皮帶輪設(shè)備內(nèi)的傳動軸加工工藝論文

1、 .1 引言中國的皮帶輪行業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如中國工業(yè)現(xiàn)代化的起步比較晚、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不合理、輕工重工發(fā)展的不均衡、產(chǎn)業(yè)多集中于勞動密集型產(chǎn)品；并且一些比較精密的產(chǎn)品多進口與發(fā)達國家，導(dǎo)致國這方面技術(shù)的缺失，再加上國家的投入少以與這方面設(shè)計制造的人才較少，更加導(dǎo)致了這個行業(yè)的落后。這就要求我們在加工時要能深刻透徹的分析了解其設(shè)計與加工。在此基礎(chǔ)上能創(chuàng)新新技術(shù)，帶動行業(yè)的發(fā)展。1.1行業(yè)背景皮帶輪設(shè)備，主要用于遠距離傳送動力的場合，例如小型柴油機動力的輸出，農(nóng)用車，拖拉機，汽車，礦山機械，機械加工設(shè)備，紡織機械，包裝機械，車床，鍛床，一些小馬力摩托車動力的傳動，農(nóng)業(yè)機械動力的傳

2、送，空壓機，減速器，減速機，發(fā)電機，軋花機等等。2013年的皮帶輪設(shè)備產(chǎn)量超過24億件，作為傳動系統(tǒng)的主要配套行業(yè)，其中軸類零件作為它的主要組成部分,軸類零件是五金配件中經(jīng)常遇到的典型零件之一，它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷，按軸類零件結(jié)構(gòu)形式不同，一般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類；或分為實心軸、空心軸等。它們在機器中用來支承齒輪、帶輪等傳動零件，以傳遞轉(zhuǎn)矩或運動。皮帶輪傳動的優(yōu)點有：皮帶輪傳動能緩和載荷沖擊；皮帶輪傳動運行平穩(wěn)、低噪音、低振動；皮帶輪傳動的結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便；皮帶輪傳動對于皮帶輪的制造和安裝精度不像嚙合傳動嚴(yán)格；皮帶輪傳動具有過載保護的功能；皮帶輪傳動的兩軸中

3、心距調(diào)節(jié)圍較大。近年來我國的皮帶輪行業(yè)發(fā)展比較迅速，國皮帶輪設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)與國外先進技術(shù)的差距進一步縮小，目前我國生產(chǎn)的皮帶輪設(shè)備已經(jīng)能夠滿足國、國際市場需求。但是我國的皮帶輪設(shè)備行業(yè)還存在著很多問題，如生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量過多，企業(yè)規(guī)模較小；出口產(chǎn)品層次較低，出口市場集中，價格競爭激烈等等，并且隨著傳動系統(tǒng)對零部件輕質(zhì)化以與原料的不斷上漲等因素影響，皮帶輪設(shè)備行業(yè)的變革速度加快。1.2發(fā)展現(xiàn)狀我國皮帶輪行業(yè)在國市場占有較大的市場份額，但自主創(chuàng)新能力依然薄弱，核心技術(shù)受制于人；產(chǎn)品與結(jié)構(gòu)不合理；市場格局、競爭態(tài)勢嚴(yán)峻等問題依然突出。我國與國外機械主機制造方面的差距已日益縮小，但是在零部件長期依賴進口，中

4、低端產(chǎn)能過剩，高端產(chǎn)能不足的現(xiàn)象明顯。企業(yè)的自主創(chuàng)新能力較差，企業(yè)的自主創(chuàng)新能力是實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級、保持企業(yè)做強和持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)。2013年，皮帶輪設(shè)備行業(yè)加快了產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整的步伐，企業(yè)也強化了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的運作。在產(chǎn)品布局方面，行業(yè)依據(jù)不同的情況，已形成進駐產(chǎn)業(yè)鏈配套產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，從能源用地緊地區(qū)轉(zhuǎn)向可發(fā)展地區(qū)，向配套的的等產(chǎn)業(yè)政策，向裝備主機廠地區(qū)轉(zhuǎn)移多種產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整模式，國家發(fā)布的機械基礎(chǔ)零件的振興實施方案，為皮帶輪設(shè)備行業(yè)的法發(fā)展指明了必須為國家重大裝備配套的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，尤其是著重發(fā)展與國家重大裝備掛鉤的的配套高端產(chǎn)品。在當(dāng)前形勢下，如何準(zhǔn)確的判斷行業(yè)的發(fā)展形勢，

5、如何深入了解行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與面臨的風(fēng)險因素，如何全面的分析相關(guān)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與經(jīng)營趨勢，是行業(yè)十分關(guān)注的問題。1.3研究容論文研究的是皮帶輪設(shè)備的傳動軸加工工藝，其在機器中的功用主要是支承傳動零件，傳遞扭矩和承受載荷。論文是從傳動軸的普車加工來分析，使我們了解普通車床的加工工藝圍、特點、方式與加工對象。論文主要是對零件從原材料到成品在各個部門的加工流程的簡介。同時還介紹了加工零件前的準(zhǔn)備，加工過程中的操作，以與各種常見的刀具，常見的夾具使用，以與在加工過程中遇到的一些問題，如何正確的來解決這些問題，如何減少這些問題。2 傳動軸的零件分析2.1零件的圖紙分析如圖2-1所示為傳動軸零件圖。圖2-1

6、零件圖零件的從左往右依次規(guī)格尺寸介紹。零件為總長度為245mm的傳動軸，最左面為M20，螺距為1mm，長度為36mm的三角螺紋。中間為25×134mm的外圓。在距離左面螺紋65mm處有一個長40mm，寬度為10mm，深度為8mm，公差為+0.1mm的鍵槽。鍵槽的兩端R角為R5.25；最右面為M24，螺距為1.5mm，長度為70mm的三角螺紋。零件的外圓表面以與左右端面的粗糙度為Ra1.6m ，零件的各個倒角為1mm×45°。表面要去毛刺，進行脫邊，并且要進行發(fā)藍（將零件的外表面進行氧化處理）和調(diào)質(zhì)（高溫回火）處理。零件材料：45號鋼。良好的可加工性，無特殊處理的問

7、題，因此不需要采取特殊的加工工藝措施，刀具材料的選擇圍較大。 零件整體特征，長徑比為12，是比較典型的細長軸。注意：為了便于裝夾和基準(zhǔn)的確定，應(yīng)在工裝上裝有定位塊來固定零件。通過上述分析，可以采用以下幾種工藝措施。（1）對于圖紙上幾個精度較嚴(yán)格的尺寸，在加工過程中要保證在公差圍。（2）因為表面要進行發(fā)藍和調(diào)質(zhì)處理，一定要去除毛刺。2.2原料選擇零件是各要素、各尺寸組成的一個整體，所以更應(yīng)考慮零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性，具體有以下幾點要求：(1)此傳動軸屬旋轉(zhuǎn)體零件，加工表面為圓柱面、螺紋與鍵槽等，其長度大于直徑。在滿足產(chǎn)品使用性能的條件下，零件圖上標(biāo)注的尺寸精度等級和表面粗糙度要求應(yīng)取最經(jīng)濟值。(2

8、)盡量選用切削加工性好的材料。(3)有便于裝夾的定位基準(zhǔn)和夾緊表面。(4)節(jié)省材料，減輕質(zhì)量。毛坯的原料：按零件特點，本零件屬于小傳動軸,并且割外圓尺寸相差不大,可選棒料。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，比較接近并能滿足加工余量要求，可選28mm，250mm，45度鋼，盡量選長一點的留有余量。如圖2-2所示為毛坯實物圖。圖2-2 毛坯注意：選擇原料的時候記得留有加工余量，目的是為了切除上一道工序所留下來的加工誤差和表面缺陷，如鑄件表面冷硬層、氣孔、夾砂層，鍛件表面的氧化皮、脫碳層、表面裂紋，切削加工后的應(yīng)力層和表面粗糙度等。從而提高工件的精度和表面粗糙度，并且減少由于加工的失誤而多切導(dǎo)致原料成為廢料的幾率。3 傳動

9、軸的加工工藝分析傳動軸的加工工藝流程，原材料、車削端面、車削外圓、車削螺紋（需要使用普車加工）、銑削鍵槽（需要使用銑床加工）、鉗工加工、成品檢測。原材料經(jīng)過上述流程工序的加工，最后加工形成產(chǎn)品，產(chǎn)品在進行檢驗來保證質(zhì)量。(1)先手動車平棒料左右兩端面。(2)應(yīng)該用中心鉆確定點的位置在確定點的位置之前要先用車床上面的基準(zhǔn)刀對刀，把所需要用到的幾把刀具對好，同時也要確定原點的位置，一般加工工件都是從左往右加工的，所以原點一般都是以第一個孔的點為原點的。(3)采用90o外圓車刀對棒料的外圓進行加工，車25mm×245mm外圓。(4)使用外螺紋刀車右面M24，螺距為1.5mm，長度為36mm

10、的螺紋；左面M20，螺距為1mm，長度為70mm的螺紋。(5)采用球頭高速鋼立銑刀來加工鍵槽長40mm×寬10mm，深度為8mm（上下誤差0.1mm）原材料經(jīng)過上述零件加工流程的加工，整改和檢驗最后形成了產(chǎn)品。4零件加工的整體流程原材料車削端面、車削外圓、車削螺紋（需要使用普車加工）銑削鍵槽（需要使用銑床加工）鉗工加工檢驗成品原材料經(jīng)過上述零件加工流程的加工，整改和檢驗最后形成了產(chǎn)品。走刀路線概述。下料車兩端面鉆中心孔粗車各外圓調(diào)質(zhì)修研中心孔半精車各外圓、車槽、倒角車螺紋劃鍵槽加工線銑鍵槽修研中心孔鉗工加工檢驗。4.1 車削端面毛坯的端面是不平整的，如果直接車端面的話是斷續(xù)切削，容易

11、損壞刀具而且端面車刀一般是45°外圓車刀容易磨，所以先車端面。4.1.1加工設(shè)備車削端面使用的是普通車床。普車加工主要是對原料進行粗加工，普車加工主要是對于表面粗糙度和長短的加工以與、外圓柱面，圓錐面，成形回轉(zhuǎn)表面與端面。車工常用的車刀有90°外圓車刀、45°外圓車刀、切槽車刀、切斷車刀、鏜孔車刀、車螺紋車刀等。如圖4-1所示。圖4-1 CA6140普通車床CA6140型普通車床的主要組成部件有：主軸箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。能對軸、盤、環(huán)等多種類型工件進行多種工序加工，常用于加工工件的外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種螺紋，采用相應(yīng)的刀具和附件，還可

12、以進行鉆孔、擴孔、攻絲和滾花等。表4-1 CA6140普通車床參數(shù)表車床名稱普通車床CA6140型號CA6140主軸電動機功率7.5kw主軸通孔直徑52X向最大行程145mmZ向最大行程320mm刀位數(shù)/刀方尺寸4/25*25主軸轉(zhuǎn)速圍9-1600rmp4.1.2裝夾方式用三爪自定心卡盤夾毛坯28mm外圓，探出100mm左右，車削零件左面的端面。4.1.3 加工端面選擇的刀具采用45o外圓車刀對毛坯的兩端面進行加工，并且由于45o外圓車刀容易磨，所以選擇45o外圓車刀，如圖4-2所示。圖4-2 45o外圓車刀45o外圓車刀的安裝方法。刀具不能伸出刀架太長，刀的中心要對準(zhǔn)工件的中心，否則會影響切

13、削。4.1.4切削速度與切削量的介紹車削端面時的進給量為每轉(zhuǎn)一圈進給0.15mm，主軸轉(zhuǎn)速為每分鐘800轉(zhuǎn)。切削速度與刀具耐用度、每齒進給量、吃刀量以與刀齒數(shù)成反比，而與刀的直徑成正比，此外還與工件材料、刀具材料和加工條件等因素有關(guān)。切削速度確定后。還要計算出主軸轉(zhuǎn)速n=(1000Vc)/(d)n主軸轉(zhuǎn)速Vc選定的切削速度圓周率d工件或刀具直徑。刀具的轉(zhuǎn)速與進給速度計算。4.2車削外圓由于選擇的毛坯的外圓是不規(guī)整的，并且是留有余量的，所以要車削掉外圓的不規(guī)整表面，達到圖紙要求的精度，而且在車削外圓前要定位。4.2.1加工設(shè)備使用普通車床來車削外圓。4.2.2裝夾方式用三爪自定心卡盤夾毛坯，探出

14、150mm左右，車削圖紙中的最大外圓28，等到車削完成，再裝夾右端，探出150mm左右，車削最大外圓28，最后可以將整個毛坯加工成一根25×245mm的圓柱。4.2.3基準(zhǔn)面的確定車削外圓時傳動軸的定位基準(zhǔn)都是中心孔，以外圓設(shè)計的基準(zhǔn)為軸的中心線。符合了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，所以在車外圓表面的時候要采用中心孔定位。4.2.4車削外圓的選刀應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以與其它相關(guān)因素來選用刀具。因為在車削外圓之前要定基準(zhǔn)面，選擇的是打中心孔來定位，隨意要先打中心孔，采用4mm中心鉆來打中心孔，定位，如圖4-3所示，如圖4-4所示。采用90°外圓車刀來車

15、削外圓，不易出現(xiàn)將工件頂彎的現(xiàn)象。并且用45°外圓車刀車1×45°的倒角，最后可以將整個毛坯加工成一根25×245mm的圓柱。如圖4-5所示。圖4-3 4mm中心鉆圖4-4 打中心孔采用90o外圓車刀對毛坯的外圓的進行加工，車25mm外圓。如圖4-5、圖4-6所示。圖4-5 90°外圓車刀圖4-5車外圓表面4.2.5切削量的切削速度與切削量的分析粗車外圓的進給速度是每轉(zhuǎn)一圈進給0.2mm，主軸轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)每分鐘。精車外圓的進給速度是每轉(zhuǎn)一圈進給0.15mm，主軸的轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)每分鐘。4.3車削螺紋根據(jù)圖紙要求車削M24×1.5、M20

16、×1螺紋。4.3.1加工設(shè)備使用普通車床來車削螺紋。4.3.2裝夾方式先用三爪卡盤夾住工件右端探出100mm，先車削零件左端的螺紋，等到左端螺紋加工完成之后，換方向加工右端螺紋，用夾爪夾住工件左端探出100mm，再開始車削右端的螺紋。4.3.3基準(zhǔn)面的確定車削螺紋時采用兩個中心孔作為定位基準(zhǔn)。4.3.4刀具的選擇車削普通的公制小徑螺紋，選擇60°的外螺紋刀，如圖4-6、圖4-7和圖4-8所示。圖4-6 60°外螺紋車刀圖4-7 車螺紋圖4-8車螺紋注意：加個承重塊防止在車螺紋的時候哈佛被彈起而損壞螺紋和刀具，并且在車削螺紋的時候前兩刀的進給量定為每刀0.3-0.4

17、mm，之后每刀的進給量定為0.2mm。4.3.5切削速度與切削量的介紹車螺紋使用的是60°外螺紋車刀，進給速度是每轉(zhuǎn)一圈進給0.15mm，主軸轉(zhuǎn)速是每分鐘800轉(zhuǎn)。4.4 銑鍵槽用立式銑床來加工鍵槽長40mm×寬10mm，深度為8mm（上下誤差0.1mm）。4.4.1加工設(shè)備銑鍵槽需要使用立式銑床。銑床是一種用途廣泛的機床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面）、溝槽（鍵槽、T形槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪）、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）與各種曲面。此外，還可用于對回轉(zhuǎn)體表面、孔加工與進行切斷工作等。銑床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主

18、運動，輔以工作臺或銑頭的進給運動，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刃斷續(xù)切削，因而銑床的生產(chǎn)率較高。簡單來說，銑床可以對工件進行銑削、鉆削和鏜孔加工的機床。如圖4-9所示。圖4-9 立式銑床立式銑床的組成部分：基座、升降平臺、傳動軸X、Y、Z，電機、傳動主軸等部分。采用球頭高速鋼立銑刀來加工鍵槽長40mm×寬10mm，深度為8mm（上下誤差0.1mm）4.4.2銑床加工時的裝夾方式在銑鍵槽的裝夾上要使用V形鐵和壓板安卡裝夾。4.4.3 基準(zhǔn)面的確定采用外圓作為定位基準(zhǔn)面。4.4.4 刀具的選擇采用球頭高速鋼立銑刀來加工鍵槽長40mm×寬10mm，深度為8mm（上下誤差0

19、.1mm）。銑刀開始加工的時候要把主軸轉(zhuǎn)速跳的較慢一點，小心刀具的晃動甚至斷刀，在選擇硬質(zhì)合金刀具的同時也要考慮零件的硬度和刀柄的情況。4.4.5切削速度與切削量的分析 粗銑鍵槽的進給速度是每轉(zhuǎn)一圈進給0.15mm,主軸轉(zhuǎn)速為每分鐘轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)。4.5鉗工加工鉗工在這個加工過程里面是起著非常重要的作用，因為在之前車加工，銑削過程中都會出現(xiàn)一定的偏差，會出現(xiàn)報廢等情況。在這個時候就需要鉗工用他的工具和經(jīng)驗來幫我縮小零件的偏差和報廢的數(shù)量，同時加工過程中也會出現(xiàn)一些光潔度，毛刺，等的情況都需要鉗工適時幫我們來處理，所以說鉗工在這個加工過程中很重要。4.6 檢驗檢驗工序是檢測零件是否合格。4.6.1

20、檢驗過程中的量具選擇量具選用有外徑千分尺、游標(biāo)卡尺、螺紋環(huán)規(guī)、深度尺等。如圖4-10、圖4-11所示。圖4-11 深度尺圖4-12游標(biāo)卡尺4.6.2檢驗的過程檢驗加工件的尺寸，從零件的外圓車削開始，用游標(biāo)卡尺量取數(shù)值，對比圖紙，看看是否達到要求，主要用于量取零件的直徑是否達到圖紙要求。到車削左右螺紋的時候，因為零件被裝夾在三爪卡盤上，所以要用深度尺去量取長度切削的準(zhǔn)確度。4.7 成品零件檢測合格后的產(chǎn)品。如圖4-13所示。圖4-13 成品圖5加工過程中常見的問題與解決方法問題1：加工過程中中心孔因磨損而變形影響加工精度解決方案：用硬質(zhì)合金頂尖修研；用油石、橡膠砂輪頂尖修研。問題2：斷刀情況解決

21、方案：在機加工過程中斷刀是平常的問題，只要把進給速度調(diào)低，這個問題就很好避免。問題3：發(fā)現(xiàn)定位好的工件定位位置發(fā)生變化解決方案：選擇合適的夾具，以與改變零件的裝夾方式。問題4：加工工件的外圓有混亂的波紋解決方案：檢查卡盤與連接盤之間的是否松動，刀具是否鋒利，再做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和換刀。問題5：毛坯料表面的氧化皮傷刀解決方案：調(diào)慢轉(zhuǎn)速可以避免這一問題。問題6：加工完工件后，工件表面有很多毛刺，該怎么去除解決方案：滾磨去毛刺，把一定比例的工件和磨料放入封閉的滾筒，在滾筒轉(zhuǎn)動過程中，零件與磨料、零件與零件間產(chǎn)生磨削，去除毛刺。滾磨去毛刺設(shè)備有專用去毛刺機和離心滾拋機。磨料可用石英砂、木屑、氧化鋁、瓷、白云

22、石、碳化硅、金屬環(huán)等。根據(jù)零件的材料、形狀和尺寸以與毛刺部位和大小等進行選擇。結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計也到了尾聲，也標(biāo)志著我在本學(xué)校的學(xué)習(xí)生涯也即將結(jié)束，作為大專學(xué)習(xí)中的最后一階段的學(xué)習(xí)任務(wù)，也是對我整個大專期間學(xué)習(xí)的總結(jié)，通過畢業(yè)設(shè)計讓我系統(tǒng)的充分的了解了自己在書本知識以與工作中的不足，也讓我知道自己在哪些方面需要更加的努力。通過這個畢業(yè)設(shè)計也讓我懂得了，在機械加工中的一些基本的要點，比如零件的原料的選擇,夾具選擇，加工前的定位，工藝的路線設(shè)計，還有各個加工流程中的很多刀具選擇，還有零件加工過程中會遇到的種種問題與解決方法。比如想加快加工的速度，那么一定要銘記在各種參數(shù)。想加快圖紙的看圖速度，那么就要多多練習(xí)讀圖，并且使我總結(jié)了在工作過程中遇到的問題與解決辦法。這次畢業(yè)設(shè)計中，給我最大的體會就是熟練的操作技能來源我們平時對專業(yè)知識的理解與分析。還得需要你必須掌握零件的工藝方面的知識，對夾具刀具切削用量參數(shù)的設(shè)定我們各種參數(shù)的值必須清楚。在這次畢業(yè)設(shè)計中我也了解到了我的很多不足，比如畫圖能力的欠缺，不能熟練的使用繪圖軟件，以與對機床銑床了解的不足，還有對零件加工前的誤差計算有很大的漏洞，所以這次的論文還存在著一定的欠缺，我會努力彌補這方面的欠缺，在今后的工作學(xué)習(xí)中一定努力學(xué)習(xí)。致 本人能完成此篇論文離不開許多人的幫助,在這里對那些幫助過我的老師,同學(xué),朋友們說一聲。這次的畢業(yè)設(shè)計是由我的指