精選畢業(yè)設計拋光機

摘要.1引言鋁型材，就是鋁棒通過熱熔、擠壓而得到不同截面形狀的鋁材料。鋁型材的生產流程主要包括熔鑄、擠壓和上色三個過程。其中，上色包括：氧化、電泳涂裝、木紋轉印、氟炭噴涂、粉末噴涂等過程。按用途分類可以分為以下幾類：1.建筑鋁型材〔分為門窗和幕墻二種〕.2.散熱器鋁異型材。3.一般工業(yè)鋁異型材：主要用于工業(yè)生產制造用的，比方自動化機械設備、封罩骨架以及各公司根據自己機械設備要求定制開模，又如流水線輸送帶、提升機、點膠機、檢測設備、送貨架等等，電子機械行業(yè)以及無塵室用得居多。4、軌道車輛結構的鋁合金型材：主要用于軌道車輛的車體制造。5、裝裱類鋁型材，制作成鋁合金的畫框，裝裱各種展覽、裝飾畫。按合金成分分類：可分為1024、2023、6063、6061、6082、7075等合金牌號鋁異型材，其中6系的最為常見.不同牌號區(qū)別在于各種金屬的成分配比是不一樣的，除了常用門窗鋁型材如60系列、70系列、80系列、90系列、幕墻系列建筑鋁型材之外，工業(yè)鋁異型材沒有明確的型號區(qū)分，大多數生產廠家都是按照客戶的實際圖紙要求加工的。按外表處理要求分類：1.陽極氧化鋁材。2.電泳涂裝鋁材。3.粉沫噴涂鋁材。4.木紋轉印鋁材。5.氟碳噴涂鋁材。6.刨光鋁材(分為機械刨光類與化學拋光類兩種，其中化學拋光的本錢最高，價格也就最貴)。鋁異型材的特點：抗腐蝕性：鋁型材的密度有2.7g/cm3，約為鋼、銅或黃銅密度(分別為7.83g/cm3，8.93g/cm3)，的1/3。在大多數的環(huán)境條件下，包括在空氣、水(或鹽水)、石油化學以及很多化學體系中，鋁能夠顯示優(yōu)良的抗腐蝕性。電導率：鋁型材因為它的優(yōu)良電導率而經常被選用。在重量相等根底上，鋁的電導率相當于銅的兩倍。熱導量率：鋁合金熱導量率約是銅的50-60%，這對在制造熱交換器、加熱電器、蒸發(fā)器、炊事用具，以及汽車缸蓋與散熱器都很有利。非鐵磁性：鋁型材不是鐵磁性的，這對電氣工業(yè)以及電子工業(yè)而言是一個重要特性。鋁異型材是不能自燃的，這對于涉及裝卸或者接觸易燃易爆材料應用來說是很重要的?？蓹C動加工性：鋁型材的可機動加工性是優(yōu)良的，在各種變形的鋁合金和鑄造的鋁合金中，以及在這種合金產出后具有的各種狀態(tài)下，機加工特性變化相當大，這就需要特殊的機床技術?？沙尚涡裕禾囟ɡ鞆姸取⑶姸?、延展性和相應加工硬化率支配著允許其變形量的變化。據前瞻網?2023-2023年中國鋁異型材行業(yè)細分產品產銷需求和前景預測分析報告?調查顯示，商業(yè)上可提供的鋁異型材在不同形態(tài)下成形性額定值取決于其成形的工藝方法。回收性：鋁具有極其高的回收性，再生鋁特性與原生鋁幾乎沒有別。生產流程：熔鑄是鋁異形材生產的首道工序主要過程為：〔1〕配料：根據所需要生產的具體的合金牌號，計算出合金成分的添加量，并合理搭配各種源材料?！?〕熔煉：將已配好的原材料按照工藝要求參加熔煉爐中熔化，并通過除氣、除渣等精煉手段將熔體中的雜渣、氣體等有效除去?！?〕鑄造：熔煉好的鋁液在適當的鑄造工藝條件下，在深井鑄造系統作用下，冷卻鑄造成各種規(guī)格的鑄棒。擠壓：擠壓是型材成形的一種手段。先根據異型材產品的斷面設計，制造出模具，再利用擠壓機將加熱好的鑄棒從模具中擠出成形。常用牌號6063的合金，在擠壓時還需用一個風冷淬火的過程及其后的人工時效過程，用來完成熱處理強化。不同牌號的熱處理強化合金，其熱處理制度也不同。氧化：擠壓好的鋁合金型材，其外表耐蝕性并不強，須通過其陽極氧化進行外表處理來增加鋁材的抗蝕性、耐磨性和外表的美觀度。其主要過程為：〔1〕外表預處理：用化學或物理方法對異型材外表進行清洗，裸露出純潔基體，以利于獲得完整的、致密的人工氧化膜。還可以通過機械等手段獲得鏡面、無光〔亞光〕外表?！?〕陽極氧化：經外表預處理的異型材，在一定工藝條件下，基體的外表發(fā)生陽極氧化，會生成一層致密、多孔、具有強吸附力的AL203膜層?！?〕封孔：將陽極氧化后生成的多孔氧化膜膜孔孔隙封閉，從而使氧化膜的防污染、抗腐蝕和耐磨性增強。氧化膜是無色的，利用封孔前的氧化膜強吸附性，在膜孔內吸附并沉積一些金屬鹽，使型材外表顯現本色以外的許多顏色，比方：黑色、古銅色、金黃色和不銹鋼色等。1.2國內外鋁合金型材開展現狀1.2.1國外研究現狀經過文獻等相關資料查詢，未見國外相關研究的報道。1.2.2國內研究現狀鋁加工工業(yè)在我國一直得到國家的重視，鋁異形材在世界各地一直都受人們歡送。東北的輕合金加工廠現名東北輕合金有限責任公司是我國第一個鋁鎂合金的加工基地〔以下簡稱“東輕〞〕。建國初期，國家為了增強國防力量，建立屬于自己的航空工業(yè)，決定建立一個為飛機制造業(yè)提供輕金屬材料的鋁鎂合金加工廠?！皷|輕〞一期工程便于1954年4月開工，耗時2年半時間，完成了20余萬m2建筑施工，安裝了21000t的設備，建成了熔鑄、壓延、擠壓三個生產車間以及輔助設施。1958年6月14日二期工程也破土開工，到1965年后竣工投產，建成了鍛壓、鋁鎂粉、鋁箔、工藝管車間和鎂合金熔鑄生產線，形成年生產能力3.6萬t。至此，我國第一個大型鋁鎂合金加工的企業(yè)正式建成，中國開始自行地生產航空和軍工輕合金材料，主要產品有板、帶、箔、管、棒、型、線、鍛件、粉等等。我國從此開始了鋁加工的歷史和中國鋁型材的歷史。我國的鋁型材工業(yè)起始于20世紀50年代〔1956年〕；興盛于80～90年代；本世紀我國鋁型材將要進入“二次騰飛〞、“二次創(chuàng)業(yè)〞的時期，行業(yè)結構，企業(yè)結構，技術結構，產品結構等都正在發(fā)生一系列較大的變化，中國參加WTO后，更會有市場以及經濟上的大變化。1956年“東輕〞建成，生產軍工鋁異型材起步。20世紀60-70年代是方案經濟時期，也就是中國鋁型材工業(yè)的根底時期。在這個時期里，“東輕〞鋁材支援著國防建設，出人才去援建新的鋁加工廠。60年代第一批參加援建的有西南鋁業(yè)〔集團〕有限公司〔以下簡稱“西南鋁〞〕，西北鋁加工廠〔以下簡稱“西北鋁〞〕；80年代第二批參加援建的有華北鋁加工廠〔以下簡稱“華北鋁〞〕，廣東省的有色金屬加工廠〔以下簡稱“廣東加工廠〞〕；隨后參加援建的有華東鋁加工廠〔以下簡稱“華東鋁〞〕，青島鋁加工廠，渤海鋁加工廠〔以下簡稱“渤海鋁〞〕。這些廠都是以東輕的人才作為主力建設起來的，都是國營的企業(yè)。這些工廠都有擠壓機生產鋁型材，西南鋁還擁著有中國最大的〔12500t〕水壓機和〔8000t〕擠壓機。上列各廠，只有廣東加工廠是單一的鋁型材廠，其它工廠分別還有板、箔材、帶，西北鋁還有鋁粉。迄今為止，“東輕〞、“西南鋁〞和“西北鋁〞一直是承當著中國軍工、航天、航空工業(yè)用鋁異型材和各種鋁材生產地大型國營企業(yè)，他們能生產的鋁合金所有8個系列各牌號的產品，“東輕〞和“西北鋁〞還有變斷面鋁型材生產技術，“西南鋁〞是我國規(guī)模最大，裝置最先進，綜合實力最強綜合性的特大型鋁加工企業(yè)。在同一時期，國內一些省份也分別建設了一些有色金屬的加工廠，有的是上擠壓機，有的是上軋機。擠壓機生產軍工廠以外工業(yè)用的鋁型材，如：北京鋁材廠，天津鋁材廠，長春的有色金屬加工廠，營口有色金屬加工廠，成都有色金屬加工廠，成都鋁材廠，上海有色合金廠等都具有擠壓機生產鋁異型材，包括鋁管材。在70-80年代初，上述的不少國營企業(yè)，曾經引進過國外鋁型材生產設備，引進日本和歐美的鋁型材技術：日本本部擠壓機，美國的薩頓擠壓機，意大利的布萊達擠壓機，意大利的西薩特氧化線，法國的法卡斯氧化線，日本東洋技研氧化線、電泳線等，美國的瓦格斯塔夫鑄造系統、洛馬熔鑄線，各類爐子，以及模具和門窗加工設備等等。這一時期出現的引進國外鋁型材技術高潮，引進的技術是先進的，但費用是高的。在這個時期，中國鋁型材工業(yè)開展的速度并不太快，可為以后的開展打下了根底，國營企業(yè)在引進技術之后，開始消化國外技術，并積累了經驗，培養(yǎng)了人才。在開展鋁型材工業(yè)的方面先行一步。廣東省南海市，特別是大瀝鎮(zhèn)成為了中國鋁型材工業(yè)的發(fā)祥地，大瀝鎮(zhèn)最旺盛的時候有180家鋁型材廠，現存約160家，真正生產的約120-130家。這個時期里，受廣東鋁型材廠影響，沿海各省也在逐漸開展，廣西、浙江、江蘇、山東和遼寧等開展很快。據悉，浙江湖州南潯與遼寧營口大石橋一帶新建了許多并且較為集中的鋁型材廠群，他們可能會形成中國東部和北方新的鋁型材廠集中地。在后期，內地可能除西藏之外的各個省都有了數量、規(guī)模不等的鋁異型材廠。近來，隨著西部的開發(fā)，寧廈、青海、新疆、甘肅的鋁型材廠也較為活潑。目前，鋁異型材廠數量較多的地區(qū)，除廣東省之外，可能就數遼寧、山東、江蘇、浙江等省了。中國的鋁型材產量并沒有準確的公布數字，估計在全國約120-130萬t，廣東約有80萬t。改革開放20年來，廣東鋁型材工業(yè)的高速開展離不開全國各地的技術型人才、勞動人員、市場的支援，“東輕〞、“華北鋁〞和“西南鋁〞等曾是廣東建廠后的技術人員與技工的實習培訓基地，這些廠也有不少技術人才流向廣東，支援了廣東。隨后，廣東鋁型材的興旺帶動和推進了中國鋁異型材工業(yè)的開展。1.3研究的目的和意義在鋁型材擠壓生產過程中,由于受坯錠、模具、擠壓工藝等因素影響,型材外表將不可防止的出現擠壓紋,嚴重地影響了鋁型材的產品質量和經濟效益。針對鋁型材的擠壓紋的問題,國內外有不少專家和工程技術人員,從改良模具質量性能,提高鋁坯錠內成份質量,調整擠壓工藝的參數等方面,做了很多努力,也取得了一定成效,但最終還是不能徹底解決擠壓紋問題。眾所周知，鋁型材外表的擠壓紋，是生產企業(yè)和用戶都十分忌諱的，很多企業(yè)為了消除鋁型材外表的擠壓紋，在鋁型材外表處理的生產過程中，采取了用堿腐蝕方法來犧牲鋁金屬的消耗，從而獲得均勻的鋁外表質量。但是使用該種方法不但失去了型材外表的光澤，減弱型材結構的機械性能，而且會嚴重地增加生產本錢，尤其對氧化生產線的管理以及污染治理帶來許多不便。1.4研究內容鋁型材機械掃紋方法是利用型材在擠壓之后，通過一臺專用機械掃紋設備，將同規(guī)格的鋁異型材有規(guī)那么地平放在掃紋機的工作臺上，選擇適當工作臺行走速度。其工作原理：是通過拋光輪與鋁異型材外表觸壓并高速干磨擦(無需任何掃紋劑),從而到達的徹底消除型材外表的擠壓紋方法。而鋁型材機械掃紋質量效果，取決于使用拋光輪的材質、掃紋的壓下量、掃紋次數以及掃紋工作臺的移動速度。目前，掃紋輪的主要材料有鋼絲輪、銅絲輪、合成材料輪等。根據實踐比擬最適合鋁合金掃紋的材料為耐高溫的尼龍纖維合成材料。由于鋁型材機械掃紋目的是以掃平面為主，一般的凹面不易掃到，而鋁建筑異型材的裝飾面也一般以平面為主。所以，比擬適用對建筑型材的機械掃紋。本課題研究內容可分為三局部：一是對異型材掃紋拋光機的整體結構進行設計；二是導軌局部的設計計算；三是對螺旋傳動局部的設計計算，解決鋁型材拋光質量的問題。1.5技術路線技術路線如圖1-1所示，首先，通過查閱相關資料，擬定出異型材掃紋拋光機的初步制定方案；其次，分析確定影響掃紋質量的因素；最后，本文對掃紋拋光機傳動局部和導軌局部進行了設計。圖1-1技術路線圖1.6本章小結本章主要介紹了擠出鋁型材機械掃紋的目的與意義，國內外型材拋光及機的研究現狀，分析我國現有擠出型材存在的問題，確定了本課題研究的內容與技術路線。2.1整機設計原那么根據異型材拋光機的設計要求，制定了以下設計原那么：1.異型材拋光機的拋光輪在空間直角坐標系中可以到達任何位置，能夠對形狀特異的型材進行拋光處理。2.提高異型材拋光機的拋光質量。3.保證整機的工作穩(wěn)定性和可靠性。2.2設計方案確定2.2.1鋁型材的形狀鋁型材是鋁棒通過熱熔、擠壓、從而得到不同截面形狀的鋁材料。如圖2-1所示。圖2-1各種截面形狀的鋁型材2.2.2拋光方案確實定采用耐高溫的尼龍纖維合成材料與鋁型材高速干磨并沿型材外表緩慢進給，使拋光后的型材外表平整光潔，提高拋光質量。2.3總體結構設計機組采用三向的導軌移動式作業(yè)方式。根據鋁型材拋光作業(yè)的要求，以及確定的拋光質量要求，來進行關鍵工作部件設計確定出總體結構。整機主要由絲桿傳動系統、電動機、拋光輪及手輪等組成。2.4傳動系統設計本機型設計的異型材拋光機傳動局部示意圖如圖2-2所示，絲桿的公稱直徑為32mm，機組配套使用的電動機功率為0.75kw，輸出轉速為800r/min。拋光寬度160mm拋光輪壓下量1-5mm水平進給速度15-17m/min。圖2-3絲桿傳動系統示意圖2.5工作原理機組采用三向絲桿傳動的高速干磨式工作方式，機組作業(yè)時導軌承受著電動機重量和作業(yè)阻力，結構緊湊、機動性好。電動機通過特定聯軸器聯接到拋光輪，通過拋光輪的高速旋轉，到達機械拋光的目的。2.6本章小結針對我國鋁型材的截面形狀、材料組織成分及拋光質量要求要求，對型材拋光機的整體方案結構進行了設計。3.1型材拋光機傳動形式的選擇利用絲桿螺母螺旋傳動可以精確定位拋光輪的位置，并且絲桿螺母傳動方式能夠有效防止工作電動機滑動?；瑒勇菪奶攸c：①結構簡單，加工起來方便；②易于實現逆行程自鎖，工作可靠；③摩擦阻力較大，傳動效率低；④容易磨損，軸向的剛度較差。滾珠螺旋的特點：①摩擦阻力較小，傳動效率高；②磨損小、壽命長、工作可靠性好；③具有運動可逆性，應設防逆動裝置；④軸向剛度較高，抗沖擊的性能較差；⑤結構復雜，加工制造較難；⑥預緊后得到很高的定位精度〔約達5um/300㎜〕和重復定位精度〔可達1～2um〕。參照設計要求發(fā)現，滑動螺旋和滾動螺旋均可滿足要求。擬選定滑動螺旋傳動方式。3.2絲桿螺母螺旋傳動螺旋傳動(screwdrive)，利用螺桿螺母的嚙合來傳遞動力及運動的機械傳動。主要用于將旋轉運動轉成直線運動，將轉矩轉換成推力。按工作特點，螺旋傳動用的螺旋分為傳力螺旋、傳導螺旋和調整螺旋。①傳力螺旋:以傳遞動力為主,它用較小轉矩產生較大軸向推力,一般是間歇工作,工作速度不高，而且通常要求能自鎖，例如螺旋壓力機和螺旋千斤頂上的螺旋。②傳導螺旋：以傳遞運動為主，常要求具有高運動精度，一般是在較長時間內連續(xù)工作，工作速度也比擬高，如機床的進給螺旋〔絲杠〕。③調整螺旋：用于調整固定零件或部件之間的相對位置，一般是不經常轉動，要求能自鎖，有時也要求很高精度，如機器和精密儀表微調機構的螺旋。按螺紋間摩擦性質，螺旋傳動可分為滑動螺旋傳動和滾動螺旋傳動兩類?；瑒勇菪齻鲃佑址譃槠胀ɑ瑒勇菪齻鲃雍挽o壓螺旋傳動。滑動螺旋傳動：通常所說的滑動螺旋傳動是普通滑動螺旋傳動?；瑒勇菪遣捎锰菪温菁y和鋸齒形螺紋，其中梯形螺紋應用最廣，鋸齒形螺紋主要用于單面受力。矩形螺紋由于工藝性較差強度低等原因應用很少;對于受力小和精密機構的調整螺旋，有時也采用三角螺紋。靜壓螺旋傳動：螺紋工作面間形成的液體靜壓油膜潤滑的螺旋傳動。靜壓螺旋傳動的摩擦系數小，傳動效率可到達99%,無磨損和爬行的現象,無反向空程,軸向鋼度很高,不能自鎖,具有傳動可逆性,但螺母結構復雜,而且需要擁有一套壓力穩(wěn)定、溫度恒定和過濾要求高的供油系統。靜壓螺旋主要被用作精密機床進給和分度機構的傳導螺旋。這種螺旋是用牙較高的梯形螺紋。在螺母每圈螺紋的中徑處開有3～6個間隔均勻的油腔。同一母線上的同一側油腔連通，用一個節(jié)流閥控制。油泵將精濾后的高壓油注入到油腔，油經過摩擦面間縫隙后由牙根處回油孔流回油箱。當螺桿不受載荷時，牙兩側間隙和油壓相同。當螺桿受向左軸向力作用時，螺桿會向左移，當螺桿受徑向力作用時，螺桿會向下移。當螺桿受彎矩作用時，螺桿偏轉。由于節(jié)流閥的作用，在微量移動后各油腔中油壓會發(fā)生變化，螺桿平衡于某個位置，保持某一油膜厚度。滾動螺旋傳動：用滾動體在螺紋工作面中實現滾動摩擦的螺旋傳動，又稱滾珠絲杠傳動.滾動體通常為滾珠，也有用滾子的。滾動螺旋傳動摩擦系數、效率、磨損、壽命、抗爬行性能、傳動精度以及軸向剛度等雖比靜壓螺旋傳動稍差，但是遠比滑動螺旋傳動為好。滾動螺旋傳動的效率一般保持在90%以上。它不能自鎖，具有傳動可逆性；但結構復雜，制造的精度要求高，抗沖擊性能較差。它已廣泛地被應用于機床、飛機、船舶和汽車等高精度要求或高效率的場合。滾動螺旋傳動結構型式，按滾珠循環(huán)方式分為外循環(huán)和內循環(huán)。外循環(huán)的導路為一導管,將螺母中的幾圈滾珠聯成一個封閉循環(huán)。內循環(huán)用反向器，一個螺母通常有2～4個反向器，將螺母里滾珠分別聯成2～4個封閉循環(huán)，每圈滾珠只能在本圈內運動。外循環(huán)的螺母加工方便，但徑向尺寸大。為提高傳動精度和軸向剛度，除采用滾珠和螺紋選配外，常用各種調整方法以實現預緊。3.3傳動方案確實定〔1〕螺母固定，螺桿轉動并移動〔見圖3-1圖1〕。這時螺母本身起著支撐作用，簡化了結構。雖然精度較高，但軸向尺寸往往很大，剛性較差?！?〕螺桿轉動，螺母移動〔見圖3-1圖2〕。這種傳動形式存在獨立的支撐件，結構緊湊〔所占軸向尺寸取決于螺母高度及行程大小〕，剛度較大。圖3-1螺旋傳動形式根據設計需要，使絲桿的兩端固定，絲桿僅能做旋轉運動，這樣固定在絲桿上的螺母就可以隨著絲桿旋轉而作直線運動，通過滑動螺旋將絲桿的旋轉運動轉換為螺母的直線運動。因此，只要讓螺母與工作臺固定在一起，工作臺就可以隨螺母進行水平的直線運動，工作臺的運動方向由絲桿的轉動方向所決定，因此工作臺只能做一維的直線平移。故采用絲桿轉動、螺母移動的滑動螺旋傳動方式。傳動方案的結構如下圖。圖3-2傳動方案結構3.4絲桿螺紋的設計與校核3.4.1滑動螺旋傳動特點〔1〕螺桿每轉動一周，螺母移動一個螺距〔彈頭螺紋〕。因為螺距往往很小，所以在轉角很大的情況下，能獲得很小直線位移量，可大大縮短機構的傳動鏈，因此裝置結構緊湊。〔2〕有較好的增力作用。只要給主動件一個較小轉矩，從動件就能獲得較大的轉矩?！?〕由于工作臺用滑動螺旋設計，存在較大滑動摩擦，致使效率偏低，磨損較快。3.4.2螺桿材料、熱處理及精度絲桿的制造材料為45號鋼。螺紋局部采用外表淬火處理，保證硬度到達45HRC，使螺紋具有較好的強度和韌性?？紤]傳開工作臺的技術要求和安裝限制，選取公差等級為h7級的基軸制配合。3.4.3螺紋數據的初步設計與校核考慮到實際中軸向力的影響較大，選取梯形螺紋作為根本齒形。根據GB/T5796.3-2023，。試取〔外螺紋〕公稱直徑32，對應的中徑30，小徑25，螺距1.5。現實中，滑動螺旋傳動的失效性是主要是螺紋的磨損、螺桿的變形或螺紋的斷裂等。因此，滑動螺旋傳動的校核通常包括耐磨性、剛度、穩(wěn)定性及強度等方面。根據使用需要，還需進行驅動力矩、效率與自鎖等其他方面的計算。螺紋升角及當量摩擦角絲桿選用45鋼，螺母選用灰鑄鐵，查表得鋼對灰鑄鐵的摩擦系數，梯形螺紋的牙型角該滑動螺旋副可以自鎖。軸向力確實定立式螺旋副上安裝電動機，該螺旋副承受的軸向力主要是電動機的重力，選用的電動機重量為16kg，設計中留出預留量，估計最大軸向力。耐磨性校核因為磨損的速度與螺紋工作外表大小有直接關系，所以為了提高螺旋傳動壽命，必須限制螺紋工作外表壓強，即：這里，取梯形螺紋螺紋工作高度。試選用整體式螺母，因而。這里初步確定螺紋材料為45號鋼，為兼顧螺紋的硬度和韌性要求，進行比外表淬火處理，保證HRC在40～50。查表得45號鋼的許用壓強。顯然，有成立，合格。又螺母螺紋扣數，合格。驅動力矩T、傳動效率η及自鎖性校核對于單線螺桿，。視螺旋副克服摩擦力的力矩為其驅動力矩，即傳動效率顯然，，故當驅動力矩去除后，螺旋將會自鎖，實現“穩(wěn)定剎車〞。剛度校核在長度為1m的螺紋上，因軸向載荷和轉矩T作用而產生的螺距累計變化量查表可知，，精度等級合格。穩(wěn)定性校核螺桿在受軸向載荷時，應防止螺桿長度與直徑比過大而造成側向彎曲。顯然，有螺桿最大工作長度>螺紋局部長度>工作行程+螺母高度>工作行程+旋合長度，即螺桿失穩(wěn)時的臨界軸向載荷，。其中，支撐狀況選定為兩端固定〔即軸向和徑向均存在載荷作用〕，取長度系數綜上，有〔平安系數〕，合格。強度校核按第四強度理論校核螺桿強度，即桿所受應力查表得45號鋼的許用應力顯然，，合格重復精度校核由GC-101-60，查得在h7精度等級下每一螺距的螺距誤差為，螺距的累積誤差為：0.009/25，0.012/100，0.018/300；牙型半角允差為20’。因此，由螺桿傳動造成的重復精度，合格。至此，所選外螺紋的所有技術指標均已校驗完畢，結果在合格范圍之內。因而，最終確定所選外螺紋各技術數據如下：公稱直徑32，小徑25，螺距，螺旋升角內外螺紋精度及配合：材料及熱處理：45#鋼外表淬火處理〔HRC=45〕誤差分析：螺距累計誤差：0.009/20，0.012/100，0.018/300,工作距離500mm，全長600mm。重復精度被控制在在20內，完全滿足設計要求。3.4.4螺母及配合制的設計與校核1.配合制由基軸制，確定內螺紋〔螺母〕的精度等級為H8級。由GB/T5796.4-2023，對于H8的梯形外螺紋，中徑的極限尺寸。2.螺母的設計與校核根據GB/T5796.3-2023，。取〔內螺紋〕公稱直徑32，對應的中徑30，小徑25，螺距1.5。螺母〔工作臺〕材料使用灰鑄鐵〔HT200〕4導軌的設計與校核4.1導軌的選擇立式導軌選擇單道燕尾形導軌，臥式導軌選擇單道矩形導軌。4.2滑動導軌的結構滑動導軌是根本導軌，其他類型的導軌都是以它做為根底開展起來的。普通滑動導軌滑動面之間呈混合摩擦。與液體摩擦和滾動摩擦導軌相比，具有較大摩擦系數、磨損快、使用壽命短、低速易產生爬行等缺點。但因為結構簡單，工藝性好，便于保證精度、剛度，廣泛應用在對低速均勻性及定位精度要求不高的場合。所以本設計中根據實際應用情況選用滑動導軌?；瑒訉к壋Ｒ姷慕孛嫘螤钊鐖D1－1所示。其各個平面所起的作用各不相同。在矩形和三角形導軌中，M面主要起支撐作用，N面是保證直線移動精度的導向面，J面是防止運動部件抬起的壓板面；而在燕尾形導軌中，M面起導向和壓板作用，J面起支撐作用。圖4-1滑動導軌常見的截面形狀(a)矩形導軌；(b)三角形導軌；(c)燕尾槽導軌；(d)圓柱形導軌①矩形導軌。圖4-1所示矩形導軌制造簡單，剛度與承載力大，水平方向與豎直方向上的位移互不影響，因此安裝、調整較方便。M面既是保證在垂直面內直線移動精度的導向面，又是承受載荷的主要支承面；N面是保證水平內直線移動精度的導向面。因N面磨損后不能自動補償間隙，所以需要有間隙調整裝置。②三角形導軌。圖4-1所示的山形導軌及V形導軌都稱為三角形導軌，當其水平布置時，在豎直載荷作用下，導軌磨損后自動補償，不會產生間隙，因此其導向性好。但壓板面還需要有間隙調整裝置。導向性能與頂角有關，頂角越小，導向性越好；當頂角加大，承載能力增加。支承導軌凸三角形時，不易積存較大切削，也不易積存潤滑油。③燕尾槽導軌。圖4-1所示的燕尾導軌可以看作是三角形導軌的變形，磨損后不能夠自動補償間隙，需用鑲條調整。兩燕尾面起壓板面作用，用一根鑲條就可以調整水平、豎直方向間隙。這種導軌制造、檢驗和修理均較復雜，摩擦阻力大。當承受豎直作用力時，它是以支承面為主要工作面，其剛度與矩形導軌相近；當承受顛覆力矩時，其斜面為工作面，其剛度較低。燕尾形導軌主要用于高度小的多層移動部件。兩個導軌面間的夾角為55°。④圓柱形導軌。圖4-1所示的圓形導軌制造簡單，內孔可以珩磨，外圓經過磨削可到達精密的配合，但磨損后調整間隙比擬困難。為防止其轉動，可在圓柱外表上開鍵槽，但不能承受大的轉矩。圓柱形導軌往往用于承受軸向載荷的場合，適用于同時作直線運動和轉動的場合，如拉床、珩磨機及機械手等。4.3豎直方向導軌4.3.1豎直向導軌類型根據實際精度和應用場合，選擇燕尾形滑動導軌。如圖4-2所示，圖4-2這種導軌的主要特點有：1結構簡單，加工和裝備及其使用維修方便。2未形成完全液體摩擦時低速易爬行。3制造較復雜，磨損不能自動補償，用一根鑲條可調整間隙，尺寸緊湊，調整方便。選用鑲條是為了調整導軌間的間隙，選擇是一般要求調整方便，保證剛性，接觸良好且便于裝配。選擇彎頭斜鑲條。結構尺寸如圖4-3,4-4：圖4-2圖4-3圖4-4由導軌高度為H=10，根據機械設計手冊表9.3-11選取并計算求得鑲條各數值如下：M4螺母，D=8mm，c=3mm，l6=8mm，l7=12mm，s=6mm,b1=2mmm,d1=5mm，X=50,Δ1=0.2,Δ2=0.12，l1=l4=10mm，l2=6mm,δ=±4，l3=18mm，L1=70mm，L2=88mm，l5=45mm，e=8.5，a1=9mm，b4=2.1，K=0.3。4.3.2豎直向導軌壓強的計算〔1〕計算目的導軌的壓強是影響導軌耐磨性和接觸變形的主要因素之一。設計導軌時壓強取的過大，那么會加劇導軌的磨損；假設取的過小，又會增大尺寸，因此應根據具體情況，適當的選擇壓強的使用值?！?〕導軌面壓強計算每個導軌面上所受的載荷，都可以簡化為一個集中力F和一個顛覆力矩M的作用。由于電動機的重量主要由立式絲桿承受，豎直向燕尾形導軌在水平方向上根本不受外力，因此作用在導軌面上的法向力極小，對豎直向燕尾形導軌的導軌面壓強計算可以省略。4.4水平方向導軌4.4.1水平向導軌的選擇由于矩形導軌制造簡便，剛度和承載能力大，水平方向和豎直方向上的位移互不影響，即一個方向上的調整不會影響到另一個方向的位移。因此安裝、調整都較方便。此外，當導軌水平布置時，凸形導軌不易積存切削和贓物，但也不易存油，多用在移動速度小的部件上。所以，本設計中在水平方向上采用矩形導軌中的凸形導軌。如下列圖所示圖4-5選用鑲條是為了調整導軌間的間隙，選擇是一般要求調整方便，保證剛性，接觸良好且便于裝配。選擇彎頭斜鑲條。結構尺寸如圖4-6，4-7：圖4-6圖4-7由導軌高度為H=10，根據機械設計手冊表9.3-11選取并計算求得鑲條各數值如下：M4螺母，D=8mm，c=3mm，l6=8mm，l7=12mm，s=6mm,b1=2mmm,d1=5mm，X=50,Δ1=0.2,Δ2=0.12，l1=l4=10mm，l2=6mm,δ=±4，l3=18mm，L1=70mm，L2=88mm，l5=45mm，e=8.5，a1=9mm，b4=2.1，K=水平向導軌壓強的計算〔1〕計算目的導軌的壓強是影響導軌耐磨性和接觸變形的主要因素之一。設計導軌時壓強取的過大，那么會加劇導軌的磨損；假設取的過小，又會增大尺寸，因此應根據具體情況，適當的選擇壓強的使用值?！?〕導軌面壓強計算每個導軌面上所受的載荷，都可以簡化為一個集中力F和一個顛覆力矩M的作用。在本設計中該導軌所受的載荷可以簡化成一個集中力F和一個顛覆力矩M，故根據機械設計手冊，當力F與力矩M同時作用時，導軌壓強呈梯形分布,所受的最大壓強Pmax，最小壓強Pmin分別為：式中：F為作用在導軌面上的法向力〔N〕；L為導軌接觸面長度〔mm〕；a為導軌接觸寬度〔mm〕；水平向矩形導軌主要承受電動機、立式絲桿和局部箱體的重量，為整個機體中最重要的承力部件之一。電動機、立式絲桿和局部箱體估計重量為25kg,由于電動機安裝在立式導軌的一側，因此，水平導軌受到電動機偏置安裝所產生的轉矩作用，該轉矩為16000N·mm。作用在導軌面上的法向力F=250N，力矩M=16000N·mm，導軌接觸面長度L=90mm，導軌接觸面寬度a=50mm。查機械設計手冊得，滑動速度低的進給運動導軌的最大壓強是2.5MPa。計算得到的導軌的最大壓強是0.29MPa2.5MPa，設計得到的導軌參數滿足要求。能否正確選用滾動軸承，對主機能否得到良好的工作性能，延長使用的壽命；對企業(yè)能否縮短維修時間，減少費用，提高機器的工作率，都有著十分重要的作用。因此，無論是設計制造單位，還是維修使用單位，在選擇滾動軸承時都必須高度重視。5.1立式絲桿軸承的選擇由于立式絲桿的螺母上安裝電動機，電動機的重量傳遞給絲桿，裝配在立式絲桿兩端的軸承承受的徑向載荷主要為電動機的重量。根據軸頸直徑，載荷性質，初選軸承類型為角接觸球軸承，軸承型號為7205，由手冊查得：根本額定動載荷：16.5kn根本額定動載荷：10.5KN脂潤滑：11000r/min電動機的重量為16kg，絲桿重量3.8kg，設計時留出預留量，立式絲桿的軸承承受的軸向力為250N。壽命計算計算內部軸向力F=250N7205型軸承(e=0.4)，那么，計算兩軸承的軸向載荷比擬與：上側軸承軸承放松，下側軸承壓緊。計算當量動載荷那么只計算壽命計算壽命=144530h大于預計壽命選用7205型角接觸球軸承符合要求。5.2水平絲桿軸承的選擇由于立式導軌上安裝的電動機和絲桿等的重量由臥式導軌承受，臥式絲桿和軸承根本不承受徑向力，因此只需根據絲桿軸頸直徑選擇軸承，初選軸承類型為深溝球軸承，軸承型號為6205。5.3毛刷座的設計電動機與毛刷連接裝置一側為與電動機相連的半聯軸器，與電動機的輸出軸進行周向和徑向定位，另一側使用鍵槽和螺紋連接對毛刷進行周向和徑向定位。毛刷座的設計圖如下。圖5-1毛刷座5.4電動機的選擇選擇電動機應綜合考慮的問題根據機械負載性質和生產的工藝對電動機啟動、制動、反轉、調速以及工作環(huán)境等要求，來選擇電動機類型及安裝方式。根據負載的轉矩、速度變化范圍和啟動頻繁程度要求，并考慮電動機的溫度限值、過載能力和啟動轉矩，來選擇電動機功率，并確定冷卻方式。所選電動機功率應該大于或等于計算所需的功率，按靠近的功率等級選擇電動機，負荷率往往選取0.8～0.9。過大的備用功率會使電動機的效率降低，對于感應電動機，其功率因數會變壞，并使按電動機最大的轉矩校驗強度的生產機械造價提高。根據使用場所環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要保護方式，選擇電動機結構型式。根據企業(yè)電網電壓標準，確定電動機電壓等級和類型。根據生產機械最高轉速和對電力傳動調速系統的過渡過程的性能要求，以及機械減速機構復雜程度，選擇電動機額定轉速。除此之外，選擇電動機還須符合節(jié)能要求，考慮運行的可靠性、設備供貨情況、備品備件通用性、安裝檢修的難易，以及產品價格、建設的費用、運行和維修費用、生產過程前期與后期電動機功率變化關系等各種因素。本型材拋光機設計中，由于電動機上連接的高速旋轉的毛刷和鋁合金型材相互摩擦到達拋光的效果，電動機受到的轉矩很小，毛刷的重量也極輕，而且要求電動機的轉速較高，重量較輕，初選Y801-2型封閉式三相異步電動機。該型號電動機效率高，耗電少，性能好，噪聲小，體積小，重量輕，運行可靠，維修方便。結構全封閉式、自扇冷式，能夠防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機內部，適用于灰塵多、土揚水濺的場合。圖5-2電動機5.5機體的結構設計機體外殼使用6mm厚的Q235板材焊接制造，見下列圖。圖5-3機體5.6軸承座軸承座上的孔與軸承外圈配合，對軸承起到軸向和徑向定位的作用，選用材料為45號鋼。圖5-4軸承座5.7電動機固定座電動機固定座的作用是連接電動機和立式絲桿的螺母，選用材料為45號鋼。圖5-5電動機固定座5.8手輪手輪固定在絲桿的一端，通過轉動手輪使絲桿轉動，進而帶動螺母沿絲桿軸線方向運動。圖5-6手輪型材拋光機整機見圖5-7。圖5-7結論異型材拋光機具有工作穩(wěn)定，作業(yè)質量好，效率高、本錢低等優(yōu)點。綜合分析我國現有異型材拋光機的使用情況，結合我國建筑型材