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1、 皮帶輸送機(jī) 滾筒軸的加工工藝分析 【摘要】 無(wú)論是在汽車(chē)站、火車(chē)站還是在機(jī)場(chǎng)，當(dāng)我們進(jìn)站時(shí)都必須將物品放入傳送帶進(jìn)行安檢。傳送帶已經(jīng)在很多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，皮帶傳送機(jī)中的滾筒軸便是我們用機(jī)械加工來(lái)完成的，經(jīng)過(guò)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(jié)構(gòu)分析、機(jī)床選擇、夾具與刀具選用、切削用量參數(shù)、制定工藝、軟件模擬仿真加工等。經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的幫助和自己的努力鉆研，完成了這篇關(guān)于皮帶傳送機(jī)的滾筒軸的加工工藝分析論文。掌握了有關(guān)圖紙分析、刀具參數(shù)、機(jī)床選

2、用、工藝設(shè)計(jì)等數(shù)控加工知識(shí)，為以后工作打下了良好的基礎(chǔ)，爭(zhēng)取未來(lái)加工設(shè)計(jì)出更加完美的產(chǎn)品，為社會(huì)做出貢獻(xiàn)。 【關(guān)鍵詞】：皮帶；傳送機(jī)；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(jié)構(gòu)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(guò)程 - 3 - （二）選擇機(jī)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(zhuǎn)速的選擇 - 5 - 3．進(jìn)給量的選擇 - 6 - 4．螺紋尺寸的確定 - 6 - （六）制定工藝路線(xiàn) - 6 - （七）制作工藝卡 - 7 - （八）軟件模擬加工 - 8 - 四、軸數(shù)控程序 - 13 - 總結(jié) - 14 - 參考文獻(xiàn) - 15 - 謝辭 - 16 - 引言 本課題來(lái)源于朗奧自動(dòng)化設(shè)備有限公司，在皮帶傳送機(jī)中滾筒軸的加工。滾筒軸為細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件，總長(zhǎng)858mm，最大直徑為45mm，因此車(chē)細(xì)長(zhǎng)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(jī)床是加工細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件的關(guān)鍵。本篇論文設(shè)計(jì)就是詳細(xì)介紹了細(xì)長(zhǎng)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(nèi)容。 通過(guò)以滾筒軸零件的加工工藝分析，進(jìn)一步提高了我們?cè)诜治鰡?wèn)題能力、解決問(wèn)題能力、計(jì)算機(jī)繪圖、工藝卡制定、數(shù)控編程、語(yǔ)言組織撰寫(xiě)等方面有了極大的提高，為我們今后的獨(dú)立學(xué)習(xí)思考奠定了基礎(chǔ)。 在加工分析時(shí)，運(yùn)用到了普車(chē)、數(shù)車(chē)等所學(xué)過(guò)的加工知識(shí)，充分把機(jī)械的手動(dòng)加工與機(jī)械的自動(dòng)加工結(jié)合在了一起。加工好一個(gè)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(chǎn)品。 本篇畢業(yè)論文由徐忠蘭老師指導(dǎo)，經(jīng)過(guò)多次修改檢查，在整個(gè)設(shè)計(jì)加

5、工與撰寫(xiě)中遇到了許多問(wèn)題，但我沒(méi)有放棄，在我的刻苦鉆研和老師同學(xué)的幫助下，攻克了一個(gè)個(gè)難關(guān)，在不斷的學(xué)習(xí)中，我又進(jìn)步了許多，最終完成了這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。 由于本人水平有限，書(shū)中難免存在錯(cuò)誤或不當(dāng)之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。 一、滾筒軸的圖紙分析 圖1 滾筒軸零件圖 （一）結(jié)構(gòu)分析 滾筒軸零件圖樣如圖1所示，該軸為細(xì)長(zhǎng)軸，主要有外圓、臺(tái)階、溝槽、內(nèi)螺紋等特征組成。 細(xì)長(zhǎng)軸在加工時(shí)要注意加工方法和裝夾，避免產(chǎn)生鼓形。 （二）精度分析 尺寸外圓直徑為Φ40（0.2，-0.1

6、）、長(zhǎng)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(hào)鋼，一般適用于形狀簡(jiǎn)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(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼 ,硬度不高易切削加工。 二、確定毛坯 滾筒軸為細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件，總長(zhǎng)858mm，最大直徑為45mm，因此應(yīng)選毛坯為直徑50mm長(zhǎng)865mm的棒料。 三、制定工藝 （一）擬定加工過(guò)程 在安排切削加工工序時(shí)，一般應(yīng)遵循一下原則。 1） 基準(zhǔn)先行，即先加工基準(zhǔn)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(guò)程： ①車(chē)外圓 ；②切外溝槽；③鉆孔；④攻螺紋，具體見(jiàn)表1。 表1 加工內(nèi)容 內(nèi)容 要求 備注 Φ45外圓 外圓直徑為Φ45，長(zhǎng)度739 Φ40外圓 外圓直徑為Φ40（0.2，-0.1），長(zhǎng)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(nèi)螺紋 內(nèi)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(diǎn)為Φ37.6外溝槽、臺(tái)階外圓、M6X30的螺紋孔，以及細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件的加工方法。 （二）選擇機(jī)床 因?yàn)闈L筒軸為細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件，總長(zhǎng)達(dá)858mm，最大直徑為45mm，因此應(yīng)選用CK6152型數(shù)控車(chē)床，具體參數(shù)見(jiàn)如下表2： 表2 機(jī)床技術(shù)參數(shù) 主要技術(shù)參數(shù) 機(jī)床外觀(guān) 床身上最大回轉(zhuǎn)直徑（mm） 520 最大加工長(zhǎng)度（mm） 1000 主軸轉(zhuǎn)速范圍（r/min） 14-1600 主軸孔直徑（mm） 80 刀位置數(shù) 6 數(shù)控系統(tǒng) KND、FANUC、西門(mén)子 （三）夾具 在車(chē)

9、床上加工細(xì)長(zhǎng)軸零件為防止加工誤差變形，保證其加工剛度不變，應(yīng)選用的夾具為三爪卡盤(pán)和跟刀架 跟刀架是車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸極其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工時(shí)徑向切削分力的影響，從而減少切削振動(dòng)和工件變形，但必須注意仔細(xì)調(diào)整，使跟刀架的中心與機(jī)床頂尖中心軸線(xiàn)保持在同一直線(xiàn)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(hào) 刀桿規(guī)格 刀片規(guī)格 加工內(nèi)容 轉(zhuǎn)速（r/min） 切深（mm） 進(jìn)給（mm/r） 加工外圓 T01 SCLCR-2020K09 車(chē)削刀片（負(fù)）80菱形CNMG.CNGA 粗車(chē)左右兩端外圓、臺(tái)階 1200 2.5

10、0.25 T02 車(chē)削刀片（正）80菱形CCMT.CPGT 精車(chē)左右兩端外圓、臺(tái)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(nèi)螺紋 T06 （五）切削用量 數(shù)控機(jī)床加工的切削用量包括切削速度Vc(或主軸轉(zhuǎn)速n)、切削深度ap和進(jìn)給量f，其選用原則與普通機(jī)床基本相似，合理選擇切削用量的原則

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

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(jù)工件的材料性質(zhì)、螺紋直徑的大小來(lái)考慮。其方法可通過(guò)查表或用下列經(jīng)驗(yàn)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(jì)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(shí)，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(zhǎng)度，這段長(zhǎng)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(jì)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(xiàn) （1）備料：直徑50的45#棒料，長(zhǎng)865； （2）粗車(chē)右端：三爪卡盤(pán)夾毛坯左端，車(chē)零件右端面至出光；粗車(chē)Φ40、Φ45外圓及倒角，車(chē)長(zhǎng)為

14、430，留0.2精車(chē)余量； （3）粗車(chē)左端：三爪卡盤(pán)夾粗車(chē)后的右端，車(chē)零件左端面至出光并保證總長(zhǎng)度；粗車(chē)Φ40、Φ45外圓及倒角，留0.2精車(chē)余量； （4）精車(chē)左端：精車(chē)Φ40、Φ45外圓及倒角，車(chē)長(zhǎng)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(chē)右端：精車(chē)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(nèi)螺紋，深30。 （7） 制作工藝卡 根據(jù)以上分析，工藝卡見(jiàn)表4。 表4 加工軸工藝卡 零件號(hào)： 02 工序名稱(chēng)： 粗車(chē)/精車(chē)右端外圓 工藝流程卡-工序單 材料：45# 頁(yè)碼：1 工序號(hào)：02 版本號(hào)：0 夾具：三爪卡盤(pán) 工位：數(shù)控車(chē)床 數(shù)控程序號(hào)：軸-01.NC 刀具及參數(shù)設(shè)置 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 加工內(nèi)容 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 T01 粗車(chē)右端Φ40、Φ45外圓及倒角，車(chē)長(zhǎng)為430，留0.2精車(chē)余量 1200 0.25 T01 粗車(chē)左端、并保證總長(zhǎng)車(chē)零件左端面至出光并保證總長(zhǎng)度；粗車(chē)Φ

16、40、Φ45外圓及倒角，留0.2精車(chē)余量 1200 0.25 T02 精車(chē) 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(nèi)螺紋，深30 手動(dòng)攻絲 更改號(hào) 更改內(nèi)容 批準(zhǔn) 日期 擬制： 日期： 審核： 日期： 批準(zhǔn)： 日期： （8） 軟件模擬加工 采用斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件，根據(jù)輸入的程序進(jìn)行模擬真實(shí)的加工，這樣可以防止在實(shí)際加工中因?yàn)槌绦蝈e(cuò)誤而

17、導(dǎo)致工件、刀具損壞。 1.設(shè)置毛坯 在工件操作中設(shè)置毛坯，選擇棒料，輸入工件直徑大小與長(zhǎng)度并選擇毛坯材料。見(jiàn)圖2所示： 圖2 設(shè)置零件的毛坯 2. 外圓對(duì)刀 手動(dòng)操作機(jī)床，分別對(duì)棒料外圓與端面進(jìn)行對(duì)刀，并將數(shù)據(jù)輸入數(shù)控機(jī)床，見(jiàn)圖3： 圖3 外圓對(duì)刀 3. 車(chē)外圓臺(tái)階 刀具回參考點(diǎn)后，關(guān)閉艙門(mén)，打開(kāi)自動(dòng)按鈕，進(jìn)行車(chē)削加工。見(jiàn)圖4： 圖4 車(chē)外圓臺(tái)階 4. 對(duì)切槽刀 手動(dòng)操作機(jī)床，分別對(duì)棒料外圓與端面進(jìn)行切槽刀的對(duì)刀，并將數(shù)據(jù)輸入數(shù)控機(jī)床，見(jiàn)圖5： 圖5 對(duì)切槽刀 5. 切外溝槽 刀具回參考點(diǎn)后，關(guān)閉艙門(mén)，打開(kāi)自動(dòng)按鈕，進(jìn)行切槽加工。見(jiàn)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(jiàn)圖7： 圖7 鉆螺紋底孔 7. 攻絲 用絲錐和扳手攻M6的螺紋。見(jiàn)圖8： 圖8 攻絲 （九）手動(dòng)攻絲 1.劃線(xiàn)，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(kāi)始切削時(shí)容易切入，并可防止孔口出現(xiàn)擠壓出的凸邊。 3.M6的頭錐起攻，起攻時(shí)，可用一只手的手掌按住鉸杠中部，沿絲錐軸線(xiàn)用力加壓，另一只手配合作順向旋進(jìn)；或兩手握住鉸杠兩端均勻施加壓力，并將絲錐順向旋進(jìn)，保證絲錐中心線(xiàn)與孔中心線(xiàn)重合，不致歪斜。在絲錐攻入1—2圈后，應(yīng)及時(shí)從前后、左右兩個(gè)方

19、向用直角尺進(jìn)行檢查，并不斷校正至要求。 4.當(dāng)絲錐的切削部分全部進(jìn)入工件時(shí)就不需要再施加壓力，而只靠絲錐作自然旋進(jìn)切削。此時(shí)，兩手旋進(jìn)用力要均勻，并要經(jīng)常倒轉(zhuǎn)1/4—1/2圈，使切屑碎斷后容易排出，必要時(shí)加入潤(rùn)滑油進(jìn)行切削，避免因切屑阻塞而使絲錐卡住。 5.攻螺紋時(shí)，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(biāo)記，并要經(jīng)常推出絲錐，清理留在孔內(nèi)的切屑，否則會(huì)因切屑堵塞而使絲錐折斷或攻螺紋達(dá)不到深度要求。當(dāng)工件不便倒向進(jìn)行清屑時(shí)，可用彎曲的小管子吹出切屑，或用磁性針棒吸出。 四、軸數(shù)控程序 手動(dòng)編程程序如下： O0001 N10 T01

20、01; （選1號(hào)刀粗車(chē)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(hào)刀精車(chē)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(hào)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(jié) 寫(xiě)完這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)意味著我的大學(xué)三年生活即將畫(huà)上句號(hào)，本著理論與實(shí)踐相結(jié)合的教育理念，大一、大二我在學(xué)校學(xué)習(xí)課本理論知識(shí)，關(guān)于數(shù)控技術(shù)有了深刻的了解，每個(gè)暑假和寒假我都會(huì)找個(gè)數(shù)控加工的企業(yè)去打工，學(xué)習(xí)了許多在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方案。大三學(xué)年開(kāi)始進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)，為真正步入社會(huì)做最后的準(zhǔn)備，從找工作開(kāi)始我學(xué)會(huì)了該如何做好自己的個(gè)人簡(jiǎn)歷與一些面試的技巧，自己想要什么，想做什么這個(gè)目標(biāo)一定要很明確，不能盲目隨隨便便，這對(duì)今后長(zhǎng)期的工作生活來(lái)說(shuō)找一個(gè)自己感興趣的工作十分重要。在這次綜合實(shí)踐的過(guò)程中，我進(jìn)步了很多，能將我們所學(xué)

23、知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，并在實(shí)踐中不斷地發(fā)現(xiàn)。將實(shí)踐與書(shū)本知識(shí)充分結(jié)合。 通過(guò)寫(xiě)一篇好的畢業(yè)設(shè)計(jì)，將我們對(duì)一個(gè)事物是所思所想寫(xiě)下來(lái)，可以充分體現(xiàn)出我們的獨(dú)立能力與解決問(wèn)題的能力。無(wú)論是在專(zhuān)業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力，綜合運(yùn)用知識(shí)能力，設(shè)計(jì)、繪圖及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，實(shí)際動(dòng)手操作能力，獨(dú)立工作能力，創(chuàng)新能力，論文撰寫(xiě)能力以及邏輯思維能力及語(yǔ)言表達(dá)能力等等諸方面都接受了考驗(yàn)，獲得了提高。每一次總結(jié)都會(huì)給我們的人生增添一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，這是無(wú)價(jià)是財(cái)富。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們整個(gè)大學(xué)生活的總結(jié)，學(xué)到了什么，得到了什么，留下什么，給我們的大學(xué)畫(huà)上一個(gè)圓滿(mǎn)的句號(hào)。相信這一定是我們每個(gè)人最美好的回憶，踏入工作后我們也應(yīng)將更加努力，為自己

24、、為家人、為社會(huì)做出自己的一份貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)我們的人生價(jià)值。 參考文獻(xiàn) ［1］同濟(jì)大學(xué)，上海交通大學(xué)等院校編. 機(jī)械制圖. 高等教育出版社，1997 ［2］張權(quán)明. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì). 科學(xué)出版社，2006.6 ［3］羅春華. 數(shù)控加工工藝. 北京理工大學(xué)出版社，2007.8 ［4］錢(qián)東東. 實(shí)用數(shù)控編程與操作. 北京大學(xué)出版社，2007.12 ［5］熊越東 徐忠蘭. 機(jī)械零件的手動(dòng)加工. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2013.9 - 16 -