基于实验室材料表面预处理的打磨机的设计.pdf

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1、第５期（总第１９８期）机械工程与自动化Ｎｏ．５２０１６年１０月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＯｃｔ．文章编号：１６７２-６４１３（２０１６）０５-０１１９-０２基于实验室材料表面预处理的打磨机的设计翁浩，许秋平，唐超兰（广东工业大学，广东广州５１０００６）摘要：设计了一台包括机架、工作台、传动系统及磨具的打磨设备。根据实验需求，通过设计工作台的往复移动可以保证实验样品打磨的均匀性，上下微调机构可以对实验样品的粗糙度实现控制。实际生产使用表明，其使用方便，加工效率高，质量好，可以满足科研使用要求。关键词：打磨机；结构设计；表面预处理中图分类号：ＴＧ５８文献标识

2、码：Ａ0引言材料的表面进行均匀打磨，获得打磨效果一致的金属金属复合材料的加工过程中，在金属材料复合前材料表面。利用此结构可以使得打磨金属材料表面更需对该金属材料的结合表面进行打磨。对于轧制复合均匀，打磨效果更好，从而更好地实现复合。实验研究，对材料进行表面预处理是重要的一个环［１］节。实际生产过程中，一般是使用刷辊机对金属材料的表面进行打磨，但刷辊机并不适用于实验室。在实验室中，通常是采用结构轻便的手持角向磨光机对金属材料的表面进行打磨，但使用手持角向磨光机对金属材料进行打磨时，安全性不高，速度不可调，不能无级变速，磨具替换性差，打磨的力度难以控制，易造成金属材料的表面打磨不均匀，只能对母材

3、进行粗略的表面处理，进而影响到后续金属材料复合时的结合［２］强度，难以保证最后加工得到的金属复合材料的质量。针对目前实验研究的需要，研制一台使用简单、精１-地脚螺栓；２-机架；３-左侧竖直方向支架；４-水平支架；５-轴承座；６-主轴承；７-钢丝刷；８-单相双值电容电动机；度可控的打磨机是解决这一问题的有效方法。经过充９-工件；１０-微调平面；１１-导轨；１２-推杆电机；１３-螺栓；分的考虑，本文研制了一台打磨量可以精确控制、效率１４-右侧竖直方向支架；１５-垫板；１６-推杆电机连接头；高的、可更换多种磨具得到不同打磨表面形态的新型１７-磁铁；１８-滑块打磨机，极大地方便了科学实验的研究工作。

4、图１打磨机主视图1打磨机的结构及工作原理该设计集动力系统、传动系统、移动工作台、打磨工具于一体，其具体结构如图１所示。１．１打磨机工作台部分移动工作台主要包括直线推杆电机、电磁铁、滑块、滑块导轨和工作平台固定安装部分。其中直线电机的速度由人工智能控制，可在０ｍ／ｓ～２．５ｍ／ｓ之间进行线性调节；电磁铁通电后可将被打磨工件固定。１-直线推杆电机；２-水平导轨；３-打磨工件；水平移动工作台的具体结构如图２所示。４-电磁铁；５-导轨滑块金属材料通过吸盘固定于垫板上方，磨具可以直图２水平移动工作台接接触到金属材料的上表面，直线电机驱动工作台作１．２打磨机上下微调机构水平往复移动，从而实现进给对材料的

5、接触表面进行此竖直导向机构存在左右对称两部分，可实现对打磨。电机带动主轴转动，使磨具转动，由于金属材料水平工作平台的上下微调，从而实现对材料打磨量的可于磨具底部作水平往复运动，从而保证磨具对金属精确控制。移动工作平台螺丝安装在顶部，前面有滑国家高技术研究发展计划（８６３）项目（２０１３ＡＡ０３１３０１）；国家国际科技合作专项项目（２０１３ＤＦＢ５０１７０）；江苏重点实验室资助项目（ＢＭ２０１４００６）收稿日期：２０１５-１２-２１；修订日期：２０１６-０７-１０作者简介：翁浩（１９９０-），男，湖北孝感人，在读硕士研究生，主要研究方向：机械设计、金属复合材料。・１２０・机械工程与自动化２０１

6、６年第５期［３］槽可以实现相对滑动。在工作台与竖直导向机构中２．１不同磨具对表面粗糙度的影响间安装有应变片，可以测量打磨力的大小。打磨机上经过不同钢丝直径的钢丝刷的打磨，得到钢材不下微调机构的具体结构如图３所示。同的表面粗糙度，这也为进一步研究不同粗糙度对轧制复合效果的影响提供了良好的实验基础。实验验证中，由激光共聚焦测量其表面粗糙度，每个材料测量５个点，去掉最大值和最小值，取其余３次值的平均值，如表１所示。表１钢丝刷钢丝直径大小与粗糙度的关系钢丝直径（ｍｍ）０．１５０．２０．３０．４０．５粗糙度Ra（μｍ）１．２９９１．４２１．５２８１．８２８２．８７１２．２钢丝刷与砂带轮对表面形貌的影响

7、多磨具的使用，也可以获得材料表面不同的形貌，１-应变片；２-螺纹定位孔；３-上下微调导向槽为实验多角度深层次的分析提供了便利。图６分别为图３打磨机上下微调机构０８Ａｌ钢经钢丝刷和砂带轮打磨的表面形貌图。１．３打磨磨具的设计电机通过联轴器带动轴旋转，磨具套在轴上，为间［４］隙配合。打磨模具设计的好坏对于加工材料表面的表面粗糙度有很大的影响。本次模具设计了特别的钢丝刷及砂带轮两套模具，并且钢丝刷表面的钢丝直径可在