皮帶輪畢業(yè)設計說明書

1、畢業(yè)論文（設計）V型槽皮帶輪設計專 業(yè)： 機械設計與制造 學 號：學 生：盧海波 指導老師：唐茂摘要：數(shù)控技術是利用數(shù)字化的信息對機床運動及加工過程進行控制的一種方法。它是集傳統(tǒng)的機械制造技術、計算機技術、現(xiàn)代控制技術、傳感檢測技術、網(wǎng)絡通信技術和光電機技術等于一體的現(xiàn)代制造業(yè)的基礎技術，具有高精度、高效率柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化和智能化起著舉足輕重的作用。用數(shù)控技術實施加工控制的機床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床成為數(shù)控（CN）機床。數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置、可編程控制器、主軸驅(qū)動器及進給裝置等部分。MasterCAM是一套以圖形驅(qū)動的軟件，應用廣泛，操作方便，而且它能同

2、時提供適合目前國際上通用的各種數(shù)控系統(tǒng)的后置處理程序文件，以便將刀具路勁文件（NCI）轉(zhuǎn)換成相應的CNC控制器上所使用數(shù)控加工程序（NC）代碼。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等數(shù)控系統(tǒng)。本論文主要介紹了MasterCAM一些繪制圖形基本功能的使用，運用MasterCAM編制數(shù)控程序，還介紹了MasterCAM的一些功能和特點及應用。MasterCAM是款強大的CADCAM軟件，是集設計與制造于一體。編制數(shù)控程序在數(shù)控仿真軟件里面進行模擬加工，完善加工工藝，刀具路勁，完成皮帶輪零件的數(shù)控加工工藝與編程設計 關鍵詞：數(shù)控技術；MasterCAM；CADCAMv-slot be

3、lt pulley designSpecialty：Machinery Design and Manufacture Student Number：Student： LuHaiBo Supervisor：TangMaoAbstract：Numerical control technology is the use of digital information to control the machine movement and machining process of a kind of method. It is a traditional mechanical manufacturing

4、 technology, computer technology, modern control technology, sensor detecting technology, network communication technology and light motor technology is one of the foundation of modern manufacturing technology, has the characteristic such as high precision, high efficiency of flexible automation, re

5、alize flexible automation, integration and intelligentization of manufacturing plays a pivotal role. Use numerical control technology to implement control of machine tools, or equipment for numerical control system of machine tools into nc machine tools (CN). Numerical control system include: numeri

6、cal control devices, programmable controller, spindle driver and feed device.MasterCAM software is a set of graphics driver, wide application, convenient operation, and it can at the same time all kinds of numerical control system to meet the requirements of the current international post processing

7、 program files, so that the tool path strength file (NCI) is converted into the corresponding CNC controller used on numerical control (NC) machining program code. Such as FANUC, MELADS, AGIE, HITACHI CNC system, etc.This paper mainly introduces the MasterCAM some basic function graph are used, the

8、CNC program is using MasterCAM, also introduced some functions and features of MasterCAM and applications. MasterCAM is a powerful CAD/CAM software, is a set design and manufacture in a body. CNC program in nc simulation software simulation processing, improve the processing technology, cutting tool

9、 path, complete the pulley parts of nc machining process and programming designKey words: CNC technology； MasterCAM； CAD/CAM目 錄第一章 概述1 1.1 數(shù)控技術簡介1 1.1.1 數(shù)控技術是制造業(yè)的重要基礎1 1.1.2 數(shù)控技術的發(fā)展趨勢1 1.1.3 中國數(shù)控的出路2 1.2 MasterCAM介紹3 1.3 MasterCAM的主要功能41.3.1 三維設計系統(tǒng)41.3.2 銑床2D加工系統(tǒng)51.3.3 銑床2.5D加工系統(tǒng)51.3.4 銑床3D加工系統(tǒng)51.3.

10、5 車銑復合系統(tǒng)51.3.6 線切割、激光加工系統(tǒng)5第二章 繪制零件圖6 2.1 零件圖6 2.2 利用CAXA繪制零件圖6 2.3 利用UG NX7.0繪制三維圖 11第三章 工藝分析15 3.1 數(shù)控車削加工工藝基礎153.1.1 加工順序的安排原則153.1.2 刀具參數(shù)選項卡15 3.2 零件的幾何特征、作用及工藝分析16 3.3 加工工序17 3.4 各工序刀具及切削參數(shù)選擇30 3.5 專用夾具設計37第四章 刀具路徑創(chuàng)建40 4.1 車削端面加工404.1.1 車削端面參數(shù)404.1.2 車削端面刀具路徑42 4.2 鉆孔加工434.2.1 鉆孔參數(shù)434.2.2 鉆孔刀具路徑4

11、4 4.3 外形車削454.3.1 加工78外形參數(shù)454.3.2 加工78外形路徑454.3.3 加工V型槽參數(shù)464.3.4 加工V型槽路徑47 4.4 插鍵槽加工484.4.1 粗加工鍵槽48I4.4.2 精加工鍵槽48第五章 驗證與生成程序49 5.1 實體驗證49 5.2 程序的自動生成49 5.3 人工編程 50結(jié)論55附錄56參考文獻63致謝64第一章 概 述 1.1 數(shù)控技術簡介 1.1.1 數(shù)控技術是制造業(yè)的重要基礎飛裝備工業(yè)的技術水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國家經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產(chǎn)業(yè)和間斷工業(yè)的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種

12、經(jīng)濟時代的區(qū)別，不在于市場什么。而在于這樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。因此，專家們預言：機械制造的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術的競爭。數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術；是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性話、集成化生產(chǎn)的基礎；是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率必不可少的物資手段；是國防現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略物資；是關系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎性產(chǎn)業(yè)。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造

13、技術已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。根據(jù)國家經(jīng)濟發(fā)展和國家重點建設工程的具體需求，設計制造“高、精、尖”重大數(shù)控裝備，打破國外封鎖，掌握數(shù)控裝備關鍵技術，創(chuàng)出中國數(shù)控機床品牌，提高市場占有率是全面提升我國基礎制造裝備的核心競爭力的關鍵所在。 1.1.2 數(shù)控技術的發(fā)展趨勢早期的數(shù)控系統(tǒng)采用穿孔紙帶傳送加工程序，由專用數(shù)控裝置讀入加工代碼、進行識別、儲存和計算，輸出相應的指令脈沖以驅(qū)動伺

14、服系統(tǒng)。70年代中期小型計算機出現(xiàn)由于其較低的價格，高超的數(shù)據(jù)處理和輸入輸出功能，使它迅速應用到數(shù)控機床的控制系統(tǒng)中，出現(xiàn)所謂計算機數(shù)控（CNC）和直接數(shù)控（DNC）系統(tǒng)。九十年代以來，計算機技術的發(fā)展日新月異，通用計算機從8位機，已發(fā)展到奔騰時代。其速度和功能已比當年的8位機快了幾百倍。使得在通用微機上以軟件方式可以實現(xiàn)各種數(shù)控功能，數(shù)控技術發(fā)生了深刻變化。PC機上的豐富軟件資源、友好的人機界面，是其他數(shù)控系統(tǒng)所無法比擬的?；谖C的開放式數(shù)控系統(tǒng)已成為世界數(shù)控技術的發(fā)展潮流，以PC機為平臺的數(shù)控技術的應用范圍迅速擴大。隨著科學技術的不斷發(fā)展，數(shù)控技術的發(fā)展越來越快，數(shù)控機床朝著高新能、高精

15、度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。但最重要的發(fā)展趨勢就是采用“PC+運動控制器”的開放式數(shù)控系統(tǒng)，它不僅具有信息處理能力強、開放程度高、運動軌跡控制精確、通用性好等特點，而且還從很大程度上提高了現(xiàn)有加工制造的精度、柔性和應付市場需求的能力。美國將其稱為新一代的工業(yè)控制器，日本稱其將帶來第三次工業(yè)革命。 1.1.3 中國數(shù)控的出路縱觀目前我國的數(shù)控市場，我國數(shù)控產(chǎn)品在性能、外觀、可靠性方面與國外產(chǎn)品有一定差距，特別是國外企業(yè)有雄厚的資金，加上外國企業(yè)為占領中國市場，對我國能夠生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)壓價銷售，而對我國未能生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)，不僅高價而且附加許多限制。在國外數(shù)控企業(yè)采用技術封鎖和低價傾銷的雙

16、重策略下，中國數(shù)控產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷里坎坷的歷程，我國曾花巨資引進西門子和FANUC的技術，并希望在此基礎上吸收消化，開發(fā)我國自己的數(shù)控技術。如北京密云所引進了FANUC的數(shù)控系統(tǒng)，可是，F(xiàn)ANUC賣給我們的都是即將過時的落后技術。我國引進后，尚未來得及吸收消化和批量生產(chǎn)，F(xiàn)ANUC即宣布停止生產(chǎn)該系統(tǒng)的生產(chǎn)，并將性能價格比更好、質(zhì)量更高、體積更小的數(shù)控系統(tǒng)推向中國市場。這種總是跟在別人后面走的做法，必然受人約制，永遠落在后面。中國數(shù)控出路何在？隨著計算機技術日新月異的發(fā)展，基于微機的開放式數(shù)控是數(shù)控技術發(fā)展的必然趨勢。在傳統(tǒng)數(shù)控技術方面,我國處于相對落后的狀態(tài)，開放式數(shù)控為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好的

17、契機，加強和重點扶持開放性數(shù)控技術的研究和應用，我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)才有發(fā)展壯大可能，才有可能在未來的市場競爭中立于不敗之地。福州大學機械工程及自動化學院堅持以加速用信息化帶動工業(yè)化，促進制造業(yè)結(jié)構調(diào)整和優(yōu)化升級，建設四川高水平的先進準備為宗旨，圍繞制造業(yè)企業(yè)信息化、制造數(shù)字化、控制智能化和裝備現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢及需求，大力加強開放式數(shù)控技術的研發(fā)和開發(fā)力爭為我省適應經(jīng)濟全球化與信息化的挑戰(zhàn)提供先進制造技術和裝備。 1.2 MasterCAM介紹MasterCAM軟件是美國CNC Software，INC所研制開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)，是最經(jīng)濟有效的全方位的軟件系統(tǒng)。包括美國在內(nèi)的各工業(yè)大國皆一致采用

18、本系統(tǒng)，作為設計、加工制造的標準。MasterCAM為全球PC級CAM，全球銷售量第一名，是工業(yè)界及學校廣泛采用的CAD/CAM系統(tǒng)，以美國和加拿大教育單位來說，共計有2500多所高中、專科大學院校使用此來作為機械制造及NC程序制作，在中國大陸及臺灣，其業(yè)界及教育單位亦有領先地位。它有一下特點：1、MasterCAM除了可產(chǎn)生NC程序外，本身也具有CAD功能（2D、3D/圖形設計、尺寸標注、動態(tài)旋轉(zhuǎn)、圖形陰影處理等功能）可直接在系統(tǒng)上制圖并轉(zhuǎn)換成NC加工程序，也可將用其他繪圖軟件繪好的圖形，經(jīng)由一些標準的或特定的轉(zhuǎn)換文件如DXF文件（Drawing Exchange File）、CADL文件（

19、CADkey Advanced Design Language）及IGES文件（Initial Graphic Exchange Specification）等轉(zhuǎn)換到MasterCAM中，再生成數(shù)控加工程序。2、MasterCAM是一套以圖形驅(qū)動的軟件，應用廣泛，操作方便，而且它能同時提供適合目前國際上通用的各種數(shù)控系統(tǒng)的后置處理程序文件，以便將刀具路徑文件（NCI）轉(zhuǎn)換成相應的CNC控制器上所使用的數(shù)控加工程序（NC）代碼。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等數(shù)控系統(tǒng)。3、MasterCAM能預先依據(jù)使用者定義的刀具、進給量、轉(zhuǎn)速等，模擬刀具路徑和計算加工時間，也可以從NC

20、加工程序（NC）代碼轉(zhuǎn)換成刀具路徑圖。4、MasterCAM系統(tǒng)設有刀具庫及材料庫，能根據(jù)被加工工件材料及刀具規(guī)劃尺寸自動確定進給率、轉(zhuǎn)速等加工參數(shù)。5、提供RS-232C接口通訊功能及DNC功能。 1.3 MasterCAM的主要功能 1.3.1 三維設計系統(tǒng)完整的曲線功能：可設計、編輯復雜的二維、三維空間曲線。還能生成方程曲線。尺寸標注、注釋等也很方便。強大的曲面功能：采用NURBS、PARAMETRICS等數(shù)學模型，有十多種生成曲面方法。還具有曲面修剪、曲面間等（變）半徑倒圓角、導角、曲面偏置、延伸的編輯功能。嶄新的實體功能：以PARASOLID為核心，倒圓角、抽殼、布爾運算、延伸、修剪

21、等功能都很強?？煽康臄?shù)據(jù)交換功能，可轉(zhuǎn)換的格式包括：IGES SAT（ACIS SOLIDS）、DXF、CADL、VDA、STL、DWG、ASCII。并可讀取Parasolid、 HPGL、 CATIA 、PRO/E、STEP等格式的數(shù)據(jù)文件。 1.3.2 銑床2D加工系統(tǒng)完整三維設計系統(tǒng)。外形銑削：外形可以是空間的任意曲線。型腔加工：加工方式多達8種以上。提供清角及殘料加工功能?？尚本€及螺旋式入刀、退刀。容許斜壁機不同高度、斜度的島嶼，可面銑島嶼。實體加工：在實體上自動確定加工外形參數(shù)。鉆孔、鏜孔、螺紋加工?？啥x刀具庫、材料庫等。對刀具路徑作圖形編輯，可對NC、NCI作修改、平移、旋轉(zhuǎn)、放

22、大、縮小等編輯。可做身體切削模擬，支持4軸加工。可用各種CNC控制器，DNC傳輸。 1.3.3 銑床2.5D加工系統(tǒng)完整三維繪圖系統(tǒng)。 完整的銑床2D加工系統(tǒng)。刀具路徑可投影至斜面、圓錐面、球面及圓筒面。 單一曲面的粗、精加工。直面曲面、掃描曲面、旋轉(zhuǎn)面加工方法。 具有程序過濾（Filter）功能。 1.3.4 銑床3D加工系統(tǒng)完整三維設計系統(tǒng)。 完整的銑床2D、2.5D加工系統(tǒng)。多重曲面的粗加工及精加工。 等高線加工。環(huán)繞等距加工。 平行時加工。放射狀加工。 插拉刀方式加工。投影加工。 沿面加工。 1.3.5 車銑復合系統(tǒng) 完整三維設計系統(tǒng)。 精車、粗車、螺紋加工。徑向切槽加工。 鉆孔、鏜孔

23、。C軸加工。 可產(chǎn)生切削循環(huán)指令?？勺远x刀具庫及材料庫。 自動計算刀具補正、過切偵測。1.3.6 線切割、激光加工系統(tǒng)完整三維繪圖系統(tǒng)。 24軸上下異性加工。自動、半自動圖形對應能力。 自動清角功能。無屑加工。 支持各種CNC控制器。第二章 繪制零件圖 2.1 零件圖本次畢業(yè)設計是根據(jù)下圖進行繪制和自動編程：圖2-1 零件圖2.2 利用CAXA繪制零件圖 打開文件菜單中的新文件命令 圖2-2 操作圖1 選擇EB圖形文件機械常用豎A4圖2-3 操作圖2 得到一張空白的A4標準圖圖2-4 操作圖3點擊文字參數(shù)圖2-5 操作圖4選擇參數(shù)圖2-6 操作圖5得到圖紙的需要的字體圖2-7 操作圖6通過左

24、邊工具欄在圖紙上作圖，圖2-8 操作圖7通過上端工具欄標注各種數(shù)據(jù)圖2-9 操作圖9最終得到完整的零件圖圖2-10 操作圖102.3利用UG NX7.0繪制三維圖 點擊新建，選擇模型，創(chuàng)建：圖2-11 操作圖11點擊繪制草圖（同時選擇基準面）圖2-12 操作圖12完成草圖后點擊回轉(zhuǎn)得到圖形圖2-13 操作圖13打孔通孔24圖2-14 操作圖14打沉頭孔32 深2.5圖2-15 操作圖15 利用腔體功能開出鍵槽圖2-16 操作圖16按要求倒出斜角圖2-17 操作圖17最終完成三維圖圖2-18 操作圖18第3章 工藝分析 3.1 數(shù)控銑削加工工藝基礎 3.1.1 加工順序的安排原則1.基準先行工件

25、上的工藝基準面，一般在工藝過程一開始就粗、精加工。然后以加工出的基準定位，在進行工件的加工。2.先粗后精車削加工按照粗車精車的順序進行，最終達到圖樣要求。粗加工應以最高的效率切除表面的大部分余量，為半精加工提供定位基準和均勻適當?shù)募庸び嗔俊０刖庸橹饕砻婢庸ぷ龊脺蕚?，即打到一定的精度、表面粗糙度值和加工余量。精加工后，應使各表面達到圖樣規(guī)定的要求。3.先面后孔平面加工簡單方便，根據(jù)工件定位的基本原理，平面輪廓大而平整，所以以平面定位比較穩(wěn)定可靠。以加工好的平面為基準加工孔，這樣不僅可以保證孔的加工余量較為均勻，而且為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準；另一方面，先加工平面，切出了工件表面的凹凸

26、不平及夾砂等缺陷，可減少因毛胚凹凸不平而使鉆孔時鉆頭引偏和防止擴、鉸孔時刀具崩刀；同時，加工中便于對刀和調(diào)整。4、先主后次主要表現(xiàn)先安排加工，一些次要表面因加工面小，和主軸表面有相對位置要求，可穿插在主要表面加工工序之間進行，但要安排在主要表面最后精加工之前，以免影響主要表面的加工質(zhì)量。3.1.2 刀具參數(shù)選項卡在該選項卡選取一把刀，設置進給率、主軸速度和其他一般刀具路徑參數(shù)，該選項卡在大多數(shù)銑削和刨削刀具路徑是相同的。1.刀具顯示窗。顯示一把現(xiàn)在加工群組使用的刀具，當?shù)毒唢@示窗有各種操作的刀具，單擊某刀具，就是當前操作用的刀具，在郵件菜單列表中單擊新建刀具，可從刀庫中增加刀具。2.進給率。設

27、置進給率（英寸/每分鐘或毫米/每分鐘），是指刀具在工件上移動的速度，二維加工（除鉆削），進給率是在X和Y方向移動（平行于刀具平面），當?shù)毒呓佑|工件材料后，使用G1、G2碼命令的進給率移動。3.刀具號碼。在NC加工程序中程序中顯示刀號，刀具路徑管理器在刀具圖像后顯示刀號，Mastercan用2作為刀具的起始號，在刀具號碼文本框自動輸入刀號。4.主軸轉(zhuǎn)速。確定主軸每分鐘的旋轉(zhuǎn)速度，Mastercam根據(jù)加工群組屬性計算一個缺省值，但是不要該值，按經(jīng)驗輸入一個值。5.刀長補正。刀號位置可使用后處理器，在控制器中去選取長度補正寄存器?？刂贫x如何使Mastercam計算缺省選項在此顯示，輸入一個不同值

28、去代替。6.刀徑補正。在刀號位置可使用后處理器，在控制器中去選取直徑補正寄存器?？刂贫x如何使Mastercam計算缺省選項在此顯示，輸入一個不同值去代替。 3.2 零件的幾何特征、作用及工藝分析 本次論文零件由平面、輪廓、槽、孔組成，其幾何形狀為三維圖形，零件外輪廓粗略為圓柱型。零件未標注處表面粗糙度為6.3，采取粗-精加工銳邊需倒鈍，未注倒角為145，孔內(nèi)表面粗糙度為1.6，兩端面表面粗糙度為3.2，鍵槽表面粗糙度為3.2.皮帶輪是回轉(zhuǎn)類零件，主要用于和別的零件進行裝配。所以皮帶輪要有一定的配合精度以及表面接觸強度，還有要有足夠的剛度和耐磨性，以滿足使用要求。該零件是軸類零件，形狀不太復雜

29、，尺寸精度要求比較高。零件的主要技術要求分析如下：(1)78 的外圓和24 的內(nèi)孔,都有很高的尺寸精度要求,主要是為了和其裝配件很好的裝配。(2)在24 的內(nèi)孔插鍵槽有一定的對稱度要求。 (3)在78 的外圓上車V 形帶,要注意他們的相互位置。3.3 加工工序一、確定毛坯的制造形式零件的材料為HT200.考慮到皮帶輪在工作過程中會受到一定的載荷,因此選擇鑄件,以使金屬纖維不被切斷,保證零件工作可靠.由于零件的輪廓尺寸不大,故可采用鑄造成型,這對于提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量也是有利的。注： HT200（指的是最低抗拉強度為200MPa的灰鑄鐵）適用范圍為抗拉強度和塑性低，但鑄造性能和減震性能好，主

30、要用來鑄造汽車發(fā)動機汽缸、汽缸套、車床床身等承受壓力及振動部件?；瘜W成分：C:3.13.5% Si:1.82.1%Mn:0.70.9% P0.15%S0.12%機械性能：b 200Mpa二、基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。（一）粗基準的選擇對于一般的軸類零件而言，以外圓作為基準是完全合理的。按照有關粗基準的選擇原則（即當零件又不加工表面時，應以這些不加工的表面作為粗基準；若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工要求相對位置精度較高的不加工表面作

31、為粗基準），現(xiàn)在應為都要加工就要結(jié)合加工工藝來確定粗基準，現(xiàn)取157的外圓作為粗基準，利用三爪卡盤裝夾。利用不完全定位來加工工件。（二）精基準的選擇精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。三、工藝路線的制定制定工藝路線的相互發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度要求等技術能得到合理的保證.在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以采用萬能機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率.除此以外,還應考慮經(jīng)濟效益,以便降低生產(chǎn)成本。（一）.工藝路線方案一:工序1: 車端面,打中心孔, 車78的外圓表面，倒角。工序2: 調(diào)頭車另一端面,打中心孔,

32、工序3: 修研兩端中心孔。工序4: 鉆中心孔。工序5: 擴中心孔。 工序6：鉸中心孔工序7: 插鍵槽。工序8: 粗精車V形帶。工序9：終檢。工序10：入庫。（二）.工藝路線方案二： 工序1：銑端面，打中心孔。 工序2：掉頭銑另一端面，打中心孔。 工序3：車78的外圓，掉頭車78的外圓。工序5：鉆中心孔、中心孔、鉸中心孔。工序6: 插鍵槽。工序8: 粗精車V形帶。工序9：終檢。工序10：入庫. （三）.工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是在車床上用三爪卡盤裝夾，車一端面在打中細孔，然后用頂尖頂住來車外圓再掉頭加工另一端，以此為基準來完成后面的工序。方案二則與之不同，是先銑削

33、好兩個端面，打中心孔，以此為基準來加工余下的工序。經(jīng)比較可見，先加工好一端面和它所在端的外圓，以此為基準來加工后面的工序，這是的位置和尺寸精度較易保證，并且定位也較方便。在加工螺紋和銑凹槽的時候，方案一中的工序6、7、8，雖然只是在加工的先后順序不同，這樣的話可能會造成鉆孔時的讓刀。故決定將方案二中的工序5、6、7移入方案一。具體工藝過程如下：工序1: 車端面,打中心孔, 車78的外圓表面，倒角。工序2: 調(diào)頭車另一端面,打中心孔,工序3: 修研兩端中心孔。工序4: 鉆底孔。工序5: 擴底孔。 工序6：鉸底孔達到24工序7: 插鍵槽。工序8: 粗精車V形帶。工序9：終檢。工序10：入庫。以上方

34、案大致看來還是合理的。但通過仔細考慮零件的技術要求以及可能的加工手段之后，發(fā)現(xiàn)仍有問題，因此，最后的加工路線確定如下：工序1: 車端面,打中心孔, 車78的外圓表面，倒角。工序2: 調(diào)頭車另一端面,打中心孔,工序3: 修研兩端中心孔。工序4: 鉆底孔。工序5: 擴底孔。 工序6：鉸底孔.工序7: 插鍵槽。工序8: 粗精車V形帶。工序9：終檢。工序10：入庫。以上工藝過程詳見附表機械加工工藝過程卡片和附表機械加工工序卡片。四、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“皮帶輪”零件材料為HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可采用在鍛錘上合模鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定個加工表面的機械加

35、工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圓表面（78） 查機械制造工藝設計簡明手冊（以下簡稱工藝手冊）表2.2-14，其中鑄件重量為2kg，鑄件復雜形狀系數(shù)為S1，鑄件材質(zhì)系數(shù)取M1，鑄件輪廓尺寸（直徑方向）80120mm，其余量值現(xiàn)取2.0mm。2.外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差查工藝手冊表2.2-25，其中鑄件重量為2kg，鑄件復雜形狀系數(shù)為S1，鑄件材質(zhì)系數(shù)取M1，鑄件輪廓尺寸（直徑方向）3080mm，故長度方向偏差為（+0.8；-0.4）mm.長度方向的余量查工藝手冊表2.2-25，其余量值規(guī)定為1.72.2mm,現(xiàn)取2.0mm。毛坯為直徑84mm長43mm的圓柱體五、確定切削用量

36、及基本工時工序 1：車端面, 打中心孔,車78 的外圓表面，倒角。本工序采用計算法確定切削用量。1. 加工條件工件材料：HT200，正火，鑄造。加工要求：粗車78端面及78 的外圓，78 的端面和外圓表面的粗糙度值為Ra6.3。機床：數(shù)控車床SK100（機械加工工藝師手冊表8-20）。表3-1 數(shù)控車床產(chǎn)品名稱型號最大工件直徑最大工件長度（mm）最大加工直徑（刀架上）/mm最大加工長度/mm主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）表面粗糙度 /m電動機功率/(kW)重量/t外形尺寸/mm(長寬高)數(shù)控車床SK100100350200350250 10001.65.53189013801700刀具：刀片材料為

37、YT15，刀桿尺寸為 16mmX25mm,kr=90,o=15,o=8,r=0.5mm2.切削用量計算(1)車78 端面。1）確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為2+1.2 考慮7的鑄造拔模斜度，則毛坯長度方向的最大加工余量Zmax=7mm,故實際端面余量可按Zmax=7mm 考慮，分三次加工，ap=3mm 計。2）確定進給量f:根據(jù)機械制造工藝與機床夾具課程設計指導當?shù)稐U尺寸為16mmX25mm,ap3mm，以及工件直徑為84mm 時F=0.50.7mm/r按SK100 車床說明書取f=0.51mm/r3)計算切削速度：按切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊）表1.27

38、，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）。Vc=(Cv*kv)/(Tm*axp*fy) (3-1)式中，Cv=242,Xv=0.15,yv=0.35,m=0.2 kv 見 切削手冊表 .，即kMv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97所以vc=(2421.440.81.040.810.97)/(600.2 30.15 0.510.35)m/min =108.8m/min4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns=1000Vc/（dw） （3-2） =1000108.6/（84）=412r/min 式中Vc切削速度（m/min） dw 工件直徑（mm）按機床說明

39、書，與 412r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 400r/min 及 450r/min。現(xiàn)選取nw=450r/min。所以實際切削速度V=114.45m/min。5）計算切削工時：按工藝手冊表6.2-1，取l=42mm,l1=2mm,l2=0,l3=0 tm=(l+l1+l2+l3)*i/（nwf） （3-3） =2(42+2)/（4500.51）=0.383min=23s 式中 nw機床轉(zhuǎn)速（r/min） f進給量（mm/r）(2)車78 外圓，同時應校驗機床功率及進給機構強度。1）被吃刀量：單邊余量Z=2mm，可一次切除。2）進給量：根據(jù)切削手冊表1.4，選用f=0.5mm/r。3）計算切削速

40、度：見切削手冊表1.27 由式（3-1）得：Vc=(Cv*kv)/(Tm*axp*fy) =(2421.440.80.810.97)/(600.2 20.15 0.510.35)=110.18m/min4) 確定主軸轉(zhuǎn)速：由式（3-2）得：ns=1000 Vc/（dw） =1000110.18/（84）=417.52r/min按機床選取n=450r/min。所以實際切削速度為V=dn/1000=84450/1000m/min=118.75m/min5)檢驗機床功率：主切削力Fc 按切削手冊表1.29 所示工時計算 Fc= （3-4）式中，=2795，=1.0, =0.75, =-0.15 =(

41、b/650) =(600/650)0.75=0.94, k =0.89所以Fc=279520.50.75118.75-0.150.940.89N= 1358.2N切削是消耗功率Pc為Pc= Fc*Vc/（6104）kW （3-5）=1358.2118.75/（6104）kW=2.688kW由 sk100機床說明書可知，sk100主電動機功率為5.5 kW,當主軸轉(zhuǎn)速為450r/min時，主 軸傳遞的最大功率為4.5kW，所 以機床功率足夠，可以正常加工。6）校驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力 Fc=1358.2，徑向切削力 Fp按,切削手冊表1.29 所示公式計算Fp=C ap f v k （

42、3-6）式中，C =1940，x =0.9, y =0.6 n=-0.3k =(b/650) =(600/650)1.35=0.897, k =0.5所以，F(xiàn)p=1940X2 0.9 X0.5 0.6 X114.45 -0.3 X0.897X0.5N=258.4N而軸向切削力 Ff =C ap f v k式中，C =2880，x =1.0, y =0.5, n =-0.4k =(b/650)= (600/650) 1 =0.923,k =1.17于是軸向切削力Ff=2880X2X0.5 0.5 X114.45 -0.4 X0.923X1.17N=601.7N取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.

43、1，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構的作用力為F= Ff+(Fc+ Fp) （3-7）=601.7+0.1X(1318.9+258.4)N=759.43N而機床縱向進給機構可承受的最大縱向力為3530N（ 見 切削手冊表 1.30），故機床進給系統(tǒng)可正常工作。7） 切削工時：由式（3-3）得t =(l+l1+l2)/nf 式中， l=42, l1=4, l2=0,所以t=(l+l1+l2)/（nf）=（42+4+0)/（4500.5）min=0.204min=12.3s不難看出,以后在SK100車床上加工此皮帶輪.只要在主軸轉(zhuǎn)速不變、進 給量f0.5mm 和被吃刀量ap3mm 的情況下,機床進

44、給系統(tǒng)都可正常工作、電機功率都足夠.工序2：車調(diào)頭車另一端面, 打中心孔,車78 和32 的外圓，倒角。1.加工條件加工要求：粗車78 及78和32 的外圓，32的外端面和外圓表面的粗糙度值為R3.2 而78 外圓面的粗糙度值為R6.3機床：SK100數(shù)控車床刀具：刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為 16mmX25mm,kr=90,o=15,o=8,r=0.5mm2.切削用量計算(1)車78 端面。1）確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為2 +1.2 考慮7的鑄造拔模斜度，則毛坯長度方向的最大加工余量Zmax=5.9mm,故實際端面余量可按Zmax=5.9mm 考慮，分三次加工，a

45、p=3mm 計。2）確定進給量f: 選用和工序1 車端面相同的進給量即f=0.51mm/r3) 計算切削速度: 選用和工序1 相同的主軸轉(zhuǎn)速即n=450r/min,故實際速度為:V=dn/1000 （3-8） =39450/1000 =55.1m/min式中d工件直徑（mm） n主軸轉(zhuǎn)速（r/min）4）計算切削工時：按工藝手冊，取l=19.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0 由式（3-3）得tm=(l+l1+l2+l3)*i/（n*f） =2(19.5+2)/4500.51=0.188min=11.28s(2)車32 外圓.1) 確定加工余量:l=(84-32)/2=262）確定進給量

46、f: 選用和工序1 車外圓相同的進給量即f=0.5mm/r3) 計算切削速度: 選用和工序 1 相同的主軸轉(zhuǎn)速即 n=450r/min,故實際速度有式（3-8）得:V=dn/1000 =84450/1000 =114.45m/min4) 計算切削工時：按工藝手冊，取l=(84-32)/2=26mm,l1=2mm,l2=0,l3=0由式（3-3）得：tm=(l+l1+l2+l3)*i/（n*f） =2(26+2)/（4500.51）=0.196min=11.76s(3) 車78 的外圓面,同時應校驗機床功率及進給機構強度。1）被吃刀量：單邊余量Z=1.8mm，可一次切除。2）進給量：選用和工序1

47、 車外圓相同的進給量即f=0.5mm/r。3）確定主軸轉(zhuǎn)速：選用和工序1 相同的主軸轉(zhuǎn)速即n=450r/min4) 計算切削速度： 由式（3-8）得V=dn/1000 =39450/1000 =55.1m/min5） 切削工時：由式（3-3）得t =(l+l1+l2)/（n*f）式中， l=85, l1=4, l2=0,所以t =(l+l1+l2)/（n*f）=（85+4+0)/450X0.5min=0.396min=23.76s工序3: 一、 修研兩端中心孔。 二、 精車78 的外圓表面并切槽,同時應校驗機床功率及進給機構強度。（1）精車78 的外圓表面1）被吃刀量：單邊余量Z=0.19mm

48、，可一次切除。2）進給量：選用和工序1 車外圓相同的進給量即f=0.5mm/r。3）確定主軸轉(zhuǎn)速：選用和工序1 相同的主軸轉(zhuǎn)速即n=450r/min4）計算切削速度： 由式（3-8）得V=dn/1000 =35.4450/1000 =50m/min5） 切削工時：由式（3-3）得t =(l+l1+l2)/（n*f）式中， l=85, l1=4, l2=0,所以t =(l+l1+l2)/（n*f）=（85+4+0)/（4500.5）min=0.396min=23.76s（2）切52.5 的槽1）被吃刀量：單邊余量Z=1.01mm，可一次切除。2）進給量：選用和工序1 車外圓相同的進給量即f=0.

49、5mm/r。3）確定主軸轉(zhuǎn)速：選用和工序1 相同的主軸轉(zhuǎn)速即n=450r/min4）計算切削速度： 由式（3-8）得V=dn/1000=52.5450/1000=74.22m/min5）切削工時： 由式（3-3）得t =(l+l1+l2)/nf式中， l=1, l1=12.75, l2=0,所以t = (l+l1+l2)/nf=（1+12.75+0)/4500.5=0.061min=3.7s工序4: 鉆、擴、鉸孔24機床選擇：表3-2 數(shù)控鉆床名稱型號最大鉆孔直徑/mm主軸端至底座面距離/mm主軸軸線至立柱表面距離/mm主軸轉(zhuǎn)速/ (r/mim)主軸行程/mm主電動機重量/t外形尺寸/mm長寬

50、高ZKJ5140B4058033531.514002503.02.31.5158811702564鉆孔21mm：選刀：選告訴麻花鉆頭，直徑d0=21mm，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃，=30.選擇切削用量 決定進給量f： 當剛的強度800 MPa時，d0=21時，f=0.350.43 由于l/d=43/21=2.05，故應乘孔的修正系數(shù)K=0.95，則F=（0.350.43）0.95=0.330.41 mm/r 根據(jù)機床說明選擇f=0.36 mm/r 由于是加工通孔，為避免孔即將鉆穿時鉆頭折斷，故宜在即將鉆穿時停止自動進給而采用手動進給 由表2.19查出鉆孔時的軸向力，當f=0.36mm/r，d02

51、1mm時，軸向力Ft=6090 N 軸向修正系數(shù)為1，故Ft=6090 N 機床允許最大軸向力為Fmax=8830 N，F(xiàn)tFmax故： F=0.36可采用決定鉆頭磨鈍標準及壽命 由表2.12 當d0=21mm時， 鉆頭后刀面最大磨損量取0.6 mm壽命T=45min 決定切削速度 查表得： F=0.36 mm/r，d0=21mm時，Vb=17m/min切削速v=Vb*Kv （3-9）=17*1.0*1.0*1.0*0.85=14.4 m/min n=1000v/（d0）=100014.4/（21）=229 r/min式中d0工件直徑（mm） n主軸轉(zhuǎn)速（r/min） Vb切削速（m/min）即： f=0.36mm/r,n=229 r/min,Vb=17m/min計算工時： 由式（3-3）得 tm=L/（nf） L=l+y+ l=43mm入切量及超切量有表2.29查出 y+=10 mm