直齒羅拉滾齒形加工工藝及工裝夾具設計【說明書+CAD】

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皮輥由皮輥芯、皮輥鐵（鋼）殼，軸承和皮殼組成。棉紡并條機等設備上用的皮輥,用膠管套在皮輥芯上,也有的將丁腈橡膠直接澆注在皮輥芯上，支承在兩端軸承處。棉、毛等紡紗機上用的皮輥每兩錠成一套，皮殼套在兩邊的皮輥鐵殼上，支承在皮輥芯的中間。為增強鐵殼與皮殼之間的結(jié)合力，鐵殼表面有溝槽。皮輥用的軸承有滑動軸承和滾動軸承兩種。皮輥的規(guī)格、種類很多，直徑精度和表面光潔度要求較高，表面須經(jīng)磨削加工。丁腈皮殼具有硬度和厚度均勻、無接頭、富有彈性、在重加壓下不易產(chǎn)生永久壓縮變形、耐磨、價格便宜以及可以用不同的配方獲得不同的性能，來適應各種工藝需要等優(yōu)點，20世紀50年代以來已代替了用天然皮革和軟木等做的皮殼。膠管用套或膠粘的辦法裝配在鐵殼上。用機械或氣壓使膠殼內(nèi)徑脹大后套在鐵殼上的，稱為套皮輥。用膠粘劑把膠管和鐵殼膠牢，可以避免在重加壓下運轉(zhuǎn)時膠管從鐵殼上滑脫下來。也可以把丁腈橡膠直接梳化在薄壁合金管上，再壓配在鐵殼上做成丁腈皮輥，裝配方便，能承受重加壓，使用壽命較長。 皮輥的表面處理很重要，目的在于獲得需要的摩擦系數(shù)值。摩擦系統(tǒng)太小，握持力不足，牽伸過程不能正常進行；摩擦系數(shù)太大，纖維或整根須條容易繞到皮輥上，造成斷頭或紗疵。須條繞在皮輥上的現(xiàn)象稱為繞皮輥。皮輥的表面處理方法有酸處理和涂料兩類。使用滲透性的合成涂料，既能充分發(fā)揮橡膠彈性，又能防止繞皮輥，耐久性也好。皮輥與纖維摩擦產(chǎn)生靜電，也是繞皮輥的原因。在膠管配方中加入高分子電解質(zhì)或抗靜電劑和使用合適的表面涂料可防止靜電的積聚。皮輥使用日久后，產(chǎn)生中凹、偏心、大小頭、同一套上兩只皮輥直徑不一致、表面微細龜裂、表面處理層剝落或失效等，都需要進行回磨，經(jīng)表面重新處理后方可再用。二、羅拉零件的加工工藝由以上分析可知，羅拉這種零件并不是一種單純的軸類零件，它需要經(jīng)過軸類零件的加工過程后，繼續(xù)對軸進行包覆，焊接等等的加工過程，最后才能成為羅拉零件。因此，必須要先對軸類零件進行工藝分析：軸類零件是機器中經(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。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。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。羅拉零件就可以定位為軸類零件中的階梯軸，它是由階梯軸頭和鋼管以及包復扳三部分零件組裝在一起的，其中的軸頭就是典型的階梯軸。（一）下面對軸頭進行加工過程的工藝分析：(1)軸類零件的毛坯軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設備條件及結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節(jié)約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產(chǎn)多采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時采用模鍛。該羅拉零件的材料為45鋼，故選45鋼就可滿足其要求。根據(jù)其尺寸，可選擇毛坯為120150的45號圓鋼。 （2）確定主要表面的加工方法羅拉零件的軸頭大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車削與外圓磨削成型。由于該零件的軸頭公差等級與表面粗糙度由車削就可以達到精度要求，因此用車削就能夠完成加工過程。外圓表面加工方案為：粗車半精車精車。（3）確定定位基準合理的選擇定位基準，對于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。對于羅拉軸頭的加工應選擇兩端的中心孔為基準，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。粗基準采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓夾兩次鉆兩端中心孔，而應該以毛坯外圓作粗基準，先加工一個端面，鉆中心孔，車出一段外圓，然后以已車過的外圓作基準，用三爪自定心卡盤裝夾，車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。（4）熱處理工序安排軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定。對于羅拉零件的軸頭，要求是調(diào)質(zhì)處理，并安排在粗車個外圓以后，半精車各外圓之前?？偵纤?，羅拉軸頭工藝路線如下：下料車兩端面，鉆中心孔粗車各外圓調(diào)質(zhì)半精車各外圓，倒角鉆孔銑鍵槽精車去毛刺校驗入庫。通過上面的工藝路線的確定，確定出了如下的軸頭一的加工工藝過程：機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號CA6140車床零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱軸頭1共頁第1頁材 料 牌 號45鋼毛 坯 種 類圓鋼毛坯外形尺寸120150每毛坯件數(shù)1每 臺 件 數(shù)1 工 序 號 工 名 序 稱 工 歩 名 稱工 序 內(nèi) 容設 備工 藝 裝 備 工 時 夾具刀具量具 準終 單件1下料120mm150mm2車削1三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓一端車床三爪卡盤2車端面見平CA6140 YT5 90 偏刀3鉆中心孔中心鉆2mm4粗車外圓保證尺寸115mm YT5 45 外圓車刀游標卡尺3車削1三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓另一端2車端面見平保證總長145mm YT5 90 偏刀3鉆中心孔中心鉆2mm4粗車外圓保證尺寸113mm YT5 45 外圓車刀4車削1三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓另一端2用尾座頂尖頂住中心孔 3粗車臺階面外圓保證尺寸46mm，長74mm YT5 45 外圓車刀4粗車臺階面外圓保證尺寸36mm，長23mm5熱處理調(diào)質(zhì)處理220240HBS6車削1三爪自定心卡盤夾持46mm一端 2用尾座頂尖頂住中心孔 3半精車113mm外圓至112.5mm 4倒外角145倒角刀7車削1三爪自定心卡盤夾持112.5mm一端 YT5 45外圓車刀2用尾座頂尖頂住中心孔3半精車46mm臺階面至45.5mm4半精車36mm臺階面至35.5mm5倒外角1.545倒角刀6車33mm長為1.7mm的環(huán)槽，距軸端3.3mm切槽刀8車削1三爪自定心卡盤夾持45.5mm一端2用尾座頂尖頂住中心孔3精車112.5mm至112mm YT5 45外圓車刀9車削1三爪自定心卡盤夾持112mm一端2用尾座頂尖頂住中心孔3精車45.5mm臺階面至45mm YT5 45外圓車刀4精車35.5mm臺階面至35mm10去毛刺11 檢驗入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期軸頭二的加工工藝卡如下：機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號CA6140車床零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱軸頭2共頁第1頁材 料 牌 號45鋼毛 坯 種 類圓鋼毛坯外形尺寸120280每毛坯件數(shù)1每 臺 件 數(shù)1 工 序 號 工 名 序 稱 工 歩 名 稱工 序 內(nèi) 容設 備工 藝 裝 備 工 時 夾具刀具量具 準終 單件1下料120mm290mm2車削1三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓一端車床三爪卡盤2車端面見平CA6140 YT5 90 偏刀3鉆中心孔中心鉆2mm4粗車外圓保證尺寸115mm YT5 45 外圓車刀游標卡尺3車削1三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓另一端2車端面見平保證總長270mm YT5 90 偏刀3鉆中心孔中心鉆2mm4粗車外圓保證尺寸113mm YT5 45 外圓車刀4車削1三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓另一端2用尾座頂尖頂住中心孔 3粗車臺階面外圓保證尺寸46mm，長190mm YT5 45 外圓車刀4粗車臺階面外圓保證尺寸36mm，長139mm5粗車臺階面外圓保證尺寸31mm，長98mm5熱處理調(diào)質(zhì)處理220240HBS 6車削1三爪自定心卡盤夾持46mm一端2用尾座頂尖頂住中心孔 3半精車113mm外圓至112.5mm 4倒外角145倒角刀7車削1三爪自定心卡盤夾持112.5mm一端 YT5 45外圓車刀2用尾座頂尖頂住中心孔3半精車46mm臺階面至45.5mm4半精車36mm臺階面至35.5mm5半精車31mm臺階面至30.5mm6用6mm鉆頭在30.5mm臺階面鉆135深的孔6mm鉆頭7用10mm鉆頭在30.5mm臺階面鉆14深的孔10mm鉆頭8用絲錐在10mm的孔中攻絲10mm絲錐9在30.5mm的臺階面倒外角145倒角刀10在35.5mm的臺階面倒外角1.54511車28mm長為1.3mm的環(huán)槽，距軸端2.7mm切槽刀8鉆孔1用虎鉗夾住35.5mm臺階面鉆床虎鉗2用6mm的鉆頭鉆17.5mm深的孔，距軸頭端面為118mm6mm鉆頭9銑鍵槽1用V形虎鉗裝夾30.5mm臺階面立式銑床V形虎鉗銑刀2銑鍵槽10mm90mm，鍵槽一端距軸頭5mm8車削1三爪自定心卡盤夾持45.5mm一端2用尾座頂尖頂住中心孔3精車112.5mm至112mm YT5 45外圓車刀9車削1三爪自定心卡盤夾持112mm一端2用尾座頂尖頂住中心孔3精車45.5mm臺階面至45mm YT5 45外圓車刀4精車35.5mm臺階面至35mm5精車30.5mm臺階面至30mm10去毛刺11 檢驗入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期羅拉零件中的兩個軸頭已經(jīng)加工完成了，下面就是將軸頭、無縫鋼管和包覆鋼管三者通過紅套的方法結(jié)合到一起，所謂紅套，就是將套筒加熱，然后再將需要裝入的零件裝入套筒中，冷卻后套筒就會收縮與軸頭緊固。要將軸頭，無縫鋼管和包覆鋼管三者相結(jié)合，有兩種方案，方案一，就是先將軸頭與無縫鋼管通過紅套的方法相結(jié)合，然后再將這兩者的結(jié)合體通過紅套的方法與包覆鋼管再結(jié)合。而方法二就是先將無縫鋼管和包覆鋼管通過紅套的方法想結(jié)合，然后再將軸頭通過紅套的方法與他們相結(jié)合。方案二中的第二個過程比較困難，要加熱的零件比較厚，溫度要求也比較難以把握，相比之下，還是第一種方案比較合理，所以決定采用方案一。通過方案一在保證尺寸要求的情況下，再用焊接的方法將三者焊接到一起，這樣才可以保證整個零件的整體性。而這個零件也是羅拉齒形加工的毛坯零件。下一步還要對其進行齒形加工。（二）下面是對羅拉齒形加工的工藝分析要加工羅拉的槽，可以有滾齒、插齒、磨齒、剃齒和刨齒多中加工方案。在眾多的加工方案中，分別對銑加工和刨加工進行工藝試驗。從理論上來說，銑加工刀具剛性好，加工質(zhì)量比較穩(wěn)定，粗糙度低，不易形成毛刺，但加工效率低，刨加工加工效率高，刀具剛性差，進刀量不穩(wěn)定容易扎刀、毛刺。但通過多次的工藝試驗，比較兩種加工方法的加工參數(shù)及加工后的表面質(zhì)量，表明對此種零件，銑加工不但加工效率低，而且容易在齒頂形成積屑瘤。影響加工質(zhì)量。而刨加工加工質(zhì)量反而比銑加工的好，加工面幾乎沒有毛刺，加工效率也比銑槽高。通過以上的分析，羅拉的齒形加工就選用刨加工。選定了刨加工，接下來就要選擇加工的刀具?？紤]到羅拉齒形的分布較密，齒形槽較薄，齒形強度比較的差，而且還容易變形，我們可以使用組合刀具對其進行刨槽加工，盡可能的減少工件發(fā)熱，提高加工效率。其組合刀具結(jié)構(gòu)如下圖所示： 直槽刨刀結(jié)構(gòu)，它能有效的減小成形刨刀的加工量，最大限度的減小熱量的產(chǎn)生。下圖所示的就是直槽刨刀：成形刨刀結(jié)構(gòu)，經(jīng)過前面刨直槽刀的加工，成形刨刀的加工余量已經(jīng)很小，它主要是切削斜面部分是槽成形，直接影響著槽的成形尺寸及表面質(zhì)量。下圖是成形刨刀的結(jié)構(gòu)： 刀具也定了下來，接下來就是在刨床上的夾具的設計了。本次的畢業(yè)設計主要的任務之一就是羅拉齒形加工的夾具的設計，具體設計過程參考設計說明書。