課程設(shè)計(jì)皮帶輪造型及數(shù)控加工說明書解讀

1、昆明xxxxxx 學(xué)院課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)皮帶輪造型及數(shù)控加工工藝規(guī)程編制班級(jí)：機(jī)械學(xué)院2013級(jí)機(jī)械制造與自動(dòng)化2班學(xué)生姓名：xxx學(xué)號(hào)：xxxxxxx指導(dǎo)教師：xx指導(dǎo)小組組長：xx教學(xué)班負(fù)責(zé)人：xx設(shè)計(jì)時(shí)間：2015.5.12至 2015.6.25序言皮帶輪屬于盤轂類零件，一般相對尺寸比較大，制造工藝上一般以鑄造、 鍛造為主。一般尺寸較大的設(shè)計(jì)為用鑄造的方法，材料一般都是鑄鐵（鑄 造性能較好），很少用鑄鋼（鋼的鑄造性能不佳）；一般尺寸較小的，可以 設(shè)計(jì)為鍛造，材料為鋼。皮帶輪各項(xiàng)指標(biāo)及材質(zhì)的選用是以能夠達(dá)到使用 要求的前提下上盡量減少原材料、工藝可行、成本最低的選擇原則！皮

2、帶 輪主要用于遠(yuǎn)距離傳送動(dòng)力的場合，例如小型柴油機(jī)動(dòng)力的輸出，農(nóng)用車， 拖拉機(jī)，汽車，礦山機(jī)械，機(jī)械加工設(shè)備，紡織機(jī)械，包裝機(jī)械，車床， 鍛床，一些小馬力摩托車動(dòng)力的傳動(dòng)，農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力的傳送，空壓機(jī)，減 速器，減速機(jī)，發(fā)電機(jī)，軋花機(jī)等等。皮帶輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有：皮帶輪傳動(dòng)能緩和載荷沖擊；皮帶輪傳動(dòng)運(yùn)行平 穩(wěn)、低噪音、低振動(dòng)；皮帶輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便；皮帶輪傳動(dòng)對 于皮帶輪的制造和安裝精度不象嚙合傳動(dòng)嚴(yán)格；皮帶輪傳動(dòng)具有過載保護(hù) 的功能；皮帶輪傳動(dòng)的兩軸中心距調(diào)節(jié)范圍較大。皮帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)有：皮 帶輪傳動(dòng)有彈性滑動(dòng)和打滑，傳動(dòng)效率較低和不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；皮 帶輪傳動(dòng)傳遞同樣大的圓周力時(shí)，輪廓

3、尺寸和軸上壓力比嚙合傳動(dòng)大；皮 帶輪傳動(dòng)皮帶的壽命較短。各類機(jī)械設(shè)備的皮帶輪的直徑等尺寸都是自己 根據(jù)減速比配的，根據(jù)工作轉(zhuǎn)速與電機(jī)的轉(zhuǎn)速自己設(shè)計(jì)。工作轉(zhuǎn)速/電機(jī)轉(zhuǎn)速=從動(dòng)輪直徑/主動(dòng)輪直徑*0.98（滑動(dòng)系數(shù)），如使用鋼為材料的皮帶輪，要 求線速度不高于40m/s,如使用鑄鐵的材料，要求線速度不高于35m/s,電機(jī)轉(zhuǎn) 速與皮帶輪直徑換算比，速度比=輸出轉(zhuǎn)速:輸入轉(zhuǎn)速=負(fù)載皮帶輪節(jié)圓直徑： 電機(jī)皮帶輪節(jié)圓直徑。節(jié)圓直徑和基準(zhǔn)直徑是一樣的，直徑-2h二節(jié)圓直徑，h是基準(zhǔn)線上梢深，不同型號(hào)的 v帶h是不一樣的，y z a b c d e ,基準(zhǔn) 線上梢深分別為h=1.6 2 2.75 3.5 4.

4、8 8.1 9.6皮帶輪節(jié)圓直徑就是皮帶輪節(jié) 線位置理論直徑，有點(diǎn)像齒輪的分度圓直徑.一般用pd表示，外圓一般用od 表示.不同的梢型節(jié)圓與外圓的換算公式不一樣，一般我們比較容易測量到皮帶輪的外圓，在根據(jù)公式計(jì)算出節(jié) 圓.spz:od=pd+4;spa:od=pd+5.5;spb:od=pd+7;spc:od=pd+9.6。a 或 spa的帶輪最小外徑尺寸為80mm,如小于該尺寸，特別是在高速的情況下， 皮帶容易出現(xiàn)分層及底部出現(xiàn)裂紋等毛病。spz帶，小輪不小于63mm即 可。同時(shí)要注意皮帶安裝的手法及張力，過小易打滑，過大易損壞皮帶與 軸承。就我個(gè)人而言，我希望能通過設(shè)計(jì)對自己未來從事的工作

5、進(jìn)行一次適應(yīng)性 訓(xùn)練，從中鍛 煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代 化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。第一章概述1.1 數(shù)控技術(shù)簡介1.1.1 數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)的重要基礎(chǔ) 1.1.2 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢 1.1.3 中國數(shù)控的出路第二章繪制零件圖2.1 零件的分析2.2 利用ca膾制零件圖2.3 利用ug nx7.0繪制三維圖第三章工藝分析3.1 數(shù)控車削加工工藝基礎(chǔ) 3.1.1 加工順序的安排原則 3.1.2 刀具參數(shù)選項(xiàng)卡3.2 零件的幾何特征、作用及工藝分析 3.3 加工工序3.4 各工序刀具及切削參數(shù)選擇第五章驗(yàn)證與生成程序5.1程序的自動(dòng)生成50#_ -j j結(jié)論.附錄.參考

6、文獻(xiàn).致謝v第一章概 述1.1 數(shù)控技術(shù)簡介1.1.1 數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)飛裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度， 數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和間斷工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。 馬克思曾經(jīng)說過 “各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于市場什么。而在于這樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)” 。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料， 而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。因此，專家們預(yù)言：機(jī)械制造的競爭，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)；是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、 柔性話、 集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)； 是提高產(chǎn)品

7、質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的物資手段；是國防現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略物資；是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動(dòng)態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。 大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、 提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資， 不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。根據(jù)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家重點(diǎn)建設(shè)工程的具體需求，設(shè)計(jì)制造“高、精、尖”重大數(shù)控裝備，打

8、破國外封鎖，掌握數(shù)控裝備關(guān)鍵技術(shù)， 創(chuàng)出中國數(shù)控機(jī)床品牌， 提高市場占有率是全面提升我國基礎(chǔ)制造裝備的核心競爭力的關(guān)鍵所在。1.1.2 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢早期的數(shù)控系統(tǒng)采用穿孔紙帶傳送加工程序，由專用數(shù)控裝置讀入加工代碼、進(jìn)行識(shí)別、儲(chǔ)存和計(jì)算，輸出相應(yīng)的指令脈沖以驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)。 70 年代中期小型計(jì)算機(jī)出現(xiàn)由于其較低的價(jià)格，高超的數(shù)據(jù)處理和輸入輸出功能， 使它迅速應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中， 出現(xiàn)所謂計(jì)算機(jī)數(shù)控（cnc和直接數(shù)控（dnc系統(tǒng)。九十年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異， 通用計(jì)算機(jī)從8 位機(jī)， 已發(fā)展到奔騰時(shí)代。 其速度和功能已比當(dāng)年的 8 位機(jī)快了幾百倍。 使得在通用微機(jī)上以軟件

9、方式可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)控功能，數(shù)控技術(shù)發(fā)生了深刻變化。 pc機(jī)上的豐富軟件資源、 友好的人機(jī)界面， 是其他數(shù)控系統(tǒng)所無法比擬的。 基于微機(jī)的開放式數(shù)控系統(tǒng)已成為世界數(shù)控技術(shù)的發(fā)展潮流， 以pc機(jī)為平臺(tái)的數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展越來越快，數(shù)控機(jī)床朝著高新能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。但最重要的發(fā)展趨勢就是采用“pc鋌動(dòng)控制器”的開放式數(shù)控系統(tǒng)，它不僅具有信息處理能力強(qiáng)、開放程度高、運(yùn)動(dòng)軌跡控制精確、通用性好等特點(diǎn)， 而且還從很大程度上提高了現(xiàn)有加工制造的精度、 柔性和應(yīng)付市場需求的能力。 美國將其稱為新一代的工業(yè)控制器， 日本稱其將帶來第三次

10、工業(yè)革命。1.1.3 中國數(shù)控的出路縱觀目前我國的數(shù)控市場，我國數(shù)控產(chǎn)品在性能、外觀、可靠性方面與國外產(chǎn)品有一定差距， 特別是國外企業(yè)有雄厚的資金， 加上外國企業(yè)為占領(lǐng)中國市場， 對我國能夠生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)壓價(jià)銷售， 而對我國未能生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)， 不僅高價(jià)而且附加許多限制。 在國外數(shù)控企業(yè)采用技術(shù)封鎖和低價(jià)傾銷的雙重策略下， 中國數(shù)控產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷里坎坷的歷程，我國曾花巨資引進(jìn)西門子和fanuc勺技術(shù)，并希望在此基礎(chǔ)上 吸收消化，開發(fā)我國自己的數(shù)控技術(shù)。如北京密云所引進(jìn)了 fanuc勺 數(shù)控系統(tǒng)，可是，fanuci給我們的都是即將過時(shí)的落后技術(shù)。我國 引進(jìn)后，尚未來得及吸收消化和批量生產(chǎn)，fanu卸宣

11、布停止生產(chǎn)該系統(tǒng)的生產(chǎn)，并將性能價(jià)格比更好、質(zhì)量更高、體積更小的數(shù)控系統(tǒng)推向中國市場。這種總是跟在別人后面走的做法，必然受人約制，永遠(yuǎn)落在后面。中國數(shù)控出路何在？隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展，基于微機(jī)的開放式數(shù)控是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。在傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)方面, 我國處于相對落后的狀態(tài)， 開放式數(shù)控為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好的契機(jī)， 加強(qiáng)和重點(diǎn)扶持開放性數(shù)控技術(shù)的研究和應(yīng)用， 我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)才有發(fā)展壯大可能，才有可能在未來的市場競爭中立于不敗之地。第二章 繪制零件圖零件的分析1.1 零件的作用生活中，皮帶輪對我們來說很常見，它的應(yīng)用很廣泛，機(jī)械傳動(dòng)常見的類型有摩擦輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)

12、、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，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)簡單、 造價(jià)低， 具有過載保護(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。帶傳

13、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傳動(dòng)帶傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。該零件是軸類零件，形狀不太復(fù)雜，尺寸精度要求比較高。零件的主要技術(shù)要求分析如下：（1）240的外圓和90的內(nèi)孔，都有很高的尺寸精度要求，主要是為了和其裝配件很好的裝配。在240的外圓上車v形帶，要注意他們的相互位置。第二章繪制零件圖2.1零件圖31翅r第紀(jì)必獷|sw|占4s5zee圖2-1零件圖2.3利用ug nx7.0繪制三維

14、圖點(diǎn)擊新建，選擇模型，創(chuàng)建:通產(chǎn)_磔1心&帕a挺克討文件名西 |jaodel3.pre-t*h|c7clier5anini5trattir.de5jrtop弓1用的曲體修；匡圖2-11操作圖11圖2-18操作圖18第三章工藝分析3.1 數(shù)控銑削加工工藝基礎(chǔ)3.1.1 加工順序的安排原則1 . 基準(zhǔn)先行工件上的工藝基準(zhǔn)面，一般在工藝過程一開始就粗、精加工。然后以加工出的基準(zhǔn)定位，在進(jìn)行工件的加工。2 .先粗后精車削加工按照粗車精車的順序進(jìn)行，最終達(dá)到圖樣要求。粗加工應(yīng)以最高的效率切除表面的大部分余量， 為半精加工提供定位基準(zhǔn)和均勻適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊?半精加工為主要表面精加工做好準(zhǔn)備，即打到一定的精

15、度、表面粗糙度值和加工余量。精加工后，應(yīng)使各表面達(dá)到圖樣規(guī)定的要求。3 .先面后孔平面加工簡單方便，根據(jù)工件定位的基本原理，平面輪廓大而平整，所以以平面定位比較穩(wěn)定可靠。以加工好的平面為基準(zhǔn)加工孔，這樣不僅可以保證孔的加工余量較為均勻，而且為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)； 另一方面， 先加工平面， 切出了工件表面的凹凸不平及夾砂等缺陷，可減少因毛胚凹凸不平而使鉆孔時(shí)鉆頭引偏和防止擴(kuò)、鉸孔時(shí)刀具崩刀；同時(shí)，加工中便于對刀和調(diào)整。4、先主后次主要表現(xiàn)先安排加工，一些次要表面因加工面小，和主軸表面有相對位置要求，可穿插在主要表面加工工序之間進(jìn)行， 但要安排在主要表面最后精加工之前， 以免影響主要表面

16、 的加工質(zhì)量。3.1.2 刀具參數(shù)選項(xiàng)卡在該選項(xiàng)卡選取一把刀，設(shè)置進(jìn)給率、主軸速度和其他一般刀具路徑參數(shù)，該選項(xiàng)卡在大多數(shù)銑削和刨削刀具路徑是相同的。1. 刀具顯示窗。顯示一把現(xiàn)在加工群組使用的刀具，當(dāng)?shù)毒唢@示窗有各種操作的刀具， 單擊某刀具， 就是當(dāng)前操作用的刀具， 在郵件菜單列表中單擊新建刀具， 可從刀庫中增加刀 具。2 .進(jìn)給率。設(shè)置進(jìn)給率（英寸/每分鐘或毫米/每分鐘），是指刀具在工件上移動(dòng)的速度，二維加工（除鉆削） ，進(jìn)給率是在 x 和 y 方向移動(dòng)（平行于刀具平面） ，當(dāng)?shù)毒呓佑|工件材 料后，使用 g1 、 g2 碼命令的進(jìn)給率移動(dòng)。3 .刀具號(hào)碼。在 nc 加工程序中程序中顯示刀號(hào)

17、， 刀具路徑管理器在刀具圖像后顯示刀號(hào)，mastercan 用 2 作為刀具的起始號(hào)，在刀具號(hào)碼文本框自動(dòng)輸入刀號(hào)。4 .主軸轉(zhuǎn)速。確定主軸每分鐘的旋轉(zhuǎn)速度，mastercam 根據(jù)加工群組屬性計(jì)算一個(gè)缺省值，但是不要該值，按經(jīng)驗(yàn)輸入一個(gè)值。5 .刀長補(bǔ)正。刀號(hào)位置可使用后處理器， 在控制器中去選取長度補(bǔ)正寄存器。 控制定義如何使 mastercam 計(jì)算缺省選項(xiàng)在此顯示，輸入一個(gè)不同值去代替。6 .刀徑補(bǔ)正。在刀號(hào)位置可使用后處理器，在控制器中去選取直徑補(bǔ)正寄存器。控制定義如何使mastercam 計(jì)算缺省選項(xiàng)在此顯示，輸入一個(gè)不同值去代替。3.2零件的幾何特征、作用及工藝分析本次論文零件由

18、平面、輪廓、槽、孔組成，其幾何形狀為三維圖形，零件外輪廓粗略為圓 柱型。零件未標(biāo)注處表面粗糙度為6.3,采取粗-精加工銳邊需倒鈍，未注倒角為 1x45 ,孔內(nèi)表面粗糙度為 1.6,兩端面表面粗糙度為 3.2,鍵槽表面粗糙度為 3.2.皮帶輪是回轉(zhuǎn)類零件，主要用于和別的零件進(jìn)行裝配。所以皮帶輪要有一 定的配合精度以及表面接觸強(qiáng)度， 還有要有足夠的剛度和耐磨性，以滿足使用要 求。該零件是軸類零件，形狀不太復(fù)雜，尺寸精度要求比較高。零件的主要技術(shù) 要求分析如下：（1）78的外圓和24的內(nèi)孔，都有很高的尺寸精度要求，主要是為了和其 裝配件很好的裝配。（2）在24的內(nèi)孔插鍵槽有一定的對稱度要求。（3）

19、在78的外圓上車v形帶，要注意他們的相互位置。3.3加工工序一、確定毛坯的制造形式零件的材料為ht200.考慮到皮帶輪在工作過程中會(huì)受到一定的載荷，因此選 擇鑄件，以使金屬纖維不被切斷，保證零件工作可靠.由于零件的輪廓尺寸不大， 故可采用鑄造成型，這對于提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的。注：ht200 （指的是最低抗拉強(qiáng)度為200mpa的灰鑄鐵）適用范圍為抗拉強(qiáng)度和塑 性低，但鑄造性能和減震性能好，主要用來鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、汽缸套、車床床身等承受 壓力及振動(dòng)部件。二、基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理，可 以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工

20、工藝過程問題百出，嚴(yán)重的 還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。（一）粗基準(zhǔn)的選擇對于一般的軸類零件而言，以外圓作為基準(zhǔn)是完全合理的。 按照有關(guān)粗基準(zhǔn) 的選擇原則（即當(dāng)零件又不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)； 若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工要求相對位置精度較高的不加工表面 作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)在應(yīng)為都要加工就要結(jié)合加工工藝來確定粗基準(zhǔn)，現(xiàn)取 157 的外圓作為粗基準(zhǔn)，利用三爪卡盤裝夾。利用不完全定位來加工工件。（二）精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)， 應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。三、工藝路線的制定見加工工藝卡四、確定切削用量及基本工時(shí)工序1

21、:車端面，打中心孔，車160的外圓表面，倒角。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。1.加工條件工件材料：ht20q正火，鑄造。加工要求：粗車 160端面及160的外圓，160的端面和外圓表面的粗髓度值為ra6.3。3.4各工序刀具及切削參數(shù)選擇由于在數(shù)控機(jī)床上要加工多種工件，并完成工件上多道工序的加工，因此 需要使用的刀具品種、規(guī)格和數(shù)量就較多。要加工不同工件所需刀具更多，因 品種規(guī)格繁多而將造成很大困難。為了減少刀具的品種規(guī)格，有必要發(fā)展柔性 制造系統(tǒng)和加工中心使用的工具系統(tǒng)。工具系統(tǒng)一般為模塊化組合結(jié)構(gòu)，在一 個(gè)通用的刀柄上可以裝多種不同的刀具， 使數(shù)控加工中的刀具品種規(guī)格大大減 少，同時(shí)也便于

22、刀具的管理。圖3-1車削加工中心上加工工件時(shí)選用的刀具數(shù)控車削加工用工具系統(tǒng)的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)，與機(jī)床刀架的形式、刀具類型及 刀具是否需要?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)等因素有關(guān)。數(shù)控車床常采用立式或臥式轉(zhuǎn)塔刀架作為 刀庫，刀庫容量一般為48把刀具，常按加工工藝順序布置，由程序控制實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)換刀。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，換刀快速，每次換刀僅需 l2s。（一）車刀和刀片的種類：由于工件材料、生產(chǎn)批量、加工精度以及機(jī)床類型、工藝方案的不同，車刀的種類也異常繁多。根據(jù)刀片與刀體材料的異同，車刀主要可分為整體式與機(jī)械夾固式兩大類。1、整體式車刀用工具鋼制成。這種車刀的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)，剛性較好。缺點(diǎn)是刀 片材料強(qiáng)度較低，刃口易磨損

23、，可靠性差，不太適合用于數(shù)控加工。另外，刃 口磨損后需要操作者手工刃磨后方可繼續(xù)使用，對操作者技術(shù)要求較高。根據(jù) 工件加工表面以及用途不同，整體式車刀又可分為切斷刀、外圓車刀、端面車 刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀以及成形車刀等。圖3-2車刀的種類1一切斷刀 2 90左偏刀3 90右偏刀 4 一彎頭車刀 5 一直頭車刀 6一成形車刀7 一寬刃精車刀8外螺紋車刀 9 一端面車刀10 內(nèi)螺紋車刀11內(nèi)槽車刀12 一通孔車刀13 一盲孔車刀2、機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀為了減少換刀時(shí)間和方便對刀，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)控車削加 工時(shí)應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀(1)刀片材質(zhì)的選擇 車刀刀片的材料主要有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬

24、質(zhì)合 金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等。其中應(yīng)用最多的是硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金 刀片。選擇刀片材質(zhì)，主要依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量要求、切削載荷的大小以及切削過程中有無沖擊和振動(dòng)等。(2)刀片尺寸的選擇刀片尺寸的大小取決于必要的有效切削刃長度l有效切削刃長度與背吃刀量a p和車刀的主偏角k有關(guān)，使用時(shí)可查閱有關(guān)刀具手冊選取，如圖所示。(3)刀片形狀的選擇刀片形狀主要依據(jù)被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素選擇。機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀由刀桿l、刀片2、刀墊3以及夾緊元件4組成。刀片材料用硬質(zhì)合金制造，每邊都有切削刃，當(dāng)某切削刃磨損鈍化后，只需松開夾緊元

25、件，將刀片轉(zhuǎn)一個(gè)位置便可繼續(xù)使用，刀桿材料一般用中碳鋼制造,為了提高刀桿的剛性也可用硬質(zhì)合金制造(例如7倍長徑比鏈刀桿)，機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀刀桿可反復(fù)使用oa )圖3-3機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀的組成1一刀桿2 一刀片3 一刀墊4 一夾緊元件硬質(zhì)合金刀片是機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的一個(gè)最重要組成元件，大致形狀有：三角形、正方形、五邊形、六邊形、圓形以及菱形等，圖示為常見的幾種刀片形狀及角度。（二）孔加工刀具的類型孔加工刀具分為鉆孔刀具、擴(kuò)孔刀具、鏜孔刀具和鉸孔刀具四大類。鉆孔刀具類型有：普通麻花鉆、可轉(zhuǎn)位淺孔鉆及扁鉆等，鉆孔刀具通常用于沒有孔的地方鉆孔，孔的質(zhì)量相當(dāng)于粗加工質(zhì)量。擴(kuò)孔刀具、鏜孔刀具通常用于

26、有孔之后的孔粗加工和精加工， 鉸孔刀具通常用于孔的精加工。 直徑特別大的孔 （例如80mmz上）,因沒有相應(yīng)尺寸的鉆頭，不可能一次性鉆出來，只能先鉆一個(gè)小孔，然后用擴(kuò)孔刀具、鏜孔刀具將孔逐步擴(kuò)大?？傊瑧?yīng)根據(jù)工件材料、加工尺寸及加工質(zhì)量要求等合理選用孔加工刀具。1 .麻花鉆在工件上鉆孔，大多是采用普通麻花鉆。麻花鉆的材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種。麻花鉆的切削部分有兩個(gè)主切削刃、兩個(gè)副切削刃和一個(gè)橫刃。兩個(gè)螺旋糟是切屑流經(jīng)的表面，為前刀面；與工件過渡表面（即孔底）相對的端部兩曲面為主后刀面；與工件已加工表面（即孔壁）相對的兩條刃帶為副后刀面。前刀面與主后刀面的交線為主切削刃，前刀面與副后刀面的交線

27、為副切削刃，兩個(gè)主后刀面的交線為橫刃。 橫刃與主切削刃在端面上投影之間的夾角稱為橫刃斜角，橫刃斜角巾=5055 ;主切削刃上各點(diǎn)的前角、后角是變化的，外緣處前角約為30 ，鉆心處前角接近0 ，甚至是負(fù)值；兩條主切削刃在與其平行的平面內(nèi)的投影之間的夾角為頂角，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的頂角26=118。根據(jù)柄部不同，麻花鉆有莫氏錐柄和圓柱柄兩種。直徑為880mm勺麻花鉆多為莫氏錐柄，可直接裝在帶有莫氏錐孔的刀柄內(nèi)，刀具長度不能調(diào)節(jié)。直徑為0.120mm勺麻花鉆多為圓柱柄，可裝在鉆夾頭刀柄上。中等尺寸麻花鉆兩種形式均可選用。麻花鉆有標(biāo)準(zhǔn)型和加長型。鉆孔時(shí)，受兩切削刃上切削力不對稱的影響，容易引起鉆孔偏斜，故要求

28、鉆頭的兩切削刃必須有較高的刃磨精度，麻花鉆通常用于孔的粗加工。2 . 擴(kuò)孔刀具標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆一般有34 條主切削刃，切削部分的材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，結(jié)構(gòu)形式有直柄式、錐柄式和套式等。擴(kuò)孔直徑較小時(shí)，可選用直柄式擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔直徑中等時(shí)，可選用錐柄式擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔直徑較大時(shí)，可選用套式擴(kuò)孔鉆。擴(kuò)孔鉆的加工余量較小，主切削刃較短，因而容屑槽淺、刀體的強(qiáng)度和剛度較好。它無麻花鉆的橫刃，加之刀齒多，所以導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)，加工質(zhì)量和生產(chǎn)率都比麻花鉆高。擴(kuò)孔直徑在2060mmi問時(shí)，且機(jī)床剛性好、功率大，可選用可轉(zhuǎn)位擴(kuò)孔鉆。這種擴(kuò)孔鉆的兩個(gè)可轉(zhuǎn)位刀片的外刃位于同一個(gè)外圓直徑上，并且刀片徑向可作微量（土 0.1

29、mm調(diào)整，以控制擴(kuò)孔直徑。3 . 鏜孔刀具鏜孔所用刀具為鏜刀。鏜刀種類很多， 按切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。單刃鏜刀剛性差，切削時(shí)易引起振動(dòng)，所以鏜刀的主偏角選得較大，以減小徑向力。鎮(zhèn)鑄鐵孔或精鏈時(shí)，一般取 kr=90 ;粗鏈鋼件孔時(shí)，取kr=6075 ， 以提高刀具的耐用度。 鏜孔孔徑的大小要靠調(diào)整刀具的懸伸長度來保證，調(diào)整麻煩，效率低，只能用于單件小批生產(chǎn)。但單刃鏜刀結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性較廣，粗、精加工都適用。在孔的精鏜中，目前較多地選用精鏜微調(diào)鏜刀。這種鏜刀的徑向尺寸可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，調(diào)節(jié)方便，且精度高，其結(jié)構(gòu)如圖 3-13 所示。調(diào)整尺寸時(shí)，先松開拉緊螺釘4，然后轉(zhuǎn)動(dòng)帶刻度

30、盤的調(diào)整螺母5，等調(diào)至所需尺寸，再擰緊螺釘4，使用時(shí)應(yīng)保證錐面靠近大端接觸（即鏜桿90 錐孔的角度公差為負(fù)值） ，且與直孔部分同心。健與健槽配合間隙不能太大，否則微調(diào)時(shí)就不能達(dá)到較高的精度。鏜削大直徑的孔可選用雙刃鏜刀。 這種鏜刀頭部可以在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，且調(diào)整方便，最大鏈孔直徑可達(dá)1000 mm雙刃鏈刀的兩端有一對對稱的切削刃同時(shí)參加切削，與單刃鏜刀相比，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量可提高一倍左右，生產(chǎn)效率高。同時(shí)，可以消除切削力對鏈桿的影響。4 .錢孔刀具加工中心上使用的錢刀多是通用標(biāo)準(zhǔn)錢刀。止匕外，還有機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片 單刃較刀和浮動(dòng)錢刀等。加工精度為it 7it10級(jí)、表面粗糙度ra為0.81.6以

31、面勺孔時(shí)，多選用 通用標(biāo)準(zhǔn)較刀。通用標(biāo)準(zhǔn)校刀如圖所示，有直柄、錐柄和套式三種。錐柄錢刀直徑為1032mm直柄錢刀直徑為620mm小孔直柄較刀直徑為l6 mm套式較刀直 徑為 2580mm校刀工作部分包括切削部分與校準(zhǔn)部分。切削部分為錐形，擔(dān)負(fù)主要切削 工作。切削部分的主偏角為5。15。，前角一般為0。，后角一般為5。8。 校準(zhǔn)部分的作用是校正孔徑、修光孔壁和導(dǎo)向。為此，這部分帶有很窄的刃帶（兀=0。，口。= 0。）。校準(zhǔn)部分包括圓柱部分和倒錐部分。圓柱部分保證較 刀直徑和便于測量，倒錐部分可減少較刀與孔壁的摩擦和減小孔徑擴(kuò)大量。圖3-4機(jī)用錢刀a）直柄機(jī)用錢刀b ）錐柄機(jī)用錢刀c ）套式機(jī)用較

32、刀d ）切削校準(zhǔn)部分角度標(biāo)準(zhǔn)校刀有412齒。較刀的齒數(shù)除與錢刀直徑有關(guān)外， 主要根據(jù)加工精 度的要求選擇。齒數(shù)過多，刀具的制造重磨都比較麻煩，而且會(huì)因齒間容屑槽 減小，而造成切屑堵塞和劃傷孔壁以致使錢刀折斷的后果。齒數(shù)過少，則較削 時(shí)的穩(wěn)定性差，刀齒的切削負(fù)荷增大，且容易產(chǎn)生幾何形狀誤差。加工 it 5it7級(jí)、表面粗糙度ra為0.7以的勺孔時(shí)，可采用機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片的單刃較刀。這種錢刀的結(jié)構(gòu)如圖所示，刀片 3通過楔套4用螺釘1固定在刀體上，通 過螺釘7、銷子6可調(diào)節(jié)較刀尺寸。導(dǎo)向塊2可采用粘結(jié)和銅焊固定。機(jī)夾單刀錢刀應(yīng)有很高的刃磨質(zhì)量。因?yàn)榫茌^削時(shí)，半徑上的較削余量是在10 pm以下，所以

33、刀片的切削刃口要磨得異常鋒利。圖3-5硬質(zhì)合金單刃較刀l、7一螺釘2 導(dǎo)向塊3 刀片4 一模套5 一刀體6 一鋪?zhàn)虞^削精度為it 6it7級(jí)，表面粗糙度ra為0.81.6附11 勺大直徑通孔 時(shí)，可選用專為加工中心設(shè)計(jì)的浮動(dòng)較刀。5.刀具實(shí)物圖圖3-6 車v型槽第五章驗(yàn)證與生成程序5.1實(shí)體驗(yàn)證在mastercam 9.1中，點(diǎn)擊公用管理一實(shí)體驗(yàn)證，得到5.2 程序的自動(dòng)生成自動(dòng)編程是指在計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的軟件系統(tǒng)的支持下，自動(dòng)生成數(shù)控加工程序的過程。它充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)快速運(yùn)算和數(shù)控機(jī)床儲(chǔ)存的功能。 其特點(diǎn)是采用簡單、 習(xí)慣的語言對加工對象的幾何形狀、 加工工藝、 切削參數(shù)及輔助信息等內(nèi)容按規(guī)則進(jìn)

34、行描述， 再由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算、后置處理，產(chǎn)生出零件加工程序單，并且對加工過程進(jìn)行模擬。對于形狀復(fù)雜，具有非圓曲線輪廓、三維曲線等零件編寫加工程序，采用自動(dòng)編程方法效率高，可靠性高。在編程過程中，程序編制人可及時(shí)檢查程序是否正確，需要時(shí)可及時(shí)修改。 由于使用計(jì)算機(jī)代替編程人員完成了繁瑣的數(shù)值計(jì)算工作， 并省去了書寫程序單等工作量， 因而可提高編程效率幾十倍乃至上百倍， 解決了手工編程無法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題?，F(xiàn)在我國通常使用 pro engineer、 ug 、 mastercam 等。在此，我也使用 mastercam 來進(jìn)行程序的自動(dòng)生成。在maste

35、rcam中，點(diǎn)擊刀具管理-操作管理全選執(zhí)行后處理得到程序，所得程序見附錄。第六章 結(jié) 論通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我更加了解了 mastercam 在繪圖、編程、模擬加工等方面的強(qiáng)大， 培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論課， 計(jì)算基礎(chǔ)課， 專業(yè)課的知識(shí)和實(shí)踐技能去分析和解決實(shí)際工作中的一般工程技術(shù)問題的能力， 使我建立了正確的設(shè)計(jì)思想， 學(xué)會(huì)如何把三年所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中去。鞏固 mastercam 編程的基礎(chǔ)知識(shí)，還有利用 cam 進(jìn)行工藝刀路設(shè)計(jì)的能力， 并進(jìn)一步鞏固， 擴(kuò)大和深化了我所學(xué)的基本理論， 基本知識(shí)和基本技能，提高了我設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)械圖，工藝規(guī)程編制，設(shè)計(jì)說明書，正確使用設(shè)計(jì)資料，

36、標(biāo)準(zhǔn)手冊等工具書的能力。通過對應(yīng)用 mastercam 對皮帶輪的加工可以看出， 合理的應(yīng)用專業(yè)軟件對圖形進(jìn)行繪制、分析、加工，可以提高在實(shí)際加工中的正確性和精度，從而有效的提高了加工率，為企業(yè)節(jié)省了加工成本。此次設(shè)計(jì)增加了我的學(xué)習(xí)興趣，自學(xué)能力得到了很大的提高。還體會(huì)到了只要我們認(rèn)真、仔細(xì)的做任何事情，遇到的問題都是可以解決的，通過這次設(shè)計(jì)，我的自信也得到了很大的提高。最后我相信，只要保持積極向上的學(xué)習(xí)心態(tài)與不斷努力學(xué)習(xí)、虛心請教，認(rèn)真的聽取別人的意見，我們所遇到的困難都會(huì)迎刃而解的。參考文獻(xiàn)1 焦小明. 機(jī)械加工技術(shù)m. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2007；2 劉海漁. 機(jī)械制造基礎(chǔ)m.

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