《皮帶輪的數車加工工藝分析數控技術畢業(yè)論文》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《皮帶輪的數車加工工藝分析數控技術畢業(yè)論文（22頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 皮帶輪的數車加工工藝分析 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 數控加工工序卡片 3.2 數控加工刀具卡片 3.3 數控加工程序的編制 3.4 編程仿真 第4章 畢業(yè)設計小結 致謝 參考文獻 第一

2、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

3、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 數控車削是數控加工中用得最多的加工方法之一。由于

4、數控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。凡是能在數控車床上裝夾的回轉體零件都能在數控車床上加工。針對數控車床的特點，下列幾種零件最適合數控車削加工： 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； 數控銑削是機械加工中最常用和最主要的數控加工方法之一，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坐標聯動的各種平面輪廓和立體輪廓。根據數控銑床的特點，從銑削加工角度來考慮，適

5、合數控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45鋼。 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，可以選用數控機床。在這里我選用數控加工。 其位置精度有三處，基

6、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：銑頭裝在銑床主軸上，傳動軸吧主軸的旋轉運動通過一對軸交角90度錐齒輪傳遞給銑刀主軸，立銑刀裝在銑刀主軸的錐孔內，利用工作臺的縱向運動，帶動工件作進給運動，就能進行平鍵槽的銑削加工。在本設計中，我選用線切割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

7、工工序，可以分為五個 （1） 銑削加工，銑削加工出右端面，包括Φ195到Φ60的端面內槽。如下圖：（通過Cimatron 7.0 仿真得出） （2）車削加工，車削內孔，內部及外部齒形輪廓。 （3）銑削加工，銑出左端面，包括Φ195到Φ60的端面內槽。 （4）精磨內孔，磨出Φ40H6的內孔。 （5）利用線切割來切割內部槽。 由于零件的尺寸精度及表面粗糙度要求不是很高，采用通用夾具就可以滿足圖紙要求了，在此應選用通用夾具。 工件在進行銑削加工之前，必須準確可靠地裝夾在機床上，用來確定工件在機床上的位置點、線或面，稱為定位基準。因為點或線一般由具體的表面體現，所以工件上的定

8、位基準又稱定位基準面。 裝夾是指將工件在機床上或夾具中定位、夾緊的過程，可采用虎鉗或加底板抽螺絲等方式裝夾。裝夾時首先將標準墊塊放在虎鉗口，并放入工件，接著輕輕鎖緊工件，然后通過百分表或千分表校正工件的水平和垂直位置，然后再鎖緊工件，最后再復核一次工件有沒有移位。 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一。 （2）盡量減少裝夾次數，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

9、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

10、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 在數控加工中，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。

11、 （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

12、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 刀具的選擇是數控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。 與傳統的車削方法相比，數控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)質材料制造數控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數。 車刀和刀片的種類有焊接

13、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

14、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2 2.7 切削用量的選擇 數控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

15、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。 數控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Z及每齒進給量f（單位為mm/z）的關系為：

16、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 數量 工具 1 三抓自定心卡盤 個 1 2 卡盤扳手 副 1 3 刀架扳手 副 1 4 墊刀片 塊 若干 量具 1 游標卡尺 0～250mm 0.02mm 把 1 2 內孔千分尺 25mm～50mm 0.01mm 把 1

17、 第三章 工藝卡片的制訂及程序的編寫 3.1 數控加工工序卡片 機械加工工藝過程卡 零件名稱 皮帶輪 材料牌號 45鋼 毛坯 棒料 毛坯尺寸 Ф250x120 件數 1 工序號 工序名稱 工 序 內 容 設備 工時 一 下料 Ф250x97內孔直徑為35mm。 終準 單件 二 熱處理 不需要進行熱處理 三 銑右端面 先銑出個基準面，定位 銑床 平上端面，外圓光一刀 銑出右端Φ195mm、Φ6

18、0內盲孔 四 車 先夾住銑床銑出的光面，車出外圓基準。 車床 掉頭 車外圓尺寸Φ245mm，孔Φ40內孔 用成型刀車出內部齒形輪廓及右端部分外部齒形輪廓 掉頭用銅皮包住右端面齒形輪廓夾緊 車出工件長度75mm尺寸，車刀直徑小于242.6就可以了。 車出外部剩余齒形輪廓 用成型刀1車出剩余外圓齒輪 五 磨孔 以右端面定位，磨削Φ40的內孔 磨床 六 銑左端 銑出總長，左端Φ195mm、Φ60內盲孔 銑床 七 線切割內孔槽

19、 線切割機床 （工廠） 數控加工工序卡片 產品名稱或代號 零件名稱 材料 零件圖號 皮帶輪 組合件 45鋼 工序號 程序編號 夾具名稱 夾具編號 使用設備 車間 1 O0001 數車 工步號 工步內容 加工面 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉速n(r/min) 進給量mm/min 背吃刀量mm 備注 1 車長42外圓Φ245 右端 T01 90粗車刀 600 80 1 自動 2 車內孔Φ40 內孔 T02 內孔刀 600 60 0.3 自動 3 車出右端輪廓內

20、部齒形輪廓 右端內部 T04 成型刀2 400 30 自動 4 車出右端部分外部齒形輪廓 右端 T03 成形刀1 400 30 自動 （工廠） 數控加工工序卡片 產品名稱或代號 零件名稱 材料 零件圖號 皮帶輪 組合件 45鋼 工序號 程序編號 夾具名稱 夾具編號 使用設備 車間 1 O0002 數車 工步號 工步內容 加工面 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉速n(r/min) 進給量mm/min 背吃刀量mm 備注 1 車長度42外圓Φ245 左端 T01 90車刀 600 8

21、0 1 自動 2 車工件長度75 左端 T05 45車刀 800 手動 3 車出剩余外圓齒形輪廓 左端 T03 成型刀1 400 30 自動 3.2 數控加工刀具卡片 刀具號 刀具名稱 背吃刀量/mm 轉速r/min 進給率mm/r T0101 外圓車刀 1 600 80 T0202 內切刀 0.3 600 60 T0303 成型刀1 400 30 T0404 成型刀2 400 30 T0505 端面車刀 800 40 附 錄 3.3 數控加工程序的編制 O111

22、 右端程序號 T0101 換一號刀到家工位 M03S600F80 主軸正轉 G00X300Z400 到換刀點 G00X251Z3 快速運行到循環(huán)起點 G71U1R1F80 固定外圓循環(huán) G71P10Q20U0.5W0 運行程序10刀20 N10G00X242.6 快速接近工件 G01Z0 到達切入點 X245Z-1 車倒角 N20Z-50.1 車外圓程序的一半 G00X300Z400 快速到達換刀點 M03S800F60 主軸正轉 G00X251Z3 快速到達循環(huán)起點 G70P10Q20 精加工循環(huán) G00X300Z400 快速到達換

23、刀點 T0202 換二號刀 G00X32Z3 快速到達循環(huán)起點 G71U0.3R1F60 外圓固定循環(huán) G71P30Q40U0.5W0 運行程序30到40 N30G00X42 接近零件 G01Z0 到達切入點 X40Z-1 車內孔倒角 N20Z-98 車內孔 G00X300Z400 到達換刀點 T0303 換三號刀 M03S400F30 主軸正轉 G00Z-7.4 到達第一個外圓齒形輪廓上方 X246 接近工件 G01X227 切齒形輪廓 G00X246 快速退刀 Z-17.7 運行到第二個外圓齒形輪廓上方 G01X227 切

24、齒形輪廓 G00X246 快速退刀 W-10.3 相對運行到第三個外圓齒形輪廓上方 G01X227 切齒形輪廓 G00X246 快速退刀 W-10.3 相對運行到第四個外圓齒形輪廓上方 G01X227 切齒形輪廓 G00X246 快速退刀 G00X300Z400 快速運動到換刀點 T0404 換四號刀 G00X64 運行到內部齒形輪廓上方 Z-6 到達正上方 G01X56 切第一個內部齒形輪廓 G00X62 快速退刀 W-4 相對運行到第二個齒形輪廓上方 G01X56 切第二個內部齒形輪廓 G00X62 快速退刀 W-4 相對

25、運行到第三個齒形輪廓上方 G01X56 切第二個內部齒形輪廓 G00X62 快速退刀 Z200 先退Z值 X300 再退X值 T0100 取消刀補 M05 主軸停轉 M30 程序結束返回主程序 O0002 左端加工程序 G00X300Z400 快速到達換刀點 T0101 換一號刀 M03S600 主軸正轉 G00X251Z3 快速到達循環(huán)起點 G71U1R1F80 固定循環(huán) G71P10Q20U0.3W0 運行程序10到20 N10G00X242.6 快速接近零件 G01Z0 到達切入點 X245Z-1 切左端倒角 N20Z

26、-38.3 切外圓剩余輪廓 G00X246Z3 快速到達循環(huán)起點 M03S800F60 主軸轉速提升 G70P10Q20 精加工程序段10到20 G00X300Z400 快速到達換刀點 T0303 換三號刀刀加工位 M03S400F30 主軸正轉 G00X246 快速到達左端第一個齒形輪廓 Z-7.4 到達輪廓的正上方 G01X227 切第一個輪廓 G00X246 快速退刀 Z-17.7 到達第二個輪廓正上方 G01X227 切第二個輪廓 G00X246 快速退刀 W-10.3 到達第三個輪廓正上方 G01X227 切第三個輪廓 G00X246 快速退刀 W-10.3 到達第四個輪廓正上方 G01X227 切第四個輪廓 G00X246 快速退刀 G00X300Z400 到達換刀點 T0100 取消刀補 M05 主軸停轉 M30 程序結束，返回程序段開頭 3.4 編程仿真