3243 皮帶輪加工工藝及精車皮帶輪槽工裝夾具設計

3243 皮帶輪加工工藝及精車皮帶輪槽工裝夾具設計,皮帶輪,加工,工藝,車皮,帶輪槽,工裝,夾具,設計 設 計 說 明 書題目：皮帶輪加工工藝及精車皮帶輪槽工裝夾具設計班 級： 姓 名： 指導教師： 摘 要目 錄第一章 概述1.1 皮帶輪的用途1.2 零件的圖樣及說明第二章 零件加工工藝的制訂2.1 零件圖樣分析2.2 零件工序和裝夾方式的確定2.3 加工順序的確定2.4 進給路線的確定2.5 夾具的選擇2.6 刀具的選擇2.7 切削用量的選擇2.8 加工所需工、量具第三章 工藝卡片的制訂及程序的編寫3.0 加工前的分析及應選的加工機器3.1 加工工序卡片3.2 加工刀具卡片3.3 加工程序的編制第 4 章 設計小結致謝參考文獻第一章 概述1.1 皮帶輪的用途生活中，皮帶輪對我們來說很常見，它的應用很廣泛，機械傳動常見的類型有摩擦輪傳動、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、螺旋傳動等類型。帶傳動根據(jù)橫截面形狀不同可分為平帶傳動、V 帶傳動、多楔帶、圓形帶、齒形帶等類型的帶傳動。帶傳動中用于安裝傳動帶的輪子就叫做帶輪。俗稱皮帶輪。帶輪是成對安裝和使用的，一個是主動輪，另一個是從動輪。機械傳動按傳動的工作原理分類可分為嚙合傳動和摩擦傳動兩類。嚙合傳動的優(yōu)點是工作可靠、壽命長，傳動比準確、傳遞功率大，效率高（蝸桿傳動除外） ，速度范圍廣。缺點是對加工制造安裝的精度要求較高。摩擦傳動工作平穩(wěn)、噪聲低、結構簡單、造價低，具有過載保護能力，缺點是外廓尺寸較大、傳動比不準確、傳動效率較低、元件壽命較短。帶傳動就是摩擦傳動中的一個種類。帶傳動的工作原理是帶緊套在主動輪和從動輪上，因而帶與輪的接觸表面存在著正壓力，當原動機驅動主動輪回轉時，在帶與主動輪接觸表面間便產生摩擦力，使主動輪牽動帶，繼而帶又牽動從動輪，將主動軸上的轉矩和運動傳給從動軸。從帶傳動的原理可知道帶輪的作用是通過傳動帶傳遞轉矩和運動。1.2 零件的圖樣及說明皮帶輪的外形圖車削是加工中用得最多的加工方法之一。由于車床具有加工精度高、能作直線和圓弧插補以及在加工過程中能自動變速的特點，因此，其工藝范圍較普通機床寬得多。凡是能在車床上裝夾的回轉體零件都能在車床上加工。針對車床的特點，下列幾種零件最適合車削加工：1 精度要求較高的回轉體零件；2 表面粗糙度要求高的回轉體零件；3 表面形狀復雜的回轉體零件；4 帶特殊螺紋的回轉體零件；銑削是機械加工中最常用和最主要的加工方法之一，它除了能銑削普通銑床所能銑削的各種零件表面外，還能銑削普通銑床不能銑削的需 2~5 坐標聯(lián)動的各種平面輪廓和立體輪廓。根據(jù)銑床的特點，從銑削加工角度來考慮，適合銑削的主要加工對象有以下幾類：1 平面類零件；2 變斜角類零件；3 曲面類零件；第二章 零件加工工藝的制訂2.1 零件圖樣分析 皮帶輪如下圖：圖紙中所選的材料為 HT200。經分析：該零件圖結構合理；輪廓幾何要素所給定的條件充分；精度及各項技術要求齊全、合理；由圖紙得出，該零件的加工精度要求不是很高，加工方法也就根據(jù)所生產批量的不同而有所不同，當然，要考慮到經濟性時，用普通機床就可以加工出來，要是考慮到時間及中批量方面的話，可以選用車床。在這里我選用加工。其位置精度有三處，基準都是 A 基準，加工時要考慮它們跟孔一起進行加工；中心孔的尺寸公差等級為六級公差帶，在車床上加工難達到此種精度，需要進行精磨，精磨的時候要以右端面為定位基準，這樣才能保證位置度的正確性，關于磨床著方面，就不做介紹了。磨削時要以右端面為定位基準。對于內孔槽的加工是：在本設計中，我選用插床加工的方法來加工內孔槽，方便快捷。2.2 零件工序和裝夾方式的確定對皮帶輪的加工工序，可以分為五個裝夾是指將工件在機床上或夾具中定位、夾緊的過程，可采用三角卡盤等方式裝夾。在確定定位基準與夾緊方案時應注意如下 3 點：（1）力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一。（2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次裝夾定位后就能加工出全部待加工的部位。（3）夾具要開暢，其定位、夾緊機構不能影響加工中的走刀，避免刀具與夾緊機構碰撞。遇到此類情況時，可采用用虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾。2.3 加工順序的確定 在分析了零件圖樣和確定了工序、裝夾方式之后，接下來即要確定零件的加工順序。制定零件車削加工順序一般遵循下列原則：1 先粗后精 按照粗車 ----半精車 ----精車的順序進行，逐步提高加工精度。粗車將在較短的時間內將工件表面上的大部分加工余量切掉，一方面提高金屬切削率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求。若粗車后所留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半精車，以此為精車做準備。精車要保證加工精度，按圖樣尺寸，一刀切出零件輪廓。2 先近后遠 這里所說的遠與近，是按加工部位相對于對到的距離大小而言的。在一般情況下，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。對于車削而言，先近后遠還有利于保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。3 內外交叉 對既有內表面，又有外表面需要加工的零件，安排加工順序時，應先進行內外表面粗加工，后進行內外表面精加工。切不可將零件上一部分表面加工完后，再加工其它表面。2.4 進給路線的確定在加工中，刀具好刀位點相對于工件運動軌跡稱為加工路線。編程時，加工路線的確定原則主要有以下幾點：（1）加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；（2）使數(shù)值計算簡單，以減少編程工作量；（3）應使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空行程時間。（4）確定加路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定一次走刀，還是多次走刀來完成所有加工表面，具體綜合上面進給線的特點再根據(jù)具體零件具體分析確定進給路線的工作重點，主要在于確定粗加工及空行程的進給路線，因精加工切削過程的進給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的。對于銑削加工時，當工件表面無硬皮，機床進給機構無間隙時，應選用順銑，按照順銑安排進給路線。當工件表面有硬皮，機床的進給機構有間隙時，應選用逆銑，按照逆銑安排進給路線。因為逆銑時，刀齒是從已加工表面切入，不會崩刃。對該方案，粗加工時用逆銑，精加工時用順銑。銑削封閉的內輪廓表面時，刀具不能沿輪廓曲線的法向切入和切出。此時刀具可以沿一過渡圓弧切入和切出工件輪廓。2.5 夾具的選擇由圖紙可得出，該零件的尺寸精度及粗糙度都屬于 IT8∽IT10 公差等級，夾具的選擇都采用機床通用的夾具就可以達到圖紙要求了。2.6 刀具的選擇刀具的選擇是加工工藝設計中的重要內容之一。刀具選擇合理與否不僅影響機床的加工效率，而且還直接影響加工質量。選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的車削方法相比，車削對刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度好耐用度高、而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調整方便。這就要求采用新型優(yōu)質材料制造加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。車刀和刀片的種類有焊接式與機械夾固式兩大類。（1）焊接式車刀 將硬質合金刀片用焊接的方法固定在刀體上稱為焊接式車刀。這種車刀的優(yōu)點是結構簡單，制造方便，剛性較好。缺點是由于存在焊接應力，是刀具材料的使用性能受到影響，甚至出現(xiàn)裂紋。另外，刀桿不能重復使用，硬質合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪費。我們在實習期間就是用的這種刀具，所以對這種刀具還是比較了解的，在本設計中，用到的就是該類刀具。（2）機夾可轉位刀具 機械夾固式可轉為車刀由刀桿、刀片、刀墊以及夾緊元件組成。刀片每邊都有切削刃，當某切削刃磨損鈍化后，只需松開夾緊元件，將刀片轉一個位置便可繼續(xù)使用。經分析圖紙得出加工該零件時要用到外端面 90°車刀內孔刀以及成型刀 1下圖 2.1 和成型刀 2 下圖 2.2。銑刀要一把底角半徑為 3mm 長度大于 43mm 直徑為 12mm 的銑刀。直徑為 12mm 平底銑刀長度為 30mm 左右。Φ40mm 的磨刀，精磨內孔。型刀 1 成型刀 22.7 切削用量的選擇車床加工中的切削用量包括：背吃刀量、主軸轉速或切削速度（用于恒線速切削） 、進給速度或進給量。上述切削用量應在機床說明書給定的允許范圍內選取。實習中背吃刀量為 1mm 主軸轉速選擇車每分鐘 600 轉，進給速度為80mm/min。銑床的刀具選用高速鋼鉆頭，其切削用量包括：切削速度、進給速度、背吃刀量和側吃到量，從刀具耐用度出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選取背吃刀量或側吃刀量，其次確定進給速度，最后確定切削速度。由于圖紙上工件表面粗糙度值要求是 6.3，則需分粗銑和半精銑兩步進行。粗銑是背吃刀量或側吃刀量選取同前。粗銑后留 0.6 的余量，在半精銑時切除。進給速度是單位時間內工件與銑刀沿進給方向的相對位移，單位為mm/min。它與轉速 n、銑刀齒數(shù) Z 及每齒進給量 f（單位為 mm/z）的關系為：V=fZn刀具是硬質合金銑刀，查表得出粗銑時 f 取 0.18，精銑時 f 取 0.13切削速度經查表得取 Vc 為 80m/min。2.8 加工所需工、量具種類 序號 名稱 規(guī)格 精度 單位 數(shù)量1 三抓自定心卡盤個 12 卡盤扳手 副 13 刀架扳手 副 1工具4 墊刀片 塊 若干1 游標卡尺 0～250mm 0.02mm 把 1量具2 內孔千分尺25mm～50mm0.01mm 把 1第三章 工藝卡片的制訂3.1 加工工序卡片產品型號 零（部）件圖號 共 2 頁機械加工工藝過程卡片產品名稱 皮帶輪 零（部）件名稱 皮帶輪 第 1 頁材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄造 毛坯外形尺寸 Ф163X88每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注工時序號工序名稱 工 序 內 容 車間 設 備工 藝 裝 備 準終 單件1 檢查 檢查毛坯是否有裂紋 檢 目測2 車端面 夾毛坯外圓，車 Ф157 端面 金 車床 三爪自定心卡盤3 粗車 夾毛坯外圓，粗車 Ф157 外圓，留 1mm 加工余量 金 車床 三爪自定心卡盤4 精車 精車 Ф157 外圓，達到圖紙尺寸公差要求 金 車床 三爪自定心卡盤5 車端面 掉頭，夾 Ф157 外圓，車另一端面 金 車床 三爪自定心卡盤6 鉆孔 鉆中心孔 金 鉆床 專用夾具7 鉆孔 預鉆中心孔 Ф45 的底孔 Ф42 金 鉆床 專用夾具8 擴孔 擴中心孔 Ф45 的底孔至 Ф44 金 鉆床 專用夾具9 鉸孔 鉸孔 Ф45 金 鉆床 專用夾具10 插鍵槽 插鍵槽 金 插床 專用夾具11 熱處理 熱處理RCRC 熱 淬火爐12 粗車 粗車皮帶輪 V 形槽 金 車床 專用夾具13 精車 精車皮帶輪 V 形槽 金 車床 專用夾具14 檢驗 檢驗 檢 游標卡尺編 制 日 期標 記 處 記 更改文件號 簽 字 日 期夾具的設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工零件曲柄時，需要設計專用夾具。機床夾具（夾具）是在機械加工中使用的一種工藝裝備，它的主要功能是實現(xiàn)對被加工工件的定位和夾緊。通過定位，使被加工工件在夾具中占有同一個正確的加工位置；通過夾緊，克服加工中存在的各種作用力，使這一正確的位置得到保證，從而使加工過程得以順利進行。本夾具是工序鏜孔 Φ50H7 而設計的專用夾具，加工曲柄零件小孔的夾具，根據(jù)課程設計任務要求中的設計內容設計鉆床，需要設計加工精車皮帶輪槽工裝夾具一套。6.1 確定定位方案，選擇定位元件 每道工序的定位方案需要根據(jù)被加工零件的結構、加工方法和具體的加工要素等情況來確定。見《機械制造技術基礎課程設計》表得：加工平面上的通孔必須限制的自由度是 X、Y 方向的移動自由度和轉動自由度；內孔為工件定位基準，短心軸限制 X、Y 的移動自由度；長心軸限制 Y、X 的移動自由度和轉動自由度。結合本零件的實際情況，考慮工件的加工結構，可以采用“一面兩銷”的定位方式。采用根據(jù)基準重合的原則，選擇大孔為主要的定位基準，零件圖上規(guī)定的定位基準是恰當?shù)模ㄎ辉x擇長銷，限制四個自由度，一個小斷面限制一個自由度，和一個活動 V 型塊，限制一個自由度，從而實現(xiàn) 6個自由度的全面定位6.2 確定導向裝置加工要求比較高，采用一次裝夾完成鉆，粗膛，半精鏜，精鏜四個工步的加工，故此夾具選用快換鉆套作為導向元件，相應的機床上采用快換夾頭。6.3 確定夾緊機構針對成批生產的工藝特征，此夾具選用螺旋夾緊機構壓夾工件，在定位銷商直接做出一段螺桿。裝夾工件時，先將工件定位孔裝入帶有螺母的定位銷上，接著向右移動 V 型塊使之于工件小頭外圍相靠實現(xiàn)定位，然后工件與螺母之間插上開口墊圈，擰緊螺母壓緊工件。6.4 確定其他裝置為減小工件加工時的變形，保證加工時工藝系統(tǒng)的剛度，靠近工件的加工部位增加輔助支撐，設計活動 V 型塊的矩形導向和螺桿驅動裝置。6.5 設計夾具體夾具體的設置應該綜合考慮，使各個部分通過夾具體能夠有機的聯(lián)系在一起，形成一個整體 設計小結關于夾具的設計方法及其步驟。（1） 、定位方案的設計：主要確定工件的定位基準及定位基面；工件的六點定位原則；定位元件的選用等。（2） 、導向及對刀裝置的設計：由于本設計主要設計的是擴大頭孔夾具和銑結合面夾具，所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問題，以及對刀塊的類型，從而確定鉆套和對刀塊的位置尺寸及公差。（3） 、夾緊裝置的設計：針對的加工特點及加工的批量，對夾緊裝置應滿足裝卸工件方便、迅速的特點，所以一般都采用自動夾緊裝置。（4） 、夾具體設計：皮帶輪的結構特點是比較小，設計時應注意夾具體結構尺寸的大小。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時能承受一部分切削力。所以夾具體的材料一般采用鑄鐵。（5） 、定位精度和定位誤差的計算：對用于粗加工的夾具，都應該進行定位誤差和穩(wěn)定性的計算，以及設計的夾具能否滿足零件加工的各項尺寸要求。參考文獻[1]孟少農. 機械加工工藝手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1991.[2]蔡蘭. 機械零件工藝性手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1995.[3]皺青. 機械制造技術基礎課程設計指導教程[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.[4]黃如林. 金屬加工工藝及工裝設計[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2006.[5]王先菱. 機械加工工藝手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007.[6] 崇凱. 機械制造技術基礎課程設計指南[M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2007.