皮帶輪成形車刀設(shè)計【含CAD圖紙和說明書工藝工序卡片】
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機械制造工程原理課程設(shè)計說明書
目錄
1.工藝規(guī)程 2
1.1 毛坯選擇 2
1.2 工藝路線 2
1.3 根據(jù)較好路線制定工藝規(guī)程 3
2刀具設(shè)計 7
1.工藝規(guī)程
1.1 毛坯選擇
本課程設(shè)計所加工零件為輸出皮帶輪,該零件的材料為HT200,年產(chǎn)量為5000件,分析皮帶輪在工作過程中會受到一定載荷的作用,且零件的尺寸不大,因此在選擇毛坯時,選擇棒料,這樣可保證零件的強度,且加工方便、生產(chǎn)效率較高。
圖1.1 零件圖紙
1.2 工藝路線
在制定工藝路線時,主要考慮以下因素:使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度要求等技術(shù)能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)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(yīng)考慮生產(chǎn)成本,以提高經(jīng)濟效益。通過對皮帶輪進行分析,初步制定以下兩種工藝路線方案。
1.工藝路線方案一
工序1車端面,粗車Φ78的外圓表面,鉆中心孔。
工序2調(diào)頭車另一端面。
工序3精車外圓。
工序4鏜中心孔,倒角。
工序5車帶輪槽至圖紙要求。
工序6檢驗。
工序7入庫。
2.工藝路線方案二
工序1銑端面。
工序2掉頭銑另一端面。
工序3粗車Φ78的外圓,掉頭車Φ78的外圓。
工序4鉆中心孔。
工序5鏜中心孔、倒角。
工序6車帶輪槽至圖紙要求。
工序7檢驗。
工序8入庫。
1.3 根據(jù)較好路線制定工藝規(guī)程
1.3.1工藝路線選擇
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,在一次裝夾中完成車一端面和打中心孔,然后粗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。方案二中選擇用銑床銑端面,增加了機床設(shè)備的數(shù)量和裝夾次數(shù)。故綜合比較兩種方案,決定采用方案一的方法,對該方案整理完善后,制定出以下工藝過程:
工序01備料。
工序05車端面。
工序10粗車大外圓Ф78mm,中心孔到Ф14mm。
工序15粗車另一端到厚32mm。
工序20精車外圓Ф75mm,中心孔到Ф16mm,倒角。
工序25精車另一端面厚到75mm,倒角。
工序30車帶輪槽至圖紙要求。
工序35檢驗。
工序40入庫。
1.3.2切削用量計算
基于該加工零件的外形尺寸,選用普通車床CA6140即可,回轉(zhuǎn)體零件選擇三爪卡盤進行裝夾。量具選擇游標卡尺及分度尺,外圓面的加工選擇90°外圓車刀。
工序10粗車大外圓Ф78mm,中心孔到Ф14mm。
首先是確定粗車外圓Ф78mm的工藝參數(shù)。
(1)確定切削深度
已知毛坯尺寸為Ф80X35,此工序為粗加工,可將外圓加工余量設(shè)計為2mm,一次進給即可完成外圓粗車。
(2)確定進給量
根據(jù)《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》表2-19,由于本次工序為粗加工,尺寸精度和表面質(zhì)量可以不考慮,根據(jù)工件材料、刀桿截面尺寸、工件直徑及背吃刀量,查表可得fz=0.4-0.6mm·r-1,取fz=0.4mm·r-1。
(3)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,切削速度的計算公式為(壽命選T=60min)。
vc=(Cv×kv)/(Tm×apxv ×f yv )
式中Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。kv 見《切削手冊》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 ×3 0.15 ×0.51× 0.35 )m/min
= 180m/min
(4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速:
ns=1000vc/πdw=1000×108.6/π×81=427r/min
按機床說明書,與427r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為400r/min 及450r/min。現(xiàn)選
450r/min。
(5)計算切削工時:
按《工藝手冊》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
粗車大外圓之后,車床尾座安裝Ф14mm的鉆頭,鉆中心孔。因中心孔的尺寸較大,車床的轉(zhuǎn)速不能太高,根據(jù)經(jīng)驗,這里將車床轉(zhuǎn)速設(shè)為200r/min,切削速度為20m/min。
工序30車帶輪槽至圖紙要求。
首先是工步1粗車。
(1)確定切削深度
此工序加工使用成型刀具,為粗加工,因總加工余量較大,將切削深度設(shè)為2mm,分五次進給完成。
(2)確定進給量
根據(jù)《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》表2-19,由于本次工序為粗加工,尺寸精度和表面質(zhì)量可以不考慮,根據(jù)工件材料、刀桿截面尺寸、工件直徑及背吃刀量,查表可得fz=0.4-0.6mm·r-1,取fz=0.4mm·r-1。
(3)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,切削速度的計算公式為(壽命選T=60min)。
vc=(Cv×kv)/(Tm×apxv ×f yv )
式中Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。kv 見《切削手冊》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 ×3 0.15 ×0.51× 0.35 )m/min
= 180m/min
(4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速:
ns=1000vc/πdw=1000×108.6/π×81=427r/min
按機床說明書,與427r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為400r/min 及450r/min?,F(xiàn)選
450r/min。
然后是工步2精車。
(1)確定切削深度
上一工步粗加工之后,加工余量剩余1.5mm,將切削深度設(shè)為1.5mm,一次進給完成。
(2)確定進給量
根據(jù)《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》表2-19,由于本次工序為粗加工,尺寸精度和表面質(zhì)量可以不考慮,根據(jù)工件材料、刀桿截面尺寸、工件直徑及背吃刀量,取fz=0.1mm·r-1。
(3)計算切削速度
為了達到較好的表面加工精度,在本工步精加工時,確定vc=60m/min。
(4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速:
因切削深度較小,又為保證表面質(zhì)量,確定機床轉(zhuǎn)速為600r/min。
2刀具設(shè)計
一、刀具材料的選擇
加工零件材料為HT200,因此,刀具材料選用普通高速鋼W6Mo5Cr4V2制造即可。
二、刀具的前角后角
因為帶輪材料為HT200,布氏硬度HBS為170-220,因此刀具的前角設(shè)計為5度,后角設(shè)計為12度。
三、刀具外形尺寸
該皮帶輪的加工,選擇使用棱形成型車刀進行加工。因為皮帶輪的最大輪廓形深度為10mm,因此刀具的結(jié)構(gòu)尺寸按tmax=10-14來進行設(shè)計。
具體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計如下:
刀體厚度B應(yīng)保證刀體有足夠的強度,且易于安裝、排屑。因此,選擇B=15mm,
又,E=10mm,故刀具總厚度為W=B+E=25mm,
刀體高度H=90mm,
成型車刀的附加刀刃尺寸為:b1=1mm,b2=3mm,c=1mm,a=3mm,
因此,刀頭的寬度為L=25+1+3+1+3=33mm。
參 考 文 獻
[1] 濮良貴,紀名剛等:機械設(shè)計,第八版,北京:高等教育出版社,2005:9-10
[2] 吳拓、方瓊珊編:機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)。北京機械工業(yè)出版社,2005.11(2007.9 重印)
[3] 李益明主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊。北機械工藝出版社1994
[4]典型零件的加工工藝及其優(yōu)化[J]. 唐霞,謝利民. 機床與液壓. 2013(02)
[5]數(shù)控加工與傳統(tǒng)機加工工藝比較[J]. 李宏策. 機床與液壓. 2011(20)
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[7]復(fù)雜箱體類零件數(shù)控加工工藝研究[J]. 錢東東. 制造技術(shù)與機床. 2007(09)
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[12]拖拉機皮帶輪旋壓工藝的改進[J]. 陳福泉. 農(nóng)機化研究. 2007(12)
致 謝
緊張而又充足的課程設(shè)計結(jié)束了,回首整個過程,奮斗和辛勞成為絲絲的記憶,甜美與歡笑也都塵埃落定。再此,我謹向所有關(guān)心、愛護、幫助我的人們表示最誠摯的感謝與最美好的祝愿。
在課程設(shè)計的完成過程中,我的指導(dǎo)老師傾注了大量的心血,每一個環(huán)節(jié)都嚴格把關(guān),循循善誘。老師淵博的專業(yè)知識,嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,誨人不倦的高尚師德,樸實無華、平易近人的人格魅力對我的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生了深遠的影響,在此我向我的指導(dǎo)老師表示深切的謝意與祝福!
本此課程設(shè)計的完成也離不開其他各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心與幫助。在此也要感謝同學(xué)、朋友在課程設(shè)計過程中給我以許多鼓勵和幫助?;叵胝麄€課程設(shè)計的完成過程,雖有不易,卻讓我除卻浮躁,經(jīng)歷了思考和啟示,也更加深切地體會了法學(xué)的精髓和意義,因此倍感珍惜。
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