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轮机
加工
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规程
端面
夹具
设计
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1.2带轮的工艺性分析
本次设计的带轮所选的材料为45钢。经分析：该零件图结构合理；轮廓几何要素所给定的条件充分；精度及各项技术要求齐全、合理； 由图纸得出，该零件的加工精度要求不是很高，加工方法也就根据所生产 批量的不同而有所不同。考虑到经济性时，用普通机床就可以加工出 来，要是考虑到时间及中批量方面的话，可以选用车床。在这里我选用车床加工带槽。在粗车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形。并能保证工件变形之后能在车床加工时纠正。 用铣床精加工两端面及8个不通的孔；中心孔的尺寸公差等级为8级公差带，可以用钻床钻孔后扩孔、铰孔，以达到精度要求。在本设计中，我选用插床加工的方法来加工内孔槽， 方便快捷。
1.3确定生产类型
已知此带轮零件的生产纲领为10000件/年，零件的质量是9.0Kg/个，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
2确定毛坯
2.1选择毛坯
毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。模锻生产率高、锻件精度高、表面质量好、加工余量小，适用于成批大量生产中小型锻件。本零件生产批量为大批量，且材料为45钢，所以综上所叙选择锻件中的模锻。
- 内容简介：
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机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目： 带轮 机械加工工艺规程及铣端面孔夹具设计 任 务 书 一、设计题目 :带轮机械加工工艺规程及铣端面孔夹具设计 二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型 :（中批或大批大量生产） 三、上交材料 1所加工的零件图 1 张 2毛坯图 1 张 3编制机械加工工艺过程卡片 1 套 4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1 套 5绘制夹具装配图（ 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（ 配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1 张 7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约 5000） 1 份 四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l 2 天查资料，绘制零件图。 2第 3 7 天，完成零件的工艺性分析 ,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。 3第 8 10 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。 4第 11 13 天，完成夹具装配图的绘制。 5第 14 15 天，零件图的绘制。 6第 16 18 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。 8第 20 21 天 ，答辩 五、指导教师评语 该生 设计的过程 中 表现 ， 设计 内容 反映的基本概念 及 计 算 ， 设 计 方 案 ， 图 纸表达 ，说明书撰写 。 综合评定成绩： 指导教师 日 期 摘 要 机械制造技术基础课程设计是在学完机械制造技术基础课程，并进行生产实习基础上进行的一个教学环节。随着现代机械加工行业发生着深刻的结构性变化，工艺的设计与改良已成为相关 企业生存和发展的必要条件。为了 锻炼分析问题、解决问题的能力，进行了这次课程设计。根据一面两孔定位原理，对零件夹具进行设计，把零件完全定位后，再进行加工。设计时，首先大致观察零件图，对夹具初步设计，再根据要求进行更改，以达到要求，把几个重要表面加工，具有一定的尺寸、形状、位置。本文首先介绍了 带轮的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了然后进行了工艺规程设计，最后对 8* 27的孔进行了夹具设计。 a a a , on 4* 27 目 录 1 带轮的工艺分析 错误 !未定义书签。 轮的作用 错误 !未定义书签。 轮的工艺性分析 . 错误 !未定义书签。 定生产类型 . 确定毛 坯 .择毛坯 .定毛坯尺寸 . 工艺路线的确定 .择定位基准 .表面加工方法的选择 .定工艺路线 . 加工余量和工序尺寸的确定 . 切削用量和基本时间的确定 .削用量的确定 .间定额的确定 . 机床夹具设计 .位分析与定位误差分析 .紧机构与夹紧力分析计算 .心得体会 .考文献 .轮的用途 带轮在我们的生活中很常见，它的应用很广泛，机械传动常见的类型有摩擦轮传动、带传 动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、螺旋传动等类型。 带传动根据横截面形状不同可分为平带传动、 楔带、圆形带、齿形带等类型的带传动。 带传动中用于安装传动带的轮子就叫做带轮。俗称皮带轮。带轮是成对安 装和使用的，一个是主动轮，另一个是从动轮。 机械传动按传动的工作原理分类可分为啮合传动和摩擦传动两类。 啮合传动的优点是工作可靠、寿命长，传动比准确、传递功率大，效率高（蜗 杆传动除外），速度范围广。缺点是对加工制造安装的精度要求较高。 摩擦传动工作平稳、噪声低、结构简单、造价低，具有过载保护能 力，缺点是 外廓尺寸较大、传动比不准确、传动效率较低、元件寿命较短。 带传动就是摩擦传动中的一个种类。 带传动的工作原理是带紧套在主动轮和从动轮上，因而带与轮的接触表面 存在着正压力，当原动机驱动主动轮回转时，在带与主动轮接触表面间便产生 摩擦力，使主动轮牵动带，继而带又牵动从动轮，将主动轴上的转矩和运动传 给从动轴。 从带传动的原理可知道带轮的作用是通过传动带传递转矩和运动。 轮的工艺性分析 本次设计的带轮 所选的材料为 45 钢。 经分析：该零件图结构合理；轮廓几何要素所给定的条件充分；精 度 及各项技术 要求齐全、合理； 由图纸得出，该零件的加工精度要求不是很高，加工方法也就根据所生产 批量的不同而有所不同 。 考虑到经济性时，用普通机床就可以加工出 来，要是考虑到时间及中批量方面的话，可以选用车床。在这里我选用 车床 加工 带槽 。 在粗车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件 变形。并能保证工件变形之后能在车床加工时纠正。 用铣床精加工两端面及 8个不通的孔 ；中心孔的尺寸公差等级为 8 级公差带 ，可以用钻床钻孔后扩孔、铰孔，以达到精度要求。 在本设计中，我选用插床加工的方法来加工内孔槽 ， 方便快捷。 定生产类型 已知此 带轮 零件的生产纲领为 10000 件 /年，零件的质量是 ，查机械制造工艺设计简明手册第 2 页表 确定该拨叉生产类型为 大 批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 2 确定毛坯 择毛坯 毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种： 1、型材 2、锻造 3、铸造 4、焊接 5、其他毛坯。锻件具有较高的抗拉抗弯 和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。模锻生产率高、锻件精度高、表面质量好、加工余量小，适用于成批大量生产中小型锻件。本零件生产批量为大批量，且材料为 45钢，所以综上所叙选择锻件中的模锻。 定毛坯尺寸 初步估算毛坯质量约 9机械制造技术基础课程设计指导书，锻件尺寸如下： 名称 基本尺寸 加工余量 端面圆直径尺寸 147 48 圆柱厚度尺寸 56 59 毛坯简图如下： 6 3 21532 15 323 工艺路线的确定 择定位基准 本零件为带孔的柱型零件，孔是其设计基 准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵守“基准重合”的原则。具体而言，即选 28孔 及一端面作为精基准。由于本零件全部表面都 需要加工，而孔作为精基准，应先进行加工，因此应选外圆为粗基准。 表面加工方法的选择 147， 未注公差尺寸，根据 定其公差等级选 面粗糙度为 m，需进行粗车、精车。 56注公差尺寸，表面粗糙度为 m，根据 定其公差等级选 进行粗车、精车。 52注公差尺寸，表面粗糙度为 5 m，根据 定其公差等级选 进行粗车、精车。 形槽，未注公差尺寸，表面粗糙度为 m，根据定其公差等级选 进行精车。 个 27孔， 未注公差尺寸，根据 定其公差等级选 面粗糙度为 m，需进行粗铣、精铣。 8，公差为 面粗糙度为 m，需进行钻孔、扩孔、铰孔。 差为 面粗糙度为 m，需进行插键槽。 定工艺路线 保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产类型为中批量生产，故采用通用机床配以专用的工 ,夹 ,量具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此之外，还应降低生产本。 工艺路线方案 : 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 设 备 工 艺 装 备 1 锻造 锻造毛坯 2 热处理 时效退火 3 粗车 粗车外圆柱面 至 148 车床圆车刀、游标卡尺、三爪 卡盘 4 粗车 粗车两 端面至厚度为 58 车床圆车刀、游标卡尺、三爪 卡盘 5 钻，扩，铰 钻，扩，铰孔 28 钻床 爪卡盘、钻刀、游标卡尺、 铰刀 6 切削 倒角 车床圆车刀、三爪卡盘 7 插 插键槽 车床刀、游标卡尺、 8 精车 精 车圆柱面至 147 车床圆车刀、游标卡尺、外径 千分尺、定位心轴 9 精车 精车两端 面，车至要求尺寸 车床圆车刀、游标卡尺外径千 分尺、定位心轴 10 精车 精车带轮 V 形槽 车床圆车刀、外径千分尺、游标卡尺、定位心轴 11 粗铣 在右端面粗铣出一个 27 孔 铣床刀、游标卡尺、通用夹具 11 粗、半精铣 粗铣两端面的孔 7* 27 孔、 精铣两端面 8* 27 孔 铣床刀、游标卡尺、专用夹具 12 去毛刺 13 终检 4 加工余量和工序尺寸的确定 确定圆柱面工序尺寸，圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前 面已确定各面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表： 外圆柱面 147加工余量计算 工序名称 工序间余量/度等级/面粗糙度m 工序基本尺寸 /注工序尺寸公差 /车 5 48 车 1 47 坯 2 153 153 2 带轮两端面加工余量计算 工序名称 工序间余量/度等级/面粗糙度m 工序基本尺寸 /注工序尺寸公差 /车 8 5803 精车 6 坯 2 63 63 2 带轮两端面有孔部分加工余量计算 工序名称 工序间余量/度等级/面粗糙度m 工序基本尺寸 /注工序尺寸公差 /车 8 5803 精车 5 52 坯 2 63 63 2 28孔加工余量计算 工序名称 工序间余量/度等级/面粗糙度m 工序基本尺寸 /注工序尺寸公差 /精铰 8 铰 孔 孔 18 26 坯 0 27孔加工余量 计算 工序名称 工序间余量/度等级/面粗糙度m 工序基本尺寸 /注工序尺寸公差 /铣 14 7 27015 精铣 2 7 27015 毛坯 0 5 切削用量和基本时间的确定 削用量的确定 工序 1 粗车圆柱面 147：粗车前 153吃刀量 （ 1532=用硬质合金车刀 表 5f=mm/r,取 r，切削速度 v=5065 m/初取 60m/可求出主轴转速 n= 110 r/际速度为 工序 2 粗车两端面：背吃刀量 用硬质合金车刀 表 5f=mm/r,取 r，切削速度 v=5065 m/初取 60m/可求出主轴转速 n= 110 r/际速度为 工序 3 钻孔 28： 确定钻 28的切削用量。所选刀具硬质合金麻花钻， 质 直 径 26吃刀量 13表 5f=r，取 r，切削速度 v=1825 m/ 20m/ 求出主轴转速为 353r/ 350r/际速度为 扩孔 28：背吃刀量 表 5f=r，取 r，查表 5削速度约 53m/ 求出主轴转速为 859r/ 860r/际速度为 铰孔 28：用高速钢铰刀，粗 铰背吃刀量 表 5f=r，取 r，切削速度 m/ 4m/ 可 求出主轴转速为 70r/际速度为 工序 4 精车倒角：背吃刀量 （ 30，采用硬质合金车刀表 5f=r,取 r，切削速度 v=110130 m/初取 120m/可求出主轴转速 n= 220 r/ 工序 5 插键槽：键槽宽 8度为 4表得其切削速度为 v=给量 f=分钟双行程次数 n=滑座行程长度 1+00座切入与超出长度 0工序 6 精车圆柱面 147及倒角：背吃刀量 （ 148，采用硬质合金车刀 表 5f=r,取 r，切削速度v=110130 m/初取 120m/可求出主 轴转速 n= 220 r/际速度为 工序 7 精车两端面：精车前厚度为 58吃刀量 1用硬质合金车刀 表 5f=mm/r,取 r，切削速度 v=5065 m/初取 60m/可求出主轴转速 n= 110 r/际速度为 精车两端面带孔部分：精车前厚度为 58吃刀量 2用硬质合金车刀 表 5f=mm/r,取 r，切削速度 v=5065 m/初取 60m/可求出主轴转速 n= 110 r/际速度为 工序 8 精车带轮 吃刀量 用硬质合金车刀 表 5f=mm/r,取 r，切削速度 v=5065 m/初取 60m/可求出主轴转速 n= 110 r/际速度为 工序 9 粗铣第一个 27 孔： 本工序为粗铣孔。已知加工材料为 45 钢，锻件；机床为 铣床。所选刀具为高速钢圆柱形铣刀。 确定背吃刀量 4 确定进给量 f：查机械加工实用手册，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每 转进给量为 z，铣刀有 10齿，即 r。 确定切削速度 c： ,机械加工实用手册 c=270mm/ 工序 10 粗铣剩下 7个 27孔、半精铣 8个 27孔： 粗铣剩下 7个 27 孔， 本工序为粗铣孔。已知加工材料为 45 钢，锻件；机床为 铣床。所 选刀具为高 速钢圆柱形铣刀。 确定背吃刀量 4确定进给量 f：查机械加工实用手册，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每齿进给量为 z，铣刀有 10齿，即 r。确定切削速度 c：查 机械加工实用手册 c=270mm/精铣 8个 27孔： 本工序为半精铣 8个 27孔 机床为铣床 具 为高速钢圆柱形铣刀；确定背吃刀量 =2确定进给量 f：查机械加 工实用手册，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量为 r。确定切 削速度 c：查 机械加工实用手 册 c=180mm/ 间定额的确定 基本时间 l+l1+(f*n)*i(表 5 35，取 4， l1=ap/(23)，辅助时间 （ * 取 置工作的时间 （ * 息和生理需要时间为 *备和中结时间 * 工序 1 粗车圆柱面 147：粗车圆柱面 147， 基本时间 基本时间为20s， tx= 工序 2 粗车两端面：刀具为 90车刀， ， 粗车右端面， 基本时间为0s， 2s,tx=车左端面， 基本时间为 0s，2s,tx= 工序 3 钻孔 10* 20： 基本时间 2s,2s,tx=s。 扩孔 10* 20： 基本时间 0s,tx=铰孔 10* 20 ： 基本时间6s,， tx= 工序 4 精车倒角：精车圆柱面 30的倒角， 基本时间 tx=序 5 插键槽：基本时间 tx= 工序 6 精车圆柱面 147； 基本时间 tx= 工序 7 精车两端面：精车两端面无孔部分 ， 基本时间 tx=精车两端面带孔部分， 基本时间 tx= 工序 8 精车带轮 V 形槽：精车带轮 V 形槽， 基本时间 s,，tx=序 9 粗铣第一个 27孔：粗铣第一个 27孔、 基本时间 辅助工时 工序 10 粗铣剩下 7个 27孔、半精铣 8个 27孔： 粗铣剩下 7个 27 孔， 基本时间 辅助工时 半精铣 8个 27孔， 基本时 间 助工时 6 机床夹具设计 机床夹具（夹具）是在机械加工中使用的一种工艺装备， 它的主要功能是实现对被加工工件的定位和夹紧。通过定位，使被加工工件在 夹具中占有同一个正确的加工位置；通过夹紧，克服加工中存在的各种作用力， 使这一正确的位置得到保证，从而使加工过程得以顺利进行。本夹具是工序铣 孔 27 而设计的专用夹具，根据课程设计任务要 求中的设计内容设计铣床，需要设计加工精铣皮带轮孔工装夹具一套。 定定位方案，选择定位元件 每道工序的定位方案需要根据被加工零件的结构、 加工方法和具体的加工要 素等情况来确定。见机械制造技术基础课程设计表得：加工平面上的通孔 必须限制的自由度是 X、 Y 方向的移动自由度和转动自由度；内孔为工件定位基 准，短心轴限制 X、 Y 的移动自由度；长心轴限制 Y、 X 的移动自由度和 转动自 由度。结合本零件的实际情况，考虑工件的加工结构，可以采用“一面两销” 的定位方式。本夹具中为一定位销定位心轴、底面。采用根据基准重合的原则，选择大孔为主要的 定位基准，零件图 上规定的定位基准是恰当的，定位元件选择短的定位心轴、短的定位销，共限制 3 个自由度，一个端面限制 3个自由度，从而实现 6 个自由 度的全面定位。 位分析与定位误差分析 本次加工选取一侧端面和中心孔为定位基准，定位误差主要取决于作为基准的内孔，加工过程中定位心轴竖直放置，理想工作状态时带轮内孔轴线与定位心轴轴线重合，但安装工件时，工 件内孔与定位心轴可能为任意母线接触，定位辅助存在制造误差，从而导致定位基准位置变动，定位基准变动量即为基准位移误差。中心孔与定位心轴的配合为 28H8/渡配合查表可知： 28基准孔上偏差为 33偏差为 0， 28下偏差为 +8偏差为 +29中心孔定位基准在 x 和 y 方向上的基准位移误差： 1 191位销定位基准在 x 和 y 方向上的基准位移误差： L=31+2*35=101 2 21+21=52孔中心连线对定位销中心连线的最大转角误差： 2 =2 1 22L= 所以夹具合理。 紧机构与夹紧力分析计算 针对成批生产的工艺特征，此夹具选用螺旋夹紧机构压夹工件，在定位心轴 商直接做出一段螺杆。装夹工件时，先将工件定位孔装入带有螺母的定位心轴上， 接着放上压块，然后压块与螺母之间插上开口垫圈，拧紧螺母压紧压块，从而压紧工件。 铣孔时轴向力 00N，安全系数 K=2，取 2， 则 轴向力*400（ N） 7 心得体会 本次课程设计终于快要结束了，在这次设计中，我 学会了很多东西，原本用得并不怎么好的绘图软件使用的差强人意了，原本从书上学习得来的知识终于学会了灵活应用， 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程 .”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义 会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础 . 在此感谢我们的刘宏梅老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样 ;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予 我无尽的启迪 ;这次模具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。 同时感谢对我帮助过的同学们，尤其是尚泽民同学，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。 由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教 ,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人万分感谢。 参考文献 1 . 孟少农 . 机械加工工艺手册 M. 北京：机械工业出版社， 1991. 2 . 蔡兰 . 机械零件工艺性手册 M. 北京：机械 工业出版社， 1995. 3 . 皱青 . 机械制造技术基础课程设计指导教程 M. 北京：机械工业出版社，2004. 4 . 黄如林 . 金属加工工艺及工装设计 M. 北京：化学工业出版社， 2006. 5 . 王先菱 . 机械加工工艺手册 M. 北京：机械工业出版社， 2007. 6 . 崇凯 . 机械制造技术基础课程设计指南 M. 北京：机械工业出版社， 2007 机械制造工艺学课程设计指导书 (2 版 ),机械工业出版社 ,2006 年 . 机械制造技术基础 ,机械工业出版社 ,2014 年 . 机械制造工艺设计简明手册 ,机械工业出版社 ,1993 年 . 切削用量手册 ,机械工业出版社 ,1993 年 . 上海柴油机厂工艺设备研究所编 ,机械工业出版社， 1987 年 . 岳峰主编 华大学出版社， 2011年 . 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 带轮 零件名称 带轮 共 页 第 页 8 2328 N . 5其 5110561471405 25 621 1 61 2 . 525253 6 3 27 2 7* 81 4 5 2车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 11 半精铣、精铣 45 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 153*63 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专
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