皮帶輸送機滾筒軸的加工工藝分析.doc

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1、 皮帶輸送機 滾筒軸的加工工藝分析 【摘要】 無論是在汽車站、火車站還是在機場，當我們進站時都必須將物品放入傳送帶進行安檢。傳送帶已經在很多領域廣泛應用，皮帶傳送機中的滾筒軸便是我們用機械加工來完成的，經過分析與資料查找，確定了加工滾筒的工藝，大體包括軸的圖紙結構分析、機床選擇、夾具與刀具選用、切削用量參數、制定工藝、軟件模擬仿真加工等。經過指導老師的幫助和自己的努力鉆研，完成了這篇關于皮帶傳送機的滾筒軸的加工工藝分析論文。掌握了有關圖紙分析、刀具參數、機床選

2、用、工藝設計等數控加工知識，為以后工作打下了良好的基礎，爭取未來加工設計出更加完美的產品，為社會做出貢獻。 【關鍵詞】：皮帶；傳送機；滾筒軸加工；加工工藝 目錄 引言 - 1 - 一、滾筒軸的圖紙分析 - 2 - （一）結構分析 - 3 - （二）精度分析 - 3 - （三）材料分析 - 3 - 二、確定毛坯 - 3 - 三、制定工藝 - 3 - （一）擬定加工過程 - 3 - （二）選擇機床 - 4 - （三）夾具 - 4 - （四）刀具 -

3、4 - （五）切削用量 - 5 - 1．切削深度的選擇 - 5 - 2．主軸轉速的選擇 - 5 - 3．進給量的選擇 - 6 - 4．螺紋尺寸的確定 - 6 - （六）制定工藝路線 - 6 - （七）制作工藝卡 - 7 - （八）軟件模擬加工 - 8 - 四、軸數控程序 - 13 - 總結 - 14 - 參考文獻 - 15 - 謝辭 - 16 - 引言 本課題來源于朗奧自動化設備有限公司，在皮帶傳送機中滾筒軸的加工。滾筒軸為細長軸類零件，總長858mm，最大直徑為45mm，因此車細長軸是一種難度較大的加工工藝。選擇怎樣的裝夾方法，

4、選擇正確的機床是加工細長軸類零件的關鍵。本篇論文設計就是詳細介紹了細長軸的加工工藝分析，大體包括零件圖紙分析、確定毛坯、制定工藝與模擬仿真等內容。 通過以滾筒軸零件的加工工藝分析，進一步提高了我們在分析問題能力、解決問題能力、計算機繪圖、工藝卡制定、數控編程、語言組織撰寫等方面有了極大的提高，為我們今后的獨立學習思考奠定了基礎。 在加工分析時，運用到了普車、數車等所學過的加工知識，充分把機械的手動加工與機械的自動加工結合在了一起。加工好一個工件不僅僅只有一種方案，我們需要做的就是找到最佳的方案，按照企業(yè)要求做出我們想要的產品。 本篇畢業(yè)論文由徐忠蘭老師指導，經過多次修改檢查，在整個設計加

5、工與撰寫中遇到了許多問題，但我沒有放棄，在我的刻苦鉆研和老師同學的幫助下，攻克了一個個難關，在不斷的學習中，我又進步了許多，最終完成了這篇畢業(yè)設計。 由于本人水平有限，書中難免存在錯誤或不當之處，敬請廣大讀者批評指正。 一、滾筒軸的圖紙分析 圖1 滾筒軸零件圖 （一）結構分析 滾筒軸零件圖樣如圖1所示，該軸為細長軸，主要有外圓、臺階、溝槽、內螺紋等特征組成。 細長軸在加工時要注意加工方法和裝夾，避免產生鼓形。 （二）精度分析 尺寸外圓直徑為Φ40（0.2，-0.1

6、）、長為36（+0.1，0）、外溝槽直徑為Φ37.6（0，-0.2）、溝槽寬為1.7（+0.14，0） 表面粗糙度兩端外圓粗糙度為Ra1.6，其他加工面粗糙度為Ra3.2 （三）材料分析 加工軸的毛坯材料為45號鋼，一般適用于形狀簡單、尺寸較小、中等韌性零件，如主軸、曲軸、齒輪。這是一種中碳鋼，為優(yōu)質碳素結構用鋼 ,硬度不高易切削加工。 二、確定毛坯 滾筒軸為細長軸類零件，總長858mm，最大直徑為45mm，因此應選毛坯為直徑50mm長865mm的棒料。 三、制定工藝 （一）擬定加工過程 在安排切削加工工序時，一般應遵循一下原則。 1） 基準先行，即先加工基準表面，后加工功能

7、表面。 2） 先主后次，即先加工主要表面，后加工次要表面。 3） 先粗后精，即先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 4） 先面后孔，即先加工平面，后加工孔。 初定加工過程： ①車外圓 ；②切外溝槽；③鉆孔；④攻螺紋，具體見表1。 表1 加工內容 內容 要求 備注 Φ45外圓 外圓直徑為Φ45，長度739 Φ40外圓 外圓直徑為Φ40（0.2，-0.1），長度59.5 Φ37.6溝槽 外溝槽直徑為Φ37.6（0，-0.2），溝槽寬為1.7（+0.14，0） M6-30內螺紋 內螺紋大徑為6 粗糙度 兩端外圓粗糙度為Ra1.6，其他加工面粗糙

8、度為Ra3.2 倒角、去毛刺 未注倒圓角為R0.5 此筒體的主要加工難點為Φ37.6外溝槽、臺階外圓、M6X30的螺紋孔，以及細長軸類零件的加工方法。 （二）選擇機床 因為滾筒軸為細長軸類零件，總長達858mm，最大直徑為45mm，因此應選用CK6152型數控車床，具體參數見如下表2： 表2 機床技術參數 主要技術參數 機床外觀 床身上最大回轉直徑（mm） 520 最大加工長度（mm） 1000 主軸轉速范圍（r/min） 14-1600 主軸孔直徑（mm） 80 刀位置數 6 數控系統(tǒng) KND、FANUC、西門子 （三）夾具 在車

9、床上加工細長軸零件為防止加工誤差變形，保證其加工剛度不變，應選用的夾具為三爪卡盤和跟刀架 跟刀架是車削細長軸極其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工時徑向切削分力的影響，從而減少切削振動和工件變形，但必須注意仔細調整，使跟刀架的中心與機床頂尖中心軸線保持在同一直線上。 （四）刀具 加工中所需要用到的刀具如下表3 表3 道具列表 工序 刀號 刀桿規(guī)格 刀片規(guī)格 加工內容 轉速（r/min） 切深（mm） 進給（mm/r） 加工外圓 T01 SCLCR-2020K09 車削刀片（負）80菱形CNMG.CNGA 粗車左右兩端外圓、臺階 1200 2.5

10、0.25 T02 車削刀片（正）80菱形CCMT.CPGT 精車左右兩端外圓、臺階及倒角 1500 0.5 0.1 加工溝槽 T03 MGEHR2020-3 GMM 1520-MT 割左、右兩端端外溝槽 800 1 0.15 加工孔 T04 鉆中心孔 800 1 0.1 T05 鉆兩端孔 800 2 0.1 加工內螺紋 T06 （五）切削用量 數控機床加工的切削用量包括切削速度Vc(或主軸轉速n)、切削深度ap和進給量f，其選用原則與普通機床基本相似，合理選擇切削用量的原則

11、是：粗加工時，以提高勞動生產率為主，選用較大的切削量；半精加工和精加工時，選用較小的切削量，保證工件的加工質量。 1．切削深度的選擇 粗車外圓,選ap=2.5 mm；精車時，選ap=0.2mm； 2．主軸轉速的選擇 粗車外圓時，主軸轉速n=1200 r/min；精車n=1500r/min；切槽時n=800r/min；鉆孔n=6000r/min。 3．進給量的選擇 粗車時，為了提高切削效率，可選擇較高的進給量，在此粗車外圓時f=0.25mm/r ；精車時為了提高表面質量，進給量應選擇小一點，f=0.1mm/r；切槽時，f=0.15mm/r。 4．螺紋尺寸的確定 軸端有一個

12、M630的普通螺紋，大徑6mm，有效深度30mm，查表知螺距1mm。 （1）攻螺紋底孔直徑的確定 確定底孔直徑的大小要根據工件的材料性質、螺紋直徑的大小來考慮。其方法可通過查表或用下列經驗公式得出。 脆性材料 D底 =D-1.05P 韌性材料 D底 =D-P 式中 D底 ——底孔直徑 （mm）； D——螺紋大徑 （mm）； P——螺距 （mm）。 本零件的材料是45鋼，屬于韌性材料，所以用公式D底 =D-P計算得螺紋底孔直徑為5mm （2）攻螺紋底孔深度的確定 鉆不

13、通孔的螺紋底孔時，由于絲錐的切削部分不能攻出完整的螺紋，所以鉆孔深度至少要等于需要的螺紋深度加上絲錐切削部分是長度，這段長度大約等于螺紋大徑的0.7倍。 即 H鉆=h有效+0.7D 式中 H鉆——鉆孔深度 （mm）； h有效——螺紋孔深度 （mm）； D——螺紋大徑 （mm）。 本零件的底孔深度用公式計算得H鉆=30+0.76=34.2，因此可鉆底孔深度為35mm。 （六）制定工藝路線 （1）備料：直徑50的45#棒料，長865； （2）粗車右端：三爪卡盤夾毛坯左端，車零件右端面至出光；粗車Φ40、Φ45外圓及倒角，車長為

14、430，留0.2精車余量； （3）粗車左端：三爪卡盤夾粗車后的右端，車零件左端面至出光并保證總長度；粗車Φ40、Φ45外圓及倒角，留0.2精車余量； （4）精車左端：精車Φ40、Φ45外圓及倒角，車長為430； （5）割左端外溝槽：外溝槽直徑Φ37.6（0，-0.2），溝槽寬為1.7（+0.14，0）； （6）精車右端：精車Φ40、Φ45外圓及倒角，圖紙尺寸； （7）割右端外溝槽：外溝槽直徑Φ37.6（0，-0.2），溝槽寬為1.7（+0.14，0）； （8）鉆中心孔：軸兩端鉆中心孔； （9）鉆孔：鉆Φ5.0孔，深35，并倒角；

15、（10）攻絲：攻M6的內螺紋，深30。 （7） 制作工藝卡 根據以上分析，工藝卡見表4。 表4 加工軸工藝卡 零件號： 02 工序名稱： 粗車/精車右端外圓 工藝流程卡-工序單 材料：45# 頁碼：1 工序號：02 版本號：0 夾具：三爪卡盤 工位：數控車床 數控程序號：軸-01.NC 刀具及參數設置 刀具號 刀具規(guī)格 加工內容 主軸轉速 進給速度 T01 粗車右端Φ40、Φ45外圓及倒角，車長為430，留0.2精車余量 1200 0.25 T01 粗車左端、并保證總長車零件左端面至出光并保證總長度；粗車Φ

16、40、Φ45外圓及倒角，留0.2精車余量 1200 0.25 T02 精車 1500 0.1 T03 刀寬1.7mm 外溝槽直徑Φ37.6溝槽寬為1.7 800 0.15 T04 鉆中心孔 400 0.1 T05 鉆Φ5.0孔，深35，并倒角 600 0.1 T06 攻M6的內螺紋，深30 手動攻絲 更改號 更改內容 批準 日期 擬制： 日期： 審核： 日期： 批準： 日期： （8） 軟件模擬加工 采用斯沃數控仿真軟件，根據輸入的程序進行模擬真實的加工，這樣可以防止在實際加工中因為程序錯誤而

17、導致工件、刀具損壞。 1.設置毛坯 在工件操作中設置毛坯，選擇棒料，輸入工件直徑大小與長度并選擇毛坯材料。見圖2所示： 圖2 設置零件的毛坯 2. 外圓對刀 手動操作機床，分別對棒料外圓與端面進行對刀，并將數據輸入數控機床，見圖3： 圖3 外圓對刀 3. 車外圓臺階 刀具回參考點后，關閉艙門，打開自動按鈕，進行車削加工。見圖4： 圖4 車外圓臺階 4. 對切槽刀 手動操作機床，分別對棒料外圓與端面進行切槽刀的對刀，并將數據輸入數控機床，見圖5： 圖5 對切槽刀 5. 切外溝槽 刀具回參考點后，關閉艙門，打開自動按鈕，進行切槽加工。見圖6：

18、 圖6 切外溝槽 6. 鉆螺紋底孔 用Φ5的磚頭，鉆螺紋底孔。見圖7： 圖7 鉆螺紋底孔 7. 攻絲 用絲錐和扳手攻M6的螺紋。見圖8： 圖8 攻絲 （九）手動攻絲 1.劃線，打底孔深35mm。 2.在螺紋底孔的孔口倒角，倒角處直徑可略大于螺紋大徑，這樣可使絲錐開始切削時容易切入，并可防止孔口出現擠壓出的凸邊。 3.M6的頭錐起攻，起攻時，可用一只手的手掌按住鉸杠中部，沿絲錐軸線用力加壓，另一只手配合作順向旋進；或兩手握住鉸杠兩端均勻施加壓力，并將絲錐順向旋進，保證絲錐中心線與孔中心線重合，不致歪斜。在絲錐攻入1—2圈后，應及時從前后、左右兩個方

19、向用直角尺進行檢查，并不斷校正至要求。 4.當絲錐的切削部分全部進入工件時就不需要再施加壓力，而只靠絲錐作自然旋進切削。此時，兩手旋進用力要均勻，并要經常倒轉1/4—1/2圈，使切屑碎斷后容易排出，必要時加入潤滑油進行切削，避免因切屑阻塞而使絲錐卡住。 5.攻螺紋時，必須以頭攻、二攻順序切削至尺寸M6。 6.該M630的螺紋孔是不通孔，可在絲錐上做好深度標記，并要經常推出絲錐，清理留在孔內的切屑，否則會因切屑堵塞而使絲錐折斷或攻螺紋達不到深度要求。當工件不便倒向進行清屑時，可用彎曲的小管子吹出切屑，或用磁性針棒吸出。 四、軸數控程序 手動編程程序如下： O0001 N10 T01

20、01; （選1號刀粗車外圓） N20 M03 S1200 F0.25; N30 G00 X52 Z2; N40 G71 U1 R1.5; N50 G71 P60 Q110 U0.5; N60 G0 X39; N70 G01 Z0; N80 G01 X40 Z-0.5; N90 G01 Z-59.5; N100 G01 X45; N110 Z-430; N120 G0 X100; N130 G0 Y100; N140 M00; N150 T0202; （選2號刀精車外圓） N160 M03 S1500 F0.1; N170 GO X52 Z2; N180 G70

21、 P60 Q110; N190 G00 X100 Z100; N200 MOO; N210 T0303 （選3號刀切外溝槽） N220 M03 S800 F0.15; N230 G0 X42 Z2; N240 Z-23.5; N250 G01 X37.6; N260 X42; N270 Z-23.3; N280 G01 X37.6; N290 X42; N300 G0 X100 Z100; N310 G28 U0 W0; N320 M05; M330 M30; %

22、 總結 寫完這篇畢業(yè)設計意味著我的大學三年生活即將畫上句號，本著理論與實踐相結合的教育理念，大一、大二我在學校學習課本理論知識，關于數控技術有了深刻的了解，每個暑假和寒假我都會找個數控加工的企業(yè)去打工，學習了許多在實際生產過程中遇到的問題和解決方案。大三學年開始進入企業(yè)實習，為真正步入社會做最后的準備，從找工作開始我學會了該如何做好自己的個人簡歷與一些面試的技巧，自己想要什么，想做什么這個目標一定要很明確，不能盲目隨隨便便，這對今后長期的工作生活來說找一個自己感興趣的工作十分重要。在這次綜合實踐的過程中，我進步了很多，能將我們所學

23、知識運用到實踐中，并在實踐中不斷地發(fā)現。將實踐與書本知識充分結合。 通過寫一篇好的畢業(yè)設計，將我們對一個事物是所思所想寫下來，可以充分體現出我們的獨立能力與解決問題的能力。無論是在專業(yè)技術應用能力，綜合運用知識能力，設計、繪圖及計算機應用能力，實際動手操作能力，獨立工作能力，創(chuàng)新能力，論文撰寫能力以及邏輯思維能力及語言表達能力等等諸方面都接受了考驗，獲得了提高。每一次總結都會給我們的人生增添一點經驗，這是無價是財富。 畢業(yè)設計是對我們整個大學生活的總結，學到了什么，得到了什么，留下什么，給我們的大學畫上一個圓滿的句號。相信這一定是我們每個人最美好的回憶，踏入工作后我們也應將更加努力，為自己

24、、為家人、為社會做出自己的一份貢獻，實現我們的人生價值。 參考文獻 ［1］同濟大學，上海交通大學等院校編. 機械制圖. 高等教育出版社，1997 ［2］張權明. 機床夾具設計. 科學出版社，2006.6 ［3］羅春華. 數控加工工藝. 北京理工大學出版社，2007.8 ［4］錢東東. 實用數控編程與操作. 北京大學出版社，2007.12 ［5］熊越東 徐忠蘭. 機械零件的手動加工. 機械工業(yè)出版社. 2013.9 - 16 -