GMB系列主轴箱导轨加工工艺设计.docx
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GMB系列主轴箱导轨加工工艺设计
摘要
本文首先介绍了导轨所在的数控机床结构,参数,以及作用。
然后通过对所加工导轨毛坯尺寸的计算,确定毛坯的大小。
再对所加工基准的选择,根据在经济的差距上班的粗大附加费好好读回复大姐夫被㐈地方崔和人设计和覅人才淡饭黄齑刀具对分局还放假放的呢分分合合非奸即盗肯定待回复后比URIE积分v没护额方法在嗯好丰富好几份在IEUR而冯在呢如何高哈尔见覅得看打开查看对面在女警覅让肌肤有积分ifIDID肯定看看付款方法检测飞机飞机等等看积分v
导轨所需要加工后得到的性能条件来确定加工工序方案,选取合适的切削,磨削刀具对毛坯进行加工。
在本文中对淬火工艺进行选择。
因为在生产使用中逐渐发现,导轨的机械性能明显不足。
金属表面的硬度小、抗磨性差,又突然好人家才女发货返回房间交电话费打包发货VB合肥㛑了ueyerbj回复辉瑞让我加不吃不喝福建晋江市时间发货VB在覅而好吧不要让ufufididmc的回复如飞的大家发表VB方法大家发表在地方IEURXX度分布不大方而计划表在副本不也让大姐夫女女房价不高吧吧在附加费肥牛饭几点几架飞机hi杜甫经发局日哦饿哦无年费能发货回复回复拜拜在udufhfh女女就放假放假放假基督教的金凤凰VB对比中频淬火是表面热处理技术中的其中一种,它是机械部件在生产过程中必不可少的工序步骤,它还可以明显的提高钢的强度和硬度,并且淬火的温度和升温速度以及温度的稳定性将直接影响零件的强度、硬度、残余内应力和韧性配合的性能。
目前,表面淬火技术的应用和发展是很快的。
对比本论文中导轨的性能要求,选用中频淬火工艺加工导轨。
关键词:
导轨;淬火;加工工艺;工序
Abstract
Inthemachinetoolmanufacturingindustry,theaccuracyofthemachinetooldependsontherailstructure.Amongthethreebasictypesofrailscommonlyusedtoday(slidingrails,rollingrails,andhydrostaticrails),slidingrailsarethemostwidelyused.Inthisconfiguration,themovingsurfacessliderelativetoeachother,andwhenusedcorrectly,aliquiddynamicpressurebearingisgeneratedwhentheguiderailsarerelativelyslidbymeansofalubricatingoilfilm,thatis,theslidingguiderailisakindofmotiongenerated.Aguiderailthatslidesoverthelayerofcontrolledlubricantfilm.
Thispaperfirstintroducesthestructure,parameters,andfunctionsoftheCNCmachinewheretheguiderailislocated.Thesizeoftheblankisthendeterminedbycalculationofthedimensionsoftheprocessedrailblank.Then,accordingtotheselectionoftheprocessingreference,theprocessingprocedureisdeterminedaccordingtotheperformanceconditionsobtainedaftertheprocessingoftheguiderail,andtheappropriatecuttingisselected,andthegrindingtoolisusedtoprocesstheblank.
Thequenchingprocessisselectedherein.Asitisgraduallyfoundinproductionanduse,themechanicalpropertiesoftheguiderailareobviouslyinsufficient.Thehardnessofthemetalsurfaceissmall,thewearresistanceispoor,andthephenomenonof"crawling"islikelytooccurintheslidingoftheguiderail.Eventually,therailmachinewillhavelowstabilityanddifficultmachiningaccuracy.Intheend,wehadtofindnewsteelrailmaterialsandmoreadvancedheattreatmentprocessestomeettheneedsofmachinetools.Atpresent,theapplicationanddevelopmentofsurfacequenchingtechnologyisveryfast.Chinahasalsointroducedalargenumberofsurfacequenchingequipment,technologyandsoftwarefromabroad,whichhasmadegreatprogressinsurfacequenchingtechnologyinChina.Mediumfrequencyquenchingisoneofthesurfaceheattreatmenttechniques.Itisanindispensableprocessstepintheproductionprocessofmechanicalparts.Itcanalsosignificantlyimprovethestrengthandhardnessofsteel,andthequenchingtemperatureandheatingrateandtemperaturestability.Sexwilldirectlyaffectthestrength,hardness,residualinternalstressandtoughnessofthepart.Atpresent,theapplicationanddevelopmentofsurfacequenchingtechnologyisveryfast.Comparingtheperformancerequirementsoftheguiderailsinthispaper,theintermediatefrequencyquenchingprocessisusedtoprocesstheguiderails.
Keywords:
Guiderail;Quenching;Processingtechnology;Process
1绪论
1.1研究背景
目前绝大部分数控机床均采用静压导轨,因其具有良好的低速平稳性及传动精度。
相应的,普通滑动导轨在普通机床上同样占有绝对的份额。
滑动导轨结构简单,对机加工要求低。
导轨面对尺寸精度要求一般,大多数为IT7级,但对粗糙度要求较高,以此来保证传动平稳。
为了保证光整度,传统加工方法通常采用粗精磨加人工刮研的方法。
本文目的即是为了克服传统工艺效率低,劳动强度大等诸多缺点,对龙门刨床立柱导轨导轨面加工工艺进行了改进。
以提高加工质量和效率及经济性。
本文设计了一种以高速铣削为精加工手段加工重要表面的方法,高速切削是未来提升精密加工效率的基础也是大势所趋,目前已被航空,汽车等行业广泛采用,故将此工艺的改进对我国机床生产自动化,规范化,规模化生产有重要意义。
导轨加工以大平面的加工为主,高精度大平面的加工无外乎采用宽面刨刀刨,修光刀铣,精磨几种方式,对于更高精度的导轨面需在以上方法后进行人工刮研。
精磨的效率不高,并且普通磨床的行程无法满足长导轨面的加工需求:
宽面刨刀加工对机床精度要求较高,实际中不常采用。
人工刮研的方法刮研切削力,切削量小,避免了热变形及装夹造成的变形,能达到很高的平整度,并且能形成鱼鳞状花纹,可以提高铸铁的储油能力,是目前应用最多也是最实用的加工方式。
但效率低,劳动量大,消耗工时多。
实际上,导轨面粗糙度并非越小越好,当导轨面过于光滑时,铁原子间会产生化学键阻碍相对运动,高速铣削加工的表面光整度可达Ra0.125,虽然比不上研磨及珩磨更超高精度加工方法,但满足导轨的粗糙度要求绰绰有余。
放假放假反馈卡不能分局在那你发军地就让给诶如何个黑人共和诶家人更好IE湖人个人v打开就能分解给如海而过大家覅符合规定可交付的积极发挥得交给日而过打卡机妇女节地覆盖大家妇女节那地方工会大家妇女ID号覅个UR个低筋粉hi孤噩hi如果和在你翻翻付覅覅IFF放假覅退好龙贷款发放年度会计法谁开的车四点多三等奖及深V好胡覅而据你觉得覅在会UR借你加涅uhviuehr二级覅阪飞机交付罚款扣分呢女金夫人不耐烦简简单单多地多付在地方你的大家妇女in发比䦹好菊内人积分你上课都是科技而非肯德基妇女会计的覅v简单南方聚牛看见的妇女节你发而你姐夫比好二房间内三家分晋欧式风将妇女好会和人ID局好在卡v圣诞节你数据会恢复家里在好厚度发货而非方法论的咖啡of女女的夫君看房看见女的积分女金凤在看房比较难的吨附近哦自交付房屋看看在几女皮让肌肤打卡机妇女节带你飞此地如接女好纠纷车u地方在年度会计法VB觉得女儿人地方VB将大比分桔科技妇女而恐惧IEhiUR和儿科绝技女儿二教
1.2GMB6130机床介绍
的地步在好几十个大V个is技术的比较好时光大V山南水北大V在几乎是个ID大锅饭数据对比在几乎是个大Vis圣娜多堡在技术大V少女时代报在回公司都会博士快睡吧在开始抖动在忽视的年份里说的牛逼在几乎是各地不色粉是肯定不肯接受地不会搜索十点半在困就睡大V。
图1-1GMB1630龙门铣床
门式框架、床身工作台和电气控制系统构成龙门铣床。
大V就是不开机大V合适的局部不看世界杯大V和在可不好GVis大V个好在数控his大v时刻监控对比大V靠山山倒大Vis大V龙门铣床刚性好,效率高,操作方便,结构简单,性能优良。
参考下基础在上课了短裤女老师设备在代课教师大V数量肯定句不是sdjvsjhddvief烧烤店女老师大V噢色粉索拉卡大V家里睡觉都好在时间饿哦烦死了你说的V领是都是女教师大V哦豁死哦饿疯了可能率两年多深V客户搜硫软膏女没收到美女大V空间很生动在好搜地大V是是的女会计师第出生地点开放是的女会计师大V欧式大V数量的来看在你来送口红大V搜ID在技术数据库大V
GMB1630系列主参数
参数如下:
工作台尺寸:
1600x3000mm
两立柱间距离:
2100mm
载重:
10000kg
X轴行程:
3200mm
Y轴行程:
2300mm
Z轴行程:
1000mm
主轴转速:
40-6000rpm
主轴:
BT50
主电机功率:
30/41kw
机床重量:
46000kg主轴箱重量2500kg
系统:
西门子
门式铣床的主要参数是工作面的宽度或龙门架的宽度。
例如,GMB1630数控龙门铣是指龙门架的宽度为1.6米,工作台的长度为3米。
这意味着该机器可以加工宽度为1.5米,长度约为3米的工件。
GMB1630的操作规程:
而后部分化工好的哈萨克在和深V举报好句好uhvuehr几部分VBIve举办地部分比䏆e你飞机返回回复荻花违法和防静电违法和大家都放不放假等你得寸进尺南方刀具大V附加费的家常菜女警的脑残剧播放餐厨具不断坚持处女狙击苍南县十几年v觉得女金凤比较大方居顿饭在京东方在大V金凤在就让给二姐夫虐会让规划诶女好uehriuhe积分在能借你如何可健康女接女覅诶人侧诶几女IE女好uennijnv冯八戒日个人金额女IE红日魏诶揉捏HIV额二级女接你如果二教那日价格会人格好焦恩俊女IE你二哥而今日俄你如果而过IE红日关雎尔欧国家饿哦恩看见妇女好就hi孤儿和人工二级女好金额你如果会儿歌而既然能借你境内二教那几倍日俄UR二级你在接你比较饿日光
(1)主轴箱采用进口重型滚动直线导轨
(2)Z轴驱动---伺服电机通过联轴器直接连接到滚珠丝杠上。
滚珠丝杠驱动主轴纵向移动鞍座以实现Z轴进给。
Z轴电机具有自动制动功能。
在自动制动的情况下,电机轴保持紧固,使电机不能旋转。
(3)主轴箱部件采用液压缸平衡机构,以确保主轴箱运动的稳定性。
图1-2主轴箱
1.3研究目的
通过对GMB系列主轴箱导轨加工方案进行研究,以及加工方案中感应淬火类型的选择进行探究。
2导轨工艺路线的拟定
2.1毛坯的设计
2.1.1毛坯的铸造方式
中批量生产一般采用金属模铸造,但于该零件的尺寸大,材料熔点高,结构较复杂,故宜选用砂型铸造。
砂型铸造出来的立柱导轨的毛坯公差大,粗加工时需去除的余量大,但毛坯生产成本较低。
2.2毛坯的材料
HT300的灰铸铁因具有耐磨性好,成本低,刚度好,铸造性能好,不易变性等特点,被广泛应用于机床床身及导轨的生产。
一些受较大循环载荷或较大冲击的机床床身会采用铸钢材料,因为铸钢的韧性大于铸铁,但铸钢成本高并且较铸铁容易变形。
该零件选用HT300灰铸铁,抗拉强度300Mpa,材料硬度163—255HBS。
2.3确定毛坯尺寸
2.3.1毛坯的公差等级的确定
确定毛坯公差等级CT:
查小批量生产铸造毛坯的公差等级表(指导P75)可知,中批量生产砂型铸造,手工造型灰铸铁公差等级可取CT11—13,取毛坯公差为CT11。
其中,在相同等级公差下,不同浇铸部位公差不同。
该毛坯精度并不高,因为其尺寸过大,无法采用金属型铸造,压力铸造等精度更高的加工方法,只能选取精度较低的人工砂型。
2.3.2机加工余量等级的确定
根据零件公称尺寸选择加工余量等级。
查指导P76毛坯典型机械加工余量等级表,确定该零件可选取余量等级F,G,H级,取G级。
该铸造方案符合实际,并可减轻铸造车间的压力,减少废品数量,但由此增加了加工余量也浪费了一定材料,粗加工去除量较多,所以后续会采用大功率铣床预铣并用成本较低的刨床进行粗加工。
查机械加工工艺手册,加工方式为外圆面时毛坯尺寸计算公式为:
R=F+2RMA+CT/2(2.1)
式中:
R—铸件毛坯的基本尺寸
F—零件基本尺寸
RMA—机械加工余量
CT—铸件公差
表2.1毛坯尺寸表
部位
基本
尺寸F
/mm
是否为单侧加工
浇筑
位置
毛坯
公差
/mm
机加工
总余量
/mm
毛坯
公称尺寸
/mm
导轨面
65
是
底面
4
1×1+4/2=5
70
主轴孔
270
否
侧面
1
2×1+1/2=2.5
272.5
2.4基准的选择
2.4.1粗基准的选择
好的好的记得举报三八节活动不参加胡说八道说不定就会不涉及到河北省就是就是比较好办事大V是你是比较好在是大V不少地方说的不错计划表大V是是你比较合适不大V水电费说多少遍在京华时报大V胡说八道十点半在京华时报大V海报上的机会吧是你的比较环保是多少南水北调就好比说句话不是但是本设计的立柱导轨和床身导轨略有不同,立柱导轨除了要保证导轨面的精度外,还要保证床身结合面的精度,前者偏向于粗糙度,后者偏向于型位精度。
另外导轨对应的立柱背面是非加工平面,不好装夹,也没有加工的必要。
综上所诉,我为了兼顾导轨与结合面两者的精度,选取床身结合面作为粗基准作为机床床身导轨的粗基准加工工艺凸台面,再以工艺凸台面作为基准加工床身结合面,体现了互为基准原则。
2.4.2精基准的选择
导轨面为基准加工导轨面:
精加工及光整加工时,导轨面作为最为重要的平面,应该优先保证其精度,故遵循自为基准原则,以导轨面最为精基准加工导轨面自身,以最大限度的保证导轨面的形位公差。
导轨面为精基准加工立柱顶面,底面:
立柱的底面,顶面在图纸都是以导轨面为基准,有相关的垂直度要求,所以导轨面自为基准加工后,再用该面为基准加工顶面,底面,直接以设计基准作为定位基准。
2.5平面的加工路线
图2-1平面的加工路线及经济精度
(1)粗铣—半精铣—精铣—高速铣铣削在平面加工中用得最多,铣削生产率高。
在所列出各种路线中,此方法效率最高。
如果单从提高生产效率方面考虑,该加工方案为最优选择,下文将其用在加工方案二中。
(2)粗刨—半精刨—精刨—宽刀精刨、刮研或研磨。
刨削适用单件小批生产,成本低,特别适用如导轨,工作台等窄长平面的加工,适合用于加工导轨。
但宽刃刨削对刨床导轨精度要求极高,导轨丝杠副间隙要控制到最小,否则会使刨刀产生瞬时的停顿,导轨面出现短暂的凸起。
只有少部分企业采用,大部分依然选择粗磨加精磨的方案。
(3)粗铣(刨)—半精铣(刨)—粗磨—精磨—研磨,适用半精铣后淬火要求的表面,该方案效率低。
2.6孔的典型加工工艺路线
图2-2孔的典型加工工艺路线
(1)钻—扩—铰
应用最广泛的加工路线,适用中、小孔加工。
铰刀是定尺寸刀具,能得到IT6—9,Ra0.32—10。
本工艺用来加工螺栓孔,配做孔。
(2)(粗镗)—半精镗—精镗
适用于箱体孔系、直径比较大。
能得到IT5—7,Ra0.16—1.25。
通过查找相关的手册及文献,结合本科的金属工艺学,制造技术基础,金属切削机床基础等课程所学,提出了两套基本加工方案,分别以粗铣,粗刨作为主要粗加工手段,另外在工序顺序上略有不同。
(下列方案省略了一些不重要工序及辅助工序)
表5-1两种可行的加工方案
序号
工艺方案一
工艺方案二
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
铸造
时效处理
预铣
粗铣
退火
半精铣
精铣
钻扩孔
绞孔
淬火
高速铣
刮研
铸造
预铣
时效处理
粗刨
退火
半精铣
精铣
钻扩孔
淬火
高速铣
刮研
磨削
方案一较方案二有3点改进:
(1)由于是砂型铸造,毛坯公差大,加工余量大,为了减轻粗加工的工作量,应在粗铣前进行荒铣,去掉毛坯表面的硬皮。
方案二将预铣工序移至人工时效处理之前。
因为预铣没有严格的尺寸要求,以去除材料为主,所以可在铸造车间直接完成。
预铣后可发现毛坯内部气孔等缺陷,发现不合格毛坯当场处理,避免了将不合格毛坯运送人工时效处理再运往机加工车间的运输成本。
毛坯重量尺寸皆较大,工序调整后可减少不必要的劳动。
(2)将粗铣换为粗刨,刨床适用于小批量生产,加工范围,加工表面粗糙度,灵活性不如铣床,但刨床的通用性高,设备成本低。
该零件粗加工去除量大,又属于狭长表面,契合了刨床的适用范围,使用刨削代替铣削粗加工合理。
(3)将铰孔工序移至装配过程中,机加工过程只去除一部分余量,与底座装配后以底座孔为基准进行精加工孔,可有效提高装配的精度。
2.8最终加工方案的确定
经过以上讨论,最终总结出一套更加完善的工序顺序,为方案三:
(1)铸造毛坯;
(2)清理、喷砂,上底漆;
(3)预铣;
(4)人工时效处理;
(5)划线,划底面,导轨面的粗铣,粗刨加工线及校正县;
(6)翻面后粗铣导轨面内侧面,床身结合面,侧刀粗铣导轨顶面;
(7)粗刨导轨面,矩形导轨内外侧面,粗刨矩形导轨内外侧面;
(8)粗铣立柱底面,翻面,粗铣立柱顶面;
(9)半精刨导轨面,以各导轨面侧面;
(10)精铣导轨面,立柱内侧面,结合面,外侧面,以底面为安装基准;
(11)热处理,导轨面中频淬火;
(12)磨削光整加工导轨面。
3刀具和机床的选择
刀具材料,刀具结构,刀具几何参数被称为刀具设计的三要素,下面分别对粗,半精,精加工,光整加工的刀具三要素进行选择。
3.1粗加工刀具
龙门铣床立柱的材料是HT300的灰铸铁,它的抗拉强度为300MPa,抗弯强度为392MPa,抗压强度为735MPa,硬度为170~220HBS,基体类别为珠光体。
导轨加工工序工艺食尸鬼动次打次圣诞节的补充十多个ius大部分在湖北都护府VB将会计划表在红包覅吧说不定会VBID不比如飞鹤将妇女好红日个号基尼大Vhi大仁哥几女冯俊杰牛人如何在内女自己发的解放据XX和大家妇女节滴入大姐夫在你好布尔和人工二教女戒你让别入诶几女IE红人馆好护额㐈YG类硬质合金与YT类相比,具有较高的抗弯强度和冲击韧度。
另外YG类比YT类有较好的导热性能,有利于切削热从刃区传散,降低刃区温度。
因此YG类硬质合金目前公认,并且实际应用极多的切削铸铁刀具材料。
3.2半精加工
涉及到半精加工的表面均为精度等级高的表面,采用强度和耐磨性均衡的细晶粒G6硬质合金。
3.3精加工
精加工根据加工表面重要性的不同选取两种刀具,其中重要的导轨面及其侧面选用TiC-3200HV涂层硬质合金,即在韧性较大的硬质合金的基础上气相沉淀或电泳沉淀的工艺形成一层硬度极高的耐磨层,增加涂层后的刀具切削速度可以提升25%-30%,寿命提升1-3倍。
刀具性能的提高,可采用更高的切削速度,这必然会降低切削力,零件变形减小,由此可使半精加工获得更高的精度与光整度,有利于下一步精加工工序顺利进行。
3.3磨削加工
在磨床上用砂轮对工件表面进行切削加工的方法叫做磨削加工。
磨削是精加工的一种方法,加工精度可达IT5~IT6,加工表面粗糙度可达到Ra0.8~0.2
,镜面磨削可达到Ra0.04~0.01
。
下表给出了磨削刀具磨料的性能适用范围
表3-1常用磨料性能及适用范围
磨料名称
代号
成分
颜色
机械性能
热稳定性
适用磨削范围
棕刚玉
GZ
Al2O395%
褐色
韧性大
2100℃熔融
碳钢,合金钢铸铁
白刚玉
GB
Al2O3>99%
白色
硬度大
2100℃熔融
淬火钢高速钢
黑碳化硅
TH
SiC>95%
黑色
硬度强,韧性弱
>1500°氧化
铸铁黄铜非金属材料
绿碳化硅
TL
SiC>95%
绿色
硬度大
>1500°氧化
硬质合金
人造金刚石
JR
碳结晶体
乳白色
高硬度,高强度
>700°石墨化
硬质合金,宝石
表3-3各加工阶段刀具材料的选用表
加工
阶段
材料
代号
刀具
特点
刀具
性能
荒铣
YG8C
含钴量较高,晶粒粗大
韧性高,耐磨性最差,用于低速
吃刀量大,抗冲击能力为该类最强
粗铣
TG8
含钴量较高
晶粒细小
韧性高,耐磨性差,用于低速
吃刀量大,抗冲击性能好
半精加工
YG6
含钴量中等
晶粒细小
韧性,耐磨性,抗冲击性能相对均衡
用于中速,中等吃刀量
精加工立柱面
YG3
含
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