毕业设计论文新型陶瓷抛光机外文翻译.docx

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毕业设计论文新型陶瓷抛光机外文翻译

重庆理工大学

文献翻译

二级学院机械工程学院

班级11422

学生姓名范家盛学号11104020207

译文要求

1、译文内容必须与课题（或专业）内容相关，并需注明详细出处。

2、外文翻译译文不少于2000字；外文参考资料阅读量至少3篇（相当于10万外文字符以上）。

3、译文原文（或复印件）应附在译文后备查。

译文评阅

导师评语（应根据学校“译文要求”，对学生外文翻译的准确性、翻译数量以及译文的文字表述情况等作具体的评价）

指导教师：

年月日

对新型陶瓷抛光机控制系统研究

摘要：

传统抛光机的一些缺点不能满足现代生产需求,为此研制了新型的陶瓷抛光机，它通过使用计数器，转速表，来自动控制研磨时间；同时负荷传感器控制系统精确控制抛光过程中的加载力，它有效地克服了阀门的磨损；料液泵采用自动混合功能调节系统，减少了堵塞的发生率。

实验结果表明，陶瓷抛光机可以在加工高精度、低成本的陶瓷产品中极大地满足生产和科研的需要。

关键词：

陶瓷材料；抛光机；控制系统。

一、前言

新型陶瓷材料已成为航空航天，军事和光信息等高精度机械中许多方面的发展基础。

根据性能和应用范围，新陶瓷分为功能陶瓷和工程陶瓷。

工程陶瓷主要是指物理，化学或陶瓷材料直接或耦合实现陶器特定的功能，在电子，通信，计算机，激光，航空航天领域的应用比较广。

结构陶瓷材料具有耐高温，而且抗磨损，这种新材料做成的高性能机械零件有着广阔的应用前景。

然而，由于抛光过程缺乏稳定性，它可能会划伤工件表面，甚至损坏工件。

因此，我们需要一个负载稳定的抛光机来改善抛光技术，进一步提高加工质量。

在国内，传统的双面抛光机一般采用单电机通过齿轮传动带动上、下研磨盘，中心轮和环齿轮转动。

这种抛光机重心低，性能稳定，操作简单。

由于采用了行星轮结构使得球磨更高效精细。

它通常是用在精密研磨和抛光。

不过，这种研磨抛光机的机械结构还存在一些缺点。

例如，控制系统不完善，我们只能通过手动或半自动控制；单桅杆结构刚度相对较差，加工精度达不到晶片的加工要求。

它降低了加工的稳定性，在磨削过程中，当加工硬脆材料，如陶瓷，则有可能划伤工件表面，甚至损坏工件[1]。

基于陶瓷材料的性能，我们将在本文中研究陶瓷抛光机控制系统，并设计了一种新的陶瓷抛光机，以满足难加工材料的超精密加工中对精度的要求。

二、工作原理

陶瓷抛光机的结构如图1所示。

整个系统由三部分组成，包括夹具，上、下研磨盘和研磨液供应装置。

其基本过程如下：

当抛光机上、下研磨盘的旋转方向与电机驱动方向相反时，减少了工件的负荷。

抛光机通过主轴使气缸上研磨盘上下移动，它不仅方便安装工件，也可以增加在工件表面的研磨压力。

该抛光机行星齿轮机构是由内、外环齿轮驱动的。

工件位于行星齿轮和内环齿轮之间。

由于上、下研磨盘的工件同时旋转动作，因此，工件的运动是行星运动的合成和旋转[2]。

图1结构陶瓷抛光机图

1、下研磨盘2、外环齿轮3、上研磨盘4、抛光垫5中心齿轮6、缸7、压力传感器

10、支架11、减速器12、电动机

三、陶瓷抛光机的结构设计

陶瓷抛光机上抛光盘支架采用悬梁式结构。

然而，传统的抛光机上抛光盘支架采用龙门式结构设计。

上研磨盘在抛光过程中相对抛光盘向下运动，容易导致龙门结构的振动从一侧传到另一侧，如图2所示。

特别是在加工高硬度材料必须施加更大的负荷时，抖动更明显，甚至会使上研磨盘翻转。

为了应对悬臂梁，龙门结构结构振动以及其他悬臂结构问题，不对称结构的角钢和工字钢容易产生失真，最好不用。

注意到稳定性和美观性，具体解决方法是在龙门式结构的两列焊接床和两柱焊接梁，用来增加其刚度。

结构如图3所示。

图2悬臂梁的摆动示意图

图3龙门式主体结构

自调心球轴承连接气缸活塞的上研磨盘，气缸的活塞与上研磨盘必需是刚性连接，上抛光盘平行于加工表面，比下研磨盘高，活塞轴比轴驱动的上研磨盘同轴度要求较高。

它带来了制造和机器装配的很多问题，一旦制造或安装中产生了误差，将影响上研磨盘精度。

最后上下抛光磁盘无法拟合的很好，甚至发生磁盘故障，它会导致工件的不对称力，导致更大的尺寸和面形误差。

轴承的外圈球面滚道精度要求稍低，从而补偿同轴度和挠度误差，它们主要承受较小的径向载荷和轴向载荷。

轴的轴向位移在允许偏差范围内，当内环和外环之间的偏差小，它们能正常工作，适用于不能保证其同轴度的部件。

气缸内轴的转速为60r／min，所以我们选择自调心球轴承。

轴承的模型代码可以设置为“1”，选择轴承代号为“07”的轴承。

根据查表选取1207轴承[3]。

四、陶瓷抛光机控制系统一体化设计

1、陶瓷抛光机控制系统的整体设计

陶瓷抛光机控制系统的原理图如图4所示。

控制系统包括电气控制系统，气动控制系统和供液系统。

电气控制系统主要由工控机，变频器，D/A转换接口，速度传感器等组成，根据设定的程序，通过工控机，电气控制系统等准确控制变频电机旋转。

气动控制系统主要由储气罐，数字伺服阀，气动缸，位移传感器和压力传感器等组成。

气动控制系统的主要功能是实现对上抛光盘压力精度控制。

供液系统为抛光盘[4]提供抛光液。

图4、抛光机的控制原理图

机器采用焊接龙门的固定结构，提高了对悬空结构的稳定性，环通过液压油缸与活塞杆上、下运动。

直径轴采用四转矩分析轴，提高刚度和稳定性。

用一个无级间冷频率转换控制器来控制速度从而减少启动和停止时的碰撞。

计数器是用来控制磨削时的磨削位置和速度值。

控制盒和开关均用24V直流电源供电，控制部分用电在安全电压下。

2,、抛光垫稳定运行设计

抛光垫的稳态运行需通过电气控制系统来实现。

系统的工业过程控制卡和手册，能及时诊断和处理控制加工过程中的电气故障。

以下是手动控制的具体内容：

（1）控制运行状态，我们设计了不同的功能键用于开机设置，工作，工作停止，抛光液开启，抛光液停止，外齿圈和筒波动程度调节。

（2）速度由调节阀控制，这样工件断裂时研磨盘速度可以缓慢或快速下降，根据需要而定。

（3）监控磨削过程的运行状态，需要使用包括温和的压力计，重力计，计数器和加压研磨计数器。

（4）紧急停止是在运行过程中处理电气故障的一个关键设计。

控制板如图5所示。

图5控制面板

3、抛光垫压力设计的精确控制

气动控制系统能够精确地控制加在工件的载荷。

气源由空气压缩机提供，提供高质量的经减压过滤的空气。

气动控制原理图如图6所示。

计数器用来控制抛光时间。

载荷传感器安装在气缸和抛光垫之间，它可以将进料压力信号通过A/D转换反馈给工控机。

位移传感器检测抛光垫位置和进给位置并将信号通过A/D转换反馈到工控机，从而控制抛光垫的压力。

图6电气控制原理图

4、供液系统设计与变压调节

陶瓷抛光机供液系统的可变压力调节是具有自主知识产权的原创性发明。

它包括

（1）定位装置，

（2）恒压油缸，（3）刻度盘，（4）固定定位管，（5）污泥泵，（6）液体容器，（7）过滤器（8）陶瓷抛光机。

如图7所示。

污泥泵中液体的速度是通过改变水平压力管的倾斜角度来控制的。

特殊设计的接口，实现液体自搅拌。

回流管的作用是保证供液系统压力的恒定，可降低磨损，减少堵塞，减少停机时间，从而可以在一定程度上延长使用寿命、提高生产效率。

图7陶瓷抛光机

五、抛光机的性能测试

在加工过程中，不同的抛光参数对抛光的影响是很明显。

抛光机的性能测试主要是检查各种压力下的抛光质量。

调查研究表明，抛光质量取决于样品表面质量[5 ]。

（1）实验材料和仪器

实验材料：

宁波陶瓷厂生产的氧化铝陶瓷密封环。

实验仪器：

传统抛光机，陶瓷抛光机。

检测仪器：

马尔PerthometerS2轮廓仪，扫描间距为5.6mm，抽样数为11200，垂直分辨率为0.8nm，百分表，分析天平。

（2）不同压力对材料去除率和表面粗糙度的影响

通过在不同压力下的试验，测量、比较传统的抛光机和陶瓷抛光机抛光表面的粗糙度和表面去除率。

试验条件如表1所示，每10分钟记录一次数据。

材料表面去除率比较，如图8所示，表面粗糙度比较，如图9所示。

表1不同实验条件（压力不同）

图8不同压力的材料去除率

图9不同压力下的表面粗糙度

从图8可以看出，两抛光机在相同加工压力下时，随着压力的增加，加工效率会提高。

从图9容易看出，被加工表面粗糙度随着抛光机对工件的压力增加而增大。

在相同负载下陶瓷抛光加工表面粗糙度明显低于传统的抛光机加工的表面。

六、结论

如图7所示，陶瓷抛光机采用龙门式结构。

使用计数器，转速表，这样研磨时间可自动控制；载荷传感器和储气罐控制系统可以精确地控制抛光过程中的加载力；它有效地克服了阀门的磨损，料液泵采用自动混合功能调节系统，减少了堵塞的发生率。

在改善传统抛光机缺点的基础上，设计了新型陶瓷抛光机控制系统。

该控制系统大大简化了控制过程，提高了加工精度，提高了抛光机的稳定性和零件的可加工性，提高产品质量。

陶瓷抛光机可以加工高精度陶瓷产品，极大地降低了生产成本，满足生产和科研的需要。

参考文献：

[1]Gui-chengWang.精密加工技术实用手册[M].Wuhanpolytechnicuniversitypress,2003（InChinese）.

[2]ZhouZhibin,ShaliXiao,YanZhou,etal.等现代超精密加工技术的概况及应用[J].MachineryManufacturingEngineer,2005

（1）（InChinese）.

[3]ShiLun.注射喷嘴的高精度珩磨机的控制试验研究[J].EngineeringMaterials,2008（359-360）:

1013-1016.

[4]YanChi,YuXie,Bing-lianLuo.基于DSP的开关磁阻电动机的速度控制器设计[J].JournalofFuzhouUniversity（NaturalScienceEdition）,2006,（03）（InChinese）.

[5]TsoPL,WangYY,TsaiMJ.Astudyofcarriermotiononadual2faceCMPmachine[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2001（116）:

194–200.