车床特殊磨头机构设计（含CAD图纸和说明书）
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毕业设计说明书(论文)作 者:3号楷体学 号：3号楷体学院(系):3号楷体专 业:3号楷体题 目:车床特殊磨头机构的设计与应用3号楷体3号楷体指导者： (姓 名) (专业技术职务)3号楷体3号楷体评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 年 6 月48毕业设计说明书（论文）中文摘要首先针对特殊磨头进行总体方案设计，进而确定特殊磨头的总体布局，随后，对主轴组件进行设计。介绍了主轴的工作原理及关键技术。然后，确定了合理的主轴总体结构，分别对主轴的各零部件作了设计，产生了装配图、零件图与设计说明书等设计文档。最后，对主轴的旋转轴和轴承进行了详细的分析和校核，计算表明，该主轴设计符合要求。最后选取了一种典型的零件带轮作为研究对象,介绍车削工艺的设计方法和相关的工艺选择原则；并分别对带轮零件分析它的工艺设计、加工过程及加工工艺难点，解决了这几类零件的主要工艺要点问题并给出具体的零件加工工序，为其它同类零件的加工提供依据。关键词： 特殊磨头，主轴组件，主轴，轴承，带轮毕业设计说明书（论文）外文摘要Title ： Design of Lathe special grinding head mechanism AbstractFirstly, the overall scheme design for special grinding head, which will determine the overall layout, then special grinding head, the design of the main components. This paper introduces the working principle and key technology of spindle. Then, the main structure reasonable, the main components were designed, produced the assembly drawing, part drawing and design specifications and design documents. Finally, the rotation of the spindle shaft and bearing are analyzed and checked, detailed calculation shows that, the spindle is designed to meet the requirements of.Finally, as a typical part with wheels as the research object, introduces the design method of turning process and related process selection principle; and analyzes the difficult process of process design, the machining process and machining on the belt wheel parts, the main technological points of these parts of the problem and gives the specific machining process, provide the basis for the processing of other similar parts.Keywords ：special grinding head, spindle assembly, spindle, bearing, pulley 本科毕业设计说明书（论文） 第45页 共53页目 录1 绪论11.1 概述11.2 课题研究的目的和意义11.3 国内外研究现状22 特殊磨头的参数计算42.1 同步带的概述42.1.1 同步带介绍42.1.2 同步带的特点42.1.3 同步带传动的主要失效形式52.1.4 同步带传动的设计准则72.1.5 同步带分类72.2 减速电机介绍82.3 特殊磨头电机的选取92.4 同步带传动计算112.4.1 同步带计算选型112.4.2 同步带的主要参数（结构部分）142.4.3 同步带的设计162.4.4 同步带轮的设计173 主轴组件要求与设计计算193.1 主轴的基本要求193.1.1 旋转精度193.1.2 刚度193.1.3 抗振性203.1.4 温升和热变形203.1.5 耐磨性213.2 主轴组件的布局213.3 主轴结构的初步拟定243.4 主轴的材料与热处理243.5 主轴的技术要求253.6 主轴直径的选择263.7 主轴前后轴承的选择263.8 轴承的选型及校核273.9 主轴前端悬伸量303.10 主轴支承跨距303.11 主轴结构图313.12 主轴组件的验算313.12.1 支承的简化313.12.2 主轴的挠度323.12.3 主轴倾角334 磨头机构相关部件354.1 主轴轴承的润滑354.2 主轴组件的密封354.2.1 主轴组件密封装置的类型354.2.2 主轴组件密封装置的选择354.3 轴肩挡圈364.4 挡圈364.5 圆螺母364.6 支架校核计算374.7 挠度、转角、锁紧力的计算及校核374.7.1 挠度的计算384.7.2 转角的计算384.7.3 压板处螺栓的选择及校核385 主要零件的加工工艺405.1 零件图样分析405.2 零件工序和装夹方式的确定415.3 加工顺序的确定415.4 进给路线的确定415.5 夹具的选择425.6 刀具的选择425.7 切削用量的选择435.8 加工所需工、量具435.9 加工工艺卡片43结束语45致 谢46参考文献471 绪论1.1 概述机械制造业在国民经济中占有重要的地位，是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的重要支柱，是生产力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平、经济实力。机械制造业的生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先进程度。机械制造装备的核心是金属切削特殊磨头，精密零件的加工，主要依赖切削加工来达到所需要的精度。金属切削特殊磨头所担负的工作量约占机器制造总工作量的40%60%，金属切削特殊磨头的技术水平直接影响到机械制造业的产品质量和劳动生产率。换言之，一个国家的工业水平在很大程度上代表着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然，金属切削在国民经济现代化建设中起着不可替代的作用。纵观几十年来的历史，机械制造业从早期降低成本的竞争，经过20世纪70年代、80年代发展到20世纪90年代乃至21世纪初的新的产品的竞争。目前，我国已加入世界贸易组织，经济全球化时代已经到来，我国机械制造业面临严峻的挑战，也面临着新的形势：知识技术产品的更新周期越来越短，产品的批量越来越小，产品的性能和质量的要求越来越高，环境保护意识和绿色制造的呼声越来越强，因而以敏捷制造为代表的先进制造技术将是制造业快速响应市场需要、不断推出新产品、赢得竞争、求得生存和发展的主要手段。1.2 课题研究的目的和意义在国民经济各部门、人民的日常生活中，使用者各种机器设备、仪器工具，这些机器、机械 、仪器和设备和工具大部分是由一定的形状和尺寸的金属零件所组成的。生产这些零件并将它们装配成机器、机械、仪器和工具的工业，称为机械制造工业。在机械零件的制造过程中，采用铸造、锻压、焊接、冲压等制造方法，可以获得低精度零件。对于精度要求高、表面粗糙度小的零件，主要依靠切削加工的方法获得，尤其是加工精密零件时，需经过多道工序的切削加工才能完成。因此，机械加工设备是机械制造业的主要加工设备。在一般的机器制造厂中，金属切削机床所负担的加工工作量，余额占总工作量的40%60%。金属切削机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。机床是在人类认识和改造自然的过程中产生，又随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展、不断完成的。最原始的机床是木制的，所有运动由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶开始发展起来的。机床设计是设计人员根据不同使用部门的要求，运用有关的科学技术知识，进行创造性的劳动。随着生产的发展，使用的要求也不断地提高，而科学技术的发展和工艺水平的提高，从而使机床的设计和制造获得了迅速的发展。毕业设计是培养学生设计能力的重要实践环节，通过设计掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养学生分析和解决实际问题的能力，使学生成功的走向工作岗位。我设计的题目为：M1432A万能外圆磨床工作台及砂轮架的设计，通过本次设计毕业设计对普通机床组成、控制、结构运动、设计加以了解；通过机床设计掌握普通机床设计的基本方法,并且对专用机床的设计作进一步了解；通过机床设计培养和锻炼自身的工程素质和工程实践能力。1.3 国内外研究现状20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第台数控铣床问世至今已经历了50个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有1020万台，产值上百亿美元。 世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受个月以后的订货合同，生产任务饱满。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50，库存超过个月。从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从2000年月份的上海数控机床展览会和2001年月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。数控技术经过50年的个阶段和代的发展： 第阶段：硬件数控（NC） 第代：1952年的电子管 第代：1959年晶体管分离元件 第代：1965年的小规模集成电路。第阶段：软件数控（CNC） 第代：1970年的小型计算机 第代：1974年的微处理器 第代：1990年基于个人PC机（PC-BASEO） 第代的系统优点主要有： （） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到万小时以上； （2） 提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如CAD、CAM、CAPP，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等）； （3） 对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。 目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司，年生产万套以上系统，占世界市场约40左右，其次是德国的西门子公司约占15以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲亚，法国的，日本的三菱、安川。发展趋势制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，机械制造是制造业的核心。数控技术的应用使得传统的制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国民生计起着越来与重要的作用。当前数控技术及其装备的发展的趋势：1、高速、精密化 2、可靠性 3、数控机床设计CAD化、功能多样化 4、智能化、网络化、柔性化、集成化 5、开放性 6、复合性 7、串行总线计算机数控系统 8、重视新技术标准、规范的建立2 特殊磨头的参数计算2.1 同步带的概述2.1.1 同步带介绍同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。同步带传动（见图3-1）时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度-2080，v50m/s，P300kw,i10rmin),可按基本额定动载荷计算值选择轴承，然后校核其额定静载荷是否满足要求。当轴承可靠性为90、轴承材料为常规材料并在常规条件下运转时，取500h作为额定寿命的基准，同时考虑温度、振动、冲击等变化，则轴承基本额定动载荷可按下式进行简化计算。C基本额定动载荷计算值，N；P当量动载荷，N；fh寿命因数；1fn速度因数；0.822fm力矩载荷因数，力矩载荷较小时取1.5，较大时取2；fd冲击载荷因数；1.5fT温度因数；1CT轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定动载荷，N；查文献3中的表6-2-8至6-2-12，得，fh=1；fn=0.822；fm=1.5；fd=1.5；fT=1。在本输送装置中，可以假设轴承只承受径向载荷，则当量动载荷为：P=XFr+YFa查文献3的表6-2-18，得，X=1，Y=0；所以，P=Fr=1128N。由以上可得：本输送机中的轴承承受的载荷多为径向载荷，所以选取深沟球轴承，查文献6的附表6-1，并考虑轴的外径，选取轴承6305-RZ，其具体参数为：内径d=25mm，外径D=62mm，基本额定载荷，基本额定静载荷，极限速度为10000r/min，质量为0.219kg。然后校核该轴承的额定静载荷。额定静载荷的计算公式为：式中：基本额定静载荷计算值，N; 当量静载荷，N；安全因数轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定静载荷，N。查文献3的表6-2-14知，对于深沟球轴承，其当量静载荷等于径向载荷。查文献3的表6-2-14知，安全系数则轴承的基本额定静载荷为：由上式可知，选取的轴承符合要求。3.9 主轴前端悬伸量主轴前端悬伸量a指的是主轴前支承支反力的作用点到主轴前端受力作用点之间的距离，它对主轴组件刚度的影响较大。悬伸量越小，主轴组件刚度越好。主轴前端悬伸量a取决于主轴端部的结构形状及尺寸，一般应按标准选取，有时为了提高主轴刚度或定心精度，也可不按标准取。另外，主轴前端悬伸量a还与前支承中轴承的类型及组合型式、工件或夹具的夹紧方式以及前支承的润滑与密封装置的结构尺寸等有关。因此，在满足结构要求的前提下，应尽可能减小悬伸量a，以利于提高主轴组件的刚度。初算时，可查金属切削特殊磨头设计第158页，如下表2-4所示：表2-4 主轴的悬伸量与直径之比类型机 床 和 主 轴 的 类 型a/ D1通用和精密车床，自动车床和短主轴端铣床，用滚动轴承支承，适用于高精度和普通精度要求0.61.5中等长度和较长主轴端的车床和铣床，悬伸量不太长（不是细长）的精密镗床和内圆磨，用滚动和滑动轴承支承，适用于绝大部分普通生产的要求1.252.5孔加工特殊磨头，专用加工细长深孔的特殊磨头，由加工技术决定需要有长的悬伸刀杆或主轴可移动，由于切削较重而不适用于有高精度要求的特殊磨头2.5根据上表所列，所设计的特殊磨头属于型，所以取a/ D1为1.252.5，即：a=（1.252.5）D1=（1.252.5）30=37.575初取a=45。3.10 主轴支承跨距主轴支承跨距L是指主轴前、后支承支承反力作用点之间的距离。合理确定主轴支承跨距，可提高主轴部件的静刚度。可以证明，支承跨距越小，主轴自身的刚度越大，弯曲变形越小，但支承的变形引起的主轴前端的位移量将增大；支承跨距大，支承的变形引起的主轴前端的位移量较小，但主轴本身的弯曲变形将增大。可见，支承跨距过大或过小都会降低主轴部件的刚度。有关资料对合理跨距选择的推荐值可作参考：（1） L=（45）D1（2） L=（35）a，用于悬伸长度较小时；（3） L=（12）a，用于悬伸长度较大时。根据此次设计的特殊磨头刚性主轴的悬伸量较大，取L2.5a为宜。即此次设计的主轴两支承的合理跨距L2.5a=2.5120=300初取L=280。3.11 主轴结构图根据以上的分析计算，可初步得出主轴的结构如图2-7所示：图2-7 主轴结构图3.12 主轴组件的验算主轴在工作中的受力情况严重，而允许的变形则很微小，决定主轴尺寸的基本因素是所允许的变形的大小，因此主轴的计算主要是刚度的验算，与一般轴着重于强度的情况不一样。通常能满足刚度要求的主轴也能满足强度的要求。刚度乃是载荷与弹性变形的比值。当载荷一定时，刚度与弹性变形成反比。因此，算出弹性变形量后，很容易得到静刚度。主轴组件的弹性变形计算包括：主轴端部挠度和主轴倾角的计算。3.12.1 支承的简化对于两支承主轴，若每个支承中仅有一个单列或双列滚动轴承，或者有两个单列球轴承，则可将主轴组件简化为简支梁，如下图2-8所示；若前支承有两个以上滚动轴承，可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为固定端梁，如图2-9所示：图2-8 主轴组件简化为简支梁图2-9 主轴组件简化为固定端梁此次设计的主轴，前支承选用了一个双列向心短圆柱滚子轴承和两个推力球轴承作为支承，即可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为上图2-9所示。3.12.2 主轴的挠度查材料力学I第188页的表6.1，对图2-9作更进一步的分析，如下图2-10所示：根据图2-10，可得此时的最大挠度=其中，F主轴前端受力。此处，F=F=1213.1NlA、B之间的距离。此处，l=a=12cm图2-10 固定端梁在载荷作用下的变形E主轴材料的弹性模量。45钢的E=2.110N/cmI主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D，内孔直径为d时，I=。此处，D=35故可计算出，主轴端部的最大挠度：=-1.8710 mm3.12.3 主轴倾角主轴上安装主轴和安装传动齿轮处的倾角，称为主轴的倾角。此次设计的主轴主要考虑主轴前支承处的倾角。若安装轴承处的倾角太大，会破坏轴承的正常工作，缩短轴承的使用寿命。根据图2-10，可得此时的最大倾角=其中，F主轴前端受力。此处，F=Fz=1213.1NlA、B之间的距离。此处，l=a=12cmE主轴材料的弹性模量。45钢的E=2.110N/cmI主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D，内孔直径为d时，I=。此处，D=133故可计算出，主轴倾角为：=-2.310 rad查特殊磨头设计第一册中机械部分的第670页，可知：当x0.0002L mm0.001 rad时，刚性主轴的刚度满足要求。此处的x，即为最大挠度和最大倾角，L为主轴支承跨距。将已知数据和代入，即可得：初步设计的主轴满足刚度要求。4 磨头机构相关部件4.1 主轴轴承的润滑润滑的作用是降低摩擦，减小温升，并与密封装置在一起，保护轴承不受外物的磨损和防止腐蚀。润滑剂和润滑方式决定于轴承的类型、速度和工作负荷。如果选择得合适，可以降低轴承的工作温度和延长使用期限。滚动轴承可以用润滑油或润滑脂来润滑。试验证明，在速度较低时，用润滑脂比用润滑油温升低。所以，此次设计的主轴支承均采用润滑脂。同时，主轴是装在主轴套筒内的，为防止使用润滑油时泄漏，也应采用润滑脂润滑。4.2 主轴组件的密封密封对主轴组件的工作性能与润滑影响也较大。特殊磨头主轴密封不好，将使润滑剂外流，造成浪费，加速零件的磨损，还会严重地影响到工作环境及特殊磨头的外观。4.2.1 主轴组件密封装置的类型主轴组件密封装置的类型，主要有以下几种：具有弹性元件的接触式密封装置；皮碗（油封）式密封装置；具有金属和石墨元件的接触式密封装置；挡油圈式和螺旋沟式密封装置；圈形间隙式、油沟式和迷宫式密封装置；立式主轴的密封装置等。4.2.2 主轴组件密封装置的选择选用密封装置时，应考虑到主轴组件的下列具体工作条件：密封处主轴颈的线速度；所用润滑剂的种类及其物理化学性质；主轴组件的工作温度；周围介质的情况；主轴组件的结构特点；密封装置的主要用途等。综合考虑上述因素，主轴前支承处选用迷宫式密封，径向尺寸不超过0.3mm，中填润滑脂，轴向尺寸不超过1.5mm。查机械设计课程设计手册第87页表7-17，可得此次选用的迷宫式密封装置的结构参数如下图3-1所示：图3-1 迷宫式密封装置的结构参数4.3 轴肩挡圈前支承双列向心短圆柱滚子轴承和推力球轴承之间所用的挡圈，可查机械设计课程设计手册第56页表5-1，可得此次选用的挡圈的结构参数如下图3-2所示：图3-2 轴肩挡圈的结构参数4.4 挡圈两推力球之间用的挡圈为非标准件，径向尺寸依主轴套筒尺寸而定，轴向尺寸可初取为6mm。4.5 圆螺母锁紧靠主轴后支承一边的推力球轴承以及锁紧两推力球轴承内的套筒，分别采用两个圆螺母，为了增加可靠性，再加一止动螺钉。圆螺母具体的参数可查机械设计课程设计手册第60页表5-6，结构如下图3-3所示：图3-3 圆螺母（GB812-88）4.6 支架校核计算支架优点在于：1、刚度高、抗震性能好，精度高，精度保持性好，整体式支架，将分体式支架上、下体合为一个支架整体，采用整体式箱形结构设计，经有限元分析、计算，通过对支架内部筋板的合理布置，提高了支架的刚度和固有频率，支架采用高强度低应力铸铁铸造，经良好的时效处理，热变形小，在承受最大工件重量和最大额定切削力的情况下。支架整体变形小，抗振性能好，满足车床精度检验标准的要求。2、结构更加简单、优化、合理，整体式支架将分体式支架上、下体合为一个支架整体，取消了分体式支架联结的定位键和把合螺钉，总零件数和标准件数更少，取消了分体式支架上、下体的配合加工面，取消了分体式支架上、下体的装配环节，加工、装配工艺性更好，节约了加工、装配总费用，降低了支架的总重量和总成本。4.7 挠度、转角、锁紧力的计算及校核 根据工件最大长度和最大旋转外径假设工件最大重量 Q=2760 顶尖支撑工件可简化为简支梁，因此支架负重Q/2=1380 支架套筒直径55钢的弹性模量 E 断面惯性矩 I=256104mm4顶尖伸出套筒长70根据公式 查表可知单位切削力 =3.6mm故切削力 =2489N机床加工如此重的工件时，支架主轴一般紧缩在支架体内，现在假设主轴伸出为支架主轴伸出支架体最大长度的1/2.4.7.1 挠度的计算 (4-2) =0.000002许用挠度, 在范围之内。4.7.2 转角的计算 (3-3)=0.0018 许用转角，在范围内。4.7.3 压板处螺栓的选择及校核在机床支架上通过一组两个相同的螺栓连接支架和导轨的，并用压板固定。压板的作用是连接支架和导轨，并通过连接螺栓的紧固或松开来确定支架在导轨上的位置。由于螺栓需支撑的强度比较大并且其长度大于160，而M16的螺栓的长度最高为160，因此我们选M20的螺栓，下面我们来确定连接螺栓的直径。选用螺栓的材料为35号钢，则许用抗拉强度=540Mpa，由作用力与反作用力定理可知支架的上部和下部之间的摩擦力等于通过顶尖作用在支架上的轴向力，即，根据金属切削原理与刀具切削时产生的轴向分力(0.10.6)，F=0.62489=1493。为了满足加工后的工件的精度要求，在工件重量较大和切削力较大的情况下机床不发生共振，取轴向力。,取摩擦系数为。由可知作用在下箱体上的压力从而可得转动凸轮轴端的方形部分所需要的力至少为15.7，那么作用在每个螺栓上的力为因为压板与导轨之间的连接形式为松连接，由公式 (3-4)于是可得=13.6mm现螺栓直径为20mm，故螺栓选择合理。5 主要零件的加工工艺选取皮带轮作为研究对象5.1 零件图样分析带轮如下图4-1：图4-1带轮图纸中所选的材料为HT200。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，当然，要考虑到经济性时，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。在这里我选用加工。其位置精度有三处，基准都是A基准，加工时要考虑它们跟孔一起进行加工；中心孔的尺寸公差等级为六级公差带，在车床上加工难达到此种精度，需要进行精磨，精磨的时候要以右端面为定位基准，这样才能保证位置度的正确性，关于磨床着方面，就不做介绍了。磨削时要以右端面为定位基准。对于内孔槽的加工是：在本设计中，我选用插床加工的方法来加工内孔槽，方便。5.2 零件工序和装夹方式的确定对皮带轮的加工工序，可以分为五个。装夹是指将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程，可采用三角卡盘等方式装夹。在确定定位基准与夹紧方案时应注意如下3点：（1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一。（2）尽量减少装夹次数，尽可能做到在一次装夹定位后就能加工出全部待加工的部位。（3）夹具要开畅，其定位、夹紧机构不能影响加工中的走刀，避免刀具与夹紧机构碰撞。遇到此类情况时，可采用用虎钳或加底板抽螺丝的方式装夹。5.3 加工顺序的确定在分析了零件图样和确定了工序、装夹方式之后，接下来即要确定零件的加工顺序。制定零件车削加工顺序一般遵循下列原则：（1）先粗后精 按照粗车半精车精车的顺序进行，逐步提高加工精度。粗车将在较短的时间内将工件表面上的大部分加工余量切掉，一方面提高金属切削率，另一方面满足精车的余量均匀性要求。若粗车后所留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。精车要保证加工精度，按图样尺寸，一刀切出零件轮廓。（2）先近后远 这里所说的远与近，是按加工部位相对于对到的距离大小而言的。在一般情况下，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削而言，先近后远还有利于保持坯件或半成品的刚性，改善其切削条件。（3） 内外交叉 对既有内表面，又有外表面需要加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。切不可将零件上一部分表面加工完后，再加工其它表面。5.4 进给路线的确定在加工中，刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：（1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；（2）使数值计算简单，以减少编程工作量；（3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空行程时间。（4）确定加路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定一次走刀，还是多次走刀来完成所有加工表面，具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析确定进给路线的工作重点，主要在于确定粗加工及空行程的进给路线，因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。对于铣削加工时，当工件表面无硬皮，机床进给机构无间隙时，应选用顺铣，按照顺铣安排进给路线。当工件表面有硬皮，机床的进给机构有间隙时，应选用逆铣，按照逆铣安排进给路线。因为逆铣时，刀齿是从已加工表面切入，不会崩刃。对该方案，粗加工时用逆铣，精加工时用顺铣。铣削封闭的内轮廓表面时，刀具不能沿轮廓曲线的法向切入和切出。此时刀具可以沿一过渡圆弧切入和切出工件轮廓。5.5 夹具的选择由图纸可得出，该零件的尺寸精度及粗糙度都属于IT8IT10公差等级，夹具的选择都采用机床通用的夹具就可以达到图纸要求了。5.6 刀具的选择刀具的选择是加工工艺设计中的重要内容之一。刀具选择合理与否不仅影响机床的加工效率，而且还直接影响加工质量。选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的车削方法相比，车削对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度好耐用度高、而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造加工刀具，并优选刀具参数。车刀和刀片的种类有焊接式与机械夹固式两大类。焊接式车刀 将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上称为焊接式车刀。这种车刀的优点是结构简单，制造方便，刚性较好。缺点是由于存在焊接应力，是刀具材料的使用性能受到影响，甚至出现裂纹。另外，刀杆不能重复使用，硬质合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪费。我们在实习期间就是用的这种刀具，所以对这种刀具还是比较了解的，在本设计中，用到的就是该类刀具。机夹可转位刀具 机械夹固式可转为车刀由刀杆、刀片、刀垫以及夹紧元件组成。刀片每边都有切削刃，当某切削刃磨损钝化后，只需松开夹紧元件，将刀片转一个位置便可继续使用。5.7 切削用量的选择车床加工中的切削用量包括：背吃刀量、主轴转速或切削速度（用于恒线速切削）、进给速度或进给量。上述切削用量应在机床说明书给定的允许范围内选取。实习中背吃刀量为1mm主轴转速选择车每分钟600转，进给速度为80mm/min。铣床的刀具选用高速钢钻头，其切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃到量，从刀具耐用度出发，切削用量的选择方法是：先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。由于图纸上工件表面粗糙度值要求是6.3，则需分粗铣和半精铣两步进行。粗铣是背吃刀量或侧吃刀量选取同前。粗铣后留0.6的余量，在半精铣时切除。进给速度是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位为mm/min。它与转速n、铣刀齿数Z及每齿进给量f（单位为mm/z）的关系为： V=fZn刀具是硬质合金铣刀，查表得出粗铣时f取0.18，精铣时f取0.13切削速度经查表得取Vc为80m/min。5.8 加工所需工、量具种类序号名称规格精度单位数量工具1三爪自定心卡盘个12卡盘扳手副13刀架扳手副14垫刀片块若干量具1游标卡尺0250mm0.02mm把12内孔千分尺50mm150mm0.01mm把15.9 加工工艺卡片机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号共1页产品名称带轮零（部）件名称带轮第1页材料牌号HT200毛坯种类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注序号工序名称工 序 内 容车间设 备工 艺 装 备工时准终单件1检查检查毛坯是否有裂纹检目测2车端面夹毛坯外圆，车端面金车床三爪自定心卡盘3粗车夹毛坯外圆，粗车外圆，留1mm加工余量金车床三爪自定心卡盘4精车精车外圆，达到图纸尺寸公差要求金车床三爪自定心卡盘5车端面掉头，夹外圆，车另一端面金车床三爪自定心卡盘6钻孔钻中心孔金钻床专用夹具7钻孔预钻中心孔金钻床专用夹具8扩孔扩中心孔金钻床专用夹具9车内孔车内孔到尺寸金车床专用夹具10插齿插带轮齿金车床专用夹具11去毛刺去毛刺金钳工12检验检验检游标卡尺编 制日
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