反井钻机减速箱螺纹轴加工工艺设计与程序编制【任务书+零件图+三维+工序简图+说明书】.rar
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反井钻机 减速箱螺纹轴 加工工艺设计与程序编制钻机 减速 螺纹 罗纹 加工 工艺 设计 程序 编制 任务书
资源描述:

本文对某机械加工厂反井钻机减速箱螺纹轴(材料为20CrMnTi,外形尺寸为310mm240mm,年产量500件,零件图见附件1)的加工制造进行了加工工艺设计。

反井钻机减速箱螺纹轴的机械加工工艺性分析;反井钻机减速箱螺纹轴的机械加工工艺方案设计与制定;反井钻机减速箱螺纹轴零件机械加工工艺过程卡、工序卡、刀具卡制定手动或使用机械CAM软件编写反井钻机减速箱螺纹轴零件的数控加工程序,列出程序清单,撰写设计说明书。

 

随着科技的不断发展,数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。本设计通过对数控加工的工艺特点、加工零件工艺性等进行分析,选择正确的加工方法,设计合理的加工工艺过程,充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。设计说明书以数控车床车削典型螺纹轴零件为例,根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床,制定加工方案,确定零件的加工顺序,各工序所用刀具,夹具和切削用量等,编写加工零件的程序。按照说明书要求将加工出零件,并对零件自检数据进行分析,说明在加工过程中应注意的事项。

关键词:工艺分析;刀具;切削用量;加工的程序

 

 


 

ABSTRACT

With the continuous development of science and technology, numerical control tec With the continuous development of science and technology, numerical control technology plays an increasingly important role in enterprises. This design through to the numerical control processing craft characteristic, the processing part craft and so on carries on the analysis, chooses the correct processing method, the design reasonable processing craft process, fully displays the numerical control processing high quality, the high efficiency, the low cost characteristic. The Product requirements document takes the turning of a typical hollow thread shaft part by a numerical control lathe as an example. According to the material, CONTOUR SHAPE and machining accuracy of the processed part, an appropriate machine tool is selected, a machining plan is made, and the machining sequence of the part is determined, each working procedure uses the tool, the JIG and the cutting quantity and so on, prepares the processing part the procedure. According to the manual requirements will be processed out of parts, and parts of the self-inspection data analysis, the processing process should pay attention to matters.

Keywords: Process Analysis; cutting tools; cutting parameters; processing procedures


 

目 录

  .................................................................................................................. II

ABSTRACT........................................................................................................ III

................................................................................................................... IV

第一章 零件的工艺分析..................................................................................... 1

1.1 零件的结构特点分析............................................................................ 1

1.2 零件的技术要求分析............................................................................ 1

1.3 确定毛坯................................................................................................ 1

第二章 零件的工艺规程设计............................................................................. 3

2.1 表面加工方法的确定............................................................................ 3

2.2 加工顺序的安排.................................................................................... 3

2.3 定位基准及装夹方式的选择................................................................ 3

2.4 制订工艺路线........................................................................................ 4

2.5选择加工设备机床................................................................................. 5

2.6选择刀具................................................................................................. 6

2.7确定切削用量......................................................................................... 6

2.7.1背吃刀量的确定.......................................................................... 6

2.7.2切削用量的具体选择.................................................................. 7

2.8数控加工工艺文件................................................................................. 9

2.8.1加工工艺过程卡.......................................................................... 9

2.8.2加工工序卡................................................................................ 10

第三章  零件的程序编制............................................................................... 13

3.1 编程原点的确定.................................................................................. 13

3.3 数控车加工程序编写.......................................................................... 14

3.3.1工件右端加工程序编写............................................................ 14

3.3.2 工件左端加工程序编写........................................................... 16

3.3.3 工件钻孔攻丝加工程序编写................................................... 18

总结..................................................................................................................... 20

  ................................................................................................................. 21

参考文献............................................................................................................. 22


 

第一章 零件的工艺分析

1.1 零件的结构特点分析

如图1.1所示零件图(若插图不清晰,详见附件CAD零件图),分析其加工工艺性。

1.1零件的二维平面图

典型螺纹轴零件是机械加工中常见的加工零件之一,在各类机械中应用很广。图1.1中所示的轴零件主要由内外圆柱面、内孔、外齿、花键、螺纹孔等组成,从这些结构中更可以看出,该零件主要起联接的作用。

1.2 零件的技术要求分析

该零件尺寸精度等级较高,其中外圆尺寸精度要求有:φ2400 -0.02mm、φ120+0.025 +0.003mm、φ140+0.025 +0.003mm;内孔尺寸精度要求有:φ92+0.23 0mm、φ60+0.03 0mm;长度尺寸精度要求有:180-0.043 -0.143mm161±0.1mm。(等等,其余的请参照零件图纸);该零件的表面粗糙度要求较高,最高表面达到Ra0.8m,最低为6.3um

1.3 确定毛坯

45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:S45CASTM中称为1045080M46,DIN称为:C45

45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板、梢子、导柱等,但须热处理。

45号钢广泛用于机械制造,这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢,淬火性能并不好,45号钢可以淬硬至HRC42-HRC46。所以如果需要表面硬度,又希望发挥45号钢优越的机械性能,常将45号钢表面渗碳淬火,这样就能得到需要的表面硬度。

145号钢淬火后没有回火之前,硬度大于HRC55(最高可达HRC62)为合格。实际应用的最高硬度为HRC55(高频淬火HRC58)。

245号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低,不耐磨。可用调质加表面淬火提高零件表面硬度。

渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件,其耐磨性比调质加表面淬火高。其表面含碳量0.8%1.2%,芯部一般在0.1%0.25%(特殊情况下0.35%)。经热处理后,表面可以获得很高的硬度(HRC58-HRC62),芯部硬度低,耐冲击。

如果用45号钢渗碳,淬火后芯部会出现硬脆的马氏体,失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料,含碳量都不高,到0.30%芯部强度已经可以达到很高,应用上不多见。0.35%从来没见过实例,只在教科书里有介绍。可以采用调质加高频表面淬火的工艺,耐磨性较渗碳略差。

GB/T6991999标准规定的45号钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火,达到的性能为屈服强度≥355MPa

GB/T6991999标准规定的45号钢抗拉强度为600 MPa,屈服强度为355 MPa,伸长率为16%,断面收缩率为40%,冲击功为39J

综合上述45号钢的优越机械性能,及其广泛用于机械制造的特点,所以毛坯黑选用45号钢。

根据该零件的图纸要求,由于零件并不是很长,因此可以直接采用型材毛坯(棒料),又零件的最大外圆为240mm,长度为310mm,可确定该零件的毛坯尺寸为Φ250×315mm


第二章 零件的工艺规程设计

2.1 表面加工方法的确定

1)右端面轮廓加工:粗车→精车→粗镗孔→精镗→切内槽。

2)左端面轮廓加工:粗车→精车→粗镗→精镗。

3)端面螺纹加工:钻孔→攻丝

2.2 加工顺序的安排

工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此,当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。

切削加工工序的安排原则

1)基准先行  选为精基准的表面,应先进行价格,以便为后续工序提供可靠的精基准。

2)先粗后精  各表面均应按照粗加工→半精加工→精加工的顺序依次进行,以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。

3)先主后次  先加工主要表面(如定位基面、装配面、工作面),后加工次要表面(如自由表面、键槽、螺纹孔等),次要表面常穿插进行加工,一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。

该零件的加工顺序应严格按照以上原则进行加工。

2.3 定位基准及装夹方式的选择

1)定位基准的选择

1)粗基准的选择:粗车时以外圆和两端面为粗基准,并加工出精基准

2)精基准的选择:精加工时以粗加工时加工出的端面和外圆为基准。

2)装夹方式的选择

夹具用来装夹被加工工件以完成加工过程,同时要保证被加工工件的定位精度,并使装卸尽可能方便、快捷。数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求:一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定;二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。

根据零件的尺寸、精度要求和生产条件,选择最常用的车床通用的三爪自定心卡盘。三爪自定心卡盘可以自动定心,夹持范围大,适用于截面为圆形、三角形、六边形的轴类和盘类中小型零件。

2.4 制订工艺路线

根据上述分析最终确定零件的加工工序如下

工序一:下料φ48-φ250×315mm的圆管棒料。

工序二:热处理

工序三:夹持毛坯外圆,车端面、车外圆、镗孔、车内槽。

工步1:粗车端面、外圆φ140mm、外圆φ156mm、外圆φ240mm,预留0.5mm精加工余量。

工步2:精车端面、外圆φ140mm、外圆φ156mm、外圆φ240mm,至图纸尺寸要求。

工步3:粗镗孔φ95mm、φ92.5mm,预留0.5mm精加工余量。

工步4:精镗孔φ95mm、φ92.5mm

工步5:车内槽φ120x6mm

工序四:调头夹持已加工外圆φ240mm,车端面、车外圆、镗孔、车内槽。

工步1:粗车端面、外圆φ120mm、外圆φ137mm、φ240mm端面,预留0.5mm精加工余量

工步2:精车端面、外圆φ120mm、外圆φ137mm、φ240mm端面,

工步3:粗镗内孔φ60mm、倒斜角、φ50mm,至图纸尺寸要求。

工步4:精镗孔φ60mm、倒斜角、φ50mm

工步5:切内孔槽φ62x6mm

工序五:加工端面螺纹。

工步1:钻孔6-φ6.8的螺纹孔。

工步2:攻丝6-M8

工序六:加工花键。

工序七:加工齿

工序八:去毛刺。

工序九:检验。

工序十:入库。

2.5选择加工设备机床

分析零件图可知,本设计加工的零件特征包括:外圆、内孔、内槽、端面孔加工工序复杂。为减少换刀和对刀时间,保证良好精度和表面粗糙度要求,选择数控车设备有限公司生产的CK6140×1000,该机床项目技术参数项目技术参数如下:

床身上最大回转直径

Φ400mm

卡盘直径

Φ250mm

拖板上最大回转直径

Φ210mm

主轴转速(机械)

25-1600rpm

变频

300-2000rpm

X轴最大行程

250mm

尾座套筒内孔锥度

MT4

Z轴最大行程

1000mm

尾座套筒移动量

140mm

最大加工长度

800mm

尾座套筒直径

Φ60mm

X/Z轴快速进给速度

5/10m/min

刀位数

4

X/Z轴脉冲当量

0.001mm

刀方尺寸

25mmx25mm

定位精度

0.01mm

主电机功率

5.5kw

重复定位精度

0.006mm

机床外形尺寸(长×宽×高)

2250mmx1200mmx1600mm

主轴通孔直径

Φ46mm

机床重量

2000kg

主轴内孔锥度

MT

钻孔攻丝,选择MVC850B加工中心,参数如下:

工作台面尺寸

120×550mm

主轴锥孔/刀柄形式

24ISO40 / BT40MAS403

工作台最大纵向行程

850mm

主配控制系统

FANUC 0iMate-MC

工作台最大横向行程

480mm

换刀时间(s

6.5s

主轴箱垂向行程

500mm

主轴转速范围

606000( r/min)

工作台T型槽

(槽数-宽度×间距)

5-16×60mm

快速移动速度

10000mm/min

机床外形尺寸

(长×宽×高)(mm)

2540mm×2520mm×2710mm

机床重量( kg)

4000kg

2.6选择刀具

该零件的数控加工中主要为车外圆、镗内孔、切内槽、具体的刀具选择情况表2.1所示。

2.1 数控车加工刀具卡片

序号

刀具名称

刀具规格

刀片材料

加工表面

1

外圆车刀

60°刀尖

硬质合金

车端面、车外轮廓

2

内孔镗刀

60°

硬质合金

镗内轮廓

3

内切槽刀

宽度3mm

硬质合金

切槽

2.1 数控铣加工刀具卡片

序号

刀具名称

刀具规格

刀片材料

加工表面

1

麻花钻

φ6.8

高速钢

钻螺纹底孔

2

丝攻

M8

硬质合金

攻丝M8



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