金刚石刀具研磨装置设计（本科毕业论文设计）.doc

摘 要

天然单晶金刚石是世界上最硬的物质，所以作为磨料和切削工具，其性能是无与伦比的，以金刚石车刀为例，其刃口圆弧半径可以刃磨到连扫描电子显微镜，SEM，也无法检测，直到现在还没有一种材料能取而代之，利用它来切削加工，往往可以直接获得镜面，当前被广泛地应用于仪表、电子、光学等领域，成为不可缺少的切削工具的材料，但是因成本昂贵，刃磨需要高超的技艺，所以一直妨碍其广泛的应用。超硬材料由于性能优越，应用不断地在扩大，已从金属加工发展到了光学玻璃加工、石材加工、陶瓷加工、硬脆材料加工等传统加工难进行的领域。
自1955年美国GE公司采用高温高压的方法获得人造金刚石以来，引起全世界的关切，尤其是对缺乏天然金刚石矿藏的国家具有巨大的吸引力。1957年以高温高压的方法合成了立方氮化硼。(CBN)。这些人造材料大大地丰富了材料宝库，特别有利于切削工具的发展。当时这些材料在机械加工领域的主要用途是作磨料。经过20多年的努力，1977年GE公司又成功地开发了金刚石烧结体(PCD)和CBN烧结体(PCBN)，并制造成刀片，使人造超硬材料的用途进一步扩展，由磨削扩展到了切削。刀具质量直接决定了它的功用。因此，研磨金刚石刀具对先进切削技术尤为重要。
金刚石刀具研磨装置设计的内容主要为：金刚石刀具研磨装置的结构设计和夹具设计并编写设计说明书。
说明书主要对研磨装置的方案选择，对各主要零件的选择及对参数的校核计算以及对各主要零件的作用进行介绍。
在对机械专业知识的掌握的基础上，以及金工实习和生产实习积累和掌握的研磨加工工艺，和对磨床的认识，通过对磨床各实际零件分析，确定出最后的设计方案并设计相应的夹具。


关键词：金刚石刀具，主轴设计，研磨装置，夹具设计，超硬刀具



ABSTRACT

Natural single-crystal diamond is the world's most hard material, so as abrasive and cutting tools, the performance is unparalleled, to Diamond Tool for example, its edge radius can be grinding to even the scanning electron microscope, SEM, also Can not be detected until now has not been a material can be replaced, cutting it to use, can often be obtained directly mirror, is currently widely used instruments, electronic, optical, and other fields, become an indispensable tool for cutting the material, but Due costly, Grinding needs superb artistry, been impede their widely applied Superhard materials due to superior performance, application constantly expanding, from metal processing to the development of optical glass processing, stone processing, ceramics processing, hard and brittle material processing difficult for traditional processing areas.
Since 1955 the U.S. company GE used the method of access to high temperature and high pressure man-made diamond, caused worldwide concern, especially for the lack of natural diamond deposits of the country has tremendous appeal. 1957 ways to high temperature and high pressure of the CBN. (CBN). These man-made materials greatly enriched the treasure trove of material, particularly conducive to the development of cutting tools. At that time, these materials in the field of mechanical processing is the main purpose for abrasive. After 20 years of effort, 1977 GE companies have also successfully developed a diamond sintered (PCD) and CBN sintered (PCBN), and to create a blade, so that the use of man-made super-hard materials to further expand and extend from grinding to cutting .
Diamond cutter grinding device designed mainly to: diamond design of cutter grinding device n and structure of the fixture that fit for the design specification.
In the mechanical expertise of the master on the basis of production and metalworking practice and practice and master the accumulation of ground processing technology, and awareness of the grinding machine, through the grinder parts of the actual analysis, to determine the final design plan and design the corresponding fixture .


Key words: diamond cutter, spindle design, grinding device, fixture design, super-hard tool

目 录

摘 要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1 绪论 1
1.1金刚石刀具介绍 1
1.1.1金刚石材料的特性 1
1.1.2 金刚石及超硬材料在应用中的注意事项 3
1.2金刚石刀具研磨技术的发展与展望 3
1.2.1天然金刚石刀具的发展概况 3
1.2.2 人造金刚石PCD及其刀具的发展概况 5
2 课题提出 8
3 研磨装置方案拟定 9
3.1主传动方案 9
3.1.1方案一:齿轮传动 9
3.1.2方案二：链传动 9
3.1.3方案三:带传动 9
3.2 运动方案 10
3.3 进给机构方案 10
3.3.1 方案一 凸轮机构 10
3.3.2 方案二 偏心轮机构 10
3.3.3 方案三 丝杆传动机构 10
4 装置主要部分设计与计算 11
4.1运动计算 11
4.1.1 主运动计算 11
4.1.2进给运动 11
4.2动力计算 11
4.2.1电机功率的计算 11
4.2.2带传动的计算 12
4.3 主要参数的计算 14
4.3.1.主轴挠度的计算 15
4.3.2计算磨盘处的端截面的转角 16
4.3.3计算磨盘的倾角 16
4.3.4计算磨盘外缘处的倾量 16
4.4 研磨装置的结构设计 17
4.4.1总体设计 17
4.4.2主要零件及主要尺寸确定的理由 17
4.4.3润滑系统的设计 17
4.4.4轴承的选择 17
4.4.5操作部分平皮带的选择 18
4.4.6研磨装置结构示意图 18
5 夹具设计 20
5.1 夹具设计概述 20
5.1.1 夹具的主要组成 20
5.1.2 夹具设计内容及要求 21
5.2 研磨夹具的设计 22
5.2.1锡斗 22
5.2.2研磨夹具 23
6设计过程中值得改进之处 25
7 结论 2..