毕业设计皮带输送机滚筒轴的加工工艺分析

皮带输送机滚筒轴的加工工艺分析【摘要】无论是在汽车站、火车站还是在机场，当我们进站时都必须将物品放入传送带进行安检。传送带已经在很多领域广泛应用，皮带传送机中的滚筒轴便是我们用机械加工来完成的，经过分析与资料查找，确定了加工滚筒的工艺，大体包括轴的图纸结构分析、机床选择、夹具与刀具选用、切削用量参数、制定工艺、软件模拟仿真加工等。经过指导老师的帮助和自己的努力钻研，完成了这篇关于皮带传送机的滚筒轴的加工工艺分析论文。掌握了有关图纸分析、刀具参数、机床选用、工艺设计等数控加工知识，为以后工作打下了良好的基础，争取未来加工设计出更加完美的产品，为社会做出贡献。【关键词】：皮带；传送机；滚筒轴加工；加工工艺目录引言 .- 1 -一、滚筒轴的图纸分析 .- 2 -（一）结构分析 .- 3 -（二）精度分析 .- 3 -（三）材料分析 .- 3 -二、确定毛坯 .- 3 -三、制定工艺 .- 3 -（一）拟定加工过程 .- 3 -（二）选择机床 .- 4 -（三）夹具 .- 4 -（四）刀具 .- 4 -（五）切削用量 .- 5 -1切削深度的选择 .- 5 -2主轴转速的选择 .- 5 -3进给量的选择 .- 6 -4螺纹尺寸的确定 .- 6 -（六）制定工艺路线 .- 6 -（七）制作工艺卡 .- 7 -（八）软件模拟加工 .- 8 -四、轴数控程序 .- 13 -总结 .- 14 -参考文献 .- 15 -谢辞 .- 16 - 1 -引言本课题来源于朗奥自动化设备有限公司，在皮带传送机中滚筒轴的加工。滚筒轴为细长轴类零件，总长 858mm，最大直径为 45mm，因此车细长轴是一种难度较大的加工工艺。选择怎样的装夹方法，选择正确的机床是加工细长轴类零件的关键。本篇论文设计就是详细介绍了细长轴的加工工艺分析，大体包括零件图纸分析、确定毛坯、制定工艺与模拟仿真等内容。通过以滚筒轴零件的加工工艺分析，进一步提高了我们在分析问题能力、解决问题能力、计算机绘图、工艺卡制定、数控编程、语言组织撰写等方面有了极大的提高，为我们今后的独立学习思考奠定了基础。在加工分析时，运用到了普车、数车等所学过的加工知识，充分把机械的手动加工与机械的自动加工结合在了一起。加工好一个工件不仅仅只有一种方案，我们需要做的就是找到最佳的方案，按照企业要求做出我们想要的产品。本篇毕业论文由徐忠兰老师指导，经过多次修改检查，在整个设计加工与撰写中遇到了许多问题，但我没有放弃，在我的刻苦钻研和老师同学的帮助下，攻克了一个个难关，在不断的学习中，我又进步了许多，最终完成了这篇毕业设计。由于本人水平有限，书中难免存在错误或不当之处，敬请广大读者批评指正。- 2 -一、滚筒轴的图纸分析图 1 滚筒轴零件图- 3 -（一）结构分析滚筒轴零件图样如图 1 所示，该轴为细长轴，主要有外圆、台阶、沟槽、内螺纹等特征组成。细长轴在加工时要注意加工方法和装夹，避免产生鼓形。（二）精度分析尺寸外圆直径为 40（0.2，-0.1） 、长为 36（+0.1，0） 、外沟槽直径为37.6（0，-0.2） 、沟槽宽为 1.7（+0.14，0）表面粗糙度两端外圆粗糙度为 Ra1.6，其他加工面粗糙度为 Ra3.2（三）材料分析加工轴的毛坯材料为 45 号钢，一般适用于形状简单、尺寸较小、中等韧性零件，如主轴、曲轴、齿轮。这是一种中碳钢，为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工。二、确定毛坯滚筒轴为细长轴类零件，总长 858mm，最大直径为 45mm，因此应选毛坯为直径50mm 长 865mm 的棒料。三、制定工艺（一）拟定加工过程在安排切削加工工序时，一般应遵循一下原则。1）基准先行，即先加工基准表面，后加工功能表面。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。初定加工过程：车外圆 ；切外沟槽；钻孔；攻螺纹，具体见表 1。表 1 加工内容内容 要求 备注45 外圆 外圆直径为 45，长度 73940 外圆 外圆直径为 40（0.2，-0.1） ，长度 59.537.6 沟槽 外沟槽直径为 37.6（0，-0.2） ，沟槽宽为1.7（+0.14，0）M6-30 内螺纹 内螺纹大径为 6粗糙度 两端外圆粗糙度为 Ra1.6，其他加工面粗糙度为 Ra3.2倒角、去毛刺 未注倒圆角为 R0.5此筒体的主要加工难点为 37.6 外沟槽、台阶外圆、M6X30 的螺纹孔，以及细长- 4 -轴类零件的加工方法。（二）选择机床因为滚筒轴为细长轴类零件，总长达 858mm，最大直径为 45mm，因此应选用CK6152 型数控车床，具体参数见如下表 2：表 2 机床技术参数主要技术参数 机床外观床身上最大回转直径（mm） 520最大加工长度（mm） 1000主轴转速范围（r/min） 14-1600主轴孔直径（mm） 80刀位置数 6数控系统 KND、FANUC、西门子（三）夹具在车床上加工细长轴零件为防止加工误差变形，保证其加工刚度不变，应选用的夹具为三爪卡盘和跟刀架跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响，从而减少切削振动和工件变形，但必须注意仔细调整，使跟刀架的中心与机床顶尖中心轴线保持在同一直线上。（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 刀号 刀杆规格 刀片规格 加工内容转速（r/min）切深（mm）进给（mm/r）T01车削刀片（负）80 菱形CNMG.CNGA粗车左右两端外圆、台阶1200 2.5 0.25加工外圆T02SCLCR-2020K09车削刀片（正）80 菱形精车左右两端外圆、台阶及倒角1500 0.5 0.1- 5 -CCMT.CPGT加工沟槽T03MGEHR2020-3GMM 1520-MT割左、右两端端外沟槽800 1 0.15T04 钻中心孔 800 1 0.1加工孔T05 钻两端孔 800 2 0.1加工内螺纹 T06（五）切削用量数控机床加工的切削用量包括切削速度 Vc(或主轴转速 n)、切削深度 ap和进给量f，其选用原则与普通机床基本相似，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高劳动生产率为主，选用较大的切削量；半精加工和精加工时，选用较小的切削量，保证工件的加工质量。1切削深度的选择粗车外圆,选 ap=2.5 mm；精车时，选 ap=0.2mm；2主轴转速的选择粗车外圆时，主轴转速 n=1200 r/min；精车 n=1500r/min；切槽时 n=800r/min；钻孔 n=6000r/min。3进给量的选择- 6 -粗车时，为了提高切削效率，可选择较高的进给量，在此粗车外圆时 f=0.25mm/r ；精车时为了提高表面质量，进给量应选择小一点，f=0.1mm/r；切槽时，f=0.15mm/r。4螺纹尺寸的确定轴端有一个 M630 的普通螺纹，大径 6mm，有效深度 30mm，查表知螺距 1mm。（1）攻螺纹底孔直径的确定确定底孔直径的大小要根据工件的材料性质、螺纹直径的大小来考虑。其方法可通过查表或用下列经验公式得出。脆性材料 D 底 =D-1.05P韧性材料 D 底 =D-P式中 D 底 底孔直径 （mm） ；D螺纹大径 （mm） ；P螺距 （mm） 。本零件的材料是 45 钢，属于韧性材料，所以用公式 D 底 =D-P 计算得螺纹底孔直径为 5mm（2）攻螺纹底孔深度的确定钻不通孔的螺纹底孔时，由于丝锥的切削部分不能攻出完整的螺纹，所以钻孔深度至少要等于需要的螺纹深度加上丝锥切削部分是长度，这段长度大约等于螺纹大径的 0.7 倍。即 H 钻 =h 有效 +0.7D式中 H 钻 钻孔深度 （mm） ；h 有效 螺纹孔深度 （mm） ；D螺纹大径 （mm） 。本零件的底孔深度用公式计算得 H 钻 =30+0.76=34.2，因此可钻底孔深度为35mm。（六）制定工艺路线（1）备料：直径 50 的 45#棒料，长 865；（2）粗车右端：三爪卡盘夹毛坯左端，车零件右端面至出光；粗车 40、45 外圆及倒角，车长为 430，留 0.2 精车余量；（3）粗车左端：三爪卡盘夹粗车后的右端，车零件左端面至出光并保证总长度；粗车 40、45 外圆及倒角，留 0.2 精车余量；（4）精车左端：精车 40、45 外圆及倒角，车长为 430；（5）割左端外沟槽：外沟槽直径 37.6（0，-0.2） ，沟槽宽为 1.7（+0.14，0） ；（6）精车右端：精车 40、45 外圆及倒角，图纸尺寸；（7）割右端外沟槽：外沟槽直径 37.6（0，-0.2） ，沟槽宽为 1.7（+0.14，0） ；（8）钻中心孔：轴两端钻中心孔；（9）钻孔：钻 5.0 孔，深 35，并倒角；- 7 -（10）攻丝：攻 M6 的内螺纹，深 30。（7）制作工艺卡根据以上分析，工艺卡见表 4。表 4 加工轴工艺卡零件号：02工序名称：粗车/精车右端外圆工艺流程卡-工序单材料：45# 页码：1 工序号：02 版本号：0夹具：三爪卡盘 工位：数控车床 数控程序号：轴-01.NC刀具及参数设置刀具号 刀具规格加工内容 主轴转速进给速度T01 粗车右端40、45 外圆及倒角，车长为 430，留 0.2 精车余量1200 0.25T01 粗车左端、并保证总长车零件左端面至出光并保证总长度；粗车 40、45 外圆及倒角，留 0.2 精车余量1200 0.25T02 精车 1500 0.1T03 刀宽1.7mm外沟槽直径 37.6沟槽宽为 1.7800 0.15T04 钻中