- 选题的目的及意义
我选择的课题是设计一台基于SolidWorks的可调式芯棒磨柄机，该设备能够自动、高效、准确地进料及磨削芯棒表面斜槽，很大程度提高了磨削效率和加工精度。具有可调式储料箱、可调式送料装置、可调式磨削系统及整机机架等部件。利用可调式芯棒磨柄机构实现对芯棒的自动化加工，包括对芯棒的传送，磨削，运输等一系类工序。芯棒，通常是将玻璃纤维、树脂等加热后添加其他配料经冷却、定型、拉伸、截断后成型，再在芯棒的表面上要磨削若干斜槽，再进行后续的橡胶注塑成型后使用。目前，芯棒表面斜槽的主要加工方法是通过人工磨削完成，工作效率低，操作危险性高；而且作为芯棒主要组成部分的玻璃纤维和树脂等材料对人体都是有害的，磨削中形成极其细微的碎屑会对人体的皮肤、呼吸道等产生严重伤害。
因此设计一种自动化加工的芯棒磨柄机构就显得非常有必要，它不仅能够大幅度的提高劳动生产率，提高加工精度而且还能减少粉尘等有害物质对工人造成的不可逆伤害。使用可调式磨柄机构来磨削芯棒不仅能降低加工成本实现无人自动化加工，而且还能提高生产安全系数避免生产活动中机器对工人造成的意外伤害。
二、课题的研究现状
国内和国外对基于SolidWorks的可调式芯棒磨柄机的发展还不成熟，其他的相关方面，如基于Solidwoks农机割秧机构，双曲柄机构的发展都已经较为成熟。可调式芯棒磨柄机构是基于砂轮磨削相关技术的发展，目前我国砂轮磨削行业发展很迅猛，推进了可调式磨柄机构的设计和发展。就国内来说，传统的磨削研究不但浪费大量人力、物力,而且延续了砂轮研究开发与生产周期,增加了砂轮产品开发成本,降低了研究效率。如果采用虚拟现实与仿真技术来替代实际的试验工作,可以降低砂轮的制造成本,增加研发单位竞争能力,尤其是金刚石、CBN等成本较高的超硬磨具，东北大学关于基于虚拟现实的陶瓷结合剂CBN砂轮磨削研究取得了较大成果。还有大连理工大学对于微晶刚玉砂轮磨削TC17钛合金试验研究，微晶刚玉砂轮是近年来出现的用于钛合金磨削的新型砂轮,它具有自锐性好、材料黏附少、砂轮寿命长等优点,并且机床适用性好,是未来钛合金磨削砂轮重要发展方向。还有哈尔滨工业大学的关于金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷砂轮磨损的试验研究，由于材料本身物理化学性能的优势，碳化硅已逐渐代替石英玻璃和铍等材料成为太空光学镜片的主要主体材料。由于材料本身硬度较高，金刚石砂轮磨削成为了碳化硅材料的主要加工方式，但是由于碳化硅陶瓷本身的硬脆性能，碳化硅陶瓷在磨削加工中会产生不同程度的磨损，砂轮的磨损不仅仅会影响工件的表面质量，更会影响工件的面形精度。尤其是在大口径光学镜片加工制造过程中，砂轮的每次进给都会出现很大程度的磨损。其中，砂轮的钝化以及各种磨损形式会直接影响到工件的表面质量，如粗糙度值；砂轮的磨损量会直接影响到工件的面形精度，甚至会直接改变加工后的形状。因此对金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷砂轮磨损的试验研究对碳化硅镜片的加工有着十分重要的作用。研究发现，金刚石砂轮磨削后碳化硅陶瓷表面具有明显的划痕现象，且陶瓷表面粗糙度值随砂轮的磨损量具有下降的总体趋势。在本试验中的磨削参数下，碳化硅陶瓷主要以脆性去除的方式进行去除；在确定进给量的磨削方式中，对陶瓷表面的粗糙度值进行测量，得到陶瓷表面粗糙度值与磨损量的关系趋势；使用MATLAB拟合砂轮磨损量与大口径碳化硅面形精度之间的关系，得到两者之间的拟合方程。因此我国砂轮磨削有着悠久的研究历史，取得了十分丰富的研究结果表明我国砂轮研究已经走在了国际前列。丰富的砂轮研究经验使的设计出一台可调式芯棒磨柄机构成为可能。
三 课题研究内容介绍
本课题拟设计一台基于SolidWorks的可调式芯棒磨柄机，该设备能够自动、高效、准确地进料及磨削芯棒表面斜槽，很大程度提高了磨削效率和加工精度。根据磨削效率要求（1500根/h）和磨削精度等指标，设计可调式储料箱、可调式送料装置、可调式磨削系统及整机机架等部件，使用SolidWorks软件进行零件建模和整机装配；使用干涉检查命令验证机器装配的合理性和正确性；完成可调式芯棒磨柄机关键零件的零件图和整机装配图并进行相关标注；使用动画和爆炸图等命令，直观显示芯棒磨削加工过程和整机结构；同时完成电机、油缸和各类传感器的选型、安装和使用。使用可调式芯棒磨柄机进行锤柄芯棒自动化加工，能够大幅度降低人工劳动强度，最重要是能够大幅度减少树脂微粒对于人体的不可逆伤害；同时能够大幅度提高生产效率和加工精度，保证加工质量。还能够减少在人工操作时由于工人的误操作而带来的人生伤害。
具体内容如下：
1、根据锤柄芯棒的结构特点、加工要求、生产效率（1500根/h）和磨削精度等，结合市场上现有产品的基本结构和功能，设计可调式芯棒磨柄机，包括储料箱、送料装置、磨削系统及整机机架等；芯棒磨削机可调部分包括储料箱可调、送料装置可调及磨削参数可调；
2、参照机械设计手册及相关资料，选择合适的储料、进料和磨削方案，并对磨柄机的关键零部件进行设计计算；
