毕业设计（论文）
标题：平面凸轮零件的加
工工艺和数控编程
学生姓名：唐树斌
系部：
专业：数控
班级： 11春
指导教师：
摘要
平面凸轮零件的加工体现在对材料的选择、刀具的选择、工装夹具、定位元件、基准的选择、定位方式、对刀、工艺路线拟定、程序的编制、数控车、数控铣等。
着重说明了数控加工工艺设计的主要内容、数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点、数控刀具的要求与特点、数控刀具的材料、选择数控刀具时应考虑的因素、工件的安装、定位误差的概念和产生的原因、数控车床的主要加工对象、数控车床的坐标系、零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定、工步顺序的安排、切削参数选择、数控铣床的主要加工对象等。全面审核投入生产制造中。其中轴的数控加工工艺分析、装夹、基准的选择、工艺路线的拟定、程序的编制既是重点又是难点。
关键词
刀具，加工工艺，铣床类型，程序编程，夹具，等等。
目录
摘要 (1)
一、零件图样分析 (3)
（一）结构分析 (3)
（二）选材分析 (4)
二、工件的装夹 (6)
（一）技术要求分析 (6)
（二）数控铣床夹具 (6)
（三）通用夹具 (7)
（四）数控铣削夹具的选用原则 (8)
（五）工件的装夹方法和装夹方式 (8)
（六）工件的定位 (8)
（七）定位基准的选择 (10)
(八)数控铣刀的选择 (11)
（九）铣刀的直径选择 (13)
（十）零件图的工艺性分析 (14)
（十一）零件的结构工艺性分析 (17)
（十二）工序的划分 (19)
一、零件图样分析
如图所示
图1-1
（一）结构分析
该零件为平面凸轮零件，外型是一个厚度为19MM，直径为280的圆盘。中间有一个凹槽宽度为41MM。靠左方向有一个直径为65的凸轮。中间还有一个圆孔直径为35。因为结构比较简单所以只需要用数控铣床铣出来就可以在保证它的质量之前。
（二）选材分析
机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转
化为符合产品要求的零件。一个相同结构相同要求的机器零件，可以采用几种不同的工艺过
程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理的。
所以此平面凸轮零件应选择最经济，最符合实际条件的材料。因为凸轮运转速度比较高所以强度要求高。塑性和韧性要求都比较高。所以我们选择45号钢。我们可以分析以下45号的性能。45号钢又名优质碳素钢。
抗拉强度: ≥600 (MPa)
屈服强度: ≥355 (MPa)
延长率: ≥16%
断面收缩率: ≥40%
布氏硬度: ≤197
材料化学成分组成
元素比例(%)
碳C : 0.42～0.50
铬Cr ; ≤0.25
锰Mn ; 0.50～0.80
镍Ni ; ≤0.25
磷P ; ≤0.035
硫S ; ≤0.035
硅Si ; 0.17～0.37
试样毛坯尺寸/mm300
推荐热处理/℃|正火: 850
推荐热处理/℃|淬火: 840
推荐热处理/℃|回火: 600
力学性能|σb/MPa≥: 600
力学性能|σs/MPa≥: 355
力学性能|δ5(%)≥: 16
力学性能|ψ(%)≥: 40
力学性能|AKU/J≥: 39
钢材交货状态硬度HBS10/3000，≤|未热处理钢: 229
钢材交货状态硬度HBS10/3000，≤|退火钢: 197
特性及应用
未热处理时：HB≤229
热处理：正火
冲击功：Aku≥39J
强度较高，塑性和韧性尚好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油中淬火。焊
牌号: 45
应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。
二、工件的装夹
（一）技术要求分析
由零件简图可知，该零件是一个盘型凸轮。它的质量要求是：
（1）：表面间的平行度和垂直度，为了保证配合能够紧密贴和。所以工件应该装的平稳。
（2）：表面粗糙度和经济等级，一般表面精度为IT6以上。表面粗糙度＜0.1高精度的表面。
（3）：孔和槽的精度，垂直度，粗糙度。最终精度可达IT6-IT10。粗糙度1.6-0.4Μm。垂直度要求高。
（4）其它部分达到尺寸要求即可。
加工的关键问题是如何保证平面凸轮零件的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度。
（二）数控铣床夹具
1.数控铣床夹具的定义和分类
在数控铣床上用于装夹工件的装置称为车床夹具。
铣床夹具可分万能组合夹具，专用铣切夹具，多工位夹具，气动或液压夹具，真空夹具。还有虎钳和分度头三爪卡盘这几种通用夹具。
夹具的作用：简单的定位和夹紧。
（1）：为保持零件安装方位与机床坐标系及程编坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。
（2）：为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。
（3）夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计，当非要在加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。
（三）通用夹具
数控铣削加工常用的夹具大致有下列几种：
1）万能组合夹具适用于小批量生产或研制时的中、小型工件在数控铣床上进行铣加工。
2）专用铣切夹具是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在批量生产或研制时非要不可时采用。
3）多工位夹具可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，也便于一面加工，一面装卸工件，有利于缩短准备时间，提高生产率，较适宜于中批量生产。
4）气动或液压夹具适用于生产批量较大，采用其他夹具又特别费工、费力的工件。能减轻工人劳动强度和提高生产率，但此类夹具结构较复杂，造价往往较高，而且制造周期较长。
5）真空夹具适用于有较大定位平面或具有较大可密封面积的工件。有的数控铣床(如壁板铣床)自身带有通用真空平台，在安装工件时，对形状规则的矩形毛坯，可直接用特制的橡胶条（有一定尺寸要求的空心或实心圆形截面）嵌入夹具的密封槽内，再将毛坯放上，开动真空泵，就可以将毛坯夹紧。对形状不规则的毛坯，用橡胶条已不太适应，须在其周围抹上腻子(常用橡皮泥)密封，这样做不但很麻烦，而且占机时间长，效率低。为了克服这种困难，可以采用特制的过渡真空平台，将其叠加在通用真空平台上使用。
除上述几种夹具外，数控铣削加工中也经常采用虎钳、分度头和三爪夹盘等通用夹具。
（四）数控铣削夹具的选用原则
在选用夹具时，通常需要考虑产品的生产批量，生产效率，质量保证及经济性等，选用时可参照下列原则：
1）在生产量小或研制时，应广泛采用万能组合夹具，只有在组合夹具无法解决工件装夹时才可放弃；
2）小批或成批生产时可考虑采用专用夹具，但应尽量简单；
3）在生产批量较大时可考虑采用多工位夹具和气动；液压夹具。
因为此种零件属于大批量生产，外型比较简单可以采用多工位夹具和气动；
液压夹具。
（五）工件的装夹方法和装夹方式
在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹紧方案。在选择时应注意以下几点：
1）力求设计、工艺和编程计算的基准统一。
2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。
3）避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。
根据工件特点，用一块320㎜×320㎜×40㎜的垫块，在垫块上分别精镗Ф35㎜及Ф12㎜两个定位孔（当然要配定位销），孔距离80±0.015㎜，垫板平面度为0.05㎜，该零件在加工前，先固定夹具的平面，使两定位销孔的中心连线与机床x轴平行，夹具平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查。
（六）工件的定位
工件的定位的目的是使工件在夹具中相对机床，刀具都有一个确定的位置。工件上用来定位的表面称为定位基准面，而在工序图上，用来规定本工序加工表面的位置的基准为工序基准。
在切削加工过程中，要使工件的各个加工表面的尺寸、形状及位置精度符合规定要求，必须使工件在机床或夹具中占有一个确定的位置。定位就是确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程。工件定位是否准确，决定了工件的加工精度能否达到要求。在成批生产中，工件夹紧后，使之与车床、刀具保持一个确定的相对位置，也是缩短加工时间，提高生产效率的决定因素之一。
（2）工件的定位原理
1．六点定位原理
物体在空间的任何运动，都可以分解为相互垂直的空间直角坐标系中的六种运动。其中三个是沿三个坐标轴的平行移动，分别以x,y、z表示；另三个是绕三个坐标轴的旋转运动，分别以x,y,z表示，如图2-1所示。这六种运动的可能性，称为物体的六个自由度。在夹具中适当地布置六个支承，使工件与六个支承接触，就可消除工件的六个自由度，使工件的位置完全确定。这种采用布置恰当的六个支承点来消除工件六个自由度的
图2-1
在图2-1中，xOy坐标平面上的三个支承点限制了工件的z,x,y三个自由度；y02坐标平面的两个支承点限制了z.x两个自由度;xoz坐标平面上的一个支承点限制了矿一个自由度。这种必须使定位元件所相当的支承点数目刚好等于六个，且按3：1：1的数目分布在三个相互垂直的坐标平面上的定位方法称为六点定则，或称为六点定位原理。
1．完全定位
工件在夹具中定位时，如果夹具中的六个支承点恰好限制了工件的六个自由度，使工件在夹具中占有完全确定的位置，这种定位方式称为完全定位，如图2—2所示。
2．不完全定位
定位元件的支承点，完全限制了按加工工艺要求需要限制的自由度数目，但却少于六个自由度。
如图2-2所示为阶梯面零件，需要在铣床上铣阶梯面。其底面和左侧面为高度和宽度方向的定位基准，阶梯槽是前后贯通的，故只需限制五个自由度(底面三个支承点，侧面两个支承点)。
图2-2
因为工件无须铣台阶面。所以我们可以采用完全定位方式。
（七）定位基准的选择
（1）基准及分类
（1）：基准：零件上用来确定其他点，线，面所依据的点线，面。
（2）基准的分类：依据用途不同基准可分为两类，设计基准，工艺基准。(2)定位基准的选择
1.精基准的选择
选择精基准时，应能保证加工精度和装夹的可靠方便，可按下列原则：
1）基准重合原则
2）基准统一
3）自为基准原则
4）互为基准原则
5）保证工件定位准确、加紧可靠、操作方便的原则
2、粗基准的选择
粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量，同时为后续工序提供精基准面。具体按以下原则选择：
1)为了保证加工面和非加工面的位置要求，应选非加工面为粗基准。
2)合理分配各加工面的余量
3)粗基准要避免重复使用。
4)粗基准的表面应平整光洁。
5)余量均匀原则
此凸轮零件我们先用毛坯夹在车床上车一个平整光滑的平面，再以此平面作为粗基准。然后把此平面安装在铣床上加工出厚度为35MM的工件。定位基准采用“一面两孔”定位，即用圆盘X面和两个基准孔作为定位基准。加工出此零件的外型。再以以上的定位基准加工出凹槽和凸轮以及凸轮上面的通孔。
(八)数控铣刀的选择
（1）对刀具的要求
1）铣刀刚性要好一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。当工件各处的加工余量相差悬殊时，通用铣床遇到这种情况很容易采取分层铣削方法加以解决，而数控铣削就必须按程序规定的走刀路线前进，遇到余量大时无法象通用铣床那样“随机应变”，除非在编程时能够预先考虑到，否则铣刀必须返回原点，用改变切削面高度或加大刀具半径补偿值的方法从头开始加工，多走几刀。但这样势必造成余量少的地方经常走空刀，降低了生产效率，如刀具刚性较好就不必这么办。
2）铣刀的耐用度要高尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而磨损较快，就会影响工件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低了工件的表面质量。
除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的。总之，根据被加工工件材
料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。
（2）常用铣刀种类
1）盘铣刀一般采用在盘状刀体上机夹刀片或刀头组成，常用于端铣较大的平面。
2）端铣刀端铣刀是数控铣加工中最常用的一种铣刀，广泛用于加工平面类零件，图2-3是两种最常见的端铣刀。端铣刀除用其端刃铣削外，也常用其侧刃铣削，有时端刃、侧刃同时进行铣削，端铣刀也可称为圆柱铣刀。
图 2-3
3）成型铣刀成型铣刀一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，适用于加工平面类零件的特定形状（如角度面、凹槽面等），也适用于特形孔或台。图2-4示出的是几种常用的成型铣刀。
图 2-4
4）球头铣刀。适用于加工空间曲面零件，有时也用于平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工。图2-5是一种常见的球头铣刀。
图 2-5
图 2-6 5）鼓形铣刀。图2-6是一种典型的鼓形铣刀，主要用于对变斜角类零件的变斜角面的近似加工。
除上述几种类型的铣刀外，数控铣床也可使用各种通用铣刀。但因不少数控铣床的主轴内有特殊的拉刀装置，或因主轴内孔锥度有别，须配制过渡套和拉杆。
因为此零件比较简单。（1）铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形面铣刀。（2）孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工刀具。（3）铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀。
（4）立铣刀主要用于立式铣床上加工凹槽，台阶面，成型面等是数控铣削中最常用的一种铣刀。
（九）铣刀的直径选择
（1）平面铣削应选用不重合磨硬质合金端铣刀，立铣刀，或可转位铣刀。一般采用二次走刀，一次粗铣，一次精铣。
（2）镶硬质合金刀片的端铣刀和立铣刀主要用于加工凸台，凹槽和箱口面。为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后利用刀具的半径补偿功能铣削槽的两边，直径达到精度要求为止。
（3）加工余量小并且要求表面粗糙度较底时应采用立方CBN刀片端铣刀或陶瓷刀片端铣刀。
（4）铣削盘类零件的周边轮廓一般采用立铣刀。所用铣刀的刀具半径一定要小于零件内轮廓的最小曲率半径，一般采用采用最小曲率半径为0.8-0.9即可。零件的加工高度最好不要超过刀具的半径。
（5）铣毛坯面时，最好选用应质合金波纹立铣刀。应质合金波纹立铣刀在机床，刀具，工件系统允许的情况下可进行强力切削。
（十）零件图的工艺性分析
针对数控铣削加工的特点，下面列举出一些经常遇到的工艺性问题，作为对零件图进行工艺性分析的要点来加以分析与考虑。
图2-7 图2-8 （1）图纸尺寸的标注方法是否方便编程，构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要，各几何元素的相互关系(如相切、相交、垂直和平行等)是否明确，有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等等。
（2）零件所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证。不要以为数控机床加工精度高而放弃这种分析。特别要注意过薄的腹板与缘板的厚度公差，“铣工怕铣薄”，数控铣削也是一样，因为加工时产生的切削拉力及薄板的弹性退让极易产生切削面的振动，使薄板厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也将
提高。根据实践经验，当面积较大的薄板厚度小于3mm时就应充分重视这一问题。因为此零件的厚度比较厚因此加工方面无须担心。
（3）零件图中各加工面的凹圆弧(R与r)是否过于零乱，是否可以统一。因为在数控铣床上多换一次刀要增加不少新问题，如增加铣刀规格，计划停车次数和对刀次数等，不但给编程带来许多麻烦，增加生产准备时间而降低生产效率，而且也会因频繁换刀增加了工件加工面上的接刀阶差而降低了表面质量。所以，在一个零件上的这种凹圆弧半径在数值上的一致性问题对数控铣削的工艺性显得相当重要。一般来说，即使不能寻求完全统一，也要力求将数值相近的圆弧半径分组靠拢，达到局部统一，以尽量减少铣刀规格与换刀次数。
（4）零件上有无统一基准以保证两次装夹加工后其相对位置的正确性。有些工件需要在铣完一面后再重新安装铣削另一面，如图b所示。由于数控铣削时不能使用通用铣床加工时常用的试削方法来接刀，往往会因为工件的重新安装而接不好刀(即与上道工序加工的面接不齐或造成本来要求一致的两对应面上的轮廓错位)。为了避免上述问题的产生，减小两次装夹误差，最好采用统一基准定位，因此零件上最好有合适的孔作为定位基准孔。如果零件上没有基准孔，也可以专门设置工艺孔作为定位基准(如在毛坯上增加工艺凸耳或在后继工序要铣去的余量上设基准孔)。如实在无法制出基准孔，起码也要用经过精加工的面作为统一基准。如果连这也办不到，则最好只加工其中一个最复杂的面，另一面放弃数控铣削而改由通用铣床加工。
（5）分析零件的形状及原材料的热处理状态，会不会在加工过程中变形，哪些部位最容易变形。因为数控铣削最忌讳工件在加工时变形，这种变形不但无法保证加工的质量，而且经常造成加工不能继续进行下去，“中途而废”。这时就应当考虑采取一些必要的工艺措施进行预防，如对钢件进行调质处理，对铸铝件进行
退火处理，对不能用热处理方法解决的，也可考虑粗、精加工及对称去余量等常规方法。此外，还要分析加工后的变形问题，采取什么工艺措施来解决。
因为此工件结构形状简单，适合编程。
（十一）零件的结构工艺性分析
零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。主要考虑如下几方面。
(1) 有利于达到所要求的加工质量
①合理确定零件的加工精度与表面质量
图2-9
加工精度若定得过高会增加工序，增加制造成本，过低会影响机器的使用性能，故必须根据零件在整个机器中的作用和工作条件合理地确定，尽可能使零件加工方便制造成本低。
②保证位置精度的可能性
为保证零件的位置精度，最好使零件能在一次安装中加工出所有相关表面，这样就能依靠机床本身的精度来达到所要求的位置精度。如图4-6(a)所示的结构，不能保证φ80㎜与内孔φ60㎜的同轴度。如改成图(b)所示的结构，就能在一次安装中加工出外圆与内孔，保证二者的同轴度。
(2) 有利于减少加工劳动量
①尽量减少不必要的加工面积减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。图2-10中的轴承座减少了底面的加工
面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。图4-8(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。
图2-10
图2-11
②尽量避免或简化内表面的加工
图2-12
因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图2-10所示箱体，将图(a)的结构改成图(b)所示的结构，这样不仅加工方便而且还有利于装配。再如图4-11所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。
图2-13
（十二）工序的划分
（1）刀具集中分序法就是按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它们可以完成的其它部位。这样可减少换刀次数,压缩空程时间，减少不必要的定位误差。
（2）以加工部位分序法对于加工内容很多的零件，可按其结构特点将加工部分分成几个部分，如内形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。
（3）以粗、精加工分序法对于易发生加工变形的零件，由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形，故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。
综上所述，在划分工序时，一定要视零件的结构与工艺性，机床的功能，零件数控加工内容的多少，安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则，要根据实际情况来确定，但一定力求合理。
第4章工艺规程设计 重点、难点：定位基准的选择；工艺路线的拟定；工艺尺寸链；保证装配精度的方法 机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品要求的零件。一个相同结构相同要求的机器零件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理的。 在现有的生产条件下，如何采用经济有效的加工方法，合理地安排加工工艺路线以获得符合产品要求的零件，这是本章所要解决的重点。 4．1基本概念 一、基本概念 1、生产过程：从原材料或半成品到成品制造出来的各有关劳动过程的总和称为工厂的生产过程。 一台产品的生产过程包括的容有： 1）原材料（或半成品、元器件、标准件、工具、工装、设备）的购置、运输、检验、保管； 2）生产准备工作：如编制工艺文件，专用工装及设备的设计与制造等；? 3）毛坯制造；? 4）零件的机械加工及热处理； 5）产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作。 提示： 生产过程往往由许多工厂或工厂的许多车间联合完成，这有利于专业化生产，提高生产率、保证产品质量、降低生产成本。 2、工艺过程：在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸、形状、性能(包括物理性能、化学性能、机械性能等)以及相对位置关系的过程，统称为工艺过程。 工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、装配等工艺过程，本门课程只研究机械加工工艺过程和装配工艺过程；铸造、锻造、冲压、焊接、热处理等工艺过程是《材料成型技术》课程的研究对象。 二、机械加工工艺过程 (一) 定义：用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等，使之变为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程，又称工艺路线或工艺流程。
凸轮轴加工工艺
凸轮轴加工工艺分析 粗基准的选择： 常选择其支承轴颈的毛坯外柱圆面及其一个侧面作为定位基准 端面加工：国内各厂家采用铣削加工。国外一些（美国福特）以磨代铣 1、对于毛坯是模锻件尤其是精磨锻件来说，毛坯精度是由锻模来保证的，其精度较高，加工余量也较小。毛坯锻造后已经过喷丸处理，表面平整、光洁、无飞边、毛刺等缺陷 2、对于毛坯是铸件尤其是精铸件来说，不仅具有较好的加工性，而且加工余量也较精确，其毛坯精度比锻件还高，完全能保证定位可靠 3、在凸轮轴加工过程中，选择粗基准还要考虑加工余量的分配均匀、合理。这对于工件长径比较大、刚度低的特点来说，不仅有利于减小因切削余量不均、切削力剧烈变化而使工件产生的弯曲变形，对于保证精加工质量和提高劳动生产率具有重要的意义 精基准的选择 对于各支承轴、正时齿轮、齿轮轴颈和连接轴颈外圆表面的粗加工、半精加工、精加工及支承轴、正时齿轮轴颈的光整加工凸轮、偏心轮的半精加工、精加工及光整加工，均是以两顶尖孔作为精基准 对于凸轮、偏心轮的粗加工，一般是以经过加工后的支承轴颈、正时齿轮轴颈作为定位基准 各表面精加工之前、热处理之后，通常安排中心孔的修整工序修整中心孔时以支承轴进行定位，常用的方法是研磨 二、加工阶段的划分和工序顺序的安排
1、加工阶段的划分 四个阶段： 粗加工：各支承轴颈、正时齿轮轴颈和螺纹轴颈外圆、车凸轮、偏心轮等 半精加工：粗磨凸轮、偏心轮等 精加工：精磨正时齿轮轴颈和止推面、四个支承轴颈外圆，精磨凸轮、偏心轮光整加工：抛光支承轴颈、凸轮和偏心轮 四、凸轮形面的加工 凸轮形面粗加工： 按刀具：单刀仿形；多刀仿形 按车床：双靠模切削：单靠模切削 定位：以一个支承轴颈端面作为轴向定位；以正时齿轮和一个支承轴外圆作为定位基准；加工中采用滚轴式辅助支承。 也可用铣削加工或者磨削加工代替车削 凸轮形面精加工： 1、双靠模凸轮磨床 机床有两套靠模：靠模自动更换，通过对砂轮直径的控制提高凸轮外形的精度。 2、双循环凸轮磨床：可在一次安装后对凸轮轴上全部凸轮连续粗精磨削。 先以60m/s的速度大进给量粗磨全部凸轮，以30m/s的磨削速度依次精磨全部凸轮，结束后进行修正 凸轮轴加工工艺分析
零件机加工方法选择 零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。在拟定工艺路线时，除了首先考虑定位基准的选择外，还应当考虑各表面加工方法的选择，工序集中与分散的程度，加工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问题。目前还没有一套通用而完整的工艺路线拟定方法，只总结出一些综合性原则，在具体运用这些原则时，要根据具体条件综合分析。拟定工艺路线的基本过程见图4-28所示。 表面加工方法的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时，一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法，即确定加工方案。由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种，在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列因素： (1) 工件材料的性质 例如，淬硬钢零件的精加工要用磨削的方法；有色金属零件的精加工应采用精细车或精细镗等加工方法，而不应采用磨削。 (2) 工件的结构和尺寸 例如，对于IT7级精度的孔采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可。但是箱体上的孔一般不用拉或磨，而常常采用铰孔和镗孔，直径大于60㎜的孔不宜采用钻、扩、铰。 (3) 生产类型 选择加工方法要与生产类型相适应。大批大量生产应选用生产率 高和质量稳定的加工方法。例如，平面和孔采用拉削加工。单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。又如为保证质量可靠和稳定，保证较高的成品率，在大批大量生产中采用珩磨和超精加工工艺加工较精密零件。 (4) 具体生产条件 应充分利用现有设备和工艺手段，不断引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业潜力，提高工艺水平。 表4-1~4-4分别列出了外圆、内孔和平面的加工方案及经济精度，供选择加工方法时参考。 表4-1 外圆表面加工方案 序号 加 工 方 案 经济精度级 表面粗糙度Ra 值／μm 适用范围 1 粗车 IT11以下 50～12.5 适用于淬火钢以外的各种金属 2 粗车一半精车 IT8～10 6.3～3.2 3 粗车一半精车一精车 IT7～8 1.6～0.8 4 粗车一半精车一精车一滚压（或抛光） I T7～8 0.2～0.025 5 粗车一半精车一磨削 IT7～8 0.8～0.4 主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属 6 粗车一半精车一粗磨一精磨 IT6～ 7 0.4～0.1 7 粗车一半精车一粗磨一精磨一超精加工（或轮式超精磨） IT5 0.1～Rz0.1 8 粗车一半精车一精车一金刚石车 IT6～7 0.4～0.025 主要用于要求较高的有色金属加工 9 粗车一半精车一粗磨一精磨一超精磨或镜面磨 IT5以上 0.025～Rz0.05 极高精度的外圆加工 10 粗车一半精车一粗磨一精磨一研磨 IT5以上 0.1～Rz0.05
八附源程序 模块 Option Explicit Public ptx(3600) As Double '曲线存储点数组 Public pty(3600) As Double '由于存储最终输出的点 Public low As Double '数组下标 Public countnum As Integer '存储当前为第几段曲线输入的值 Public Const PI = 3.14159 Public area As Double '存储角度范围的值 Public sch As Double '总升程 Public tch As Double '输入曲线的推程 Public Huan As Double '坐标变换数据 Public Gao As Double Public a1 As String, a2 As String, a3 As String Public b1 As Double Public savetime As Double Public i As Double FrmView 主窗口 Option Explicit Dim j% Public bch As String, zbx As String, M As Integer, sd As String Private Sub CmbSlect_Click() '选择曲线类型 Select Case CmbSlect.ListIndex Case 0 '等加速运动 dengjiasu.NumStr.Text = "" '清空Text文本框 dengjiasu.NumEnd.Text = "" dengjiasu.NumH.Text = "" dengjiasu.NumStr.Text = area '设定default范围 dengjiasu.NumStr.Enabled = False dengjiasu.NumEnd.Enabled = True If CountAll.Caption = CountNow.Caption Then '最后一段曲线dengjiasu.NumEnd.Text = "360" '输入时，自动输入dengjiasu.NumEnd.Enabled = False '默认值dengjiasu.NumH.Text = -b1 End If dengjiasu.Show 1 Case 1 '等速运动 dengsu.NumStr.Text = "" dengsu.NumEnd.Text = "" dengsu.NumH.Text = "" dengsu.NumStr.Text = area dengsu.NumStr.Enabled = False
开题报告 题目名称凸轮轴结构设计及工艺编制 题目来源 A 题目类型 4 导师姓名 学生姓名班级学号专业 凸轮轴的功用是通过凸轮轴的不断旋转，推动气门顶杆上下运动，进而控制气门的开启与关闭。通过改变凸轮轴的曲线，可精确调整气门开启、关闭时间。 1、课题背景和意义： 凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半（在二冲程发动机中凸轮轴的转速与曲轴相同），不过通常它的转速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高，其材质一般是特种铸铁，偶尔也有采用锻件的。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。 2、凸轮轴的国内外发展趋势： 2.1凸轮轴的结构、位置及转动方式 凸轮轴的主体是一根与气缸组长度相同的圆柱形棒体。上面套有若干个凸轮，用于驱动气门。凸轮轴的一段时轴承支撑点，另一端与驱动轮相连接凸轮的侧面呈鸡蛋形。其设计的目的在于保证汽缸充分的进气和排气，具体来说就是在尽可能短的时间内完成气门的开、闭动作。另外考虑到发动机的耐久性和运转的平顺性，气门也不能因开闭动作中的加减速过程产生过多过大的冲击，否则就会造成气门的严重磨损、噪声增加或是其他严重后果。因此，凸轮和发动机的功率、扭矩输出以及运转的平顺性有很直接的关系。在以前的很长的一段时间里，底置式凸轮轴在内燃机中最为常见。通过这样的发动机中，气门位于发动机的顶部，即所谓的OHV(OverHeadValve，顶置气门）式发动机。此时通常凸轮轴位于曲轴箱的侧面，通过配气机构（如挺杆、推杆、摇臂等）对气门进行控制。因此底置式凸轮轴一般也叫侧置式凸轮轴。由于在这样的发动机凸轮轴距离气门较远，而且每个气缸通常只有2个气门，因此转速通常较慢，平顺性不佳，输出功率也较低。不过这种结构的引擎输出扭矩和低速性能比较出色，结构也比较简单，易于维修。按凸轮轴的数目多少，可分为单顶置凸轮轴（SOHC)和双顶置凸轮轴（DOHC)2种。单顶置凸轮轴就只有1根凸轮轴，双顶置凸轮轴有2根凸轮轴。底置式凸轮轴通常次用星形齿轮组（即所谓的“控制论”），辊子链或齿条与曲轴相连。为了控制噪声，直径大的凸轮轴端传动轮通常由塑料或者轻金属制造，而相对直径较小的曲
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：
设计实践设计计算说明书题目：盘形凸轮轮廓设计 学院:机电工程学院 班号：08401 学号：1050840124 姓名：林飞跃 日期：2007年10月04号
设计实践任务书 题目：盘形凸轮轮廓设计 设计任务及要求: 用图解法设计滚子直动从动件盘形凸轮轮廓。原始信息： 凸轮机构型式：平面盘形凸轮机构 从动件运动形式：偏置直动 从动件类型：滚子从动件 凸轮的封闭方式：力封闭 从动件行程h：40mm 从动件偏距e：12mm 滚子半径Rr：12mm 推程运动角β1：140度 远休止角β：40度 回程运动角β2：120度 基圆半径Rb：50mm
一．分析从动件运动规律 凸轮转向：逆时针方向 第1段运动规律为： 从动件运动规律：等速（直线） 该段从动件行程h＝40mm 相应凸轮起始转角：0° 相应凸轮终止转角：140° 第2段运动规律为： 从动件运动规律：停止 该段从动件摆角φ＝40° 相应凸轮起始转角：140° 相应凸轮终止转角：180° 第3段运动规律为： 从动件运动规律：等加速、等减速（抛物线）该段从动件摆角φ＝60° 相应凸轮起始转角：180° 相应凸轮终止转角：240° 第4段运动规律为： 从动件运动规律：等加速、等减速（抛物线）该段从动件摆角φ＝60° 相应凸轮起始转角：240° 相应凸轮终止转角：300°
第5段运动规律为： 从动件运动规律：停止 该段从动件摆角φ＝60° 相应凸轮起始转角：300° 相应凸轮终止转角：360° 二．作图法设计（反转法） （1）先选取合适的比例尺μl。任选一点作为凸轮的转动中心O。以O为圆心，e=12mm为半径作偏距圆。以O为圆心r0 =12mm为半径作凸轮的基圆。作偏距圆的一条切线，它代表了起始位置从动件的轨道，它与基圆的交点A就是从动件在起始位置时与凸轮轮廓线的交点。 （２）再从OA开始按-ω的方向依次量取与升程角、远休止角、回程角和近休止角相等的角度，在基圆上得到B、C、D点。
槽凸轮的加工工艺规划及数控加工 作者姓名 专业机械设计制造及其自动化 指导教师姓名 专业技术职务副教授
目录 摘要 (4) 第一章绪论 (4) 1．1 课题内容 (4) 1．2 选题意义 (5) 1．3 与课题内容相关的现状及发展趋势 (5) 第二章零件的工艺分析 (5) 2．1 零件的图样分析 (5) 2．1．1 零件的结构特点 (5) 2．1．2 零件的技术条件分析 (5) 2．2 零件的工艺分析 (6) 第三章毛坯的粗加工 (7) 3．1 毛坯的选择 (7) 3．1．1 毛坯的种类 (7) 3．1．2 毛坯选择应考虑的因素 (7) 3．2 加工余量的确定 (7) 3．2．1 加工余量的概念 (7) 3．2．2 影响加工余量的因素 (7) 3．2．3确定加工余量的方法 (8) 3．3 毛坯的加工方案 (8) 3．3．1 确定毛坯的加工方案 (8)
3．3．2 确定各工序所用的设备 (9) 3．3．3 表面加工方法的选择 (9) 3．3．4 各工序的切削用量 (10) 第四章零件的数控加工 (10) 4．1数控机床 (10) 4．1．1数控机床简介 (11) 4．1．2数控加工 (11) 4．1．3数控加工的过程 (12) 4．2零件的数控加工工艺 (12) 4．2．1确定工艺路线 (11) 4．2．2确定各工序所用设备 (11) 4．2．3工件的装夹 (11) 4．2．4定位基准的选择 (11) 4．2．5方案的具体实施 (12) 4．3零件的数控编成 (14) 4．3．1加工编成概述 (15) 4．3．2加工编成的分类 (15) 4．3．3程序 (16) 第五章小结及参考文献 (19)
组合零件加工工艺及加工 步骤 The latest revision on November 22, 2020
组合零件加工工艺及加工步骤 一、加工前准备： 机床：大连CKA6150 系统：FAUNC0imateTC/TD、SIEMENS828D 夹具：三爪自定心卡盘 刀具:85度外圆粗车刀、35度外圆精车刀、3/4mm外切槽刀、三角外螺纹刀、梯形外螺纹刀、镗孔刀、三角内螺纹刀、内沟槽刀、中心钻、Φ20麻花钻 量具:0-150mm游标卡尺、25-50mm、50-75mm外径千分尺、25-50mm叶片千分尺、 18-35mm、35-50mm内径百分表、25-50mm公法线千分尺（1.5mm量棒3根）、圆弧样板、万能角度尺、0-10mm百分表、0-2mm杠杆百分表、量块（一套）、M30×1.5-6H螺纹塞规 辅具：内孔刀座（套）、钻夹头、回转顶尖、磁力表座、尾座扳手、铜皮、铜棒、 铁钩、毛刷、棉丝、开口夹套 二、组合零件装配图： 三、加工步骤： 件1（装配图序号2） 图纸： 毛坯：Φ65×6045# 工序： （1）三爪自定心卡盘装夹毛坯，钻通孔，加工Φ62×15工艺阶台，加工端面。 （2）掉头装夹Φ62工艺台，找正夹紧。 （3）粗车抛物线、Φ56外轮廓，保留精车余量。 （4）精车外轮廓各部分至尺寸要求，检测。
（5）粗精加工Φ40内孔至尺寸要求，检测。 （6）掉头装夹Φ56外圆，包裹铜皮以防夹伤，找正夹紧。 （7）加工端面至工件总长，检测。 （8）粗精加工Φ56内孔、内锥、Φ42内孔至尺寸要求，检测。 注意事项：内孔加工后，孔内塞填充物防止工件变形，以增加工件刚性。（9）粗车Φ60、倒锥、沟槽外轮廓，保留精车余量。 （10）精车外轮廓各部分至尺寸要求，检测。 （11）卸下工件。 件2（装配图序号3） 图纸： 毛坯：Φ65×5745# 工序： （1）三爪自定心卡盘装夹毛坯，钻通孔，加工Φ62×15工艺阶台，加工端面（2）掉头装夹Φ62工艺台，找正夹紧。 （3）粗精加工M30螺纹孔、内沟槽至尺寸要求，检测。 （4）粗精加工M30内螺纹至尺寸要求，检测。 （5）粗车Φ60外圆、R14.5外轮廓，保留精车余量。 （6）精车外轮廓各部分至尺寸要求，检测。 （7）掉头装夹Φ60外圆，包裹铜皮以防夹伤，找正夹紧。 （8）加工端面至工件总长，检测。 （9）粗精加工内抛物线、Φ32内孔至尺寸要求，检测。 （10）粗车Φ60外圆保留精车余量。 （12）精车外轮廓各部分至尺寸要求，检测。 （13）卸下工件。 件3（装配图序号1） 图纸： 毛坯：Φ60×10245#
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
自动车床主要靠凸轮来控制加工过程，能否设计出一套好的凸轮，是体现自动车床师傅的技术高低的一个标准。凸轮设计计算的资料不多，在此，我将一些基本的凸轮计算方法送给大家。凸轮是由一组或多组螺旋线组成的，这是一种端面螺旋线，又称阿基米德螺线。其形成的主要原理是：由A点作等速旋转运动，同时又使A点沿半径作等速移动，形成了一条复合运动轨迹的端面螺线。这就是等速凸轮的曲线。 凸轮的计算有几个专用名称： 1、上升曲线——凸轮上升的起点到最高点的弧线称为上升曲线 2、下降曲线——凸轮下降的最高点到最低点的弧线称为下降曲线 3、升角——从凸轮的上升起点到最高点的角度，即上升曲线的角度。我们定个代号为φ。 4、降角——从凸轮的最高点到最低点的角度，即下降曲线的角度。代号为φ1。 5、升距——凸轮上升曲线的最大半径与最小半径之差。我们给定代号为h，单位是毫米。 6、降距——凸轮下降曲线的最大半径与最小半径之差。代号为h1。 7、导程——即凸轮的曲线导程，就是假定凸轮曲线的升角（或降角）为360°时凸轮的升距（或降距）。代号为L，单位是毫米。 8、常数——是凸轮计算的一个常数，它是通过计算得来的。代号为K。 凸轮的升角与降角是给定的数值，根据加工零件尺寸计算得来的。 凸轮的常数等于凸轮的升距除以凸轮的升角，即K=h/φ。由此得h＝Kφ。 凸轮的导程等于360°乘以常数，即L＝360°K。由此得L＝360°h/φ。 举个例子： 一个凸轮曲线的升距为10毫米，升角为180°，求凸轮的曲线导程。(见下图) 解：L＝360°h/φ=360°×10÷180°＝20毫米
升角(或降角)是360°的凸轮，其升距(或降距)即等于导程。 这只是一般的凸轮基本计算方法，比较简单，而自动车床上的凸轮，有些比较简单，有些则比较复杂。在实际运用中，许多人只是靠经验来设计，用手工制作，不需要计算，而要用机床加工凸轮，特别是用数控机床加工凸轮，却是需要先计算出凸轮的导程，才能进行电脑程序设计。 要设计凸轮有几点在开始前就要了解的. 在我们拿到产品图纸的时候,看好材料,根据材料大小和材质将这款产品 的 主轴转速先计算出来. 计算主轴转速公式是[切削速度乘1000]除以材料直径. 切削速度是根据材质得来的，在购买材料时供应商提供.单位是米/分钟. 材料硬度越大,切削速度就越小,切的太快的话热量太大会导致材料变形, 所以切削速度已知的. 切削速度乘1000就是把米/分钟换算成毫米/分钟,在除以材料直径就是 主 轴每分钟的转速了.材料直径是每转的长度,切削速度是刀尖每分钟可以移动的 距离. 主轴转速求出来了,就要将一个产品需要多少转可以做出来,这个转的圈数求出来.主轴转速除以每个产品需要的圈数就是生产效率.[单位.个/分钟] 每款不同的产品,我们看到图纸的时候就先要将它的加工工艺给确定下来. 加工工艺其实就是加工方法,走芯机5把刀具怎么安排,怎么加工,哪把刀具 先做,按顺序将它安排,这样就是确定加工工艺.
凸轮工件的数控加工工艺 分析 Newly compiled on November 23, 2020
摘要： 凸轮轴作为汽车发动机配气机构中的关键部件，其性能直接影响着发动机整体性 能。因此凸轮轴的加工工艺有特殊要求，合理的加工工艺对于降低加工成本、减少生产 环节以及合理布置凸轮轴生产线具有很大的现实意义。本文针对凸轮轴的加工特点，结 合工厂的实际，从前期规划开始，对凸轮轴的加工工艺进行了深入的分析、研究。建立 了用数控无靠模方法。对凸轮廓形进行计算和推倒，对凸轮轮廓的加工进行了探讨并提 出适用于发动机凸轮轴的加工方法。 关键词：发动机；凸轮轴；工艺分析 目录 摘要： (1) 目录 (2) 1 引言 (1) 2 凸轮轴生产线前期规划 (1) 产品规格 (1) 工艺设计原则及凸轮轴加工工艺分析 (2) 小结 (3) 3 凸轮轴生产线工艺分析 (3) 生产线布置 (3) 工艺设计 (4) 工艺分析 (5) 工艺特点 (7) 工艺难点 (9) 4 凸轮廓形理论计算及加工控制参数 (10) 凸轮轴凸轮的廓形要求 (10) 包络线理论 (13) 凸轮廓形坐标 (14)
砂轮的中心坐标 (17) 磨削圆周进给量计算 (18) 等周速曲线 (20) 砂轮座加速度 (20) 光顺处理 (21) 工件主轴转速配置 (21) 磨削用量数据 (22) 5结论 (23) 参考文献 (23)
1 引言 随着现代行业的不断发展，再加上配件的需求，使得凸轮轴的需求量一直高居不下。建立一条集先进性与经济性为一体的凸轮轴生产线是非常必要的。面对国外汽车行业的冲击，我们国产汽车业应该加紧研究、建立符合中国国情的，我们自己的基础制造业，提高质量、降低成本，这样才能保住我们国产汽车的市场。 凸轮轴在发动机中的重要地位决定了国内发动机生产厂家都建有自己的凸轮轴生产线，这样可以在保证整机质量的前提下，尽可能的降低成本，提高竞争力。 本文主要围绕汽车凸轮轴生产线的工艺分析，从前期准备、工艺设计、理论计算、生产实践、和产品检测这几个方面，阐述了凸轮轴加工的一整套设计思路和方法，对发动机制造业中的零部件加工具有重要的参考作用。 2 凸轮轴生产线前期规划 产品规格 2.1.1零件的结构特点 凸轮轴生产线承担每台发动机凸轮轴的机加工，每台发动机上使用一根凸轮轴。 材料：（FCA-3）铜铬钼合金铸铁，各主轴颈及端面的硬度HB180~240，凸轮HRC48. 2.1.2凸轮轴简图 图1
凸轮轴的加工工艺 凸轮轴的加工工艺 凸轮轴的材料：球墨铸铁、合金铸铁、冷激铸铁、中碳钢 球墨铸铁：将接近灰铸铁成份的铁水经镁或镁的合金或其它球化剂球化处理后而获得具有球状石墨的铸铁。石墨呈球状，大大减轻了石墨对基体的分割性和尖口作用，球墨铸铁具有较高的强度、耐磨性、抗氧化性、减震性及较小的缺口敏感性。 球墨铸铁的凸轮轴一般用在单缸内燃机上，如S195柴油机，做凸轮轴用的球墨铸铁用QT600-3或QT700-2，要求球化为2级（石墨球化率90-95%）石墨粒度大小大于6级。凸轮轴整体硬度HB230-280 合金铸铁：将接近灰铸铁成份的铁水加入Mn、Cr、Mo、Cu等元素。从而与珠光体形成合金，减少铁素体的数量。合金铸铁的凸轮轴一般用于高转速凸轮轴。如CAC480凸轮轴，凸轮轴整体硬度HB263-311。 冷激铸铁：一般用于低合金铸铁表面冷激处理，使外层为白口或麻口组织，心部仍是灰口组织。如：372凸轮轴。使用冷激铸铁的凸轮轴处于干摩擦或半干摩擦工作状态，而具有承受较大的弯曲与接触应力，要求材料表面层抗磨且高的强度，心部仍有一定的韧性。目前国内所用的冷激铸铁主要有两大类：铬、钼、铜冷激铸铁和铬、钼、镍冷激铸铁，冷硬层的金相组织:莱氏体+珠光体(索氏体)冷激铸铁硬度为HRC45—52,目前，国内冷激铸铁的硬度在HRC47左右。 中碳钢：一般用于大型发动机凸轮轴。如：6102发动机采用模锻锻造成型，也有一部分用于摩托凸轮轴，成型较简单。模锻后一般要进行退火处理以便于机械加工。
凸轮轴加工的典型工艺 一．凸轮轴轴颈粗加工采用无心磨床磨削 无心磨床的磨削方式有2种：贯穿式无心磨削和切入式无心磨削。贯穿式无心磨削一般用于单砂轮，它的导轮是单叶双曲面，推动凸轮轴沿轴向移动，仅仅用于磨削光轴。切入式无心磨削是由多砂轮磨削（若是单砂轮磨削，一般砂轮被修整成成型砂轮，如：磨削液压挺柱的球面），如现有480凸轮轴的磨削，可磨削阶梯轴，导轮为多片盘状组合而成，工件不能沿轴向移动，无论是哪一种磨削方式，工件的中心都高于砂轮和导轮的中心，一般切入式磨削都有上料工位、磨削工位、测量工位、卸料工位组成。砂轮线速度60m/s，轴颈径向磨削余量可达3.5mm，单件磨削时间18s，单件工时25s。用无心磨床加工凸轮轴是一种新颖、独特的新工艺，新方法，但又存在一定的局限性，特别是不易磨削轴肩和端面，一般不用于多品种凸轮轴的加工，只用于单一品种、大批量的生产，若要更换所加工的凸轮轴品种，就要更换导轮和砂轮，各砂轮间距需重新调整。切入式无心磨床的修整一般采用单颗粒金刚石修整，修整器所走的路线是凸字形，修整器靠模各段差值与凸轮轴的各段轴颈差值相等。粗磨凸轮轴轴颈所用的砂轮都属于碳化物系列，粒度为60，砂轮线速度为45m/。 二、铣端面，钻中心孔 中心孔加工是以后加工工序的定位基准，在铣端面时，一般只限定5个自由度即可，用2个V型块限定4个自由度，轴向自由度是由凸轮轴3#轴颈前端面或后端面（在产品设计中，该面应提出具体要求）。目前普遍采用的是自定心定位夹紧，密齿刀盘铣削。轴向尺寸保证后端面到毛坯的粗定位基准尺寸和整个凸轮轴长度，鉴于凸轮轴皮带轮轴颈尺寸较小，钻中心孔时一般选用B5中心钻，钻后的孔深用φ10钢球辅助检查，保证球顶到后端面尺寸和2钢球顶部之间的距离，这样可保证以后定位的一致性。
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
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.
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