皮带轮的机械加工工艺规程设计课件
12第二章 机械加工工艺规程的设计PPT课件
2、安装和工位
① 安装：同一工序中，工件在机床或夹具中定位和夹紧一 次，称为一次安装。
② 工位：为了完成一定的工序内容，一次装夹后，工件与 夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据 的某一个位置。
工件在加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹，就 会增加装夹的时间，还会增加装夹误差。
④拟定零件加工工艺路线； 订出全部由粗到精的加工工序，内容包括选择定位基准，
定位夹紧方案，各表面加工方法；可提出几个方案对比。
9
⑤选择和确定机床设备，刀具及工时定额，对于专用工艺设 备，应提出设计任务书。
⑥确定工序尺寸及其公差；
⑦确定切削用量；
⑧确定时间定额；
⑨填写工艺文件；
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三、 结构工艺性及毛坯选择
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孔的位置距离壁太近
槽与沟的表面不应与其 它加工表面重合
封闭平面应有与刀 具尺寸和刀具形状相适 应的过渡面
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§2.2 机械加工的工艺过程设计
工艺路线的拟定是拟定工艺规程的关键性一步。其实质就 是选择合适的加工方法和加工方案。
1、方法：在具体工作中，应该在充分调查研究的基础上， 提出多种方案进行分析比较。
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3.对工艺规程的要求 (1)保证可靠地达到产品图纸所提出的全部技术要求。 (2)能获得高质量、高生产效率。 (3)有利于节约原材料和工时消耗，不断降低成本。 (4)有利于减轻工人劳动强度，保证安全和良好的工作条件。
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二、制订工艺规程的原始资料 制订工艺规程的原始资料主要有：
（1）产品整套装配图和零件工作图； （2）产品年产量； （3）本厂生产条件：设备、工装、工人技术水平等情况； （4）毛坯生产和供应条件； （5）产品的验收质量标准；
教学课件PPT机械加工工艺规程的设计_OK
工步包括三要素
加工表面不变（可以是单个表面或组合表面） 工具不变（四角刀架，换刀） 切削用量
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③ 走刀：(工作行程) 在一个工步中，有时材料要分几次
去除，则其切去一层材料称为一次走刀。工艺规程中常
不包含走刀，但对加工量影响大的场合，应规定走刀
（余量） 。
加工方案一 小批量生产：车—铣、去毛刺
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零件选用材料的工艺审查，一般从如下几个方面考虑： 1．选用材料的机械性能 零件材料选用的首要标准就是材料的机械性能必须满足零件的功能 要求。 工艺审查零件材料选用主要是复核图纸设计选用金属材料在工厂现 有生产条件下，能否达到零件设计要求和达到整机功能要求。
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2．选用材料的工艺性 材料工艺性的可以从毛坯制造（铸造，锻造，焊接、切板，切棒
① 工序：一个或一组工人，在一个工作地对 同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分 工艺过程。它是组成工艺过程的基本单元。
一组（个）工人 一个工作地（指机床）
工序包括四要素 同一工件 连续地加工 （如热处理后再一次回
到同一工作地）。 四要素任何一个改变都将视为不同工序。
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② 工步：在加工表面（或装配时的连接表面） 不变、加工（或装配）工具不变和切削用量 不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。
）、机械加工、热处理、以及表面处理等多个方面衡量。 一般地，铸造材料的工艺性能是指材料的液态流动性、收缩率、偏
析程度及产生缩孔的倾向性等。 锻造材料的工艺性是指材料的延展性、热脆性及冷态和热态下塑性
变形的能力等。 焊接材料的工艺性是指材料的可焊性及焊缝产生裂纹的倾向性等。
材料的热处理工艺性是指材料的可淬性、淬火变形倾向性及热处理介质 对材料的渗透能力等。
机械制造技术PPT课件(共8章)第五章 机械加工工艺规程设计
如图5-1所示为阶梯轴锻件毛坯图，毛坯的外形 用粗实线表示，零件的轮廓线用双点画线表示。毛坯 的基本尺寸和公差标注在尺寸线上面，零件的尺寸标 注在尺寸线下面的括号内。
图5-1 阶梯轴锻件毛坯图
1.3 定位基准的选择
1、精基准的选择
01 基准重合原则 02 基准统一原则 03 互为基准原则 04 自为基准原则 05 便于装夹原则
1、零件工艺性分析
01 尺寸公差、几何公差和表面粗糙度的要求应经济、合理。 02 各加工表面的几何形状应尽量简单。 03 有相互位置精度要求的表面应尽量在一次装夹中完成加工。 04 零件应有合理的工艺基准，且工艺基准应尽量与设计基准一致。 05 零件的结构应便于装夹、加工与检查。 06 零件的结构要素应尽可能统一，并尽量使其能使用普通设备和标准刀具加工。 07 零件的结构应尽量便于多件同时加工。
机械加工工艺规程的形式有机械加工工艺过程卡片、机械加工工艺卡片、机械加工工序卡片。
1）机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片是指以工序为单位，用来简要说明产品或零部件加工过程的一种工艺 文件，如表5-1所示。在简单零件的单件小批生产中，通常不编制其他较为详细的工艺文件，而 以这种卡片指导生产。 2）机械加工工艺卡片 机械加工工艺卡片是指以工序为单位，详细说明产品或零部件机械加工工艺过程的一种工艺 文件，如表5-2所示。机械加工工艺卡片可用于指导工人生产，以及帮助管理人员和技术人员掌 握整个零件加工的过程，适用于成批生产及复杂零件的单件小批生产。
1.2 零件工艺性分析和毛坯的选择
2、毛坯的选择
毛坯定义
毛坯是指根据零件的形状、工艺尺寸等要求制造而成，供进一步加工用的生产对象。
毛坯选择的意义
毛坯的选择不但影响其本身的制造工艺和成本，还影响零件的工艺性能、使用寿命及加工成本。
数控加工工艺及设备PPT课件：汽车带轮零件工艺、程序编制及数控车削加工
1-3-2确定汽车带轮零件选用的毛坯
学生任务2：确定汽车带轮零 件毛坯的种类及形状、尺寸，绘 制毛坯图
【知识链接】制订数控车削加工工艺要解决的主要问题二：数 控车削加工毛坯的确定
一、数控加工中常用毛坯种类 1．铸件 形状复杂的零件毛坯宜采用铸造方法制造。目前铸件大多用砂 型铸造，分为木模手工造型和金属模机器造型。 木模手工造型铸件精度低，加工表面余量大，生产率低，适用 于单件小批生产或大型零件的铸造。 金属模机器造型生产率高，铸件精度高，但设备费用高，铸件 的重量也受到限制，适用于大批量生产的中小铸件。
【知识目标】知道数控车削加工工艺制订规 范、数控车削加工程序编程规则和数控车床操 作守则；掌握数控车削加工工艺制订方法、步 骤、原则；理解数控加工误差分析方法，精度 保障措施；掌握车削中心等复杂设备操作、使 用、维护、保养等相关知识；掌握数控车削加 工典型零件数控刀具选用和切削参数选用等知 识；掌握典型数控车削零件的工艺制订、程序 编制和加工的知识。
15 Φ 59±0.1 孔口
Ra12.5、深 29.2 Ra12.5、∅������������. ������+������������.������、Ra6.3、 19±0.1 Ra12.5、∅������������. ������+������������.������、21.44±0.1
Ra12.5、Φ 59±0.1
11 深 29.2 的环槽外径Φ 97±0.1 Ra12.5、Φ 97±0.1、深 29.2
12 深 29.2 的环槽底表面
13
∅������������. ������+������������.������孔
14
∅������������. ������+������������.������孔口
皮带轮PPT演示
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四、确定模具结构方案
（一）确定分型面
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四、确定模具结构方案
（二）确定模架组合形式 根据注射机规格和模具分型形式确定模架大致结构。
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四、确定模具结构方案
因高度和宽度设计成350mm和230mm，不能实现注 射机上推出机构功能，应改成410mm和280mm，见 图。
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皮带轮零件塑料模具设计
指导老师： 刘介臣、 胡文泉、 杨全利 作者： 张还 系别： 机械工程学院 班级： 机制0301班
天津工程师范学院
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பைடு நூலகம்
一、了解塑件几何形状及塑料材质
右图所示为塑料制 件，材料为硬质聚氯乙 烯，采用注射模对其成 形。根据零件形状，其 有侧凹部分，模具需要 带有侧向抽芯机构。
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五、注射机校核
（五）开模行程的校核 S ≥H +a+(5～10)= 46.7+5.3+62=114mm. XS-ZY-125注射机的最大 开模行程为300mm，因此 开模行程足够 。
max C
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设计完毕
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四、确定模具结构方案
（四）成型零部件设计 2.侧向分型与抽芯机构的设计 第一步：确定抽芯距为17mm。 第二步：确定所需最大抽芯力为8kN。 第三步：斜导柱结构与尺寸的确定并对其进行强度校核，定 公称直径为25mm。 第四步：设计组合式滑块。 第五步：楔紧块设计。 第六步：滑块定位装置设计，对滑块行程始点和终点位置设 定位装置。
机械加工工艺规程设计教材(PPT 50张)
4）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料。 毛坯形状和尺寸选择： （1）铸锻件毛坯余量应足够大。铸件有夹渣、疏松，锻件有黑
皮、飞边和凹凸不平。
（2）小、薄或组合件可考虑按多件连体备料，加工完成后 再割开。 （3）不便装夹的零件应加设装夹余料，工艺凸台、凸耳， 最后去除。
3、欠定位与4、过定位
按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予 限制的定位，称为欠定位。 在确定工件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。 工件的同一自由度被二个或二个以上的支撑点重复 限制的定位，称为过定位。 在通常情况下，应尽量避免出现过定位。
工件的基准
工件的基准：在零件的设计和制造过程中， 要确定一些点、线或面的位置，必须以一 些指定的点、线或面作为依据，这些作为 依据的点、线或面，称为基准。 按照作用的不同，常把基准分为设计 基准和工艺基准两类。
粗基准的选择原则
2. 选取要求加工余量均匀的表面作为粗基准：这样可以保证作为 粗基准的表面加工时余量均匀。
粗基准的选择原则
3. 对于所有表面都要加工的表面，选取余量和公差最小的表面 作粗基准，以避免余量不足而造成废品。
粗基准的选择原则
4.选取光洁、平整、面积大的表面作粗基准； 5.粗基准不应重复使用。一般情况下，粗基准只允许使用一次。
限制自由度与加工技术要求的关系
工件需限制几个自由度？
完全取决于加工技 术要求。
需限制哪几个自由度？
工件的四种定位形式
1、完全定位与2、不完全定位
工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定 位。 按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限 制的定位称为不完全定位。
机械加工工艺规程设计教材(PPT98页)
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。下 午11时17分49秒下午11时17分2ans hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist)
天才只意味着终身不懈的努力。21.5.265.26.202108:3008:30:57May-2108:30
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。08:305.26.202108:305.26.202108:3008:30:575.26.202108:305.26.2021
序的加工余量。加工总余量为6.01mm，取加工总余量 为6mm，把粗车余量修正为4.49mm。 计算各工序基本尺寸。研磨后工序基本尺寸为50mm(设 计尺寸)；精磨后尺寸为 50mm＋0.01mm＝50.01mm； 其2014它-10-28尺寸依此类推见下页表。
计算各工序尺寸及其公差
2014-10-28
对各项学习任务进行合理的时间安排，有 效高质量地完成。
2014-10-28
加工余量 加工余量是指某一表面加 工过程中应切除的金属层 厚度。同一加工表面相邻 的概念 两工序尺寸之差称为工序 余量。而同一表面各工序 余量之和称为总余量，也 就是某一表面毛坯尺寸与 零件尺寸之差。
右图表示了工序加工余量 与工序尺寸的关系。图a、 b所示平面的加工余量是 单边余量，它等于实际切 除的金属层厚度。 2014-10-28
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成 。21.6.1221.6.1223:17:4923:17:49June 12, 2021
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前言机械制造工艺学毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。
因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
1 零件的分析1.1零件的作用1.1.1. 明确工件的年生产纲领机床夹具是在机床上装加工件的一种装置，其作用是使工件相对机床和刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持不变。
它是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。
如大批量生产时，一般选择机动、多工件同时加工，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。
1.1.2. 熟悉工件零件图和工序图零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。
已知待加工工件如下图1-1所示。
图1-1 工件零件图1.1.3. 加工方法了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。
这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。
皮带轮是回转类零件，主要用于和别的零件进行装配。
所以皮带轮要有一定的配合精度以及表面接触强度，还要有足够的刚度和耐磨性，以满足使用要求。
1.2．零件的工艺分析1.2.1. 定位方案工件在机床上的定位实际上包括工件在夹具上的定位和夹具在机床上的定位两个方面。
工序图只是给出了原理方案，此时应仔细分析本工序的工序内容及加工精度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件。
要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。
根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。
在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。
常有定位方法有：（1）工件以圆柱空定位。
（2）工件以外圆表面定位。
根据本次零件设计的夹具，我设计的定位方案为大平面和侧面定位，可以限制5个自由度，同时保证了加工方向上的刚性，保证零件的加工精度及便于保证加工部位之间位置要求。
该零件是轴类零件，形状不太复杂，尺寸精度要求比较高。
零件的主要技术要求分析如下：(1) Φ157 的外圆和Φ45 的内孔，都有很高的尺寸精度要求,主要是为了和其装配件很好的装配。
(2) 在Φ45 的内孔插键槽有一定的对称度要求。
(3) 在Φ157 的外圆上车V 形带，要注意他们的相互位置。
2.工艺规程设计夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求，主要目的是为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到，为了设计夹具零件图，也为了夹具装配和装配精度的检测。
2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200，考虑到皮带轮在工作过程中会受到一定的载荷，因此选择棒料，以使金属纤维不被切断，保证零件工作可靠。
由于零件年产量为5000件，已达到大批生产的水平。
而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用棒料成型。
这对于提高生产率，保证加工质量也是有利的。
2.2 基面的选择：重要基面的选择是工艺规程设计中的工作之一。
基面选择的正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。
否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。
2.2.1 粗基准的选择：对于一般的轴类零件而言，以外圆作为基准是完全合理的。
按照有关粗基准的选择原则（即当零件又不加工表面时，应以这些不加工的表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现在应为都要加工就要结合加工工艺来确定粗基准，现取Φ157的外圆作为粗基准，利用三爪卡盘装夹。
利用不完全定位来加工工件。
2.2.2 精基准的选择：精基准的选择主要考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。
3.工艺路线的制定3.1 工艺路线方案制定工艺路线的相互发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度要求等技术能得到合理的保证.在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率.除此以外，还应考虑经济效益，以便降低生产成本。
3.1.1 工艺路线方案一：工序1：车端面，打中心孔，车Φ157 的外圆表面，倒角。
工序2：调头车另一端面，打中心孔。
工序3：修研两端中心孔。
工序4：钻中心孔。
工序5：扩中心孔。
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。
3.1.2 工艺路线方案二：工序1：铣端面。
工序2：掉头铣另一端面。
工序3：车Φ157 的外圆，掉头车Φ157 的外圆。
工序4：钻中心孔、扩中心孔、铰中心孔。
工序5：插键槽。
工序6：粗精车V形带。
工序7：终检。
工序8：入库.3.2 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是在车床上用三爪卡盘装夹，车一端面在打中细孔，然后用顶尖顶住来车外圆再掉头加工另一端，以此为基准来完成后面的工序。
方案二则与之不同，是先铣削好两个端面，打中心孔，以此为基准来加工余下的工序。
经比较可见，先加工好一端面和它所在端的外圆，以此为基准来加工后面的工序，这是的位置和尺寸精度较易保证，并且定位也较方便。
在加工螺纹和铣凹槽的时候，方案一中的工序6、7、8，虽然只是在加工的先后顺序不同，这样的话可能会造成钻孔时的让刀。
故决定将方案二中的工序5、6、7移入方案一。
具体工艺过程如下：工序1：铣端面，打中心孔，车Φ157 的外圆表面，倒角。
工序2：调头车另一端面，打中心孔,工序3：修研两端中心孔。
工序4：钻中心孔。
工序5：扩中心孔。
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。
以上方案大致看来还是合理的。
但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能的加工手段之后，发现仍有问题，因此，最后的加工路线确定如下：工序1：铣端面。
工序2：打中心孔，车Φ157 的外圆表面，倒角调头车另一端面，打中心孔。
工序3：修研两端中心孔。
工序4：钻中心孔。
工序5：扩中心孔。
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，k r=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Z max=7mm，故实际端面余量可按Z max=7mm 考虑，分三次加工，a p=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，a p≤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）。
v c=(C v×k v)/(T m×a pxv×f yv )式中C v=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2。
kv 见《切削手册》表1.28，即k Mv=1.44，k sv=0.8，k kv=1.04，k krv=0.81，k Bv=0.97所以v c=(242×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97)/(600.2 ×3 0.15 ×0.51× 0.35 )m/min= 108.8m/min4）确定机床主轴转速：n s=1000v c/πd w=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，t m=(t+t1+t2+t3)×i/n f=3×(40.5+2)/450×0.51=0.556min5.2.2 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1.27v c=(C v×k v)/(T m×a pxv×f yv )=(242×1.44×0.8×0.81×0.97)/(60 0.2 ×2 0.15 ×0.51×0.35 )=110.17m/min4) 确定主轴转速：n s=1000 v c/πd w=1000×110.17/π×81=433.16r/min按机床选取n=450r/min。