（终稿）半球面螺旋槽研磨机研磨头部件设计（全套完整有CAD）

电动机选择应考虑到以下问题根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的起动.制动.调速等要求，选择电动机类型根据负载转距.速度变化范围和起动频繁程度要求，考虑电动机的温度限制.过载能力和起动转矩，选择电动机的容量，并确定冷却通风方式，所选电动机容量应留有余量，负荷般取。

过大的备用容量会使电动机的效率降低，对于感应电动机，其功率因数将变坏，并使按电动机最大转矩校验强度的机械造价提高。

根据使用场所的环境条件，如温度.湿度.灰尘.雨水.腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的保护方式，选择电动机的结构形式。

根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级和类型。

根据生产机械的高转速和对电力传动调速系统的过滤过程性能的要求，以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机的额定转速。

此外，选择电动机还必须符合节能要求，考虑运行可靠性.设备的供货情况.备品备件的通用性.安装检修的难易，以及产品价格.建设费用及考虑生产过程前后期电动机容量变化等各因素。

根据以上所述，及设计题目中所给的参数，综合所有条件考虑，选用型单项交流异步电动机直接驱动，其额定功率.，满载时额定电流.，转速，效率.，功率因数.，同步转速，额定转矩.，额定电流.，最大转矩.，振动速度.，转动惯量.，重量。

十字联轴器.联轴器概念联轴器是机械传动中常用的部件。

主要是用来把两轴连接在起，以传递运动与转矩机器运转时两轴不能分离只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。

联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着种程度的相对位移，这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应定范围的相对位移的性能。

.联轴器种类根据对各种相对位移有无补偿能力即能否在发生相对位移条件下保持联接的功能，联轴器可分为刚性联轴器无补偿功能和弹性联轴器有补偿能力两大类。

弹性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件的弹性联轴器和有弹性元件的弹性联轴器两个类别。

.刚性联轴器刚性联轴器最典型的是凸缘联轴器，是把两个带有凸缘的半联轴器用键分别与两轴联接，然后用螺栓把两个半联轴器联成体，以传递运动和转矩。

这种联轴器属于刚性联轴器，构造简单成本低可传递较大转矩，故当转速低无冲击轴的刚性大对中性较好时常采用。

但对所联两轴间的相对位移缺乏补偿能力，故两轴对中性的要求很高。

当两轴有相对位移存在时，就会在机件内引起附加载荷，使工作情况恶化，这是它的主要缺点。

所以本回转工作台不宜采用此类型联轴器。

.弹性联轴器弹性联轴器又可按是否具特点精度较高，但结构尺寸较大，如螺旋起重器，铣床工作台升降机构等。

.螺母移动螺杆移动。

特点结构尺寸大且复杂，精度不高，如铲背车床的尾架螺旋，平面磨床的垂直进给螺旋等。

.螺母转动并移动螺杆固定不动。

特点精度较低，如摇臂钻床横臂的升降装置及手动调整机构等。

.螺杆转动并移动，螺母移动螺母固定不动。

特点当两螺纹旋向相同，且和相差很小时，可得到螺母间的微量位移，常用于调节螺旋中，如差动式微调镗刀杆。

当两螺纹旋向相反时，可得到螺母间的较大位移，常用于需要快速移动的场合，如立式铣床中铣头的锁紧装置及复合式移动夹具等。

.螺杆和螺母同时转动。

特点由于螺杆和螺母的和的大小和方向均可以不同，故螺母可得到各种不同大小和方向的位移和速度。

这种螺旋常用于高精度机床的误差校正装置。

传动方式的确定.根据以上几种常见的机械传动装置的特点，并综合经济，结构尺寸等几个方面考虑，本回转工作台拟采用步进电动机驱动蜗轮蜗杆传动来实现运动的传递。

这样可以实现较大的传动比，以及运动平稳低噪声等方面的要求。

.采用蜗杆传动。

蜗杆机构可以实现较大的传动比，尺寸紧凑，传动平稳。

所以采用蜗杆机构。

第三章研磨头部件设计.研磨头的工作原理研磨头部件的结构，研磨具夹持在研磨具主轴的弹簧夹头内，由型单相交流异步电动机直接驱动.通过专门配套的控制器，实现无极调磁调速，构成了研磨具主轴系统.电动机安装在主轴箱，而主轴箱则与上连接板连接，二者沿轴线的相对位置可通过螺钉调整.上连接板主轴箱箱体支承在两套直线滚动轴承上，保证了研磨具主轴箱箱体可沿方向实现灵活“提刀”向工件表面施压的运动.其中压力是通过弹簧的压缩产生的，压力大小通过调压螺钉进行调节.提刀工作则是通过直流电磁铁.实现，当线圈通电时，连接衔铁的铜杆向外伸出，推动与研磨主轴系统固连的上连接板，从而实现提刀动作.反应提刀动作是否正确的检测信号由行程开关提供.上连接板同研磨具主轴箱沿轴向的相对位置，通过主轴箱调位螺钉进行调整，以适应不同直径半球体加工的需要。

砂轮主运动的实现主轴的运动主要是由部异步电动机带动联轴器从而控制弹簧夹头夹持砂轮进行运动的，此处应注意联轴器及弹簧夹头的选择。

主轴箱位置的调整为了满足加工的需要，使主轴箱可以在箱体上浮动，因此主轴箱应放置于燕尾槽之上。

主轴箱位置的调整主要是由个主轴箱调位螺钉控制的，主轴箱可以在燕尾槽中浮动，主要通过对调位螺钉的控制来调整主轴箱和下面部件的相对位置，从而达到工作所满足的要求。

研磨压力的调整研磨压力主要由下箱体的研磨压力调整弹簧调整，压力调整弹簧置于研磨压力调整螺钉和挡板之间，通过研磨压力调整螺钉的松紧控制弹簧对挡板的压力来控制上连接板处研磨的深度与研磨具的旋转速度和压力成正比，也与研磨具和工件之间的相对移动速度成正比。

如下图所示图.研磨加工原理.研磨机结构方案半球面螺旋槽的加工对机械系统提出以下要求能实现球面坐标定位，即和两旋转坐标的定位，且速度可任意设定。

能实现对研磨工具旋转运动的无级变速。

磨部件沿轴线方向能产生轴向推力，保证研磨具端面以定压力和工件表面接触，以实现有效的研磨同时，当完成个槽的加工而需要转入另个槽时，研磨部件能够完成“提刀”，即研磨具能够沿轴线后退个小距离，以免研磨具划伤工件表面。

为了满足以上功能，机械系统的结构主要有研磨头主轴箱部件和回转工作台部件三部分组成，分别实现研磨头旋转坐标和旋转坐标的驱动。

如下图所示。

图.机械系统的组成.回转工作台总体方案的选择回转工作台安装在机床机座上，通过步进电动机，经联轴器，蜗杆蜗轮驱动回转工作台，实现了对坐标定位。

在回转台上安装了永久磁钢，在其作用下，通过霍尔开关获取周向的零位信号。

如下图所示。

图调零控制回转工作台本体采用了成熟的通用机床标准手动附件，并对其进行了数控化改造，从而形成了本项目的数控回转工作台部件。

数控改造的关键是在步进电机与回转工作台蜗杆如何合理连接的问题，即如何保证蜗杆轴与步进电动机轴的轴线同轴，否则因为驱动不顺畅会导致步进电动机的失步。

对此，我们在二者的连接中增加个弹性联轴器，从而保证了传动的稳定和可靠。

.传动装置的总体设计传动装置总体设计的目的是确定传动方案，选定电动机型号，计算传动装置的运动和动力参数，为计算传动件准备条件。

台机器般由原动机传动装置和工作机三部分组成，传动装置在原动机与工作机之间传递运动和动力，并借以改变运动的形式，速度大小和转矩大小。

传动装置般包括传动件齿轮传动蜗杆传动带传动链条传动等和支撑件轴轴承和机体等两部分。

它的重量和成本在机器中占比重很大，其性能和质量对机器的工作影响也很大。

合理设计传动方案具有重要意义。

满足工作机性能要求的传动方案，可以由不同传动机构类型以不同的组合形式和布置顺序构成，合理的方案应保证工作可靠，并且结构简单，尺寸紧凑，加工方便，成本低廉，传动效率高和使用维护便利。

种方案要同时满足这些要求是困难的，因此要保证重点要求。

常见的机械传动方式因为本次要求设计的是回转工作台需采用定的传动装置使其变速达到所需要求。

因此提出以下几个方案，.采用齿轮传动齿轮传动是机械传动中最主要的传动之，形式很多，应用广泛，传递的功率可达近十万千瓦，圆周速度可达。

机理研究，也取得很多成就。

弹性发射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.液体结合剂砂轮研磨作为种高效研磨的方法，正在受到人们的重视。

日本的河田研治等人在这方面做了许多研究工作，取得了较好的效果，采用该方法加工，工件已加工表面粗糙度很高。

液体结合剂砂轮结构与普通砂轮大体相同。

磨粒结合剂液体气孔结合剂液体填充材料磨粒普通的液体结合剂砂轮复合液体结合剂砂轮液体结合剂砂轮结构采用液体结合剂砂轮研磨有如下特点加工精度及表面质量与普通研磨样时，加工效率能高于普通研磨几倍磨料自锐性好，能长时间保持高效率研磨砂轮成形非常容易，可适用于非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。

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。

电解研磨原理是通过电解蚀除金属表面，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，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加工技术的研究。

哈尔滨工业大学刘晋春等，研究了电解研磨中，电解和磨粒研磨复合作用机理及主要参数的影响规律。

结果表明该成果能在短时间内获得值小于.的大面积镜面，而且适合于加工不同曲面。

北京理工大学的陈幼松探讨了在电解研磨中应用电火花加工技术，开发了电解电火花复合研磨加工方法。

采用这新方法，加工陶瓷，加工效率提高倍。

杭州电子工业学院的文贵林利用粘弹性磨料布进行电解复合加工镜面，也取得了很好的效果，并研制出相应的加工装置。

般来说，磨粒尺寸越小，所加工的工件表面粗糙度值越小，但对于固着磨料研磨，磨粒尺寸太小，容易使磨具上的工作面被加工过程产生的磨屑堵塞，至使加工过程无法继续进行。

电解在线修整技术则很好地解决了这问题，加工原理图。

工件被压在磨具上，磨具通过电刷连接到电源的正极上，电源负极则固定在磨具上方约.处，通过磨削液负极与磨盘之间发生电解现象，在机械磨削与电解的双重作用下，可以使磨具保持有良好的自锐性，使用电源冷却液争工件。

.设计目的和内容在航空，航天的陀螺仪和激光照排机等设备上，广泛使用着高精度的空气静压球面轴承.这种球面轴承由对称的两各半球体组成，为形成气膜，要求在这两个高硬度，高精度的半球面加工出道特殊形状的螺旋槽。

有球面半径槽数起始角终止角螺旋方向等，要求各参数能方便地调整。

该设备用于陀螺仪和激光照排机等设备上高精度空气静压球面轴承上螺旋槽的研磨加工。

采用坐标联动方案，即采用球面旋转坐标加工复杂曲线，极大降低了球面加工的难度，有利于精度的提高。

更重要的是简化了机械结构，大大降低了成本。

改善坐标联动方案存在的不足。

研磨技术广泛应用于零件的精加工，尤其是淬硬件和高硬度材料的精加工。

随着科学技术的发展，对机器和零件的尺寸，形状精度以及表面粗糙度要求越来越高，并且各种高硬度材料应用日益增多，而现有的加工手段及机床已不能很好的满足这种日益迫切的要求。

这需要我们科技人员尽快改进我们的加工水平，设计有效的机床，以满足这种要求。

本设计就是为了满足上述要求而设计的种超精加工研磨机，该研磨机的设计结构具有如下几个特点选用标准的机床通用手动回转工作台，改制成数控工作台由两幅直线轴承构成