中圖分類號： 學校代碼：13820 浮動拋光機設計學生姓名：姓名學院：學院名稱專業：專業全稱班級：校內標準班級名稱學號：XXXXXXXXXX校內導師：姓名職稱校外導師：姓名職稱（宋體，小三）年月

摘要在當今的工業生產環境中，表面處理工藝對于提升產品質量和外觀至關重要。浮動拋光機作為一種專門用于對棒料或管材進行表面拋光處理的設備，其應用日益廣泛。這種機械的獨特之處在于其拋光砂輪可以通過滾珠絲杠機構實現自動進給拋光，從而顯著提高拋光效率和拋光質量。本文詳細介紹了浮動拋光機的整體結構設計。首先，概述了拋光工藝的基本原理和應用范圍，為后續設計提供了理論基礎。接著，針對拋光砂輪的選擇進行了深入研究，考慮了砂輪的材質、粒度、硬度和結合劑等因素，以確保砂輪的性能能夠滿足拋光要求，其次選擇合適的傳動機構和電機，以實現砂輪旋轉的穩定性和調速范圍。本文還對拋光進給機構進行了詳細設計，確保了拋光過程的均勻性和一致性。關鍵詞：拋光機；棒材拋光；管材拋光；拋光設備

ABSTRACTIntoday'sindustrialproductionenvironment,surfacetreatmenttechnologyisveryimportanttoimproveproductqualityandappearance.Asakindofequipmentspeciallyusedforpolishingthesurfaceofbarsorpipes,floatingpolisherhasbeenwidelyused.Theuniquefeatureofthismachineisthatitspolishingwheelcanrealizeautomaticfeedpolishingthroughtheballscrewmechanism,whichsignificantlyimprovesthepolishingefficiencyandquality.Thispaperintroducestheoverallstructuredesignoffloatingpolishingmachineindetail.Firstly,thebasicprincipleandapplicationscopeofpolishingprocessaresummarized,whichprovidesatheoreticalbasisforsubsequentdesign.Then,theselectionofpolishingwheelisdeeplystudied,consideringthematerial,particlesize,hardnessandbondofthewheeltoensurethattheperformanceofthewheelcanmeettherequirementsofpolishing,andthentheappropriatetransmissionmechanismandmotorareselectedtoachievethestabilityandspeedrangeofthewheelrotation.Thepolishingfeedmechanismisalsodesignedindetailtoensuretheuniformityandconsistencyofthepolishingprocess..Keywords:Polishingmachine;Barpolishing;Pipepolishing;Polishingequipment

目錄1緒論 緒論1.1課題的背景及意義在現代工業生產中，表面處理技術對于產品的整體質量和性能起著至關重要的作用。隨著制造業的快速發展，對高精度、高質量表面處理的需求日益增長，特別是在精密機械、汽車零部件、航空航天等領域，對產品的表面光潔度、粗糙度等要求越來越高。因此，研究和開發高效、精確的拋光設備成為了當前工業生產的重要課題。浮動拋光機作為一種先進的拋光設備，其設計理念和技術創新對于提高拋光效率和質量具有重要意義。這種機械主要用于對棒料或管材進行拋光處理，其獨特之處在于拋光砂輪可以通過滾珠絲杠機構實現自動進給拋光。相較于傳統的拋光方法，浮動拋光機具有更高的自動化程度、更精確的拋光控制和更高的拋光效率，因此在現代工業生產中得到了廣泛應用。圖1.1浮動拋光機然而，當前市場上的浮動拋光機在設計上仍存在一些不足，如結構復雜、操作不便、拋光效果不穩定等。這些問題不僅影響了拋光機的使用效率和拋光質量，也制約了其在工業生產中的更廣泛應用。因此，對浮動拋光機進行更深入的研究和設計優化顯得尤為重要。本研究旨在通過對浮動拋光機的設計進行深入研究，探索其結構優化、性能提升的方法和途徑。通過詳細分析拋光機的整體結構、砂輪選擇、傳動系統設計以及進給機構設計等方面的關鍵因素，以期達到提高拋光效率、穩定性和精度的目的。這不僅有助于提升我國拋光機械的技術水平和市場競爭力，還能為相關行業提供更高質量、更高效率的拋光解決方案。此外，本研究還具有更深遠的意義。隨著智能制造和工業4.0的推進，自動化、智能化已成為現代工業發展的重要趨勢。浮動拋光機作為表面處理領域的重要設備之一，其設計優化和創新將推動相關行業的技術進步和產業升級。因此，本研究不僅對于提升拋光機的性能和效率具有重要意義，同時也將為促進工業制造的智能化和高質量發展做出積極貢獻。1.2國內外發展現狀拋光機作為一種重要的表面處理設備，在國內外的發展歷程中都扮演著不可或缺的角色。早期，拋光工作主要依賴手工完成，效率低下且質量難以保證。隨著工業革命的興起，機械化的拋光設備開始嶄露頭角。在國內，自上世紀末以來，隨著制造業的飛速發展，拋光機行業也迎來了重要的轉折點。從最初的手動拋光機，到半自動、全自動拋光機，再到如今的智能型拋光機，其發展歷程可謂日新月異。目前，國內的拋光機市場已經相當成熟，不僅設備種類繁多，而且技術水平也在不斷提升。在國外，尤其是歐美國家，拋光機的發展歷史更為悠久。這些地區的制造業一直走在世界前列，因此對拋光機的性能和精度要求也更高。多年來，他們不僅在拋光機的結構設計上進行了大量創新，還在拋光工藝、材料選擇等方面取得了顯著成果。如今，許多國際知名的拋光機品牌都來自這些地區，其產品質量和技術水平均處于世界領先地位。浮動拋光機作為拋光機的一種高級形式，近年來在國內外均得到了廣泛的關注和研究。這種設備的特點在于其拋光砂輪可以通過特定的機構（如滾珠絲杠機構）實現自動進給拋光，從而大大提高拋光效率和質量。在國內，浮動拋光機的設計和制造起步較晚，但發展迅速。以金盛偉業公司為例，他們近年來成功研發了一款高性能的浮動拋光機。這款機器采用了先進的控制系統和精確的傳感器，能夠實時監測和調整拋光過程中的各項參數，確保拋光質量的穩定性和一致性。此外，該機器還具有強大的兼容性，能夠適應不同規格和形狀的拋光需求，因此在市場上受到了廣泛好評。在國外，浮動拋光機的發展同樣引人注目。以斯科加品牌為例，他們推出的某款浮動拋光機在結構設計上獨具匠心，不僅實現了拋光砂輪的自動進給，還引入了先進的振動輔助拋光技術，進一步提高了拋光效率和表面質量。此外，該品牌還注重產品的智能化和人性化設計，如通過觸摸屏實現簡單直觀的操作界面，大大降低了操作難度和成本。綜上所述，無論是國內還是國外，浮動拋光機都展現出了蓬勃的發展勢頭和廣闊的市場前景。隨著科技的不斷進步和制造業的持續發展，相信未來浮動拋光機將會在更多領域發揮其獨特的優勢和價值。1.3金屬表面拋光的方式金屬表面拋光是一種重要的金屬加工工藝，旨在提高金屬表面的光潔度和平整度，去除表面的粗糙、不平、氧化層、污漬或其他雜質，從而得到光滑、亮麗的表面。這種工藝廣泛應用于各種金屬制品的制造過程中，如汽車零部件、精密機械零件、珠寶首飾、餐具等。通過拋光處理，不僅可以提升產品的外觀質量，還可以改善其耐腐蝕性能、增強涂層附著力以及優化產品的整體性能。金屬表面拋光工藝種類繁多，每種工藝都有其特定的應用場景和優勢。以下是對各類金屬表面拋光工藝的簡要介紹：（7）超聲波拋光超聲波拋光是利用超聲波振動能量來去除金屬表面的粗糙度。在超聲波的作用下，磨料粒子會對金屬表面進行微觀切削和撞擊，從而得到一個光滑的表面。超聲波拋光可以實現均勻且細致的拋光效果，而且由于是非接觸式拋光，所以特別適用于處理微小部件或難以觸及的區域。1.4研究的基本內容本文主要圍繞浮動拋光機設計展開研究，旨在解決傳統金屬表面拋光方法中存在的效率低下和精度不高等問題，提升金屬表面拋光的自動化水平和產品質量。本文主要做的工作如下：（1）本文將首先確立浮動拋光機的總體設計方案。這包括明確拋光機的主要功能、性能指標以及適應的工作環境和拋光對象。通過綜合分析市場需求、技術可行性以及成本效益，設計出既滿足實際需求又具有創新性的總體方案，為后續的結構詳細設計和控制系統設計提供指導。（2）對裝置的關鍵部件進行了詳細設計，包括砂輪、進給機構、傳動系統以及控制系統等。在確保裝置性能的同時，也注重了結構的緊湊性和制造成本的控制，以便于實際應用和推廣。（3）總結了研究成果，并探討了裝置在實際應用中的可能改進方向和拓展應用領域。2總體方案設計2總體方案設計2.1浮動拋光機總體結構本次設計的浮動拋光機主要利用拋光砂輪的旋轉和摩擦的方式，對工件進行拋光，針對不同的的工件可更換不同材質的拋光砂輪以及調節不同的轉速和進給速度。浮動拋光機主要由機架、進給機構、剖光機構、工件旋轉機構組成，圖2.1所示為浮動拋光機結構示意圖。防止重復率過高，需要說明書的顧客可以聯系：wxzhydxd、John66698、kczx-3127350473、圖2.1浮動拋光機結構示意圖2.2進給機構設計進給機構機構負責控制拋光工具（如拋光輪或砂帶）與工件之間的相對運動，以實現均勻、高效的拋光。進給機構設計的優劣直接影響到拋光機的性能和拋光質量。通過選用高強度材料和優化結構設計，我們確保了進給機構在長時間使用過程中能夠保持穩定的性能，減少因機構磨損而導致的拋光質量下降。2.3拋光機構設計拋光機構是核心部件，它直接負責工件的拋光工作。在本設計中，拋光輪依靠氣缸的壓力緊貼在工件上進行拋光。2.3.1氣缸選型（1）氣缸選型要求在氣缸選型過程中，首先考慮的是氣缸的行程和推力。行程需要足夠大，以確保拋光輪能夠緊密貼合在不同形狀和尺寸的工件上。同時，推力也需要適中，既要保證拋光輪與工件的緊密接觸，又要避免過大的壓力導致工件變形或損壞。（2）選擇安裝方式依據所設計的結構，拋光輪需要上下移動進行拋光，這就要求了氣缸能同時進行上下伸縮和繞點轉動，所以安裝方式選用鉸鏈連接最為合適。圖2.2氣缸安裝方式示意圖（3）負載大小拋光輪及其驅動機構的重量是氣缸負載的重要組成部分。這部分重量是靜態的，可以通過簡單的稱重方法得到。工件在拋光過程中會對氣缸產生動態負載。由于工件形狀、尺寸和重量的不同，以及拋光輪與工件之間的相互作用，這部分負載是變化的。因此，在選型過程中，我們需要對工件進行充分的分析，估算出其在拋光過程中可能產生的最大負載，并以此為依據選擇氣缸。（4）工作壓力目前市面上的氣缸設定的工作壓力大多在0.6MPa，選擇0.6Mpa作為工作壓力有多方面的好處。首先，它確保了氣缸能夠提供穩定的輸出力，從而滿足拋光輪對工件2.3.2拋光電機選型在拋光的過程中，由于工件對拋光輪的力只有支反力和摩擦力，對電機鎖造成的數值都比較小，因此選用一般功率的三相異步電機即可。本次設計選取功率為3.0KW，額定電壓3傳動系統設計3.1帶傳動設計帶傳動依據其工作原理的差異，可劃分為摩擦型帶傳動和嚙合型帶傳動兩大類。在摩擦型帶傳動中，根據帶的截面形狀的不同，又能進一步細分為平帶傳動、V帶傳動、圓帶傳動以及多楔帶傳動等多種類型。3.2進給機構設計進給機構機械傳動基本路線是：交流伺服電動機—聯軸器—滾珠絲桿—螺母—拋光機構。載物平臺通過滑塊在導軌上直線運動。為提高系統整體的穩定性，拋光機構通過兩側導向輪與導軌接觸。滾珠絲桿通過聯軸器與電動機輸出軸進行動力連接，并且兩側導軌關于絲桿中心對稱。電機與聯軸器通過普通平鍵連接，滾珠絲桿與聯軸器通過普通平鍵連接。拋光機構與螺母通過螺母支架連接。整體平臺傳動原理如圖3.2所示。圖3.2進給機構機械傳動路線3.2.1選擇聯軸器、軸承聯軸器是用來聯接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸)使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在選擇聯軸器時，應了解聯軸器在傳動系統中的綜合功能，從傳動系統總體設計考慮，根據絲杠尺寸原動機類別和工作載荷類別、工作轉速、傳動精度、兩軸偏移狀況、溫度、濕度、工作環境等綜合因素選擇聯軸器。根據此次設計要求，擬。3.2.2選擇絲桿副運動方案絲桿與螺母相對運動的方案有很多種，如：絲桿轉動，螺母移動；螺母轉動，絲桿移動等，本次設計選擇絲桿轉動，螺母移動的運動方案。3.2.3滾動絲桿支撐方式選擇固定—固定型︰適用于高轉速、高精度的場合。結構復雜，調整較難。固定—游動型︰適用于中轉速、高精度的場合。結構簡單，效果良好，應用廣這樣能夠承受集中力偶，且支撐端的軸向自由度可以釋放因工作時溫度升高而產生的軸伸量。3.2.4潤滑和密封方式的設計選擇滾珠絲杠副可用防塵密封圈或防護套密封來防止灰塵及雜質進入滾珠絲杠刷，使用潤滑劑米提高其耐磨性及傳動效率，從而維護其傳動精度、延長其使用壽命。密封圈有接觸式和非接觸式兩種，將其裝在滾珠螺母的兩端即可。接觸式密封圈用具有彈性的耐油橡膠或尼龍等材料制成，因此有接觸壓力并產生一定的摩擦力矩，但其防塵效果好。為使滾珠絲杠副能充分發揮機能，在其工作狀態下，必須潤滑。3.2.5承載能力的計算螺紋滾道半徑：R=0.52Dw=偏心距：e=0.707絲杠底徑：d絲杠橫截面積：A3.3進給機構電機選型4浮動滾筒設計4.1浮動滾筒結構設計浮動滾筒負責承載拋光工件并帶動拋光工件向拋光輪的逆方向旋轉，增加拋光工件與拋光輪的相對速度，以提高其拋光效率，避免拋光工件被拋光輪帶動旋轉導致相對速度變小。其結構設計采用了浮動連接的方式，這使得滾筒能夠在一定范圍內自由浮動，以適應不同形狀和尺寸的工件。這種設計不僅提高了拋光的靈活性，還能有效減少因工件形狀變化而引起的拋光不均等問題。圖4.1浮動滾筒結構設計4.2浮動滾筒驅動系統由于本次設計中浮動滾筒與拋光機構的受力情況相似，因此電動機與帶傳動機構選擇與拋光機構傳動系統相同，只需將電機的轉動方向調節為與拋光機構拋光輪旋轉方向相反即可。總結總結在完成了這份畢業設計的過程中，我深深體會到了學術研究的不易與挑戰，同時也感受到了知識與努力所帶來的成就與喜悅。這個旅程不僅是對我所學知識的檢驗，更是一次對自我能力、耐心和毅力的挑戰。總的來說，這份畢業設計不僅是我學術生涯的一個重要里程碑，更是我人生旅程中的一次寶貴經歷。它教會了我如何在困難中堅持，如何在挫敗中成長，如何在挑戰中超越自我。這份經歷將會是我未來人生道路上的一筆寶貴財富，激勵我在未來的學習和工作中更加勇往直前。參考文獻參考文獻[1]周玲.金屬拋光工藝及金屬拋光設備:CN202010795062.1[P].CN112025534A[2024-04-06].[2]LIUXiaoxiang,FANWenjun,XUZhao,等.316L不銹鋼金屬雙極板的電解拋光工藝[J].電鍍與精飾,2020,42(3):6.DOI:10.3969/j.issn.1001-3849.2020.03.002.[3]張雪峋,劉奉妍.電解拋光工藝參數對鎢表面形貌和表面粗糙度的影響[J].上海有色金屬,2022(001):043.[4]張鵬.全自動打磨拋光工業機器人系統研發[D].河北工程大學,2019.[5]陳博文,孫樹峰,王茜,etal.材料表面激光拋光技術研究進展[J].中國表面工程,2021(006):034.DOI:10.11933/j.issn.1007-9289.20210702001.[6]呂經康,曹剛敏.應用于3D打印航空金屬零部件的表面加工工藝研究進展[J].新技術新工藝,2021.[7]本刊編輯部.化學機械拋光設備與市場[J].電子工業專用設備,2004,33(6):10-12.[8]于峰,周亮,孫彩霞.一種不銹鋼鋼管拋光設備:CN202223255627.0[P].CN219027117U[2024-04-06].[9]裴衛民,吳強強,裴敏男,等.精密不銹鋼管外表面智能拋光設備[J].焊管,2018,41(8):4.DOI:10.19291/