淺談鏈輪生產(chǎn)的加工工藝設(shè)計

1、. . 1 . . . w d . 淺談鏈輪生產(chǎn)的加工工藝摘 要鏈輪產(chǎn)品現(xiàn)已成為國民經(jīng)濟中不可缺少的重要機械根底傳動件產(chǎn)品，并被廣泛應(yīng)用于礦山機械、農(nóng)業(yè)機械、工程機械、林業(yè)機械、石油化工、自動流水線等傳動機械上，可見鏈輪產(chǎn)品應(yīng)用之廣。本次設(shè)計的課題是傳送機構(gòu)之一的鏈輪的設(shè)計與加工。主要設(shè)計容包括：鏈輪的未來開展現(xiàn)狀和趨勢，鏈輪的定義和鏈傳動的優(yōu)缺點，鏈輪的主要參數(shù)選擇鏈輪大小及相關(guān)參數(shù)，相關(guān)CAD/CAM軟件的使用，鏈輪的模擬與仿真和加工零件的安裝與夾具的選擇。 關(guān)鍵詞：鏈輪；鏈輪傳動參數(shù)；鏈輪的加工。目錄 TOC o 1-3 h z u TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l

2、_Toc401047847一緒論 PAGEREF _Toc401047847 h 1二鏈輪2HYPERLINK l _Toc4010478482.1鏈輪的定義2HYPERLINK l _Toc4010478502.2鏈輪傳動的優(yōu)點3HYPERLINK l _Toc401047851三鏈輪的分析3HYPERLINK l _Toc4010478523.1 鏈傳動的主要參數(shù)選擇4HYPERLINK l _Toc4010478533.1.1連的節(jié)距與排數(shù)4HYPERLINK l _Toc401047854鏈輪的齒數(shù)和傳動比4HYPERLINK l _Toc4010478553.2 計算鏈輪齒數(shù)和傳動比

3、5HYPERLINK l _Toc401047856四鏈輪的造型6HYPERLINK l _Toc4010478574.1 相關(guān)CAD/CAM軟件的使用6HYPERLINK l _Toc4010478584.2 鏈輪的模擬與仿真7HYPERLINK l _Toc4010478594.2.1 刀具路徑的生成7HYPERLINK l _Toc4010478604.2.2 鏈輪在UG中的仿真與G代碼生成8HYPERLINK l _Toc401047861五鏈輪的加工工藝的制定9HYPERLINK l _Toc4010478625.1鏈輪加工工藝的分析主要包括的容 PAGEREF _Toc401047

4、862 h 10HYPERLINK l _Toc4010478635.1.1 數(shù)控加工工藝分析 PAGEREF _Toc401047863 h 10HYPERLINK l _Toc4010478645.1.2 機床的合理運用 PAGEREF _Toc401047864 h 10HYPERLINK l _Toc4010478655.2加工零件的安裝與夾具的選擇 PAGEREF _Toc401047865 h 11HYPERLINK l _Toc401047866定位安裝的根本原則 PAGEREF _Toc401047866 h 11HYPERLINK l _Toc4010478665.2.2選擇

5、夾具的根本原則 PAGEREF _Toc401047866 h 11HYPERLINK l _Toc4010478665.3加工工藝卡片的制定 PAGEREF _Toc401047866 h 11HYPERLINK l _Toc4010478665.3.1普車上的加工 PAGEREF _Toc401047866 h 11HYPERLINK l _Toc401047867加工中心、線切割上的加工 PAGEREF _Toc401047867 h 11HYPERLINK l _Toc401047867結(jié)論 PAGEREF _Toc401047867 h 14HYPERLINK l _Toc40104

6、7868參考文獻 PAGEREF _Toc401047868 h 16HYPERLINK l _Toc401047867致17. 一 緒論鏈輪廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、科技等方面，是各種領(lǐng)域的中間環(huán)節(jié)。鏈輪在生活中的角色決定了他的加工與設(shè)計也是必須到達最合理化。鏈傳動是一種具有中間撓性件的非共軛嚙合傳動，它具備齒輪傳動和帶傳動局部的優(yōu)勢以及特性。當(dāng)然鏈輪傳動也具有它自身的獨特性。其優(yōu)勢為：軸間距圍大，傳動比一定，吸振能力強，對惡劣環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，工作可靠作用于軸上的力較小；其缺點則是：運轉(zhuǎn)的瞬時速度不均勻，高速時不如帶傳動平穩(wěn)齒形鏈較好；鏈條工作時，特別是因磨損產(chǎn)生伸長之后，

7、容易引起共振，因而需增設(shè)緊和減振裝置。隨著我國經(jīng)濟快速的開展，鏈輪齒形設(shè)計水平在不斷的改良提高。目前我國一直沿用前聯(lián)和歐洲的三圓弧一直線齒形，雖然傳動性能較好，但設(shè)計和制造相對復(fù)雜。但美國摩斯公司推出的采用30度壓力角的漸開線齒形，由其組成的鏈傳動稱為HV鏈傳動，具有良好的高速傳動性能。另一個顯著的特點是CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用，直接推動了鏈輪技術(shù)的開展。鏈輪繪圖軟件已進入市場，運用這些軟件只要輸入有關(guān)參數(shù)，如配用鏈條的相關(guān)尺寸，鏈輪構(gòu)造形式，齒數(shù)等等，即可很快繪制出鏈輪工作圖。再次，非圓鏈輪技術(shù)得到了開展和應(yīng)用。從鏈輪產(chǎn)品的開展現(xiàn)狀看，目前我國鏈輪產(chǎn)品已不能滿足國和國際市場開展的要求。主要是

8、我國的鏈輪企業(yè)中具有現(xiàn)代化、規(guī)?；拇笮蜕a(chǎn)企業(yè)不多，生產(chǎn)工藝長期得不到改良，生產(chǎn)裝備的改造往往滯后于產(chǎn)品開展的需要，鏈輪產(chǎn)品的品牌意識淡薄國的鏈輪產(chǎn)品屬國家名牌產(chǎn)品的甚微，屬國際品牌的幾乎為零，出口的鏈輪產(chǎn)品絕大多數(shù)為貼牌生產(chǎn)，鏈輪產(chǎn)品的附加值較低、專業(yè)化的技術(shù)力量普遍較弱，市場競爭不很規(guī)，等等這些因素已嚴(yán)重地制約了我國的鏈輪行業(yè)的開展。但隨著國外廠商在中國投資設(shè)立鏈輪企業(yè)的步伐的加快，新一輪開展中占得先機，眾多國鏈輪企業(yè)都加大了設(shè)備更新?lián)Q代和技術(shù)改造，并提高企業(yè)管理水平，這必將使整個鏈輪行業(yè)的整體水平邁上一個新的臺階。鏈輪企業(yè)的根本建立及技術(shù)改造已由量的擴轉(zhuǎn)向質(zhì)的提高，一般中小企業(yè)在前幾年

9、進展粗放型技改的根底上，開場注重對老設(shè)備的改造更新和先進設(shè)備的投入。大中型骨干企業(yè)在技改上一方面根據(jù)自己的實際需要進展拾遺補缺，另一方面在總結(jié)經(jīng)歷的根底上大膽創(chuàng)新。在行業(yè)原國有企業(yè)進展改制、改組或股份制改造的同時，迅速崛起的民營企業(yè)和股份制企業(yè)已成為機械通用零部件行業(yè)的主力軍。目前我國鏈輪行業(yè)的主要重點企業(yè)中90以上為民營或股份制企業(yè)，幾乎已經(jīng)沒有國有企業(yè)。從鏈輪行業(yè)開展總體上說，標(biāo)準(zhǔn)鏈輪將會逐步退縮，市場的需求量將會逐步下降；而非標(biāo)準(zhǔn)鏈輪產(chǎn)品規(guī)格按客戶圖紙要求確定尺寸的需求量和所占整個鏈輪的市場份額將會明顯上升，應(yīng)該說非標(biāo)鏈輪是整個鏈輪產(chǎn)品的一種開展方向，其市場潛力很大，具有廣闊的開展前景。

10、同時由于同步帶輪既有皮帶輪傳動的優(yōu)勢，又有鏈輪傳動的特點，因此，同步帶輪在整個鏈傳動件產(chǎn)品中的市場份額將會大幅度提升，其開展前景也將十分樂觀，其市場潛力將是不可估量的。綜上所述，非標(biāo)鏈輪和同步帶輪在整個鏈輪等傳動件系列產(chǎn)品中代表著未來的開展方向和總的開展趨勢，其市場潛力巨大，具有廣闊的開展前景。二 鏈輪2.1鏈輪的定義鏈輪(sprocket) sprocket wheel帶嵌齒式扣鏈齒的輪子,用以與節(jié)鏈環(huán)或纜索上節(jié)距準(zhǔn)確的塊體相嚙合 chain wheel一種實心或帶輻條的齒輪,與(滾子)鏈嚙合以傳遞運動。 圖2-1-1 簡單的鏈輪2.2鏈輪傳動的優(yōu)點2.2.1運行平穩(wěn)，不易產(chǎn)徑向跳動和振動。

11、2.2.2 零件不容易，延長使用壽命。2.2.3 更新方便簡單，易于操作。三 鏈輪的分析鏈傳動是一種具有中間撓性件鏈條的嚙合傳動，它同時具有剛?cè)崽攸c,是一種應(yīng)用十分廣泛的機械傳動形式。如下列圖所示，鏈傳動由主動鏈輪1，從動鏈輪2和中間撓性件鏈條3組成，通過鏈條的鏈節(jié)與鏈輪上的輪齒相嚙合傳遞運動和動力。圖3-1-1 簡單的鏈傳動3.1 鏈傳動的主要參數(shù)選擇3.1.1連的節(jié)距與排數(shù) 鏈節(jié)距越大，則鏈的零件尺寸越大，承載力越強，但傳動時的不平穩(wěn)性，動載荷和噪聲也越大。鏈的排數(shù)越多，則其承載力越強，傳動的軸向尺寸也越大。因此，選擇鏈條時應(yīng)在滿足承載力要求的前提下，盡量選擇較小節(jié)距的雙排鏈，當(dāng)在高速大功

12、率時，可選擇小節(jié)距的多排鏈。本設(shè)計采用小節(jié)距單排鏈，鏈輪是與鏈子是配套的，測的鏈子的節(jié)距P為12.7，查表得鏈子上的滾子直徑為7.95。3.1.2鏈輪的齒數(shù)和傳動比 為保證傳動平穩(wěn)，減少沖擊和動載荷，小鏈輪Z1不宜過小一般應(yīng)大于17，大鏈輪齒數(shù)不宜過多，齒數(shù)過多除了增加傳動的尺寸和重量外，還會出現(xiàn)跳齒和脫鏈等現(xiàn)象。原先齒數(shù)18個，鏈輪齒面采用的是兩段圓弧設(shè)計,對于齒數(shù)Z大于19個可以采用直線圓弧設(shè)計，由于滾子鏈的傳動比i(i=Z2/Z1),不宜大于7，一般推薦i=23.5，只有在低速時i才可取的大一點，i過大鏈條在小鏈輪上的包角減小，嚙合的齒數(shù)減小，從而加速輪齒的摩損，這里設(shè)計時選擇鏈輪齒數(shù)為

13、22個。3.2 計算鏈輪齒數(shù)和傳動比一般設(shè)計鏈傳動時的條件為：傳動的用途和工作情況，原動機的類型，需要傳遞的功率，主動輪的轉(zhuǎn)速，傳動比以及外廓安裝尺寸等。鏈傳動的設(shè)計計算一般包括，確定滾子鏈的型號、鏈節(jié)距、鏈節(jié)數(shù)，選擇鏈輪的齒數(shù)、材料、構(gòu)造、繪制鏈輪工作圖。計算參數(shù)如下：鏈輪節(jié)圓直徑：d=89.239mm(p為節(jié)距，z為齒數(shù))鏈輪齒頂圓直徑：=d+0.9(這里可取小點取95，為滾子直徑)鏈輪參數(shù)對照圖為圖1,在Autocad中完成的鏈輪齒形設(shè)計見圖2齒根圓直徑：=d-2 =81.21 (其中=0.505)齒溝角為: =(根據(jù)P/1.6時查得)壓力角為: =-= 圖3-2-1 齒形的參數(shù) 圖3-

14、2-2 直線圓弧齒形四 鏈輪的造型目前，國很多企業(yè)開場使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，本設(shè)計選擇的是UG-N*軟件。4.1 相關(guān)CAD/CAM軟件的使用AutoCAD是人們用的最為廣泛的軟件之一。圖二在AutoCAD中完成后，以*.dwg格式保存,因為要在UG中加工零件,所以最好以*.igs格式保存最好,因為AutoCAD中沒有*.igs格式保存,所以導(dǎo)到北航的CA*A軟件中以*.igs保存,再以*.igs導(dǎo)到UG軟件中,在UG軟件

15、中完成的三維造型如圖4-1所示圖4-1-1 鏈輪的造型4.2 鏈輪的模擬與仿真4.2.1 刀具路徑的生成 在UG軟件中所有的參數(shù)設(shè)置好后，可以生成相應(yīng)的刀具路徑。 在PLANAR_MILL主對話框中選擇刀軌生成按鈕，出現(xiàn)顯示參數(shù)對話框，去掉兩個鉤，單擊確認(rèn)即可產(chǎn)生刀具軌跡，如圖4-2-1所示：圖4-2-1 加工刀路圖中紅色表示G00速度，由機床指定；黃色表示進刀速度1000mm/min，藍色表示正常加工的速度1500mm/min。4.2.2 鏈輪在UG中的仿真與G代碼生成刀軌生成后，UG軟件便可以進展鏈輪的仿真，選擇2D動態(tài)，單擊播放，如圖4-2-2所示：圖4-2-2 鏈輪的仿真可在UG軟件中

16、模擬后，經(jīng)后處理生成 G代碼，以文件名LIANLUN.nc保存。局部的NC代碼如下：%O0001(CL2_igs)(TOOL NAME:MILL)G91 G28 Z0.0G05.1 Q1G40 G49 G17 G80 G90 G54G00 *0. Y0.S2500 M03*20.234 Y-46.269 R50.5*19.032 Y-46.52 R3.*16.927 Y-45.658 R3.G00 Z10.M05M09G91 G28 Z0.0G05.1 Q0M30G代碼生成后，用CIMCO Edit軟件翻開后模擬，傳送加工中心即在線加工。CIMCO軟件模擬如圖4-2-3： 圖4-2-3CIMC

17、O刀路該軟件被廣泛使用于模具加工中，既可以實現(xiàn)在線加工也可以將程序傳入機床存，提高了加工的效率。本設(shè)計中的鏈輪加工即采用該軟件的傳輸。五 鏈輪的加工工藝的制定無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進展工藝分析，擬定加工方案，選擇適宜的刀具，確定切削用量。在編程中對一些工藝問題如對刀點，加工路線等也需做一些處理。因此程序編制中的工藝分析是一項十分重要的工作。5.1鏈輪加工工藝的分析主要包括的容5.1.1 數(shù)控加工工藝分析數(shù)控加工工藝的分析主要容實踐證明，數(shù)控加工工藝分析主要包括以下個方面： 5.1.1.1選擇適合在數(shù)控機床上加工的零件，確定工序容。 5.1.1.2分析被加工零件圖

18、樣，明確加工容及技術(shù)要求，在此根底上確定零 件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線，如工序的劃分，加工順序的安排，與傳統(tǒng)加工順序的銜接等。 5.1.1.3設(shè)計數(shù)控加工工序。如工步的劃分、零件的定位與加工的選擇、刀具的選擇、切削用量確實定等。 5.1.1.4調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對刀點，換刀點的選擇，加工路線確實定，刀具的補償。 5.1.1.5分配數(shù)控加工中的容差。 5.1.1.6處理數(shù)控機床上局部工藝指令。 總之?dāng)?shù)控加工工藝容較多，有些與普通機床加工相似，考慮到加工的經(jīng)濟性和此鏈輪的加工精度不高，一局部加工是在普通機床上完成。5.1.2 機床的合理運用在數(shù)控機床上加工零件時一般有兩種情況。第一

19、種情況：有零件圖樣和毛坯選擇加工件件的數(shù)控機床。第二種情況：已經(jīng)有了數(shù)控機床，要選擇適合在該機床上加工的零件。無論哪種情況，考慮因素主要有：毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量、熱處理要求等。概括起來有三點： 5.1.2.1要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格產(chǎn)品。有利于提高生產(chǎn)率。5.1.2.2盡可能降低生產(chǎn)本錢加工費用。 由于在設(shè)計過程中，計算出鏈輪的齒頂圓直徑為，從市場中采購毛坯直徑為， 厚30mm,材料為45鋼，加工數(shù)量1個。毛坯外圓的粗精加工都是在普通車床上完成的，車至外徑尺寸為，臺階外徑為。溝槽尺寸為1010mm,因與軸承的配合精度不高，直接用的麻花

20、鉆打孔至尺寸。第一道工序完畢后選擇加工中心，調(diào)用UG編制好的后處理程序加工出鏈輪的齒型，最后在線切割機床上加工與軸轂配合的槽，尺寸為54mm，如圖：5.2加工零件的安裝與夾具的選擇5.2.1定位安裝的根本原則 在數(shù)控機床上加工零件時，定位安裝的根本原則是，合理選擇定位基準(zhǔn)和。夾緊方案，在選擇時應(yīng)注意一下幾點： 5.2.1.1力求設(shè)計、工藝和編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。 5.2.1.2盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工外表。5.2.1.3防止采用占機人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。5.2.2.選擇夾具的根本原則數(shù)控加工的特點對夾具提出兩個根本要求：一是要保證夾具的坐

21、標(biāo)方向與機床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外還要考慮以下幾點： 5.2.2.1當(dāng)零件加工批量不大時，應(yīng)盡量采用組合夾具，可調(diào)試夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，節(jié)省生產(chǎn)費用。 5.2.2.2在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具并力求構(gòu)造簡單。 5.2.2.3零件的裝卸要快速、快速、可靠，以縮短機床停頓時間。 5.2.2.4夾具上各零件應(yīng)不阻礙機床對工件各外表的加工，即裝夾要開敞，其定位、夾緊機構(gòu)元件不能影響加工中的走刀如產(chǎn)生碰撞等。 A.在普車上面的加工較為簡單，采用的夾具仍然是三爪卡盤，刀具分別為 普通外圓車刀、切槽刀和的麻花鉆。 B.在加工中心上面采用壓板

22、、螺絲鎖緊的通用夾具如下列圖，具體步驟如下： B1.先把加工中心工作臺擦干凈，在T型槽的兩側(cè)放兩塊高度一樣的墊塊此墊塊已在磨合上加工過。B2.在該T型槽中裝入一高度適當(dāng)?shù)穆輻U，使鏈輪的孔穿過螺桿并將其放在墊塊上，在鏈輪的上外表放一適當(dāng)大小的壓板，用螺絲將其鎖緊。1-開口墊圈 2-壓緊螺母 3-帶螺紋圓柱銷 4-I件 5-墊塊 B3.加工時對刀平面為工件的上外表，采用旋變器，轉(zhuǎn)速500r/min對刀，對刀原點在工件的中心，采用刀具為的硬質(zhì)合金銑刀，通過CIMCO Edit軟件。B4.線切割加工槽時，只需用壓板壓著工件的一端即可，然后根據(jù)尺寸畫出圖形，對一下刀，加工時才用慢走絲，加切削液。5.3加

23、工工藝卡片的制定5.3.1普車上的加工工步容 工藝設(shè)備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量r/minm/minmm/r鏈輪的裝夾三爪卡盤/車其中一端面3mm外圓車刀3501100.2車外圓至尺寸95mm外圓車刀3501100.2車另一端面2mm外圓車刀3501100.2車外圓至尺寸95mm外圓車刀3501100.2車一臺階尺寸為mm，長5mm外圓車刀3501100.2 切溝槽保證寬和高都為10mm刀寬為5mm的切槽刀，尾座、頂錐180600.1打孔至尺寸的麻花鉆180/5.3.2加工中心、線切割上的加工工步容 工藝設(shè)備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量r/minm/minmm/r 鏈輪的裝夾通用夾具/確定工件原點旋變器

24、500 /銑鏈輪的齒型的硬質(zhì)合金25001500/割54mm的槽數(shù)控線切割機床/根據(jù)加工工藝卡片和零件的加工方法所述，加工出設(shè)計的鏈輪產(chǎn)品。局部加工圖片如下圖： 圖 鏈輪的加工 加工后的零件經(jīng)適宜的調(diào)質(zhì)處理即可使用，加工出的產(chǎn)品如圖2： 圖2成品鏈輪結(jié) 論經(jīng)過一個多月的時間，畢業(yè)設(shè)計終于劃上一個句號了。本次設(shè)計是一個全面性的設(shè)計，是對大學(xué)課程的一個總結(jié)一次回憶。本次畢業(yè)設(shè)計翻閱了大量的參考書，穩(wěn)固了以往所學(xué)的機械制圖、公差與配合、制造工藝等相關(guān)知識，對許多課程和知識起到了穿針引線的作用，使我們對大學(xué)所學(xué)的全部知識進展一次重新的整理、理論聯(lián)系實際。更重要的是，通過本次畢業(yè)設(shè)計對我們所掌握的模具知

25、識實際應(yīng)用能力起到了檢驗的作用，通過系統(tǒng)設(shè)計，知道自己的缺乏和缺陷。在設(shè)計過程中我們始終結(jié)合計算機進展設(shè)計，從零件的分析、造型，二維工程圖的轉(zhuǎn)化都使用CA*A、UG軟件。提高了我們對UG、CA*A、AutoCAD等軟件的應(yīng)用能力。通過了本次設(shè)計我們已初步掌握了工程技術(shù)人員的設(shè)計思想，掌握了數(shù)控的相關(guān)知識，已根本能獨立完成零件的設(shè)計與制造。在設(shè)計中，通過查閱網(wǎng)絡(luò)資料，向企業(yè)里的師傅和學(xué)校的導(dǎo)師請教，最大可能的了解到實際生產(chǎn)中產(chǎn)品的設(shè)計與加工，在設(shè)計中廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計參數(shù)的選擇不局限于課本，而是根據(jù)實際情況來選擇和使用的，比方模具零件的熱處理硬度，按課本要求很多都要到達50HRC以上，而實際情況是只要到達25HRC左右就可以了，課本的取值相比照擬保守。在設(shè)計中得到最大的收獲是：1. 提高查閱參考資料的能力。能在不通的參數(shù)推薦值中