刀具磨砂轮机设计毕业设计论文.docx
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刀具磨砂轮机设计毕业设计论文
本科毕业论文（设计）
论文题目刀具磨砂轮机设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：
任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
毕业论文（设计）任务书
函授站（点）:
韶关技师学院专业:
机械设计制造及其自动化年级：
09级
学生姓名：
毕业设计（论文）题目：
刀具磨砂轮机设计
起止日期：
2011年11月14日——2012年4月27日
指导教师：
朱益红教授
毕业设计（论文）要求（包括日程安排和进度）：
一、日程安排和进度
阶段
阶段内容
起止时间
1
选题及拟定大纲
2011.11.14-2011.12.5
2
完成初稿
2011.12.6-2012.02.10
3
通过老师指导进行修改
2012.02.11-2012.02.12
4
模拟答辩
2012.03.13-2012.03.15
5
整理论文及定稿
2012.03.16-2012.04.6
6
毕业答辩
2012.04.26-2012.04.27
二、论文要求
（1）设计基座的整体结构和画出装配图。
（2）设计夹刀装置的整体结构,夹刀装置可以任意的摆动相应的角度。
（3）设计砂轮机的底座带动砂轮机相对于基座可以旋转30度的角度。
（4）设计的目的是利用夹刀装置和砂轮机底座摆动角度来实现所要刃磨刀具的角度。
审查意见：
院（站）负责人：
年月日
中南大学
毕业设计（论文）成绩单
———————————————————————————
函授站（点）:
韶关技师学院专业:
机械设计制造及其自动化年级：
09级
学生姓名：
凌卫辉
毕业设计（论文）题目：
刀具磨砂轮机设计
指导老师评语：
指导老师建议成绩：
指导老师签名：
年月日
审查意见：
院（站）负责人：
年月日
评审意见：
评审人签名：
年月日
毕业设计（论文）答辩评语及成绩
成绩：
专业毕业设计（论文）
答辩委员会主任签名：
年月日
审查意见：
院（系）负责人签名：
年月日
摘要
砂轮机的应用很广泛，特别是在学校和小型的制造加工企业。
砂轮机主要是用来刃磨刀具，比如车刀：
外圆刀，切断刀，螺纹刀等等。
现在，磨刀大多是靠操作人员来控制刀具成型的角度。
因此比较难的磨出标准的角度要求。
同时，又比较的危险，如果力度或姿势没有控制好很容易磨伤操作人员的手。
为了达到让操作人员在磨刀时较好的控制刀具的刃磨角度和操作人员的安全，对普通的台式砂轮机MD3225型进行改进，改进后取名为：
刀具磨砂轮机。
为此，设计一个让刀具相对于砂轮可实现转动所需要的角度，来控制刀具所需要磨出的角度而且刀具表面质量较好。
所以设计了一个装夹刀具的装置，此装置可以实现前后上下左右的移动或使刀具转动一定的角度来控制刀具所需要磨掉的余量和角度要求。
整体设计是：
1砂轮机的基座（底座）设计，基座的上方有刻度的圆盘和导轨。
砂轮架和夹刀工作台分别安装在基座的圆盘和导轨上。
2砂轮架的主轴设计，砂轮架的主轴左右两边各有一个砂轮，分别是粗磨砂轮和精磨砂轮。
砂轮架的底座是圆形的，可以转动一定的角度。
机架的整体类似与普通台式砂轮机的机架。
3夹刀工作台的设计，夹刀工作台安装在基座的上方且砂轮架的正对面，可以前后左右移动使刀具粗磨后接着移动到精磨轮就可以精磨了。
关键词：
基座、砂轮架主轴、夹刀工作台。
第1章前言………………………………………………………………………………………1
1.1刀具磨砂轮机的类型和用途………………………………………………………………1
1.1.1刀具磨砂轮机的类型及其特点…………………………………………………………1
1.1.2刀具磨砂轮机的用途……………………………………………………………………1
1.1.3各种刀具刃磨的方法……………………………………………………………………1
1.2砂轮机的现状及其发展趋势………………………………………………………………2
第2章刀具磨砂轮机的总体描述………………………………………………………………3
2.1刀具磨砂轮机的结构………………………………………………………………………3
2.2刀具磨砂轮机的总体布局…………………………………………………………………3
2.3砂轮机的电动机型号参数…………………………………………………………………3
2.4刀具磨砂轮机的主要技术要求……………………………………………………………4
2.4.1刀具磨砂轮机的装置……………………………………………………………………4
2.4.2刀具磨砂轮机的运用……………………………………………………………………4
第3章刀具磨砂轮机的基座设计………………………………………………………………5
3.1基座的材料选择……………………………………………………………………………5
3.2基座的加工方法及热处理…………………………………………………………………5
3.3确定基座的结构参数………………………………………………………………………5
3.3.1基座的铸件最小壁厚和最小铸孔尺寸…………………………………………………5
3.3.2基座的铸造斜度…………………………………………………………………………6
3.3.3基座的铸造圆角半径……………………………………………………………………6
3.3.4基座的加强肋的尺寸……………………………………………………………………7
3.3.5计算砂轮机对基座的压力………………………………………………………………7
3.4基座上的圆盘砂轮底座设计………………………………………………………………7
3.5基座上的导轨设计…………………………………………………………………………8
3.6带动夹刀工作台横向移动的螺旋机构设计………………………………………………9
3.7确定刀具磨砂轮机的基座上的结构尺寸………………………………………………10
第4章刀具磨砂轮机的砂轮架设计……………………………………………………………12
4.1砂轮架的设计要求………………………………………………………………………12
4.2主轴系统的振动、发热及其降低措施…………………………………………………13
4.3主轴的用途及分类………………………………………………………………………14
4.4主轴的设计主要内容……………………………………………………………………14
4.5选择主轴的材料及热处理………………………………………………………………14
4.6主轴设计及计算…………………………………………………………………………14
4.6.1砂轮主轴的强度校核计算……………………………………………………………14
4.6.2主轴的结构设计……………………………………………………………………15
4.6.3拟定轴上零件的装配方案…………………………………………………………15
4.6.4校核轴的强度……………………………………………………………………18
第5章刀具磨砂轮机的夹刀工作台设计……………………………………………………23
5.1T形槽设计………………………………………………………………………………23
5.2夹刀装置设计……………………………………………………………………………24
5.3夹刀装置的典型零部件设计……………………………………………………………25
5.3.1夹刀装置的底座设计…………………………………………………………………26
5.3.2转节的设计……………………………………………………………………………27
5.3.3转盘设计………………………………………………………………………………28
5.3.4固定钳身的设计………………………………………………………………………29
5.3.5活动钳身的设计………………………………………………………………………29
5.3.6平口钳的应用和安装注意要点………………………………………………………31
结论………………………………………………………………………………………………32
感谢语……………………………………………………………………………………………33
参考文献…………………………………………………………………………………………34
第1章前言
1.1磨刀砂轮机的类型和用途
1.1.1磨刀砂轮机的类型及其特点
用磨料磨具做成的砂轮，电动机（或其他动力源）带动砂轮做圆周运动进行磨削加工的机器叫做砂轮机。
砂轮机的外形类型有台式的砂轮机、立式的砂轮机、手拿式砂轮机的类型。
砂轮机的功能类型有吸尘式砂轮机、液压式砂轮机、防爆式砂轮机等等。
刀具磨砂轮机是在普通的砂轮机的底座上设计类似转盘，可旋转整个砂轮机相对我所设计的基座转动的30°的分度盘。
在基座上设计一个夹刀装置，这个夹刀装置可以夹紧刀具使旋转360°，通过导轨可以左右前后移动来控制刀具的位置和进给量。
刀具磨砂轮机的特点：
刀具磨砂轮机的结构比较简单，有一个动力源带动两个砂轮做圆周运动，根据不同的砂轮材料可以刃磨多种刀具（或工件的粗精加工）。
1.1.2刀具磨砂轮机的用途
刀具磨砂轮机的砂轮机可以转动来实现砂轮机与刀具要刃磨的角度。
通过夹刀装置来调整刀具的位置，夹刀装置的旋转来装夹不同的刀柄表面实现刃磨刀具的各个表面及角度。
1.1.3主要刃磨的各种刀具
在普通车床和数控车床上常用的刀具有外圆刀、切断刀、螺纹刀、内孔刀（如图1-1）。
例如外圆刀要刃磨的面有前刀面、主后刀面、副后刀面、前角、后角。
切断刀的两个副后角、主副偏角、后角。
图1-1
1.2砂轮机的现状及其发展趋势
在目前，砂轮机的需求还是很大，要求的功能也更多。
随着科技的不断发展，砂轮机也不断的更新换代。
砂轮机的种类越来越多，有普通的台式砂轮机、手持式砂轮机还有除尘式砂轮机等等。
但是，用的比较多又比较经济的是普通的简单的台式砂轮机。
砂轮机的功能也很多，比如工具磨砂轮机，刀具磨砂轮机，研磨砂轮机。
在这里我主要讲述刀具磨砂轮机，在学校、中小型加工企业大多会用到刃磨刀具的机器那就是专用的刀具磨砂轮机。
而台式的砂轮机应用最多，因为它结构比较简单，价格比较低廉，适用性广泛。
在学校和中小型加工企业广泛的使用，但是一般为手工操作等特点。
砂轮机在制作刀具中使用频繁,一般无固定人员操作,有的维护保养较差,磨削操作中未遵守安全操作规程而造成的伤害事故也占有相当的比例还有在刃磨是砂尘比较多的自然就会对操作者的身体影响很大的，还有对操作者的刃磨刀具的技术要求高和严格。
根据目前的现状，我觉得它的发展趋势应该要有所改进，让它更加适应现代化的步伐，利用先进的技术改造成半自动化或全自动化的多功能，对手工操作没有什么危险，对操作者的身体影响小，操作者的操作技术要求简单而又能磨出标准合格的刀具角度要求。
第2章刀具磨砂轮机的总体描述
2.1刀具磨砂轮机的结构
其主要是由基座、砂轮、动力源、托架、防护罩、夹刀工作台组成，砂轮安装在砂轮主轴的两端，由砂轮机内部的电机带动砂轮主轴做旋转运动。
砂轮机内部的电机是一个固定的不可调节转速的电机。
在这里采用MD3225型的砂轮机电机，对它进行改进成为刀具磨砂轮机。
在砂轮机的正对面有一个控制刀具移动的方向，在刀具移动装置的上方有一个T型导轨与夹刀装置控制刀具的角度的夹刀工作台连接。
具有整体传动机构十分精简完善，使刃磨的过程更加方便顺畅及提高整体砂轮机的刃磨效能的功效。
砂轮较脆、转速很高，使用时应严格遵守安全操作规程。
2.2刀具磨砂轮机的整体布局
刀具磨砂轮机的整体布局是一个基座、一个台式砂轮机和一个刀具移动装置及夹刀装置组合在一起。
整个刀具磨砂轮机安装在一个有钢板与混泥土上，钢板在混泥土中，且钢板可以和刀具磨砂轮机用螺栓联接。
钢板与砂轮机的联接牢固稳定。
砂轮机因布置在开口方向应尽可能朝向墙，不能正对着人行通道或附近有设备及操作的人员。
如果砂轮机已安装在设备附近或通道旁，在距砂轮机开口处1～1.5M处应设置高1.8M金属网加以屏蔽隔离。
砂轮机不得安装在有腐蚀性气体或易燃易爆场所内。
安装场所应保持地面干燥，使用现场应保证足够的照度。
砂轮机防护罩有足够的强度，砂轮机的最大开口角度小于等于125°,在砂轮主轴中心线水平面以上开口角度小于等于65°。
砂轮分布在电动机的两边，分别是一个粗磨砂轮和一个精磨砂轮，砂轮旁有法兰盘与软垫，法兰盘直径大于砂轮直径的2/3，以增加法兰盘与砂轮的接触面。
移动刀具装置安装在砂轮机的正对面，有一个底座，底座的上方可以实现横向移动的导轨，在横向移动的导轨上有一个可实现纵向移动的导轨。
在纵向导轨靠近砂轮机的平面上的1/3处安装一个有角度的转动盘夹刀装置（转动盘与夹刀装置是一个整体）。
砂轮与托架的位置关系托架台面的高度比砂轮主轴中心线应等高或略高于砂轮中心水平面10MM。
2.3砂轮机的电动机型号参数
在这里选择台式类型的砂轮机。
在本设计中，主要是设计基座和砂轮架主轴，因此参照台式砂轮机型号为MD3225的相关数据。
如下表2-1：
表2-1砂轮电机参数
型号
功率（kw）
电压（V）
电流（A）
频率（Hz）
转速（rpm）
砂轮尺寸
MD3225
0.75
380
1.7
50
2885
250×25×32
注：
选用的砂轮尺寸250×25×32为砂轮直径250mm,孔径32mm，砂轮宽度25mm。
在这取两砂轮中心距257mm，砂轮的中心高为135mm（即砂轮主轴的轴线距底盘的高度）。
砂轮机的重量约为40Kg。
2.4刀具磨砂轮机的主要技术要求
2.4.1刀具磨砂轮机的装置
1.砂轮机应禁止装置在正对着邻近设备及操作人员或常有人通过的当地。
较大的车间应设置专用的砂轮机房。
假如因厂房地形的限制不克不及设置专用的砂轮机房，则应砂轮机正面装设不低于1.8mm高度的防护挡板，而且挡板要求结实有用。
2.砂轮的防护罩是砂轮机最首要的防护安装。
其效果是砂轮在工作中毁坏时，可有用地罩住砂轮碎片，保证工作人员的身体安全。
砂轮防护罩的启齿角度在主轴程度面以上60度；防护罩的装置结实牢靠，不得随意拆开或丢掉。
防护罩在主轴程度面以上启齿等于30度，此时有设挡屑坪板，以遮挡磨削飞屑，防止伤及操作人员。
它装置于防护罩启齿正端，宽度大于砂轮防护罩宽度，而且固定在防护罩上。
此外，砂轮圆外表于挡板的间隙小于6MM。
3.砂轮的均衡：
当砂轮的不服衡形成的风险首要显示在两个方面：
一方面在砂轮高速扭转时，惹起振动；另一方面，不服衡加快了主轴轴承的磨损，严峻时会形成砂轮的决裂，形成变乱。
直接大于或等于200MM的砂轮装上法兰盘后应进步前辈行均衡调试，砂轮在经由整形修整后或在任务中发现不服衡时，应反复进行调剂直到均衡。
2.4.2刀具磨砂轮机的运用
1.制止旁边面磨削：
按规则，用圆周外表做任务面的砂轮不宜运用旁边砂轮的径向强度较大，而轴向强度很小，且遭到不服衡的侧向力效果，操作者用力过大会形成砂轮破裂，甚至伤人。
2.禁止工作人员正面操作：
运用砂轮机磨削工件时，操作者应站在砂轮的旁边面，不得在砂轮的正面进行操作，以免砂轮破裂飞出伤人。
3.禁绝一起操作2人共用1台砂轮机还操作，是一种严峻的违章操作。
4.在刃磨刀具时，要求操作者随时注意刀具在刃磨时，刀具体的温度，不能在刀具温度很高的前提下继续刃磨，以防止刀具磨烧掉。
刀具温度较高时，刀具需要泡水降温后再刃磨。
5.当砂轮的径向跳动很大时应停止刃磨，需修复好砂轮的跳动才可以刃磨。
第3章刀具磨砂轮机的基座设计
3.1刀具磨砂轮机的基座材料选择
刀具磨砂轮机的工作时主要有振动影响基座，同时基座还受到砂轮架和夹刀工作台的压力。
而基座上的圆盘和导轨需要热处理。
根据这些，在此选择灰口铸铁牌号为HT200，它的主要特征及用途是强度较高，耐磨、耐热性较好；减振性也良好。
适用于承受较大应力（
<29.42MPa）、摩擦面积单位压力大0.49MPa。
灰口铸铁的应用范围很广，如气缸、齿轮、基座、机床床身等等。
选择灰口铸铁HT200材料符合基座的设计要求。
3.2基座的加工方法及热处理
基座的加工方法主要以铸造形成整体的结构，圆盘和导轨要铣削出来，起到固定作用的螺纹孔要钻孔。
通常对灰口铸铁进行热处理的目的是为了减少铸件的内应力；提高铸件表面硬度和耐磨性等。
由于基座的形状比较复杂，壁厚不均，在冷却凝固的过程中，会产生很大的内应力，所以需要消除应力退火的热处理。
基座上的圆盘和导轨要求表面硬度和耐磨性，所以需要表面淬火，表面淬火的方法有火焰表面淬火、高频加热表面淬火和接触电热表面淬火，接触电热表面淬火有设备简单、操作简单、基本上无变形等优点，而且主要
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