郑州大学自考本科毕业论文

1、 郑州大学毕业设计论文 郑州大学自考本科毕业论文 专 业: 数控技术 姓 名： 刘 亚 伦 准考证号： 090112100689_ 论文题目: 带轮的设计与工艺分析 2013年5月17日目 录 毕业设计任务：.1摘要. .3Abstrct. 3前言 4 1 传动带的基础知识了解. .5 1.1 传动带的优点 .5 1.2 传动带的缺点 5 1.3 本章小结 5 2 设计资料分析数据 6 2.1 计算功率 62.2 选择带型号 62.3 本节的主要工作 72.4 本章小节 8 3 带轮工艺分析与测绘 9 3.1 图纸分析 93.2 零件的技术要求分析 103.4 本章小节 11 4 皮带轮的设计

2、 11 5 工艺规程设计 135.1 确定毛柸的制造形式 135.2 基面的选择 135.3 工艺路线的制定 13 5.4 机械加工余量、工序尺寸及毛培尺寸的确定 155.5 刀具选择 165.6 本章小结 176 皮带轮孔加工刀具的类型 19 6.1 麻花钻 19 6.2 扩孔刀具 19 6.3 镗孔刀具 20 6.4 本章小结 .24 7 确定切削用量及基本工时.26 7.1加工条件 .26 7.2切削用量计算 .27 8结论.30 9致谢.31 参考文献 .32 附录.33第 41 页 共 页摘要随之我国汽车工业得到了飞速发展，而皮带轮行业也随之迎来了前所未有的反战机遇。作为主要的车削加

3、工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中，本设计主要针对CA6140机床的皮带轮进行测绘、设计与制造，设计的内容主要有皮带轮和皮带的主要参数的确定，传动比的拟定，对主要参数进行了计算和验算，并用所学三维软件画出立体模型，最后还对皮带轮的加工工艺进行了设计以满足皮带轮制造时在精度方面的要求，通过对该零件车削加工工艺设计，进一步加强了我们毕业生对车削加工工艺设计基础知识的掌握，使毕业生们在拟定工艺分析方案过程中对皮带轮加工工艺规程制定做重点。关键词 CA6140机床 皮带轮 测绘 设计 制造 毕业设计 Abstract As the main Turning machine tool ,

4、CA6140 machine tools is wildly used in mechanical workout industry ,this design is concerned essentially with CA6140 machine tools of sheave to carry on Design and manufacture of surveying and mapping, Design mainly the contents of pulley and the main parameters of the Belt,Transmission ratio of the

5、 development ,On checking calculation of the main parameters for the calculation and, finally, on processing technology for the design of the belt pulley belt in wheel manufacturing to meet accuracy requirements, by turning on the part design process, further strengthening the designer on the fundam

6、entals of process design for machining, allows designers to develop process analysis programmes pulley machining processes during the development Keywords CA6140 machine tools Mapping Design Manufacture Graduation Design. 绪论近年来，我国汽车工业发展迅猛。2008年我国汽车产量达到8888万辆，连续9年保持两位数的增长速度，成为世界主要的汽车生产大国之一。而皮带轮是汽车传动机

7、构中重要的零件之一，随着工业现代化的加速推进，笨重的铸铁带轮已不适应现代工业化发展的需求，为此人们一直寻求一种新的替代产品进而突破传统工艺。为此出发研究与分析皮带轮的测绘、设计、制造，进而进行拟定方案分析国内外的发展现状及前景。1） 国内皮带轮相关产品与技术发展现状我国对板制旋压皮带轮的研究最早兴起于八十年代末期，主要应用研究是从航空工业发展而开始的，后逐步转向汽车、拖拉机、洗衣机等行业的发展，以原航空航天部六二所、北京航空航天大学制造的VPS-30吨立式数控型带曾被原机械工业部确定为“八五科技成果推广项目”，而被广泛的应用在汽车零件生产制造业。并为我国轿车工业引进技术的国产化工业奠定了基础。

8、 2） 国内皮带轮行业存在的问题 从目前的生产企业应用的情况看，许多生产厂家的生产技术已经成熟，但是绝大多数厂家由于技术和工艺条件限制尚处于摸索阶段，主要表现在：（1）由于国外技术及配套厂家的要求刺激了相当大的市场，但由于技术准备不充分致使技术不能满足要求（2）由于汽车行业的特殊性对精度要求高，现时配套厂家接触的又是新技术其适应性（3）国内皮带轮标准化程度低，对替代铸铁皮带轮产品改型存在许多不利因素(4）拉伸板材材质不过关（5）品种多，批量小。而从代发展的现状分析，引进技术直接应用较好然而国内板制旋压皮带轮在应用上无法实现衔接，产品改型需要相当的认识过程，为此替代还是个相当唱的过程。故发现在此

9、研究上国人还落后很多，以此为研究目的来分析与研究皮带轮的测绘、设计与制造进而提升国民地位。进而锻炼熟练我们毕业生的基础知识能否运用三维软件进行绘制。为即将踏上就业岗位做很好的基奠，进而检测自己是否学的了技能，继而为以后的国内外皮带轮行业做贡献。 1.1传动带的优缺点 皮带轮传动的优点有：皮带轮传动能缓和载荷冲击；皮带轮传动运行平稳、低噪音、低振动；皮带轮传动结构简单，调整方便；皮带轮传动对于皮带轮的制造和安装精度不象啮合传动严格；皮带轮传动具有过载保护的功能；皮带轮传动的两轴中心距调节范围较大。 皮带传动的缺点有：皮带轮传动有弹性滑动和打滑，传动效率较低和不能保持准确的传动比；皮带轮传动传递同

10、样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上压力比啮合传动大；皮带轮传动皮带的寿命较短。1.2传动带的特点带传动是一种挠性传动，基本组成零件为带轮（包括主动带轮和从动带轮）和传动带。 按照工作原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动，根据上面问题里提出的“皮带轮传动设计”，可以知道本设计属于前者，即摩擦型带传动，由于V带传动允许的传动比大，结构紧凑，且大多数V带已标准化，因此获得了广泛的应用。本设计选择普通V带。 普通V带的选择应保证带传动不打滑的前提下能传递最大功率，同时要有足够的疲劳强度，以满足一定的使用寿命。其带型可分为Y 、 Z 、 A 、 B 、 C 、 D 、E。一般我们比较容易测量到

11、皮带轮的外圆。进行初步验证。1.3 带传动主要分类及选定方法 带对轴压力皮带传动主要分类有：平皮带、三角带、同步齿型带三种，三种皮带都有国家标准，但是皮带轮因传动比、功率的变化较大，没有完全对应的国家标准或国家标准无法涵盖所有内容，但国家标准确定了选用范围、使用条件、设计方法等内容。 例如：国家标准规定了三角皮带的型号有O、A、B、C、D、E、F七种型号，相应的皮带轮轮槽角度有三种34°、36°、38°，同时规定了每种型号三角带对应每种轮槽角度的小皮带轮的最小直径，但大皮带轮未作规定。皮带轮的槽角分34度、36度、38度，具体的选择要根据带轮的槽型和基准直径选择；

12、皮带轮的槽角跟皮带轮的直径有关系，不同型号的皮带轮的槽角在不同直径范围下的推荐皮带轮槽角度数如下：1） O型皮带轮在带轮直径范围在50mm71mm时为34度；在71mm90mm时为36度， >90mm时为38度； A型皮带轮在带轮直径范围在71mm100mm时为34度，100mm125mm时为36度；>125mm时为38度； 2） B型皮带轮在带轮直径范围在 125mm160mm时为34度；160mm200mm时为36度，>200mm时为38度； 3） C型皮带轮在带轮直径范围在200mm250mm时为34度，250mm315mm时为36度，>315mm时为38度；4)

13、 D型皮带轮在带轮直径范围在 355mm450mm时为36度，>450mm时为38度；5) E型 500mm630mm时为36度，>630mm时为38度。三角带的型号有：普通型O A B C D E 3V 5V 8V，普通加强型AX BX CX DX EX 3VX 5VX 8VX，三角带的每一个型号规定了三角带的断面尺寸不同。A型三角带的断面尺寸是：顶端宽度13mm、厚度为8mm；B型三角带的断面尺寸是：顶端宽度17mm，厚度为10.5mm；皮带轮的直径等尺寸都是自己根据减速比配的，根据工作转速与电机的转速自己设计。 本章小结在绪论部分分析了国内的发展现状，及存在的实际遗留问题做了

14、阐述，为设计题目做平台，本章后面介绍了带传动的原理，靠摩擦和啮合传动，带传动的型号做了重点阐述，为选择带型收集了详细的资料，简单的阐述了带的优点，最后做了带的槽角的实际具体选择标准并简而不繁的写出了三角带的分类，为带轮的设计做了详细的资料收集，为最后的理论证据做了充分的支点。2 皮带轮加工常用到原件的分析 2.1 孔加工的分析 皮带轮上往往会有一些孔，必须对其进行分析，而孔加工刀具分为钻孔刀具、扩孔刀具、镗孔刀具和铰孔刀具四大类。钻孔刀具类型有：普通麻花钻、可转位浅孔钻及扁钻等，钻孔刀具通常用于没有孔的地方钻孔，孔的质量相当于粗加工质量。扩孔刀具、镗孔刀具通常用于有孔之后的孔粗加工和精加工，铰

15、孔刀具通常用于孔的精加工。直径特别大的孔（例如80mm以上），因没有相应尺寸的钻头，不可能一次性钻出来，只能先钻一个小孔，然后用扩孔刀具、镗孔刀具将孔逐步扩大。总之，应根据工件材料、加工尺寸及加工质量要求等合理选用孔加工刀具。 2.1.1麻花钻 在工件上钻孔，大多是采用普通麻花钻。麻花钻的材料有高速钢和硬质合金两种。根据柄部不同，麻花钻有莫氏锥柄和圆柱柄两种。直径为880mm的麻花钻多为莫氏锥柄，直径为0.l20mm的麻花钻多为圆柱柄，可装在钻夹头刀柄上。中等尺寸麻花钻两种形式均可选用。麻花钻有标准型和加长型。钻孔时，受两切削刃上切削力不对称的影响，容易引起钻孔偏斜，故要求钻头的两切削刃必须有

16、较高的刃磨精度，麻花钻通常用于孔的粗加工。 2.1.2扩孔刀具 标准扩孔钻一般有34条主切削刃，切削部分的材料为高速钢或硬质合金，结构形式有直柄式、锥柄式和套式等。扩孔直径较小时，可选用直柄式扩孔钻，扩孔直径中等时，可选用锥柄式扩孔钻，扩孔直径较大时，可选用套式扩孔钻。扩孔钻的加工余量较小，主切削刃较短，因而容屑槽浅、刀体的强度和刚度较好。它无麻花钻的横刃，加之刀齿多，所以导向性好，切削平稳，加工质量和生产率都比麻花钻高。 2.1.3镗孔刀具 镗孔所用刀具为镗刀。镗刀种类很多，按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。单刃镗刀刚性差，切削时易引起振动，所以镗刀的主偏角选得较大，以减小径向力。镗铸铁

17、孔或精镗时，一般取90°；粗镗钢件孔时，取60°75°，以提高刀具的耐用度。镗孔孔径的大小要靠调整刀具的悬伸长度来保证，调整麻烦，效率低，只能用于单件小批生产。但单刃镗刀结构简单，适应性较广，粗、精加工都适用。 2.1.4铰孔刀具 加工中心上使用的铰刀多是通用标准铰刀。此外，还有机夹硬质合金刀片单刃铰刀和浮动铰刀等。 加工精度为IT 7IT10级、表面粗糙度Ra为0.81.6m的孔时，多选用通用标准铰刀。通用标准铰刀，有直柄、锥柄和套式三种。锥柄铰刀直径为1032mm，直柄铰刀直径为620mm，小孔直柄铰刀直径为l6 mm，套式铰刀直径为2580mm。如图见附录

18、2.2 车床刀具选择 由于在数控机床上要加工多种工件，并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品种、规格和数量就较多。要加工不同工件所需刀具更多，因品种规格繁多而将造成很大困难。为了减少刀具的品种规格，有必要发展柔性制造系统和加工中心使用的工具系统。工具系统一般为模块化组合结构，在一个通用的刀柄上可以装多种不同的刀具，使数控加工中的刀具品种规格大大减少，同时也便于刀具的管理。数控车削加工用工具系统的构成和结构，与机床刀架的形式、刀具类型及刀具是否需要动力驱动等因素有关。数控车床常采用立式或卧式转塔刀架作为刀库，刀库容量一般为48把刀具，常按加工工艺顺序布置，由程序控制实现自动换刀。其特点

19、是结构简单，换刀快速，每次换刀仅需l2s。 2.2.1车刀和刀片的种类由于工件材料、生产批量、加工精度以及机床类型、工艺方案的不同，车刀的种类也异常繁多。根据刀片与刀体材料的异同，车刀主要可分为整体式与机械夹固式两大类。 2.2.2.1整体式车刀 用工具钢制成。这种车刀的优点是结构简单，经济，刚性较好。缺点是刀片材料强度较低，刃口易磨损，可靠性差，不太适合用于数控加工。另外，刃口磨损后需要操作者手工刃磨后方可继续使用，对操作者技术要求较高。根据工件加工表面以及用途不同，整体式车刀又可分为切断刀、外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、螺纹车刀以及成形车刀等。 2.2.2.2 机夹可转位车刀 为了减少换刀

20、时间和方便对刀，便于实现机械加工的标准化，数控车削加工时应尽量采用机夹刀和机夹可转位刀片。 2.2.3.1刀片材质的选择 车刀刀片的材料主要有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。选择刀片材质，主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程中有无冲击和振动等。 2.2.4.1刀片尺寸的选择 刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度L，有效切削刃长度与背吃刀量p和车刀的主偏角Kr有关，使用时可查阅有关刀具手册选取；刀片形状的选择 刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的

21、转位次数等因素选择。本章总结 本章介绍了孔加工的方法，介绍了常用的刀具，如麻花钻、扩孔刀具、镗孔刀具、铰孔刀具的常用方法。又介绍了车床刀具的选择和种类，车床常采用的立式或卧式转塔刀，又根据刀片与刀体材料的异同，车刀可分为整体式与机械夹固式两大类。刀片材质的选择，刀片尺寸的选择，刀片形状的选择做了简单的介绍。 3 设计资料分析数据 3.1分析数据 已知有一带式输送装置，其电动机与齿轮减速器之间用V带传动。电动机型号为Y160M6,额定功率P=7.5KW,转速n=970r/min,减速器输入轴转速n=330r/min,允许误差为5%，每天工作16h，试设计此带传动。 分析如下： 3.1.1 计算功

22、率查表取工况系数=1.2 = kW （的数值参见附表) 3.1.2 选择带型号和节距由=9Kw 和=970 r/min查表选取B型V带 （带的型号参见PPT） 3.1.3确定带轮基准直径、根据B型查表，取=160 mm;带传动比i=2.9所以大带轮基准直径=i=2.9160=383; 按表将圆整为450 mm (带的的数值参见PPT) 3.1.4验算带速 = m/s 3.1.5 初定中心距由，得427根据已知条件取=600 mm 3.1.6 初算带长 =2192.7 mm确定带的基准长度=2000 mm 3.1.7确定中心距 mm mm mm 3.1.8验算小带轮包角 = = 3.1.9确定V

23、带根数z根据和查表得=2.66 kW (查表表可参见PPT副表文献）根据=2.9和=1440 r/min查表得=0.30 kW （的数值可参见PPT）根据查表得=0.91根据=2000mm查表得 =0.98 （ 和 可参见PPT文献） =3.4094 取z=3 3.1.10单根V带的张紧力 （查表得q=0.17 kg/m） =500 N 3.1.11作用在轴上的压力 =1921N 3.1.12设计带轮，画带轮零件图 3.2带轮工艺分析与测绘 借上述数据设计该零件：该零件是轴类零件，形状不太复杂，尺寸精度要求比较高。零件的主要技术要求分析如下： 3.2.1 157的外圆和45的内孔,都有很高的尺

24、寸精度要求,主要是为了和其装配件很好的装配。 3.2.2在45的内孔插键槽有一定的对称度要求。 3.2.3在157的外圆上车V形带,要注意他们的相互位置。图-1 测绘尺寸如上图示 3.3图纸分析 3.3.1零件图的完整性、正确性分析 零件图的完整性、正确性分析主要是检查零件设计图纸是否存在漏标尺寸各种标注错误。设计图纸常常遇到漏标尺寸现象或构成零件轮廓的几何元素的条件不充分，如圆弧与直线、圆弧与圆弧在图样上相切，可是依据图样给出的尺寸计算相切条件时却变成了相交或相离状态，这种情况导致工作无法进行。 本零件图经过检查，未发现漏标尺寸或标注错误。 3.4零件的技术要求分析 3.4.1尺寸精度分析

25、主要根据设备精度及工艺水平能够达到的尺寸精度以及过往是否有过类似零件的加工经验来判断是否有能力做到图纸要求的尺寸精度。本零件外圆尺寸精度要求相当于IT6-7级，角度公差0.2，必须选用硬质合金车刀通过精车来达到。 3.4 2形状精度分析 主要根据设备精度及工艺水平能够达到的形状精度以及过往是否有过类似零件的加工经验来判断是否有能力做到图纸要求的形状精度。形状精度误差通常是由于机床、刀具或工件的刚性不好引起，例如：刀具不够锋利或切削量太大导致切削力太大引起工件变形，刀尖高度安装不正确或磨损导致形状误差。本零件形状精度包含在尺寸精度内。 3.4.3位置精度分析 主要考虑设备精度及工艺水平能够达到的

26、位置精度及过往的类似零件加工水平判断是否有能力做到图纸要求的位置精度，发现问题应及时修改和查阅文献。位置精度主要依靠精加工的加工工艺来保证，例如有同轴度和垂直度要求的几何形状，一般要求在一次装夹中加工完成。 3.4.4表面粗糙度分析 主要考虑设备及工艺水平能够达到的表面粗糙度及过往的类似零件加工水平判断是否有能力做到图纸要求的表面粗糙度。 3.4.4.1热处理要求分析：主要考虑热处理设备及工艺水平及过往的类似零件热处理水平判断是否有能力做到图纸要求的热处理工艺。一般零件热处理工艺要注意以下4点要求:(1)锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，

27、改善切削加工性能。(2)调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。(3)表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。(4)精度要求高的零件，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。 3.4.4.2其它技术条件分析：如工件材料要求、清洁要求、包装及运输要求等等。 3.5 工艺规程设计 3.5.1确定毛坯的制造形式 零件的材料为HT200.考虑到皮带轮在工作过程中会受到一定的载荷,因此选择铸件,以使金属纤维不被切断,保证零件工作可靠.由于零件的轮廓尺寸不大,故可采用铸造成型,这对于提高生产率,保证加工质量也是有利的。 3.5.2基面的选择 基面的选择是工

28、艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 3.5.2.1粗基准的选择 对于该设计盘类零件而言，以外圆作为基准是完全合理的。按照有关粗基准的选择原则（即当零件又不加工表面时，应以这些不加工的表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现在要加工就要结合加工工艺来确定粗基准，现取157的外圆作为粗基准，利用三爪卡盘装夹。利用不完全定位来加工工件。 3.5.2.2精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。当设计基准与

29、工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。 3.5.3工艺路线的制定 制定工艺路线的相互出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度要求等技术能得到合理的保证.在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以采用万能机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率.除此以外,还应考虑经济效益,以便降低生产成本。 3.5.3.1工艺路线方案一:工序1: 车端面,打中心孔, 车157的外圆表面，倒角。工序2: 调头车另一端面,打中心孔,工序3: 修研两端中心孔。工序4: 钻中心孔。工序5: 扩中心孔。 工序6：铰中心孔工序7: 插键槽。工序8: 粗精车V形带。工序9：终检。工序10：入库。 3.5.3.2工

30、艺路线方案二 工序1：铣端面，打中心孔。 工序2：掉头铣另一端面，打中心孔。 工序3：车157的外圆，掉头车157的外圆。 工序4: 钻中心孔。 工序5：钻中心孔、中心孔。 工序6: 铰中心孔。 工序7: 插键槽。 工序8: 粗精车V形带。 工序9：终检。 工序10：入库.3.5.3 3.工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是在车床上用三爪卡盘装夹，车一端面在打中细孔，然后用顶尖顶住来车外圆再掉头加工另一端，以此为基准来完成后面的工序。方案二则与之不同，是先铣削好两个端面，打中心孔，以此为基准来加工余下的工序。经比较可见，先加工好一端面和它所在端的外圆，以此为基准来加工后面

31、的工序，这是的位置和尺寸精度较易保证，并且定位也较方便。在加工螺纹和铣凹槽的时候，方案一中的工序6、7、8，虽然只是在加工的先后顺序不同，这样的话可能会造成钻孔时的让刀。故决定将方案二中的工序5、6、7移入方案一。具体工艺过程如下： 工序1: 车端面,打中心孔, 车157的外圆表面，倒角。 工序2: 调头车另一端面,打中心孔, 工序3: 修研两端中心孔。 工序4: 钻中心孔。 工序5: 扩中心孔。 工序6：铰中心孔 工序7: 插键槽。 工序8: 粗精车V形带。 工序9：终检。 工序10：入库。 以上方案大致看来还是合理的。但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能的加工手段之后，发现仍有问题，因此，

32、最后的加工路线确定如下： 工序1: 车端面,打中心孔, 车157的外圆表面，倒角。 工序2: 调头车另一端面,打中心孔, 工序3: 修研两端中心孔。 工序4: 钻中心孔。 工序5: 扩中心孔。 工序6：铰中心孔 工序7: 插键槽。 工序8: 粗精车V形带。 工序9：终检。 工序10：入库。以上工艺过程详见附表机械加工工艺过程卡片和附表机械加工工序卡片。 3.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“皮带轮”零件材料为HT200，生产类型为大批生产，可采用在锻锤上合模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定每个加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺

33、寸如下： 3.6.6 1外圆表面（157） 查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表2.2-14，其中铸件重量为4kg，铸件复杂形状系数为S1，铸件材质系数取M1，铸件轮廓尺寸（直径方向）180315mm，其余量值规定为1.72.2mm，现取2.0mm。 3.6.6.2外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差查工艺手册表2.2-25，其中铸件重量为4kg，铸件复杂形状系数为S1，铸件材质系数取M1，铸件轮廓尺寸（直径方向）120180mm，故长度方向偏差为（+1.2；-0.6）mm.长度方向的余量查工艺手册表2.2-25，其余量值规定为1.72.2mm,现取2.0mm。 本章小结4 确定

34、切削用量及基本工时 工序1：车端面, 打中心孔,车157的外圆表面，倒角。本工序采用计算法确定切削用量。 4.1加工条件工件材料：HT200，正火，铸造。加工要求：粗车157端面及157的外圆，157的端面和外圆表面的粗糙度值为R12.5。 机床：CA6140卧式车床。 刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mmX25mm,kr=90°,o=15°,o=8°,r=0.5mm。 4.1.2切削用量计算 4.1.2.1车157端面。 1）确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为2+1.2考虑7°的铸造拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量Zmax

35、=7mm,故实际端面余量可按Zmax=7mm考虑，分三次加工，ap=3mm计。 2）确定进给量f:根据机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表2-19，当刀杆尺寸为16mmX25mm,ap3mm，以及工件直径为81mm时 F=0.50.7mm/r按CA6140车床说明书取f=0.51mm/r（参见附表） 3)计算切削速度：按切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册）附表，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）。vc=(Cv*kv)/(Tm*apxv*fyv)式中，Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。kv见切削手册表.，即 kMv=1.44,ksv=0.8,kkv=1

36、.04,kkrv=0.81,kBv=0.97,所以vc=(242X1.44X0.8X1.04X0.81X0.97)/(600.2X30.15X0.510.35)m/min=108.8m/min 4）确定机床主轴转速：ns=1000vc/dw=1000X108.6/X81=427r/min按机床说明书，与427r/min相近的机床转速为400r/min及450r/min。现选取450r/min。所以实际切削速度v=114.45r/min。 5）计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取l=40.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0,t=(l+l1+l2+l3)*i/n f=3X(40.5+2)

37、/450X0.51=0.556min 4.1.2.2车157外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。 1）被吃刀量：单边余量Z=2mm，可一次切除。 2）进给量：根据切削手册表1.4，选用f=0.5mm/r。 3）计算切削速度：见切削手册表1.27 vc=(Cv*kv)/(Tm*apxv*fyv) =(242X1.44X0.8X0.81X0.97)/(600.2X20.15X 0.510.35) =110.17m/min 4)确定主轴转速：ns=1000 vc/dw=1000X110.17/X81=433.16r/min按机床选取n=450r/min。所以实际切削速度为 V=dn/1000=X

38、81X450/1000m/min=114.45m/min 5)检验机床功率：主切削力Fc按切削手册表1.29所示工时计算 Fc=C ap f v k式中，C =2795，x =1.0, y =0.75, n=-0.15 k =(b/650) =(600/650)0.75=0.94, k =0.89 所以 Fc=2795X2X0.50.75X114.45-0.15X0.94X0.89N= 1318.9N切削是消耗功率Pc为 Pc= Fc*vc/6X104=1318.9X114.45/6X104kW=3.175kW 由CA6140机床说明书可知，CA6140主电动机功率为7.8 kW,当主轴转速为

39、450r/min时，主轴传递的最大功率为4.5kW，所以机床功率足够，可以正常加工。 6）校验机床进给系统强度：已知主切削力Fc=1318.9N，径向切削力Fp按,切削手册表1.29所示公式计算 Fp=C ap f v k式中， C =1940，x =0.9, y =0.6 ，n=-0.3， k =0.5所以， Fp=1940X20.9X0.50.6X114.45-0.3X0.897X0.5N=258.4N而轴向切削力 Ff =C ap f v k 式中，C =2880，x =1.0, y =0.5, n =-0.4;则k =(b/650)= (600/650)1=0.923,k =1.17

40、于是轴向切削力 Ff=2880X2X0.50.5X114.45-0.4X0.923X1.17N=601.7N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1。 则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F: F= Ff+(Fc+ Fp)=601.7+0.1X(1318.9+258.4)N=759.43N 而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N（见切削手册表1.30），故机床进给系统可正常工作。 7）切削工时： t =(l+l1+l2)/nf 式中， l=42, l1=4, l2=0, 所以 t =(l+l1+l2)/nf=（42+4+0)/450X0.5min=0.205min 不难看出,以后

41、在CA6140车床上加工此皮带轮.只要在主轴转速不变、进给量f0.5mm和被吃刀量ap3mm的情况下,机床进给系统都可正常工作、电机功率都足够. 工序2：车调头车另一端面, 打中心孔,车157和40的外圆，倒角。 4.2 加工条件 加工要求：粗车157及157和40的外圆，40的外端面和外圆表面的粗糙度值为R12.5而157外圆面的粗糙度值为R3.2 机床：CA6140卧式车床。刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸16mmX25mm,kr=90°,o=15°,o=8°,r=0.5mm 4.2.1切削用量计算 4.2.2.1车157端面。 1）确定端面最大加工余量：已

42、知毛坯长度方向的加工余量为2+1.2考虑7°的铸造拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量Zmax=5.9mm,故实际端面余量可按Zmax=5.9mm考虑，分三次加工，ap=3mm计。 2）确定进给量f: 选用和工序1车端面相同的进给量即f=0.51mm/r 3) 计算切削速度: 选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min,故实际速度为:V=dn/1000=X39X450/1000m/min=55.1m/min 4）计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 l=19.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0 tm=(l+l1+l2+l3)*i/n f =2X(19.5+2)/45

43、0X0.51=0.188min 4.2.2.2车40外圆. 1) 确定加工余量:l=(81-40)/2=20.5 2）确定进给量f: 选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r 3) 计算切削速度: 选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min,故实际速度为: V=dn/1000=X81X450/1000m/min=114.45m/min 4) 计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 L =(81-40)/2=20.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0 T =(l+l1+l2+l3)*i/n f=2X(20.5+2)/450X0.51=0.196min 4.2.2.3车157

44、的外圆面,同时应校验机床功率及进给机构强度。 1）被吃刀量：单边余量Z=1.8mm，可一次切除。 2）进给量：选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r。 3）确定主轴转速：选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min 4) 计算切削速度：V=dn/1000=X39X450/1000m/min=55.1m/min 5）切削工时： t =(l+l1+l2)/nf式中， l=85, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf =（85+4+0)/450X0.5min=0.396min 工序3: 修研两端中心孔。 工序4: 半精车157的外圆表面并切槽,同时应校验机床功率

45、及进给机构强度。 4.3.3.1半精车157的外圆表面 1）被吃刀量：单边余量Z=0.19mm，可一次切除。 2）进给量：选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r。 3）确定主轴转速：选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min 4）计算切削速度：V=dn/1000=X35.4X450/1000m/min=50m/min 5）切削工时： t =(l+l1+l2)/nf式中， l=85, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf=（85+4+0)/450X0.5min=0.396min 4.3.3.2切1.7X33的槽 1）被吃刀量：单边余量Z=1.01mm，可一

46、次切除。 2）进给量：选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r。 3）确定主轴转速：选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min 4）计算切削速度：V=dn/1000=X35.02X450/1000m/min=49.48m/min 5）切削工时： t =(l+l1+l2)/nf式中， l=1, l1=11, l2=0,所以 t = (l+l1+l2)/nf =（1+11+0)/450X0.5min=0.054min 工序5: 铣90度的槽时 f =0.08/齿(参考切削手册表3-3)切削速度：参考有关机械手册，确定V=0.45mm/s,即27m/min.采用高速钢镶齿三面刃铣刀，

47、d =225mm,齿数z=20。则n = 1000v/dw=1000X27/X225=38r/min现选用X63卧式铣床，根据机床使用说明书，取n =37.5r/min,故实际切削速度为 V=d n /1000 =X225X37.5/1000m/min=26.5m/min 当n =37.5r/min时，工作台的每分钟进给量f 应为 f =f zn =0.08X20X37.5mm/min=60mm/min查机床说明书，刚好有f =60mm/min，故直接选用该值。切削工时：由于所铣的槽表面光洁度不高，粗糙度值为R12.5，故只要粗铣就能达到要求。铣刀的行程为l+l1+l2=90。因此，机动工时为

48、 tm=(l+l1+l2)/f =90/60min=1.5min第八章 结论 紧张而辛苦的毕业设计结束了。当我快要完成老师下给我的任务的时候，我仿佛经过一次翻山越岭，登上了高山之巅，顿感心旷神怡，眼前豁然开朗。毕业设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真地进行课程设计，学会脚踏实地地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。说实话，毕业设计真是很累人。然而，当我一着手清理自己的设计成果，仔细回味这一周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使

49、我倦意顿消。虽然这是我刚学会走完的第一步，是我人生中的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟了许多，令我有了一种“春眠方觉晓”的感悟。通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须有耐心、细致。课程设计过程中，许多计算优势不免令我感到心烦意乱；有两次因为不小心我计算出错，只能毫不情愿地重来。但一想起老师平时对我们耐心教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上应为某些细小失误而出现的令人无比震惊的事故，我不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责、一丝不苟的良好习惯。这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练。做完毕业设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的贫乏，自己综合应用所学专业知识的能力是如此不足，几年来学习了这么多的课程，今天才知道自己并不会用。想到这里，我真的有点心急了。老师却对我说，这说明毕业设计确实使你有收获了。老师的亲切勉励像春雨注入我的心田，使我更加自信了。最后，我要衷心地感谢老师。是您的严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神