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采煤机左牵引部机壳的加工工艺规程及数控编程

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软件简介

采煤机左牵引部机壳1A0.dwg
采煤机左牵引部机壳2A0.dwg
采煤机左牵引部机壳3A0.dwg
MG132320-W型采煤左牵引部机壳的加工工艺规程及数控编程.doc
MG132320-W型采煤左牵引部机壳工艺卡片.doc
任务书.doc
摘要.doc

采煤机直接用于煤炭的地下开采,是煤炭生产中最重要的机械设备之一。进入20世纪90年代后,随着煤炭生产向集约化方向发展,减员提效、提高工作面单产成为煤炭发展的主流,发展高产高效工作面势在必行。我国是一个发展中国家,改革开放以来,采煤机研发有了长足的发展,尤其国产电牵引采煤机发展速度很快,应该说跟上了世界采煤机发展的方向。机械设备的先进性、品种、质量、可靠性、适应程度以及寿命是衡量一个采煤国家的采煤机技术水平的标准。
   本次设计的主要任务是对MG132/320-W型采煤机左牵引部机壳进行加工工艺规程设计以及数控程序的编制。

关键字: 采煤机    加工工艺规程     数控程序编制

   箱体是部件和组件的基础零件,它把许多的零件连接成一体,使各个零件之间具有确定的相对位置和相对运动关系,这就组成了具有一定功能的箱体部件,如机床主轴箱部件,各类减速器部件等。箱体零件的结构形式和加工质量对于整个机器的使用性能,如振动、噪声、发热、寿命、效率、工作精度等都要很大的影响,所以对于箱体零件的设计和制造,人们总是给予很高的重视。
   箱体的结构形式一般有两种:一种是整体式的,如机床主轴箱箱体,另一种是剖分式的,如各类减速箱箱体。
   箱体零件的结构一般都比较复杂。壳臂较薄,内部成腔形。箱体上的外臂和内腔常常设置加强筋和隔板,以便增强刚度和改善散热条件。箱体零件一般具有精度要求较高的平行孔等加工表面。
   矿井用箱体零件的特点:
   由于井下空间小,箱体工作载荷大,工作条件差,并常有煤块,岩石撞击等,因而要求箱体的尺寸小,结构紧凑,并具有足够的强度。所以一般都采用铸钢件或球墨铸铁件作为井下箱体零件材料。同铸铁相比,铸钢的铸造性能和加工性能较差。
   由于井下煤尘和瓦斯的存在,井下工作机械的防爆面必须具有很高的防爆性能,以防止火花逸出而引起爆炸。具体要求为:不动防爆面的表面粗糙度Ra值应小于5um,活动防爆面的表面粗糙度Ra值应小于2.5 um;防爆面要有足够的接触长度和较小的配合间隙;防爆腔必须做水压实验,确保在8个大气压的条件下持续一分钟不致发生渗漏。防爆面上的气孔和砂眼要进行焊接和填补。
         
3.2  箱体加工工艺过程分析
   
3.2.1  MG132/320-W牵引部箱体的工艺分析及工艺规程
一、零件图样分析
   由于牵引部箱体的技术要求较高,故加工时应分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。但因为该零件刚性好,不易变形,所以划分加工阶段不宜过细。拟定加工过程时应遵循以下原则:
   1、先面后孔的加工原则。
   因为箱体的孔比平面难加工,先以孔为粗基准加工平面,再以平面为精基准加工孔,不仅为孔的加工提供了稳定可靠的精基准,使孔的加工余量均匀;而且由于箱体上的孔大部分都分布在箱体平面上,先加工平面,去除了铸件表面的凹凸不平和夹砂等缺陷,对孔的加工比较有利(特别是钻孔时不易使轴线偏斜),便于切削、避免刀具破损和调整刀具等。
   2、粗精加工分开原则。
   由于箱体的结构复杂,主要加工表面的精度高,粗精加工分开进行,可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、夹紧力和切削液对加工精度的影响,有利于保证箱体的加工精度。根据粗、精加工的不同要求合理的选用设备,有利于提高生产率。精度高和表面粗糙度要求高的主要表面精加工工序放在最后,也可以使其表面避免因加工其他次要表面或搬运安装时被破坏。
   3、妥善安排热处理工序。
   一般情况下,铸造后进行时效处理,以便减少铸造内应力,改变金相组织、软化表层金属,改善材料的加工性能,减少变形,保证加工精度的稳定性。对于精度要求较高或壁薄而结构复杂的箱体,在粗加工后进行一次人工时效处理,以消除粗加工所造成的内应力,以确保箱体加工精度的稳定性。

二、牵引部箱体机械加工工艺过程卡片(见附录3)
卡片上详细写出牵引部箱体的加工工艺规程,加工时按照卡片上的工序加工,严格保证加工精度。
三、牵引部箱体的工艺分析
   1)铸件必须进行时效处理,以消除应力。有条件时应在露天放一年以上再加工。
   2)为了保证加工精度应使定位基准统一,该零件的主要定位基准集中在底面上。
   3)镗孔时,在可能的条件下尽量采用“支撑镗削”方法,以增加镗杆的刚性,提高加工精度。对直径较小的孔,应采用钻、扩、铰加工方法。
   为保证在同一轴上各孔的同轴度,可采用在已加工孔上,安装导向套再加工其他孔的方法。
   4)为了提高孔的加工精度,应将粗镗、半精镗和精镗分开进行。
   5)铸造时一般Φ50mm以下的孔不铸出。
   6)孔的尺寸精度检验,使用内径千分尺或内径百分表进行测量。轴内孔之间距离的测量可以通过孔与孔之间壁厚进行间接测量。
   7)同一轴线上的孔的同轴度,可采用检验心轴进行检验。
   8)各轴孔的轴线之间的平行度,以及轴孔的轴线与基准面的平行度,均应通过检验心轴进行测量。
   9)数控加工时各孔的正确位置是靠手动控制坐标来完成的,为更好地保证加工质量,单件小批量生产时也可采用组合夹具镗模进行加工;批量较大时,应采用专用镗模进行加工。
   10)非加工表面进行喷丸处理。
   11)齿轮腔涂磷化底漆,其他表面涂防锈漆。
四、定位基准的选择
   由于牵引部箱体的加工主要属于孔系加工,所以对精度要求比较高,一定要选择好定位基准。我选择的是以底面焊好工艺块为基准来进行定位与装夹。
1、精基准的选择
   精基准的选择主要与加工表面的精度要求有密切关系。选择精基准时,应首先考虑“基准统一”原则,所选的精基准最好是装配基准(或设计基准),以避免基准不重合而产生基准不重合误差。此外,精基准还应保证主要加工表面的加工余量均匀,具有较大的支撑面,使定位和夹紧可靠。
2、粗基准的选择
   选择粗基准主要考虑加工表面与不加工表面之间的相互位置关系以及加工表面的余量均匀性问题。一般选择箱体上较为重要的毛坯作为粗基准。
   在单件小批量生产中加工粗基准时,可采用划线找正的方法。划线时,要核对箱体内各零件与箱壁见的尺寸,保证有足够的间隙,以免零件之间相互干涉。采用划线找正法,可减少专用夹具,缩短生产准备时间,但加工精度较低,对刀调整时间长,生产率低。在大批量生产中,一般采用专用夹具加工。以保证主要孔加工余量均匀和减少辅助工时,提高生产率。

3.2.2 箱体加工误差分析
1、平面加工中的误差分析
   箱体零件的结合面,定位面等是具有较高平面度要求的加工面,经常出现平面度误差。以端面铣削为例,归纳起来有下列几种原因。
   1)、端铣时铣床主轴线同走刀方向的垂直度误差。
   2)、夹紧力的位置和大小的影响。
   3)、切削力造成的变形。
   4)、内应力的影响。
   5)、切削热的影响。
   6)、机床本身的静误差。
2、孔系加工中的误差分析
   1)、杆、导套的静误差
   若镗杆和导向套间存在间隙,在切削力和镗杆重力的共同作用下,镗杆和回转轴线将是不固定的。
   2)、轴线位置的静误差
   若镗床主轴回转轴线同工作台进给方向有平行度误差,则加工孔在垂直于主轴回转轴线的截面内真圆,在垂直于工作台进给方向截面内椭圆,不过椭圆度甚小。
   3)、杆的弹性变形
   在悬臂镗削时,作用于镗杆上的力有轴向切削力
   4)、主轴弹性变形
   机床主轴的受力变形由重力、切削力和传动引起的。传动力的方向是不变的,而切削力的方向在时时改变因而它们合力的大小和方向也在时时变化,加之轴承各点刚度不等会引起回转轴线变化,从而造成内孔表面的圆度误差。
   5)、受力点位置变化影响
   进给方式不同会影响镗杆的受力点位置。因镗杆悬伸长度不变,所以工件孔中心线直线度很好,孔径减少到较少。镗杆送进的悬臂镗削,因镗杆悬伸长度不断变化,在可加工长孔时会产生圆度误差,加工多段同轴孔时会产生同轴度误差。
   所以在对形状精度要求较高的场合,总是优先考虑工作台面进给方式。
   6)、工件的夹紧变形
   由于夹紧力过大或过于集中,夹紧位置不当等都可能造成夹紧变形而影响孔的几何形状精度。夹紧力过大,加工后内孔成为椭圆。将集中载荷改为分布载荷,或减小精加工夹紧力等,上述变形可以避免。
3、毛坯材料硬度不均和余量不均的影响
   1)、力的影响
   相临的孔由于收缩不同步切削处理后的内应力重新分布,便造成孔的圆度误差。为此,毛坯需要很好的时效处理。
   2)、工艺系统热变形的影响
   热变形会造成机床上主轴轴线倾斜,这时如采用工件进给就会出现孔的圆度误差。由于孔壁厚度不均在切削力作用下,薄处温度高,变形大,厚处温度低,变形小,若粗精加工连续进行,将会使薄处少切,厚处多切,冷却后便造成圆度误差。采用粗精加工分开和充分冷却可以有效的消除这项误差。

目  录
摘要 ……… Ⅰ
Abstract……Ⅱ
第一章 绪论 1
第二章 采煤机简介及结构组成 …………4
   2.1 MG132/320-W系列采煤机简介…4
   2.2 采煤机主要特点…4
   2.3 采煤机的组成部分及其作用  …5
   2.4 主要技术参数及配套设备 …… 6
第三章 MG132/320-W型采煤机牵引部箱体的工艺分析  8
   3.1采煤机箱体的功用与结构特点 …8
   3.2箱体加工工艺规程分析………… 9
     3.2.1 MG132/320-W牵引部箱体的工艺分析及工艺
        规程……… 9
  3.2.2 箱体加工误差分析……… 11
第四章 MG132/320-W牵引部箱体数控加工工艺分析及程序
的编制…………… 14
   4.1 数控加工工艺分析 …………… 14
     4.1.1 牵引部箱体数控加工内容 14
     4.1.2 数控机床的选择………… 15
     4.1.3 加工刀具的选择………… 18
     4.1.4 走刀路线的选择………… 18
     4.1.5 工件的装夹与定位  …… 19
   4.2 数控加工程序的编制 ………… 20
      4.2.1 编程坐标图 20
      4.2.2 刀具卡片… 21
      4.2.3 加工程序及说明………… 21
      4.2.4 铣槽走刀路线图………… 22
第五章 工艺过程技术经济分析………… 23
第六章 绿色设计与生产… 26
第七章 高速加工技术在模具工业的应用 28
结论 ……… 35
致谢 ……… 36
参考文献 … 37
附录1英文翻译(汉) … 39
    英文翻译(英)……43
附录2数控程序单…………49
附录3加工工艺规程 …… 70

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