毕业设计G25轮毂加工工艺分析.docx

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毕业设计G25轮毂加工工艺分析

G2.5轮毂加工工艺分析

目录

内容摘要................................................................Ⅰ

引言.....................................................................Ⅱ

一．卧式镗床的介绍.......................................................1

二．G2.5工序内容加工列表................................................2-3

三．G2.5轮毂加工前准备工作

1.清理工作台，工件面..................................................4

2.跟换角度板，校验工作台..............................................5

3.上工装,校验工装.....................................................6

4.上工件，校验工件....................................................7

5.压紧................................................................7

四.法兰面加工

1.拉毛刀...............................................................8

2.铣刀检...............................................................9

3.粗铣大面，电机孔面...................................................10

4.螺旋铣电机孔.........................................................11

5.精铣大面，电机孔面...................................................12

五.电机孔的镗孔

1.电机孔镗孔尺寸要求...................................................13

2.电机孔精镗要领，注意事项.............................................14

3.举例Φ250的精镗孔.................................................15-16

6．大面各孔的加工

1.Φ20铰孔.............................................................17

2.筋板面打孔,攻丝,键槽刀铣槽........................................18-19

3.大面Φ36的打孔攻丝沉孔倒角........................................20-22

七．总结..................................................................23

六．镗床加工的安全规则....................................................24

七．致谢..................................................................25

内容摘要

本篇毕业综合设计主要想向大家讲解的是通过研究图纸工艺，来进行成品的加工。

首先通过图纸和工艺选择准确的装夹方法和合适的工装。

本产品加工可以简单的归纳为三步，第一步为粗精铣大面以及电机孔面。

第二步为电机孔的加工，包括电机孔的螺孔，粗镗以及半精镗。

第三步为大面各孔的加工，包括铰孔，钻孔，沉孔，攻丝以及倒角。

其中还涉及到电机孔精镗的步骤和要领和镗铣床操作的一些安全要领操作规章。

引言

轮毂是风力机上的重要零件，把风轮的力和力矩传递给主轴，其结构设计十分关键。

其重要性是随着风力发电机组容量的增加，而愈来愈明显，在大型风力发电机组中轮毂的重量占风力发电机组总量的30%左右，由此可见轮毂在风力发电机组设计与制造中的重要性。

而G2.5轮毂是吉鑫风能比较成熟的产品，通过镗铣床对轮毂进行最重要的三大面以及电机孔的加工。

卧式数控镗床的介绍

卧式数控镗铣床的主要关键部件是主轴箱，安装在立柱侧面，也有少数厂家采用双立柱的热对称结构,将主轴箱置于立柱中间，这种结构最大特点是刚性、平衡性、散热性能好，为主轴箱高速运行提了可靠保证。

但是，双立柱结构不便于维护保养，是当今采用的厂家不多的原因。

卧式数控镗铣床主轴箱移动多通过电机驱动滚珠丝杆进行传动，是主轴驱动核心传动装置，多采用静压轴承支承，由伺服电机驱动滚珠丝杆进行驱动。

由于主轴转速越来越高，主轴升温快，现在，已有很多厂家将采用油雾冷却以替代油冷却，更有效地控制主轴升温，使其精度得到有效保证。

卧式数控镗铣床主轴系统主要有两种结构型式，一种是传统的镗杆伸缩式结构，具有镗深孔及大功率切削的特点；另一种是现代高速电主轴结构，具有转速高，运行速度快，高效、高精的优点。

高速电主轴在卧式数控镗铣床上的应用越来越多，除了主轴速度和精度大幅提高外，还简化了主轴箱内部结构，缩短了制造周期，尤其是能进行高速切削，电主轴转速最高可大10000r/min以上。

不足之处在于功率受到限制，其制造成本较高，尤其是不能进行深孔加工。

而镗杆伸缩式结构其速度有限，精度虽不如电主轴结构，但可进行深孔加工，且功率大，可进行满负荷加工，效率高，是电主轴无法比拟的。

因此，两种结构并存，工艺性能各异，却给用户提供了更多的选择。

现在，又开发了一种可更换式主轴系统，具有一机两用的功效，用户根据不同的加工对象选择使用，即电主轴和镗杆可相互更换使用。

这种结构兼顾了两种结构的不足，还大大降低了成本。

是当今卧式数控镗铣床的一大创举。

电主轴的优点在于高速切削和快速进给，大大提高了车床的精度和效率。

如图1-1

数控镗床示意图1-1

工序内容

夹具辅具

编号及名称

刃具

编号及名称

量具

编号及名称

将工作台调整到3°倾角，工件以

大断面及Φ1100内孔定位，找正夹具中心，加工三大面（三大面中心距定位座上边沿垂直距离1473）

115w6058/J2a

铣三大面定位座

115w6058/J3

三等分度板

工步一；检查确定三大面位置

三等分度板

1、120°三等分，分别粗细三大面

Φ200面铣刀

2、以Φ2406和Φ2598两尺寸，分别铣三大面内圆和外圆，铣深各1mm，以此检查三大面位置

Φ80玉米铣刀

工步二；加工大面及电机孔面

粗铣法兰面至轮毂中心1102（留0.5余量）根据定位座外圆尺寸选择对应的加工附图

Φ200面铣刀

0-1500游标卡尺

粗铣电机孔端面，距大面13

粗铣Φ250H7孔至Φ245，通

Φ125螺旋铣刀

0-1500游标卡尺

精铣法兰面至轮毂中心1101.5

Φ200面铣刀

0-1500游标卡尺

精铣电机孔前端面，距大面105.3

工步三；点钻各孔

Φ20中心钻

1、电机孔前端面4×M12螺孔至Φ13

2、法兰面Φ20H8孔至Φ18

3、法兰面70×M36螺孔至Φ18

4、筋板面上4×M30螺孔至Φ18

工布四；加工各孔

1、钻电机孔前端面4×M12螺底孔至Φ10.2，深38

Φ10.2钻头

0-150游标卡尺

2、钻法兰面Φ20H8孔至Φ18，深25

Φ18钻头

Φ18扩孔至19.5，深19.5

Φ19.5扩孔钻

铰孔Φ20H8（+0.033/0），深18

Φ20H8铰刀

Φ20H塞规

3、钻法兰面70×M36螺纹底孔至Φ31.6，深70（+5/0）

Φ31.6钻头

0-150游标卡尺

攻丝70×M36-6H，深50（+5/0）

M36-H2丝锥

M36-6H螺纹塞规

Φ31.6扩孔Φ39，深5

Φ39扩孔钻

Φ39孔口倒角2×45°

Φ45×90°倒角钻

4、钻筋板面上4×M30螺纹底孔至Φ26.2，通

Φ26.2钻头

铣4×M30螺孔端面至Φ80，距大面110

Φ40键槽铣刀

0-150游标卡尺

攻丝4×M30-6H，通

M30-H2丝锥

M30-6H螺纹塞规

工布五；粗精加工电机孔

反向背刮Φ380内法兰面至Φ375，距大面230

Φ240三面刃铣刀

反向粗铣Φ285孔至Φ275，距大面105.3

反向精镗Φ285孔，距大面105.3

Φ250-Φ400精镗刀

反向精镗Φ380内法兰面至尺寸，距大面230

反刮镗刀

反向精镗Φ380内法兰面，距大面228±0.3

Φ240反刮刀盘

Φ285孔底反向倒角30°

自制倒角刀

半精镗Φ250H7孔至Φ249.5，通

Φ250-Φ350半精/精镗刀

50-600内径千分尺

精镗Φ250H7（+0.05/0）孔，通

反向半精镗Φ290H7孔至Φ289.5，距大面185

反向精镗Φ290H7（0.052/0）孔，距大面185

Φ290H7反向孔口倒角4×45°

自制反向倒角刀

工步六；刀检内圆

铣法兰面内圆至Φ2402±4（加工范围及尺寸见附图二）

Φ80玉米铣刀

Φ50球头铣刀

以上各工序加工结束，工作台分别回转120°，同理加工其它两大面

通过以上工艺来进行对G2.5轮毂的加工

三.加工前准备工作

（三）1.在加工G2.5轮毂前首先做的是应该清理工作台，保持工作台的整洁，和梯形槽内没有铁屑。

如图3-1

实物图3-1

（三）2.根据工件图纸上底面与法兰面所成角度来跟换3°角度板。

如图3-2三大面与轮毂轴线呈3°夹角需要倾斜工作台，跟换角度板

跟换角度板步骤：

机床上操作面板先将液压开启，将开关转到上升，等工作台上升到一定角度后关闭。

将机床v轴的防护板拉开，将小车放在v轴的轨道轴上，然后将角度板拉出来跟换。

将角度板放好之后，

图纸3-2

开启液压将工作台降下去。

因为角度板经常的使用，难免会有磨损，所以在工作台降下去之后要打一下表，来看一下工作台角度差的大不大，大的话就要重新调整一下角度板。

根据是大了还是小了往外拉或者往里推，再来打表直到数值差的不多为止。

校验工作台所用的程序：

这边先将y手动往下开打一下表之后MDA中走一下G91G0Z100Y-ATAN3°*100

然后看一下表上的数值跟之前打的数值是否基本一致

假如一致那工作台就校验完毕

（三）3.在校验好工作台之后上工装，因为，工作台是带角度的很容易发生一个侧面的滑动，有了工装使得加工的时候更加的稳定。

而且不上工装的话工件的中心很难找，而且每次加工完一个之后，下一个工件又要重新找中心很浪费时间，工件的到位尺寸也是按照工装的尺寸来推得。

如图3-3在工装上还有定位销，作用是防止在工件在铣面的时候发生转动。

在此之前也是有一个前提要求的就是把工装校验好了，工装校验主要有3个要求主要是工装内外圆要同心，还有就与机床的旋转中心是同一个，第三就是工装和工作台的齐平。

这三个都能通过打表来得到检验，方法：

首先将磁表放在工装外圆的边上贴紧，将主轴伸出用最大的直径去蹭磁表，给定一个数值，在MDA中走一个单段，看重位偏移。

再将工作台旋转一百八十度，用同样的方法去蹭到磁表同一个数值。

再看操作面板上的x移动

实物图3-3

的数值。

这个数值除以二就是外圆x中心。

同时这边找出的x中心也是工件的中心。

用同样的方法来看内圆的中心，假如两个数值相差不大，那内外圆与工作台的旋转中心基本在同一个位置。

假如不是的话，那就要重新校验工装。

校验工装与工作台是否齐平比较简单，将磁表放在主轴下发，表针朝下，用手轮摇动y轴，将磁表打在工装上显示一个数值，然后转动工作台。

观察磁表上的数值变化大不大摆动的幅度大不大，一般在十丝以内都是可以的。

（三）4.上工件压紧

上工件主要是一个经验问题，因为行车吊起来底边是平的，而工装是有角度的，位置不要控制。

需要轮毂的主轴孔正好卡在工装的内圈上。

然后就是上压板压紧，拧紧定位销。

（三）5.校验工件

因为工件是毛坯料，所以在打表校验工件的时候选择相对来说平整的地方来打，用三角函数来推算出角度，所用程序:

M67

G91G0BM=2ATAN（左右两边的落差，x走过的距离）

M30

这边视情况而定正反转要添加负号

然后在对工作台角度为0°，分别转过120°和240°。

来看一下左右两边相差多少，在两个以内是可以的，毕竟是毛坯面。

多于两个的话就要借角度。

三个面要兼顾。

四．法兰面的加工

找y中心

在之前检验工装的时候已经找出了x中心，根据图纸要求工件y中心距定位座上边沿垂直距离1473。

所以将机床开到x0的位置用顶尖点一下上边沿，对刀为-1473。

（四）1.拉毛刀

以下是程序:

T1D1;*RO*

;;Q220CUXIDAOPAN;*RO*

;;Q220CUXIDAOPAN;*RO*

R1=9;（8_9）;SANMIANJIAGONGTONGYICHICUN

IFR1<6GOTOWW;*RO*（这边R1<6是用来保护工件不被多铣）

G509G90G0W0Z150VM=0;*RO*

RP=1050AP=270;*RO*（起刀点）

M3S500;*RO*

M8;*RO*（这边的R1不能随便设定，先将Φ220的粗

Z=R1;*RO*铣刀盘在MDA中转起来，编写M3S400.

G1RP=1250F600;*RO*蹭一下大面。

这边要设z值，一定要设

G2AP=270F1800;*RO*一个比你程序上走的R1要大的值因为这

G0Z100;*RO*边是往正方面来走刀的假如设的值比R1

M05;*RO*小了那毛刀永远拉不到）

M9;*RO*

M00;*RO*

X=2470Y=-1250;*R

WW:

M30;*RO*

先拉一刀将毛坯拉出来，然后就是打表，打一下拉出的毛坯面距离定位座上最外圆的数值，图纸要求是127.6，假如数值是145.6，那么螺旋铣刀盘重新对刀z值就要设18.之后将毛坯面上的黑皮全部拉出来。

拉到余量剩12个停止。

（四）2.铣刀检

;;Q80YUMIXIDAO;*RO*

;;Q80YUMIXIDAO;*RO*

M67;*RO

G509G90G0BM=DC（240）;*RO

R1=2406/2-80/2;*RO*（刀检所铣的数值R2=2598/2-80/2;*R*2406和2598是确保法兰面的

R3=8.9;*RO内外圆是否在加工的过程中R4=R3都能够铣的出来）

IFR3<6GOTOWW;*RO

G509G90G0W0Z100VM=0;*RO*

G0AP=270RP=1050;*RO*（起刀点）

S600M3;*RO*

M8;*RO*

Z=R3;*RO*（进刀）

G1AP=270RP=R1F1000;*RO*

G2AP=270F3000;*R*

G0Z100;*R*

AP=270RP=1400;*R*

G0Z=R4;*R*

G1AP=270RP=R2F1000;*RO*

G2AP=270F3000;*RO*

G0W0Z200;*RO*

M5;*RO*

M9;*RO*

M00

实物图4-2

这边假如工件的压紧和校验都做好的话，铣刀检是都能够铣出来的。

没有铣出来的话就要借了，左右两边借B轴上下是借Y轴，视情况而定。

铣出来应该如图4-2

（四）3.粗铣法兰面至轮毂中心1102（大面留0.6余量，电机孔面留0.5）

;;Q200CXDAOPAN;*RO*

R4=8.6

IFR4<0.6GOTOWW;*RO*

G509G90G0W0Z150;*RO*

AA:

RP=1050AP=270;*RO*

M3S500;*RO*

M8;*RO*

Z=R4;*RO*

G1RP=1250F600;*RO*

G2AP=270F1800;*RO*

G0Z100;*RO*

R4=R4-4;*R*

IFR4>=0.6GOTOAA;*RO*

G0Z150W0;*RO*

;;03_CXKM;*RO*

G509G90G0;*RO*（电机孔面加工）

TRANSX-413.321Y-886.369;*RO*

W=-13Z150;*RO*

R5=16.5

IFR5<0.5GOTOWW;*RO*

NN:

G0AP=335RP=350;*RO*

Z=R5;*RO*

G1AP=325RP=141F700;*RO*

G03AP=180F1500;*RO*

G0Z50;*RO*

R5=R5-4;*RO*

IFR5>=0.5GOTONN;*RO*

M05;*RO*

M9;*RO*

G0Z150W0;*RO*

TRANS;*RO*

（四）4.螺旋洗电机孔

;Q125LXXDAOPAN;*RO*（这边显示是125的螺旋洗刀盘

;;Q125LXXDAOPAN;*RO*但是下面程序上编写的是220

;*************LXX245*************;*RO*螺旋洗）

AD5:

T1D1;*RO

R6=-245/2+220/2;*RO（一般实际加工不用道具半径补偿，

;IF（R6<-60）OR（R6>-60）GOTOWW而是在程序中直接编写）

G509G90G0;*RO*

TRANSX-413.321Y-886.369;*RO*（局部中心偏移）

W0Z150;*RO*

X0Y0;*RO*

W0Z-10;*RO*

M3S600;*RO*

M8;*RO*

G1X=R6Y0F2000;*RO*

G2X=R6Y0Z-282I=AC（0）TURN=94;*RO*

G1X0Y0;*RO*

M05;*RO*

M9;*RO*

G0W0Z150;*RO*

TRANS;*RO*

（四）5.精铣大面以及电机孔面

Q200JXDAOPAN;*RO*

R7=0;*RO*

IFR7<-0.5GOTOWW;*RO*（一般精铣面余量为0.5，在开始铣之

G509G90G0W0Z200;*RO*前观察刀片是否有磨损）

RP=1050AP=90+180;*RO*

M03S700;*RO*

M8;*RO*

G0Z=R7;*RO*

G1RP=1250F1000;*RO*

G2AP=90+180;*RO*

G0Z100;*RO*

;;JXKM;*RO*

G509G0G90;*RO*

TRANSX-413.321Y-886.369;*RO*

G0AP=335RP=350;*RO*

Z=-13+R7;*RO*

G1AP=329RP=140;*RO*

G03AP=180;*RO*

G0Z200;*RO*

TRANS;*RO*

M5;*RO*

M9;*RO*

五．电机孔的镗孔

（五）1.精镗孔尺寸要求

这边电机孔镗孔可以简单的分为三步，第一步就是用车刀来背刮扩孔，第二步成型刀精镗，第三步，半精镗，精镗。

这边电机孔从上往下，Φ250公差等级代号H7距大面75

30°的倒角

Φ285，这个孔是通过Φ285的成型刀来保障的

Φ290公差等级也是H7

Φ380也是通过成型刀来保证的

先是Φ275的反镗在背面装刀距大面230，然后是Φ375的反镗。

接下来就是Φ285和Φ380的成型刀精镗孔。

如图5-1,5-2

图纸5-1实物图5-2

（五）2.精镗孔步骤以及注意事项

半精镗后的单边（半径）余量控制在0.3到0.4mm

1.装刀：

错误的装刀会直接导致孔径超差或孔口形成台阶

a.擦拭精镗刀锥柄和镗杆锥孔，确保无杂物在里面

b.拧紧刀具拉丁

C.数控程序spos准确定位，按指定方向装刀

3.调刀1：

精镗刀头逆时针方向调小25格，再顺时针调大5格，作用是排除刀具的反向间隙

4.试切1：

第一次试镗深度2mm，安全退刀，校正内径千分尺（或杠表）零位并测量直径

5.调刀2：

根据测量值和公差要求调整精镗刀刻度

6.试切2：

再次进行试镗，深度增加2到3mm，安全退刀，再次校正内径千分尺（或杠表）零位并测量，

7.正式镗：

测量的数值如果满足图纸尺寸要求，保持试镗时的转速和进给进行正式镗孔

8.复检：

精镗孔完成后，检测孔径是否合格，并将数据及时的记录在质量跟踪卡上

注意，一下几点最容易产生孔径超差或孔口形成台阶：

1.如果机床重复定位精度不好，第一次的试切深度不能超过1mm，这一次的试切主要是观察孔一圈的切削量是否均匀；如不均匀，需要及时调整，调整后再按照步骤4、5、6进行试切测量

2.如果两次试镗测量后仍不能满足图纸尺寸要求，再次试镗的深度需要再增加2mm，超过3次以上的试镗必须要向当班班长或值班长汇报，分析原因并解决问题，以避免问题的扩大化引起质量问题

3.由于内径千分尺受环境温度影响较大，零位会发生变化（通常零位会变小），所以最后一次试切测量，必须是重新校对千分尺零位

4.精镗刀头螺丝的长期使用会产生磨损，直接导致间隙的增大，影响到调刀精度，所以精镗刀头的刻度如果微调，就必须要重新试切测量，绝对禁止精镗刀头调了半个或一格后不经过试切测量就直接镗过去

5.为了防止调刀方向的错误，试切孔口时必须要认真观察，如发现异常，须要立刻停止加工，查明原因

（五）3.熟悉精镗孔步骤之后就开始精镗孔，这边拿正镗Φ250的孔来举例子

T11D1;*RO*

R2=-70;*RO*

G509G90G0;*RO*

TRANSX-413.321Y-886.369;*RO*

X0Y0;*RO*

W-13Z100;*RO*

SPOS=R88;*RO*

M00;TIAOXIAOZHIJING;*RO*

Z5;*RO*

M3S120;*RO*

M08;*RO*

G1Z