皮帶輪加工工藝及精車皮帶輪槽工裝夾具設(shè)計(jì) 指南 第一章 概述1.1 皮帶輪的用途生活中，皮帶輪對(duì)我們來(lái)說(shuō)很常見(jiàn)，它的應(yīng)用很廣泛，機(jī)械傳動(dòng)常見(jiàn)的類型有 摩擦輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)等類型。帶傳動(dòng)根據(jù)橫截面形狀不同可分為平帶傳動(dòng)、 V 帶傳動(dòng)、多楔帶、圓形帶、齒 形帶等類型的帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)中用于安裝傳動(dòng)帶的輪子就叫做帶輪。俗稱皮帶輪。帶輪是成對(duì)安裝和 使用的，一個(gè)是主動(dòng)輪，另一個(gè)是從動(dòng)輪。機(jī)械傳動(dòng)按傳動(dòng)的工作原理分類可分為嚙合傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)兩類。 嚙合傳動(dòng) 的優(yōu)點(diǎn)是工作可靠、壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確、傳遞功率大，效率高 （ 蝸桿傳動(dòng)除外 ）， 速度范圍廣。缺點(diǎn)是對(duì)加工制造安裝的精度要求較高。 摩擦傳動(dòng)工作平穩(wěn)、噪聲 低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，具有過(guò)載保護(hù)能力，缺點(diǎn)是外廓尺寸較大、傳動(dòng)比不準(zhǔn) 確、傳動(dòng)效率較低、元件壽命較短。帶傳動(dòng)就是摩擦傳動(dòng)中的一個(gè)種類。由于這里不能上傳完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、相關(guān)圖紙 CAD/PROE中英文文獻(xiàn)及翻譯等），此文檔也 稍微刪除了一部分內(nèi)容 （目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容 ）如需要其他資料的朋友，請(qǐng)加叩扣 : 貳二壹伍八玖壹壹五一帶傳動(dòng)的工作原理是帶緊套在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上，因而帶與輪的接觸表面存在 著正壓力，當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)時(shí)，在帶與主動(dòng)輪接觸表面間便產(chǎn)生摩擦力， 使主動(dòng)輪牽動(dòng)帶，繼而帶又牽動(dòng)從動(dòng)輪，將主動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)傳給從動(dòng)軸。從帶傳動(dòng)的原理可知道帶輪的作用是通過(guò)傳動(dòng)帶傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。1.2 零件的圖樣及說(shuō)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(bǔ)以及在加工過(guò)程中能自動(dòng)變速的特點(diǎn)，因此，其工藝范圍較普通機(jī)床寬 得多。凡是能在車床上裝夾的回轉(zhuǎn)體零件都能在車床上加工。針對(duì)車床的特點(diǎn)，下 列幾種零件最適合車削加工：1精度要求較高的回轉(zhuǎn)體零件；2表面粗糙度要求高的回轉(zhuǎn)體零件；3表面形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件；4帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件；銑削是機(jī)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25坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的各種平面輪廓和立體輪廓。根據(jù)銑床的特點(diǎn)，從銑削加工角度來(lái)考慮，適合銑削的主要加 工對(duì)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HT20Q經(jīng)分析:該零件圖結(jié)構(gòu)合理；輪廓幾何要素所給定的條件充分；精度及各項(xiàng)技術(shù) 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(chǎn)批量 的不同而有所不同，當(dāng)然，要考慮到經(jīng)濟(jì)性時(shí)，用普通機(jī)床就可以加工出來(lái)，要是 考慮到時(shí)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(zhǔn)都是 A基準(zhǔn)，加工時(shí)要考慮它們跟孔一起進(jìn)行加工 中心孔的尺寸公差等級(jí)為六級(jí)公差帶，在車床上加工難達(dá)到此種精度，需要進(jìn)行精 磨，精磨的時(shí)候要以右端面為定位基準(zhǔn)，這樣才能保證位置度的正確性，關(guān)于磨床 著方面，就不做介紹了。磨削時(shí)要以右端面為定位基準(zhǔn)。對(duì)于內(nèi)孔槽的加工是：在本設(shè)計(jì)中，我選用插床加工的方法來(lái)加工內(nèi)孔槽，方便快捷。2.2零件工序和裝夾方式的確定對(duì)皮帶輪的加工工序，可以分為五個(gè)裝夾是指將工件在機(jī)床上或夾具中定位、夾緊的過(guò)程，可采用三角卡盤(pán)等方式裝夾。在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意如下 3 點(diǎn):(1) 力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)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(kāi)暢，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)不能影響加工中的走刀，避免刀具與 夾緊機(jī)構(gòu)碰撞。遇到此類情況時(shí)，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(lái)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(jìn)行，逐步提高加工精度。粗車將在較短的時(shí)間內(nèi)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(shí)，則要安排半精車，以此為精車做準(zhǔn)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(yuǎn) 這里所說(shuō)的遠(yuǎn)與近，是按加工部位相對(duì)于對(duì)到的距離大小而言 的。在一般情況下，離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動(dòng)距離，減少空行 程時(shí)間。對(duì)于車削而言，先近后遠(yuǎn)還有利于保持坯件或半成品的剛性，改善其切削 條件。3 內(nèi)外交叉 對(duì)既有內(nèi)表面，又有外表面需要加工的零件，安排加工順序時(shí)， 應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外表面粗加工，后進(jìn)行內(nèi)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(jìn)給路線的確定在加工中，刀具好刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)軌跡稱為加工路線。編程時(shí)，加工路 線的確定原則主要有以下幾點(diǎn) :(1) 加工路線應(yīng)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(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量 ; (3) 應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減 少程序段，又可減少空行程時(shí)間。(4) 確定加路線時(shí)，還要考慮工件的加工余量和機(jī)床、刀具的剛度等情況，確 定一次走刀，還是多次走刀來(lái)完成所有加工表面，具體綜合上面進(jìn)給線的特點(diǎn)再根 據(jù)具體零件具體分析確定進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)，主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn) 給路線，因精加工切削過(guò)程的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。對(duì)于銑削加工時(shí)，當(dāng)工件表面無(wú)硬皮，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)無(wú)間隙時(shí)，應(yīng)選用順銑， 按照順銑安排進(jìn)給路線。當(dāng)工件表面有硬皮，機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)有間隙時(shí)，應(yīng)選用逆 銑，按照逆銑安排進(jìn)給路線。因?yàn)槟驺姇r(shí)，刀齒是從已加工表面切入，不會(huì)崩刃。 對(duì)該方案，粗加工時(shí)用逆銑，精加工時(shí)用順銑。銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時(shí)，刀具不能沿輪廓曲線的法向切入和切出。此時(shí)刀具 可以沿一過(guò)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(jí)，夾具 的選擇都采用機(jī)床通用的夾具就可以達(dá)到圖紙要求了。2.6刀具的選擇刀具的選擇是加工工藝設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一。刀具選擇合理與否不僅影響機(jī) 床的加工效率，而且還直接影響加工質(zhì)量。選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、 工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的車削方法相比，車削對(duì)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(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)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(jī)械夾固式兩大類。(1) 焊接式車刀將硬質(zhì)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(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，剛性較好。缺點(diǎn)是由于存在焊接應(yīng)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(fù)使用，硬質(zhì)合 金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪費(fèi)。我們?cè)趯?shí)習(xí)期間就是用的這種刀具，所以對(duì)這種刀具還是比較了解的，在本設(shè) 計(jì)中，用到的就是該類刀具。(2) 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)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(dāng)某切削刃磨損鈍化后，只需松開(kāi)夾緊元件，將刀片 轉(zhuǎn)一個(gè)位置便可繼續(xù)使用。經(jīng)分析圖紙得出加工該零件時(shí)要用到外端面90?車刀內(nèi)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3mn長(zhǎng)度大于43mn直徑為12mm 的銑刀。直徑為12mn平底銑刀長(zhǎng)度為30mn左右。40mnS勺磨刀，精磨內(nèi)孔。型刀10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(zhuǎn)速或切削速度（用于恒線速切 削）、進(jìn)給速度或進(jìn)給量。上述切削用量應(yīng)在機(jī)床說(shuō)明書(shū)給定的允許范圍內(nèi)選取。 實(shí)習(xí)中背吃刀量為1mn主軸轉(zhuǎn)速選擇車每分鐘600轉(zhuǎn)，進(jìn)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(jìn)給速度、背吃刀 量和側(cè)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(cè)吃刀量，其次確定進(jìn)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(jìn)行。粗 銑是背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前。粗銑后留0.6的余量，在半精銑時(shí)切除。進(jìn)給速度是單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移，單位為mm/mir。它與轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)Z及每齒進(jìn)給量f（單位為mm/z）的關(guān)系為：V=fZ n刀具是硬質(zhì)合金銑刀，查表得出粗銑時(shí) f取0.18，精銑時(shí)f取0.13切削速度經(jīng)查表得取Vc為80m/min。2.8 加工所需工、量具種類 序號(hào) 名稱 規(guī)格 精度 單位 數(shù)量1 三抓自定 個(gè) 1心卡盤(pán)2 卡盤(pán)扳手 副 1 工具3 刀架扳手 副 14 墊刀片 塊 若干 量具 1 游標(biāo)卡尺 0,250mm 0.02mm 把 12內(nèi)孔千分25mm,0.01mn1把1尺 50mm第三章 工藝卡片的制訂3.1 加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 共2頁(yè) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品名稱 皮帶輪 零（ 部 ） 件名稱 皮帶輪 第 1 頁(yè)每臺(tái)材料牌號(hào)HT200毛坯種類 鑄造毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù)1 1備注 163X88 件數(shù) 序工序名工 藝 裝 工時(shí) 工 序 內(nèi) 容 車間 設(shè) 備 號(hào) 稱 備 準(zhǔn)終 單件1檢查檢查毛坯是否有裂紋檢目測(cè)2車端面夾毛坯外圓，車157端面 金 車床 三爪自定心卡盤(pán)3粗車 夾毛坯外圓，粗車 157外圓，留1mn加工余量 金 車床 三爪自定心卡盤(pán)4精車 精車157外圓，達(dá)到圖紙尺寸公差要求金 車床 三爪自定心卡盤(pán)5車端面 掉頭，夾157外圓，車另一端面 金 車床 三爪自 定心卡盤(pán)6鉆孔 鉆中心孔 金 鉆床 專用夾具7鉆孔 預(yù)鉆中心孔 45的底孔42金鉆床專用夾具8擴(kuò)孔擴(kuò)中心孔45的底孔至44金鉆床專用夾具 9鉸孔鉸孔45金鉆床專用夾具插鍵槽 10 插鍵槽 金 插床 專用夾具熱處理 11 熱處理 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(yàn) 檢驗(yàn) 檢 游標(biāo)卡尺 編制日期 標(biāo)記 處記 更改文件號(hào) 簽字 日期 夾具的設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工零件曲柄時(shí)，需 要設(shè)計(jì)專用夾具。機(jī)床夾具 （ 夾具） 是在機(jī)械加工中使用的一種工藝裝備，它的主要 功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)被加工工件的定位和夾緊。通過(guò)定位，使被加工工件在夾具中占有同 一個(gè)正確的加工位置 ; 通過(guò)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(guò)程得以順利進(jìn)行。本夾具是工序鏜孔50H7而設(shè)計(jì)的專用夾具，加工曲柄零件小孔的夾具，根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)鉆 床，需要設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)、加工方法和具體的加工要素 等情況來(lái)確定。見(jiàn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表得 : 加工平面上的通孔必須限 制的自由度是X、丫方向的移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；內(nèi)孔為工件定位基準(zhǔn)，短心軸 限制X、丫的移動(dòng)自由度；長(zhǎng)心軸限制丫、X的移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。結(jié)合本零 件的實(shí)際情況，考慮工件的加工結(jié)構(gòu)，可以采用“一面兩銷”的定位方式。采用根 據(jù)基準(zhǔn)重合的原則，選擇大孔為主要的定位基準(zhǔn)，零件圖上規(guī)定的定位基準(zhǔn)是恰當(dāng) 的，定位元件選擇長(zhǎng)銷，限制四個(gè)自由度，一個(gè)小斷面限制一個(gè)自由度，和一個(gè)活 動(dòng)V型塊，限制一個(gè)自由度，從而實(shí)現(xiàn) 6個(gè)自由度的全面定位6.2 確定導(dǎo)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(gè)工步的加 工，故此夾具選用快換鉆套作為導(dǎo)向元件，相應(yīng)的機(jī)床上采用快換夾頭6.3 確定夾緊機(jī)構(gòu)針對(duì)成批生產(chǎn)的工藝特征，此夾具選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)壓夾工件，在定位銷 商直接做出一段螺桿。裝夾工件時(shí)，先將工件定位孔裝入帶有螺母的定位銷 上，接著向右移動(dòng) V 型塊使之于工件小頭外圍相靠實(shí)現(xiàn)定位，然后工件與螺母之間 插上開(kāi)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(shí)的變形，保證加工時(shí)工藝系統(tǒng)的剛度，靠近工件的加工部位 增加輔助支撐，設(shè)計(jì)活動(dòng) V 型塊的矩形導(dǎo)向和螺桿驅(qū)動(dòng)裝置。6.5 設(shè)計(jì)夾具體夾具體的設(shè)置應(yīng)該綜合考慮，使各個(gè)部分通過(guò)夾具體能夠有機(jī)的聯(lián)系在一起， 形成一個(gè)整體設(shè)計(jì)小結(jié)關(guān)于夾具的設(shè)計(jì)方法及其步驟。1)、定位方案的設(shè)計(jì)：主要確定工件的定位基準(zhǔn)及定位基面；工件的六(點(diǎn)定位原則；定位元件的選用等。(2) 、導(dǎo)向及對(duì)刀裝置的設(shè)計(jì)：由于本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)的是擴(kuò)大頭孔夾具和銑結(jié)合 面夾具，所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問(wèn)題，以及對(duì)刀塊的類型，從而 確定鉆套和對(duì)刀塊的位置尺寸及公差。(3) 、夾緊裝置的設(shè)計(jì)：針對(duì)的加工特點(diǎn)及加工的批量，對(duì)夾緊裝置應(yīng)滿足裝卸 工件方便、迅速的特點(diǎn)，所以一般都采用自動(dòng)夾緊裝置(4) 、夾具體設(shè)計(jì) : 皮帶輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是比較小，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意夾具體結(jié)構(gòu)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(jī)床上， 加工時(shí)能承受一部分切削力。所以?shī)A具體的材料一般采用鑄鐵。(5) 、定位精度和定位誤差的計(jì)算 : 對(duì)用于粗加工的夾具，都應(yīng)該進(jìn)行定位誤差 和穩(wěn)定性的計(jì)算，以及設(shè)計(jì)的夾具能否滿足零件加工的各項(xiàng)尺寸要求。參考文獻(xiàn) 1 孟少農(nóng) . 機(jī)械加工工藝手冊(cè) M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， 1991.2 蔡蘭. 機(jī)械零件工藝性手冊(cè) M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， 1995. 3 皺青. 機(jī)械 制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， 2004.4 黃如林 . 金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì) M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社， 2006.5 王先菱 . 機(jī)械加工工藝手冊(cè) M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， 2007. 6 崇凱. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， 2007.