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湖北自考機械制造工藝本科畢業(yè)論文范文

湖北自考網(wǎng) 來(lái)源: 時(shí)間:2023-04-12 14:43:04

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車(chē)床主軸零件的機械加工工藝分析
摘要:車(chē)床主軸零件的機械加工、生產(chǎn)制造所涉及到的工藝程序相對較多,在對其進(jìn)行生產(chǎn)管控的過(guò)程中工作人員應當采取頂層設計,明確工件加工管控需求,對其中的工藝流程卡以及工藝指導書(shū)進(jìn)行分析、比較,選取特定的工藝來(lái)提高生產(chǎn)加工精度。在對車(chē)床主軸零件進(jìn)行機械加工生產(chǎn)的過(guò)程中,工作人員還需要結合精益化的管控思想,明確分析各工位、各區域的生產(chǎn)管控需求,提高生產(chǎn)制造效率。本文對車(chē)床主軸零件的機械加工工藝進(jìn)行分析探討。
關(guān)鍵詞:車(chē)床主軸零件機械加工工藝
1引言
在對車(chē)床主軸零件進(jìn)行機械生產(chǎn)加工制造過(guò)程中,工作人員應當對各項工序管控要求進(jìn)行分析考量,對其中加工精度、加工量進(jìn)行確認,實(shí)施全過(guò)程動(dòng)態(tài)化的加工管控,明確各項加工管理標準。車(chē)床主軸零件所涉及到的加工程序相對較為復雜,工作人員在加工前應當采取頂層設計策略,明確分析設備以及相關(guān)零件的使用需求,提高加工效率。
2車(chē)床主軸零件加工概論
車(chē)床在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域具備較大的作用,相關(guān)設備主要是利用車(chē)刀裝置,通過(guò)對零部件以及刀具的旋轉來(lái)實(shí)現對物件的加工處理,而車(chē)床主軸作為車(chē)床內部重要的零部件,其加工質(zhì)量的好壞決定著(zhù)車(chē)床運行的質(zhì)量和效率,其承擔著(zhù)夾具安裝以及對零部件、刀具的定位,同時(shí)實(shí)現對設備零部件的旋轉管控,通過(guò)在主要軸向進(jìn)行不斷的旋轉,以此來(lái)實(shí)現對設備、刀具以及各項裝備的控制,進(jìn)而完成對零部件的加工,簡(jiǎn)而言之,車(chē)床主軸在實(shí)現對零部件在切削打磨時(shí)保持高速旋轉的狀態(tài)。
3車(chē)床主軸零件加工流程分析
在對車(chē)床主軸零件進(jìn)行加工管控的過(guò)程中,工程人員需要對其中所涉及到的技術(shù)流程進(jìn)行嚴格管控,對生產(chǎn)加工工序、步驟進(jìn)行有效設計,在加工期間,工程員需要對機械加工技術(shù)、方式進(jìn)行優(yōu)化、完善,對工件外部形態(tài)、尺寸、大小、質(zhì)量等多方面數據進(jìn)行檢驗分析;其次,相關(guān)技術(shù)人員還需要考量相關(guān)設備的生產(chǎn)管控數量以及外部設備使用條件,明確相關(guān)技術(shù)操作規程,將生產(chǎn)管控模式、管控內容有效設置為相應的工藝文件,使得各項工作的開(kāi)展均具備參考依據,簡(jiǎn)而言之,在機械生產(chǎn)加工活動(dòng)中,工程人員需要將所使用到的工程文件進(jìn)行總結分析,參照零部件的實(shí)際生產(chǎn)狀況來(lái)完成對各項工藝文件的編寫(xiě)制作(如圖1所示),在對車(chē)床主軸零件進(jìn)行加工管理的過(guò)程中涉及粗加工、半精加工以及精細加工。具體操作步驟如下,外圓表面粗加工(以頂尖孔定位)→外圓表面半精加工(以頂尖孔定位)→鉆通孔(以半精加工過(guò)的外圓表面定位)→錐孔粗加工(以半精加工過(guò)的外圓表面定位,加工后配錐堵)→外圓表面精加工(以錐堵頂尖孔定位)→錐孔精加工(以精加工外圓面定位)。
3.1粗加工
在粗加工段,涉及到對相關(guān)主軸零件加工材料的科學(xué)選擇,以及對其實(shí)施相應的熱處理,根據加工需求,完成對車(chē)床主軸零件毛坯的生產(chǎn)制造管控,在此期間,工程人員應當考量車(chē)床主軸的實(shí)際使用情況,科學(xué)合理地選取相應的工件材料,之后再對其進(jìn)行鍛造、塑形,對相關(guān)材料進(jìn)行必要的熱處理,通過(guò)必要的熱學(xué)處理使得相關(guān)零部件的材料切削性能得到有效提升,最終使得車(chē)床主軸零件的綜合性能能夠大幅度增長(cháng)。除此之外,在對零件材料進(jìn)行加工處理管控時(shí)也能夠有效地提升車(chē)床主軸零件在運動(dòng)期間其表面所具備的耐磨性,之后生產(chǎn)人員需要根據車(chē)床主軸零件毛坯的生產(chǎn)制造情況,根據數量、生產(chǎn)需求,選取不同的生產(chǎn)管控模式,比如可以結合自由鍛造或大批量的生產(chǎn)加工。
例如在粗加工過(guò)程中首先需要經(jīng)過(guò)一系列的鍛造處理,在鍛造期間需要經(jīng)過(guò)必要的磨段工序,而在此過(guò)程中需要借助精鍛機,在完成鍛造之后則需要進(jìn)行熱處理,借助回火爐,然后再通過(guò)鋸床對材料進(jìn)行必要的切割處理,參考標準文件選取,據段加工的長(cháng)度,在完成鋸斷操作之后,則需要結合床銑床,參考小端外形實(shí)施必要的銑端面打孔,在完成端面打孔之后,再進(jìn)行車(chē)加工,參長(cháng)后續半精加工的實(shí)際需求,實(shí)現對主軸零件初步的加工管控。鍛造(磨鍛/立式精鍛機)→熱處理(正火/回火爐)→鋸(鋸小端,保持總長(cháng)為890+2.5mm/鋸床)→洗端面打中心孔(車(chē)端面鉆5mm的中心孔,小端外形/洗床、鉆床)→車(chē)(粗車(chē)各段外徑,均放余量:為2.5~3mm大端外形及斷即、小端中心孔/車(chē)床)。
3.2半精加工
而在對應的半精加工方面,車(chē)床主軸零件的半徑需要得到有效管控,需要對諸如錐孔、車(chē)錐面以及精車(chē)外圓等結構進(jìn)行初始加工管理,此部分是車(chē)床主軸零件實(shí)現基本功能的關(guān)鍵工序,完成半精加工之后,車(chē)床主軸零件的外部形態(tài)已經(jīng)基本可以得到確認,此類(lèi)加工工序涉及到部分機械加工,其中需要結合諸如車(chē)床、鉆床、銑床、鋸床等多種機械設備的結合使用,然后再對車(chē)床主軸零件進(jìn)行必要的熱處理,實(shí)施相應的半精加工。而在對零件外圓表面的粗加工管理過(guò)程中,需要結合相應的頂尖孔定位,再通過(guò)對鉆通孔以及錐孔粗加工,最終實(shí)現對車(chē)床主軸零件的半精加工。
比如在半精加工過(guò)程中,需要通過(guò)相應的鉆床完成對設備精細化鉆孔,在完成鉆孔之后結合熱處理,參照相應的規范要求完成對局部區域的熱處理管控,使得車(chē)床加工更加高效、快捷,再結合車(chē)床以及仿形車(chē)床完成對主軸零部件外觀(guān)初步加工。車(chē)(粗車(chē)各段外徑,均放余量為2.5~3mm大端外形及小端中心孔/車(chē)床)→車(chē)(粗車(chē)D、E而及165mm外圓,均放余量為2.5~3mm小端外形,115mm表面/車(chē)床)→車(chē)(粗車(chē)大端后斷面及115mm外圓與上邊工序接平大端外形,小端中心孔/車(chē)床)→鉆(鉆45mm的導向孔,小端外形115mm表面/鉆床)→鉆(鉆45mm的通孔小端外形,115mm表面深孔/鉆床)。
3.3精密加工
而在后續的精密加工環(huán)節,則是在通過(guò)半精加工之后來(lái)實(shí)施的,也是車(chē)床主軸零件最后加工程序,在半精加工之后,工作人員需要對精細化加工流程進(jìn)行確認,該項加工工藝需要在上一階段對車(chē)床零件外圓表面以及相關(guān)錐孔部位還未完成加工的結構部件進(jìn)行再次加工處理,結合必要的車(chē)床主軸結構分析,對其中的螺栓、螺孔、錐孔以及螺紋等進(jìn)行相應的加工處理,在完成對相關(guān)區域的加工之后則需要對主軸零件進(jìn)行淬火處理,提升整個(gè)零部件的結構高度以及運動(dòng)精度,通過(guò)淬火處理之后,能夠使得主軸零件的扭矩、彎矩以及回轉精度能夠達到相應的設置需求,在完成加工之后,工作人員需要對其進(jìn)行精細化檢驗,對車(chē)床主軸零件各部位的質(zhì)量實(shí)施全面質(zhì)檢,保證零件加工質(zhì)量能夠滿(mǎn)足車(chē)床主體結構剛度、強度、回轉精度、運作精度的實(shí)際使用需求。
4車(chē)床主軸零件機械加工基準設定
4.1粗基準選用
在對機床主軸零件進(jìn)行加工管控的過(guò)程中,工程師需要確保相關(guān)加工位置與不加工位置之間的界限明確,一般情況下需要選取不加工表面作為基準線(xiàn),在加工過(guò)程中參照各加工表面分析相應的加工余量,之后再將其進(jìn)行有效分配。而在選取出基準的過(guò)程中需要選取重要的加工表面,此外,在加工過(guò)程中相關(guān)基準不能夠往復使用,由于粗精準不具備較高的精細度,其會(huì )造成較大的加工誤差,因此同一尺寸方向的粗基準只能夠使用一次。
4.2精基準的選擇
而在對精基準進(jìn)行選取選用的過(guò)程中,也需要確保設計基準和定位基準能夠有效重合,盡可能減少在加工過(guò)程中所產(chǎn)生的定位誤差,此外,還需要保證基準統一的管控原則,簡(jiǎn)言之,工程師需要在相同的定位基準前提下加工多個(gè)工面,提高各表面的加工位置的精確度。一般情況下,需要將軸類(lèi)零件的兩頂端作為相應的定位基準;此外還需要嚴格參照互為基準的管控原則,若兩個(gè)工件表面具備較高的加工精度要求是可以通過(guò)互為基準的管控原則實(shí)現往復多次的加工。在加工期間,當加工余量相對較為均勻且較小時(shí),可參考工件表面的實(shí)際定位基準來(lái)開(kāi)展加工作業(yè)。
4.3確定零件的定位基準
在對零件的定位基準進(jìn)行確認管控時(shí),工程師需要參照相應的管控原則,結合基準重合、基準統一以及互為基準的重要管控思想,盡可能在一次裝夾過(guò)程中加工出較多的表面,具體來(lái)說(shuō),為了使得支承軸頸與主軸內錐面同軸度能夠保持高度一致,可以結合互為基準管控原則選取相應的基準面,例如,結合車(chē)小端1:20錐孔和大端莫氏6號內錐孔,由于其與支軸承頸相鄰,因此可以將其設置為同一基準。
5車(chē)床主軸零件機械加工工藝
5.1熱處理工藝
通過(guò)上對車(chē)床機械加工流程進(jìn)行分析、比較可以看出,在當前車(chē)床主軸零件加工生產(chǎn)制造活動(dòng)中實(shí)施必要的熱處理是必不可少的。在此過(guò)程中,工程人員以及相應的生產(chǎn)管控人員需要嚴格參照工藝流程卡以及標準作業(yè)指導書(shū),落實(shí)對各個(gè)工序的嚴格管控。在結合熱處理工藝使用的過(guò)程中,工作人員應當明確相關(guān)工藝所使用的時(shí)間節點(diǎn),由于熱處理工藝質(zhì)量的高低直接影響到車(chē)床主軸零件加工的品質(zhì)和效率,同時(shí)也會(huì )影響到車(chē)床最后的生產(chǎn)效率,因此在對主軸零件材料進(jìn)行熱處理管控的過(guò)程中需要從零件毛坯階段到后續的成型階段、精加工階段進(jìn)行必要的熱處理管控,因此整個(gè)熱處理工藝貫穿到車(chē)床主軸零件生產(chǎn)制造的各個(gè)時(shí)間。
5.2車(chē)床主軸零件階段工藝要點(diǎn)
在車(chē)床主軸零件階段施工管控過(guò)程中所結合使用到的工藝流程相對較多,其工作量相對較大,同時(shí)加工精度要求也相對較高,在此過(guò)程中,主要是實(shí)現對后續精加工的處理管控,在此階段所開(kāi)展的一系列工作均是為后續的精加工打下相應的基礎。在后續粗加工、半精加工以及精加工過(guò)程中,工程人員需要將材料的應力進(jìn)一步去除,為后續的熱處理工藝打下堅實(shí)基礎。此外,車(chē)床主軸零件在經(jīng)過(guò)多次往復地切削處理之后能夠避免零件加工出現相應的誤差,同時(shí)也能夠確保不同機械設備之間能夠實(shí)現合理配合使用,提高加工精度,并且還能夠適當地減少對機床的損耗。在初加工過(guò)程中,可以選取不同的機床設備進(jìn)行加工管控,提高加工質(zhì)量和效率,同時(shí)還能夠減少對機床所造成的磨損。
5.3工藝路線(xiàn)
在對工藝路線(xiàn)擬定的過(guò)程中,工程人員需要參考加工物件的幾何形狀、精度位置以及精度要求,選取適當的工藝路線(xiàn)。而基礎的工藝路線(xiàn)涉及到備料、鍛造、熱處理、鋸、車(chē)、打孔、鉆孔、打磨、銑、清除毛刺、檢查等相應的工序,不同的工藝路線(xiàn)在車(chē)削、打磨、鉆孔方面存在相應的差異(如表1所示),同時(shí)也具備不同的加工標準以及加工設備。在此過(guò)程中,工程人員應當結合具體的加工管控需求來(lái)選取適當的工藝路線(xiàn)來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)制造需求。在工業(yè)生產(chǎn)路線(xiàn)方面,主要是采用先銑面后鉆孔的管控思路,結合先面后孔的管控原則,但是在加工生產(chǎn)過(guò)程中,工程人員也需要對工件右邊圓柱上平面以及左邊圓柱下平面相關(guān)區域不便于定位、裝夾的部分進(jìn)行有效管控。因此工程人員需要嚴格管控各個(gè)工件的加工順序,明確加工量,合理控制加工公差,將加工誤差管控在合理的范圍之內。
在完成生產(chǎn)加工之后,需要結合千分尺對物件的外觀(guān)進(jìn)行精度測量,在完成大量生產(chǎn)制造后也需要通過(guò)光滑極限量規來(lái)對其表面進(jìn)行檢驗,而針對長(cháng)度較大但是精度較高的工件材料時(shí)可以結合比較儀進(jìn)行測驗,在對工件表面的粗糙度進(jìn)行評估時(shí)也可以結合粗糙度樣板進(jìn)行查看,而針對粗糙度要求相對較高的區域位置時(shí)可以結合光學(xué)顯微鏡對其輪廓進(jìn)行評測。
6結語(yǔ)
總體來(lái)說(shuō),在對車(chē)床主軸零件實(shí)施加工管理的過(guò)程中,工作人員應當對各項工藝指標、工藝文件進(jìn)行分析評估,對各項基準、各項工藝程序進(jìn)行合理編制,明確各項加工管控需求,以此來(lái)提高加工精度以及加工品質(zhì)。
參考文獻:
[1]孔寧寧,衛官.車(chē)床主軸零件的機械加工工藝分析[J].內燃機與配件,2021(18):2.
[2]崔曉光,鄭志強.車(chē)床主軸箱的裝配工藝與檢驗[J].科技創(chuàng )新與應用,2021(2017-6):140-140.
結束
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