皮带轮的机械加工工艺规程设计课件

由天下分享时间：2024/11/14 21:49:03 加入收藏我要投稿点赞

工序6：铰中心孔工序7：插键槽。工序8：粗精车V 形带。工序9：终检。工序10：入库。

以上工艺过程详见附表A1机械加工工艺过程卡片和附表B1-B8机械加工工序卡片。

4.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“皮带轮”零件材料为HT200，生产类型为大批生产，可采用在棒料毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下： 4.1 外圆表面（Φ157）

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）表2.2-14，棒料轮廓尺寸（直径方向）＞180～315mm，其余量值规定为1.7>2.2mm，现取2.0mm。 4.2 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差

查《工艺手册》表2.2-25，棒料轮廓尺寸（直径方向）>120～180mm，故长度方向偏差为（+1.2；-0.6）mm。长度方向的余量查《工艺手册》表 2.2-25，其余量值规定为 1.7－2.2mm，现取2.0mm。

5.确定切削用量及基本工时

工序 1：车端面，打中心孔，车Φ157 的外圆表面，倒角。本工序采用计算法确定切削用量。 5.1 加工条件

工件材料：HT200，正火处理。

加工要求：铣Φ157 端面及，Φ157 的端面和外圆表面的粗糙度值为R12.5。机床：CA6140 卧式车床。

刀具：刀片材料为 YT15，刀杆尺寸为16mm×25mm，kr=90°，γo=15°，

αo=8°，rε=0.5mm。 5.2 切削用量计算 5.2.1 车Φ157外圆。 1）确定外圆最大加工余量：

已知毛坯长度方向的加工余量为2 +1.2 ，考虑7°的拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量Zmax=7mm，故实际端面余量可按Zmax=7mm 考虑，分三次加工，ap=3mm 计算。 2）确定进给量f：

根据《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》表2-19，当刀杆尺寸为16mm×25mm，ap≤3mm，以及工件直径为Φ81mm时，F=0.5-0.7mm/r，按CA6140 车床说明书取f=0.51mm/r（参见表 3-9） 3) 计算切削速度：

按《切削用量简明手册》（第三版）（以下简称《切削手册》）表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）。

vc=(Cv×kv)/(Tm×apxv ×f yv )

式中Cv=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2。kv 见《切削手册》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 = 108.8m/min 4）确定机床主轴转速：

ns=1000vc/πdw=1000×108.6/π×81=427r/min

按机床说明书，与427r/min 相近的机床转速为400r/min 及450r/min。现选 450r/min。所以实际切削速度v=114.45r/min。 5）计算切削工时：

按《工艺手册》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

5.2.2 车Φ157 外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。 1）被吃刀量：单边余量Z=2mm，可一次切除。

2）进给量：根据《切削手册》表1.4，选用f=0.5mm/r。 3）计算切削速度：见《切削手册》表1.27

vc=(Cv×kv)/(Tm×apxv ×f yv )

=(242×1.44×0.8×0.81×0.97)/(60 0.2 ×2 0.15 ×0.51×0.35 ) =110.17m/min 4) 确定主轴转速：

ns=1000 vc/πdw =1000×110.17/π×81 =433.16r/min

按机床选取n=450r/min。所以实际切削速度为 V=πdn/1000=π×81×450/1000m/min=114.45m/min

5) 检验机床功率：主切削力Fc按《切削手册》表1.29 所示工时计算

Fc=Cap f v k

式中，C =2795，x =1.0，y =0.75，n=0.15 k =(σb/650) =(600/650)× 0.75 =0.94， k =0.89 所以

Fc=2795×2×0.5 0.75 ×114.45－0.15 ×0.94×0.89N= 1318.9N 切削是消耗功率Pc为 Pc= Fc×vc/6×104

=1318.9×114.45/6×104 kW =3.175kW

由CA6140 机床说明书可知，CA6140 主电动机功率为7.8 kW，当主轴转速为450r/min时，主轴传递的最大功率为4.5kW，所以机床功率足够，可以正常加工。

6）校验机床进给系统强度：

已知主切削力 Fc=1318.9N，径向切削力Fp，按《切削手册》表1.29 所示公式计算

Fp=Cap f v k

式中，C =1940，x =0.9，y =0.6， n=0.3 k =(σb/650) =(600/650) ×1.35 =0.897，k =0.5 所以，

Fp=1940×2 0.9 ×0.5× 0.6 ×114.45－0.3×0.897×0.5N=258.4N 而轴向切削力 Ff =Cap f v k

式中，C =2880，x =1.0,，y =0.5，n =0.4 k =(σb/650)= (600/650)×1 =0.923，k =1.17 于是轴向切削力

Ff=2880×2×0.5 ×0.5 ×114.45－0.4 ×0.923×1.17N=601.7N

取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数μ=0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F= Ff+μ(Fc+ Fp)=601.7+0.1×(1318.9+258.4)N=759.43N。而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N（见《切削手册》表 1.30），故机床进给系统可正常工作。 7）切削工时：

t =(t+t1+t2)/nf

式中， t=42，t1=4，t2=0，所以

t =(t+t1+t2)/nf=（42+4+0)/450×0.5min=0.205min

不难看出，以后在CA6140车床上加工此皮带轮，只要在主轴转速不变，进给量f≤0.5mm和被吃刀量ap≤3mm 的情况下,机床进给系统都可正常工作、电机功率都足够.。

工序2：车调头车另一端面，打中心孔，车Φ157 和Φ40 的外圆，倒角。加工条件

加工要求：粗车Φ157及Φ157和Φ40的外圆，Φ40 的外端面和外圆表面的粗糙度值为R12.5 ，而Φ157外圆面的粗糙度值为R3.2。

机床：CA6140 卧式车床。

刀具：刀片材料为 YT15，刀杆尺寸为 16mm×25mm，kr=90°，γo=15°, αo=8°，rε=0.5mm。 5.2.3切削用量计算

5.2.4车Φ157 端面。 1）确定端面最大加工余量：

已知毛坯长度方向的加工余量为2 +1.2考虑7°的铸造拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量Zmax=5.9mm，故实际端面余量可按Zmax=5.9mm考虑，分三次加工，ap=3mm。 2）确定进给量：

选用和工序1 车端面相同的进给量即f=0.51mm/r。 3) 计算切削速度：

选用和工序1 相同的主轴转速即n=450r/min，故实际速度为：