皮帶輪設(shè)備內(nèi)的傳動(dòng)軸加工-畢業(yè)論文

2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第2頁共20頁2003屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第1頁共4頁1引言中國(guó)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(guó)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(dòng)密集型產(chǎn)品；并且一些比較精密的產(chǎn)品多進(jìn)口與發(fā)達(dá)國(guó)家，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)這方面技術(shù)的缺失，再加上國(guó)家的投入少以及這方面設(shè)計(jì)制造的人才較少，更加導(dǎo)致了這個(gè)行業(yè)的落后。這就要求我們?cè)诩庸r(shí)要能深刻透徹的分析了解其設(shè)計(jì)與加工。在此基礎(chǔ)上能創(chuàng)新新技術(shù)，帶動(dòng)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(yuǎn)距離傳送動(dòng)力的場(chǎng)合，例如小型柴油機(jī)動(dòng)力的輸出，農(nóng)用車，拖拉機(jī)，汽車，礦山機(jī)械，機(jī)械加工設(shè)備，紡織機(jī)械，包裝機(jī)械，車床，鍛床，一些小馬力摩托車動(dòng)力的傳動(dòng)，農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力的傳送，空壓機(jī)，減速器，減速機(jī)，發(fā)電機(jī)，軋花機(jī)等等。2013年的皮帶輪設(shè)備產(chǎn)量超過24億件，作為傳動(dòng)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(dòng)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(shí)心軸、空心軸等。它們?cè)跈C(jī)器中用來支承齒輪、帶輪等傳動(dòng)零件，以傳遞轉(zhuǎn)矩或運(yùn)動(dòng)。皮帶輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有：皮帶輪傳動(dòng)能緩和載荷沖擊；皮帶輪傳動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)、低噪音、低振動(dòng)；皮帶輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便；皮帶輪傳動(dòng)對(duì)于皮帶輪的制造和安裝精度不像嚙合傳動(dòng)嚴(yán)格；皮帶輪傳動(dòng)具有過載保護(hù)的功能；皮帶輪傳動(dòng)的兩軸中心距調(diào)節(jié)范圍較大。近年來我國(guó)的皮帶輪行業(yè)發(fā)展比較迅速，國(guó)內(nèi)皮帶輪設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距進(jìn)一步縮小，目前我國(guó)生產(chǎn)的皮帶輪設(shè)備已經(jīng)能夠滿足國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)需求。但是我國(guó)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(chǎng)集中，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈等等，并且隨著傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)零部件輕質(zhì)化以及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(guó)皮帶輪行業(yè)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有較大的市場(chǎng)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)品及結(jié)構(gòu)不合理；市場(chǎng)格局、競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)嚴(yán)峻等問題依然突出。我國(guó)與國(guó)外機(jī)械主機(jī)制造方面的差距已日益縮小，但是在零部件長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，中低端產(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(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)、保持企業(yè)做強(qiáng)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(qiáng)化了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)的運(yùn)作。在產(chǎn)品布局方面，行業(yè)依據(jù)不同的情況，已形成進(jìn)駐產(chǎn)業(yè)鏈配套產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，從能源用地緊張地區(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(jī)廠地區(qū)轉(zhuǎn)移多種產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整模式，國(guó)家發(fā)布的機(jī)械基礎(chǔ)零件的振興實(shí)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(guó)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(guó)家重大裝備掛鉤的的配套高端產(chǎn)品。在當(dāng)前形勢(shì)下，如何準(zhǔn)確的判斷行業(yè)的發(fā)展形勢(shì)，如何深入了解行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素，如何全面的分析相關(guān)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及經(jīng)營(yíng)趨勢(shì)，是行業(yè)十分關(guān)注的問題。1.3研究?jī)?nèi)容論文研究的是皮帶輪設(shè)備內(nèi)的傳動(dòng)軸加工工藝，其在機(jī)器中的功用主要是支承傳動(dòng)零件，傳遞扭矩和承受載荷。論文是從傳動(dòng)軸的普車加工來分析，使我們了解普通車床的加工工藝范圍、特點(diǎn)、方式及加工對(duì)象。論文主要是對(duì)零件從原材料到成品在各個(gè)部門的加工流程的簡(jiǎn)介。同時(shí)還介紹了加工零件前的準(zhǔn)備，加工過程中的操作，以及各種常見的刀具，常見的夾具使用，以及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(dòng)軸的零件分析2.1零件的圖紙分析如圖2-1所示為傳動(dòng)軸零件圖。圖2-1零件圖零件的從左往右依次規(guī)格尺寸介紹。零件為總長(zhǎng)度為245mm的傳動(dòng)軸，最左面為M20，螺距為1mm，長(zhǎng)度為36mm的三角螺紋。中間為Ф25+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(zhǎng)度為70mm的三角螺紋。零件的外圓表面以及左右端面的粗糙度為Ra1.6μm，零件的各個(gè)倒角為1mm45°。表面要去毛刺，進(jìn)行脫邊，并且要進(jìn)行發(fā)藍(lán)（將零件的外表面進(jìn)行氧化處理）和調(diào)質(zhì)（高溫回火）處理。零件材料：45號(hào)鋼。良好的可加工性，無特殊處理的問題，因此不需要采取特殊的加工工藝措施，刀具材料的選擇范圍較大。零件整體特征，長(zhǎng)徑比為12，是比較典型的細(xì)長(zhǎng)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(duì)于圖紙上幾個(gè)精度較嚴(yán)格的尺寸，在加工過程中要保證在公差范圍內(nèi)。（2）因?yàn)楸砻嬉M(jìn)行發(fā)藍(lán)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(gè)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(diǎn)要求：(1)此傳動(dòng)軸屬旋轉(zhuǎn)體零件，加工表面為圓柱面、螺紋及鍵槽等，其長(zhǎng)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(jí)和表面粗糙度要求應(yīng)取最經(jīng)濟(jì)值。(2)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(diǎn)，本零件屬于小傳動(dòng)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Ф28mm，250mm，45度鋼，盡量選長(zhǎng)一點(diǎn)的留有余量。如圖2-2所示為毛坯實(shí)物圖。圖2-2毛坯注意：選擇原料的時(shí)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，切削加工后的內(nèi)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(dòng)軸的加工工藝分析傳動(dòng)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(cè)。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(jìn)行檢驗(yàn)來保證質(zhì)量。(2)應(yīng)該用中心鉆確定點(diǎn)的位置在確定點(diǎn)的位置之前要先用車床上面的基準(zhǔn)刀對(duì)刀，把所需要用到的幾把刀具對(duì)好，同時(shí)也要確定原點(diǎn)的位置，一般加工工件都是從左往右加工的，所以原點(diǎn)一般都是以第一個(gè)孔的點(diǎn)為原點(diǎn)的。(3)采用90o外圓車刀對(duì)棒料的外圓進(jìn)行加工，車(4)使用外螺紋刀車右面M24(5)采用球頭高速鋼立銑刀來加工鍵槽長(zhǎng)40mm原材料經(jīng)過上述零件加工流程的加工，整改和檢驗(yàn)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(yàn)→成品原材料經(jīng)過上述零件加工流程的加工，整改和檢驗(yàn)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(yàn)。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(duì)原料進(jìn)行粗加工，普車加工主要是對(duì)于表面粗糙度和長(zhǎng)短的加工以及內(nèi)、外圓柱面，圓錐面，成形回轉(zhuǎn)表面及端面。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4-1CA6140普通車床CA6140型普通車床的主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。能對(duì)軸、盤、環(huán)等多種類型工件進(jìn)行多種工序加工，常用于加工工件的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種螺紋，采用相應(yīng)的刀具和附件，還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲和滾花等。表4-1CA6140普通車床參數(shù)表車床名稱普通車床CA6140型號(hào)CA6140主軸電動(dòng)機(jī)功率7.5kw主軸通孔直徑Φ52X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)速范圍9-1600rmp4.1.2裝夾方式采用45o外圓車刀對(duì)毛坯的兩端面進(jìn)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4-245o外圓車刀45o外圓車刀的安裝方法。刀具不能伸出刀架太長(zhǎng)，刀的中心要對(duì)準(zhǔn)工件的中心，否則會(huì)影響切削。4.1.4切削速度與切削量的介紹車削端面時(shí)的進(jìn)給量為每轉(zhuǎn)一圈進(jìn)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(jìn)給量、吃刀量以及刀齒數(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(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速n=(1000Vc)/(πd) n——主軸轉(zhuǎn)速Vc——選定的切削速度π——圓周率d——工件或刀具直徑。刀具的轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度計(jì)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(dá)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4.2.4車削外圓應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素來選用刀具。因?yàn)樵谲囅魍鈭A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如圖4-5所示。圖4-34mm中心鉆圖4-4打中心孔采用90o外圓車刀對(duì)毛坯的外圓的進(jìn)行加工，車圖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(jìn)給速度是每轉(zhuǎn)一圈進(jìn)給0.2mm，主軸轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)每分鐘。精車外圓的進(jìn)給速度是每轉(zhuǎn)一圈進(jìn)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。加個(gè)承重塊防止在車螺紋的時(shí)候哈佛被彈起而損壞螺紋和刀具，并且在車削螺紋的時(shí)候前兩刀的進(jìn)給量定為每刀0.3-0.4mm，之后每刀的進(jìn)給量定為0.2mm。4.3.5車螺紋使用的是60°外螺紋車刀，進(jìn)給速度是每轉(zhuǎn)一圈進(jìn)給0.15mm，主軸轉(zhuǎn)速是每分鐘800轉(zhuǎn)。用立式銑床來加工鍵槽長(zhǎng)40mm銑鍵槽需要使用立式銑床。銑床是一種用途廣泛的機(jī)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）及各種曲面。此外，還可用于對(duì)回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進(jìn)行切斷工作等。銑床在工作時(shí)，工件裝在工作臺(tái)上或分度頭等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，輔以工作臺(tái)或銑頭的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，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(jiǎn)單來說，銑床可以對(duì)工件進(jìn)行銑削、鉆削和鏜孔加工的機(jī)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(tái)、傳動(dòng)軸X、Y、Z，電機(jī)、傳動(dòng)主軸等部分。采用球頭高速鋼立銑刀來加工鍵槽長(zhǎng)40mm采用球頭高速鋼立銑刀來加工鍵槽長(zhǎng)40mm銑刀開始加工的時(shí)候要把主軸轉(zhuǎn)速跳的較慢一點(diǎn)，小心刀具的晃動(dòng)甚至斷刀，在選擇硬質(zhì)合金刀具的同時(shí)也要考慮零件的硬度和刀柄的情況。粗銑鍵槽的進(jìn)給速度是每轉(zhuǎn)一圈進(jìn)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(gè)加工過程里面是起著非常重要的作用，因?yàn)樵谥败嚰庸?，銑削過程中都會(huì)出現(xiàn)一定的偏差，會(huì)出現(xiàn)報(bào)廢等情況。在這個(gè)時(shí)候就需要鉗工用他的工具和經(jīng)驗(yàn)來幫我縮小零件的偏差和報(bào)廢的數(shù)量，同時(shí)加工過程中也會(huì)出現(xiàn)一些光潔度，毛刺，等的情況都需要鉗工適時(shí)幫我們來處理，所以說鉗工在這個(gè)加工過程中很重要。4.6檢驗(yàn)檢驗(yàn)工序是檢測(cè)零件是否合格。4.6.1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(yàn)的過程檢驗(yàn)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(duì)比圖紙，看看是否達(dá)到要求，主要用于量取零件的直徑是否達(dá)到圖紙要求。到車削左右螺紋的時(shí)候，因?yàn)榱慵谎b夾在三爪卡盤上，所以要用深度尺去量取長(zhǎng)度切削的準(zhǔn)確度。4.7成品零件檢測(cè)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及解決方法問題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：斷刀情況解決方案：在機(jī)加工過程中斷刀是平常的問題，只要把進(jìn)給速度調(diào)低，這個(gè)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，以及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鏈接是否松動(dòng)，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(dòng)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(jī)和離心滾拋機(jī)。磨料可用石英砂、木屑、氧化鋁、陶瓷、白云石、碳化硅、金屬環(huán)等。根據(jù)零件的材料、形狀和尺寸以及毛刺部位和大小等進(jìn)行選擇。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)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(duì)我整個(gè)大專期間學(xué)習(xí)的總結(jié)，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我系統(tǒng)的充分的了解了自己在書本知識(shí)以及工作中的不足，也讓我知道自己在哪些方面需要更加的努力。通過這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)也讓我懂得了，在機(jī)械加工中的一些基本的要點(diǎn)，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(jì)，還有各個(gè)加工流程中的很多刀具選擇，還有零件加工過程中會(huì)遇到的種種問題及解決方法。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及解決辦法。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，給我最大的體會(huì)就是熟練的操作技能來源我們平時(shí)對(duì)專業(yè)知識(shí)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(shí)，對(duì)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(jì)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，以及對(duì)機(jī)床銑床了解的不足，還有對(duì)零件加工前的誤差計(jì)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(huì)努力彌補(bǔ)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)。致謝本人能完成此篇論文離不開許多人的幫助,在這里對(duì)那些幫助過我的老師,同學(xué),朋友們說一聲謝謝。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是由我的指導(dǎo)老師顏老師指導(dǎo)完成的。從論文選題到搜集資料，從寫稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、痛苦和彷徨，因?yàn)轭伬蠋煂?duì)我們十分的嚴(yán)格，哪怕只是一些格式的問題也要完成之后才行，在寫作論文的過程中心情是如此復(fù)雜，有想過放棄，但是想想