皮带轮机械加工工艺规程设计

1、机械制造工艺学毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以 及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一 次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学 生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过设计对自己未来从事 的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后 参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。1零件的分析1.1零件的作用1.1.1. 明确工件的年生产纲领机床夹具是在机床上装加工件的一种装置，其作用是使工件相对机床和刀具 有一个正确的位置，并在加工过程中保持不变。它是夹具总体方案确定的依据之 一，

2、它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。如大批量生产时，一般选择机动、 多工件同时加工，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。1.1.2. 熟悉工件零件图和工序图零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图 则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、 以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。已知待加工工件 如下图1-1所示。图1-1工件零件图1.1.3. 加工方法了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工 时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方 面必不可少的

3、。皮带轮是回转类零件， 主要用于和别的零件进行装配。 所以皮带轮要有一定 的配合精度以及表面接触强度，还要有足够的刚度和耐磨性，以满足使用要求。1.2 零件的工艺分析1.2.1. 定位方案 工件在机床上的定位实际上包括工件在夹具上的定位和夹具在机床上的定 位两个方面。 工序图只是给出了原理方案， 此时应仔细分析本工序的工序内容及 加工精度要求， 按照六点定位原理和本工序的加工精度要求， 确定具体的定位方 案和定位元件。要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。 根据工序图给出的定位元件方案， 按有关标准正确选择定位元件或定位的组 合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损

4、越快，选用标 准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。常有定位方法有：( 1)工件以圆柱空定位。 (2)工件以外圆表面定位。根据本次零件设计的夹具， 我设计的定位方案为大平面和侧面定位， 可以限 制 5 个自由度，同时保证了加工方向上的刚性， 保证零件的加工精度及便于保证 加工部位之间位置要求。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：157的外圆和045的内孔，都有很高的尺寸精度要求，主要是为了和其装配 件很好的装配。(2) 在45 的内孔插键槽有一定的对称度要求。(3) 在157 的外圆上车 V 形带，要注意他们的相互位置。

5、2. 工艺规程设计夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求， 主要目的是为了检验本工序零 件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到， 为了设计夹具零件 图，也为了夹具装配和装配精度的检测。2.1确定毛坯的制造形式零件的材料为200，考虑到皮带轮在工作过程中会受到一定的载荷，因此选 择棒料，以使金属纤维不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为5000件，已达到大批生产的水平。而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用棒料成型。这 对于提高生产率，保证加工质量也是有利的。2.2基面的选择：重要基面的选择是工艺规程设计中的工作之一。 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，

6、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。粗基准的选择：对于一般的轴类零件而言，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），现在应为都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。2.2.2 精基准的选择： 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时， 应该进行尺寸换算。3. 工艺路线的制定3.1 工艺路线方案制定工艺路线的

7、相互发点， 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。3.1.1 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。3.1.2 工艺路线方案二 : 工序1:铣端面。 工序2:掉头铣另一端面。工序3:车1

8、57的外圆，掉头车157的外圆。 工序4:钻中心孔、扩中心孔、铰中心孔。工序 5:插键槽。工序6:粗精车V形带。工序7：终检。工序8:入库.3.2 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

9、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铣端面，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，最后的加工路线确定如下:工序1:铣端面。工序2:打中心孔，车157的外圆表面，倒角调头车另一端面，打中心孔。 工序3:修研两端中心孔。

10、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A1机械加工工艺过程卡片和附表B18机械加工工序 卡片。4. 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 200，生产类型为大批生产，可采用在棒料毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺， 分别确定个加工表面的机械加工余量工序尺 寸及毛坯尺寸如下：4.1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，棒料轮廓尺寸（直径方向）180315,其余量值规定为1.7>2.2,现取2.0。4.2 外圆表面沿轴线长

11、度方向的加工余量及公差查工艺手册表 2.2-25,棒料轮廓尺寸（直径方向） >120180,故长度方 向偏差为（ +1.2；-0.6）。长度方向的余量查工艺手册表 2.2-25,其余量值 规定为 1.72.2,现取2.0。5. 确定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。5.1 加工条件工件材料： 200,正火处理。加工要求：铣 157 端面及, 157 的端面和外圆表面的粗糙度值为 R12.5。 机床：6140 卧式车床。刀具：刀片材料为15,刀杆尺寸为16>25, 90°, Y5°, 8,

12、r=0.5。5.2 切削用量计算521 车157外圆。1 )确定外圆最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为 2 +1.2 ，考虑 7°的拔模斜度，则毛坯长度 方向的最大加工余量 7，故实际端面余量可按 7 考虑，分三次加工， 3 计算。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16*5, 以及工件直径为 81时，,按6140车床说明书取0.51 (参见表3-9)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)表1.27,切削速度的计算公式为(寿命选 60)。(为/(XX )式中242, 0.15, 0.35, 0.2

13、。 见切削手册表 1.28,即1.44, 0.8, 1.04, 0.81, 0.97所以(242X1.44X0.8X1.04X0.81X0.97)/(600.2 X3 0.15 X0.51X0.35 )= 108.84) 确定机床主轴转速：1000 nooo X108.6/ n>8仁 427按机床说明书,与 427 相近的机床转速为 400 及450。现选 450。所以实际切削速度 114.45。5) 计算切削工时：按工艺手册 表6.2-1,取40.5, t1=2, t2=0, t3=0, (123)X3X(40.5+2)/450X0.51=0.5565.2.2 车 157 外圆,同时应

14、校验机床功率及进给机构强度。1 )被吃刀量：单边余量 2,可一次切除。2) 进给量：根据切削手册表 1.4,选用0.5。3) 计算切削速度：见切削手册表 1.27(X)/(XXf )=(242X1.44X0.8X0.81X0.97)/(60 0.2 X2 0.15 X0.51X0.35 )=110.174) 确定主轴转速：1000 n=1000X110.17/n>81=433.16按机床选取 450。所以实际切削速度为d000=n>81 X450/1000114.455) 检验机床功率：主切削力按切削手册表 1.29 所示工时计算 f v k式中，C =2795, x =1.0,

15、y =0.75, 0.15k =( d650) =(600/650)X0.75 =0.94, k =0.89所以2795>2>0.5 0.75 >114.450.15 >0.94>0.89 1318.9N 切削是消耗功率为>6> 104=1318.9>114.45/6>104=3.175由6140 机床说明书可知, 6140 主电动机功率为 7.8 ,当主轴转速为 450时, 主轴传递的最大功率为 4.5,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1318.9N,径向切削力，按切削手册表1.29所示公式计 算f

16、 v k式中, C =1940, x =0.9, y =0.6, 0.3k =( d650) =(600/650) X1.35 =0.897, k =0.5所以,1940>2 0.9 >0.5> 0.6 >114.450.3>0.897>0.5258.4N 而轴向切削力 f v k式中, C =2880, x =1.0, y =0.5, n =0.4k =( d650)= (600/650)X1 =0.923, k =1.17于是轴向切削力2880X2X0.5 X0.5 X114.450.4 X0.923X取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 厅0.1，则切削力在

17、纵向进给方向对进给机构的作用力为 山)=601.7+0.1 X1318.9+258.4)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 =(12)式中， 42， t1=4， t2=0，所以t =(12)( 42+4+0)/450X不难看出， 以后在6140车床上加工此皮带轮， 只要在主轴转速不变， 进给量 f0.5和被吃刀量W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040的外圆，倒角。加工条件加工要求：粗车 157及157和40的外圆，4

18、0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： 6140 卧式车床。刀具：刀片材料为15,刀杆尺寸为16X25，90°，Y5° ,g，r=0.5。5.2.3 切削用量计算5.2.4 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 5.9，故实际端面余量可按 5.9考虑，分三次加工， 3。2) 确定进给量：选用和工序 1 车端面相同的进给量即 0.51。3) 计算切削速度：选用和工序 1 相同的主轴转速即 450，故实际速

19、度为：nOOO= n>39 X450/1000=55.14 )计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取19.5, ti=2, t2=0, t3=0(123)X=2 X19.5+2)/450 X0.5 仁 0.1885.2.5 车40外圆：1) 确定加工余量： 481 40)/2=20.52) 确定进给量f :选用和工序1车外圆相同的进给量即0.5。3) 计算切削速度：选用和工序 1 相同的主轴转速即 450，故实际速度为：n000=nX81 X450/1000=114.454) 计算切削工时：按工艺手册表 6.2-1，取(81-40)/2=20.5， t1=2， t2=0， t3=0。(

20、123)X=2X(20.5+2)/450X0.51=0.1965.2.6 车 157 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 1.8，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 0.5。3) 确定主轴转速：选用和工序 1 相同的主轴转速即 450。4) 计算切削速度：n000=X X39X450/100055.15) 切削工时：t =(12)式中， 85， t1=4,， t2=0。所以 t =(85+4+0)/450X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及进给机构强度 527 半精车157的外圆表面

21、：1 ）被吃刀量：单边余量 0.19，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 0.5。3）确定主轴转速：选用和工序 1 相同的主轴转速即 450。4）计算切削速度：nooo=nX35.4X450/1000505）切削工时：t =（12）式中， 85， t1=4， t2=0。所以t =（12）=（85+4+0）/450X5,2.8 切1.7 X33的槽：1）被吃刀量：单边余量 1.01，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 0.5。3）确定主轴转速：选用和工序 1 相同的主轴转速即 450。4）计算切削速度：n000=nX35.02X450/1000

22、49.485）切削工时：t =（12）式中，1, ti=11, t2=0。所以 t = （12） （1+11+0）/450X0.50.054 工序5：铣90 度的槽。f =0.08/齿（参考切削手册表 3-3） 切削速度：参考有关手册，确定 0.45，即27。采用高速钢镶齿三面刃铣刀，d =225，齿数 20。则n =1000n=1000X27/nX225=38现选用X63卧式铣床，根据机床使用说明书，取n =37.5,故实际切削速度为ni000= n>225 X37.5/1000265当n =37.5时，工作台的每分钟进给量f应为f z n 。查机床说明书，有 f =60，故直接选用该

23、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 12=90。因此，机动工时为(12) =90/601.5总结紧张而辛苦的课程设计结束了。 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