-8）（5-9）唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)0.8nc=0.8?437.8=350.24r/min>142.5r/min符合要求。（7）螺母體尺寸計(jì)算螺母體尺寸包括，螺母外徑和凸緣外徑等。螺母外徑：D≥5?2?1205.525?2F+402≈41mm+d2=π?71π[σ]取D=45mm（[σ]查表19-6）凸緣外徑：D1≥取D1=50mm4?1205.524F+452=47.2mm+D2=7.5ππ[p]（8）絲杠軸與絲杠螺母的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。絲杠的機(jī)構(gòu)主要取決于：絲杠在機(jī)器中的安裝位置及形式；絲杠上