毕业设计皮带输送机滚筒轴的加工工艺分析综述.docx

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毕业设计皮带输送机滚筒轴的加工工艺分析综述

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-

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。

一、滚筒轴的图纸分析

图1滚筒轴零件图

（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Φ40（0.2，-0.1）、长为36（+0.1，0）、外沟槽直径为Φ37.6（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

Φ45外圆

外圆直径为Φ45，长度739

Φ40外圆

外圆直径为Φ40（0.2，-0.1），长度59.5

Φ37.6沟槽

外沟槽直径为Φ37.6（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Φ37.6外沟槽、台阶外圆、M6X30的螺纹孔，以及细长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）

加工外圆

T01

SCLCR-2020K09

车削刀片（负）80º菱形CNMG.CNGA

粗车左右两端外圆、台阶

1200

2.5

0.25

T02

车削刀片（正）80º菱形CCMT.CPGT

精车左右两端外圆、台阶及倒角

1500

0.5

0.1

加工沟槽

T03

MGEHR2020-3

GMM1520-MT

割左、右两端端外沟槽

800

1

0.15

加工孔

T04

钻中心孔

800

1

0.1

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=2.5mm；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=1200r/min；精车n=1500r/min；切槽时n=800r/min；钻孔n=6000r/min。

3．进给量的选择

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M6×30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+0.7×6=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Φ40、Φ45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Φ40、Φ45外圆及倒角，留0.2精车余量；

（4）精车左端：

精车Φ40、Φ45外圆及倒角，车长为430；

（5）割左端外沟槽：

外沟槽直径Φ37.6（0，-0.2），沟槽宽为1.7（+0.14，0）；

（6）精车右端：

精车Φ40、Φ45外圆及倒角，图纸尺寸；

（7）割右端外沟槽：

外沟槽直径Φ37.6（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Φ5.0孔，深35，并倒角；

（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Φ40、Φ45外圆及倒角，车长为430，留0.2精车余量

1200

0.25

T01

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Φ40、Φ45外圆及倒角，留0.2精车余量

1200

0.25

T02

精车

1500

0.1

T03

刀宽1.7mm

外沟槽直径Φ37.6沟槽宽为1.7

800

0.15

T04

钻中心孔

400

0.1

T05

钻Φ5.0孔，深35，并倒角

600

0.1

T06

攻M6的内螺纹，深30

手动攻丝

更改号

更改内容

批准

日期

拟制：

日期：

审核：

日期：

批准：

日期：

（8）软件模拟加工

采用斯沃数控仿真软件，根据输入的程序进行模拟真实的加工，这样可以防止在实际加工中因为程序错误而导致工件、刀具损坏。

1.设置毛坯

在工件操作中设置毛坯，选择棒料，输入工件直径大小与长度并选择毛坯材料。

见图2所示：

图2设置零件的毛坯

2.外圆对刀

手动操作机床，分别对棒料外圆与端面进行对刀，并将数据输入数控机床，见图3：

图3外圆对刀

3.车外圆台阶

刀具回参考点后，关闭舱门，打开自动按钮，进行车削加工。

见图4：

图4车外圆台阶

4.对切槽刀

手动操作机床，分别对棒料外圆与端面进行切槽刀的对刀，并将数据输入数控机床，见图5：

图5对切槽刀

5.切外沟槽

刀具回参考点后，关闭舱门，打开自动按钮，进行切槽加工。

见图6：

图6切外沟槽

6.钻螺纹底孔

用Φ5的砖头，钻螺纹底孔。

见图7：

图7钻螺纹底孔

7.攻丝

用丝锥和扳手攻M6的螺纹。

见图8：

图8攻丝

（九）手动攻丝

1.划线，打底孔深35mm。

2.在螺纹底孔的孔口倒角，倒角处直径可略大于螺纹大径，这样可使丝锥开始切削时容易切入，并可防止孔口出现挤压出的凸边。

3.M6的头锥起攻，起攻时，可用一只手的手掌按住铰杠中部，沿丝锥轴线用力加压，另一只手配合作顺向旋进；或两手握住铰杠两端均匀施加压力，并将丝锥顺向旋进，保证丝锥中心线与孔中心线重合，不致歪斜。

在丝锥攻入1—2圈后，应及时从前后、左右两个方向用直角尺进行检查，并不断校正至要求。

4.当丝锥的切削部分全部进入工件时就不需要再施加压力，而只靠丝锥作自然旋进切削。

此时，两手旋进用力要均匀，并要经常倒转1/4—1/2圈，使切屑碎断后容易排出，必要时加入润滑油进行切削，避免因切屑阻塞而使丝锥卡住。

5.攻螺纹时，必须以头攻、二攻顺序切削至尺寸M6。

6.该M6×30的螺纹孔是不通孔，可在丝锥上做好深度标记，并要经常推出丝锥，清理留在孔内的切屑，否则会因切屑堵塞而使丝锥折断或攻螺纹达不到深度要求。

当工件不便倒向进行清屑时，可用弯曲的小管子吹出切屑，或用磁性针棒吸出。

四、轴数控程序

手动编程程序如下：

O0001

N10T0101;（选1号刀粗车外圆）

N20M03S1200F0.25;

N30G00X52Z2;

N40G71U1R1.5;

N50G71P60Q110U0.5;

N60G0X39;

N70G01Z0;

N80G01X40Z-0.5;

N90G01Z-59.5;

N100G01X45;

N110Z-430;

N120G0X100;

N130G0Y100;

N140M00;

N150T0202;（选2号刀精车外圆）

N160M03S1500F0.1;

N170GOX52Z2;

N180G70P60Q110;

N190G00X100Z100;

N200MOO;

N210T0303（选3号刀切外沟槽）

N220M03S800F0.15;

N230G0X42Z2;

N240Z-23.5;

N250G01X37.6;

N260X42;

N270Z-23.3;

N280G01X37.6;

N290X42;

N300G0X100Z100;

N310G28U0W0;

N320M05;

M330M30;

%

总结

写完这篇毕业设计意味着我的大学三年生活即将画上句号，本着理论与实践相结合的教育理念，大一、大二我在学校学习课本理论知识，关于数控技术有了深刻的了解，每个暑假和寒假我都会找个数控加工的企业去打工，学习了许多在实际生产过程中遇到的问题和解决方案。

大三学年开始进入企业实习，为真正步入社会做最后的准备，从找工作开始我学会了该如何做好自己的个人简历与一些面试的技巧，自己想要什么，想做什么这个目标一定要很明确，不能盲目随随便便，这对今后长期的工作生活来说找一个自己感兴趣的工作十分重要。

在这次综合实践的过程中，我进步了很多，能将我们所学知识运用到实践中，并在实践中不断地发现。

将实践与书本知识充分结合。

通过写一篇好的毕业设计，将我们对一个事物是所思所想写下来，可以充分体现出我们的独立能力与解决问题的能力。

无论是在专业技术应用能力，综合运用知识能力，设计、绘图及计算机应用能力，实际动手操作能力，独立工作能力，创新能力，论文撰写能力以及逻辑思维能力及语言表达能力等等诸方面都接受了考验，获得了提高。

每一次总结都会给我们的人生增添一点经验，这是无价是财富。

毕业设计是对我们整个大学生活的总结，学到了什么，得到了什么，留下什么，给我们的大学画上一个圆满的句号。

相信这一定是我们每个人最美好的回忆，踏入工作后我们也应将更加努力，为自己、为家人、为社会做出自己的一份贡献，实现我们的人生价值。

参考文献

［1］同济大学，上海交通大学等院校编.机械制图.高等教育出版社，1997

［2］张权明.机床夹具设计.科学出版社，2006.6

［3］罗春华.数控加工工艺.北京理工大学出版社，2007.8

［4］钱东东.实用数控编程与操作.北京大学出版社，2007.12

［5］熊越东徐忠兰.机械零件的手动加工.机械工业出版社.2013.9