水鉆磨拋機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　水鉆磨拋機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 </p>

2、<p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱(chēng) </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本研究課

3、題來(lái)源于浙江省平湖某水鉆設(shè)備制造公司。由于該公司在機(jī)架的設(shè)計(jì)制造方面一直以來(lái)是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)估算機(jī)架強(qiáng)度，所以在機(jī)架的設(shè)計(jì)方面一直遵循著剛度盡量大，來(lái)保證機(jī)床在工作時(shí)可以正常進(jìn)行。對(duì)于水鉆磨拋機(jī)機(jī)架來(lái)說(shuō)對(duì)剛度的要求是很重要的，這對(duì)于加工產(chǎn)品的成品率會(huì)有很大影響。</p><p>　　機(jī)架在設(shè)計(jì)時(shí)要以機(jī)器各個(gè)工位及其動(dòng)作為指導(dǎo)，使結(jié)構(gòu)便于安裝，調(diào)整及維修。在這次改進(jìn)設(shè)計(jì)中，通過(guò)科學(xué)的計(jì)算，合理的改進(jìn)機(jī)架的結(jié)構(gòu)。使機(jī)架在滿(mǎn)

4、足生產(chǎn)所需要的剛度強(qiáng)度以及穩(wěn)定性的前提下，有效的減輕了機(jī)架重量，相應(yīng)的降低了成本。</p><p>　　關(guān)鍵詞：水鉆 磨拋機(jī) 機(jī)架 穩(wěn)定性 剛度</p><p>　　Diamond grinding and polishing machine frame structure improved design</p><p><b>　　Abstract<

5、;/b></p><p>　　The research comes from Pinghu, Zhejiang, a diamond equipment manufacturing company. As the company has been estimating the strength of the rack on its design and manufacture through the exp

6、erience,so the design of the rack follow the stiffness as large as possible, to ensure the machine can work normally. This improved design, which has scientific calculations, a reasonable improvement of the design. In th

7、e premise of meeting the production needs,which is stiffness strength and stability of.the</p><p>　　For the rack of diamond grinding and polishing machine, the requirements for the stiffness is very importan

8、t that will be greatly affect the yield of the processed products.The design of the rack should follow the movement and each station of the machine to make the structure install ,adjust and repair easily. In the premise

9、of meeting stiffness strength and stability of.the rack, reducing the weight and costs of the rack.the shape should also be generous and beautiful.</p><p>　　Keywords: Rhinestone，polishing and burnishing mach

10、ine，chassis，stability stiffness.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p>

11、<p>　　1.1課題的來(lái)源1</p><p>　　1.2課題的意義1</p><p>　　1.3水鉆磨拋機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容4</p><p>　　2 設(shè)備方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1水鉆磨拋機(jī)機(jī)架的方案設(shè)計(jì)5</p>

12、<p>　　2.2方案評(píng)價(jià) 鑄鐵機(jī)架與焊接機(jī)架特點(diǎn)比較6</p><p>　　2.3水鉆磨拋機(jī)的整機(jī)工作流程7</p><p>　　2.4 機(jī)床的主要參數(shù)7</p><p>　　2.5 主要結(jié)構(gòu)及性能簡(jiǎn)介8</p><p>　　2.6 總體布置基本要求13</p><p>　　3 設(shè)計(jì)計(jì)算和校核

13、14</p><p>　　3.1 支柱強(qiáng)度計(jì)算14</p><p>　　3.2工作臺(tái)面的彎曲剛度計(jì)算17</p><p>　　3.3節(jié)省材料計(jì)算22</p><p><b>　　4 設(shè)計(jì)說(shuō)明24</b></p><p><b>　　結(jié)論25</b></p&g

14、t;<p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　附錄27</b></p><p>　　附錄圖1 小龜板27</p><p>　　附錄圖2 環(huán)形架28</p><p>　　附錄圖3 小電機(jī)架29</p><p>　　附錄圖4 工

15、作臺(tái)面30</p><p>　　附錄圖5 機(jī)架焊接組件31</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的來(lái)源</b></p><p>　　2010年是全面完成我國(guó)玻纖行業(yè)“十一五”規(guī)劃目標(biāo)，謀劃“十二五”發(fā)展的關(guān)鍵的一年，也是鞏固擴(kuò)大應(yīng)對(duì)金融危機(jī)成果，促

16、進(jìn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展的重要一年。當(dāng)前我們正處在一個(gè)復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，我們要抓住機(jī)遇迎接挑戰(zhàn)。而水鉆行業(yè)作為新興行業(yè)，有著他的旺盛的活力和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展前景。</p><p>　　改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，人民生活水平逐年提高，消費(fèi)水平也相應(yīng)提高，首飾消費(fèi)從追求金銀的保值轉(zhuǎn)向了追求時(shí)尚裝飾和體現(xiàn)身份和品位。由其是女性朋友們對(duì)飾品的需求增長(zhǎng)迅速。水晶鉆石飾品正適應(yīng)大部分消費(fèi)者的需求。但是據(jù)我國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)中國(guó)女性飾品市

17、場(chǎng)的調(diào)查，我國(guó)女性飾品人均占有率不足5％，而東京68.2％、新加坡48％、香港54％、韓國(guó)68％、馬列來(lái)西亞為47％，泰國(guó)為68％?？梢?jiàn)我國(guó)女性飾品市場(chǎng)的需求量還是很大的[1]。并且隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和國(guó)民收入的高速增長(zhǎng)，女性對(duì)飾品的需求與俱增。本課題來(lái)源于浙江省平湖某水鉆設(shè)備制造公司。</p><p><b>　　1.2課題的意義</b></p><p>　　近

18、年來(lái)，我國(guó)內(nèi)地鉆飾市場(chǎng)發(fā)展很快，鉆飾在整個(gè)黃金珠寶市場(chǎng)偏冷靜氛圍中，成為熱銷(xiāo)品種。據(jù)戴比爾斯在中國(guó)太陸25個(gè)城市(包括成都、綿陽(yáng))所作的調(diào)查，在消費(fèi)者所喜歡珠寶中，天然鉆石居首位，成為消費(fèi)者喜歡的寶石[2]。對(duì)于鉆石它擁有堅(jiān)硬無(wú)比、潔凈璀璨、光彩奪目的品性，被人們賦予各種美好的寓意，特別是以鉑金鑲嵌，更是相映生輝，品位不凡，成為結(jié)婚、生日、情人節(jié)等喜慶日子的紀(jì)念物或饋贈(zèng)珍品，受到青睞[3]。但由于鉆石資源的奇缺，讓我們很苦惱。我們希望可

19、以有很多的鉆石來(lái)裝飾，可是這樣的話(huà)也需要很昂貴的開(kāi)銷(xiāo)。所以我們盡量能尋求一種可以代替物來(lái)滿(mǎn)足我們的需求。然而水鉆是我們最為理想的一替代品。</p><p>　　水晶是石英家族的成員，是最常見(jiàn)的礦物質(zhì)之一，它和普通的砂子是“同出娘胎”的一種物質(zhì)。通常形成于火成巖、變質(zhì)巖和沉積巖中，化學(xué)式SiO2，莫氏硬度為7，晶體端部呈菱形六面體柱形或角錐形，晶面通常有條紋與玻璃光澤，內(nèi)含物豐富。水鉆——水晶鉆石，是以Ф8㎜以下的

20、水晶玻璃珠打磨成型并拋光而成[4]。成品的水鉆（也有人稱(chēng)冰鉆），質(zhì)細(xì)透明，外形仿天然鉆石，以菱形十幾面體居多[5]。這樣的替代物就很經(jīng)濟(jì)，同時(shí)視覺(jué)效果上又有鉆石般的奪目感覺(jué)。因此很受人們的歡迎。 </p><p>　　在水鉆的生產(chǎn)中使用手扶式磨拋機(jī)價(jià)格低，在水鉆業(yè)發(fā)展的初期人工成本低的情況下非常實(shí)用[6]。但隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人工成本（包括工資、各種社會(huì)保險(xiǎn)、企業(yè)管理費(fèi)用等）也在不斷提高，從而也提高了生產(chǎn)使

21、用成本，加工的水鉆質(zhì)量不穩(wěn)定，表面平整度低，表面光澤度和生產(chǎn)效率低。</p><p>　　所以說(shuō)對(duì)水鉆加工設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)于未來(lái)水鉆市場(chǎng)來(lái)說(shuō)是提高自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有力支柱。</p><p>　　1.3水鉆磨拋機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　創(chuàng)新性技術(shù)工藝，是衡量一個(gè)企業(yè)是否具有先進(jìn)性，是否具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，是否能不斷領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)者的重要指標(biāo)和依據(jù)。隨著我國(guó)水鉆市

22、場(chǎng)的迅猛發(fā)展以及對(duì)水鉆要求的不斷提升，與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。了解國(guó)內(nèi)外水鉆生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動(dòng)向、工藝設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用及趨勢(shì)對(duì)于企業(yè)提升產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力十分關(guān)鍵。</p><p>　　面對(duì)著中國(guó)這么一龐大并且饑餓的市場(chǎng)。應(yīng)該說(shuō)，不論是在經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期還是在經(jīng)濟(jì)形勢(shì)蕭條時(shí)期，水鉆的市場(chǎng)需求量也在不斷地向高攀升。這是因?yàn)樗@產(chǎn)品低廉的價(jià)格使得這個(gè)行業(yè)具有規(guī)避金融危機(jī)或

23、經(jīng)濟(jì)危機(jī)的有利條件——因?yàn)樗@足夠便宜使得人們?cè)谒@衍生產(chǎn)品的消費(fèi)上不會(huì)因?yàn)槭杖霚p少而出現(xiàn)明顯的降低消費(fèi)意愿的現(xiàn)象。再說(shuō)鉆石有“寶石之王”的美稱(chēng)。它是一種稀少、珍貴的高檔寶石。在世界珠寶貿(mào)易額中鉆石首飾占80％以上[7]。近幾年來(lái)，我國(guó)鉆石首飾市場(chǎng)迅速發(fā)展，已成為當(dāng)今首飾消費(fèi)的熱點(diǎn)。據(jù)中國(guó)市場(chǎng)監(jiān)測(cè)中心統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：目前水鉆產(chǎn)品的年產(chǎn)銷(xiāo)量還不足飾品行業(yè)或水鉆衍生品行業(yè)需求量的50%[8]。因此，水鉆行業(yè)的發(fā)展空間十分廣闊。這也說(shuō)明了為什么

24、在中國(guó)短短的幾年時(shí)間內(nèi)這個(gè)行業(yè)就出現(xiàn)了這種“趨之若鶩”的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。</p><p>　　多年前，飾品對(duì)中國(guó)人來(lái)說(shuō)，還屬于一個(gè)模糊的概念，但在短短的幾年時(shí)間中，飾品市場(chǎng)已經(jīng)從無(wú)到有、從小到大、從弱到強(qiáng)地成長(zhǎng)起來(lái)了，中國(guó)也成為世界上最大的飾品生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國(guó)。　普通水鉆的生產(chǎn)是用許多化工原料熔煉成高鉛晶質(zhì)玻璃圓坯型后，再經(jīng)過(guò)磨削拋光生產(chǎn)成的一種仿鉆型產(chǎn)品，是目前最普遍的飾品掛件。一般的水鉆生產(chǎn)工藝過(guò)程是：1.熔煉；

25、2.胚珠成型；3.磨鉆；4.清洗；5.檢驗(yàn)；6.分篩；7.吸膜；8.化學(xué)鍍；9.脫膜；10.清洗將水鉆清洗干凈；11.檢驗(yàn)分篩；12.包裝；13.儲(chǔ)存[9-10]。據(jù)資料顯示：中國(guó)的飾品產(chǎn)銷(xiāo)量已占到全球產(chǎn)銷(xiāo)量的75%[11]。應(yīng)該說(shuō)，水鉆類(lèi)飾品承載著女性對(duì)美的追求，也體現(xiàn)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和文化發(fā)展層次的提高——一個(gè)由水晶珠胚、水鉆和水鉆衍生產(chǎn)品（指水鉆類(lèi)飾品及水鉆裝飾品等）構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)鏈將在中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域激情揮舞，水鉆行業(yè)在中國(guó)國(guó)民經(jīng)

26、濟(jì)的地位將日益凸顯。</p><p>　　目前，水鉆的生產(chǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。僅國(guó)內(nèi)服飾業(yè)的需求缺口，主要以江浙滬及珠三角服裝業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)較為顯著。雖上海、浙江、廣東、江西等地已有多家企業(yè)在滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)，并且不斷增加設(shè)備，但仍難扭轉(zhuǎn)當(dāng)前日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。究其原因，一是磨輪磨料的匹配問(wèn)，二是題機(jī)械設(shè)備問(wèn)題。這是阻礙水鉆生產(chǎn)的兩大絆腳石。但在生產(chǎn)出來(lái)后還是會(huì)有一些缺陷比如說(shuō)磨損、額外瓣面、小缺口、白點(diǎn)、拋光線(xiàn)、磨損痕、

27、粗糙腰圍、斷尖、炸裂等缺陷[12]。有些可能可以經(jīng)過(guò)修改后可以再利用，但一些就變成廢品不能回收利用了，這就造成了浪費(fèi)。</p><p>　　生產(chǎn)水鉆首先選擇好理想的磨料[13]。有了理想的磨料，才能依據(jù)磨料和被磨削對(duì)象的特征制作磨具。有了合適的磨料、磨具，又確定了磨削對(duì)象，才能確定加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 由于水鉆加工的利潤(rùn)一直較高，且短期內(nèi)很難出現(xiàn)市場(chǎng)供求的基本平衡，并且隨著人民生活水平的日益提高，水鉆的需

28、求仍將繼續(xù)增大。基于這種判斷，水晶加工行業(yè)的企業(yè)也躍躍欲試，催促著生產(chǎn)水晶加工設(shè)備的企業(yè)也開(kāi)始生產(chǎn)水鉆加工設(shè)備，意涉足水鉆加工。有的水晶加工企業(yè)甚至自己動(dòng)手，直接閉門(mén)造車(chē)。他們憑著傳統(tǒng)的水晶工藝品加工經(jīng)驗(yàn)，還用著傳統(tǒng)使用的磨料——金剛砂，制定電鍍磨輪，自制機(jī)器，試水生產(chǎn)?，F(xiàn)在金華、溫州、寧波等地已有五家機(jī)械制造企業(yè)開(kāi)始制造水鉆加工設(shè)備，但設(shè)計(jì)的思維都以金剛砂磨輪為先決條件去定位設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[14]?？梢韵胂?，以硬度為10的金剛石磨輪，

29、磨硬度不足7，粒徑在Ф8㎜以下的脆性玻璃珠，硬度懸殊和磨輪動(dòng)能沖擊，多么難保水鉆的不蹦、不碎、不劃傷，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效。操作時(shí)，磨拋表面形成過(guò)程是決定加工表面質(zhì)量的重要因素。表面形成與磨拋運(yùn)動(dòng)、磨盤(pán)直徑、磨具形狀、粒度及磨料切削分布狀態(tài)、工件材質(zhì)等因素有關(guān)，磨快在磨拋過(guò)程中與板材的</p><p>　　然而像國(guó)外的生產(chǎn)設(shè)備性能方面還是比我們好很多，比如說(shuō)美國(guó)Buehler公司研制生產(chǎn)的vanguard型全自動(dòng)磨

30、拋機(jī)從粗拋到最后精拋整個(gè)過(guò)程全自動(dòng)完成[18]，可以設(shè)置50個(gè)常用工作程序，操作界面友好，彩色液晶顯示，觸摸式操作，整個(gè)過(guò)程的每個(gè)工序之間都進(jìn)行夾持器和樣品的清洗與烘干[19]，充分保證了樣品制備的高效與高制性，操作過(guò)程的全自動(dòng)化模式，節(jié)省了人工并提高了效率與質(zhì)量?？梢钥闯鰢?guó)外的磨拋機(jī)自動(dòng)化程度是比我們的要高，所以我們要抓緊去完善我們的設(shè)備與技術(shù)。盡量減小我們與發(fā)達(dá)國(guó)家的生產(chǎn)設(shè)備間的距離。</p><p>　　1

31、.4課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要方向是圍繞機(jī)械方面的問(wèn)題加以研究設(shè)計(jì)。水鉆磨拋機(jī)機(jī)架作為拋磨機(jī)的基本框架，承載著整個(gè)磨拋機(jī)械本體，也影響著磨拋的精度。所以說(shuō)對(duì)水鉆磨拋機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)是很有必要的。因?yàn)槲宜芯康乃@磨拋機(jī)是企業(yè)中已經(jīng)在生產(chǎn)的制造的，所以這次的課題是非常有意義的。公司的機(jī)架是經(jīng)過(guò)技術(shù)部的師傅們進(jìn)過(guò)建議的估算以及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)而設(shè)計(jì)出來(lái)的。在剛度方面一定是夠的，但是也就是我們一般人的思想

32、，讓剛度盡量的大這樣的話(huà)在工作中考慮和出現(xiàn)的問(wèn)題也就少了。所以公司的機(jī)架在原材料的應(yīng)用上會(huì)有很大的浪費(fèi)。我就是抓住這一點(diǎn)，對(duì)機(jī)架的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算。得出合適的鋼板厚度及合理的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2 設(shè)備方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1水鉆磨拋機(jī)機(jī)架的方案設(shè)計(jì)</p><p>　　機(jī)架是各種機(jī)械的基本部件，它主要起承重作用，機(jī)械的

33、其他部件一般固定在機(jī)架上，有些部件是在機(jī)架的導(dǎo)軌面上運(yùn)動(dòng)，機(jī)架起基準(zhǔn)作用，以保證各種部件間正確的相對(duì)位置，并且使整個(gè)機(jī)器組成一個(gè)整體。在其他部件及工件本身的重量與過(guò)程中的載荷（包括各種沖擊力）作用下，機(jī)架要有足夠的強(qiáng)度，而且變形不超過(guò)允許值。此外還應(yīng)考慮機(jī)架的動(dòng)剛度，阻尼，熱變形性。尺寸穩(wěn)定性，疲勞強(qiáng)度等。對(duì)于移動(dòng)式機(jī)架的機(jī)架則要求重量輕，對(duì)于在寒冷，酷熱，潮濕等環(huán)境下工作的機(jī)架分別要求耐高溫，耐低溫，抗銹蝕等性能。</p>

34、<p>　　機(jī)架在機(jī)器中的尺寸一般較大，他往往與機(jī)架的整體布局，機(jī)器的造型美觀，操作方便，加工工藝較好。</p><p><b>　　機(jī)架分類(lèi)</b></p><p>　　按機(jī)型分，可分為：臥式、立式；</p><p>　　臥式則分：橫梁式機(jī)架，平板式機(jī)架；</p><p>　　立式則分：?jiǎn)瘟⒅?，雙立柱，多

35、立柱；</p><p>　　按材料及制造方法分：金屬機(jī)架，非金屬機(jī)架；</p><p>　　金屬機(jī)架分：鑄造機(jī)架，焊接機(jī)架，組合機(jī)架；</p><p>　　非金屬機(jī)架分：花崗巖機(jī)架，混凝土機(jī)架，塑料機(jī)架。</p><p>　　本設(shè)備的機(jī)架屬于金屬機(jī)架，這樣的話(huà)我提出的兩個(gè)方案分別是：</p><p>　　方案一：本方案

36、為鑄鋼機(jī)架。</p><p>　　機(jī)架屬于薄壁筒體結(jié)構(gòu)，具有外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均勻的特點(diǎn)。在凝固收縮過(guò)程中，鑄件不同部位的凝固時(shí)間差異很大。在凝固初期，由于后凝固部位的強(qiáng)度比先凝固部位小。各個(gè)部位之間的散熱條件差異又很大，在冷卻收縮過(guò)程中，鑄件同時(shí)還要克服坭芯阻力。這種種因素的同時(shí)出現(xiàn)，導(dǎo)致鑄件的凝固收縮過(guò)程受到的熱應(yīng)力很大，而且很復(fù)雜。因此，應(yīng)全面考慮鑄件的工藝性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、溫度分布等各方面因素，通

37、過(guò)合理的設(shè)置澆口和冒口，使?jié)部诤兔翱谥g互相配合，以及設(shè)置內(nèi)冷鐵等一系列工藝措施調(diào)節(jié)溫度場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)控制鑄件的凝固順序，降低熱應(yīng)力和避免各種熱應(yīng)力的疊加，最終防止產(chǎn)生裂紋。</p><p>　　鑄鋼件鑄造出來(lái)后還要經(jīng)過(guò)熱處理，熱處理的目的是為了消除鑄造內(nèi)應(yīng)力和改善力學(xué)性能，鑄鋼機(jī)架熱處理熱處理方法一般有正火和回火，退火、高溫?cái)U(kuò)散退火和焊補(bǔ)后回火等。結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)力學(xué)性能要求較高的機(jī)架多用正火加回火，形狀簡(jiǎn)單的機(jī)架等

38、才采用退火。對(duì)于表面粘砂嚴(yán)重、不易清砂的鑄鋼機(jī)架則可用高溫?cái)U(kuò)散退火。</p><p>　　鑄鋼機(jī)架經(jīng)熱處理后，可采用噴丸和拋丸處理其表面，以清除表面的粘砂和氧化皮。對(duì)鑄件上的缺陷（裂縫、縮孔、夾砂等）焊補(bǔ)前亦須進(jìn)行清整剖口以備焊補(bǔ)。 </p><p>　　方案二：本方案采用焊接機(jī)架。</p><p>　　焊接機(jī)架具有制造周期短，重量輕和成本低等優(yōu)點(diǎn)，故在機(jī)器制造業(yè)中

39、，焊接機(jī)架日益增多。焊接機(jī)架主要有鋼板、型鋼或鑄鋼件等焊接而成。</p><p>　　在現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的社會(huì)中，資金的流動(dòng)會(huì)影響企業(yè)的發(fā)展。而焊機(jī)機(jī)架正是適合現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物。焊接機(jī)架的制造周期短，設(shè)計(jì)方案靈活，機(jī)架美觀大方。利用型鋼及鋼板焊接的機(jī)架其自重會(huì)很輕，并且機(jī)架內(nèi)部缺陷與鑄鋼相比也會(huì)少很多。</p><p>　　2.2方案評(píng)價(jià)鑄鐵機(jī)架與焊接機(jī)架特點(diǎn)比較</p>

40、<p>　　表2-1鑄鐵機(jī)架與焊接機(jī)架對(duì)比</p><p>　　經(jīng)比較后結(jié)合企業(yè)實(shí)際制造能力和發(fā)展要求，選擇焊接機(jī)架的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　2.3水鉆磨拋機(jī)的整機(jī)工作流程</p><p>　　單人操作數(shù)控水鉆設(shè)備該設(shè)備是采用德國(guó)進(jìn)口水鉆設(shè)備機(jī)械手的工作原理，美國(guó)微電腦集成模塊控制電路。四軸同時(shí)循環(huán)工作和單軸分開(kāi)工作的可選擇性使用，高精自動(dòng)檢測(cè)定

41、位系統(tǒng)并集研磨與拋光于一體一次完成。從而達(dá)到高效率高精度底能耗的有效全自動(dòng)水鉆設(shè)備。 </p><p>　　圖2-1水鉆磨拋機(jī)整機(jī)</p><p>　　該設(shè)備采用德國(guó)水鉆設(shè)備原理運(yùn)用機(jī)械手操作，員工只需把水鉆夾具裝入機(jī)械手，該機(jī)械手接到輸入指令后將自動(dòng)完成以系列加工動(dòng)作。機(jī)床主要是以高速轉(zhuǎn)動(dòng)的磨拋盤(pán)磨削水鉆坯珠，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制每次磨拋后坯珠轉(zhuǎn)過(guò)的角度，把圓形坯珠磨成多面體顆粒。并

42、且在裝卸夾具過(guò)程中不用使機(jī)械待機(jī)。始終將設(shè)備保持在運(yùn)行狀態(tài)。較傳統(tǒng)設(shè)備大大提高了生產(chǎn)效率。</p><p>　　本設(shè)備是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，邊上插銷(xiāo)機(jī)構(gòu)限位，實(shí)現(xiàn)5等分限位；磨頭由多個(gè)氣缸和步進(jìn)電機(jī)組合實(shí)現(xiàn)連貫動(dòng)作；上料機(jī)構(gòu)和膠粉機(jī)構(gòu)由氣缸實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，下料機(jī)構(gòu)由氣缸加電機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。</p><p>　　2.4 機(jī)床的主要參數(shù)</p><p><b>　　表2

43、-2機(jī)床參數(shù)</b></p><p>　　注：伺服電機(jī)、下料電機(jī)、高頻高熱裝置屬間歇性用電，故機(jī)床實(shí)際用電量遠(yuǎn)小于30kw/h，約為10kw/h。</p><p>　　磨拋機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)一圈磨拋盤(pán)上升/下降1.5mm。</p><p>　　2.5 主要結(jié)構(gòu)及性能簡(jiǎn)介</p><p><b>　　1.磨頭機(jī)構(gòu)</b&

44、gt;</p><p>　　磨頭機(jī)構(gòu)（圖4-1）是由多個(gè)氣缸加電機(jī)組合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的機(jī)構(gòu)，氣缸（8）控制頭部抬升的角度：0°（垂直狀態(tài)上下料）、48°（磨拋狀態(tài)<可調(diào)>），55°（抬頭狀態(tài)<可調(diào)>）、90°（對(duì)接狀態(tài)），氣缸（10）和側(cè)邊（1）限位機(jī)構(gòu)來(lái)控制90°對(duì)接狀態(tài)頭部伸出的長(zhǎng)度和上膠粉時(shí)的伸出長(zhǎng)度，氣缸（10）主要控制磨拋時(shí)的水平

45、運(yùn)動(dòng)，氣缸（11）（12）控制橫向插銷(xiāo)，分別限位48°和55°，夾緊塊（7）結(jié)合氣缸（8），組成多鉸鏈機(jī)構(gòu)，達(dá)到控制頭部多角度的目的，氣缸（10）推動(dòng)基座（9）實(shí)現(xiàn)頭部伸出的動(dòng)作，電機(jī)通過(guò)鏈輪、齒輪傳動(dòng)（6）控制夾具（3）針的定角度轉(zhuǎn)動(dòng)，限位塊（1）和定位塊（2）是限制磨頭運(yùn)行行程，限位塊裝有特制的外六角螺釘（易損件），T型防水罩（5）主要是防止水掉落到夾具針上，起到防水的作用。</p><p&g

46、t;　　磨頭機(jī)構(gòu)上步進(jìn)電機(jī)（4）通過(guò)鏈輪與齒輪傳動(dòng)，速度比為1:2，即步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，大齒輪轉(zhuǎn)半圈。要使水鉆的面數(shù)多元化，可從步進(jìn)電機(jī)入手。</p><p><b>　　圖2-2磨頭機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　2.上料機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　上料機(jī)構(gòu)（圖4-2）由雙氣缸頂升結(jié)構(gòu)組成，氣缸（2）和導(dǎo)軌

47、（7）控制上料框（4）、高頻加熱管（3）和吹起管（5）上升和下降，氣缸（1）和軌（6）控制坯珠的上升對(duì)接，低壓PE板（8）防止水進(jìn)入料框（4）中從而提高上珠率，加料口罩（9）防止進(jìn)水到料框，方便加料。</p><p><b>　　圖2-3上料機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　3.下料機(jī)構(gòu)</b></p><p>　

48、　下料機(jī)構(gòu)（圖4-3）由氣缸頂升及電機(jī)驅(qū)動(dòng)毛刷轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到下料目的。氣缸（1）和導(dǎo)軌（2）控制下料框（4）上升和下降，電機(jī)（3）驅(qū)動(dòng)毛刷（6）轉(zhuǎn)動(dòng)，把加工好的珠子刷進(jìn)料框，（7）為高頻加熱管，加熱夾具針使針尖上的膠粉融化，即可把珠子刷下，氣缸（5）控制料框水平運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　圖2-4下料機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　4.膠粉機(jī)構(gòu)&

49、lt;/b></p><p>　　膠粉機(jī)構(gòu)（圖4-5）是由氣缸、電機(jī)和膠粉盤(pán)等共同完成膠粉工作。首先由氣缸（1）和導(dǎo)軌（2）控制整個(gè)機(jī)構(gòu)上升或下降，接著步進(jìn)電機(jī)（6）通過(guò)同步帶結(jié)構(gòu)帶動(dòng)刮粉片（5）旋轉(zhuǎn)刮膠粉盤(pán)（4）內(nèi)膠粉，使膠粉平整，且刮粉片（5）內(nèi)部囤有的膠粉，加滿(mǎn)一次膠粉可用較長(zhǎng)一段時(shí)間，氣缸（3）控制基座（7）上面部分進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)，防水罩（8）（9）防止水掉落到膠粉盤(pán)里起到對(duì)膠粉防水作用，從而提高粘膠

50、效果。</p><p><b>　　圖2-5膠粉機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　5.機(jī)架設(shè)備</b></p><p>　　機(jī)架設(shè)備（圖）是用于承載以上所有設(shè)備及零部件的承載體，在機(jī)架平臺(tái)上安裝設(shè)備及電器裝置的。在用水作為冷卻液的機(jī)架，機(jī)架都要考慮它的防銹與氧化相應(yīng)。在機(jī)床上打孔時(shí)也要盡量對(duì)稱(chēng)，避免由于打孔而影響機(jī)

51、架的剛度與穩(wěn)定性。在機(jī)架焊接方面在焊接接頭上要保證焊接剛度，使用不同焊接方法，必要部位可以應(yīng)用減振焊接接頭。 </p><p>　　圖 2-6機(jī)架焊接組件</p><p>　　2.6 總體布置基本要求</p><p>　　總體布置的基本要求主要有：</p><p>　?。?）在滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕、成本低；</p

52、><p>　?。?）抗震性能好，把受迫振動(dòng)振幅限制在允許范圍內(nèi)；</p><p><b>　?。?）噪聲??；</b></p><p>　?。?）溫度場(chǎng)分布合理，熱變形對(duì)精度的影響?。?lt;/p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性良好，便于鑄造、焊接和機(jī)械加工；</p><p>　?。?）機(jī)構(gòu)力求便于

53、安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件；</p><p>　?。?）有導(dǎo)軌的機(jī)架要求導(dǎo)軌面受力合理、耐磨性良好；</p><p>　?。?）造型好，既適用經(jīng)濟(jì)，又美觀大方。</p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)計(jì)算和校核</b></p><p>　　3.1 支柱強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　機(jī)架上所承載

54、的零部件可以用CATIA中計(jì)算出來(lái)，其整機(jī)的重量與機(jī)架的重量可見(jiàn)圖3-1，3-2。</p><p>　　圖3-1 水鉆磨拋機(jī)整機(jī)重量參數(shù)</p><p>　　圖3-2 機(jī)架重量參數(shù)</p><p>　　由圖3-1，3-2中可以看出材料Q235的密度,整臺(tái)機(jī)床的重量，機(jī)架的重量。所以機(jī)架以上部分的重量</p><p>　　機(jī)床供氣氣壓0.5-

55、0.6 MPa 進(jìn)氣管需Ф12 </p><p><b>　　(3-1)</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　在機(jī)架上的零部件的總重量為m=1900kg,則</p><p>　　機(jī)架本身的重量為m機(jī)架 =428kg,g=9.8m/s2則</p

56、><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　本機(jī)架為八腳機(jī)架,所以機(jī)架每一吃力點(diǎn)所受的力都為機(jī)架上零件與機(jī)架自重的,所以每個(gè)吃力點(diǎn)所受力F為:</p><p>　　機(jī)架支柱選用的是60×60的方鋼厚度為4mm,則</p><p>　　從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查表得Q235的容許應(yīng)力[σ]=170/MPa，

57、機(jī)架支柱的所受應(yīng)力大小σ為:</p><p><b>　　<[σ]</b></p><p>　　機(jī)架支柱完全能夠承載.</p><p>　　圖3-3機(jī)架支承腿拋圖</p><p>　　3.2工作臺(tái)面的彎曲剛度計(jì)算</p><p>　　圖3-4高亮處為小龜板與機(jī)架接觸面積1</p>

58、<p>　　圖3-5小龜板與機(jī)架接觸面積1的計(jì)算</p><p>　　圖3-6高亮處為小龜板與機(jī)架接觸面積2</p><p>　　圖3-7小龜板與機(jī)架接觸面積2的計(jì)算</p><p>　　圖3-8高亮處為小龜板與機(jī)架接觸面積3</p><p>　　圖3-9小龜板與機(jī)架接觸面積3的計(jì)算</p><p>　　

59、由于小龜板與機(jī)架臺(tái)面的接觸是不規(guī)則的接觸，所以借助CATIA軟件得到圖3-4，3-5，3-6。從圖中可以看出接觸面積1的大小為0.129m2,接觸面積2的大小為0.044m2,接觸面積3的大小為0.004m2。</p><p>　　將機(jī)架上的零部件看作一圓柱體壓在機(jī)架上,機(jī)架與小龜板的接觸面積為接觸面積1與接觸面積2和4倍的接觸面積3的和，并且利用計(jì)算機(jī)算出小龜板與機(jī)架的接觸面積A接觸=0.207m2,則:<

60、;/p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　所以d=0.514m</p><p>　　經(jīng)查表得Q235鋼板在厚度小于16mm時(shí)的許用剪切強(qiáng)度[τ剪]=98Mpa則</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p><b>　　所以

61、 </b></p><p>　　切面面積計(jì)算公式為:</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　其中δ是表示鋼板厚度的,則</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　在靜應(yīng)力作用下，鋼板受到機(jī)架上的剪切力作用時(shí)，

62、鋼板有0.12mm厚度時(shí)處在剪穿的零界狀態(tài)，也就是說(shuō)當(dāng)鋼板厚度大于0.12mm是就能不被剪穿。但在機(jī)架的設(shè)計(jì)中，我們不僅要讓鋼板不被剪穿這么簡(jiǎn)單，更要考慮到鋼板以上部分在作用在機(jī)架平面上時(shí)鋼板的變形要求。也就是最大撓度的影響，這直接關(guān)系到是否能正常工作。如果撓度大的話(huà)，機(jī)床在工作時(shí)就很難穩(wěn)定工作。制造出的產(chǎn)品的合格率也會(huì)受很大影響。</p><p><b>　　彎曲應(yīng)力的公式為</b><

63、;/p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　W—抗彎截面系數(shù)</b></p><p><b>　　C2—支承條件常數(shù)</b></p><p>　　W和c2都由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中表中查到。</p><p><b>　?。?

64、-7）</b></p><p>　　3-10支承架跨度的計(jì)算</p><p>　　從圖3-7中可以得到，支承架的跨度為1180mm。</p><p>　　工作臺(tái)面的寬度L=b=1180mm 選h=14mm </p><p>　　查表得： C2=0.125。</p><p><b>　　則

65、：</b></p><p><b>　　最大撓度為：</b></p><p><b>　　(3-8)</b></p><p>　　從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查表得低碳鋼，E=2.0×105MPa </p><p><b>　　(3-9)</b></p&

66、gt;<p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　機(jī)架的高度的確定主要是通過(guò)考慮安裝電機(jī)及其連軸器的需要而確定。</p><p><b>　　3.3節(jié)省材料計(jì)算</b></p><p>　　改進(jìn)前面板選用的是20mm厚的Q235，改進(jìn)后將厚度變?yōu)?4mm。</p><p&

67、gt;　　面板的面積可用CATIA軟件得到， </p><p>　　圖3-11面板表面積的計(jì)算</p><p>　　在圖3-8中可以得到面板的面積為A=1.305m2</p><p>　　Q235密度ρ=7850Kg/m3</p><p><b>　　（3-11）</b></p><p><

68、;b>　　所以</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　方鋼減少的截面積A少為：</p><p>　　經(jīng)統(tǒng)計(jì)在機(jī)架中所用方鋼的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=12165.6mm,則</p><p>　　Q235剛才現(xiàn)在的基價(jià)是4550元一噸，也就是1000Kg</p>&

69、lt;p>　　這樣的話(huà)一臺(tái)機(jī)器機(jī)架可以節(jié)省1235元。</p><p><b>　　4 設(shè)計(jì)說(shuō)明</b></p><p>　　機(jī)架屬機(jī)床支撐件，是機(jī)床的基礎(chǔ)構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)及分布是否合理將直接影響機(jī)床的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。對(duì)支承件的基本有求如下：</p><p>　　圖4-1機(jī)架焊接組件</p><p>　　具有足夠的剛

70、度和較高的剛度質(zhì)量比。后者在很大程度上反映了設(shè)計(jì)的合理性。</p><p>　　具有較好的動(dòng)態(tài)特性。這包括：較大的位移阻抗（動(dòng)剛度）和阻尼；與其他部件相配合，使整機(jī)的各個(gè)階段固有頻率不致與激振頻率相重合而出現(xiàn)共振；不應(yīng)發(fā)生薄壁振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲等。</p><p>　　支承件使整機(jī)的熱變形較小。</p><p>　　排屑暢通、調(diào)運(yùn)安全，并具有良好的工藝性，以便于制造和裝

71、配。</p><p>　　機(jī)架的尺寸首先有先根據(jù)機(jī)架上所要裝夾的磨盤(pán)機(jī)構(gòu)、拋盤(pán)機(jī)構(gòu)、上下料機(jī)構(gòu)、膠粉機(jī)構(gòu)以及定位機(jī)構(gòu)和電器等的裝配而確定。要滿(mǎn)足各個(gè)方面的裝配要求和各個(gè)工位的運(yùn)行要求。機(jī)架主要承受的是垂直于地面的力，在氣缸作用下，夾具會(huì)有相對(duì)于機(jī)身的大小來(lái)說(shuō)很小的運(yùn)動(dòng)，及與磨盤(pán)與拋盤(pán)的壓力。這方面的力可以忽略不計(jì)。但在機(jī)器剛剛啟動(dòng)或是在機(jī)器工作出現(xiàn)為題的時(shí)候，機(jī)床會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。在這時(shí)會(huì)有水平方向的力存在。所以在設(shè)計(jì)

72、中機(jī)架還加有橫梁以保證機(jī)床的穩(wěn)定性，保證機(jī)床生產(chǎn)中的安全與產(chǎn)品的合格率。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，對(duì)浙江平湖某水鉆設(shè)備生產(chǎn)公司的水鉆磨拋機(jī)機(jī)架進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。在做設(shè)計(jì)期間學(xué)習(xí)應(yīng)用了CATIA軟件方便于機(jī)架計(jì)算。深入工廠進(jìn)廠進(jìn)行學(xué)習(xí)研究，并與設(shè)計(jì)研發(fā)部的同事們就機(jī)架的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。由于本次改進(jìn)設(shè)計(jì)的機(jī)架都是通過(guò)過(guò)去

73、的師傅們通過(guò)經(jīng)驗(yàn)所設(shè)計(jì)，所以在材料方面有所浪費(fèi)。通過(guò)科學(xué)的計(jì)算將原鋼板厚度由20mm改進(jìn)為14mm,方鋼厚度也由原來(lái)的6mm改進(jìn)到了現(xiàn)在的4mm。經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的機(jī)架依然可以滿(mǎn)足機(jī)床的工作要求，這說(shuō)明機(jī)架的改進(jìn)是合理的，是成功的。在機(jī)架工作臺(tái)反面加兩條加強(qiáng)筋，這使得鋼板的穩(wěn)定性提高撓度減小。</p><p>　　通過(guò)本次改進(jìn)設(shè)計(jì)將機(jī)架的總重量減小了271.4755Kg，按市場(chǎng)基價(jià)4550元每噸算的話(huà)，每臺(tái)機(jī)床就機(jī)架方

74、面可以節(jié)省1235元。這對(duì)于本企業(yè)來(lái)說(shuō)一日的均出廠產(chǎn)品為4套機(jī)床來(lái)算，一個(gè)月可以節(jié)省148200元。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]樓曉靖.義烏飾品業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力分析[J].東方企業(yè)文化,2007,(5):76-77.</p><p>　　[2]李曜.茗鉆坊在鉆石飾品零售市場(chǎng)的營(yíng)銷(xiāo)策略研究[D].上海：復(fù)

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77、/p><p>　　[9]http://club.china.alibaba.com/forum/thread/view.html?forumId=177&threadId=22924562</p><p>　　[10]易國(guó)民,周健伊,易臻希.精密磨拋頭設(shè)計(jì)[J].科技資訊,2000,(2):92-93.</p><p>　　[11]袁慧,樊晶明,王成勇,魏昕.半

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79、Manufacturing Processes, 2008,(23):449-456.</p><p>　　[14Jeong-du Kim.Ill-hwan Noh Magnetic polishing of three dimensional die and mold surfaces[J].Int J Adv Manuf Technol ,2007,(33):18-23.</p><p&

80、gt;　　[15]任恢躍.一種圓弧板磨拋及切邊的工藝裝備[J].石材,1999,10(12)期:22-24.</p><p>　　[16]梁經(jīng)倫,鄺泳聰,歐陽(yáng)高飛,張憲民.高精度錫膏印刷設(shè)備的機(jī)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2009,11(31):142-146.</p><p>　　[17]張卡德,黃致建,郝艷華.振動(dòng)篩機(jī)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010

81、,13(4):363-366.</p><p>　　[18]http://meng412378.blog.sohu.com/116476399.html</p><p>　　[19]張梅,黃暉.碲鋅鎘晶片的機(jī)械化學(xué)磨拋分析[J].紅外技術(shù),2008,30(2):111-113.</p><p><b>　　附錄</b></p>&

82、lt;p><b>　　附錄圖1 小龜板</b></p><p><b>　　附錄圖2 環(huán)形架</b></p><p><b>　　附錄圖3 小電機(jī)架</b></p><p><b>　　附錄圖4 工作臺(tái)面</b></p><p>　　附錄圖5 機(jī)架焊