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毕业论文-便携式金相试样粗磨机设计.doc
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1、河 南 科 技 学 院2009届本科毕业设计设计题目:便携式金相试样粗磨机设计学生姓名:孙昊杰所在院(系):机电学院所学专业:机械设计制造及其自动化导师姓名:刘贯军完成时间:2009年5月25日摘 要目前金相试样粗磨设备形式多样,各种半自动化、自动化产品在各种规模及各种类型的企业实验室得到广泛应用,使操作者的工作量得以减小,制样效率得到提高;但是目前社会上的金相试样粗磨机的体积普遍偏大,电机功率过大,移动不方便,不适合在某些场所使用。本设计用Pro/E设计一种便携、防水、低成本的金相试样粗磨机是十分必要的,此粗磨机外形紧凑,重量轻,防水措施完善,可以在学校实验室的水槽中使用,有着广阔的应用空间
2、和市场前景。关键词:金相试样粗磨机,便携,防水,Pro/EDesign of portable grinding machine about metallographic sampleAbstractAt present, coarse grinding metallographic sample a variety of equipment, all kinds of semi-automatic, automation products in all sizes and types of enterprises are widely used laboratory to enable th
3、e operator to reduce the workload, the system kind of efficiency; However, the community of rough mill of the metallographic sample size generally large, the electric motor is too large, moving is not convenient, not suitable for use in certain places. So I used Pro/E to design a portable, waterproo
4、f, low-cost mill coarse metallographic sample is essential, the rough mill compact appearance, light weight, perfect waterproof measures. School laboratories can be used in the flume,There are bright prospects for the use of space and the market.Key words:Rough mill of the metallographic sample,Port
5、able,Waterproofing,Pro/E目录1绪 论12设计要求及方案23. 设计内容3 3.1 便携式金相试样粗磨机的电机选型43.1.1 电机扭矩的计算53.1.2 电机轴功率的计算及电机的选型53.1.3 计算轴的直径并校核5 3.2 便携式金相试样粗磨机各种零件的设计73.2.1 磨盘的设计73.2.2 电机防水的设计73.2.3 排水设计83.2.4 成形联接的设计83.2.5 底座的设计93.2.6 其余零件的结构图形104设计总结及结束语11致谢11参考文献121 绪 论机械设计(machine design),是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传
6、递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。近年来,国内外在粗磨机的性能上作了大量的研究工作,研究出不少新机型、新一代的粗磨设备,正由原来的手动操作发展成为各种各样的半自动及全自动粗磨机。 美国buehler公司研制生产的vanguard型全自动粗磨机从粗磨到最后精磨整个过程全自动完成,可以设置50个常用工作程序,操作界面友好,彩色液晶显示,触摸式操作,整个过程的每个工序之间都进行夹持器和样品的清洗与烘干,充分保证了样品制备的高效与高制性,操作过程的全自动化模式,节省了人工并提高了效率与质量。试样由粗磨臂按照一定轨迹在粗磨盘内
7、运动,粗磨臂上的压力可根据需要调节,最大可达20N。在预定的粗磨时间内,此压力将逐渐自动减小到零,这样可减少粗磨缺陷。粗磨臂的速度也可以调节,每道工序只需25min,适用于各种材料。上海佰衡仪器科技有限公司生产的CKYMP-2B型金相粗磨机配备电机YS7124,0.55KW,380V,50Hz,采用无极变频电机可以从50到1000r/min,根据使用者的需求,自由调节。该机外形新颖美观,集污盘和罩用玻璃钢整体制成。该机经久耐用,维护保养也极为方便,使用时只需更换磨盘,就能完成各种试样的粗磨、细磨、干磨、湿磨等各道工序,为扩大不同试样的制备要求,该机的磨盘直径均大于国内同类产品。可在工作面上有更
8、多不同线速度的选择,可增加有效工作面20-30%,可提高试样的磨抛质量和试样的制备效率,并该机转动平稳,噪音低,是一种极为理想和功能完善的最佳金相制样设备。目前,就粗磨机设计而言,仍面临许多急待突破的技术难题,主要表现在以下几个方面: a.粗磨方式的研究 先进的金相试样粗磨机,需要有先进的理论作指导目前,有关金相试样粗磨机的理论著作过于老化,新理论和学术研究性文章比其他机械技术理论少,且深度不够,学术价值低,这给新机型的开发研制带来了困难。理论研究是今后有待深入探讨的关键内容之一。 b.冷却方式的研究 多数试样粗磨方法最重要的特点是粗磨时产生高温,会造成金相组织发生变化,给金相分析造成困难因而
9、,金相取样时必须进行充分冷却。通常使用的冷却液为水,冷却试样靠自来水压力注射,冷却程度的好坏直接关系到试样的切割质量。目前,关于试样粗磨的冷却方式的专题研究成果还未见报道 c.控制方法的研究 在处理复杂系统控制问题时,传统控制方法对于复杂性、不确定性、突变性所带来的问题总有些力不从心为了适应不同技术领域和社会发展对控制科学提出的新要求,我们必须发展新的控制模式。近年来,在传统控制中加入逻辑推理和启发式知识,将传统控制理论与模糊逻辑、神经网络、遗传算法等人工智能技术结合起来,充分利用人的控制知识对复杂系统进行智能化控制,逐渐形成粗磨机的智能控制。虽然那些中外大公司的产品非常先进,但是并不适用于学
10、校实验室,因此我设计的金相试样粗磨机体积小,突出方便,同时兼顾防水性。而Pro/Engineer 是美国PTC公司的产品,于1988年问世。10多年来,经历20余次的改版,已成为全世界及中国地区最普及的3D CAD/CAM系统的标准软件,广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航天、家电、玩具等行业。 Pro/E是全方位的3D产品开发软件包,和相关软件Pro/DESINGER(造型设计)、Pro/MECHANICA(功能仿真),集合了零件设计、产品装配、模具开发、加工制造、钣金件设计、铸造件设计、工业设计、逆向工程、自动测量、机构分析、有限元分析、产品数据库管理等功能,从而使用户缩短了产品
11、开发的时间并简化了开发的流程;国际上有27000多企业采用了PRO/ENGINEER软件系统,作为企业的标准软件进行产品设计。 Pro/E独树一帜的软件功能直接影响了我们工作中的设计、制造方法,因此,我选择Pro/E作为我设计金相试样粗磨机的首选。 Pro/E 抛弃传统 CAD/CAM 软件中的线框和表面模型,而直接签于 3D 实体。这使我们的设计环境完全从 2D 或 2D 与 3D 混合状态上升为纯 3D 模式。产品或模具的描述信息变得更加完整,概念更加清晰,更易于抓住设计意图。设计质量和速度也大大提高,尤其是结合快速原型技术,可以大大缩短产品设计生产上市周期。总之,随着 Pro/E 的不断
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