小型石柱石球数控加工机机床部分的设计（全套图纸）.doc

《小型石柱石球数控加工机机床部分的设计（全套图纸）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小型石柱石球数控加工机机床部分的设计（全套图纸）.doc（52页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 1 目目 录录 目 录 .1 1 绪论 .3 1.1 平板石材的加工.3 1.1.1 框架锯 .3 1.1.2 金刚石圆盘锯 .4 1.1.3 金刚石串珠绳锯 .5 1.2 异形石材的加工.7 1.3 课题的提出及其设计意义.10 第 2 章 加工原理及主机整体设计 .12 2.1 石球石柱的加工原理.12 2.2 机床整体设计.14 第 3 章 机头的设计 .16 3.1 机头的设计.16 3.1.1 选主电机参数.16 3.1.2 确定锯片直径及轴转速.17 3.1.3 带传动的计算20.19 3.2 V 带轮的设计.21 3.2.

2、1 主动轮的设计 .22 3.2.2 从动轮的设计 .22 3.3 锯片主轴的设计20.23 3.3.1 初步确定轴的最小直径 .23 3.3.2 拟定轴上零件的装配方案 .24 3.3.3 各轴段直径和长度的确定 .24 3.3.4 轴上零件轴向定位 .24 3.3.5 轴上载荷计算 .25 3.3.6 按弯矩扭矩合成力校核轴的强度 .26 3.4 主传动系统上轴承的确定及校核20.27 3.5 机头的结构设计.29 第 4 章 纵向横向进给系统部分的设计 .31 4.1 横向进给系统的设计.31 4.2 纵向进给系统的设计.31 4.3 丝杠及步进电机的选择.32 原创通过答辩毕业设计说明

3、书论文 QQ 194535455 2 4.4 进给系统的组合.33 第 5 章 载球工作台的设计 .35 5.1 载球平台电动机的选择.35 5.2 载球小车传动部分的设计计算.36 5.3 分配和计算各级传动比.37 5.4 轴的计算.38 5.4.1 估算直径最大时的石球荒料质量.38 5.4.2 轴的结构设计.38 5.5 V 带传动的设计.40 5.6 V 带轮的设计.43 5.6.1 主动轮的设计 .43 5.6.2 从动轮的设计 .44 5.7 蜗杆传动的设计计算.45 5.7.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数的选择 .45 5.7.2 圆柱蜗杆传动的基本尺寸和参数 .46 5.7.

4、3 蜗杆传动承载能力的的计算 .47 5.7.4 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 .48 第 6 章 结论 .49 参 考 文 献 .50 致谢 .51 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 3 1 绪论绪论 近年来，我国的石材工业得到了迅猛发展。虽然我国现代石材工业比发达 国家起步较晚，但通过引进吸收国外的先进设备和技术及全体石材界的共同努 力，使得我国石材工业得到了全面的提高。从国产石材的品种增多，石材品质 的提高到石材制成品的多种多样以及石材产量，质量的提高，使得我国的石材 业在国际市场的竞争力逐步增强。与发达国家的水平差距逐步缩小，尤其是一 些新开发的优质石材品种，越来越

5、引起国外石材同行的青睐。我国已加入世贸 组织，国内外经济形式的发长对我国石材工业提出了新的要求，大量的石材先 进技术涌入国内市场，更多的，更优质的国外石材产品加大了进入国内市场的 力度，我国石材将面临严峻的挑战，可喜的是，从近几年我国石材进出口的情 况看，进口荒料比例在增多，成品在减少，出口成品比重在增加。荒料比重在 下降。这说明我国石材业已从粗放的原始生产向技术含量大，产品增值率高的 精细加工方面转化，已向“从大到强”的目标迈出可喜的一步。然而，我们必 须清醒地认识到我国石材产业薄弱的方面，尤其在资源开发方面存在着严重不 足，相对整个行业来说，从找矿到开采，从技术到生产，整个原来的生产阶段

6、投入资金的比例与整个行业的发展极不协调。应当说，我国石材采矿业目前的 状况还不适应石材工业乃至国民经济发展的需要。重视资源开发，提高开采水 平，扩大石材品种，增加荒料产量是发展我国石材工业的一项基本任务，也是 一项非常重要而艰巨的任务。 现在石材主要分为平板石材和异型石材两种，在板材加工方面，主要有框 架锯、圆锯片锯、单道金刚石串珠绳锯、多道金刚石串珠绳锯；在异型石材加 工方面，主要用一些异形板材加工设备，回转体加工设备。 1.1 平板石材的加工平板石材的加工 1.1.1 框架锯框架锯 框架锯简称框锯或排锯，由于使用钢砂所以亦称钢砂锯，是生产花岗石和 大理石板材的常用机械设备。当今框架锯的明显

7、发展趋势是自动化和大型化。 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 4 锯切工艺参数可在一定范围内自动调节，连杆行程实现不停机自动补偿。框架 锯的锯切过程是非连续性的，因而锯切速度不可能快，一般不超过 2m/s1，所 以提高生产率的途径之一就是向大型化发展，增加每批次的锯切数量。 框架锯锯切大理石等较软的石材大板，一个值得注意的发展动向就是摒弃 钢砂而采用镶焊金刚石绕结块为刀头的锯条。原因是钢砂的锯切速度慢，而且 需要消耗大量钢砂和石灰，大量废钢砂浆不好处理，对环境污染严重。1997 年 意大利推出两种使用金刚石刀头锯条的大型框架锯2。一种可锯切的大理石荒 料宽度为 2m，长

8、度为 3.5m，一次可锯切 2cm 厚的板材 90 块。另一种可锯切 的大理石荒料宽度可达 2.5m，一次可锯切 2cm 厚的板材 100 块，生产率比普 通框架锯提高 20%。目前世界上最大的框架锯一次可生产 120 块板材。锯条行 程为 80cm，采用双连杆驱动，因而可确保锯路的直线性3。 金刚石刀头的锯条目前还不能用于锯切花岗石等较硬的石材。原因是框架 锯的锯条作往复运动，致使金刚石烧结块刀头上的金刚石粒后部无法形成。 “鱼尾”状支撑，支持力小，容易从胎体上脱落。因此，用框架锯来锯切花岗 石大板一直沿用钢砂。 1.1.2 金刚石圆盘锯金刚石圆盘锯 金刚石圆盘锯广泛用于锯切各种石材。它的锯

9、切速度很快，但锯切深度受 到锯片直径的限制，一般不超过直径为三分之一4。目前能锯切的深度为 2m 左右。1997 年德国研制成功直径达 5m 的金刚石圆盘锯芯片5，据称是世界上 最大的。从技术上说，金刚石圆盘锯难于做得很大，因为锯机的驱动轴不能完 全有效地支承较大重量的圆锯片沿空间垂直平面进行锯切。再者，金刚石圆盘 锯的直径太大，锯面发生挠曲很难整平，锯切时产生摆动致使锯路不平直。增 加圆锯片的厚度可以提高刚性，但又会增加重量。虽然圆锯片的锯切线速度高 达 30m/s，比框架锯高十多倍，但从锯切深度和一次锯切的板材数量来说，圆 锯片锯不如框架锯，所以在石材大板生产中，金刚石圆盘锯在短期内还不能

10、完 全替代框架锯。目前生产板材的先进的多片式金刚石圆盘锯使用的圆锯片最大 直径为 1.626m，主要用于生产 60060015mm 的石材面砖所需的板材。这 种金刚石圆盘锯镶有 108 个刀头，选用 40/50 目的 SDA85 +型人造金刚石，金 刚石浓度为 23。另一种较大直径的圆锯片为 1.22m，用于生产 40040015mn 石材面砖所需的板材。装机锯片数量一般为 30 片，多者可达 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 5 50 片6。生产上述石材面砖的荒料尺寸限制在 3.21.852.2m。就生产较小 规格的板材而言，框架锯的效率不如多片式金刚石圆盘锯。 1.

11、1.3 金刚石串珠绳锯金刚石串珠绳锯 金刚石串珠的形状一般为圆柱形，也可制成截面为梅花形，其优点是不加 大直径可增加切削面积，因而初始锯切速度较快，并可减少磨合时间。金刚石 串珠的直径取决于用途。数控金刚石串珠锯是使用柔性刀具加工异型石材制品 的数控加工设备，主要由绳轮、金刚石串珠、导向轮电机、机架、绳轮推进机 构等组成。机所要用的切削刀具是串珠绳，它利用串珠(金刚石烧结环)内含有 的金刚石颗粒，在石材表面 20m/s 或更高的线速度高速运动，切割石材。适合 于加工体积大、厚度大的异型石材制品。绳锯具有较高的切割效率和较大的切 割面积、使用灵活，而且无噪音、无振动、并可获得光滑的切割表面。目前

12、开 发的串珠锯，已从只能安装一根金刚石串珠绳的单绳式串珠锯，发展到可同时 发装 60 根串珠绳的多绳式金刚石串珠锯7。与早期的占地面积很大的多绳串 珠锯相比，今日的串珠锯已经变得更加轻巧实用，使外形尺寸与普通的串珠整 形机相差无几。 将花岗石荒料锯切成不同厚度的板材供加工各种碑石之用，以及将花岗荒 料锯切成一定尺寸的方形块，以便用小型框架锯进行面砖板坯的锯切，一向是 采用钢丝绳加碳化硅砂浆来锯切的。由于效率低和环境污染等问题，到了 80 年代末才把这种锯切方法用单道金刚石串珠绳锯来代替。 单道金刚石串珠绳锯有多种结构，锯切板材用的是框架式，在两边主柱上 安装着直径为 2m 的金刚石串珠绳驱动轮

13、。锯切速度可根据不同的石材在 3040mm/s 之间调节，可锯切特大块的荒料，高度达 2m，宽度 4m8，长度 不限。荒料安装在荒料车上，根据顶先编制的程序，每锯完一次即按照板材的 厚度要求进料。所用金刚石串珠绳长 18m，金刚石串珠用的是 40/50 目的 SDA100 +型人造金刚石。锯切坚硬的花岗石时，金刚石串珠绳的锯切速度为 0.8m2/h。若锯切含石英少的花岗石，锯切速度可达 2m2/h，比之钢丝绳加磨料 的锯切速度可提高 50%9。其它优越性还有：由于使用清水冷却，工作场地比 较干净；由于金刚石串珠绳比钢丝绳加磨料锯切法用的钢丝绳短得多，厂房占 地面积小，工作噪音也较小，因此这种锯

14、切花岗石大板的方法已在法国、西班 牙、葡萄牙和美国推广。 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 6 单从实际锯切成本来说，用框架锯大批量锯切石材大板是比较经济的。但 由于框架锯锯切花岗石等较硬的石材必须使用钢砂与石灰浆，工作条件恶劣， 大量废砂浆难处理，对环境污染严重，所以在石材市场竞争日益激烈和有关当 局对环境保护要求越来越严格的情况下，众多石材加工企业迫切需要有更好的 方法来替代框架锯。鉴于金刚石串珠绳锯的一系列独特优越性，日本于 1988 年开始研制多道金刚石串珠绳锯用于锯切花岗石大板，遂于 1995 年研制成功 10 道金刚石串珠绳锯，采用电脑控制，锯切速度可在 2

15、036m/s 之间调节。可 锯切的花岗石荒料尺寸为 3.51.81.8m(长宽高)生产效率为 10m2/h10。 这种多道金刚石串珠绳锯与同规格的框架锯相比，其优点是： (1)单位时间内锯切量提高 1.5 倍； (2)辅助设备减少； (3)厂房占地面积只相当于框架锯厂房面积的 1/3； (4)冷却水的处理比废砂浆的处理容易得多； (5)锯切精确性提高； (6)初期投资减少。 不过，这种多道金刚石串珠绳锯尚存在的问题是：锯切板材厚度的调整必 须更换具有不同导向槽间距的驱动圆筒，工序复杂。这一问题在 1996 年意大 利研制的 Falcon600 型多道金刚石串珠绳锯已经获得解决。 Falcon6

16、00 型多道金刚石串珠绳锯，装有 10 根长为 65m 的金刚石串珠绳， 每米长配有 40 个直径为 8mm 的孕镶金刚石串珠，采用 40/50 目的 SDA100 + 型人造金刚石。可锯切长宽高为 3.552.102.50m 的花岗石荒料11。锯 切的板材厚度可从 10mm50mm，调整简便。锯切参数由电脑控制，一人可 同时监管三台锯机。据称这种多道金刚石串珠绳锯的成功核心在于解决了各余 金刚石串珠绳分别自动调整张紧度的问题。它与框架锯相比，具有以下优点12： (1)锯切机的结构与安装基础比较简单； (2)锯切效率高，锯切 40mm 厚花岗石板材，一天可锯切 250m，相当于两 台各装有 1

17、20 根锯条的大型框架锯的效率； (3)锯路宽度为 8.5mm，框架锯的锯路宽度为 8mm；但前者锯切的板材厚 度误差为0.5mm，而后者为1mm； (4)板材的锯切面平整得多，而且杜绝了钢砂残粒嵌人板材锯切面的可能性， 因此使磨平与磨光的时间降低 20%； 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 7 (5)消耗材料大为减少，框架锯每锯切 1m 的花岗石板材需消耗 3kg 钢砂、 1.5kg 锯条、2kg 石灰，而多道金刚石串珠绳锯只消耗 0.0lkg 金刚石串珠绳12。 粗略估计，使用框架锯每年需弃置 32.5 万公斤废钢砂石灰浆，对环境污染的严 重性可想而知，所以说多道金

18、刚石串珠绳锯是锯切石材大板最有发展前途的机 械设备。 应指出的是，石材加工机械还应包括金刚石带锯、金刚石链锯、桥切机等 等。 1.2 异形石材的加工异形石材的加工 在异形石材加工方面，主要用一些异形板材加工设备，回转体加工设备等， 还有一些有计算机控制的自动化程序相当高的机械加工方式的普通机械。异型 石材加工常用的有金刚石结块圆盘刀片、金刚石串珠绳、圆柱球头铣刀、圆柱 锥头铣刀、金刚石结块圆筒钻头和专用于加工花线与台面板边角的各种成形刀 具等3。 大理石和花岗石等石材的异型加工包括四大类：(1)建筑物用的异型构件， 如各种圆弧板、圆柱、花线条等；(2)碑石，如纪念碑、墓碑、界碑等；(3)家 具

19、，如各种现代和仿古石材家具；(4)字母及几何图形等。 石材的异型加工若用人工或单工序机械加工，则劳动量大、生产效率低、 抛光成本高，难于满足质量要求，而且运用金刚石工具损耗快。由一于异型石 材制品附加值高，无论是现代建筑还是碑石和石材家具制造，对异型石材制品 的需求都与日俱增，所以一些工业发达国家采用了装有金刚石铣刀的仿形铣床 加工量高，很适宜加工复杂的轮廓；缺点是只能单件生产，而且对金刚石铣刀 的技术要求很高。目前，不少发展中国家如南非和印度等则采用了金刚石串珠 绳每来加工异型石材制品。实践证明，它具有以下优点：(1)与其它方法相比， 可降低原材料消耗；(2)加工表面更便于快速磨光；(3)简

20、化了工序；(4)可实现 多件生产。 异型石材制品加工机所用的金刚石串珠绳性能的选择至关重要。金刚石串 珠绳的性能主要取决于金刚石串珠的组成。其组成包括金刚石的品级、粒度和 浓度、金属胎体成份。金刚石可选用天然的或人造的，前者用于锯切坚硬石材， 效率很高，但价格昂贵，一般可选用 SDA85+或 SDA100+型的人造金刚石，粒 度为 40/50 目或 30/40 目，浓度取 30 至 38 左右13，根据石材质地而定。金属 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 8 胎体则多用镍基金属。 金刚石串珠锯用于加工异型石材制品，若质地较软可选用较细的绳芯，此 时配套的金刚石串珠直径可

21、小至 8mm。至于金刚石串珠绳单位长度上配套的 金刚石串珠的数量与所锯切的材料有关。锯切较硬的石材如花岗石等，每米长 度上应配套至少 40 个金刚石串珠；锯切较软的石材如大理石等，每米长度上 配套的金刚石串珠可少些，一般取 3032 个13，或者更少。针对异型石材制 品的加工形状不同，对机械的要求也是不同的。对于用来加工等截面的石材异 型制品，或者截面形状相似、但面积不等的异型回转体制品以金刚石串珠绳锯 和高压水射流技术为主，而对于用来加工截面形状不等的空间立体制品则主要 是仿形、数控机械为主。 高压水射流技术是以高压水射流或磨料射流为切割手段的石材加工技术， 它以异型石材制品的加工为突破口进

22、人石材加工领域并在石材加工中应用发展 得很快。这是一种刀具简单、无粉尘污染、低噪音、切口狭窄的切割技术。在 石材行业，它主要用子石材拼花板材的加工，各种平板类石材标志的加工，而 且产品批量大，精度高数控高压水射流切割机由高压水泵、工作主机和数控系 统兰部分组成。这一技术装备远比现在生产使用的加工设备造价低，产品加工 成本低、功耗低。而且磨损料和水可回收利用，设备应用范围广，是我国石材 工业发展中值得重视的一项很有前景的新技术。由于有关技术和关键的间题还 未得到完全彻底解决，故在国内石材加工中还没得到广泛应用。虽然绳锯机和 高压水射流切割机在异型石材的加工中得到了广泛的运用，但是从严格意义来 说

23、，这两种机械并不能完成真正的三维石材制品的加工。随着计算机技术的发 展，针对截面形状不等的空间立体制品，出现了各种多功能、高效率的数控加 工设备。这些加工中心可以通过编程来完成多种复杂形状的石材异型制品加工 如，如回转主体雕刻制品加工，平面雕刻加工。这种加工中心的最大优点是一 次装夹可以完成多工序作业，加工质量和加工精度都很高，很适宜加工复杂的 轮廓；缺点是只能单件生产，而且对刀具的技术要求很高。 异型石材加工还有很多非规则的加工方式14： 1.平面异型制品加工设备 用于平面异型制品加工的设备通常配备一个工作平台，供安放和固定工件 用，刀具可沿 X，Y，Z 三个方向运动，刀具轴线也可以摆动一定

24、的角度。常 用的有机械液压仿形设备和数控设备。 （1）仿形加工设备 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 9 平面异型制品的仿形加工是以制品模型为依据进行的一种机械加工方式， 具有输人、输出点坐标关系同步的特性。目前用于石材加工的仿形设备是利用 机械液压等方式经一定的运动关系组合后形成的仿形机构，机械仿形多采用 由平行四边形机构组合而成的形式。模型与工件的比例一般为 1：1。 （2）数控铣磨设备 数控铣床是专门加工非回转体制品的数控加工中心，其功能可以通过选配 不同的部件或装置而增加。如 OMAG95TOP 型数控铣床15，其基本配置是在 活动横梁上安装一个圆柱铣刀动力头，

25、通过控制横梁、刀架的移动和铣刀的旋 转完成平面异型制品的加工；山东大学石材工程技术研究中心研制的 SST 系列 数控异型台面加工设备适于各种异型台面板材内外边沿花线的铣、磨、抛光加 工，通过更换粗细或不同形式的铣磨轮即可完成台面板边缘花线的铣磨工作， 得到所需的各种平面板材制品。 2.曲面异型制品加工设备 加工曲面异型制品的数控设备工作台固定或者是前后平移，刀具相对于工 件做 X，Y，Z 方向进给运动。曲面异型石材制品成型加工形式很多，其中采 用普通的圆锯片或铣磨轮加工的方法是最经济方便的。例如 SSQ 系列数控石 材曲面加工设备16，采用了可靠的三坐标数控系统，刀具轴水平布置，锯片或 磨轮垂

26、直切割。该设备可加工任意曲率、形状的内、外曲面，包括 S，U 形及 圆弧板材等异型制品，尤其适于巨型石材内外曲面的加工。工作时，通过更换 不同型式的刀具，即可完成曲面板材的铣、磨、抛光加工。 3.实体回转面加工设备 加工母线是直线或曲线的回转体类制品的设备至少需要控制四个方向的运 动，即工件的水平回转，动力头部件的 X，Y，Z 方向平移等。这类设备用于 加工罗马柱、扭纹柱、花瓶、栏杆等具有对称中线的柱或球类等产品。对于数 控型设备，锯片和圆柱铣刀这两个动力头可以共用一个运动支承座，也可分开 安装、独立运动，控制维数为 36 个17。 （1）数控车床 数控车床，其刀具只需具备在与回转体旋转轴线同

27、一个平面内有两个呈正 交的运动关系即可。数控车床上一般不需配备激光扫描仿形器，因为一般的回 转体制品，使用设备上安装的图形设计软件即可满足编程需要。 （2）仿形加工设备 回转类工件仿形加工常采用液压仿形机构，液压仿形是将几个液压油缸和 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 10 液压阀组合形成液压仿形油路系统的一种加工方式。液压仿形设备加工过程可 分为两个阶段，即粗加工成型锯片完成；精细加工成型圆柱型铣刀完成。 如意大利 OMAG 公司生产的 ID86 系列卧式液压仿形车床17，这是用于回 转体和圆柱成型、抛光的液压伺服车床，可以加工圆柱、栏杆柱，花瓶等母线 是任意曲线的回

28、转体制品。通过选配不同的动力头或配套机构，该机还可以加 工多棱柱、罗马柱和球类石材制品。该设备加工的工艺过程是：先按照被加工 工件的轮廓形状，在液压仿形系统的控制下，通过锯片将坯料切割成需要的轮 廓形状，然后使用圆柱抛光动力头对工件表面进行精加工，最终可获得所需产 品。 4.立体异型制品、雕刻加工设备 一般来说，立体异型制品、雕刻制品空间造型都比较复杂，对所需加工设 备的要求也很高，多功能数控加工中心是加工这类制品的理想设备。这类设备 可用于楼梯扶手、工艺品、平面雕刻、壁炉、立体人像、动植物等雕刻品。 多功能数控加工中心，通常是指将多个普通数控加工中心的功能集中于一 台设备上，联合为组成式数控

29、加工设备，一般都具有数控铣床、数控车床等设 备的加工功能，用来生产形状比较复杂的立体石材异型制品。它常采用图形编 程和激光模型扫描两种方法，建立制品造型等程序，如意大利某公司生产的数 控加工中心，该设备可通过增加不同的部件或对基本机构附加不同的功能，达 到不同的加工效果。该设备总的控制维数可达到 12 个18，几乎可以加工目前 所有类型的石材异型制品。 1.3 课题的提出及其设计意义课题的提出及其设计意义 我国石材加工设备与工艺的控制水平比较低，石材矿山开采技术落后，开 采和加工技术装备仍需进口，名优品种与高档产品少，尤其表现在石球锯切机 上。烟台星泉机械有限公司研制出了一种石球加工机械，叫数

30、控球面铣 切机，具有，两坐标数控加工功能，可以加工球，柱座，柱帽，圆柱等。 该设备的突出特点，是一机多用，不但可以加工回转体，还可以加工二维坐标 范围内的任意直线曲面。但同时，还注意到该公司生产的这种球铣机采用双立 柱的结构，这样使得其体积很大，占的面积大。在国内一些这方面的企业，也 都采用双立柱结构。因此，计划设计此类石球加工机械，但是采用单立柱的结 构形式，同样采用计算机数控系统，这样一来使得结构更加的紧凑，占的面积 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 11 等也相应的小，所加工石球石柱的最大加工直径为 1500mm；石球的最小加工 直径石柱的最小加工直径 200mm

31、；石柱的最大高度 1500mm。 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 12 第第 2 章章 加工原理及主机整体设计加工原理及主机整体设计 2.1 石球石柱的加工原理石球石柱的加工原理 各种石料石材属于脆性材料，因此不能用加工金属材料的加工方法对其轮 廓进行直接加工，要加工石柱及石球等异形材料，粗加工时用金刚石圆锯片对 荒料进行切割，切割时，用锯片旋转，同时石料也旋转，这样可以加工旋转体， 将石料一层一层锯成片，然后人工方法对剩余的废料从荒料上打下来，这样完 成了粗加工；半精加工不同于粗加工，其加工余量小，可以允许对其进行轮廓 加工，则用磨料对已经成型的石材进行进一步的加工

32、；精加工时是对工件进行 打磨或抛光，得到理想的形状及表面光洁度。以往加工大型石球时，用锯片由 顶部到腰部进行加工，而本次设计加工大型石球时不一次走刀，分两步对荒料 的两个侧面加工，加工完一个侧面，然后调转石球再加工另一侧。 具体粗加工过程如图 21 所示，先确定石料的在工作台上的安放位置及 切削走刀的轨迹（图 21a） ，经过走刀切割以后，形成图 21b 所示的形 状，然后把切割后的薄片打掉，初步完成以后，翻转 90以后（图 21c） ， 用同样的方式加工另外一侧没有加工的表面（图 21d） ，这样，就完成了石 料的粗加工，完成粗加工以后，进行半精加工，这个时候要把粗加工时留下的 切削余量全部

33、去除掉，因为余量较小，所以这个过程可以让石球转动及刀具进 给速度快一些，并且保证刀具在进给一个刀具厚度的时间内，石球应该至少转 动一周，这样才能保证石球被完全切削到，经过一次走刀后，就完成了石球的 半精加工，进行精加工主要是对石球表面进行打磨或者抛光，这样加工以后就 能得到理想的形状了。 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 13 石柱的加工原理也是先对起表面进行切割，形成一层层薄片，然后人工打 图 2-1 石球加工原理图 a) 石料毛坯及切割刀痕b) 加工后打掉薄片 c) 转 90d) 切另一侧 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 14 掉，再进行半

34、精加工，原理和加工石球基本一致。 2.2 机床整体设计机床整体设计 在以往通常使用双立柱石材加工机械，这种机床占地面积大、结构庞大、 浪费材料，且限制了加工大直径石球石柱等缺点，如图 2-2。 654 3 2 1 图 2-2 双立柱石球加工机示意图 1-立柱 2-工作台 3-石料 4-锯片 5-电机 6-横梁 而单立柱石球石柱加工机械，不需要设备基础，任意的车间和场地都可以 安装使用。由于是单立柱，因此占地面积小，设备整体紧凑、调整灵活，加工 品种多，还能实现自动加工，因此本人提出单立柱结构形式，采用如图 2-3 结 构设计。 荒料 2 放在工作台小车 1 上，工作台小车由电动机通过传动装置带动作旋 转运动，同时，锯片 3 安放在机头 4 上，通过带传动驱动，切割荒料。这样可 以减少由于石材荒料对锯片的力直接传动到电动机上，而对电动机不利。机头 4 安放在横梁 5 上由步进电机 9 通过丝杠 6 传动进行 Y 轴左右运动，横梁 5 由 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 15 横梁支架 7 通过连接到立柱 8 上，立柱 8 上安步进电机，并由一个丝杠带动横 梁支架进行 Z 轴上下移动。 图 2-3 机构运动示意图 1-工作台 2-石料 3-锯片 4-电机 5-横梁 6-丝杠 7-横梁支架 8-立柱 9-步进电