《機械制造與自動化論文：手壓式木工拋光機設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機械制造與自動化論文：手壓式木工拋光機設(shè)計（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、機械制造與自動化論文：手壓式木工拋光機設(shè)計 摘要 拋光是超精密加工中一種重要加工方法，其優(yōu)點是加工精度高，加工材料范圍廣。拋光機是用嵌入磨料的研具對工件表面進(jìn)行研磨的工具，是保證研磨加工的重要條件。由于傳統(tǒng)研磨存在加工效率低、加工成本高、加工精度和加工質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點，這使得傳統(tǒng)研磨應(yīng)用受到了一定限制，為了提高研磨加工效率，機械研磨機已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的手工研磨?；诖?，本文主要是合理的分析了手壓式木工拋光機的傳動系統(tǒng)和拋光原理，介紹了手壓式木工拋光機的主體結(jié)構(gòu)，由于被拋光的工件高度不同,要求拋光機的機頭高度可以上下調(diào)整，本設(shè)計中采用滑輪組實現(xiàn)了這一功能，整機具有質(zhì)量小、成本低、工作可靠的特點

2、,實踐證明該設(shè)計達(dá)到了預(yù)期的要求。 關(guān)鍵詞：拋光；手壓式木工拋光機；滑輪組 1緒論 隨著人民生活水平的不斷提高,對家具的要求也越來越高,不再只要求其堅固耐用,更要求其外表美觀,在實現(xiàn)其基本使用功能的同時,達(dá)到裝飾居室或辦公場所的目的；另一方面,生活水平的提高也激發(fā)了人們更新家具的欲望,家具的使用周期縮短,這使得社會需求量增大,款式更新速度提高。這就對家具的制作工藝及加工設(shè)備提出了新的要求,家具的生產(chǎn)已基本脫離了以前木工訂制的模式，轉(zhuǎn)而以工業(yè)化的生產(chǎn)為主。工業(yè)現(xiàn)代化要求社會分工越來越細(xì),這是工業(yè)信息化時代的一個重要特點,隨著社會的進(jìn)步,科學(xué)向更深層和多邊緣的方向發(fā)展，技術(shù)日趨精深，專業(yè)

3、要求也越來越高。對于大型木工企業(yè),其資金雄厚,無論在通用技術(shù)方面還是在專業(yè)設(shè)備方面都具有顯而易見的優(yōu)勢；而對于數(shù)目繁多的中、小型木工企業(yè)，要想在激烈的市場競爭中生存并得到發(fā)展，必須不斷地以少量的資金投入來達(dá)到更新自己生產(chǎn)設(shè)備的目的，逐步地向生產(chǎn)現(xiàn)代化的方向發(fā)展。應(yīng)某家具廠的要求,筆者為其設(shè)計了一臺木工用拋光機，本文對該機的主體結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點進(jìn)行簡要的介紹。 2 拋光機的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2.1國內(nèi)外木工用拋光機的技術(shù)現(xiàn)狀 2.1.1國內(nèi)木工用拋光機的技術(shù)現(xiàn)狀 我國生產(chǎn)制造的木工用拋光機的品種、類型較多。隨著人民對家具的要求也越來越高，不再只要求其堅固耐用，更要求其外表美觀，在實現(xiàn)其基

4、本使用功能的同時，達(dá)到裝飾居室或辦公場所的目的;另一方面，生活水平的提高也激發(fā)了人們更新家具的欲望，家具的使用周期縮短，這使得社會需求量增大，款式更新速度提高。這就對家具的制作工藝及加工設(shè)備提出了新的要求，家具的生產(chǎn)已基本脫離了以前木工訂制的模式，轉(zhuǎn)而以工業(yè)化的生產(chǎn)為主間。現(xiàn)如今木工用拋光機的技術(shù)及設(shè)備方面有了很大的提高，木工用拋光機的采用了伺服電機驅(qū)動，帶動皮帶傳動，再通過帶傳動帶動拋光輪轉(zhuǎn)動，從而達(dá)到拋光工藝。 2.1.2國外木工用拋光機的技術(shù)現(xiàn)狀 國外木工用拋光機技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在二個方面:一方面是木工用拋光機的功能多元化、應(yīng)用范圍擴大化;另一方面是木工用拋光機本身的技術(shù)與

5、裝備有了巨大的發(fā)展，尤其開發(fā)應(yīng)用了木工用拋光機的動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了木工用拋光機的運行性能和可靠性。 2.2木工用拋光機技術(shù)的特點及未來發(fā)展方向 2.2.1拋光機的分類 拋光機按自動化程度可以分成三類:普通手動拋光機、手提式拋光機、手提式拋光機。 普通手動拋光機:拋光機可同時進(jìn)行兩個以上拋光輪拋光，可粗拋光、中拋、精拋同時進(jìn)行。只需要變化拋光用拋光輪(粗拋輪、中輪輪或精拋輪)就可以了。手提式拋光機:如果拋磨工作需要在無固定拋磨拋磨機械的地方或工件太大無法移動。則可選用手提式拋光機。手提式拋磨機是將磨光或拋光輪安裝在小型 電動機工空氣壓縮機上，此種拋磨機易于移動，使用方便，但很難

6、獲得大面積鏡面拋光效果。 手提式拋光機:用于普通在面積板料鏡面拋光。 2.2.2木工用拋光機的特點 因為在拋光過程中需要及時變換工件的運動方向，使拋光紋路復(fù)雜多變，這樣有利于降低表面粗糙度并保證表面均勻--致。因此動力頭是拋光設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵[1]。拋光物料是拋好木制品的關(guān)鍵，拋光物料的選擇往往決定著所拋木制品的表面質(zhì)量。根據(jù)木制品表面要求及受損的程度不同.拋光的具體要求及方法也不同。拋光作業(yè)可分為灰拋、磨削拋光和增澤拋光[2]?；覓?灰拋主要用于清除制品表面上的冷疤、斑痕和微量的廢邊、飛邊?；覓伒膾佪?，以軟布為好，拋光物料是輕浮石粉，因為輕浮石粉易被高速旋轉(zhuǎn)的拋輪甩出，所以必須備有防護(hù)罩

7、。磨削拋光:磨削拋光是將木制品的粗糙表面加工成平滑的表面，根據(jù)要求，可加或不加蠟脂。拋輪的柔軟程度視具體情況而定，但應(yīng)比灰拋更柔軟，磨削拋光后的木制品，有時還需要經(jīng)過增澤拋光，使木制品光亮面無明顯紋路。增澤拋光:增澤拋光是將平滑的表面加工成具有光澤的表面。增澤拋光所選用的拋輪，應(yīng)比前兩種拋光法所用拋輪更為柔軟，可用呢絨。拋光物料大多為脂膏一類。如果工件表面上附著的脂膏太多，可以用干凈而柔軟的棉布輪再度拋光，使工件透明光亮無紋路。 木工用拋光機機頭部分可以用人力很輕松自如地調(diào)節(jié)拋光機頭的高度;由于拋光用的布輪屬于易損件,使用一段時間以后就需要更換，所以在拋光輪軸與驅(qū)動主軸的聯(lián)接處采用了快拆機構(gòu)

8、，便于及時更換新的拋光輪;它具有體積小、重量輕、造價低的特點;采用伺服電機驅(qū)動，傳動平穩(wěn)性好，還具有噪音小，操作、維修方便等優(yōu)點，拋光質(zhì)量和控制精度也都很不錯[3]。目前此木工用拋光機也有它自身的缺點:可靠性、靈敏性、壽命都較低，且適合在中小型木器加工廠使用,適用范圍還不夠廣泛。 2.2.3木工用拋光機的未來發(fā)展方向 由于目前很多木工用拋光機在進(jìn)行拋光時會產(chǎn)生很多粉塵，為了讓拋光時產(chǎn)生的粉塵不進(jìn)入大氣中，可以在拋光機上面設(shè)置安裝一個自吸除塵裝備,它可以由引風(fēng)機和粉塵處理箱構(gòu)成，拋光輪進(jìn)行拋光作業(yè)的同時引風(fēng)機也同時工作，將拋光時所產(chǎn)生的粉塵吸入粉塵處理箱，粉塵處理箱由集塵箱和過濾箱構(gòu)成，粉塵

9、最終被吸附在過濾箱上的過濾網(wǎng)上。自吸除塵裝置體積小，造價低，可極大地改善工作環(huán)境。 2.3 木工用拋光機的設(shè)計要求及機構(gòu)原理 木工用拋光機對機械設(shè)計的要求有:精度高、運行平穩(wěn)、工作可靠，具有良好的伺服性能。面對傳動機構(gòu)則要求:轉(zhuǎn)動慣量小，以減小機械負(fù)載，避免對系統(tǒng)造成不良影響;剛度大，有利于減小動力損失，提高固有頻率，增加閉環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性;阻尼合適。由于木工用拋光機主要是用于拋光木板和家具半成品，故要求拋光機的機頭高度可調(diào);拋光布輪外購;為操作方便，整機高度不宜過高[4]。因此木工用拋光機宜選用普通手動拋光機。 木工用拋光機主體機構(gòu)包括兩個運動:一個是拋光布輪的轉(zhuǎn)動，另一個是為實現(xiàn)拋

10、光機頭高度調(diào)整而進(jìn)行的上、下運動。這兩個運動不會同時發(fā)生，即在拋光機機頭的高度調(diào)整時，布輪是不旋轉(zhuǎn)的。對于第一個運動，由于拋光機布輪需高速轉(zhuǎn)動才能達(dá)到拋光工件的目的，故采用電機驅(qū)動[5]。對于第二個運動，由于拋光機的機頭調(diào)整機構(gòu)只是偶爾動作，即當(dāng)被加工件確定后,每調(diào)整一次就可以完成一批工件的加工，故只有當(dāng)更換被加工件的類型時才需要重新調(diào)整，考慮到拋光機頭的重量不大，故決定用手動機構(gòu)調(diào)整。 3設(shè)計要求及主要技術(shù)參數(shù) 3.1設(shè)計要求 由于被拋光的工件包括木板和家具半成品,故要求拋光機的機頭高度可調(diào),調(diào)整高度為500mm；拋光布輪外購,尺寸為5360mm580mm；為操作方便,整機高度

11、不宜過高,故工作臺高度定為700mm。 3.2拋光機的運動機構(gòu)分析 分析拋光機的設(shè)計要求可知,其主體機構(gòu)包括兩個運動:一個是拋光布輪的轉(zhuǎn)動,另一個是為實現(xiàn)拋光機頭高度調(diào)整而進(jìn)行的上、下運動。這兩個運動不會同時發(fā)生,即在拋光機機頭的高度調(diào)整時,布輪是不旋轉(zhuǎn)的[6]。對于第一個運動,由于拋光機布輪需高速轉(zhuǎn)動才能達(dá)到拋光工件的目的,故采用電機驅(qū)動,經(jīng)預(yù)估拋光所需的正壓力后計算出所需電機的功率不到1k W,為安全起見,取電機的功率為3kW。由此，選擇電機JO2-11-4(N=3kW,n=1500r/min),通過一級帶傳動后驅(qū)動拋光布輪旋轉(zhuǎn)。對于第二個運動,由于拋光機的機頭調(diào)整機構(gòu)只是偶爾動作,即

12、當(dāng)被加工件確定后,每調(diào)整一次就可以完成一批工件的加工,故只有當(dāng)更換被加工件的類型時才需要重新調(diào)整,考慮到拋光機頭的重量不大,約120kg,故決定用手動機構(gòu)調(diào)整。 3.3拋光機的主要技術(shù)參數(shù) 拋光機的主要技術(shù)參數(shù)如下: 拋光輪直徑(mm):φ360； 拋光輪長度(mm):580； 拋光輪轉(zhuǎn)速(r/min):750； 拋光機頭調(diào)整高度(mm):500； 驅(qū)動電機型號:JO2-11-4； 驅(qū)動電機功率(k W):3； 驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速(r/min):1 500； 整機尺寸(長寬高)(mm3):1 4924401 680； 整機重量(kg):500。 4主機結(jié)構(gòu) 拋光機的主機結(jié)構(gòu)

13、見圖1。它主要由主機架1、驅(qū)動電機4，帶傳動機構(gòu)(件5、6、7)、拋光輪10和機頭調(diào)整部分(包括件2、8、9、12、13等)組成。在主機架1上固定有導(dǎo)軌2，左滑塊8和右滑塊9同軸。左滑塊8通過電機支架3與電機4、小帶輪5、大帶輪6聯(lián)為一體；右滑塊9上固定有拋光機頭(由拋光輪10和拋光輪架11等組成)。當(dāng)手工轉(zhuǎn)動手輪13時,左、右滑塊可以上下移動。夾緊機構(gòu)12的作用是在機頭高度調(diào)整到合適位置時,將滑塊夾緊在導(dǎo)軌上,這樣可以保證在拋光輪工作時拋光機頭部的穩(wěn)定性[7]。 圖2　木工用拋光機結(jié)構(gòu)簡圖 由于拋光用的布輪屬于易損件，使用一段時間以后就需要更換，所以在拋光輪軸與驅(qū)動主軸的聯(lián)接處(圖1

14、的B處)采用了快拆機構(gòu)，見圖2。在圖2中,1為驅(qū)動主軸，4為拋光輪軸,兩軸的配合面為錐面,錐面錐度為1∶20。用螺母3和5固定,用斜楔2定位。在加工時,需要兩錐面配合研磨，保證其接觸面積在70%以上，以保護(hù)傳動的平穩(wěn)。 1——主機架；2——導(dǎo)軌；3——電機支架；4——電機；5——小帶輪；6——大帶輪；7——皮帶；8——左滑塊；9——右滑塊；10——拋光輪；11——拋光輪架；12——夾緊機構(gòu)；13——手輪及調(diào)高機構(gòu) 5V帶的設(shè)計 5.1確定設(shè)計功率 設(shè)計功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率、載荷性質(zhì)、原動機類型和每天連續(xù)工作的時間長短等因素共同確定的，表達(dá)式如下： 式中 ——需要傳遞的

15、名義功率 ——工作情況系數(shù)，查《機械設(shè)計》表11.5，得工作情況系數(shù) 選取 =1.1； 所以 5.2選擇帶的型號 查《機械設(shè)計》圖11.15，選取A型帶。 5.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 查《機械設(shè)計》表11.6，V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 知A型帶 =75mm,又由教材表7.3選取 小帶輪基準(zhǔn)直徑：； 大帶輪基準(zhǔn)直徑：，這里 大帶輪轉(zhuǎn)速 5.4驗算帶的速度 式中 ； ——小帶輪基準(zhǔn)直徑； 即v=9.42m/s<=25m/s,符合要求。 5.5確定中心距a和V帶基準(zhǔn)長度 根據(jù)：初步確定中心距 0.7（125+280）=283.52（125+280）=810

16、 選取中心距 =650mm 初算帶的基準(zhǔn)長度 ： 5.6計算中心距和小輪包角 中心距： 小帶輪包角： 5.7確定V帶根數(shù)Z 1.計算單根Ｖ帶的額定功率Pr。 由dd1=112 mm和n1＝960 r/min，查表8－4a得Ｐ0＝1.15 kW。 根據(jù)n1＝960 r/min,i=2 和Ａ型帶，查表8－4b得 。 查表8－5得 ，表8－2得 ，于是 2. 計算Ｖ帶的根數(shù)z 　取3根。 5.8確定初拉力 式中 z——帶的根數(shù) ——包角修正系數(shù) m——普通V帶每米長度質(zhì)量 查教材表7.1得 m=0.1kg/m； 所以

17、 5.9計算作用在軸上的壓力 式中 ——初拉力 z——帶的根數(shù) ——小輪包角； 所以， 5.10帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 6滾筒的設(shè)計 6.1滾筒結(jié)構(gòu) 滾筒端面為正六面形，兩端用螺絲跟軸固定在一起，用于支撐和傳動扭距，因此選擇滾筒和軸的材料，確定許用應(yīng)力，選45鋼，正火處理。 根據(jù)許用切應(yīng)力強度極限估計軸的最小直徑，由帶輪外徑100mm，估算滾筒兩端軸直徑25mm。 6.2軸承的選擇 由工作需要的要求得：軸承的使用時間為 。第一對軸承的當(dāng)量動載荷P； 。查手冊取 假設(shè)取6204軸承 計算步驟與內(nèi)容 計算結(jié)果 1.查手冊查出 、 值（GB/T

18、 276——1994） 2. 3 4.計算 5.查手冊e值 6.計算 7.查手冊：X、Y的值 8. 查載荷系數(shù).。 9. 10.計算軸承壽命： 11.結(jié)論：符合要求，選用此軸承。 6.3鍵的校核 在工作軸中，鍵的選擇大小由軸的大小確定，校核公式： 齒輪2的安裝鍵型為A型鍵L=30, 為 ，因為轉(zhuǎn)動件的齒輪是經(jīng)過淬火的，所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ： 鍵符合扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的要求。 7結(jié)論 本論文寫出了符合課題參數(shù)要求的手壓式木工拋光機的設(shè)計過程。在文中完成了以下幾方面的內(nèi)容： （1）完成了手壓式木工拋光機的總圖設(shè)計，確定整機安裝形式； （2）確定用V帶

19、傳動方式，并對V帶進(jìn)行進(jìn)行了設(shè)計； （3）分析軸承的選用； （4）確定了用于傳動的鍵，并對鍵進(jìn)行了校核； （5）確定了電動機、帶輪尺寸和形狀；完成拋光機的裝配圖。 致謝 三年的大學(xué)時光稍縱即逝，轉(zhuǎn)眼之間就到了要畢業(yè)的時候了。這三年我們在學(xué)校里學(xué)到了很多專業(yè)知識，掌握了該有的技能，除此之外還學(xué)會了為人處事的道理。學(xué)習(xí)專業(yè)知識固然重要，但最重要的是如何把自己所學(xué)到的內(nèi)容進(jìn)行運用。畢業(yè)論文就是需要我們把學(xué)到的知識內(nèi)容根據(jù)自己選題和對該內(nèi)容的理解加以運用，這樣既能夠把知識記牢，鞏固，又可以寫出一篇令人滿意的論文。 本文是從選題到確定選題的基本思路，經(jīng)過了反復(fù)的篩選，才最終確定下來，然后

20、就是從各個方面查找資料，它從初稿到定稿都經(jīng)過反復(fù)修訂，為此投入了大量的時間和精力，現(xiàn)在畢業(yè)論文終于完成了，心里感到特別的高興，在我要感謝在這篇論文寫作過程中幫助我的所有老師和同學(xué)。沒有你們的指導(dǎo)，我可能還找不到頭緒。為此犯愁呢，除此之外，我還要感謝學(xué)院的所有老師們，沒有你們的無私奉獻(xiàn)，就沒有今天的我，同時也要感謝大學(xué)期間一起共同學(xué)習(xí)的伙伴們，有你們一直在身邊，我的大學(xué)生活才會過得更好。由于論文寫作水平有限，可能還會出現(xiàn)許多疏漏和不足的地方，還請老師們多多指導(dǎo)改正。 參考文獻(xiàn) [1]徐靂,劉冰,吳石,段昊陽,董瑞.雙面研磨/拋光機磨削軌跡研究[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報,2018,23

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