金剛石有序植砂機(jī)設(shè)計(jì)-金剛石植砂、加壓及下料部分開題報(bào)告

1、中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告論文（設(shè)計(jì)）題目金剛石有序植砂機(jī)設(shè)計(jì)金剛石植砂、加壓及下料部分姓名黃勝系別機(jī)械工程系專業(yè)班級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)20120624531選題目的和意義： 隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，尤其是近幾年來中國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展最為迅速。建筑材料的切割需求也相應(yīng)迫切，隨之而來的就是大理石切割鋸片金剛石鋸片的要求更加的苛刻。我們都知道大理石切割時(shí)要求刀片必須是超硬材料且耐高溫。金剛石有序植砂機(jī)就是為了更加高效地加工生產(chǎn)出大量金剛石刀片而設(shè)計(jì)的。金剛石有序植砂機(jī)能夠?qū)⒔饎偵坝行虻嘏帕衅饋?，以滿足刀片的超強(qiáng)硬度。而且能夠節(jié)約更多的人力物力?，F(xiàn)在市場(chǎng)上運(yùn)用

2、最多的就是利用靜電的原理將金剛砂有序排列。本畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的金剛石有序植砂機(jī)是利用真空吸附的原理將金剛砂有序排列起來。主要設(shè)計(jì)的是植砂機(jī)的植砂、加壓、以及下料部分。植砂部分主要參數(shù)是吸盤孔直徑大小的設(shè)計(jì)，要求孔徑略小于金剛砂直徑。常規(guī)金剛石工具中金剛石在其中的排列是隨機(jī)的無序的容易發(fā)生偏折。而且金剛石之間排列的間距也影響產(chǎn)品的質(zhì)量。金剛石有序植砂機(jī)能夠使金剛石在基底上的排列實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，更加地嚴(yán)謹(jǐn)。金剛石工具由于克服了金剛石分布由原有的隨機(jī)無序狀態(tài)，變成了能夠根據(jù)產(chǎn)品使用的特點(diǎn)而預(yù)設(shè)的有序排列，從而使工具在切割時(shí)受力均勻，降低功耗(電流)、減少噪音并大大提高其鋒利性。有序排列使金剛石得到充分的利用

3、，也較大地提高工具的使用壽命。應(yīng)用范圍主要是：（1）金剛石鋸片行業(yè)；（2）金剛石磨具磨料行業(yè)。為了使金剛石有序植砂朝著自動(dòng)化，高效率的方向發(fā)展，對(duì)課題進(jìn)行了選擇，如果按照要求設(shè)計(jì)合理，可以使薄弱環(huán)節(jié)得到改善，同時(shí)可以大批量生產(chǎn)，節(jié)省人工勞動(dòng)力，提高效率和質(zhì)量。2.本選題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)：有序排列技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有一些應(yīng)用成果，但是大多是在單層金剛石工具上。在多層金剛石鋸片上的應(yīng)用，迄今為止，還只有韓國(guó)新韓公司獲得了成功。國(guó)內(nèi)外該技術(shù)的相關(guān)研究成果如下：（1）金剛石有序排列在精密磨削上的應(yīng)用美國(guó)和和日本的Noritake公司在研制單層釬焊金剛石磨輪用于精密磨削加工時(shí)，采用了金剛石均勻

4、分布有序排列技術(shù)（Diamond Grain Grit Alley）。試驗(yàn)表明：其工作表面粗糙度明顯改善，其工作表面粗糙度小于3Z。主軸轉(zhuǎn)速越高，其磨削力越小。（2）金剛石有序排列在CMP-CS型休整器上的應(yīng)用（化學(xué)機(jī)械拋光器）：隨著信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體器件高度集成化，電子線路多層化，標(biāo)準(zhǔn)晶圓已增大到直徑，因此晶圓及集成塊加工對(duì)CMP修整器的加工精度、穩(wěn)定性、恒定的磨拋率要求更高。CMP-CS修整器：金剛石用Ni、Cr胎體材料強(qiáng)力地化學(xué)結(jié)合把持，以防止金剛石脫落。金剛石在胎體材料上的分布具有重復(fù)性，故其性能非常穩(wěn)定。(3) 據(jù)市場(chǎng)調(diào)研分析，目前在使用金剛石圓鋸片的各個(gè)工程領(lǐng)域,仍然以普通

5、基體金剛石圓鋸片應(yīng)用最為 廣泛，由此也可以發(fā)現(xiàn)普通基體金剛石圓鋸片能滿足大部分的切割需要，但圓鋸片仍然存在著許多問題， 影響著鋸片成本的降低和切割質(zhì)量的提高。針對(duì)目前圓鋸片存在的諸多問題，何艷艷等研究了刀頭胎體成分、鈷含量、金剛石、不同碳化鎢粉料以及燒結(jié)工藝對(duì)鋸片鋒利性和壽命等方面的影響，研制出了一種既鋒利又耐切的混凝土專用圓鋸片。史冬梅等通過分析金剛石圓鋸片的節(jié)塊工作面 金剛石的分布狀態(tài)和鋸片工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，求出了鋸片節(jié)塊工作面上出刃金剛石之間的距離和金剛石 的運(yùn)動(dòng)軌跡，據(jù)此推導(dǎo)出單顆金剛石切削厚度的計(jì)算公式，并討論了切削厚度與鋸切參數(shù)和節(jié)塊結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。3.主要研究?jī)?nèi)容：目前國(guó)內(nèi)的金剛

6、石有序植砂機(jī)的金剛砂排列的方式主要是靜電吸附和真空吸附兩種。本課題針對(duì)的就是利用真空吸附的方法進(jìn)行有序植砂。金剛石有序植砂機(jī)有著能夠按照預(yù)計(jì)的要求進(jìn)行精準(zhǔn)的金剛石有序排列，提高金剛石刀頭的性能。但是它同時(shí)也有它的局限性。（1）植砂部分：植砂吸盤的孔間距和孔徑的局限性；（2）加壓部分：只有一種模腔的局限性；（3）下料部分：液壓驅(qū)動(dòng)下料，動(dòng)作慢。針對(duì)以上問題本課題設(shè)計(jì)如下：植砂部分：采用組合式金剛砂吸盤，簡(jiǎn)圖如下： 加壓部分：4.完成論文的條件、方法及措施，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、調(diào)研計(jì)劃、資料收集、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。a.本課題擬采用的研究解決方案和技術(shù)路線三維激光自動(dòng)焊接機(jī)分為三維工作臺(tái)部分設(shè)計(jì)和工裝夾具部

7、分設(shè)計(jì)，工裝夾具部分位于三維工作臺(tái)上部，用于固定被焊接物體，可實(shí)現(xiàn)繞Z軸的旋轉(zhuǎn)以及ZX平面傾斜姿態(tài)，配合工作臺(tái)XYZ方向的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)焊接點(diǎn)、直線、圓、方形或由直線圓弧組成的任意平面圖形。（1）三維工作臺(tái)部分對(duì)于激光焊接機(jī)而言，精度是其首要考慮因素。因此在工作臺(tái)X、Y方向上采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠滑塊傳動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)焊接機(jī)的精準(zhǔn)定位，但在Y軸方向，考慮到Z軸在整個(gè)焊接過程中是不動(dòng)的，僅僅是用來初期的激光聚焦，使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲杠滑塊會(huì)增加整個(gè)設(shè)備的成本，故考慮采用手動(dòng)的方式來實(shí)現(xiàn)Z軸的運(yùn)動(dòng)。手動(dòng)驅(qū)動(dòng)的方式有兩種方案，一是齒輪齒條嚙合的方式，另外一個(gè)則是斜齒輪嚙合絲杠的方式；由于在工作臺(tái)Z軸方向

8、做向上運(yùn)動(dòng)的過程中，當(dāng)手離開搖柄時(shí)，工作臺(tái)因?yàn)榫哂凶灾?，而齒輪齒條嚙合不具備自鎖功能，故采用錐齒輪嚙合絲杠的方式，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)上Z軸運(yùn)動(dòng)與自鎖；具體工作方式如圖1所示，包括步進(jìn)電機(jī)1，錐齒輪2和3，搖柄4，Z軸支撐臺(tái)5，工作臺(tái)6，絲杠7，滑塊8；X、Y軸方向上的步進(jìn)電機(jī)1通過絲杠7帶動(dòng)滑塊8運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)6的X、Y方向上的運(yùn)動(dòng)；在Z軸方向上通過人工搖動(dòng)搖柄4帶動(dòng)錐齒輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)，并進(jìn)而帶動(dòng)與其嚙合的錐齒輪2，進(jìn)而通過絲杠傳動(dòng)的方式將支撐臺(tái)5頂起，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)Z軸的運(yùn)動(dòng)。（2）工裝夾具部分工裝夾具部分安裝在工作臺(tái)上，主要實(shí)現(xiàn)被工件的加緊，以及必要時(shí)工件繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，以及ZX 平面傾斜姿態(tài)的實(shí)

9、現(xiàn)；繞Z軸的旋轉(zhuǎn)采用渦輪蝸桿的方式，如圖2所示，包括三爪卡盤1，蝸桿2，蝸輪3；三爪卡盤1用于工件的夾緊，步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與蝸桿2相連接，同時(shí)與蝸輪3相嚙合，渦輪3上部與三爪卡盤1相連接，從而帶動(dòng)三爪卡盤的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)。從而實(shí)現(xiàn)平面不同圖形的焊接 ZX 平面傾斜：夾具體的一端固定于旋轉(zhuǎn)軸上，夾具體可繞該軸做ZX 平面傾斜姿態(tài)，可在旋轉(zhuǎn)的中間任意位置停止，其夾緊是利用反向螺紋緊固的原理，即在軸的兩端做反向外螺紋，把手通過旋轉(zhuǎn)螺母壓緊墊片，進(jìn)而將位置固定。圖1 工作臺(tái)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖圖2 工裝夾具部分傳動(dòng)簡(jiǎn)圖b.本設(shè)計(jì)（論文）計(jì)劃進(jìn)度：2.293.13 實(shí)習(xí)并走訪用戶，完成實(shí)習(xí)報(bào)告3.143.1

10、8 閱讀外文資料，完成外文翻譯3.143.18 整體方案論證及確定，完成開題報(bào)告3.185.11 相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算、總裝圖及主要零件圖設(shè)計(jì)、編寫說明書 （4月21日前完成中期檢查表）5.125.18 指導(dǎo)教師審閱5.195.25 修改后上交所有畢設(shè)資料5.265.30 評(píng)閱5.31 答辯6.016.06 修改畢設(shè)，上交全部資料并歸檔（紙質(zhì)及電子）c.參考文獻(xiàn)：1牛增強(qiáng),彭文達(dá),牛憨笨. 激光焊接機(jī)精密控制系統(tǒng)的新設(shè)計(jì)J. 自動(dòng)化與信息工程,2008,01:12-14+36.2高獻(xiàn)娟,黃青松,劉寶琪,邱兆豐,闞田田. 三維激光切割工藝在化銑焊接機(jī)匣加工中的應(yīng)用研究J. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2012,07:92-94.3游德勇,高向東. 激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望J. 焊接技術(shù),2008,04:5-9+8.4朱海紅,唐霞輝,朱國(guó)富. 激光焊接技術(shù)在粉末冶金材料中的應(yīng)用J. 粉末冶金技術(shù),2000,02:117-121.5胡倫驥,劉建華,湯漾平,龔時(shí)華,王春明,胡席遠(yuǎn). 寬板激光拼接技術(shù)及設(shè)備J. 應(yīng)用激光,2002,02:188-192.6鐘敏霖,劉文今. 國(guó)內(nèi)外高功率激光材料加工研究的最新發(fā)展A. 北京光學(xué)學(xué)會(huì).北