毕业设计说明书
专业：数控技术
班级：数控3101
姓名：赵高飞
学号：29#
指导老师：刘武
陕西国防工业职业技术学院
目录
第一部分工艺设计说明书 (3)
1.零件图工艺性分析 (3)
2.毛坯选择 (3)
3.机加工工艺路线确定 (6)
4.工序尺寸及其公差确定 (12)
5.设备及其工艺装备确定 (14)
6.切削用量及工时定额确定 (15)
7.工艺设计总结 (16)
第二部分工序夹具设计说明书 (17)
1.工序尺寸精度分析 (17)
2.定位方案确定 (17)
3.定位元件确定 (17)
4.定位误差分析 (17)
5.夹具总装草图 (18)
第三部分工序量具设计说明书 (19)
1.工序尺寸精度分析 (19)
2.量具类型确定 (19)
3.极限量具尺寸公差确定 (19)
4.极限量具尺寸公差带图 (20)
5.极限量具结构设计 (20)
第四部分工序数控编程设计说明书 (21)
1.工件加工坐标系的建立 (21)
2.加工路线的确定 (21)
3.程序编写 (21)
第五部分毕业设计体会 (23)
第六部分参考资料 (24)
第一部分 工艺设计说明书
一.零件图工艺性分析 1.零件结构功用分析
平面槽形凸轮零件的主要作用是凸轮迫使从动件作往复的直线运动或摆动，起到了传递动力和扭矩的作用。
该零件属于盘类零件，主要由弧形凹槽、一个内孔和平
面组成。其中设计基准A 面、Φ12018
.00+孔的精度要求最高，
可用于做定位基准。根据各个面之间的形状及尺寸可知要用到普通铣床、数控铣床、立式加工中心等设备。工件材料为40Cr ，为低淬透性合金调制钢，具有较高的综合力学性能（即强度、硬度、塑性、韧性有良好的配合）；结构工艺性较好，设计合理。
凸轮零件是绕一根固定轴线旋转，回转时，凹槽侧面推动从动件绕固定轴旋转能够实现复杂的运动轨迹满足某些特定要求。它结构简单，紧凑，运动可靠。它用于各种机械，仪器，以及自动控制。 2.零件技术条件分析
通过对零件形状，尺寸和精度分析，该零件形状简单。该零件的主要加工表面为
Φ12018.00+两孔的加工。经分析其设计基准为下表面。
3.零件结构工艺性分析
该零件的材料为40Gr ，铬能急剧地提高马氏体的硬度，韧性和强度。增加组织的弥散度。40Gr 钢的温度较40钢高30-40摄氏度，强度高百分之二十。韧性也较高。铬钢的淬火温度范围较宽，不易过热。变形开裂倾向小。具有回火脆性，在480-650摄氏度，回火后需在油或水速冷，防止回火脆性。
二.毛坯选择 1.毛坯类型
毛坯是用来加工各种工件的坯料，毛坯主要有：铸件，锻件，焊件，冲压件及型材等。
（1） 铸件
对形状较复杂的毛坯，一般可以用铸造的方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造，精密型铸造，压力铸造等。
（2）锻件
锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织，因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大批生产锻件的制造。模型锻件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。
（3）型材
型材主要有板材，棒材，线材等，常用截面形状有圆形，方形和特殊截面形状。就其制造方法，又分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。
（4）焊接件
焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单，生产周期短，节省材料，重量轻。但其抗震性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。
由于该平面槽形凸轮零件为盘类零件，工作中要承受较大的交变载荷，工件的材料为低淬透性合金调制钢40Cr，生产类型为中批量生产，零件的直径相差也比较大，经以上分析选铸造。故毛坯应选用110mm×80mm×15mm的两块料。
2.2毛坯余量确定
坯的形状和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，则零件的机械加工劳动量越少，材料消耗越少，可充分提高劳动生产率，降低成本，但是毛坯制造费用会提高，在确定毛坯时，应根据机械加工和毛坯制造两方面考虑。
由于毛坯制造技术的限制，零件被加工表面的技术要求还不能从毛坯制造直接得到，因此毛坯上某些表面需要留一定的加工余量，通过机械加工达到零件的质量要求。查表余量为4 《机械加工工艺设计手册》
〈表3.1-28 JB2580-79〉
成批大量生产铸件公差等级CT8 〈表3.1-24〉
铸件尺寸公差值1.8mm〈表3.1-22〉
2.零件毛坯综和图
零件一：
零件二：
三．机加工工艺路线确定
（1）.下料
（2）.热处理 正火；
（3）.铣 粗、精铣上表面；
（4）.铣 粗、精铣下表面并保证零件厚度尺寸10；
（7）.线切割 加工Φ12018
.00 内孔及键槽；
（8）.线切割 加工外轮廓； （9）.热处理 局部淬火； （10）.清理 去毛刺； （11）.检验 (12) .入库
1.加工方法分析确定
定位基准有粗基准和精基准之分。零件开始加工时，所有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基准，铣平上表面。这种以毛坯面为定位基准的，称为粗基准，以后的加工，必须以加工过的表面做定位基准，以加工过的上表面为定位基准的称精基准铣平下表面，并钻中心孔，使其达到图纸要求尺寸。在线切割机床上以侧面为定位基准加工内孔和键槽以及外轮廓。
2.加工顺序的安排和定位基准选择 (1).铸造；
(2).热处理（人工时效）；
(3).第一次装夹（以110x80下表面为定位基准）
粗、半精铣上表面，保证表面粗糙度要求； (4). 第二次装夹（以110x80上表面为定位基准）
粗、半精铣下表面，保证工件尺寸厚度h=10及表面粗糙度要求； (5). 三次装夹（一侧面为定位基准打定位孔）
使用慢走丝线切割机床加工工件内孔及键槽轮廓； (6).第四次装夹（以工件一侧面为定位基准） 使用快走丝线切割机床加工工件内孔及键槽；
(7). 第五次装夹（以工件一侧面为定位基准） 使用快走丝线切割机床加工工件外轮廓； (7). 去毛刺 (8). 调质 (9). 检验
3.加工阶段的划分说明
粗加工阶段——主要切除各表面的大部分余量，提高生产率。 半精加工阶段——完成次要表面加工为精加工做准备。 精加工阶段——保证主要表面达到图样要求。 4. 工序尺寸确定
（1）粗铣 半精铣110X80cm 的上表面达130.5 （2）粗铣 精铣110X80cm 的下表面达10土0.1 （3）打中心孔定位 并钻通孔φ3土0.2
（4）线切割加工内孔φ12018
.00 及键槽宽4.1土0.01与中心距离7土0.01
（5）线切割加工外轮廓R27.5与R11及高度59.26土0.01 5.主要工序简图（见工序卡片）
(1).锻件 (4)粗铣及精铣下表面（见工序简图） (2).热处理（人工时效）
(3).粗铣及精铣上表面（见工序简图）
内孔及键槽（见工序简图）(5).打φ3穿丝孔定位（见工序简图）(6).线切割Φ12018.0
1:
2:
(6). 线切割外轮廓（见工序简图） (7). 去毛刺
(8). 调质
(9). 检验1：
2:
四.工序尺寸及其公差确定
?工序尺寸——在零件加工的每个工序应保证的尺寸
?工序尺寸可以是设计尺寸,也可以不是。及其公差的大小不仅受到工序余量的影响,而且与工艺基准的选择密切相关.
确定每道工序的工序尺寸及其公差是制定工艺规程的重要工作。合理的工序尺寸及其公差是保证零件加工精度的重要基础,有利于减少废品,降低材料消耗,提高经济效益。1.基准重合时工序尺寸确定
工艺基准与设计基准重合,同一表面经多次加工达到图纸尺寸要求，其中间工序尺寸根据零件图尺寸加上或减去工序余量即可得到，即从后一道工序向前推算，得出相应的工序尺寸，一直推算到毛坯尺寸。
工序尺寸的计算步骤：
（1）．确定各工序余量和毛坯总加工余量：查手册
（2）．确定工序尺寸公差：中间工序按经济精度确定
（3）．求工序基本尺寸——从成品到毛坯的各工序反推。
（4）．标注工序尺寸公差：按“入体原则”标注
2.基准不重合时工序尺寸确定
当工艺基准（工序、定位、测量等）与设计基准不重合，工序尺寸就无法直接取用零件图上的设计尺寸，因此必须进行尺寸换算来确定工序尺寸。
（1）．工艺尺寸链的基本概念
尺寸链——由相互联系、按一定顺序首尾相接排列的尺寸封闭图叫作尺寸链
根据用途不同分为工艺尺寸链和装配尺寸链
工艺尺寸链——由单个零件在工艺过程中有关尺寸形成；
装配尺寸链——指机器在装配过程中由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链
尺寸链的特征——封闭性、关联性
封闭环：间接获得的尺寸A0称为封闭环；
组成环：加工过程中直接获得的尺寸如A1、A2是组成环；
增环：它增大将使封闭环随之增大的组成环如A2叫增环；
减环：它增大反使封闭环随之减小的组成环如A1叫减环
A1和A2是在加工过程中直接获得，尺寸A0是间接保证的，
A1、A2 和A0构成一个封闭的尺寸组，都叫尺寸链的环。
尺寸链计算的关键：
找出封闭环，正确画出尺寸链图，确定增环和减环
①找封闭环根据工艺过程，找出间接保证的尺寸A0 为封闭环。
②作尺寸链图从封闭环起，按照零件表面间的联系依次画出各组成环，直至尺寸形成一个封闭的图形。
③确定增环和减环可用以下简便的方法得到：从封闭环开始，给每一个环画出箭头，最后再回到封闭环，像电流一样形成回路。凡箭头方向与封闭环方向相反者为增环（如A2），箭头方向与封闭环方向相同者为减环（如A1）。
（2）．尺寸链的基本计算公式
用极值法解尺寸链的基本计算公式如下：
a)封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸之和减去减环
的基本尺寸之和，即
=11
b)封闭环的最大极限尺寸等于增环最大极限尺寸之和减
去减环最小极限尺寸之和，即
=11.025
c)封闭环的最小极限尺寸等于增环最小极限尺寸之和减
去减环最大极限尺寸之和，即
=10.985
d)封闭环的上偏差等于增环上偏差之和减去减环下偏差之
和，即
=+0.025
e)封闭环的下偏差等于增环下偏差之和减去减环上偏差之
和，即
=-0.025
f)封闭环的公差等于组成环公差之和，即
=0.05
五.设备及其工艺装备确定
1.机床选择
机床选择对工序的加工质量，生产率和经济性有很大的影响。为使所选择的机床能满足工序的要求，必须要考虑下列因素：
(1).机床的工作精度和工序的加工精度相适应；
(2).机床工作区的尺寸应和工件的轮廓尺寸相适应；
(3).机床的功率与刚度应和工序的性质相应。另外，机床的加工用量范围应和工件要求的合理切削用量相适应；
(4).机床的生产率应和工件的生产计划相适应。
在选择机床时，应该充分注意利用现有的设备，并尽量优先选用国产机床。为扩大机床的功能，必要时可进行机床改装，以满足工件的需要。
在试制新产品及小批生产时，有时较多的选用数控机床和加工中心机床等设备，以减少工艺装备的设计和制造，这可大大缩短生产周期和提高经济性。
在设备选定后，有时尚需要根据机床负荷的均衡情况来调整工序的内容和修改原定的
工艺路线。
在这次加工我们做了如下选择：
数铣DK7732;线切割XK7132;
2.工艺装备选择
刀具选择：φ90端铣刀φ3中心钻
夹具：平口钳压板
量具：分度值为0.02的游标卡尺φ12H10的量规
先加工内孔及键槽；
再加工外轮廓；
六．切削用量及工时定额确定
1.钻孔切削用量
φ11.8 f=0.15 n=900 Vc=38 φ18.5 f=0.2 n=650 Vc=38
刀具名称刀具规格主轴转速进给速度被吃刀量盘铣刀φ90 900 34 3.3
中心钻φ3 300 80
立铣刀φ8 600 80 0.12
2．孔径为Φ3,孔深为Z=10mm通孔,7级精度.机床为普通铣床，材料为40cr。
1>进给量f
按加工要求决定进给量:材料为40cr,钻头直径为Φ3时,f=0.22~0.28mm/r 故，f=0.22mm/r
2> 入切量及超出量
y+Δ=5mm
3>决定钻头磨钝标准及耐用度
当d0=3时,
钻头后刀面最大磨损量为0.4~0.8mm，取为0.6mm 刀具寿命T=60min=3600s，取耐用度T=3600s
4>决定切削速度
由表1.15得，Vc=11m/min
因Vc=1000/πdn
d——切削刃选定点处所对应的工件或刀具的回转直径d=18mm=0.018m
n——工件或刀具转速
故，Vc=1000/π×18n
故，n=1000/11×0.018π≈1608r/min
5>计算基本工时:
Tm=L/nf式中L=Z+Y+Δ
因Z=20 mm，y+Δ=10mm，故L=60+10=70mm
故Tm=70/0.70×1608≈0.62189min=37.3134s≈38s
七.工艺设计总结
合理确定数控加工工艺对于实现优质高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。其内容包括了合理选择机床、刀具、夹具、走到路线及切削用量等等。只有选择了合适的工艺参数及切削用量策略才能获得理想的加工效果。从加工角度来看，数控加工技术主要是围绕加工方法与工艺参数的合理确定及其实现的理论和技术。
本次工艺设计的对象是饮料灌装机，其设计完全按照数控加工工艺的要求设计，特别是在毛坯的选择中，参照《工程材料与材料选择手册》做了细致的研究，并参考相关的设计资料从毛坯材料选择、使用环境分析、失效分析、受力情况等多方面做了分析，确定了工件最终的选择。由于参照了大量的理论数据并结合相关的实际案例，毛坯的选择很有科学性。
数控设备作为一种高度自动化的加工设备，人在加工过程中的作用影响越来越小，大部分的工作是对加工对象的了解与认识。根据零件的性能和要求，选择合适的毛坯类型及其材料，对工件的结构进行严格的工艺分析，选择合适的数控机床设备，确定加工每一道工序的余量、切削用量、机床转速、进给量等，在详细的确定每一步该做什么以后，再对整个加工过程进行严格的审核，就可以进行加工了。由于数控设备是一种加工精度高、投入高的设备，所以提高加工效率是非常重要的，因此，在加工一批零件前应该有至少两种以上的加工方案供选择，从多种方案中选择最优的加工方案，从效益最大化考虑。
第二部分工序夹具设计说明书
一.工序尺寸精度分析
本道工序加工凹槽凸轮，凹槽直径为φ8F8。内外表面质量Ra为1.6，底面Ra为3.2，内外表面的质量较高。
二.定位方案的确定
对零件图的尺寸精度和设计基准的分析，完成凹槽凸轮加工选下表面和两孔为定位基准。由于基本尺寸φ20孔的轴线与下表面有垂直度要求，将此孔作为主要孔，在此孔内布置圆柱销。基本尺寸为φ12孔布置菱形销。底面限制3个自由度，圆柱销限制2个自由度，菱形销限制1个自由度。工件完全定位。
三．定位元件确定
1.圆柱销确定
〈1〉将孔心距化成平均尺寸Ld=LD平均=80±0.23.
〈2〉销心距Ld= LD平均=80
〈3〉圆柱销直径d1=D1=20
2.菱形销
b B查表的b=4 B=D2-2=12-2=10
《夹具设计手册》
双边最小余量X2min=b(TLD+TLd)/D2
=4X(0.46+0.153)/12
=0.204
最小直径D2min=D2-X2min
=12-0.204
=11.796
3.夹具体
四．定位误差分析
△2min——第二定位孔与削边销的最小间隙
△1min——第一定位孔与圆柱销的最小间隙
△JW ——为转角误差 △D.W(y)——平移误差
△ D.W(y)=δD1+δd1+△1min =0.021+0.013+0.07 =0.104
△ JW=tan-1(δD1+δd1+△1min+δD2+δd2+△2min)/2L =tan-1(0.104+0.018+0.011+0.06)/(2X30) = tan-10.0032 =0.1833
五．夹具总装草图
第三部分 工序量具设计说明书
一.工序尺寸精度分析
已知内孔Φ12058
.00+的尺寸精度是IT10级的，表面粗糙度Ra6.3。
二.量具类型确定
内孔φ12058.00+所用工作量规为塞规
选用塞规结构形式时，必须考虑工作结构，大小，产量和检验效率。量具结构参阅GB/6322-1986中的规定
通规的基本尺寸应等于工件的最大实体尺寸;止规的基本尺寸应等于工件的最小实体尺寸.
三.极限量具尺寸公差确定
1. 查<<互换性与测量技术 >>表3-2知,此孔公差等级为IT10级. ES=+0.058 EI=0
2. 确定Φ12058
.00 孔工作量规的制造公差和位置公差值.
由<<互换性与测量技术>>表6-1得，IT10级,尺寸为Φ12mm 的量规的制造公差T 和位置要素Z ：
制造公差T=+0.0024 位置公差Z=+0.0032 3. 确定工作量规的形状公差。
塞规的形状公差：T/2=+0.0012
4. 确定校对量规的制造公差。
校对量规的制造公差T P =T/2=+0.0012 5. 计算在图样上标注的各种尺寸和偏差。
通规:上偏差=EI+Z+T/2=0+0.0032+0.0012=0.0044 下偏差=EI+Z-T/2=0+0.0032-0.0012=0.002 磨损极限=EI=0 mm 止规：上偏差=ES=+0.058mm
下偏差=ES-T=0.058-0.0024=+0.0556mm 6. 塞规的手柄部分：
查 <<机械制造工艺及设备设计指导手册>> 表 2-8，得出的尺寸见下图： L=87 D2=Φ16 d2=Φ15.3
四.极限量具尺寸公差带图
五. 极限量具结构设计
第四部分工序数控编程设计说明书
一．工件加工左边系的建立
1.工件加工坐标系的建立
X,Y向加工原点选在φ100外圆表面的中心，Z向加工选在工件上表面。
二．加工路线的确定
从工艺孔穿丝，进给路线平面内进给时，内孔轮廓从过渡圆弧切入，外轮廓从凸轮切线方向切入。
三．程序编写
（1）凸轮线切割加工程序
零件一：
内孔及键槽：
N 1:B 2016 B 5598 B 5598 GY L1;
N 2:B 2016 B 5598 B 19768 GX SR1;
N 3:B 34 B 94 B 94 GY NR4;
N 4:B 0 B 1208 B 1208 GY L2;
N 5:B 3900 B 0 B 3900 GX L1;
N 6:B 0 B 1208 B 1208 GY L4;
N 7:B 100 B 0 B 66 GX NR3;
N 8:B 2016 B 5598 B 5598 GY L3;
N 9:DD
外轮廓：
N 1:B 17400 B 6 B 17400 GX L1;
N 2:B 95180 B 5379 B 20331 GY SR2;
N 3:B 120581 B 33764 B 19464 GY SR2;
N 4:B 151325 B 70651 B 14070 GY SR2;
N 5:B 9577 B 5612 B 10976 GY SR2;
N 6:B 136791 B 80879 B 19653 GY SR1;
中国地质大学 课程论文 题目偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 指导老师__ _____________ 姓名 班级 学号 专业机械设计制造及其自动化 院系机电学院 日期 2015 年 5 月 30 日 解析法分析机构运动 ——MATLAB辅助分析摘要： 在各种机械，特别是自动化和自动控制装置中，广泛采用着各种形式的凸轮机构，例如盘形凸 轮机构在印刷机中的应用，等经凸轮机构在机械加工中的应用，利用分度凸轮机构实现转位， 圆柱凸轮机构在机械加工中的应用。 凸轮机构的最大优点是只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运 动规律，而且响应快速，机构简单紧凑。正因如此，凸轮机构不可能被数控，电控等装置完全 代替。但是凸轮机构的缺点是凸轮轮廓线与推杆之间为点，线接触，易磨损，凸轮制造较困难。 在这些前提之下，设计者要理性的分析实际情况，设计出合理的凸轮机构，保证工作的质量与 效率。 本次设计的是偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，推杆是滚子推杆，这种推杆由于滚子与凸轮 廓之间为滚动摩擦，所以磨损较小，可用来传递较大动力，因而被大量使用，通过设计从根本 上了解这种凸轮机构的设计原理，增加对凸轮机构的认识。通过用MATLAB软件进行偏置直动 滚子从动件盘形凸轮轮廓设计，得出理论廓线和工作廓线，进一步加深对凸轮的理解。 一、课程设计（论文）的要求与数据 设计题目：偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 试设计偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的理论轮廓曲线和工作廓线。已知凸轮轴置于推杆轴 线右侧，偏距e=20mm，基圆半径r0=50mm，滚子半径r r=10mm。凸轮以等角速度沿顺时针方
机械原理大作业二直动从动件盘形凸轮机构设计任务书 课程名称：机械原理 设计题目：盘形凸轮机构设计（20） 院系：机电工程学院 班级：1508104 设计者：关宇珩 学号：1150810423 指导教师：陈明 设计时间：2017.6.15 哈尔滨工业大学机械设计制造
目录 一．凸轮设计要求 (1) 二．凸轮轮廓设计数学模型 (3) 三．计算流程框图 (4) 四．matlab程序 (5) 五．计算结果与分析 (10)
一．凸轮设计要求
二．凸轮轮廓设计数学模型 1.确定凸轮偏心距与基圆半径（mm ） 通过matlab 对已给s 方程求导，通过许用压力角做斜率已知的直线，找出其与线图的切线，并找出切线的y 轴截距。 由于最大截距绝对值为65，则取偏心距3/56e =，基圆半径12/385r 0=，滚子半径 3/28r =。计算2200e -r s =。 2.建立压力角方程 已知方程： ??? ? ? ?+=e -d /ds arctan 0?α分段代入s 方程，计算升程和回程的压力角。 3.建立凸轮轮廓线的坐标方程 已知凸轮轴心在从动件左方。建立方程（理论轮廓线）： ()??ecos sin s s x 0++=；()??esin -cos s s y 0+=； 建立方程（外包络实际轮廓线）： ()() 2 2 d /dy d /dx d /dy r x X ??? ++=； ()() 2 2 d /dy d /dx d /dx r -y Y ??? +=； 4.建立曲率方程
已知方程： ()() 2 /322 2dx /dy 1dx /y d k += ； ； k /1R =通过参数方程的求导方法建立R ～ψ的方程。 三．计算流程框图 设时间ψ为未知量 对s ，v ，a 方程求导，绘制位移、速度、 加速度和?d /ds ～s 线图 利用许用压力角做已知斜率曲线，寻找与?d /ds ～s 线图相交的y 轴截距绝对值最大的直线为切线，取偏 心距e 、基圆半径r0、滚子半径 建立压力角方程 建立理论轮廓线和实际轮廓线的坐标方 程
平面槽形凸轮零件 平面槽形凸轮零件实体 ·1 .平面槽形凸轮零件的造型 造型思路：由图纸可知是一个圆柱形的内凸轮，可以先构造圆柱，在柱面上构造凸轮曲线挖槽来成型，再在中央生成凸台以及打孔。
·1 .1作基本拉伸体的草图 1 .单击零件特征树的“平面XOY”，选择XOY面为绘图基准面。 2 .单击按钮，画出工件底部的R=50的圆形。用鼠标单击曲线生成工具栏中的“圆形”按钮屏幕左侧出现圆形对话框。选“圆形—半径”，并输入“中心点0，0”、“半径50”。这时半径50的圆形则被定位。 3 .单击零件特征对话框，在平面XOY上创建草图。单击曲线投影按纽，拾取R=50的圆形。 4. 退出草图，单击拉伸增料按纽，在对话框中输入深度=18，选择固定深度，并确定。结果如图所示。 5 .单击直线按纽，构建内凸轮导面中心线的各个圆弧的圆心。如图所示：
6 .单击圆形按钮，垂线下端点画R=24和R=52的圆，在水平线左右2端画R=33.5的圆形。 7 .单击直线按钮，按空格键选定切点，分别连接左右2边R=33.5和下方R=24的圆。 8 .单击剪切按钮，切掉多余线段，构成图形如下： 9 .单击曲线组合，使各个线段连成1条。 10 .拉伸上图中Y坐标轴上的直线与所画曲线交于一点，在特征树中YZ平面构建草图。单击矩形按钮，做长为8，宽为28的矩形。
11 .单击导动除料，选择步骤9中曲线为为轨迹线。如图： 点击确定得 12 .单击在OY轴的负方向17.5处作R=16圆。 13 . 在xoy平面创建草图，单击单击零件特征对话框，在平面XOY上创建草图。单击曲线投影按纽，选择刚才所画的R=16的圆。单击拉伸增料按纽，在对话框中输入深度=17，选择固定深度，反向拉伸，并确定。如图： 14 .在XOY平面构建草图，在Y轴负方向17.5处作R=6,正方向17.5处作R=10的圆。单击拉伸除料，选择贯穿。如图：
典型零件的加工工艺分析案例 实例. 以图A-54所示的平面槽形凸轮为例分析其数控铣削加工工艺。 图A-54 平面槽型凸轮简图 案例分析： 平面凸轮零件是数控铣削加工中常用的零件之一，基轮廓曲线组成不外乎直线—曲线、圆弧—圆弧、圆弧—非圆曲线及非圆曲线等几种。所用数控机床多为两轴以上联动的数控铣床，加工工艺过程也大同小异。 1. 零件图纸工艺分析 图样分析要紧分析凸轮轮廓形状、尺寸和技术要求、定位基准及毛坯等。 本例零件是一种平面槽行凸轮，其轮廓由圆弧HA、BC、DE、FG和直线AB、HG以及过渡圆弧CD、EF所组成，需要两轴联动的数控机床。材料为铸铁、切削加工性较好。 该零件在数控铣削加工前，工件是一个通过加工、含有两个基准孔直径为φ280mm、厚度为18mm的圆盘。圆盘底面A及φ35G7和φ12H7两孔可用作定位基准，无需另作工艺孔定位。 凸轮槽组成几何元素之前关系清晰，条件充分，编辑时所需基点坐标专门容易求得。 凸轮槽内外轮廓面对A面有垂直度要求，只要提升装夹度，使A面与铣刀轴线垂直，即可保证：φ35G7对A面的垂直度要求由前面的工序保证。 2. 确定装夹方案
一样大型凸轮可用等高垫块垫在工作台上，然后用压板螺栓在凸轮的孔上压紧。外轮廓平面盘形凸轮的垫板要小于凸轮的轮廓尺寸，不与铣刀发生干涉。对小型凸轮，一样用心轴定位，压紧即可。 按照图A-54所示凸轮的结构特点，采纳“一面两孔”定位，设计一“一面两销”专用夹具。用一块320mm×320mm×40mm的垫块，在垫块上分别精镗φ35mm及φ12mm两个定位销孔的中心连接线与机床的x轴平行，垫块的平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查。 图A-55为本例凸轮零件的装夹方案示意图。采纳双螺母夹紧，提升装夹刚性，防止铣削时因螺母松动引起的振动。 图A-55凸轮装夹示意图 3. 确定进给路线 进给路线包括平面内进给和深度进给两部分路线。对平面内进给，对外凸轮廓从切线方向切入，对内凹轮廓从过渡圆弧切入。在两轴联动的数控铣床上，对铣削平面槽形凸轮，深度进给有两种方法：一种是xz（或yz）平面来回铣削逐步进刀到即定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到即定深度。 本例进刀点选在（150，0），刀具在y+15之间来回运动，逐步加深铣削深度，当达到即定深度后，刀具在xy平面内运动，铣削凸轮轮廓。为保证凸轮的工件表面有较好的表面质量，采纳顺铣方式，即从（150，0）开始，对外凸轮廓，按顺时针方向铣削，对内凸轮廓按逆时针方向铣削，图A -56所示为铣刀在水平面的切入进给路线。 图A-56 平面槽形凸轮的切入进给路线 4. 选择刀具及切削用量 铣刀材料和几何参数要紧按照零件材料切削加工性、工件表面几何形状和尺寸大小不一选择；切削用量则依据零件材料特点、刀具性能及加工
毕业设计说明书 专业：数控技术 班级：数控3101 姓名：赵高飞 学号：29# 指导老师：刘武 陕西国防工业职业技术学院
目录 第一部分工艺设计说明书 (3) 1.零件图工艺性分析 (3) 2.毛坯选择 (3) 3.机加工工艺路线确定 (6) 4.工序尺寸及其公差确定 (12) 5.设备及其工艺装备确定 (14) 6.切削用量及工时定额确定 (15) 7.工艺设计总结 (16) 第二部分工序夹具设计说明书 (17) 1.工序尺寸精度分析 (17) 2.定位方案确定 (17) 3.定位元件确定 (17) 4.定位误差分析 (17) 5.夹具总装草图 (18) 第三部分工序量具设计说明书 (19) 1.工序尺寸精度分析 (19) 2.量具类型确定 (19) 3.极限量具尺寸公差确定 (19) 4.极限量具尺寸公差带图 (20) 5.极限量具结构设计 (20) 第四部分工序数控编程设计说明书 (21) 1.工件加工坐标系的建立 (21) 2.加工路线的确定 (21) 3.程序编写 (21) 第五部分毕业设计体会 (23) 第六部分参考资料 (24)
第一部分 工艺设计说明书 一.零件图工艺性分析 1.零件结构功用分析 平面槽形凸轮零件的主要作用是凸轮迫使从动件作往复的直线运动或摆动，起到了传递动力和扭矩的作用。 该零件属于盘类零件，主要由弧形凹槽、一个内孔和平 面组成。其中设计基准A 面、Φ12018 .00+孔的精度要求最高， 可用于做定位基准。根据各个面之间的形状及尺寸可知要用到普通铣床、数控铣床、立式加工中心等设备。工件材料为40Cr ，为低淬透性合金调制钢，具有较高的综合力学性能（即强度、硬度、塑性、韧性有良好的配合）；结构工艺性较好，设计合理。 凸轮零件是绕一根固定轴线旋转，回转时，凹槽侧面推动从动件绕固定轴旋转能够实现复杂的运动轨迹满足某些特定要求。它结构简单，紧凑，运动可靠。它用于各种机械，仪器，以及自动控制。 2.零件技术条件分析 通过对零件形状，尺寸和精度分析，该零件形状简单。该零件的主要加工表面为 Φ12018.00+两孔的加工。经分析其设计基准为下表面。 3.零件结构工艺性分析 该零件的材料为40Gr ，铬能急剧地提高马氏体的硬度，韧性和强度。增加组织的弥散度。40Gr 钢的温度较40钢高30-40摄氏度，强度高百分之二十。韧性也较高。铬钢的淬火温度范围较宽，不易过热。变形开裂倾向小。具有回火脆性，在480-650摄氏度，回火后需在油或水速冷，防止回火脆性。 二.毛坯选择 1.毛坯类型 毛坯是用来加工各种工件的坯料，毛坯主要有：铸件，锻件，焊件，冲压件及型材等。 （1） 铸件
《机械设计基础》 设计实践设计计算说明书 题目：盘形凸轮轮廓设计 学院：航天学院 班号：0818201班 学号：1081820101 姓名：宋春林 日期：2010年9月26日
《机械设计基础》设计实践任务书 题目：盘形凸轮轮廓设计设计原始数据及要求： 凸轮角速度ω方向：顺时针基圆半径：40mm 偏距：8mm 滚子半径：10mm 推杆运动规律：
目录 设计过程 (1) 1取比例尺并作基圆 (1) 2作反转运动，量取?0、?s、?0′、?s′,，等分?0、?0′ (1) 3计算推杆的预期位移 (1) 4确定理论轮廓线上的点 (1) 5绘制理论轮廓线 (2) 6绘制实际轮廓线 (3) 参考文献： (4)
设计过程 1取比例尺并作基圆 取比例尺为1:1，在图纸上选一个合适的位置作为凸轮回转中心，并以之为圆心，40mm 为半径绘出凸轮基圆。 2作反转运动，量取?0、?s、?0′、?s′,，等分?0、?0′ 在基圆上由起始点位置1出发，沿着?ω1回转方向依次量取?0=150°、?s=30°、?0′=120°、?s′=60°，并将推程运动角?0五等分，回程运动角?0′六等分。作出各等分线。 1 3计算推杆的预期位移 =30φ/150°（φ=0°~150°） ①等速推程时s=hφ ?0 计算结果见下表： ②等速回程时s=h?hφ ?0′ 计算结果见下表 以凸轮回转中心为圆心，8mm长为半径作偏距圆，找到各等分线与偏距圆的交点。过
这些交点分别作偏距圆的切线，这些切线与基圆相交后按照以上两表延长出相应的距离。其端点就是理论轮廓线上的点。 5绘制理论轮廓线 将上面的确定的理论轮廓线上的各点用一条光滑曲线连起来，就可以得到理论轮廓线。
凸轮曲线设计 当根据使用要求确定了凸轮机构的类型、基本参数以及从动件运动规律后，即可进行凸轮轮廓曲线的设计。设计方法有几何法和解析法，两者所依据的设计原理基本相同。几何法简便、直观，但作图误差较大，难以获得凸轮轮廓曲线上各点的精确坐标，所以按几何法所得轮廓数据加工的凸轮只能应用于低速或不重要的场合。对于高速凸轮或精确度要求较高的凸轮，必须建立凸轮理论轮廓曲线、实际轮廓曲线以及加工刀具中心轨迹的坐标方程，并精确地计算出凸轮轮廓曲线或刀具运动轨迹上各点的坐标值，以适合在数控机床上加工。 圆柱凸轮的廓线虽属空间曲线，但由于圆柱面可展成平面，所以也可以借用平面盘形凸轮轮廓曲线的设计方法设计圆柱凸轮的展开轮廓。本节分别介绍用几何法和解析法设计凸轮轮廓曲线的原理和步骤。 1 几何法 反转法设计原理： 以尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构为例： 凸轮机构工作时，凸轮和从动件都在运动。为了在图纸上画出凸轮轮廓曲线，应当使凸轮与图纸平面相对静止，为此，可采用如下的反转法：使整个机构以角速度(-w)绕O转动，其结果是从动件与凸轮的相对运动并不改变，但凸轮固定不动，机架和从动件一方面以角速度(-w)绕O转动，同时从动件又以原有运动规律相对机架往复运动。根据这种关系，不难求出一系列从动件尖底的位置。由于尖底始终与凸轮轮廓接触，所以反转后尖底的运动轨迹就是凸轮轮廓曲线。 1). 直动从动件盘形凸轮机构 尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构： 已知从动件位移线图，凸轮以等角速w顺时针回转，其基圆半径为r0，从动件导路偏距为e，要求绘出此凸轮的轮廓曲线。 运用反转法绘制尖底直动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的方法和步骤如下： 1) 以r0为半径作基圆，以e为半径作偏距圆，点K为从动件导路线与偏距圆的切点，导路线与基圆的交点B0(C0)便是从动件尖底的初始位置。 2) 将位移线图s-f的推程运动角和回程运动角分别作若干等分（图中各为四等分）。 3) 自OC0开始，沿w的相反方向取推程运动角(1800)、远休止角(300)、回程运动角(1900)、近休止角(600)，在基圆上得C4、C5、C9诸点。将推程运动角和回程运动角分成与从动件位移线图对应的等分，得C1、C2、C3
平面槽形凸轮零件加工工艺设计及编程 摘要：机械制造加工工艺技术是在人类生产实际中产生并不断发展的。机械制造加工工艺是机械制造业的基础，是生产高科技产品的保障。离开了它就不能开发出先进的产品和保证产品质量，降低成本和缩短生产周期，提高生产率，因此，一个好的加工工艺和程序，决定着一个企业的经济效益。 本设计说明书主要介绍了机械产品平面槽形凸轮零件的加工工艺设计及其程序编辑，其中包括：零件图的分析、零件的工艺分析、设计加工工艺方案、选择机床和加工工艺设备、确定切削用量、确定工序和走刀路线、零件机械加工过程卡、数控加工工序卡片、数控加工刀具卡片、加工工艺过程设计、编写加工工艺文件、以及编写加工程序等。 除了介绍平面类零件的加工工艺设计和孔的加工工艺方案的设计，还介绍了机械制造加工工艺与程序编辑在机械制造工业中的作用以及机械制造加工工艺技术的现状和发展。 在本毕业设计中研究了定位基准的选择，工件的定位方法，箱体零件的结构工艺性分析等。 同时在此次毕业设计中还运用到了MAutoCAD 、UG的画图功能和stercam 的仿真加工和自动编辑程序的功能。 本毕业设计说明书反映了机械制造加工工艺与夹具设计的宗旨是：保证和提高产品质量；提高劳动生产率；提高经济效益。 关键词：数控技术机械制造加工工艺工艺分析机设计加工工艺方案程序的编辑
Planar slot cam machining process design and programming Abstract: machinery manufacturing processing technology in human production practice and development.Machinery manufacturing processing machinery manufacturing industry is the foundation, is the production of high-tech products to protect.Left it unable to develop advanced products and ensure the quality of products, reduce the cost and shorten the production cycle, improve productivity, therefore, a good processing technology and program, deciding an enterprise economic benefits. This paper mainly introduces the mechanical product plane groove cam machining process design and program editing, including: parts of the plan, parts of the process analysis, design process, selection of machine tools and processing equipment, determine the cutting quantity, determine the process and take the knife line, parts machining process card, NC machining process card, NC machining tool cards, process design, preparation process, and the preparation of documents processing procedure. In addition to the introduction of planar parts processing technology design and machining process design, also introduced the machinery manufacturing machining process and program editing in machinery manufacturing industry and the role of mechanical manufacturing technology current situation and development. In the design of the school on the selection of location datum, the workpiece positioning method of box part structure, process analysis. At the same time in the graduation design also applies to MAutoCAD, UG drawing functions and mstercam simulation processing and automatic program editing function. This graduate design reflects the machinery manufacturing processing technology and fixture design of the purpose is: to ensure and improve product quality。to raise labor productivity。to raise economic benefits. Key words: numerical control technology in mechanical manufacturing process analysis of machine processing scheme of program editing.
盘形凸轮的四种设计方法 深圳市百特兴科技有限公司 周杰平 摘要：详细介绍运用SolidWorks 绘制盘形凸轮的不同方法，包括插件法、解析法、折弯法及仿真法。 关键词：盘形凸轮，插件法，解析法，折弯法，仿真法，余弦加速度， SolidWorks，EXCEL。 凸轮/连杆机构以其快速、稳定的特点，在很多的场合尤其是传统的制程设备中得以运用。但其缺点也很明显：适应性较差，结构相对比较复杂，开发周期长，凸轮加工精确要求比较高等,非标设备大多由伺服马达/步进马达、丝杆/同步带、气缸/油缸等替代。近年来，由于对设备产能要求越来也高，传统的凸轮/连杆机构又受到用户青睐。以动力电池制造设备中塑封制程为例。进口设备核心机构采用凸轮/连杆机构，产能在140件/分钟以上，国产设备采用伺服/丝杆驱动，产能则在50件/分钟左右。更为重要的是前者用于制程的有效时间更长，确保了品质的可靠性。凸轮的设计将成为机构设计工程是不可缺少的技能。 本文以盘形凸轮为研究对象，分别介绍几种不同的设计方法。 一、基本参数 1.1、凸轮基本参数 项目 代号 参数值 基圆直径 D 150 凸轮厚度 W 15 辊子直径 d 25 升程 h 50 表1 1.2、从动杆运动规律 动作 运动角度数 (Φ) 起始角度位置 终止角度位置 结束半径 运动规律 推程 120 0 120 125 余弦加速度 远休止角 30 120 150 125 回程 90 150 240 75 余弦加速度 近休止角 120 240 360 75 表2 注：余弦加速度(简谐运动)方程： S=h*[1-cos(πφ/Φ)]/2
图1 二、SolidWorks 插件法 2.1、如图2，打开SolidWorks，新建零件，关闭草图。菜单栏Toolbox -> 凸轮 如菜单栏无Toolbox，先加入插件。 图2 图3 2.2、设置。如图3 凸轮类型为圆形，推杆类型为平移，如果是偏心的，可作相应的选择；开始半径为基圆半径，开始角度根据<表2>填写；旋转方向为顺时针 2.3、运动如图4
典型零件（平面凸轮）的加工工艺分析案例 实例. 以图A-54所示的平面槽形凸轮为例分析其数控铣削加工工艺。 图A-54 平面槽型凸轮简图 案例分析： 平面凸轮零件是数控铣削加工中常用的零件之一，基轮廓曲线组成不外乎直线—曲线、圆弧—圆弧、圆弧—非圆曲线及非圆曲线等几种。所用数控机床多为两轴以上联动的数控铣床，加工工艺过程也大同小异。 1. 零件图纸工艺分析 图样分析主要分析凸轮轮廓形状、尺寸和技术要求、定位基准及毛坯等。 本例零件是一种平面槽行凸轮，其轮廓由圆弧HA、BC、DE、FG和直线AB、HG以及过渡圆弧CD、EF所组成，需要两轴联动的数控机床。材料为铸铁、切削加工性较好。 该零件在数控铣削加工前，工件是一个经过加工、含有两个基准孔直径为φ280mm、厚度为18mm 的圆盘。圆盘底面A及φ35G7和φ12H7两孔可用作定位基准，无需另作工艺孔定位。 凸轮槽组成几何元素之前关系清楚，条件充分，编辑时所需基点坐标很容易求得。 凸轮槽内外轮廓面对A面有垂直度要求，只要提高装夹度，使A面与铣刀轴线垂直，即可保证：φ35G7对A面的垂直度要求由前面的工序保证。
2. 确定装夹方案 一般大型凸轮可用等高垫块垫在工作台上，然后用压板螺栓在凸轮的孔上压紧。外轮廓平面盘形凸轮的垫板要小于凸轮的轮廓尺寸，不与铣刀发生干涉。对小型凸轮，一般用心轴定位，压紧即可。 根据图A-54所示凸轮的结构特点，采用“一面两孔”定位，设计一“一面两销”专用夹具。用一块320mm×320mm×40mm的垫块，在垫块上分别精镗φ35mm及φ12mm两个定位销孔的中心连接线与机床的x轴平行，垫块的平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查。 图A-55为本例凸轮零件的装夹方案示意图。采用双螺母夹紧，提高装夹刚性，防止铣削时因螺母松动引起的振动。 图A-55凸轮装夹示意图 确定进给路线3. 进给路线包括平面内进给和深度进给两部分路线。对平面内进给，对外凸轮廓从切线方向切入，对内凹轮廓从过渡圆弧切入。在两轴联动的数控铣床上，对铣削平面槽形凸轮，深度进给有两种方法：一种是xz（或yz）平面来回铣削逐渐进刀到即定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到即定深度。 本例进刀点选在（150，0），刀具在y+15之间来回运动，逐渐加深铣削深度，当达到即定深度后，刀具在xy平面内运动，铣削凸轮轮廓。为保证凸轮的工件表面有较好的表面质量，采用顺铣方式，即从（150，0）开始，对外凸轮廓，按顺时针方向铣削，对内凸轮廓按所示为铣刀在水平面的切入进给路线。A-56逆时针方向铣削，图
第4章习题 4-1 移动从动件盘形凸轮机构中，凸轮以转速为400r/min等速回转，工作要求从动件的运动规律如图4-6所示；当凸轮转速90°时，从动件在起始位置停歇不动；凸轮再转过90°时，从动件上升38.1mm；当凸轮又转过90°时，从动件停歇不动；当凸轮转过一周中剩余的90°时，从动件返回原处。试设计从动件的运动规律，并写出以坐标原点0为起点的从动件的位置方程式。 4-2 图4-7所示为凸轮机构从动件的速度曲线，它由四段直线组成。要求：在题图上画出推杆的位移曲线、加速度曲线；判断在哪几个益有冲击存在，是刚性冲击还是柔性冲击；在图示的F位置，凸轮与推杆之间有无惯性力作用，有无冲击存在。 ?=π/2，行程h=50mm。 4-3 在直动从动件盘形凸轮机构中，已知推程时凸轮的转角 求当凸轮转速ω1=10rad/s时，等速、等加速等减速、余弦加速度和正弦加速度四种常用的 ?。 基本运动规律的最大速度υmax、最大加速度αmax以及所对应的凸轮转角 0 4-4 在图4-8所示的从动件位置移线图中，AB段为摆线运动，BC段为简谐运动。若 ?要在两段曲线交界处的B点从动件的速度和加速度分别相等，试根据图中所给数据确定 2角的大小。 4-5 图4-9中给出了某直动从动件盘形凸轮机构的从动件的速度线图。要求： （1）画出其加速度和位移线图； （2）说明此种运动规律的名称及特点（υ、α的大小及冲击的性质）。 4-6 试求一个对心平底推杆盘状凸轮的廓线方程。已知推杆的平底与其导路垂直，基圆半径r b=45mm，凸轮顺时针方向匀速转动。要求当凸轮转动120°时，推杆以等加速等减速运动上升15mm；再转过60°时，推杆以正弦加速度运动回到原位置；凸轮转过一周中的其余角度时，推杆静止不动。 4-7 试以图解法设计一摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线。已知l OA=55mm，r o=25mm，l AB=50mm，r T=8mm，凸轮逆时针方向匀速转动。要求当凸轮转过180°时，推杆以余弦加速度运动向上摆动φ=25°；转过一周中的其余角度时，推杆以正弦加速度运动摆回到原位置。 4-8 用图解法设计摆动从动件圆柱凸轮。圆柱凸轮以等角速回转一圈时，从运件往复 ?=180°，从动件以等加速等减速摆动一次，其运动规律为：凸轮按图4-10所示方向回转
描述：数控加工生活中需要加工各种的零部件，在生产加工过程中，我们会遇到一些凸轮类零件，凸轮零件在生活中的应用随处可见，我们要如何加工凸轮类零件呢？我们应该慎重的选择切削参数，刀具，性能好的机床和合适的铣削... 摘要：数控加工生活中需要加工各种的零部件，在生产加工过程中，我们会遇到一些凸轮类零件，凸轮零件在生活中的应用随处可见，我们要如何加工凸
轮类零件呢？我们应该慎重的选择切削参数，刀具，性能好的机床和合适的铣削方式以达到要求的位置精度，形状精度和尺寸精度，并且要知道加工过程中发生欠切和过切现象的分析和解决方法。 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的工件，凸轮的主要功能是使从动杆按照工作需求完成各种复杂的运动，包括直线运动、摆动，等速运动和不等速运动。 凸轮一般可分为三大类： 盘形凸轮：凸轮为绕固定轴线转动且有变化直径的盘形构件。 移动凸轮：凸轮相对机架做直线运动的构件。 圆柱凸轮：凸轮是圆柱体，可以看做是将移动凸轮卷成一个圆柱体。 按从动件的形状分四类：①平底式从动件。顶尖式从动件。②曲底式从动件。 ③滚子式从动件。④顶尖式从动件。 按凸轮与从动件维持运动副接触的方式分两类：①几何形封闭方式。②力封闭方式。 本文举例的凸轮按规格分别属于盘形凸轮、平底式从动件和几何封闭方式。我们从拿到图纸和毛坯到成品的完成需经以下步骤：零件图纸的阅读；确定装夹方案；确定进给路线；选择刀具及切削用量；编制程序，加工和测量检测；加工后的处理。 1 工艺分析 1.1 零件图分析 凸轮由于本身运动规律和传递力的特殊性，在各种自动机械、仪表及自动控制装置中被广泛应用。该凸轮工件是一种平面槽形凸轮，槽宽28mm，工作表面粗糙度为Ra1.6um，材料为HT300。 工件在数控铣削加工前，φ35G7和φ12H7的两个基准孔及凸轮槽之外的其他尺寸已加工，半产品为一圆盘。 1.2 确定装夹方案 一般大型凸轮可以采用等高垫铁垫在工作台上，中心孔找正后，确定坐标原点，然后用压板螺丝在凸轮的工艺孔上压住。外轮廓平面盘形凸轮的垫块要小于凸轮的轮廓尺寸，不与铣刀发生干涉。对于小型凸轮，一般用心轴定位、压紧即可。 根据本文的凸轮结构特点，采用一面两孔定位，以圆盘底面和φ35G7、φ12H7的两孔作定位基准，并设计一个一面两销的专用夹具。用一块 320mmx320mmx40mm
云南广播电视大学云南国防工业职业技术学院 机械与电子工程学院 毕业论文（设计）课题:典型凸轮零件的加工及编程 教研室 专业机械制造及自动化 班级 学生姓名周涛 评阅教师
目录摘要、关键词 1 零件图样的分析 1.1 零件毛坯的确定 1.2 零件材料力学性能的分析 1.3 机床的选择 1.4 加工中心的特点 1.5 该零件加工难点分析 2 零件加工工艺分析 2.1 零件加工方法的选择 2.2 零件加工阶段的划分 2.3 零件定位基准的选择 3 工序的设计与划分 3.1 零件加工工序的划分与安排 3.2 走到路线和工步顺序的确定 3.3 定位、夹紧方案、夹具的确定 3.4 零件加工所用刀具的确定 3.5 切削用量的确定 3.5.1 切削工艺参数的确定 3.5.2 切削用量三要素的计算方法 3.5.3刀具与切削用量表格的制定 4 零件的加工程序及解释 5 总结，遇到的问题和解决方法 结束语 参考文献
[摘要]发动机的核心主要取决于其内部的凸轮机构，一个凸轮零件的好坏直接影响到发动机的使用性能。本片论文议论的是发动机里面凸轮机构的典型凸轮零件在加工中心上完成零件复杂轮廓及其孔系的加工工艺过程。 在第一章讲了零件图的工艺分析，主要从尺寸精度要求、形位公差及表面粗糙度方面来分析。第二章主要讲了零件的加工工艺分析，主要讲了加工阶段的划分、加工方法的选择及定位基准的选择。第三章讲了该凸轮零件在加工过程中工序的设计与划分，主要包括：走刀路线和工步顺序的安排与确立、工件的定位与夹紧方法的确立、刀具及量具的确定、切削用量的确定、对到点与换刀点的确立。第四章为零件加工程序的编制。第五章为该零件加工做出总结。[关键词]机床的选择、工艺分析、定位与夹紧方案的确立、程序的编制、零件的加工、测量
平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制 一，本课题来源及研究的目的和意义。 本文主要研究了平面凸轮机构轮廓的数控铣削工艺以及在此基础上的数控铣床的程序编制。了解数控铣床在凸轮加工中的运用从而完成盘形凸轮数控铣工艺性分析及程序编制和槽形凸轮数控铣工艺性分析及编写数控加工工艺文件。数控编程技术是数控技术重要的组成部分。从数控机床诞生之日起数控编程技术就受到了广泛关注，成为CAD/CAM系统的重要组成部分，各工业发达国家业投入了大量的人力物力开发实用的数控编程系统。本文以数控编程中的加工工艺分析及设计为出发点，着力分析零件图，从数控加工的实际角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在了解数控加工铣削基础、数控铣床刀具的选用、数控加工工件的定位与装夹、拟定加工方案、确定加工路线和加工内容以及对一些特殊的工艺问题处理的基础上，控制数控编程过程中的误差，从而大大缩短了加工时间，提高了效率，降低了成本。因此，在编程中合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。 二，本课题所涉及的问题在国内外研究及分析。 1．国外数控机床的发展趋势 1.1 高速化 随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。 （1）主轴转速：机床采用电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转速达200000r/min；进给率：在分辨率为0.01μm时，最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精确加工；运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障，由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24～240m/min的进给速度； （2）换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右，高的已达0.5s。德国Chiron公司其刀到刀的换刀时间仅0.9s。 1.2 高精度化 数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。 （1）提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC 控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法； （2）采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。 （3）采用网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度，并通过仿真预测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳定，能够在不同运行条件下完成多种加工任务，并保证零件的加工质量. 1.3 功能复合化 复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心、车铣复合——车削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等；工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工，减少了误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于
机械制造 课程设计说明书 设计题目凸轮零件的机械加工工艺 规程及夹具设计 设计者： 指导老师： 长春理工大学 机电工程学院 2009年9月17日
机械制造课程计任务书 题目：凸轮零件的机械加工工艺规程及夹具设计 内容： 1.零件图(1:1) 1张 2.毛坯图(1:1) 1张 3.机械加工工艺过程综合卡片1张 4.夹具设计装配图1张 5.夹具设计零件图2张 6.课程设计说明书1份 班级: 学生:
序言 (2) 一.零件的分析 (2) 二. 工艺规程设计 (2) （一）.确定毛坯的制造形式 (2) （二）.基面的选择 (2) （三）.制订工艺路线 (2) （四）.机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (3) （五）.确定切削用量及基本工时 (3) 三.夹具具设计 (7) （一）.问题的提出 (8) （二）.夹具设计 (8) 参考文献 (9)
机械制造技术基础课程设计是在我们学完了大学的全部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总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中站有重要地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性尊来呢，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作大遐一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 一.零件的分析 凸轮共有两组加工表面，它们之间有一定的位置关系，现分析如下： 1.以Ф28mm 孔加工中心的表面 这一组加工的表面包括Φ28mm 孔及其倒角，尺寸为30mm 的键槽，两个Φ6mm 的 工艺孔和宽度为16±0.1mm 凸轮槽，其中Φ28mm 孔和键槽为主要加工表面。 2.以大端面为加工对象的表面，这组加工表面包括孔Φ28mm 的大小两个端面。 这两组加工表面之间有着一定的位置精度要求，主要是Φ28mm 孔大端面相对于Φ28mm 孔垂直度公差为0.05mm 由以上分析可知，对这两组加工表面，要先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的相对位置精度要求。 二．工艺规程设计 （一）.确定毛坯的制造形式 零件材料为45钢，考虑到凸轮在使用时反复冲击小，因此选用铸件，就能满足工作需要，由于零件的年产量为大批大量生产，形状较简单，尺寸不大，可采用沙箱铸造。 （二）.基面的选择 1．粗基准的选择:由于零件大端是以孔心为基准的，则应在保证Φ28mm 孔心精度的基础上加工大端面，所以以大端面为粗基准是合理的。 2．考虑到大端面相对Φ28mm 孔的位置关系，取Φ28mm 孔为精基准。 （三）.制订工艺路线 工艺路线 工序Ⅰ 扩孔至Φ27.7mm ，绞孔，保证尺寸Φ28021 .00+ mm 。以大端面为粗基准，选用数控 式升降台铣床KX5012。 工序Ⅱ 钻通孔2?6mm ，保证尺寸55±0.1mm ，R47±0.1mm ，10°±1°。以Φ28021.00+ mm 孔外圆为基准，选用ZF5132。 工序Ⅲ 粗铣上端面，精铣上端面保证Ra3.2。粗铣下端面，精铣下端面，保证Ra3.2。以孔外圆为基准，选用数控式升降台铣床KX5012。 工序Ⅳ 加工键槽，保证尺寸6022 .00+mm ，30013 .00 +mm 和粗糙度Ra6.3。以Φ28021.00 + mm 孔 外圆为基准，选用拉床。 工序Ⅴ 粗铣凸轮槽，深度7mm;精铣凸轮槽，宽度保证16±0.1mm ，深度8mm 。以Φ28021.00+ mm 孔外圆为基准，选用数控式升降台铣床KX5012。
直动从动件盘形凸轮机构设计 一、设计题目 行程 （mm ） 升程运动角（。） 升程运动规律 升程许用压力角 回程运动 角 回程运动规律 回程许用压力角 远休止角 近休止角 25 60 多项式3-4-5 35 80 余弦加速度 70 100 120 二、凸轮推杆升程、回程运动方程（设s rad /1=ω） 1、凸轮推杆升程运动方程（0≤?≤ 3 π） 升程采用多项式3-4-5，将已知条件代入3-4-5多项式，即将mm h 25=，3 0π = Φ代入，得： ??????????? ???+??? ???-??? ???=5 433/63/153/1025π?π?π?s ； ? ?????????? ???+??? ???-??? ???=4 323/303/603/303/25π?π?π?πv ；??? ? ??????? ???+??? ???-??? ???= 3 22 3/1203/1803/60)3/(25 π?π?π?πa 。 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（3π≤?≤98π ） 25==h s ； 0=v ； 0=a 。 3、凸轮推杆回程运动方程（98π≤?≤ 3 4π ） 回程采用余弦加速度，将mm h 25=，9 4' 0π=Φ代入，得： ????? ???????-+= )98(9/4cos 1225π?ππs ； ?? ????-= )98(9/4sin )9/4(225π?ππ ππv ； ??????-=)98(9 /4cos )9/4(22522π?ππππa 。
4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（ 3 4π ≤?≤π2） 0=s ； 0=v ； 0=a 。 三、凸轮推杆位移、速度、加速度曲线图 1、位移曲线图 Matlab 程序： x=0:0.001:(pi/3); s1=25*(10*(3*x/pi).^3-15*(3*x/pi).^4+6*(3*x/pi).^5); y1=(pi/3):0.001:(pi*8/9); s2=25*ones(size(y1)); z=(pi*8/9):0.001:(4*pi/3); s3=12.5*(1+cos(pi*(z-pi*8/9)/(4*pi/9))); m=(4*pi/3):0.001:(2*pi); s4=0*ones(size(m)); plot(x,s1,'black',y1,s2,'black',z,s3,'black',m,s4,'black'); title('推杆线位移图'); xlabel('φ(rad)'); ylabel('S(mm)'); grid on ; 2、速度曲线图 Matlab 程序： x=0:0.001:(pi/3); v1=25*30*((3*x/pi).^2-2*(3*x/pi).^3+(3*x/pi).^4)/(pi/3); y1=(pi/3):0.001:(8*pi/9);
一、填空题 [1]___________________________决定了从动杆的运动规律。 [2]凸轮机构中，凸轮基圆半径愈___________，压力角愈___________ ，机构传动性能愈好。 [3]凸轮机构是由___________________、____________________、 ____________________三个基本构件组成的。 [4]凸轮机构中的压力角是指__________________________________________间的夹角。 [5]凸轮机构常用的从动件运动规律有_______________________________， ________________________________________，__________________________________及__________________________________。 [6]以凸轮的理论轮廓的最小向径为半径所做的圆称为凸轮的______________________。 [7]在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越_____________，所设计的机构越紧凑，但是压力角_______________使机构的工作情况变坏。 [8]按凸轮的形状凸轮可分为________________________、____________________________、和___________________________三大类。 [9]在凸轮机构的设计中，适当加大凸轮的________________________是避免机构发生运动失真的有效措施。 [10]通常，可用适当增大凸轮________________________的方法来减小最大压力角。 [11]平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构，其压力角等于_______________________。 [12]对于尖顶直动从动件凸轮机构，在其余条件不变的情况下，基圆半径越小，机构的传动效率____________________。 [13]在直动从动件盘形凸轮机构的设计中，若基圆半径减小，则推程的压力角____________________。 [14]设计滚子从动件盘形凸轮机构时，滚子中心的轨迹称为凸轮的_____________________廓线；与滚子相包络的凸轮廓线称为_________________廓线。 [15]在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中，________________________运动规律则没有冲击。 [16]从动件作等速运动的凸轮机构中，其位移线图是_________________线。 [17]用作图法绘制直动从动件盘形凸轮廓线时，常采用____________________法。 [18]在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中，_________________________、___________________________运动规律产生柔性冲击。 [19]凸轮机构中，从动件根据其端部结构型式，一般有________________________________、________________________________、____________________________等三种型式。 [20]盘形凸轮的基圆半径是_________________上距凸轮转动中心的最小向径。 [21]移动从动件盘形凸轮机构，当从动件运动规律一定时，欲降低升程的压力角，可采用的措施是___________________________。 [22]在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中，___________________运动规律使凸轮机构产生刚性冲击。 [23]凸轮的基圆半径是从_____________________到__________________的最短距离。 [24]设计滚子推杆盘形凸轮轮廓线时，若发现凸轮轮廓线有变尖现象，则在尺寸参数的改变上应采取的措施是_______________________或___________________________。 二、判断题 [1]凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。( ) [2]凸轮机构中从动件选用等速运动规律时，从动件的运动没有冲击。（） [3]凸轮机构中从动件作等加速等减速运动规律时，将会产生刚性冲击。（） [4]为了保证凸轮机构传动灵活，必须控制压力角，为此规定了压力角的许用值。( )