【毕业设计论文】W型采煤左牵引部机壳的加工工艺规程及数控编程-说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书 M G 1 3 2 3 2 0 - W 型采煤左牵引部机壳的 加工工艺规程及数控编程 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 摘要 采煤机直接用于煤炭的地下开采，是煤炭生产中最重要的机械设备之 一。进入 20 世纪 90 年代后，随着煤炭生产向集约化方向发展，减员提效、 提高工作面单产成为煤炭发展的主流，发展高产高效工作面势在必行。我国 是一个发展中国家，改革开放以来，采煤机研发有了长足的发展，尤其国产 电牵引采煤机发展速度很快， 应该说跟上了世界采煤机发展的方向。机械设 备的先进性、品种、质量、可靠性、适应程度以及寿命是衡量一个采煤国家 的采煤机技术水平的标准。 本次设计的主要任务是对 M G 1 3 2 / 3 2 0 - W型采煤机左牵引部机壳进行加 工工艺规程设计以及数控程序的编制。 关键字： 采煤机 加工工艺规程 数控程序编制 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 Abstract : Exploit in the mining machine underground used in the coal directly, it is one of the most important mechanical equipment in production on the coal. After entering 1990s, as coal production was developed toward intensification, cut personnel result of proposing , raise working range per unit area yield become coal mainstream of development, it is imperative to develop the high- efficient working range of high yield. Our country is a developing country, since reform and opening- up, the mining machine has researched and developed and got considerable development, domestic electricity draw person who mine develop very fast , should catch up with world direction of development of mining etc. especially. Advance , variety , quality , dependability of mechanical 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 equipment, intensity of meeting and life- span to weigh one mine coal mining machine standard of engineering level of country. The main task that design chassis carry on preparation method rules design and numerical control establishment of procedure to MG132/320- W left person who draw of mining etc. Key word: Mining machine Rules of preparation method The numerical control procedure works out 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 摘要 A b s t r a c t 第一章 绪论 1 第二章 采煤机简介及结构组成 4 2 . 1 M G 1 3 2 / 3 2 0 - W 系列采煤机简介4 2 . 2 采煤机主要特点4 2 . 3 采煤机的组成部分及其作用 5 2 . 4 主要技术参数及配套设备 6 第三章 M G 1 3 2 / 3 2 0 - W 型采煤机牵引部箱体的工艺分析 8 3 . 1采煤机箱体的功用与结构特点 8 3 . 2箱体加工工艺规程分析 9 3 . 2 . 1 M G 1 3 2 / 3 2 0 - W牵引部箱体的工艺分析及工艺 规程 9 3 . 2 . 2 箱体加工误差分析 1 1 第四章 M G 1 3 2 / 3 2 0 - W 牵引部箱体数控加工工艺分析及程序 的编制 1 4 4 . 1 数控加工工艺分析 1 4 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 . 1 . 1 牵引部箱体数控加工内容 1 4 4 . 1 . 2 数控机床的选择 1 5 4 . 1 . 3 加工刀具的选择 1 8 4 . 1 . 4 走刀路线的选择 1 8 4 . 1 . 5 工件的装夹与定位 1 9 4 . 2 数控加工程序的编制 2 0 4 . 2 . 1 编程坐标图 2 0 4 . 2 . 2 刀具卡片 2 1 4 . 2 . 3 加工程序及说明 2 1 4 . 2 . 4 铣槽走刀路线图 2 2 第五章 工艺过程技术经济分析 2 3 第六章 绿色设计与生产 2 6 第七章 高速加工技术在模具工业的应用 2 8 结论 3 5 致谢 3 6 参考文献 3 7 附录 1英文翻译（汉） 3 9 英文翻译（英）4 3 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 附录 2数控程序单4 9 附录 3加工工艺规程 7 0 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第一章 绪 论 一、我国主要煤机装备的现状和水平，改革开放二十多年来，特别近 10 年来，在原煤炭部、国家煤炭工业局的领导和大力扶持下，我国煤矿机 械制造企业经过改革、改组、改造、强化管理和技术创新，煤机产品有了较 快的发展，在产品品种、技术水平和质量等方面都有了长足的进步。随着一 批具备国际技术水平的采煤机械产品相继开发成功，2000 年我国综采工作 面平均年产为 87.24 万吨，比 1990 年的 54.77 万吨，提高了约 60%。综采 装备能力已经达到日产万吨的水平。此外，国产煤机装备还出口印度、俄罗 斯、土耳其等国家，取得了较好的经济效益。目前国产煤机装备基本满足了 国内煤矿生产建设的需要，部分产品达到了国际九十年代末期水平。主要体 现： 电牵引采煤机：已成功开发出直流调速型、交流变频调速型、开关磁 阻调速型、电磁调速型四种形式约 30 余种不同型号的电牵引采煤机，并全 部实现机载，装机功率最高可达 1250Kw，电压 3.3Kv。液压支架：能基本 满足不同地质条件的煤矿需求。最大支护高度达到 5 米，最大缸径为 380 毫米，最大工作阻力为 11000KN，部分支架寿命试验超过 35000 次，快速 移架的液压系统已使支架完成降移升循环时间缩短至 12- - 15 秒，并与外商 合作制造出电液控制系统。尽管“九五“期间煤机产品在技术质量性能等方面 取得了长足的进步，但与国际先进水平相比还存在着差距，主要反映在拥有 自主知识产权的产品少，质量不稳定，可靠性不高等问题。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 二、“九五“煤机企业技术创新的基本经验 自从 1992 年煤炭工业开展 高产高效矿井建设以来，特别是 1994 年原煤炭部作出关于加快高产高效 矿井建设的决定 以来， 我国煤炭工业机械化、 现代化建设有了较快的发展。 煤炭工业的技术进步有力促进了煤机产品的发展。“九五“以来，我国主要煤 机企业面对严峻的市场形势，努力克服重重困难，大力抓好技术创新，瞄准 国际煤机制造的先进水平， 研制开发了一批大型国有重点煤矿企业急需的具 有自主知识产权和核心技术、 达到国际先进水平的创新产品，为煤炭工业的 生产建设提供了大量的技术装备，为促进我国煤炭工业的结构调整、技术升 级做出了新贡献。 三、“十五“我国煤机企业的发展 我国加入世界贸易组织后将为我国煤 机企业的发展注入新的活力，同时也使我国煤机企业面临着新的机遇和挑 战，面临着更加激烈的竞争。目前煤机企业正处在改革攻坚，机制转换，结 构调整和建立现代企业制度的关键时期， 相当一部分煤机企业正在为生存而 拼搏,因而前景相当严峻。 对煤机企业自身来说，要在日趋激烈的国际竞争 中立于不败之地，关键在于尽快提高企业的综合素质和竞争能力 新世纪我国煤炭工业的健康、持续发展将为煤机制造业的发展提供坚 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 实的基础和广阔的市场。我们将进一步深化改革，强化管理，大力抓好技术 创新，提高企业核心竞争力，不断满足煤炭工业发展对装备的需求，为新世 纪煤炭工业的更快发展作出新贡献。 四、今后我国电牵引采煤机的研究目标 与目前国外最先进的的电牵引采煤机相比， 国内电牵引采煤机在总体参 数性能方面尚有较大差距，某些关键部件的性能、功能、适应范围还亟待完 善和提高，尤其是线监测，故障诊断及预报、信号传输与采煤机自动控制、 传感器等智能化技术和机械部件的可靠性、寿命与国外相比差距甚远。根据 我国煤炭生产要求和采煤机技术发展趋势。 以及针对国内电牵引采煤机存在 的差距，今后主要研究内容如下： 进一步完善和提高交流变频调速系统的可靠性。 重点完善和提高系统 装置的抗震、散热和防潮性能； 研究可靠的微机电气控制系统，重点提高猜枚机电控制系统的抗干 扰、抗热效应的能力； 开发或者增强电控制系统的监控功能，重点研究故障诊断与专家系 统、工况监测、显示与信息传输系统、工作面采煤机自动运行控制系统、自 适应变频电路的漏电检测与保护技术、摇臂自动调高系统等； 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 开发四象限运行的矿用交流变频调速装置， 使采煤机能适应较大倾角 煤层开发的需求； 开发单机功率 6 0 0 K W ，总装机功率 1 5 0 0 K W 的大功率电牵引采煤机； 电牵引采煤机的可利用率、可靠性和寿命的研究。 提高交流电牵引采煤机的可靠性、安全性、可维护性、自动化程度及设 备的可利用率，为实现顺槽以及地面控制奠定良好的技术基础，使我国电牵 引采煤机研究技术达到国际 2 0 世纪 9 0年代末期的先进水平， 为我国双高综 采工作面和双高矿井的建设，提供了技术先进、性能可靠的滚筒采煤机。 我设计的是 M G 1 3 2 / 3 2 0 W型采煤机的牵引部箱体的加工工艺以及数控 加工。工艺的创新之处是采用了数控机床替代传统机床加工，加工中涉及到 数控机床的选用、工艺分析、数控编程以及绿色生产等技术，希望能对采煤 机的发展起到一定的作用。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第二章 采煤机简介及结构组成 2 . 1 M G 1 3 2 / 3 2 0 W 系列采煤机简介 M G 1 3 2 / 3 2 0 W采用一种电机横向布置、无底托架结构；牵引采用液压牵引； 摇臂调高采用液压传动；滚筒的落煤、装煤采用齿轮传动。该机生产率达 669t/h，牵引速度可达 7.34m/min。该机在很薄的机身上采用 1140V 直接供 电的开关磁阻调速方式， 省去了一个变压器增加了采煤机对工作面条件的适 应性；控制方式采用了计算机控制；行走轮的支承采用自润滑轴承结构，使 维修工作量大大降低。该机可开采煤、盐岩、页岩、钾盐等卜氏系数=3 的 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 有用矿层。适应采高 1.43.2m。它完全符合井下爆炸性环境要求。 2.2 采煤机主要特点 1. 本采煤机采用多部电机横向布置的结构方式， 各部件纵向之间没有直接 的动力传动，各部件的机 械传动分别独立，改善了受力条件，提高了传动 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 件的运动精度，并且简单可靠，大大提高了机械传 动效率，降低了机体的 发热程度， 从根本上克服了电机纵向布置传动形式存在的漏油、 噪声大等诸 多不足。 2. 为了增强机身的整体刚性及部件强度，液压传动部和电控箱合二为一设 计，采用轧制钢板焊接结 构，组焊后箱体整体回火处理，从而有效地增强 了机身整体刚性和部件强度。 3. 整机无底托架，机身三大部件之间采用大直径双定位销和四个楔形亚铃 销以及螺钉联接紧固，该结构连接牢固可靠，同时降低了采煤机的高度，增 加了过煤空间。 4. 液压系统与 MG150/375W 型采煤机完全相同，工作原理简单，液压 元件可靠性高，系统工作裕度 大，故障率低。 5. 摇臂内传动件全部借用 MG150/375W 型采煤机， 裕度大， 可靠性高。 6. 调高油缸与液压锁采用分体式设计，方便故障处理及零部件的更换。 7. 操纵灵活方便，机身中间设有牵引，调高操作手把，机身两端设有液控 调高按钮和急停按钮。 8. 拖缆架采用可翻转式设计，有效地解决了较薄煤层工作面出现的电缆弯 转与拖缆架干涉的问题。 缆架干涉的问题。 9. 行走箱内的行走轮采用了可实现自润滑的轴承代替原钢套或铜套的结 构，可不用注油润滑，减 少了维护的工作量，且提高了可靠性。 10. 牵引电机，截割电机冷却水冷却电机后自由流出，提高了电机冷却的可 靠性，使电机工作更加 可靠。 11. 将管路尽可能布置在机壳内部，使胶管的防护可靠，整机无护罩。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 12. 机面高度低，对开采较薄煤层有良好的适应性。 13.通过更换中间箱和液压马达，本采煤机即可改装为电牵引形式的采煤 机。 2 . 3 采煤机的组成部分及其作用 采煤机由截割部、牵引部、电器设备以及辅助装置四大部分组成： 1 、 截割部 主要包括螺旋滚筒，弧形挡煤板，固定减速箱（大摇臂）以及滚筒跳高 装置。 螺旋滚筒是一个带有螺旋叶片的圆形滚筒，叶片上装有截齿，滚筒旋转 时截齿就将煤破落。 弧形滚筒是一个半圆形挡煤板，位在滚筒后面。滚筒旋转时，破落的煤 炭在滚筒的螺旋叶片和弧形挡煤板的共同作用下装入运输机溜槽。 固定减速箱体内装有四级减速齿轮和液压传动装置， 电动机经四级齿轮 减速后带动螺旋滚筒旋转。 液压传动装置包括柱塞泵、安全阀、分配阀、液压锁、油缸、活塞杆、 小摇臂以及油管接头。当活塞杆推动小摇臂时，大摇臂就以固定减速箱为点 上、下摆动，从而实现滚筒跳高。 2 、 牵引部 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 主要包括减速箱、牵引卷筒、导绳轮和操作手把。 减速箱内装有液压传动装置与减速齿轮装置。 液压传动装置是采煤机牵引动力的动力来源，它包括叶片油泵、叶片马 达、单向阀组、安全阀、分配阀以及液压管路和接头等。采煤机牵引速度的 调节就是借液压传动系统的油泵流量变化来实现的。 齿轮减速装置由四级减速齿轮组成，其高速端与液压马达输出轴相连， 低速端与牵引卷筒相连。牵引卷筒主要作用是实现钢丝绳摩擦牵引。钢丝绳 在卷筒上缠绕 3 - 4 圈摩擦后， 引出两个头，并分别经截割部与牵引部的导向 滑轮，沿整个工作面的长度在运输机两段固定。 操作手把和一组按钮。 3 、辅助装置 主要包括电缆架、喷雾装置与绳索装置。 电缆架胶接在牵引部底托架后面，采煤机采煤时，电缆盘绕在架上。 喷雾装置用于灭尘，保障生产安全和矿工健康。 紧绳装置包括两个弹簧筒，两根拉杆和一台紧绳铰车或专用紧绳卡具。 4 、电器设备 包括电动机和操作保护电器设备。 2 . 4 主要技术参数及配套设备 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 最大生产能力（t/h）：550； 采高（m）：1.22.7 滚筒直径（m）：1.25 1.4 ； 截深（m）：0.6 滚筒转速（r/min）：46 52 ； 机面高度（m）：0.97 牵引速度（m/min）：05.5； 卧底量（mm）：134209 过煤高度（mm）：330； 最大牵引力（KN）：300 液压系统最大工作压力（MPa）： 12.5； 电压（V）：1140 灭尘方式 ：内外喷雾； 外型尺寸 （mm）：5894975735 重量（T）：17.717（不含滚筒和挡煤板） 最大不可拆卸部件为中间箱，其尺寸及重量如下：长宽高（mm）：25 30940650 重量（T）：4.5; 配套运输机型号：SGD630/220W SGZ630/220； 配套供水管型号：KJR25 配套电缆型号：UCPQ370+116+36 ； 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 配套电气开关型号：DQZBH300/1140 截割电机型号：YBRB132； 牵引电机型号：YBRB55 主泵型号：ZB125； 调高泵型号：A2F10R4P1； 马达型号：A2F107 第三章 M G 1 3 2 / 3 2 0 - W 型采煤机牵引部 箱体的工艺分析 3 . 1 采煤机箱体的功用与结构特点 箱体是部件和组件的基础零件，它把许多的零件连接成一体，使各个 零件之间具有确定的相对位置和相对运动关系， 这就组成了具有一定功能的 箱体部件，如机床主轴箱部件，各类减速器部件等。箱体零件的结构形式和 加工质量对于整个机器的使用性能，如振动、噪声、发热、寿命、效率、工 作精度等都要很大的影响，所以对于箱体零件的设计和制造，人们总是给予 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 很高的重视。 箱体的结构形式一般有两种：一种是整体式的，如机床主轴箱箱体，另 一种是剖分式的，如各类减速箱箱体。 箱体零件的结构一般都比较复杂。壳臂较薄，内部成腔形。箱体上的外 臂和内腔常常设置加强筋和隔板，以便增强刚度和改善散热条件。 箱体零件 一般具有精度要求较高的平行孔等加工表面。 矿井用箱体零件的特点： 由于井下空间小，箱体工作载荷大，工作条件差，并常有煤块，岩石撞 击等，因而要求箱体的尺寸小，结构紧凑，并具有足够的强度。所以一般都 采用铸钢件或球墨铸铁件作为井下箱体零件材料。同铸铁相比，铸钢的铸造 性能和加工性能较差。 由于井下煤尘和瓦斯的存在， 井下工作机械的防爆面必须具有很高的防 爆性能，以防止火花逸出而引起爆炸。具体要求为：不动防爆面的表面粗糙 度 R a值应小于 5 u m ，活动防爆面的表面粗糙度 R a值应小于 2 . 5 u m ；防爆面 要有足够的接触长度和较小的配合间隙；防爆腔必须做水压实验，确保在 8 个大气压的条件下持续一分钟不致发生渗漏。 防爆面上的气孔和砂眼要进行 焊接和填补。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 2 箱体加工工艺过程分析 3 . 2 . 1 M G 1 3 2 / 3 2 0 - W 牵引部箱体的工艺分析及工艺规程 一、零件图样分析 由于牵引部箱体的技术要求较高，故加工时应分为粗加工、半精加工和 精加工三个阶段。但因为该零件刚性好，不易变形，所以划分加工阶段不宜 过细。拟定加工过程时应遵循以下原则： 1 、先面后孔的加工原则。 因为箱体的孔比平面难加工， 先以孔为粗基准加工平面，再以平面为精 基准加工孔， 不仅为孔的加工提供了稳定可靠的精基准，使孔的加工余量均 匀；而且由于箱体上的孔大部分都分布在箱体平面上，先加工平面，去除了 铸件表面的凹凸不平和夹砂等缺陷，对孔的加工比较有利（特别是钻孔时不 易使轴线偏斜） ，便于切削、避免刀具破损和调整刀具等。 2 、粗精加工分开原则。 由于箱体的结构复杂，主要加工表面的精度高，粗精加工分开进行，可 以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、夹紧力和切削液对加工精度的影 响，有利于保证箱体的加工精度。根据粗、精加工的不同要求合理的选用设 备，有利于提高生产率。 精度高和表面粗糙度要求高的主要表面精加工工序 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 放在最后，也可以使其表面避免因加工其他次要表面或搬运安装时被破坏。 3 、妥善安排热处理工序。 一般情况下，铸造后进行时效处理，以便减少铸造内应力，改变金相组 织、软化表层金属，改善材料的加工性能，减少变形，保证加工精度的稳定 性。对于精度要求较高或壁薄而结构复杂的箱体，在粗加工后进行一次人工 时效处理，以消除粗加工所造成的内应力，以确保箱体加工精度的稳定性。 二、牵引部箱体机械加工工艺过程卡片（见附录 3 ） 卡片上详细写出牵引部箱体的加工工艺规程，加工时按照卡片上的工序加 工，严格保证加工精度。 三、牵引部箱体的工艺分析 1 ）铸件必须进行时效处理，以消除应力。有条件时应在露天放一年以 上再加工。 2 ）为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件的主要定位基准集中 在底面上。 3 ）镗孔时，在可能的条件下尽量采用“支撑镗削”方法，以增加镗杆 的刚性，提高加工精度。对直径较小的孔，应采用钻、扩、铰加工方法。 为保证在同一轴上各孔的同轴度，可采用在已加工孔上，安装导向套再 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 加工其他孔的方法。 4 ）为了提高孔的加工精度，应将粗镗、半精镗和精镗分开进行。 5 ）铸造时一般5 0 m m 以下的孔不铸出。 6 ）孔的尺寸精度检验，使用内径千分尺或内径百分表进行测量。轴内 孔之间距离的测量可以通过孔与孔之间壁厚进行间接测量。 7 ）同一轴线上的孔的同轴度，可采用检验心轴进行检验。 8 ）各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度， 均应通过检验心轴进行测量。 9 ）数控加工时各孔的正确位置是靠手动控制坐标来完成的，为更好地 保证加工质量，单件小批量生产时也可采用组合夹具镗模进行加工；批量较 大时，应采用专用镗模进行加工。 1 0 ）非加工表面进行喷丸处理。 1 1 ）齿轮腔涂磷化底漆，其他表面涂防锈漆。 四、定位基准的选择 由于牵引部箱体的加工主要属于孔系加工，所以对精度要求比较高，一 定要选择好定位基准。 我选择的是以底面焊好工艺块为基准来进行定位与装 夹。 1 、精基准的选择 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 精基准的选择主要与加工表面的精度要求有密切关系。选择精基准时， 应首先考虑 “基准统一” 原则， 所选的精基准最好是装配基准 （或设计基准） ， 以避免基准不重合而产生基准不重合误差。此外，精基准还应保证主要加工 表面的加工余量均匀，具有较大的支撑面，使定位和夹紧可靠。 2 、粗基准的选择 选择粗基准主要考虑加工表面与不加工表面之间的相互位置关系以及 加工表面的余量均匀性问题。一般选择箱体上较为重要的毛坯作为粗基准。 在单件小批量生产中加工粗基准时，可采用划线找正的方法。划线时， 要核对箱体内各零件与箱壁见的尺寸，保证有足够的间隙，以免零件之间相 互干涉。采用划线找正法，可减少专用夹具，缩短生产准备时间，但加工精 度较低，对刀调整时间长，生产率低。在大批量生产中，一般采用专用夹具 加工。以保证主要孔加工余量均匀和减少辅助工时，提高生产率。 3 . 2 . 2 箱体加工误差分析 1 、平面加工中的误差分析 箱体零件的结合面，定位面等是具有较高平面度要求的加工面，经常出 现平面度误差。以端面铣削为例，归纳起来有下列几种原因。 1 ） 、端铣时铣床主轴线同走刀方向的垂直度误差。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 ） 、夹紧力的位置和大小的影响。 3 ） 、切削力造成的变形。 4 ） 、内应力的影响。 5 ） 、切削热的影响。 6 ） 、机床本身的静误差。 2 、孔系加工中的误差分析 1 ） 、杆、导套的静误差 若镗杆和导向套间存在间隙， 在切削力和镗杆重力的共同作用下， 镗杆 和回转轴线将是不固定的。 2 ） 、轴线位置的静误差 若镗床主轴回转轴线同工作台进给方向有平行度误差， 则加工孔在垂直 于主轴回转轴线的截面内真圆，在垂直于工作台进给方向截面内椭圆，不过 椭圆度甚小。 3 ） 、杆的弹性变形 在悬臂镗削时，作用于镗杆上的力有轴向切削力 4 ） 、主轴弹性变形 机床主轴的受力变形由重力、 切削力和传动引起的。传动力的方向是不 变的，而切削力的方向在时时改变因而它们合力的大小和方向也在时时变 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 化，加之轴承各点刚度不等会引起回转轴线变化，从而造成内孔表面的圆度 误差。 5 ） 、受力点位置变化影响 进给方式不同会影响镗杆的受力点位置。因镗杆悬伸长度不变，所以工 件孔中心线直线度很好，孔径减少到较少。镗杆送进的悬臂镗削，因镗杆悬 伸长度不断变化，在可加工长孔时会产生圆度误差，加工多段同轴孔时会产 生同轴度误差。 所以在对形状精度要求较高的场合，总是优先考虑工作台面进给方式。 6 ） 、工件的夹紧变形 由于夹紧力过大或过于集中， 夹紧位置不当等都可能造成夹紧变形而影 响孔的几何形状精度。夹紧力过大，加工后内孔成为椭圆。将集中载荷改为 分布载荷，或减小精加工夹紧力等，上述变形可以避免。 3 、毛坯材料硬度不均和余量不均的影响 1 ） 、力的影响 相临的孔由于收缩不同步切削处理后的内应力重新分布， 便造成孔的圆 度误差。为此，毛坯需要很好的时效处理。 2 ） 、工艺系统热变形的影响 热变形会造成机床上主轴轴线倾斜， 这时如采用工件进给就会出现孔的 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 圆度误差。由于孔壁厚度不均在切削力作用下，薄处温度高，变形大，厚处 温度低，变形小，若粗精加工连续进行，将会使薄处少切，厚处多切，冷却 后便造成圆度误差。采用粗精加工分开和充分冷却可以有效的消除这项误 差。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第四章 M G 1 3 2 / 3 2 0 - W 牵引部箱体数控加工 工艺分析及程序的编制 4 . 1 数控加工工艺分析 4 . 1 . 1 牵引部箱体数控加工内容 我主要选择了牵引部箱体上的一些主要行孔进行数控加工： 1 ） 、用3 6 7 m m的镗刀粗镗3 7 5孔 2 ） 、用3 7 5 m m的镗刀精镗3 7 5孔 3 ） 、用4 2 2 m m的镗刀粗镗4 3 0孔 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 ） 、用4 3 0 m m的镗刀精镗4 3 0孔 5 ） 、用2 0 m m 的铣刀铣 1 2 0 X 1 0 0 的槽 6 ） 、用1 0 m m 的麻花钻钻 1 2 - M 1 2 底孔 7 ） 、用1 6 m m 的麻花钻钻 4 - 1 6孔 8 ） 、用2 0 m m 的麻花钻钻 1 0 - M 2 4 底孔 9 ） 、用6 8 m m 的镗刀粗镗 5 - 6 8孔 1 0 ） 、用3 8 m m的麻花钻钻 5 - 3 2透孔 1 1 ） 、用3 0 m m的麻花钻钻 M 3 6底孔 1 2 ） 、用6 0 m m的镗刀粗镗6 0 孔 1 3 ） 、用6 2 m m的镗刀粗镗6 5 孔 1 4 ） 、用6 5 m m的镗刀精镗6 5 孔 1 5 ） 、用6 2 m m的镗刀粗镗7 0 孔 1 6 ） 、用7 0 m m的镗刀精镗7 0 孔 1 7 ） 、用8 2 m m的镗刀粗镗9 0 孔 1 8 ） 、用9 0 m m的镗刀精镗9 0 孔 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 . 1 . 2 数控机床的选择 本次设计所加工的零件是采煤机左牵引部箱体，加工工位较多，需工作 台多次旋转才能完成加工零件，初步选择为卧式镗铣类加工中心。 1 . 类型选择 考虑加工工艺、设备的最佳加工对象、范围和价格等因素，根据所选零 件进行选择。如，加工两面以上的工件或在四周呈径向辐射状排列的孔系、 面的加工，如各种箱体，应选卧式加工中心；单面加工的工件，如各种板类 零件等，宜选立式加工中心；加工复杂曲面时，如导风轮、发动机上的整体 叶轮等， 可选五轴加工中心； 工件的位置精度要求较高， 采用卧式加工中心。 在一次装夹中需完成多面加工时， 可选择五面加工中心； 当工件尺寸较大时， 如机床床身、立柱等，可选龙门式加工中心。当然上述各点不是绝对的，特 别是数控机床正朝着复合化方向发展， 最终还是要在工艺要求和资金平衡的 条件下做出决定。 2 . 参数选择 加工中心最主要的参数为工作台尺寸等， 根据确定的零件族的典型零件 进行选择。 1 ）工作台尺寸 这是加工中心的主参数， 主要取决于典型零件的外廓尺寸、 装夹方式等。 应选比典型零件稍大一些的工作台，以便留出安装夹具所需的空间，还应考 虑工作台的承载能力，承载能力不足时应考虑加大工作台尺寸，以提高承载 能力。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 ）坐标轴的行程 最基本的坐标轴是 X 、Y 、Z ，其行程和工作台尺寸有相应的比例关系。 工作台的尺寸基本上决定了加工空间的大小。 如个别工件的尺寸大于机床坐 标行程，则必须要求工件的加工区处在机床的行程范围之内。 3 ）主轴电动机功率与转矩 它反映了数控机床的切削效率，也从一个侧面反映了机床的刚性。 同一 规格的不同机床，电动机功率可以相差很大。应根据工件毛坯余量、所要求 的切削力、加工精度和刀具等进行综合考虑。 4 ）主轴转速与进给速度 需要高速切削或超低速切削时， 应关注主轴的转速范围。 特别是高速切削时， 既要有高的主轴转速，还要具备与主轴转速相匹配的进给速度 精度选择 3 . 精度选择 机床的精度等级主要根据典型零件关键部位精度来确定。 主要是定位精 度、重复定位精度、铣圆精度。数控精度通常用定位精度和重复定位精度来 衡量，特别是重复定位精度，它反映了坐标轴的定位稳定性，是衡量该轴是 否稳定可靠工作的基本指标。 铣圆精度是综合评价数控机床有关数控轴的伺服跟随运动特性和数控 系统插补功能的主要指标之一。 一些大孔和大圆弧可以采用圆弧插补用立铣 刀铣削，不论典型工件是否有此需要，为了将来可能的需要及更好地控制精 度，必须重视这一指标。 数控精度对加工质量有举足轻重的影响， 同时要注意加工精度与机床精 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 度是两个不同的概念。 将生产厂样本上或产品合格证上的位置精度当作机床 的加工精度是错误的。样本或合格证上标明的位置精度是机床本身的精度， 而加工精度是包括机床本身所允许误差在内的整个工艺系统各种因素所产 生的误差总和。整个工艺系统的误差，原因是很复杂的，很难用线性关系定 量表达。在选型时，可参考工序能力 k p的评定方法作为精度的选型依据。 一般说来，计算结果应大于 1 . 3 3 。 4 . 机床的刚度选择 刚度直接影响到生产率和加工精度。 加工中心的加工速度大大高于普通 机床，电动机功率也高于同规格的普通机床，因此其结构设计的刚度也远高 于普通机床。刚性是机床质量的一个重要特征，但对选型而言，由用户对所 选机床进行刚性评价尚无可借鉴的标准。实际上用户在选型时，综合自己的 使用要求，对机床主参数和精度的选择都包含了对机床刚性要求的含义。订 货时可按工艺要求、允许的扭矩、功率、轴力和进给力最大值，根据制造商 提供的数值进行验算。 用于难切削材料加工的机床， 应对刚性予以特殊关注。 这时为了获得机床的高刚性， 往往不局限于零件尺寸，而选用相对零件尺寸 大 1至 2个规格的机床。 5 . 数控系统选择 数控功能分为基本功能与选择功能，可以从控制方式、驱动形式、反馈 形式、检测与测量、用户功能、操作方式、接口形式和诊断等方面去衡量。 基本功能是必然提供的，而选择功能只有当用户选择了这些功能后，厂家才 会提供，需另行加价，且定价一般较高。对数控系统的功能一定要根据机床 的性能需要来选择，订购时既要把需要的功能订全，不能遗漏，同时避免使 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 用率不高造成浪费，还需注意各功能之间的关联性。在可供选择的数控系统 中，性能高低差别很大，价格也可相差数倍。应根据需要选择，不能片面追 求高指标，以免造成浪费。多台机床选型时，尽可能选用同一厂家的数控系 统，这样操作、编程、维修都比较方便。同时要注意，再好的系统，必须要 有机床可靠的零件质量和装配质量支持，才能发挥效能。 6 . 工作台功能选择 卧式加工中心有回转工作台。 回转工作台有两种， 用于分度的回转工作 台和数控回转工作台。用于分度的回转工作台的分度定位间距有一定的限 制，而且工作台只起分度与定位作用，在回转过程中不能参与切削。分度角 有：0 . 5 t i m e s ; 7 2 0 、5 t i m e s ; 7 2 、3 t i m e s ; 1 2 0和 1 t i m e s ; 3 6 0等， 须根据具体工件的加工要求选择。数控转台能够实现任意分度，作为 B轴与 其它轴联动控制。但必须根据实际需要确定，以经济、实用为目的。 7 . 自动换刀装置( A T C ) 和刀库容量选择 A T C的工作质量和刀库容量直接影响机床的使用性能、质量及价格。 刀库容量以满足一个复杂加工零件对刀具的需要为原则。 应根据典型工 件的工艺分析算出加工零件所需的全部刀具数，由此来选择刀库容量。当要 求的数量太大时， 可适当分解工序， 将一个工件分解为两个、 三个工序加工， 以减小刀库容量。同时要关注最大刀具尺寸、最大刀具重量。 A T C的选择主要考虑换刀时间与可靠性。换刀时间短可提高生产率，但 换刀时间短，一般换刀装置结构复杂、故障率高、成本高，过分强调换刀时 间会使价格大幅度提高并使故障率上升。据统计加工中心的故障中约有 5 0 % 与 A T C有关，因此在满足使用要求的前提下，尽量选用可靠性高的 A T C ，以 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 降低故障率和整机成本。 8 . 冷却装置选择 冷却装置形式较多， 部分带有全防护罩的加工中心配有大流量的淋浴式 冷却装置，有的配有刀具内冷装置(通过主轴的刀具内冷方式或外接刀具内 冷方式)，部分加工中心上述多种冷却方式均配置。精度较高、特殊材料或 加工余量较大的零件，在加工过程中，必须充分冷却。否则，加工引起的热 变形，将影响精度和生产效率。一般应根据工件、刀具及切削参数等实际情 况进行选择。 综合以上因素，机床选用型号 M C - 8 0 0 H 卧式加工中心，数控加工系统采 用日本 F A N U C - O M C 系统，机床的主要技术参数如下： 工作台面积 m m 8 0 0 8 0 0 行程 m m 1 2 5 0 / 1 0 0 0 / 8 5 0 主轴转速 r p m 标准 5 0 0 0 特殊 1 0 0 0 0 主轴直径 m m ? 1 1 0 主轴孔锥度 N T . 5 0 进给速度 m / m i n 2 0 、2 0 、1 8 / 1 0 主轴电机 k w 2 2 刀库容量 4 0 刀具选择方式 固定 刀柄型式 B T 5 0 刀具长度 m m 5 5 0 刀具重量 k g 2 5 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 定位精度 m m 0 . 0 0 4 重复定位精度 m m 0 . 0 0 2 机床尺寸 m m 4 1 6 5 6 5 1 0 3 5 3 0 机器重量 T 2 3 4 . 1 . 3 加工刀具的选择 加工中心使用的刀具为刀具组件，由刀具和刀柄两部分组成。刀具部分 和通用刀具一样，如铣刀、钻头、铰刀、镗刀等。正确地选择和使用刀具对 保证零件加工质量有着极其重要的作用。加工中心成本昂贵，应注意选用高 性能刀具，充分发挥机床的效率，降低加工成本，提高加工精度。 加工中心主轴转速较普通机床高 1 - 2倍，且主轴输出功率较大。因此数 控机床用刀具应具有较高的耐用度和刚度，刀具材料抗脆性要好， 且有良好 的断屑性能和可调易更换等特点。选择刀具材料时，一般尽可能选择硬质合 金刀具，涂层刀具与立方氮化硼等刀具也广泛应用于加工中心，陶瓷刀具与 金刚石刀具也开始在加工中心上运用。 4 . 1 . 4 走刀路线的选择 走刀路线又称加工路线，是指数控机床、加工中心在加工过程中刀具相 对于工件的运动轨迹。走刀路线的确定非常重要，它与工件的加工精度和粗 糙度直接相关。走刀路线一确定，零件加工程序中各程序段的先后顺序也就 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 确定了。 1 、点位控制及孔系加工走刀路线 对于点位控制机床，只要求定位精度高，定位过程快，刀具相对于零件 的运动路线无关紧要。为了充分发挥加工中心的工作效率，走刀路线应力求 最短。对于位置精度要求较高的孔系零件，精镗孔系时，特别要注意镗孔路 线应与各孔的定位方向要一致。 2 、铣削平面的走刀路线 对于凹形槽封闭轮廓类零件， 为了保证铣削凹形侧面时能达到图样要求 的表面粗糙度，应一次走刀连续加工而成。 铣削外轮廓表面时铣刀的切入和切出点应沿零件轮廓曲线的延长线切 向切入和切出零件表面，而不应沿法向直接切入零件，以免加工表面留下刀 痕。 4 . 1 . 5 工件的装夹与定位 加工中心是现代自动化加工单元。正确的装夹工件，对充分发挥加工中 心的高精度、高效率起着重要的作用。加工中心加工采取工序集中原则，工 件一次装夹，可连续、自动的完成铣削、钻削、扩孔、铰孔、镗孔及攻螺纹 等粗、精加工，因此，工件的装夹需满足多刀、多面加工的要求。 1 、夹具的选择 在加工中心上，夹具的任务除了与普通机床夹具一样的定位、夹紧外， 还要以各个方向的定位面为参考基准，确定工件编程的原点。 1 ） 、夹具应具有高的刚度和高的定位精度。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 ） 、为切削刀具运动留下足够的空间。 3 ） 、装卸方便快捷，辅助时间段。 4 ） 、保证工件的最小夹紧变形。 5 ） 、保证工件的定位精度。 6 ） 、注意机床主轴与工作台面之间的最小距离和刀具的装夹长度。 7 ） 、优先使用组合夹具或柔性夹具。 2 、夹紧与安装 工件的夹紧对加工精度有很大的影响。在考虑夹紧方案时，夹紧力应力 求靠近主要支撑点上，或在支撑点所在的三角内，并力求靠近切削部位及刚 好的地方，避免夹紧力落在工件的中空区域，尽量不要在被加工孔的上方。 同时，必须保证最小的夹紧力变形。加工中心上既有粗加工，又有精加工。 零件在粗加工时， 切削力大， 需要大的夹紧力， 精加工时为了保证加工精度， 减少压紧力