一种高速研磨抛光机设计-工作台、床身设计
摘要：研磨抛光（Grinding and polishing）机是工件表面光饰的专用设备，较常用于工件的表面研磨抛光处理。一般用细磨石进行研磨处理。当一个表面被放大数千倍且未被研磨的时候，它通常看起来像山丘或山谷，但通过反复研磨，这些山丘或山谷会被磨削掉，直到它们变平或者是变成小山丘。最近几年随着国家实力的增强，国内芯片需求也随之加大，芯片的原材料硅片就需要研磨抛光加工，因此精密磨削就变得极为重要，事关我国能否做出属于我们自己的芯片。
一个兼具研磨和抛光功能的机床，是根据现代研磨工艺设计的高速研磨抛光机。在操作过程中，产品工件与研磨料进行摩擦，进而达到倒角，去毛刺、去氧化皮、抛光的效果。这是一个以交流电动机为动力源，同步带传动的研磨机床。机床抛光工件范围为是Φ20-Φ50mm，Ra0.025为可达到的加工粗糙度，可以作为光整加工阶段用来处理工件表面的最后一道工序。加工效率相对于上一代也提高了很多能达到20片/时，抛光纹路也更加规整。
关键词 ： 研 磨 抛 光 机 ;同 步 带 传 动 ;高 速 研 磨 抛 光
Abstract:Grinding and polishing machine is a special equipment for surface finishing of workpiece, which is more used for grinding and polishing of workpiece surface. Grinding makes use of abrasives coated or pressed on the tool to finish the machined surface by relative movement between the tool and the workpiece under a certain pressure. Fine grindstone is generally used for grinding treatment. Polishing is a kind of one-step flatness after grinding. It refers to the method of making use of mechanical, chemical or electrochemical action to reduce the roughness of workpiece surface to obtain a bright and smooth surface. When a surface has not been ground to magnify thousands of times, it works Often looks like hills or valleys. By grinding over and over again, these hills or valleys are ground off until they become flat or small. In recent years, domestic chip demand is huge, the chip raw material silicon wafer needs grinding and polishing, so precision grinding is extremely important, it is relatto whether our country can make our own chip.
A machine tool with both grinding and polishing functions is a high-speed polishing machine designed according to modern grinding technology. In the operation process, the product workpiece and abrasive friction, and then achieve chamfering, deburring, de-oxide, polishing effect. This is an AC motor as the power source, synchronous belt drive grinding machine. The polishing range of this machine tool is Φ 20-Φ 50 mm, and the machining roughness can be reached to Ra0.025, as the final process of finishing the surface of the workpiece. The processing efficiency is also improved by more than 20 pieces per hour compared with the previous generation, and the polishing pattern is more regular. Whole.
Key words: grinding polishing machine, same-step belt driving, high-speed grinding polishing
目录
摘要 1
Abstract. 1
一、 绪 论 4
1.1 研磨机概念、研究现状及发展 4
1.2 国内外研究情况 4
1.3 研究目的和意义 5
二、研磨机机械设计 6
2.1 电机的选择 6
2.2 同步带的概述及计算 8
2.2.1 同步带简介 8
2.2.2 同步带的特点 9
2.2.3 同步带传动的主要失效形式 9
2.2.4 同步带传动的设计准则 11
三、设计与校核 18
3.1 轴的设计校核 18
3.2 键的校核 19
3.3 轴承的选择 19
四、张紧机构 24
4.1 张紧机构的设计 24
五、研磨与抛光的主要工艺因素 26
5.1 工艺因素和工艺因素的选择原则 26
5.2 研磨盘和抛光盘 27
5.3 磨粒 30
5.4 加工液 30
5.5 工艺参数 30
六、经济技术可行性分析 31
设计心得 32
致谢 33
参考文献 34
一、 绪 论
1.1 研磨机概念、研究现状及发展
研磨机床（Grinding machine）是一种利用研磨工具研磨待加工工件，以获得所需工件的标准形状、尺寸及精密的加工面的一种实用机床。磨床的加工运动即为研磨，研磨工件在机械加工中特别是重要，切削刀具的磨削锋利和机械零件的精准制造都要借助研磨机，研磨工件也是精密加制造工的一部分。
高速研磨是研磨工作中最常用的磨削工件加工运动，主要是机械驱动砂轮（grinding wheel）进行磨削，少部分使用工业砂布、工业油石等其他研磨工具和磨料进行制造加工。磨床还能加工淬火钢、工业硬质合金等硬度比较高的材质，还可以加工玻璃、花岗岩石等脆硬度比较高的原料。
研磨抛光是工件表面处理中重要的一步，工件表面的粗糙度要求会越来越低。在我国未来的工业转型中，将由低端制造业转为中高端制造业，各类工业产品的精度会越来越高。设计的高速研磨抛光机床可作为研磨抛光，精度合适，加工效率也很高，体积小，占地面积小，节约工厂的空间，成本相对较低，比较适合国内市场。
1.2 国内外研究情况
“十一五”“十二五”两个五年计划，我国数控机床企业通过发达国家先进机床企业的并购，使企业整体水平大大提高，但在一些高尖技术领域上，比如高精尖军工制造业上，由于我国工业起步晚，在这一方面还是有所差距。所以要瞄准产业的核心薄弱环节，努力提高自主创新能力，提高自身实力等，以确保产业的安全以及发展。跟随党的脚步，脚踏实地，向前看，努力提高自身实力。
目前一般业界常用的研磨加工方法如人工研抛、化学机械研磨、电解抛光、流体研磨等等，但上述这些研抛方法亦会受到加工形状与加工材质的限制，而有些加工方法甚至会产生有毒物质，进而污染环境等不良现象。因此发展不受工件形状与加工材质限制、又能有效减少环境的污染的创新型研磨抛光方式，是提搞高端产业进步的主要立足点。利用电磁力研磨加工本身带有优秀的研抛效果，而且现在技术已经相当成熟，它的方法主要式利用磁场进而带动有磁性的磨料对工件加工表面施加一定的工作力，然后实现研磨抛光的新式加工的技术，理论上只要使用的磁性磨粒半径足够小，是可以对特别精密的零件实现研磨抛光的，而且磁力是一种无视距离的力，因而利用磁力实现研磨不会受传统意义上的研磨装备的影响，适用的加工工件形状也较为广范。而利用磁力研磨工件加工的技术最早是由苏联的优秀工程师在上世纪四十年代提出来的，在这以后亚洲日本、欧洲德国、东欧保加利亚等多个国家的研究学者相继投入研究，之后经历多个十年的潜心研究，利用磁力研磨工件的技术已经从实验室发展到如今的工厂实用阶段。目前磁力研磨广泛应用如洁净管、真空 管、高压气体容器等零件的内缘研磨抛光 。而机械零件则是以轴承、油压圆筒零 件之外圆及表面的圆筒研磨抛光。以及 齿轮等比较不规则、复杂形状的零件等，都 可利用磁力研磨抛光的方法来对工件进行 研磨抛光加工。
发展至今的磁力研磨加工已具研抛至 镜面之能力，并且被应用到内圆、外圆、平面、曲面、滚珠螺杆及复杂外型轮廓等。而 磁力研磨在进行加工程序时容易被控制，其 中对零件表面最后之精加工的稳定性、准确 性、完整性良好。
1.3 研究目的和意义
自工业革命以来，制造业逐渐进入机械化、自动化甚至智能化。磨床在现代工业制造中具有不可替代的意义，它的不可替代性决定了我们必须无间断的研究研磨抛光的新技术以此来适应不断革新的生产方式。中国未来要实现工业4.0，实现制造业的转型，研磨机是必不可缺少的一环。而且CMP是现在半导体行业最主要的表面处理方法，关乎我国芯片产业的未来。
未来我国工业转型，由低端制造业转为中高端制造业,各类工业产品的精度会越来越高。这次设计的高速研磨机床可以作为薄片磨削，精度合适，加工效率也很高，体积很小占地面积小节约工厂空间，集约化生，成本相对较低比较适合国内市场。
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