皮带轮的机械加工工艺规程设计Word文档下载推荐.doc

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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，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。

2.2.1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Φ157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Φ157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：

铣端面。

掉头铣另一端面。

车Φ157的外圆，掉头车Φ157的外圆。

钻中心孔、扩中心孔、铰中心孔。

粗精车V形带。

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：

铣端面，打中心孔，车Φ157的外圆表面，倒角。

调头车另一端面，打中心孔,

铰中心孔

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：

打中心孔，车Φ157的外圆表面，倒角调头车另一端面，打中心孔。

粗精车V形带。

以上工艺过程详见附表A1机械加工工艺过程卡片和附表B1-B8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HT200，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（Φ157）

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）＞180～315mm，其余量值规定为1.7>

2.2mm，现取2.0mm。

4.2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，棒料轮廓尺寸（直径方向）>

120～180mm，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1.7－2.2mm，现取2.0mm。

5.确定切削用量及基本工时

工序1：

本工序采用计算法确定切削用量。

5.1加工条件

工件材料：

HT200，正火处理。

加工要求：

铣Φ157端面及，Φ157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16mm×

25mm，kr=90°

，γo=15°

，αo=8°

，rε=0.5mm。

5.2切削用量计算

5.2.1车Φ157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Zmax=7mm，故实际端面余量可按Zmax=7mm考虑，分三次加工，ap=3mm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16mm×

25mm，ap≤3mm，以及工件直径为Φ81mm时，F=0.5-0.7mm/r，按CA6140车床说明书取f=0.51mm/r（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1.28，即

kMv=1.44，ksv=0.8，kkv=1.04，kkrv=0.81，kBv=0.97

所以

vc=（242×

1.44×

0.8×

1.04×

0.81×

0.97）/（600.2×

30.15×

0.51×

0.35）m/min

=108.8m/min

4）确定机床主轴转速：

ns=1000vc/πdw=1000×

108.6/π×

81=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

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t=40.5mm，t1=2mm，t2=0，t3=0，tm=（t+t1+t2+t3）×

i/nf=3×

（40.5+2）/450×

0.51=0.556min

5.2.2车Φ157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

=（242×

0.97）/（600.2×

20.15×

0.35）

=110.17m/min

4）确定主轴转速：

ns=1000vc/πdw

=1000×

110.17/π×

81

=433.16r/min

按机床选取n=450r/min。

所以实际切削速度为

V=πdn/1000=π×

81×

450/1000m/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=Capfvk

式中，C=2795，x=1.0，y=0.75，n=0.15

k=（σb/650）=（600/650）×

0.75=0.94，k=0.89

Fc=2795×

2×

0.50.75×

114.45－0.15×

0.94×

0.89N=1318.9N

切削是消耗功率Pc为

Pc=Fc×

vc/6×

104

=1318.9×

114.45/6×

104kW

=3.175kW

由CA6140机床说明书可知，CA6140主电动机功率为7.8kW，当主轴转速为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=Capfvk

式中，C=1940，x=0.9，y=0.6，n=0.3

k=（σb/650）=（600/650）×

1.35=0.897，k=0.5

所以，

Fp=1940×

20.9×

0.5×

0.6×

114.45－0.3×

0.897×

0.5N=258.4N

而轴向切削力Ff=Capfvk

式中，C=2880，x=1.0,，y=0.5，n=0.4

k=（σb/650）=（600/650）×

1=0.923，k=1.17

于是轴向切削力

Ff=2880×

0.5×

114.45－0.4×

0.923×

1.17N=601.7N

取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数μ=0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=Ff+μ（Fc+Fp）=601.7+0.1×

（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=（t+t1+t2）/nf

式中，t=42，t1=4，t2=0，

t=（t+t1+t2）/nf=（42+4+0）/450×

0.5min=0.205min

不难看出，以后在CA6140车床上加工此皮带轮，只要在主轴转速不变，进给量f≤0.5mm和被吃刀量ap≤3mm的情况下,机床进给系统都可正常工作、电机功率都足够.。

车调头车另一端面，打中心孔，车Φ157和Φ40的外圆，倒角。

加工条件

粗车Φ157及Φ157和Φ40的外圆，Φ40的外端面和外圆表面的粗糙度值为R12.5，而Φ157外圆面的粗糙度值为R3.2。

刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm×

αo=8°

5.2.3切削用量计算

5.2.4车Φ157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=5.9mm，故实际端面余量可按Zmax=5.9mm考虑，分三次加工，ap=3mm。

2）确定进给量：

选用和工序1车端面相同的进给量即f=0.51mm/r。

选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min，故实际速度为：

39×

450/1000m/min

=55.1m/min

4）计算切削工时：

按《工艺手册》表6.2-1，取t=19.5mm，t1=2mm，t2=0，t3=0

tm=（t+t1+t2+t3）×

i/nf

=2×

（19.5+2）/450×

0.51=0.188min

5.2.5车Φ40外圆：

1）确定加工余量：

Δl=（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。

选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min，故实际速度为：

=114.45m/min

按《工艺手册》表6.2-1，取

t=（81-40）/2=20.5mm，t1=2mm，t2=0，t3=0。

=2×

（20.5+2）/450×

0.51=0.196min

5.2.6车Φ157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：

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=πdn/1000

=πX×

450/1000m/min=55.1m/min

5）切削工时：

式中，t=85，t1=4,，t2=0。

所以t=（t+t1+t2）/nf=（85+4+0）/450×

0.5min=0.396min

半精车Φ157的外圆表面并切槽，同时应校验机床功率及进给机构强度。

5.2.7半精车Φ157的外圆表面：

单边余量Z=0.19mm，可一次切除。

4）计算切削速度：

=π×

35.4×

450/1000m/min=50m/min

式中，t=85，t1=4，t2=0。

=（85+4+0）/450×

5,2.8切1.7×

Φ33的槽：

单边余量Z=1.01mm，可一次切除。

35.02×

450/1000m/min=49.48m/min

式中，t=1，t1=11，t2=0。

所以t=（t+t1+t2）/nf=（1+11+0）/450×

0.5min=0.054min

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V=0.45mm/s，即27m/min。

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，d=225mm，齿数z=20。

则

n=1000v/πdw

=1000×

27/π×

225=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=πdn/1000=π×

225×

37.5/1000m/min=26.5m/min。

当n=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量f应为

f=fzn=0.08×

20×

37.5mm/min=60mm/min。

查机床说明书，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t+t1+t2=90。

因此，机动工时为

tm=（t+t1+t2）/f=90/60min=1.5min

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，这说明课程设计确实使我有收获了。

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，我要衷心地感谢邹老师。

是您的教导了我，是您的敬业精神感动了我，是您的谆谆教诲启发了我，是您的殷切期望鼓舞了我。

我感谢老师您今天又为我增添了一副坚硬的翅膀。

参考文献

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高等教育出版社，2005：

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