外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計(jì)含4張CAD圖
外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計(jì)含4張CAD圖,表面,砂帶光整,加工,裝置,設(shè)計(jì),cad
附錄1：外文翻譯
脆性固體的加工和表面處理
S CHANDRASEKAR和T N FARRIS
普渡大學(xué)工程學(xué)院，West Lafayette，IN 47907-1282，美國(guó)
電子郵件：chandy @ ecn.purdue.edu
[摘要]：陶瓷材料主要通過磨削加工完成工藝如研磨，研磨和拋光。在研磨中，磨料通常在研磨輪中結(jié)合并與其接觸陶瓷表面以相對(duì)高的滑動(dòng)速度。在研磨和拋光，陶瓷壓在拋光塊上，研磨劑懸浮在拋光塊中在它們之間以漿料的形式。這里的材料去除過程sembles三身穿。在所有這些過程中，機(jī)械作用的研磨劑可以認(rèn)為是重復(fù)應(yīng)用相對(duì)尖銳滑動(dòng)壓印陶瓷表面。在這些條件下，少數(shù)的機(jī)制主導(dǎo)材料去除過程。這些是脆脆的由于裂紋系統(tǒng)定向?yàn)槠叫校M向）和垂直（徑向/中間）到自由表面，延性切削形成薄帶狀芯片，以及在反應(yīng)物存在下的化學(xué)輔助磨損其通過機(jī)械作用（摩擦化學(xué)反應(yīng)）增強(qiáng)。關(guān)系每個(gè)這些機(jī)制的作用在一個(gè)特定的整理過程中可以與施加到磨料顆粒的載荷，滑動(dòng)速度有關(guān)顆粒，以及化學(xué)反應(yīng)物的存在。這些磨損機(jī)構(gòu)也導(dǎo)致以微裂紋形式損壞陶瓷表面附近的殘余物應(yīng)力，塑性變形和表面粗糙度共同決定強(qiáng)度和成品的性能。一個(gè)完整的理解導(dǎo)致材料去除的磨損機(jī)構(gòu)的允許允許設(shè)計(jì)用于生產(chǎn)高陶瓷表面的高效加工工藝質(zhì)量。
[關(guān)鍵詞]陶瓷表面; 磨削加工工藝; 表面處理; 磨損機(jī)制。
1.介紹
對(duì)可靠的元件制造的先進(jìn)陶瓷材料的開發(fā)。的這些材料的使用在1990年達(dá)到約每年140億美元的銷售額并繼續(xù)下去以每年4％的速度增長(zhǎng)（Jahanmir等1992）。先進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)陶瓷與其它材料的組合包括在高溫下的高硬度和強(qiáng)度，化學(xué)穩(wěn)定性，低摩擦和高耐磨性。但是，那些屬性賦予陶瓷優(yōu)異的耐磨性也使其難以加工。此外，這些陶瓷的有限延展性使得形成方法依賴于廣泛塑性變形僅用于處于生坯狀態(tài)的陶瓷。因此，廣泛的加工是制造具有高質(zhì)量表面的復(fù)雜形狀所需要的。加工成本可以高達(dá)制造部件成本的80％。詳細(xì)了解陶瓷加工的磨損機(jī)理它們留下的損傷應(yīng)該允許更經(jīng)濟(jì)的制造可靠高級(jí)陶瓷元件。
最近的作者回顧了包括Braza在內(nèi)的陶瓷磨損的幾個(gè)方面等人（1989）概述了其與接觸疲勞的關(guān)系，Larsen-Basse（1994）比較和對(duì)比了陶瓷的磨損與已知的關(guān)于膠結(jié)的碳化物和金屬陶瓷，以及Jahanmir＆Dong（1994），他們給出了磨損圖相關(guān)接觸壓力和溫度的制度。 以下評(píng)論機(jī)械與加工相關(guān)的磨損方面。
2．材料去除過程
雖然車削和銑削廣泛用于金屬的加工，但是由于快速刀具磨損和大量表面，它們對(duì)于完全致密陶瓷不是有效的損傷。金剛石車削可用于加工生坯狀態(tài)的陶瓷，但可以加工完成在致密陶瓷上仍需要加工。因此，陶瓷的表面精加工主要通過磨料精加工，例如金剛石研磨，研磨，和拋光。這些過程需要滿足嚴(yán)格的公差和表面結(jié)構(gòu)和電子陶瓷的完成要求（例如<0.05?m rms的磁性記錄頭，硅晶片，面密封件和軸承）。研磨過程去除材料機(jī)械地并且在陶瓷的表面上引入損傷（Marshall et al1983）。這種損壞通常以殘余應(yīng)力和裂紋的形式存在主要影響機(jī)械性能和加工陶瓷表面的完整性。此外，塑性變形和隨后由表面引起的殘余應(yīng)力精加工改變電磁性能，例如磁導(dǎo)率，電阻率和折射率電子陶瓷表面的指數(shù)（Stokes 1972）引起它們的劣化性能在電子設(shè)備。
通常，研磨中的材料去除速率（MRR）高于MRR in研磨和拋光。 在初始粗磨操作中的較高M(jìn)RR導(dǎo)致表面損傷以微裂縫的形式，可能延伸到100 i?m深表面。 粗磨后依次是細(xì)磨，研磨和拋光這種損壞被不同程度地消除。 此外，研磨和拋光操作也可能以殘余應(yīng)力的形式在表面上留下?lián)p傷和嚴(yán)重塑性變形層。
陶瓷的研磨主要由含有金剛石磨料的砂輪完成（Subramanian 1988）。鉆石被固定在車輪上相對(duì)柔順的樹脂粘結(jié)或剛化的粘結(jié)。砂粒是統(tǒng)計(jì)分布的在一系列尺寸范圍內(nèi)，平均尺寸為?100 p?min的輪子被指定為粗糙和'?5?m在車輪指定為罰款。在研磨中使用的典型工藝參數(shù)包括輪表面速度為25至50m / s，切削深度為0.5至30μm，以及工作臺(tái)橫移速度?20mm / s。這些參數(shù)導(dǎo)致訂單的每單位車輪寬度的MRR為0.1至imm 3 / mm / s，每單位輪寬度的正常研磨力為5至100N / ram。對(duì)于給定的切削深度，磨削力通常隨著磨料顆粒尺寸而增加在車輪減少。這里，切削深度是指在a中去除的材料的深度單個(gè)橫過陶瓷表面的輪。但是，深度去除單個(gè)顆粒遠(yuǎn)小于此并且在其間的接觸長(zhǎng)度上變化輪和工件。接觸長(zhǎng)度為1 =?（忽略車輪偏轉(zhuǎn)）其中R是車輪的半徑，d是切削深度;典型接觸長(zhǎng)度為范圍1?2 mm。
施加到砂輪的力產(chǎn)生車輪和機(jī)器偏轉(zhuǎn)，使得實(shí)際的接觸長(zhǎng)度與使用幾何學(xué)計(jì)算的接觸長(zhǎng)度不同（Hucker等人11994）。輪偏轉(zhuǎn)是由于剛性金剛石磨料之間的局部接觸顆粒（嵌入順應(yīng)性粘結(jié)）和工件以及全局偏轉(zhuǎn)由于與通過的總接觸力的傳輸相關(guān)聯(lián)的應(yīng)力分布車輪?；钚阅チ项w粒數(shù)量的確定計(jì)算，即數(shù)量實(shí)際與切削動(dòng)作的顆粒以及對(duì)這些顆粒的力分布粒子仍然不可用。然而，顆粒在輪上的統(tǒng)計(jì)分布表面表明許多顆粒具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于但小于的深度磨削深度的順序。此外，單一的接觸壓力顆粒和陶瓷表面非常高并且近似等于陶瓷硬度。這與車輪 - 陶瓷上的平均壓力形成對(duì)比界面從力測(cè)量估計(jì)，這是在彈性范圍內(nèi)。
大的相對(duì)滑動(dòng)速度在磨料工件處產(chǎn)生高溫接口。 對(duì)于典型的磨削條件，紅外輻射測(cè)量的峰值溫度顯示它們高達(dá)1300℃（Hebbar等人1992）。 這些值與單點(diǎn)研磨中的溫度的測(cè)量和分析一致在類似的研磨條件下。 高研磨溫度的進(jìn)一步證據(jù)是提供由球磨粒存在于磨屑中同時(shí)磨削硬化鋼（Lu et al 1992）。 研磨溫度局限在表面附近所產(chǎn)生的熱梯度產(chǎn)生熱應(yīng)力，這在理解研磨過程中也是重要的。
磨削期間接觸應(yīng)力和溫度的局部性質(zhì)（即局部于單個(gè)磨料顆粒 - 陶瓷接觸）以及與變形和應(yīng)力在加工表面，強(qiáng)烈建議理解陶瓷研磨過程中的材料去除機(jī)制，將有助于分析滑動(dòng)在切削和滑動(dòng)速度的深度下由硬顆粒壓印陶瓷表面發(fā)生在研磨。實(shí)際上，這種觀點(diǎn)是下面許多討論的基礎(chǔ)。
通過液壓或機(jī)械施加的壓力將塊裝載到工件上并以低速旋轉(zhuǎn)。顆粒滾動(dòng)并滑過陶瓷表面，使得磨損類似于三體磨損，而不是磨削中的兩體磨損，拋光通常在使用初始磨削產(chǎn)生工件形狀之后進(jìn)行;其主要目的是產(chǎn)生光滑的表面。使用硬研磨塊當(dāng)需要對(duì)工件的平直度有嚴(yán)格的公差時(shí)，拋光產(chǎn)生更光滑的表面，因?yàn)樵S多磨料顆粒嵌入在軟的研磨塊。金剛石顆粒廣泛使用，但是較軟的磨料如Al 2 O 3，SiC和氧化鈰也被廣泛使用。如在研磨中，顆粒是統(tǒng)計(jì)學(xué)上的分布在尺寸范圍內(nèi)，平均粒度范圍為0.05-70μm。
在研磨和拋光中磨料和陶瓷之間的平均滑動(dòng)速度為0.5m / s或更小的量級(jí)，比研磨中的量級(jí)小兩個(gè)數(shù)量級(jí)。與研磨相反，滑動(dòng)誘導(dǎo)溫度被認(rèn)為是微不足道的研磨和拋光。單個(gè)磨料顆粒上的力隨總力變化應(yīng)用于作為過程變量的塊或墊。通常，表面粗糙度（Ra）的成品表面隨著研磨壓力的增加而增加。典型去除速率在研磨和拋光的范圍為0.001-1mm 3 / s，這小于觀察到的研磨寬度為5mm的典型砂輪。較小的MRR建議與研磨相比，由研磨和拋光留在表面上的損傷更少。如在研磨中，材料去除可以被視為由于滑動(dòng)壓痕滑動(dòng)的顆粒，以及由于滾動(dòng)的顆粒的準(zhǔn)靜態(tài)壓痕。這個(gè)理想化與重疊和拋光表面的顯微觀察一致，和由這些方法形成的磨損顆粒（Chauhan等人1993）。
最近，在研磨基礎(chǔ)上研究磨粒力的分布模型已經(jīng)開發(fā)了顆粒的統(tǒng)計(jì)尺寸分布（Chauhan等人11993）。在那里紙，通過假設(shè)計(jì)算粒子工件接觸所需的柔量與具有錐形壓頭的壓痕相同。一個(gè)有趣的結(jié)果從計(jì)算中可以看出，大約只有1個(gè)105顆粒被有效地接合在給定時(shí)間的材料去除。此外，通過假設(shè)表面粗糙度成品表面與由顆粒產(chǎn)生的塑性區(qū)域的深度有關(guān)表面粗糙度可以從磨料顆粒的性質(zhì)預(yù)測(cè)工件和研磨壓力。發(fā)現(xiàn)平均表面粗糙度Ra是相關(guān)的平均粒子力，而峰 - 谷表面粗糙度Rt與之相關(guān)由顆粒施加的最大力。在大多數(shù)情況下，這種模型的預(yù)測(cè)是與Al203的研磨和拋光的實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果非常一致，鈉鈣玻璃和使用不同粒度的SiC研磨漿料的Ni-Zn鐵氧體。由于困難，部分地沒有進(jìn)行類似的計(jì)算用于研磨與砂輪的表面輪廓的測(cè)量和缺少相關(guān)聯(lián)表征輪表面上的顆粒尺寸的統(tǒng)計(jì)分布。
3材料去除機(jī)制
表面和加工屑。這種顯微鏡觀察已經(jīng)顯示材料去除作為以下一種或多種的結(jié)果發(fā)生：側(cè)向裂紋斷裂打開到表面上;由于谷物拉出造成的總斷裂;中間/徑向裂紋相互交叉;和塑料微切割通過形成芯片單點(diǎn)車削金屬。這些觀察結(jié)果也已經(jīng)通過電子顯微鏡研究了通過機(jī)械加工形成的芯片和磨損顆粒來確認(rèn)。優(yōu)勢(shì)的給定機(jī)制與由單獨(dú)的磨料施加的載荷密切相關(guān)陶瓷表面。通常，當(dāng)外部施加的載荷傳遞時(shí)由磨料小，塑性微切或壓痕（有向上位移的材料周圍的縮進(jìn)）機(jī)制被發(fā)現(xiàn)支配。這是特別的當(dāng)在低負(fù)荷和/或用柔性，柔軟的拋光布（拋光塊）或在所謂的“延性體系”研磨方式。這些模式產(chǎn)生的表面的材料去除/位移的特征在于它們的極端光滑度。而且，材料去除的塑性微切割作用導(dǎo)致形成甚至在加工諸如玻璃，鐵氧體或MgO的脆性固體時(shí)也可以形成薄帶狀層。圖1示出了在鈉鈣玻璃的拋光期間形成的這種芯片。加工陶瓷如Ni-Zn鐵氧體，鈉鈣玻璃，Si3N4和氧化鋯的表面通過這種去除的塑性機(jī)制包含大約20-50MPa的殘余應(yīng)力（Chandrasekar等1991）。此外，在地面上的位錯(cuò)蝕刻點(diǎn)蝕實(shí)驗(yàn)
并且拋光的單晶MgO塊顯示存在強(qiáng)烈變形表面層具有高位錯(cuò)密度。這兩個(gè)觀察結(jié)果
圖1 來自鈉 - 鈣玻璃的SEM微雕刻帶狀拋光芯片。
加強(qiáng)了塑料微切割機(jī)制的材料去除以及形成的假設(shè)微凹痕和塑料刮痕。名義上的脆性固體中的塑料材料去除機(jī)制無疑是大的結(jié)果在陶瓷表面下方的小體積中產(chǎn)生的靜水應(yīng)力磨料顆粒。
脆性固體的加工和表面精加工477脆性斷裂。通過脆性斷裂的材料去除的最常見的模式是由于側(cè)向裂紋向表面開裂，顆粒拉出或破碎型材料去除。再次，這些結(jié)論是從顯微鏡觀察到的機(jī)加工表面和磨損顆粒。
為了更好地理解這些機(jī)制，以及它們背后的驅(qū)動(dòng)力是值得分析一個(gè)減少的陶瓷加工模型。這是提供通過滑動(dòng)壓痕工藝，其需要單個(gè)磨料顆?；^的陶瓷工件。這種配置已經(jīng)在文獻(xiàn)中廣泛研究（Broese van Groenou等人1979; Swain 1979; Evans and Marshall 1981; Cheng和Finnie1990; Ahn等人1993）。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的示意圖和得到的裂紋模式是
如Ahn等人（1993）所總結(jié)的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果被描述不同的力方案，其中出現(xiàn)圖2所示的各種裂紋模式。對(duì)于一個(gè)維氏壓頭在鈉鈣玻璃上滑動(dòng)，結(jié)果總結(jié)如下。在小于?0.05N的正常載荷下，沒有觀察到裂紋，但是形成凹槽表明局部塑性變形。在某些情況下形成這種凹槽是通過塑料切割機(jī)構(gòu)去除材料的結(jié)果，其產(chǎn)生類似于圖1所示的芯片。在其他情況下，凹槽僅僅是滑動(dòng)凹槽，即凹槽內(nèi)的材料主要移動(dòng)到凹槽的側(cè)面。在后一種情況是沒有材料去除，而只是塑料壓痕。在力量范圍為0.05-0.8N，觀察到垂直于表面的中間裂紋。深度的中間裂紋隨法向力增加。在0.8-3N的范圍內(nèi)，中值開裂是伴隨著平行于表面的橫向裂紋。在負(fù)載較高部分
圖2.滑動(dòng)壓痕和導(dǎo)致斷裂的示意圖。
這個(gè)范圍，側(cè)向裂紋穿透到表面導(dǎo)致材料去除。還在更高的載荷，例如3-6N，在刮擦槽中存在相當(dāng)大的顆粒破碎，以及中值??裂紋。應(yīng)力分析，使用滑動(dòng)近似局部非彈性變形吸塑領(lǐng)域已由Ahn等人完成（1993）。這是通過擴(kuò)展獲得的由Yoffe（1982）提出的靜態(tài)壓痕的泡罩場(chǎng)模型。在這個(gè)模型中通過測(cè)量將泡罩區(qū)域的強(qiáng)度作為壓痕載荷的函數(shù)進(jìn)行評(píng)估刮痕槽的體積（圖2）。未開裂的拉伸應(yīng)力的值A(chǔ)hn等人（1993）報(bào)道了在不同系統(tǒng)的位置處的固體。壓力將發(fā)現(xiàn)側(cè)向裂紋對(duì)于低負(fù)載是小的并且等于中間值在通常觀察到發(fā)生橫向裂紋的負(fù)載附近的裂紋驅(qū)動(dòng)應(yīng)力。那滑動(dòng)氣泡模型準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)觀察到的臨界負(fù)載用于鈉鈣玻璃中的側(cè)向裂紋形成。到目前為止，一個(gè)完整的應(yīng)力分析不存在脆性材料的滑動(dòng)壓痕。
在這里必須注意的是，滑動(dòng)壓痕強(qiáng)制在結(jié)果中總結(jié)都在研磨和拋光期間施加到磨料的力的范圍內(nèi)。的早先描述的研磨力計(jì)算產(chǎn)生平均顆粒力在0.03-0.6 N，用于在典型條件下研磨和拋光玻璃，鐵氧體和Al 2 O 3。較小的力對(duì)應(yīng)于?1?m的磨料顆粒尺寸，而較高的力對(duì)應(yīng)粒徑?63?m。力值中的較小者在該范圍內(nèi)其中在拋光期間觀察到通過切割的塑料材料去除滑動(dòng)壓痕。較高的顆粒力在很好的條件范圍內(nèi)該側(cè)向裂紋是滑動(dòng)壓痕中材料去除的主要機(jī)制實(shí)驗(yàn)。
在磨削加工過程中作為工藝變量的函數(shù)的體積磨損的計(jì)算沒有在任何顯著的程度上進(jìn)行。 Evans＆Marshall（1981）使用斷裂力學(xué)獲得作為施加力的函數(shù)的磨損體積的公式和陶瓷材料性能，基于側(cè)向裂紋機(jī)理描述材料去除。然而，他們的預(yù)測(cè)側(cè)裂開始的公式
以及體積去除速率沒有通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，例如。 Larsen-Basse（1994）?；诳刹僮鞯牟煌p機(jī)制，在陶瓷的研磨，研磨和拋光期間的這種磨損率的分析估計(jì)是一個(gè)問題值得詳細(xì)研究。
4．結(jié)論
這個(gè)對(duì)陶瓷研磨加工的最新研究的簡(jiǎn)要回顧強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)兩種與材料去除相關(guān)的主要磨損機(jī)制：（1）脆性斷裂橫向裂紋與加工表面相交，當(dāng)由磨料施加負(fù)載時(shí)顆粒高，和（2）具有如單個(gè)切屑形成的延性微切削金屬點(diǎn)加工。這些機(jī)制的證據(jù)來自微觀加工表面，切屑和磨損顆粒的觀察;從考慮在加工中由各個(gè)磨料顆粒施加的力和壓力，以及從480 S Chandrasekar和T N Farris在經(jīng)受類似于作用在磨料顆粒上的載荷的滑動(dòng)微型壓痕機(jī)下的陶瓷表面中發(fā)生的變形的性質(zhì)。其他意見殘余應(yīng)力，磁性能變化，微裂紋和加工強(qiáng)度陶瓷提供了對(duì)這些機(jī)制的進(jìn)一步支持。例如，研磨和精細(xì)結(jié)晶陶瓷的拋光表面通常具有殘余壓應(yīng)力在支持材料機(jī)制的淺表面層中的高位錯(cuò)密度通過塑性切割移除，以及通過壓痕移動(dòng)材料。此外，這樣表面幾乎沒有顯微裂紋的跡象，并且在研和精細(xì)拋光的陶瓷中幾乎沒有強(qiáng)度降低和強(qiáng)度各向異性。相比之下，粗略拋光或研磨的陶瓷表面在表面中顯示出相當(dāng)大的微裂紋層以及強(qiáng)度各向異性和強(qiáng)度降低。這與a一致通過脆性斷裂發(fā)生材料去除和磨損的機(jī)理。
總之，陶瓷的成本有效的加工需要理解的變形過程和由滑動(dòng)壓頭產(chǎn)生的陶瓷中的應(yīng)力場(chǎng)在機(jī)械加工中普遍存在的壓力和溫度條件下。通過控制和利用通過韌性切割形成的磨損顆粒與脆性顆粒之間的過渡斷裂，應(yīng)該可以提高材料去除率和顯著提高加工表面的質(zhì)量。使用活性化學(xué)試劑來增強(qiáng)或通過在界面處的摩擦化學(xué)反應(yīng)減少材料去除研磨劑和陶瓷工件在這方面也應(yīng)該是有益的。
該研究得到國(guó)家科學(xué)基金會(huì)通過贈(zèng)款部分支持MSS 9057082，Jorn Larsen-Basse，項(xiàng)目總監(jiān)和DDM 9057916，Bruce Kramer，項(xiàng)目總監(jiān)。
附錄2：外文原文
任務(wù)書
論文(設(shè)計(jì))題目：外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計(jì)
工作日期：2016年12月09日 ~ 2017年05月26日
1.選題依據(jù):
該設(shè)計(jì)涉及文獻(xiàn)綜述，工作原理分析，設(shè)計(jì)方案比較，總體方案確定，驅(qū)動(dòng)方式分析與選定、適應(yīng)不同尺寸工件的加工要求的變速裝置的選定，皮帶設(shè)計(jì)、軸及軸的支承設(shè)計(jì)、軸承選用、砂帶加工裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等諸多技能。學(xué)生通過本輪設(shè)計(jì)，對(duì)其機(jī)械設(shè)計(jì)水平是一個(gè)系統(tǒng)總結(jié)提高的過程；同時(shí)提高學(xué)生查閱文獻(xiàn)，進(jìn)行文獻(xiàn)綜述和科技論文寫作的能力；提高學(xué)生工程圖CAD繪制能力；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度和細(xì)致的工作作風(fēng)。
2.論文要求(設(shè)計(jì)參數(shù)):
完成外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計(jì)。要求繪制包括總體設(shè)備、變速裝置、砂帶加工裝置、軸及軸的支承設(shè)計(jì)的全部圖紙等在內(nèi)的4張零號(hào)圖紙，撰寫設(shè)計(jì)說明書20000字以上。
3.個(gè)人工作重點(diǎn):
外圓表面砂帶光整加工裝置工作原理設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)分析、驅(qū)動(dòng)方式選擇、變速方式選擇、砂帶加工裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙與設(shè)計(jì)說明。
4.時(shí)間安排及應(yīng)完成的工作:
第1周：完成外圓表面砂帶光整加工裝置調(diào)研工作
第2周：完成外圓表面砂帶光整加工裝置資料查閱與翻譯工作 第3周：完成圓表面砂帶光整加工裝置文獻(xiàn)綜述工作
第4周：完成圓表面砂帶光整加工裝置開題報(bào)告工作 第5周：提出幾個(gè)設(shè)計(jì)方案
第6周：對(duì)方案進(jìn)行比較、選擇，確定設(shè)計(jì)方案第7周：繪制設(shè)計(jì)總圖
第8周：選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器第9周：設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)
第10周：主軸的支承方式第11周：砂帶加工裝置機(jī)構(gòu)第12周：進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
第13周：進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算
第14周：完成設(shè)計(jì)說明撰寫工作
第15周：修改、補(bǔ)充整理，準(zhǔn)備答辯
5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn):
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[8] 徐慧，李天生，陳麗芬.磨削拋光45鋼的試驗(yàn)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造, 2010(1):169-170
[9] 徐晶.軸類零件光整加工裝備設(shè)計(jì).大連理工大學(xué), 2012
[10] 劉桂蓮，王連宏，桑茜，郭巨壽，李曉霞. 曲軸類零件“表面光整加工”的新工藝探
討[J]. 機(jī)械管理開發(fā), 2013，(4):59-60
指導(dǎo)教師簽字：
XX
教研室主任意見：
同意
簽字：XX 2016年12月09日
教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)意見：
同意
簽字：XX 2016年12月11日 學(xué)院公章
進(jìn)度檢查表
第
-3
周
工作進(jìn)展情況
完成了外圓表面砂帶光整光加工裝置的調(diào)研、查閱二十篇文獻(xiàn)、翻譯五千字的外文文獻(xiàn)。
2016年12月27日
指導(dǎo)教師意見
該同學(xué)針對(duì)研究課題，進(jìn)行的相應(yīng)的市場(chǎng)調(diào)研，查閱了近幾年的國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)22篇，并完成了外文文獻(xiàn)的翻譯工作。該同學(xué)工作態(tài)度認(rèn)真，主動(dòng) 聯(lián)系老師匯報(bào)工作，表現(xiàn)較好，按計(jì)劃完成了工作任務(wù)。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2016年12月27日
第
-1
周
工作進(jìn)展情況
主要在前面已經(jīng)完成了調(diào)研、文獻(xiàn)查閱、文獻(xiàn)翻譯、文獻(xiàn)綜述基礎(chǔ)上
，明確了課題研究的目的、意義，應(yīng)用價(jià)值、重點(diǎn)解決的問題、確定了擬開展研究的幾個(gè)主要方面工作及論文預(yù)期取得的成果；另確定了主要研究方法
，制定研究進(jìn)度計(jì)劃，完成開題報(bào)告。
2017年01月06日
指導(dǎo)教師意見
完成開題報(bào)告。
基本上了解了論文題目所涉及的理論知識(shí)，開題報(bào)告詳細(xì)說明了論文研究的目的意義、目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)、重點(diǎn)解決的問題、擬開展研究的幾個(gè)主要方面、預(yù)期取得的成果、擬采用的主要研究方法、進(jìn)度計(jì)劃。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年01月06日
第 1
周
工作進(jìn)展情況
完成論文開篇緒論部分，提出了幾種設(shè)計(jì)方案并確定最終設(shè)計(jì)方案
2017年03月06日
指導(dǎo)教師意見
方案有待細(xì)化，要求完成相關(guān)繪圖以及相關(guān)計(jì)劃說明。要求查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理相關(guān)書籍；研究相關(guān)的國(guó)內(nèi)外前沿技術(shù)。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年03月07日
第 5
周
工作進(jìn)展情況
對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步細(xì)化，完成設(shè)計(jì)總圖的繪制，對(duì)機(jī)床主軸和砂帶磨削裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算與校核。確定的電動(dòng)機(jī)的選用型號(hào)。
2017年03月31日
指導(dǎo)教師意見
方案總體設(shè)計(jì)不夠完善，總圖存在很多問題，計(jì)算與分析不夠充分。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年04月01日
第 11
周
工作進(jìn)展情況
對(duì)方案進(jìn)一步細(xì)化，完善裝配總圖。計(jì)算設(shè)計(jì)主軸及軸承支撐方式。完成了驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速器選型以及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。完成了尾座固定裝置和砂帶加工裝置的設(shè)計(jì)。
2017年05月12日
指導(dǎo)教師意見
基本完成了圖紙繪制及說明書撰寫，需要補(bǔ)充、修改、整理、排版，準(zhǔn)備答辯。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年05月13日
第周
工作進(jìn)展情況
年 月 日
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日
過程管理評(píng)價(jià)表
評(píng)價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評(píng)分
工作態(tài)度
態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)
3
3
遵守紀(jì)律
自覺遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo)
3
3
開題報(bào)告
內(nèi)容詳實(shí)，符合規(guī)范要求
5
4
任務(wù)完成
按時(shí)、圓滿完成各項(xiàng)工作任務(wù)
4
3
過程管理評(píng)分合計(jì)
13
過程管 理評(píng)語
《外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計(jì)》課題包含的各類知識(shí)，技術(shù)比較全面，對(duì)本科生來說，要完成該項(xiàng)設(shè)計(jì)是一個(gè)挑戰(zhàn)。該同學(xué)工作態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，該同學(xué)獨(dú)立查閱文獻(xiàn)和設(shè)計(jì)手冊(cè)，能提出一些切實(shí)可行的想法。自覺遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)教師，接受指導(dǎo)。每周都能保持與老師至少聯(lián)系一次，定期主動(dòng)與老師溝通。查閱了一定數(shù)量的文獻(xiàn)資料，開題報(bào)告內(nèi)容詳實(shí)，符合規(guī)范要求。能按時(shí)、圓滿完成各項(xiàng)工作任務(wù)。
指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2017-05-21
指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)表
評(píng)價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評(píng)分
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
4
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
5
4
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
7
指導(dǎo)教師評(píng)分合計(jì)
15
指導(dǎo)教 師評(píng)語
砂帶磨削作為光整加工中的一類，他是機(jī)械零件加工的主要工藝之一，也是零件加工的終極工藝，對(duì)于零件最終的表面質(zhì)量起著決定性的作用，他的主要磨削工具是砂帶。該選題符合培養(yǎng)目標(biāo)要求，有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義，有一定深度，難度適宜，工作量滿足要求。
該生有一定的綜合運(yùn)用知識(shí)能力及外語表達(dá)能力及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，能獨(dú)立檢索文獻(xiàn)。
論文文題相符，概念準(zhǔn)確，分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)正確合理，結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)合理，條理清晰，圖表符合基本規(guī)范要求。
論文達(dá)到本科畢業(yè)生學(xué)位論文基本要求，同意提交答辯。
指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2017-05-21
評(píng)閱人評(píng)價(jià)表
評(píng)價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評(píng)分
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的
開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
4
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表
達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
5
4
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確
合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
7
評(píng)閱人評(píng)分合計(jì)
15
評(píng)閱人 評(píng)語
砂帶磨削作為光整加工中的一類，是機(jī)械零件加工的主要工藝之一，也是零件加工的終極工藝，對(duì)于零件最終的表面質(zhì)量起著決定性的作用。該選題符合培養(yǎng)目標(biāo)要求，有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義，有一定深度，難度適宜，工作量滿足要求。該生有一定的綜合運(yùn)用知識(shí)能力及外語表達(dá)能力及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，能獨(dú)立檢索文獻(xiàn)。論文文題相符，概念準(zhǔn)確，分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)正確合理，結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)合理，條理清晰，圖表符合基本規(guī)范要求。該生裝配圖表達(dá)有不清楚的地方，建議修改。說明書缺少對(duì)該裝置工作原理的敘述及主要參數(shù)的設(shè)計(jì)，需修改。論文達(dá)到本科畢業(yè)生學(xué)位論文基本要求，同意提交答辯。
評(píng)閱人簽字：XX 評(píng)閱人工作單位：機(jī)械工程學(xué)院日期：2017-05-23
答辯紀(jì)錄
學(xué)生姓名：XX 專業(yè)班級(jí)：XX
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目： 外圓表面砂帶光整加工裝置設(shè)計(jì)
答辯時(shí)間：2017年05月25日 時(shí) 分 ~ 時(shí) 分
答辯委員會(huì)(答
主任委員(組長(zhǎng))： XX
辯小組)成員
委 員(組 員)： XXX
答辯委員會(huì)(答辯小組)提出的問題和答辯情況
問題1：皮帶磨削速度為多少？ 回 答： 進(jìn)給速度為0.1mm/min 問題2：為什么磨削速度慢？
回 答： 工件高速運(yùn)動(dòng)，所以皮帶進(jìn)給很慢。問題3：工件速度是多少？
回 答： 機(jī)床是2000r/min
問題4：接觸點(diǎn)線速度有沒有要求？ 回 答： 沒有要求，砂帶進(jìn)給有要求。問題5：選用了什么機(jī)床？
回 答： 選用了自己設(shè)計(jì)的3根導(dǎo)柱支撐，并未使用機(jī)床，這樣相對(duì)經(jīng)濟(jì)。
問題6：軸承的支配方式是什么？
回 答： 前后軸承均采用背靠背支撐方式。問題7：回轉(zhuǎn)頂尖的進(jìn)給原理是什么？
回 答： 通過絲桿和螺母副配合實(shí)現(xiàn)精進(jìn)給。
記錄人： 呂鵬翔 2017年05月25日
答辯委員會(huì)評(píng)價(jià)表
評(píng)價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評(píng)分
自述總結(jié)
思路清晰,語言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點(diǎn)正確,分析歸納合理
10
9
答辯過程
能夠正確回答所提出的問題,基本概念清楚,有理論根據(jù)
10
8
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的
開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
4
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確
合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
8
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表
達(dá)與外語應(yīng)用能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
10
8
答辯委員會(huì)評(píng)分合計(jì)
37
答辯委員會(huì)評(píng)語
XX同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作期間，工作努力，態(tài)度認(rèn)真，能遵守各項(xiàng)紀(jì)律
，表現(xiàn)良好。
能按時(shí)、全面、獨(dú)立地完成與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的各環(huán)節(jié)工作，具有一定的綜合分析問題和解決問題的能力。
論文立論正確，理論分析得當(dāng)，解決問題方案實(shí)用，結(jié)論正確。
論文使用的概念正確，語言表達(dá)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，條理清楚。
論文中使用的圖表，設(shè)計(jì)中的圖紙?jiān)跁鴮懞椭谱鲿r(shí)，能夠執(zhí)行國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范化較好。
具有一定的獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及外語應(yīng)用能力，原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)，實(shí)驗(yàn)或計(jì)算結(jié)論準(zhǔn)確。
答辯過程中，能夠簡(jiǎn)明和正確地闡述論文的主要內(nèi)容，思路清晰，論點(diǎn)基本正確；回答問題準(zhǔn)確，有應(yīng)變力；有較好的語言表達(dá)能力。
答辯成績(jī)： 37 答辯委員會(huì)主任： XX 2017年05月31日
成績(jī)?cè)u(píng)定
項(xiàng)目分類
成績(jī)?cè)u(píng)定
過程管理評(píng)分
13
指導(dǎo)教師評(píng)分
15
評(píng)閱人評(píng)分
15
答辯委員會(huì)評(píng)分
37
總分
80
成績(jī)等級(jí)
B
成績(jī)等級(jí)按“A、B、C、D、F”記載
成績(jī)審核人簽章： XX
學(xué)院審核人簽章： XX
一、選題依據(jù)
1、研究領(lǐng)域
機(jī)械設(shè)計(jì)
2、論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
近年來，國(guó)內(nèi)對(duì)于砂帶磨削的研究成果有很大的改善，從低質(zhì)量產(chǎn)品到半成品以及成品的進(jìn)口和不斷學(xué)習(xí)，眾多砂帶類型的砂帶出現(xiàn)都是國(guó)內(nèi)專家學(xué)者研究和向外學(xué)習(xí)得到的成果，從而使得我國(guó)的砂帶磨削裝置類型的種類繁多，選擇范圍更廣。砂帶磨削裝置的發(fā)展使得零件加工技術(shù)有了明顯進(jìn)步，對(duì)于我國(guó)的制造加工技術(shù)的穩(wěn)步提升有著極其巨大的促進(jìn)作用。
3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
自上世紀(jì)靜電砂植技術(shù)成熟以來，歐美國(guó)家就對(duì)砂帶磨削技術(shù)進(jìn)行了大量的研究開發(fā)，至今已經(jīng)發(fā)展幾十年，已經(jīng)達(dá)到了強(qiáng)力、高效、自動(dòng)化磨削的新階段。歐、美及日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，從事磨削技術(shù)研究、開發(fā)的機(jī)構(gòu)以及砂帶制造、磨床制造等廠家很多，而且實(shí)力雄厚，其成果和產(chǎn)品代表了當(dāng)今世界砂帶磨削技術(shù)的最高水平。我國(guó)砂帶磨削是五十年代末期開始應(yīng)用由航空工業(yè)部門引進(jìn)國(guó)外仿型窄砂帶磨
床加工發(fā)動(dòng)機(jī)葉片開始的。雖然起步晚，各方面技術(shù)落后，但是近幾年來我國(guó)的砂帶磨削技術(shù)也在不斷發(fā)展。2006 年，國(guó)家高效磨削工程技術(shù)研究中心研制出非圓截面輪廓精密磨削技術(shù)，主要用于軸類零件加工，廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、航天航空、印刷、紡織機(jī)械及其他精密機(jī)械制造業(yè)。2006 年漢江機(jī)床公司開發(fā)研制了國(guó)內(nèi)第一臺(tái) SK722 數(shù)控絲錐磨床，主要加工直槽磨牙絲錐，可采用單線或多線砂輪磨削，可直接在淬火后沒有螺紋的絲錐坯體上磨出螺紋。2008 年由湖南大學(xué)國(guó)家高效磨削工程技術(shù)研究中心、浙江工業(yè)大學(xué)超精密加工研究中心、寧波凱泰智邦機(jī)械有限公司、杭州智邦納米技術(shù)有限公司、湖大海捷制造技術(shù)有限公司共同開發(fā)的 Olymball-E600 精密球體高效研磨機(jī)和Olymball-D600 精密球體研磨機(jī)項(xiàng)目在杭州市通過了中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果鑒定和寧波市經(jīng)濟(jì)委員會(huì)組織的新產(chǎn)品及投產(chǎn)鑒定。2011 年險(xiǎn)峰機(jī)床廠在軋輥磨床上采用德國(guó)的 DITTELDE 的 M6000 型機(jī)電式平衡模塊，此款主要針對(duì)高精度磨床研發(fā)而成，可以對(duì)不平衡進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，可以完成快速精確的不平衡補(bǔ)償。同年，甘肅天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司在軋輥磨床上采用帶箱磨削裝置，磨削過程中不需要再拆卸箱架，只需找正帶箱滾徑上的母線和側(cè)母線，完成帶箱滾徑直線度調(diào)節(jié)后，即可拖動(dòng)磨削，避免拆卸或安裝過程中的零破壞、精度降低，同時(shí)縮短了磨削輔助時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率。
就目前國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀來看，隨著高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性等新型材料的出現(xiàn)， 磨削加工呈現(xiàn)精密加工、強(qiáng)力磨削加工、數(shù)控加工及人工智能輔助加工。新型砂帶的出現(xiàn)為擴(kuò)大磨削的應(yīng)用范圍和促進(jìn)高效磨削的發(fā)展創(chuàng)造了條件，因此高效磨削工藝的發(fā)展就顯得尤其重要和迫切。在新型砂帶研制、高速、超高速、加工精度方面還有很大的發(fā)展空間。
10
二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容
1.重點(diǎn)解決的問題
外圓表面砂帶光整加工裝置工作原理設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)分析、驅(qū)動(dòng)方式選擇、變速方式選擇。
2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）
u 提出幾個(gè)設(shè)計(jì)方案
u 對(duì)方案進(jìn)行比較、選擇，確定設(shè)計(jì)方案
u 繪制設(shè)計(jì)總圖
u 選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器
u 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)
u 主軸的支承方式
u 砂帶加工裝置機(jī)構(gòu)
u 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
u 進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算
u 繪制 CAD 圖紙
u 完成設(shè)計(jì)說明撰寫工作
3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果
確定總體方案，選定驅(qū)動(dòng)方式、選定適應(yīng)不同尺寸工件的加工要求的變速裝置， 皮帶設(shè)計(jì)、軸及軸的支承設(shè)計(jì)、軸承選用、砂帶加工裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等諸多技能。繪制包括總體設(shè)備、變速裝置、砂帶加工裝置、軸及軸的支承設(shè)計(jì)的全部圖紙。
三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
(1)根據(jù)實(shí)際的工作情況構(gòu)思出工作原理圖。
(2)進(jìn)行系統(tǒng)分析，計(jì)算，參考、查閱機(jī)械手冊(cè)，校核參數(shù)，選擇具體的零部件。
(3)用 CAD 制圖軟件繪制出各個(gè)部分的組成及結(jié)構(gòu)。
2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃
第 1 周：完成外圓表面砂帶光整加工裝置調(diào)研工作
第 2 周：完成外圓表面砂帶光整加工裝置資料查閱與翻譯工作
第 3 周：完成圓表面砂帶光整加工裝置文獻(xiàn)綜述工作
第 4 周：完成圓表面砂帶光整加工裝置開題報(bào)告工作
第 5 周：提出幾個(gè)設(shè)計(jì)方案
第 6 周：對(duì)方案進(jìn)行比較、選擇，確定設(shè)計(jì)方案
第 7 周：繪制設(shè)計(jì)總圖
第 8 周：選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器第 9 周: 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)
第 10 周: 主軸的支承方式第 11 周：砂帶加工裝置機(jī)構(gòu)
第 12 周：進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
第 13 周：進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算
第 14 周：完成設(shè)計(jì)說明撰寫工作
第 15 周：繪制零件圖
第 16 周：整理圖紙與論文，準(zhǔn)備答辯。四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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文獻(xiàn)綜述
一、課題背景
目前，隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展,機(jī)械零件向著高速度、高承載力、高壽命的方向發(fā)展。因此這些零件不僅要有良好的力學(xué)性能,還要有較高的表面質(zhì)量,必須有先進(jìn)的加工技術(shù)以及加工裝置來滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。光整加工是指工件表面質(zhì)量在大幅度提高的同時(shí),保證精度的穩(wěn)定甚至提高工件加工精度等級(jí)的一種加工技術(shù)[1]。砂帶磨削作為光整加工中的一類，他是機(jī)械零件加工的主要工藝之一，也是零件加工的終極工藝，對(duì)于零件最終的表面質(zhì)量起著決定性的作用，他的主要磨削工具是砂帶。砂帶是指用粘結(jié)劑將磨料粘結(jié)在柔軟基體上的特殊磨具，屬于一種單層磨料的磨具，是砂帶磨削的主體，它由磨料、粘結(jié)劑、基體材料三要素組成，它是一種特殊形態(tài)的多刀、多刃的切削工具，如圖 1 所示。其切削功能主要由粘附在基底上的磨粒來完成[2]。并且可以滿足不同的工件材料在不同的加工條件下進(jìn)行磨削加工的要求。由于砂帶磨削摩擦生熱少，磨粒散熱時(shí)間間隔長(zhǎng)，可有效地減少工件變形、燒傷。且因砂帶磨削與工件是柔性接觸，具有較好的跑合和拋光作用，經(jīng)磨削的工件表面殘余應(yīng)力和表面硬化深度均大大低于砂輪磨削。作為工件表面的光整加工，砂帶磨削加工精度一般可達(dá)到 IT7-IT6，表面粗糙度值可達(dá) Ra=0.8～0.2m
1-磨料； 2-復(fù)膠； 3-底膠； 4-基底圖 1 砂帶組成斷面圖
在現(xiàn)代工業(yè)加工中，隨著汽車、航空航天等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)金屬及非金屬材料， 特別是難磨材料如不銹鋼、鈦合金等的加工精度及完整性要求也越來越高，砂帶磨削這一有著“萬能磨削”和“冷態(tài)磨削”之稱的磨削工藝也越來越被人們所重視[3]。早在上個(gè)世紀(jì)，歐美日本等國(guó)家就對(duì)涂附磨具特別是砂帶磨削進(jìn)行了大量研究，在制造技術(shù)及磨床設(shè)計(jì)生產(chǎn)領(lǐng)域取得了巨大的成就，并且保有大量的保密專利，而近年來在磨削技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)更是層出不窮。在國(guó)內(nèi)，砂帶磨削技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，國(guó)內(nèi)一些設(shè)備制造廠如新鄉(xiāng)機(jī)床廠、沈陽機(jī)床廠和一些機(jī)構(gòu)如清華大學(xué)、重慶大學(xué)等研發(fā)單位，在砂帶磨削領(lǐng)域也取得了很大的成就，雖然我國(guó)在砂帶磨削領(lǐng)域的研發(fā)相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家較為落后，但也處于飛速發(fā)展階段。為了全面了解該方面的問題，本文通過查詢 CKNI 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫，以“核心期刊”為范圍，進(jìn)行模糊匹配檢索，查詢了近五年來相關(guān)資料近 20 篇，并進(jìn)行綜述。
二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
（一）、國(guó)外研究現(xiàn)狀
自上世紀(jì)靜電砂植技術(shù)成熟以來，歐美國(guó)家就對(duì)砂帶磨削技術(shù)進(jìn)行了大量的研究開發(fā)，至今已經(jīng)發(fā)展幾十年，已經(jīng)達(dá)到了強(qiáng)力、高效、自動(dòng)化磨削的新階段。歐、美及日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，從事磨削技術(shù)研究、開發(fā)的機(jī)構(gòu)以及砂帶制造、磨床制造等廠家很多，而且實(shí)力雄厚，其成果和產(chǎn)品代表了當(dāng)今世界砂帶磨削技術(shù)的最高水平。美國(guó)在砂帶磨削領(lǐng)域做了大量的研發(fā)，有了很多創(chuàng)造性產(chǎn)品，一直處于世界領(lǐng)先
地位。著名的美國(guó) 3M 公司，以 鋁氧化物合成物作為磨料發(fā)明了 Cubicut 砂帶；生產(chǎn)了一種安裝在直徑為 1.73m 的回轉(zhuǎn)臺(tái)及四個(gè)工作主軸的砂帶平面磨床；美國(guó) Metabo 公司，研制了 6 軸 5 聯(lián)動(dòng)數(shù)控磨床；西屋電氣公司，用無心砂帶磨床加工 60 馬力的電機(jī)轉(zhuǎn)子，每小時(shí)高達(dá) 1000 件；盧森機(jī)床公司生產(chǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子同心度要求 0.005mm， 尺寸誤差要求為正負(fù) 0.012mm，用無心砂帶磨床加工，一小時(shí)可加工 200 件[4]。2006 年，美國(guó) QED 工藝技術(shù)公司 M.Tricard 等人采用穩(wěn)態(tài)磁流體噴射拋光光學(xué)零件表面成功解決等角自由曲面峭壁內(nèi)凹形狀的光學(xué)零件難光整加工的問題。2010 年美國(guó)國(guó)際制造技術(shù)展覽會(huì)上，克林貝格( KELLENBERGER) 公司展出新產(chǎn)品 KEL-VERA RS250/400 型數(shù)控磨床，主要用于大尺寸零件卡盤裝夾下的切入磨削[5]。
日本在砂帶磨床和砂帶研制方面做了較深入的研究，并獲得了眾多成果?，F(xiàn)已研制出兩種新型磨料涂附砂帶，即球形復(fù)合磨粒砂帶和軟木復(fù)合磨料砂帶；近 20 年來， 日本在高速、超高速砂帶磨削領(lǐng)域也有了突出成果。成功研制出磨削速度為 400m/s 的超高速平面磨床，最高線速度達(dá) 395m/s.Shinizu 等人為了獲得超高速磨削速度改制了磨床，使工件和砂輪間的實(shí)際磨削線速度接近 1000m/s。2006 年在第 56 屆 CIRP 大會(huì)上，日本慈城大學(xué)工程系的周力波等人研究出單晶硅底層無缺陷化學(xué)機(jī)械磨削新工藝，此工藝方法比化學(xué)機(jī)械拋光(CMP) 更容易得到好的表面品質(zhì)。2010 年，日本
YASDA 公司、SODICK 公司、MAKINO 公司展出亞微米級(jí)超精密機(jī)床。在機(jī)理研究方面， 日本研究者通過不斷試驗(yàn)，利用模糊理論獲得了磨削條件和影響平面度因素相對(duì)關(guān)系的表達(dá)式，既能精確地表達(dá)磨削過程，又能夠滿意地改善工件表面精度，為定量分析磨削參數(shù)變化對(duì)平面精度的影響提供了科學(xué)依據(jù)[6]。
英國(guó)著重發(fā)展輸送帶式砂帶磨床、內(nèi)圓砂帶磨床及渦輪葉片砂帶磨床。布魯克生產(chǎn)的內(nèi)圓砂帶磨床能對(duì)長(zhǎng)達(dá) 15m，直徑為 25-250mm 的長(zhǎng)管件內(nèi)孔進(jìn)行加工；施麗亞當(dāng)斯生產(chǎn)的窄渦輪葉片砂帶磨床和羅爾羅伊斯公司生產(chǎn)的渦輪葉片寬砂帶型面砂帶磨床處于領(lǐng)先地位[7]。
德國(guó)知名的砂帶品牌有 Hermes、VSM 等，研發(fā)了具有多過專利的空心球復(fù)合磨料， 其制作的砂帶使用壽命長(zhǎng)，切削效率高，成本低。
（二）、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國(guó)砂帶磨削是五十年代末期開始應(yīng)用由航空工業(yè)部門引進(jìn)國(guó)外仿型窄砂帶磨床加工發(fā)動(dòng)機(jī)葉片開始的。雖然起步晚，各方面技術(shù)落后，但是近幾年來我國(guó)的砂帶磨削技術(shù)也在不斷發(fā)展。
在加工設(shè)備研發(fā)方面，應(yīng)恒晶研究自制了可進(jìn)行大軸頸、大孔徑、大平面和大曲面工件表面終加工多使用的新型高效砂帶磨頭，在普通機(jī)床（臥車、立車和龍門刨床等）上就可以進(jìn)行磨削。解決了國(guó)內(nèi)對(duì)大尺寸大軸徑工件難加工、耗時(shí)多、質(zhì)量低等問題。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，加工效率高。如圖 2 所示砂帶磨頭的結(jié)構(gòu)。
張萍[8]，李家春設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)砂帶磨削機(jī)，該裝備可實(shí)現(xiàn)砂帶的“公轉(zhuǎn)”和“自轉(zhuǎn)”，外加氣動(dòng)張緊裝置，可對(duì)生銹及有明顯表面缺陷的鋼絲進(jìn)行打磨拋光。（如圖 3） 開發(fā)出針對(duì)盤條磨削加工的環(huán)保型砂帶磨削設(shè)備，對(duì)促進(jìn)我國(guó)的拉絲制造業(yè)發(fā)展具有重要意義。
1-帶輪；2-電動(dòng)機(jī)；3-螺桿/螺母；4-第一級(jí)帶；5-帶輪 3；6-第二級(jí)帶；7-帶輪；8-支座；
9-螺母；10-張緊輪；11-張緊輪臂；12-砂帶；13-支臂；14-螺釘/長(zhǎng)孔聯(lián)接；15-接觸輪；16- 接觸輪臂
圖 2 砂帶磨頭結(jié)構(gòu)
1-皮帶；2-電機(jī) 1；3-皮帶 3；4-大轉(zhuǎn)盤；5-主動(dòng)輪；6-支撐輪；7-張緊輪；8-皮帶；9-電機(jī) 2 圖 3 旋轉(zhuǎn)砂帶磨削設(shè)備
吉林大學(xué)王聽、母焰[9]等研究了具有接觸輪庫的砂帶磨削加工裝置，可實(shí)現(xiàn)磨削
平面、回轉(zhuǎn)體、自由曲面零件,且能實(shí)現(xiàn)同一工位多工序的集中加工，包括底座、立柱、五自由度工作臺(tái)、動(dòng)力裝置、砂帶支撐張緊裝置、磨頭裝置、接觸輪庫、自動(dòng)換輪裝置。如圖 4 軸測(cè)圖。五自由度工作臺(tái),既可以磨削平面零件和回轉(zhuǎn)體零件,也可以磨削自由曲面,其加工產(chǎn)品范圍廣,穩(wěn)定性好。此磨削加工中心既能適應(yīng)大批量產(chǎn)品生產(chǎn),也能適應(yīng)零件比較復(fù)雜,產(chǎn)品更換頻繁的中小批量生產(chǎn)。
朱俊生[10]發(fā)明了一種能夠快速并有效的去除深窄槽中毛刺的深窄槽去毛刺用砂帶裝置。可以方便的利用機(jī)床軸的旋轉(zhuǎn),完成對(duì)金屬件深窄槽的去毛邊工作,提高了具有深窄槽金屬件的產(chǎn)品合格度,又可保證深窄槽內(nèi)壁的光滑度,直接提高工件表面質(zhì)量。
在關(guān)鍵技術(shù)方面，2006 年，國(guó)家高效磨削工程技術(shù)研究中心研制出非圓截面輪廓精密磨削技術(shù)，主要用于軸類零件加工，廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、航天航空、印刷、紡織機(jī)械及其他精密機(jī)械制造業(yè)。2006 年漢江機(jī)床公司開發(fā)研制了國(guó)內(nèi)第一臺(tái) SK722 數(shù)控絲錐磨床，主要加工直槽磨牙絲錐，可采用單線或多線砂輪磨削，可直接在淬火后沒有螺紋的絲錐坯體上磨出螺紋[11]。
2008 年由湖南大學(xué)國(guó)家高效磨削工程技術(shù)研究中心、浙江工業(yè)大學(xué)超精密加工研究中心、寧波凱泰智邦機(jī)械有限公司、杭州智邦納米技術(shù)有限公司、湖大海捷制造技術(shù)有限公司共同開發(fā)的 Olymball-E600 精密球體高效研磨機(jī)和 Olymball-D600 精密球體研磨機(jī)項(xiàng)目在杭州市通過了中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果鑒定和寧波市經(jīng)濟(jì)委員會(huì)組織的新產(chǎn)品及投產(chǎn)鑒定。
圖 4 具有接觸輪庫的砂帶磨削加工裝置軸測(cè)圖
2011 年險(xiǎn)峰機(jī)床廠在軋輥磨床上采用德國(guó)的DITTELDE 的M6000 型機(jī)電式平衡模塊，此款主要針對(duì)高精度磨床研發(fā)而成，可以對(duì)不平衡進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，可以完成快速精確的不平衡補(bǔ)償。同年，甘肅天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司在軋輥磨床上采用帶箱磨削裝置，磨削過程中不需要再拆卸箱架，只需找正帶箱滾徑上的母線和側(cè)母線，完成帶箱滾徑直線度調(diào)節(jié)后，即可拖動(dòng)磨削，避免拆卸或安裝過程中的零破壞、精度降低，同時(shí)縮短了磨削輔助時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率[12]。
三、發(fā)展趨勢(shì)和重點(diǎn)解決的問題
從全世界范圍來看，雖然從上個(gè)世紀(jì)開始，世界各國(guó)科學(xué)家及工程師就對(duì)砂帶磨削機(jī)理做了大量的研究，但由于理論交叉性涉及到材料、機(jī)械、化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，規(guī)律極其復(fù)雜，磨削效果受環(huán)境等多種因素的影響較大，所以至今仍沒有一套完整的砂帶磨削理論體系。建立出能表征磨削過程、磨削現(xiàn)象本質(zhì)，為達(dá)到相應(yīng)表面質(zhì)量與精度所需的磨削參數(shù)理論，是當(dāng)下各國(guó)研究的重點(diǎn)[13]。
從國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀來看，隨著高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性等新型材料的出現(xiàn)，磨削加工呈現(xiàn)精密加工、強(qiáng)力磨削加工、數(shù)控加工及人工智能輔助加工。新型砂帶的出現(xiàn)為擴(kuò)大磨削的應(yīng)用范圍和促進(jìn)高效磨削的發(fā)展創(chuàng)造了條件，因此高效磨削工藝的發(fā)展就顯得尤其重要和迫切[14]。在新型砂帶研制、高速、超高速、加工精度方面還有很大的發(fā)展空間。
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