自行车盘片的设计与加工(附件)【字数：5953】
本文对自行车盘片的加工工艺和设计进行研究。本次设计选用铝合金为加工材料，利用 soildwords 软件进行三维建模并检验设计合理性，对盘片进行分析， 设计合适的专用夹具。通过 UG 软件对自行车盘片进行数控编程和仿真模拟，检验每一步工序在加工过程的合理性，有效的降低加工成本，提高加工效率。结合具有生产自动化程度高、加工质量稳定可靠、高精度的数控机床，将符合要求和标准的盘片加工出来，最后处理表面加工痕迹。
目录
引言 1
一、自行车盘片的结构设计 2
（一）盘片材料的选择 2
（二）盘片基本结构绘图过程 3
二、自行车盘片的加工工艺 9
（一）工艺分析 9
（二）工艺路线 9
（三）加工余量及公差 10
（四）刀具选择 12
（五）切削用量的确定 12
三、自行车盘片的加工过程 13
（一）机床的选择 13
（二）夹具的设计与装夹 16
（三）切削液的选择 16
（四）数控加工刀路设计 23
（五）数控铣床加工过程 24
（六）实际装配图 26
总结 27
致谢 28
参考文献 29
引言
随着人们生活水平不断提高，人们追求健康的生活的脚步也随之加快，越来 越多的人支持低碳出行。自行车也就成为了人们低碳出行最主要的方式。在人们 享受骑行自行车的过程中，无法避免的会想到如何降低自行车重量等等一些问题，使出行更加轻松。
随着市场的需求，对自行车盘片的要求也越来越高。对自行车盘片的加工工艺进行研究分析，当选择大批量生产自行车盘片时，要怎样选择加工方法才能提高生产效率，使经济效益最大化。因此选择自行车盘片的设计与加工这个课题， 在设计过程中，能让我了解到设计产品需要做到的步骤流程，同时还能让我懂得理论知识和实际加工之间的区别，增加了我对实际加工操作上的知识，为我从学校走向社会打下基础。
市面上大多数盘片制造方法主要为压铸和数控加工。其中，压铸是一种金属铸造工艺，利用模具内腔对融化的金属施加高压，来达到生产产品的目的。本次设计主 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
要针对小批量生产，以获得造价成本更低，生产效率高，单个加工效率更高为主要目的。
如何大量生产自行车盘片，本人认为就可以利用压铸工艺来实现大批量生产的目的。经过查找大量资料，得出生产 1000 件以上，运用压铸工艺来生产是最合理的，即节约材料成本又节省加工时间。
在如今追求效率的社会幻境，根据生产产品的数量来选择合适的加工方法， 无疑直接影响着其经济效益。
一自行车盘片的结构设计
（一）盘片材料的选择
1.盘片材料的选择
就目前市场上来说，通常就以下两种材料来制造自行车盘片：
铝合金：一般采用 AL7075 锌铝合金，加入少量铜、镁等元素后，热处理过后，可以拥有很高的强度，比任何软钢的强度都要高。同时 7075 铝合金并具有很好机械性和阳性反应，是一种广泛应用在航空航天领域的铝合金材料。
钢材：优质碳素结构钢是比较普通并广泛运用的材料，相比较于铝合金，其耐磨性、硬度都比较高，但其重量就比较大。
7075 铝合金就强度来说就远胜于任何软钢，在现在追求轻量化的自行车中，无疑选用 7075 铝合金比较符合本次设计性能要求。
2.性能要求
（1）.耐腐蚀:盘片通常在较大载荷、较高磨损条件下工作，因此需要润滑，使用机械润滑油，会是盘片腐蚀加快，要求盘片耐油污腐蚀和不易被氧化生锈。
（2）.耐磨性：在自行车前进过程中，由于盘片与链条会产生剧烈的摩擦，要求盘片具有较高的耐磨性。
（3）.高强度硬度：在传动过程中存在与其他传动部分的机械传动，要求盘片具有一定的 强度硬度而不至于变形
（4）.重量：如今自行车追求整车轻量化，要求做完主要部件牙盘尽可能轻量化。
3.热处理
铝合金的热处理方法有很多种，基本退火、淬火为常见的热处理形式。本次设计先淬火然后再时效强化，将合金加热到高温单相区恒温保持，获得单相饱和α固溶体，提高塑性，使过剩相充溶解到固溶体中后快速冷却。
加热过程中，由于铝合金的导热性和塑性都比较好，故用最快的速度升温也不会开裂。
冷却是决定热处理质量的关键，但冷却速度过快又不可避免造成很大的内应力使工件产生变形和开裂。因此在不同的温度下要选择不同的冷却速度。在常见的冷却介质中水是最廉价、冷却能力较强。固溶处理冷却方式选择水冷，时效冷却方式选择空冷。
经过热处理后铝合金的硬度会达到布氏硬度（HBS）150 以上。铝合金固溶处理时，一般将工件加热 500～700℃,随后以最快的速度冷却。
（二）盘片基本结构绘图过程
目前专业的三维绘图软件有很多，在综合考虑之下，选着 soildwords 这款功能强大，组件繁多的绘图软件。
⑴进入 soildwords 软件视图选择上视基准面，选择草图绘制，画一个直径200mm 的圆形，如图 11 所示。选择拉伸凸台，拉深厚度为 8mm。拉伸出一块实体。
/
图 11 主视图
⑵选择上视基准面，选择草图绘制，画出盘片中间镂空形状，如图 12 所示。
选择拉伸切除，切除深度选择完全贯穿。
/
图 12 镂空部分图
⑶选择上视基准面，选择草图绘制，画出盘钉螺丝形状，然后选择阵列，如图13所示，拉伸切除深度为 0.76mm。
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图 13 绘制盘钉盲孔直径图
目录
引言 1
一、自行车盘片的结构设计 2
（一）盘片材料的选择 2
（二）盘片基本结构绘图过程 3
二、自行车盘片的加工工艺 9
（一）工艺分析 9
（二）工艺路线 9
（三）加工余量及公差 10
（四）刀具选择 12
（五）切削用量的确定 12
三、自行车盘片的加工过程 13
（一）机床的选择 13
（二）夹具的设计与装夹 16
（三）切削液的选择 16
（四）数控加工刀路设计 23
（五）数控铣床加工过程 24
（六）实际装配图 26
总结 27
致谢 28
参考文献 29
引言
随着人们生活水平不断提高，人们追求健康的生活的脚步也随之加快，越来 越多的人支持低碳出行。自行车也就成为了人们低碳出行最主要的方式。在人们 享受骑行自行车的过程中，无法避免的会想到如何降低自行车重量等等一些问题，使出行更加轻松。
随着市场的需求，对自行车盘片的要求也越来越高。对自行车盘片的加工工艺进行研究分析，当选择大批量生产自行车盘片时，要怎样选择加工方法才能提高生产效率，使经济效益最大化。因此选择自行车盘片的设计与加工这个课题， 在设计过程中，能让我了解到设计产品需要做到的步骤流程，同时还能让我懂得理论知识和实际加工之间的区别，增加了我对实际加工操作上的知识，为我从学校走向社会打下基础。
市面上大多数盘片制造方法主要为压铸和数控加工。其中，压铸是一种金属铸造工艺，利用模具内腔对融化的金属施加高压，来达到生产产品的目的。本次设计主 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
要针对小批量生产，以获得造价成本更低，生产效率高，单个加工效率更高为主要目的。
如何大量生产自行车盘片，本人认为就可以利用压铸工艺来实现大批量生产的目的。经过查找大量资料，得出生产 1000 件以上，运用压铸工艺来生产是最合理的，即节约材料成本又节省加工时间。
在如今追求效率的社会幻境，根据生产产品的数量来选择合适的加工方法， 无疑直接影响着其经济效益。
一自行车盘片的结构设计
（一）盘片材料的选择
1.盘片材料的选择
就目前市场上来说，通常就以下两种材料来制造自行车盘片：
铝合金：一般采用 AL7075 锌铝合金，加入少量铜、镁等元素后，热处理过后，可以拥有很高的强度，比任何软钢的强度都要高。同时 7075 铝合金并具有很好机械性和阳性反应，是一种广泛应用在航空航天领域的铝合金材料。
钢材：优质碳素结构钢是比较普通并广泛运用的材料，相比较于铝合金，其耐磨性、硬度都比较高，但其重量就比较大。
7075 铝合金就强度来说就远胜于任何软钢，在现在追求轻量化的自行车中，无疑选用 7075 铝合金比较符合本次设计性能要求。
2.性能要求
（1）.耐腐蚀:盘片通常在较大载荷、较高磨损条件下工作，因此需要润滑，使用机械润滑油，会是盘片腐蚀加快，要求盘片耐油污腐蚀和不易被氧化生锈。
（2）.耐磨性：在自行车前进过程中，由于盘片与链条会产生剧烈的摩擦，要求盘片具有较高的耐磨性。
（3）.高强度硬度：在传动过程中存在与其他传动部分的机械传动，要求盘片具有一定的 强度硬度而不至于变形
（4）.重量：如今自行车追求整车轻量化，要求做完主要部件牙盘尽可能轻量化。
3.热处理
铝合金的热处理方法有很多种，基本退火、淬火为常见的热处理形式。本次设计先淬火然后再时效强化，将合金加热到高温单相区恒温保持，获得单相饱和α固溶体，提高塑性，使过剩相充溶解到固溶体中后快速冷却。
加热过程中，由于铝合金的导热性和塑性都比较好，故用最快的速度升温也不会开裂。
冷却是决定热处理质量的关键，但冷却速度过快又不可避免造成很大的内应力使工件产生变形和开裂。因此在不同的温度下要选择不同的冷却速度。在常见的冷却介质中水是最廉价、冷却能力较强。固溶处理冷却方式选择水冷，时效冷却方式选择空冷。
经过热处理后铝合金的硬度会达到布氏硬度（HBS）150 以上。铝合金固溶处理时，一般将工件加热 500～700℃,随后以最快的速度冷却。
（二）盘片基本结构绘图过程
目前专业的三维绘图软件有很多，在综合考虑之下，选着 soildwords 这款功能强大，组件繁多的绘图软件。
⑴进入 soildwords 软件视图选择上视基准面，选择草图绘制，画一个直径200mm 的圆形，如图 11 所示。选择拉伸凸台，拉深厚度为 8mm。拉伸出一块实体。
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图 11 主视图
⑵选择上视基准面，选择草图绘制，画出盘片中间镂空形状，如图 12 所示。
选择拉伸切除，切除深度选择完全贯穿。
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图 12 镂空部分图
⑶选择上视基准面，选择草图绘制，画出盘钉螺丝形状，然后选择阵列，如图13所示，拉伸切除深度为 0.76mm。
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图 13 绘制盘钉盲孔直径图
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