凸轮轴零件工艺规程设计毕业设计说明书.doc

归档编号 起止日期 2008年2月1日至4月4日 无锡职业技术学院 毕业设计 凸轮轴零件工艺规程设计毕 业 实 践 任 务 书课题名称 凸轮轴零件工艺规程设计 指导教师 芦敏 职称 讲师 专业名称 机械设计制造及其自动化 班级 机制10501 学生姓名 李 红 兵 学号 10 课题需要完成的任务：1.完成凸轮轴零件三维造型设计；2.完成凸轮轴零件工艺规程文件编制；3.完成相关数控加工程序编制或夹具设计；课题计划：1. 2008年2月25日-2月29日，完成机械外文翻译30002. 2008年3月01日-3月15日，完成三维造型设计、工艺规程文件编制；3. 2008年3月16日-3月26日，完成数控加工程序编制或夹具设计；4. 2008年3月27日-4月01日，完成毕业设计论文初稿；5. 2008年4月01日-4月03日，完成毕业设计论文第二稿，定稿；6. 2008年4月04日-4月11日，毕业设计论文答辩准备。计划答辩时间：2008年4月07日机 械 技 术 学 院 2008年3月6日28目 录摘要 1第一章 绪论21.1 凸轮轴工艺设计的概述21.2凸轮轴设计的作用31.3凸轮轴设计的结果和意义31.4凸轮轴加工的有关定义 3第二章 凸轮轴零件的三维造型 42.1采用ug的特点 42.2凸轮轴三维造型62.3本章小结8第三章 凸轮轴零件工艺规程文件的编制 9 3.1凸轮轴的作用103.2凸轮轴的特点103.3凸轮轴的应用103.4凸轮轴工艺分析143.5夹具的设计163.6拟定工艺路线183.7本章小结 22第四章 凸轮轴数控磨削的编程22 4.1.编程要求234.2数控磨编程234.3本章小结26第五章 总结与展望255.1总结265 .2展望 26 参考文献 27 附录一 英文翻译附录二 凸轮轴零件图附录三 夹具装配图附录四 非标准件图附录五 机械加工工艺过程卡片附录六 机械加工工艺卡片附录七 机械加工工序卡片摘 要这次毕业设计的目的就是要对轴类零件的半成品以后的磨削加工有所了解，凸轮轴是轴类零件中比较复杂的一种曲轴。而在磨削加工方面，凸轮轴也是比较难以加工的轴。这种轴类零件的加工方法一般都是大同小异的，像凸轮轴的加工一般是先经过车床的车削加工，制成半成品。首先，经过相应的热处理。其次，就是对凸轮轴各部分的磨削加工，这是一个技术要求比较高的加工工序。第一，它的表面粗糙度要求，不同型号的凸轮轴，它的表面粗糙度要求就不一样。第二，凸轮的磨削不仅它的表面粗糙度要求严格，而它的角度要求的更严格。因为这是它的精加工，像它的轴端还要经过超精加工。再次，就是经过相关工序的处理就可以入库了。第一，必须经过磁力探伤，因为这样可以检验工件是不是开裂，然后去磁。第二，就是去毛刺。最后，经检验合格的话就可以入库了。凸轮轴是放在喷油泵上的一种轴类零件，是用来驱动发动机里活塞运动的。它可以根据油泵型号的不同而生产。关键词:凸轮轴 工艺设计 数控辅助加工第一章 绪论1.1 凸轮轴工艺设计的概述 1.1.1设计的目的这次毕业设计的目的就是要对轴类零件的半成品以后的磨削加工有所了解，也是为了巩固所学的关于磨削加工的理论知识,培养分析和解决问题的能力,提高自己的设计能力和创新设计能力。1.1. 2设计的任务本次设计的任务是让我们综合运用我们所学的机械设计基础、数控编程、机械制图、cad技术、机械制造工艺等知识，来完成凸轮轴零件的三维造型设计、凸轮轴零件工艺规程文件编制、相关数控程序编制和相关夹具的设计。1. 2凸轮轴设计的作用凸轮轴是在综合运用机械制图、机械制造原理、机械制造工艺、机械加工、数控编程等多门课程的总结。通过这一环境的训练，使我不但更加深入了解毕业设计的基本理论、基本知识、而且学会使用这些理论、基本知识去了解解决工程中的问题。1.3凸轮轴设计的结果和意义1.3.1凸轮轴设计的结果这次设计运用计算机辅助制图软件，优化设计。在提高生产效率、提高产品质量的前提下，寻求最好的工艺方案，以至于减少砂轮的磨损。这些将在工艺和编程上得到体现。1.3.2凸轮轴设计的意义凸轮轴是一个精密零件，也是轴类零件中比较复杂的一种曲轴。它的磨削要求也比较严格，每一个凸轮的角度都要控制在公差范围内。但是还有一些复杂的问题没有得到改善，在工艺规程设计方面也欠佳，编程方面也不是很完好以及其他地方还存在很大的问题。1.4凸轮轴加工的有关定义升程(lift) 随动件与凸轮凸角相接触进行直线运动的总量.端部(nose)凸轮轴的尖端，随动件升程最大处。基圆(base circle)凸角上将零升程传递给随动件的区域。侧面(flank)凸轮轴上引导至并离开凸轮轴端部的大致扁平部分。正是在该区 到最大，最可能发生磨床烧伤.凹入轮廓(re-entrant profile) nroc的另一个叫法。加工速度(work speed) 凸轮轴在磨削中的自旋速度。横向进给量(infeed)砂轮每刀进入凸轮轴凸角的直线量(增量)。径绿色磨削(green grinding) 从圆棒料上磨削凸角轮廓的过程。新的砂轮技术正 转拉工艺的竞争对手。切削轮在精磨前粗切凸角轮廓。接触弧(arc of contact) 砂轮和凸轮轴凸角之间的接触区。该接触区对基圆、nroc及端部各不相同。当量直径(equivalent diameter) 表示接触弧的一个值，从砂轮直径以及不断变化的加工(凸角)直径中推导而来。第二章 凸轮轴零件三维造型2.1 ug特点与功能：1本课题完成采用了ug软件。ug是美国unigraphics solutions of eds 公司推出的cad/cam/cae一体化软件,广泛应用在航空,汽车,机械,电器电子等各个行业,可完成产品的设计、分析、加工甚至检验和产品数据管理的全过程。主要功能（1） 产品设计（2） 性能分析（3） 零件加工（4） 机构运动分析（5） 布线（6） 产品宣传2.1.1 主要特点利用ug，可以完成产品从概念设计、模型建立、模型性能分析与运动分析、加工刀路生成等整个产品的生产过程，实现真正意义上的无图纸化生产。2.1.2 主要功能一、无缝集成产品开发环境ug是一个集cad、cae、cam于一体的集成化计算机辅助设计系统，可以完成从产品概念设计，外观造型，详细设计，图纸生成，运动与受力受热分析，零件数控加工程序的自动生成，设计与使用文档的建立等的全过程，甚至还可以对生产过程进行管理。整个系统采用统一的数据库，使得各模块能完全相关地共享零件和产品模型的数据，减少了同类型数据的重复，也为协同工作提供了基础。二、基于装配的产品设计技术从整体的产品概念出发开始产品的设计过程，从装配出发，通过应用立模型方法，自顶而下的设计方法和上下文设计，可以从产品总体设计入手，逐步详细设计出每一个零件。小到家庭用品，大到复杂的机械，ug都可以为用户提供产品级解决方案。无论零件多么复杂，ug都可以使用户在整个产品设计环境中对零件进行设计和评估。三、全局的相关性同一模型文件中，各几何对象之间保持完全的相关性。通过装配建模和部件之间的连接技术，可以采用各零件之间的相互参照，实现不同模型文件之间的相关性。通过应用立模型方法，可以使集成环境中各应用模块之间保持完全的相关性。四、协同工作设计过程中，在internet技术的支持下，可以多人异地协同工作，每人负责自己的设计任务。在各自的设计任务与访问权限下，同一产品的不同设计阶段甚至加工阶段同时进行，系统完成产品的自动更新。不同的设计人员和工程师都可以在同一时间对产品范围内的不同零件、不同组件和不同子装配进行工作。这就意味着某个设计人员在产品上的改动可以立即被所有的产品相关人员捕捉和获得。五、基于知识的专家设计模块为了进一部提高设计质量与设计效率，ug利用知识驱动的方法，集合了设计专家的智慧，针对具有通用性的不同产品设计了多个智能化模块，并且还在逐步增加这些模块。目前已经开发的智能模块有：主要针对塑料模具的模具向导，主要针对齿轮传动装置设计的齿轮工程向导，主要针对金属冲压模具的冲模工程向导等。同时，还提供了知识融合工具，提供知识驱动自动化的机制。利用这一工具，公司可以快速和方便地建立一个自己产品的工程向导模块。六、满足客户需要的开放式接口ug提供了方便而先进的用户开发工具。利用open uisthle可以定义用户自己的对话框；利用open grip脚本设计语言，不需太多的学习，用户就可以进行二次开发；利用open api和open+工具，用户可以通过c+和java语言进行二次开发，而且支持面向对象程序设计的全部技术。ug还提供了丰富的数据交换手段，支持多种通用和流行的数据交换标准，使用户可利用多种系统来设计产品。原来用其他系统设计的数据可以被ug所接受，ug的模型数据也可以方便地转换成其他的文件格式。2.2凸轮轴的三维造型2.2.1“ug”部分指令使用说明：进入“sketch”状态一 、拉伸工具条“extruded body”“curre” 选择拉伸对象“ok” “ok” “ok” “ok” “设定拉伸距离”“ok”二 、倒圆角主菜单“insert” “ferture operation” “edge blend” “设定圆角半径”“选择想要倒角的线条” “ok”拉伸圆柱（交运算）工具条“extruded body” “curve” “选择拉伸对象”“ok”（extruded body）“ok”（extruded body）“ok”（extruded body）“ok”（vertor constractor）“设定拉伸的距离”“subtract”（bovlean operation）。进入manufacturing状态三 、创建刀具“initialize”（maching environment）“create tool”（设定刀具参数）type：mill-contour；name：dmilling tool；5 parameters：diameter-3；length-100“ok”四 、加工creade operation：use geonetry-workpiece；use method-mill-rough -点“ok” cavity-mill-part-状态：选零件外型 part geometry -点“ok” blank状态：选毛坯（auto blank）点“generate” 加工（显示加工路径）五 、显示程序post process选mill-3-axis点“ok” 生成程序六 、程序保存在生成程序之后，在“ug”的用户界面上会弹出一个“附件”的文本文件，给它设置一个文件名，并保存，便于以后的生产。“ug”软件里的自动加工也有很多的类型，如粗加工，半精加工，精加工。至于选择怎样的加工方案，要看工件的要求是什么，然后再设置相应的参数，模拟加工，自动生成需要的程序之后，就可以直接用于生产了。七 、其他ug是一个大型的、全面的、多功能的设计、制造型软件，用于制造业的各个方面，特别是在模具生产，尤其是高精度，复杂地模具的生产，它通常和高级地数控设备结合起来使用。设计人员根据公司提供的需求，在这种软件上绘出模具图，然后进行校核，满足要求之后，在模拟加工之前要先设置好一些参数，如刀具的大小，毛坯的尺寸等，设置好了之后就可以进行模拟制造了。在真正制造之前当然要选好毛坯并装夹好，设置好工件原点，选好刀具，各个实际加工的参数要合理，如进给率，主轴转速等。2.2.2 三维造型：2.4本章小结本章着重介绍了美国unigraphics solutions of eds 公司推出的cad/cam/cae一体化软件ug，并利用ug对凸轮轴进行了三维造型。通过本章的简单介绍，结合在学校所学的知识，我们应该对ug软件的特点及应用有了一定的了解，并能使用这一软件进行凸轮轴的三维造型。在这期间，由于知识有限，其中查阅了许多资料才顺利完成了本章。这一章对后面的编程有着极为重要的作用，为下面的设计奠定了基础。第三章 凸轮轴工艺规程的编制图1 喷油泵结构图3.1 凸轮轴作用：凸轮轴，在它上面有许多蛋状圆形突出的部分，它的作用就是在适当的时候开启和关闭发动机气缸的阀门。凸轮轴看起来并不是一个很特别的东西，但是它却可以称的上是发动机的心脏，对凸轮轴的外廓形状和其初始转角的位置哪怕是微小的改变，都会使发动机的运转将会出现完全不同的另一种状况。在决定凸轮轴的设计之前，工程师必需知道什么样的车采用什么样的发动机。很显然，为牵引机车设计的发动机需要在低速时能够发出大的扭矩，为运动型跑车设计的发动机需要在高速时有更大的功率输出。变速比、传动装置和车重都是我们在选择一个凸轮轴所必需考虑的因素。不正确的使用凸轮轴，不仅会使汽车性能变差，加速无力，行动迟缓，而且还很耗油，任何人驾驶这种车都将是一件痛苦的事情，正确的设计和使用凸轮轴，驾驶对我们来说就会是一件愉快的事。3.2凸轮轴的特点轿车发动机按照顶置凸轮轴的数目，分为顶置单凸轮轴和顶置双凸轮轴。单凸轮轴机械结构简单，问题比较少，低转速扭力较大。单凸轮轴的进排气门开启时间是固定的，但是机械结构简单，维修容易，经济省油都是单凸的优势。双凸轮轴因为可以改变汽门重迭角，所以可以发挥出比较大的马力，但是低转速的扭力比较不足 而且也因为机械结构的复杂会造成维修上一定的困难。双凸轮轴的技术来自于赛车，主要是可以控制进气门跟排气门的时间差。单顶置凸轮轴在气缸盖上用一根凸根轴，直接驱动进、排气门，它具有结构简单，适用于高速发动机。双凸轮轴是在缸盖上装有两根凸轮轴，一根用于驱动进气门，另一根用于驱动排气门。采用双顶置凸轮轴对凸轮轴和气门弹簧的设计要求不高，特别适用于气门v形配置的半球形燃烧室，也便于和四气门配气机构配合使用。单凸双凸没有所谓的好坏，只是结构不同。3.3凸轮轴的应用一、尤其在喷油泵在的应用，它是靠凸轮轴的作用来运转的。如图1所示喷油泵的结构如图1 图2所示，喷油泵体15下部装有凸轮轴14，上部各柱塞偶件5平行安装在同一平面内，故称为直列式合成泵（简称直列泵）。与i号泵、a型泵相比，pm泵的喷油泵体是上下整体、侧面不开窗的全封闭结构。对应于每个柱塞偶件5在凸轮轴14上的相应位置各有一个凸轮。凸轮的上面是挺柱体部件13，它通过滚轮与凸轮轴14直接接触，并由柱塞弹簧10压紧在凸轮轴14上。柱塞偶件5的底部直接压在挺柱上，并被弹簧下座12限位，防止柱塞下行时脱离挺柱体部件13。出油阀偶件4位于柱塞偶件5的上部，并被阻尼阀。二、部件1固定于柱塞套密封端面上。出油阀偶件4的上部装有减容器2和出油阀弹簧3。在柱塞偶件5的中部有一套油量控制套筒部件11：油量控制套筒的底部槽口与柱塞的凸缘定位，以拉杆定位螺钉18定位的拉杆17的槽口则与油量控制套筒部件的钢球定位。柱塞套法兰与喷油泵体顶面之间安置有预行程调整垫片，垫片厚度可以变化。柱塞套外圆有三道o形密封圈7，防止低压油腔漏油。喷油泵体上部回油腔安装了一件挡油套，防止高压回油损坏铝质喷油泵体。a)下止点 b) 供油开始点 c) 上止点h1：柱塞总行程 h2：预行程图3、供油原理供油原理(如图3)发动机驱动凸轮轴，通过凸轮推动挺柱体部件，最终使柱塞产生往复运动。（1）进油过程当凸轮轴上的凸轮由上止点（最大升程处）向下止点（基圆处）转动时，柱塞在柱塞弹簧的作用下向下运动，当柱塞的顶面降至进回油孔的上边缘以下时，进回油孔打开，来自输油泵的低压燃油进入柱塞上面的油腔，开始进油过程。这一过程到凸轮运动至下止点时结束。（2）供油过程当凸轮由下止点向上止点转动时，柱塞在挺柱体部件的推动下向上运动，此时油腔与进回油孔相通，故油腔内会有部分燃油通过进回油孔流入油道，此时油腔内的燃油不能建立高压。当柱塞的顶面升至进回油孔的上边缘时，进回油孔关闭。柱塞由下止点开始升起到进回油孔关闭的这段行程，称为预行程。柱塞继续向上运动时，燃油被压缩，油腔内的压力迅速升高，当油腔内的压力达到出油阀的开启压力时，出油阀离开密封面直到减压带脱开阀座导向孔，这段行程称为减压行程，高压燃油经出油阀进入高压油管，使喷油器针阀开启向发动机燃烧室供油。这一过程一直延续到柱塞斜槽与回油孔接通为止，这段行程为供油有效行程。（3）回油过程 当柱塞斜槽与进回油孔接通后，由于柱塞斜槽通过直槽与柱塞顶面相连通，高压燃油通过进回油孔流出油腔，油腔内压力迅速降低。当压力降到一定程度后，出油阀落座，供油结束。回油过程将一直持续到柱塞套的油腔内的压力与油道内的压力相等为止。柱塞从回油孔打开的停油供油点开始到上止点的这段行程，称为剩余行程。供油预行程、减压行程、有效行程、剩余行程之和称为柱塞的全行程，也等于凸轮的最大升程。2.2油量调节原理凸轮的型线对于一台喷油泵来说是固定不变的，因此在凸轮旋转过程中，柱塞的行程是一定的。柱塞的圆柱面上开有控制斜槽，柱塞相对于柱塞套转过一定的角度，斜槽相对于进回油孔的供油行程则发生改变，如图4所示。供油行程的改变会导致供油量的改变，所以旋转柱塞就可以调节油量。a)供油开始点 b)柱塞旋转 c)回油开始点h3：有效供油行程 h：柱塞旋转后供油行程的改变量图4 柱塞偶件的油量调节原理柱塞下部的法兰与油量控制套筒的垂直槽滑动配合，允许柱塞上、下运动。油量控制套筒部件的球头与拉杆的开口槽滑动配合，拉杆往复移动会带动油量控制套筒正反转动，油量控制套筒转动再带动柱塞转动。如图5所示。由于拉杆的移动是根据发动机的需要由调速器按预先确定的关系控制的，所以供油量可以得到控制。图5 油量控制套筒调节原理3.4凸轮轴工艺分析3.4.1生产纲领 生产类型生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，以及所应选用的工艺方法和工艺装备。零件生产纲领可按下式计算： n=qn(1+a%+b%)由此公式可以算的凸轮轴的年生产量为10万件，根据生产纲领和生产类型的关系可以确定其生产类型是大批量生产。表1生产纲领与生产类型的关系生产类型零件的年生产纲领（件）重型零件中型零件轻型零件单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产5510010030030010001000101020020050050050005000100100500500500050050000500003.4.2 材料选择 凸轮轴材料的选择：由于轴的载荷通常是变载荷，或变应力，故材料应具有较好的强度和韧性；对轴的表面与支承有相对滑动的轴，还须要求较好的耐磨性。材料 常用材料与热处理：凸轮轴常用材料是20cr，20cr的热处理及主要机构性能（参考）如表1表2 20cr主要机构性能材料牌号热处理毛坯直径mm硬 度hbs抗拉强度极限b (mpa)弯曲疲劳极限-1(mpa)扭转疲劳极限-1/mpa屈服极限s/mpa20cr渗碳淬火回火153060表面hrc50608506506505504004003752802802151601603.4.3 热处理分析：轴类零件的热处理是保证轴类零件性能的重要工艺过程，它对轴类零件的如下性能有着直接的影响：61）轴类零件的制造精度：组织转变不均匀、不彻底及热处理后形成的残余应力过大轴在热处理后的加工、装配和使用过程中的变形，从而降低轴的精度，甚至报废。2）轴类零件的强度：热处理工艺制定不当、热处理操作不规范或热处理设备状态不完好，造成被处理轴的强度（硬度）达不到设计要求。3）轴的工作寿命：热处理造成的组织结构不合理、晶粒度超标等，导致主要性能如轴的韧性、抗磨损性能等下降，影响轴的工作寿命。4）轴的制造成本：作为轴制造过程的中间环节或最终工序，热处理造成的开裂、变形超差及性能超差，大多数情况下会使轴报废，即使通过修补可以使用，也会增加工时，从而增加了轴的成本。凸轮轴材料是20cr，对强度和韧性要求比较高，而表面易磨损需渗碳。渗碳的目的就是增加轴的耐磨性能、表面硬度、抗拉强度及疲劳极限。渗碳以后首先要进行淬火，用来提高其硬度和强度极限。但淬火时会引起内应力使之变脆，所以淬火以后必须要回火，回火的目的就是用来消除淬火后的脆性和内应力，提高其塑性和冲击韧度。但是对于凸轮轴来说，半成品热处理以前还有一道重要的工序，就是要对第一和第二个凸轮之间的外圆；第五和第六个凸轮之间的外圆用两顶的装加方式进行粗磨。这样做是因为轴类零件热处理以后会产生变形，既保证其同轴度。以便在热处理以后以这两个外圆为基准进行校核。3.5夹具的设计 磨床夹具按其通用化的程度和结构特点，可以分为通用夹具、专用夹具、组合夹具和成组可调夹具等等。凸轮轴加工时采用的是传动夹头，属于组合夹具类型。 组合夹具是在夹具零部件标准化的基础上发展起来的一种新型工艺装备。它是由一套预先制造好的标准元件组装而成的。这些元件有各种不同的形状、不同规格的尺寸，它们相互配合部分的尺寸精度高、硬度高、耐磨性好，且具有完全的互换性。根据加工工艺的要求，可通过选择和使用标准元件和组合元件，很快装配出机械加工、检验、装配等所需的夹具来。使用完毕，可方便地拆卸、清洗、存放、留待以后再使用。组合夹具的特点：1、灵活多变；2、保证加工质量、提高生产效率；3、节省人力和物力；4、减少夹具存放面积。组合夹具的元件按其用途不同可以分为八大类，即：基础元件、支承元件、定位元件、导向元件、压紧元件、紧固元件、辅助元件及合件。其中，紧固元件包括各种螺栓、螺钉、螺母和垫圈等，这些紧固元件均为常用的标准件。如图6图6 夹具图传动夹头由非标准件手柄、定位销、定位板、弹簧、螺母、压盖、定位螺钉、传动板和标准件圆柱销、螺钉组合而成。图7 传动板传动板是整个夹具的夹具体，也是夹具的关键部位（如图7），它上面有一个锥度孔，用来装夹凸轮轴的锥形端面。锥度孔和锥度面有自锁，在磨削时对凸轮轴进行夹紧，限制其自由度。图8 定位板定位板是通过定位螺杆固定在传动板上，它的作用是用来放置定位销（如图8）所示。 图9 手柄手柄是用来装定位销的，以便于定位销在使用时方便。如图9所示图10 定位销定位销是在加工时对凸轮轴进行定位，装夹时定位销应放在凸轮轴装夹端的键槽内，限制凸轮轴的转动和移动的自由度。如图10所示回螺纹3.6拟定工艺路线清洗热处理研中心孔凸轮磨辅助加工外圆磨凸轮偏心轮清洗去毛刺检验入库中间轴径轴端轴径、锥面图11 工艺流程图根据以上分析，结合实际生产需要，可将工艺路线确定为下表表3 凸轮轴磨削工艺过程工序号工序名称设备型号名称10外协检验20入采供部半成品库30清洗qxlt70i清洗机（519-15）40渗碳，淬火50研中心孔 专用机床60清洗qxlt70i清洗机（519-15）70回螺纹z28-12.5滚丝机(149-9)80半精磨中间轴径mb1320外圆磨床(031-489)(031-528)90精磨中间轴径mb1320外圆磨床(031-489)(031-528)100粗磨偏心轮mxbs8312a凸轮磨床半磨偏心轮(034-204)精磨偏心轮(034-209)110精磨vi凸轮端轴径、锥面mk1620数控端面外圆磨床（031-505）120精磨i凸轮端轴径、锥面mk1620数控端面外圆磨床（031-504）130清洗qxlt70i清洗机（519-15）140精磨凸轮cf41数控凸轮磨床（034-189）（034-212）（034-220）150超精磨i凸轮端轴径mgb1320e高精磨床度（031-487）（031-538）160磁性探伤tc2000磁性探伤机e71-i170清洗qxlt70i清洗机（519-15）180振动去毛刺lmj-600振动去毛机（038-451）190光整去毛刺shz-600光整机200清洗qxlt70i清洗机（519-15）210打标wt500打标机（099-94）220漂洗qxlt70i清洗机230偏心轮抛光抛光机240入库检验250入库（其机械加工工艺过程卡片见附录三）3.6.1外圆磨削1、机床选定：选用最常见的有mb1320外圆磨床和mk1620端面外圆磨床2、夹紧方案：利用螺母和两顶尖进行夹紧3、刀 具：外圆磨砂轮4、切削用量的选择： 切削用量选择的顺序是先确定背吃刀量ap,再确定进给量f，最后确定切削速度uc。背吃刀量ap 应选择尽量大的背吃刀量，尽量在一次走刀中，把本工序加工应切除的加工余量切 除掉。在粗加工时，当加工余量过大或工艺系统刚性较差时，也可分两次走刀。 在这一道工序中采用一次进刀： ap（2/33/4）a（2/33/4）0.99式中 a单边余量，mm进给量f定义：工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。进给量的选择与背吃刀量也有关，在已选定背吃刀量为0.99的前提下，查有关手册，选择进给量为：0.8mm/r切削速度uc ucd n粗/1000式中 d刀具直径 n加工时的速度查有关手册，取加工时的主轴转速为400r/mm。所以， ucd n粗/1000 1.98400/1000 2.5mm/r3.6.2 凸轮磨削1、机床选定：常选用的机床有mxbs8312a凸轮磨床和cf41数控凸轮磨床2、夹紧方案：专用夹具和机床两顶尖3、刀 具：凸轮磨专用砂轮4、削用量的选择：切削用量选择的顺序是先确定背吃刀量ap,再确定进给量f，最后确定切削速度uc。背吃刀量ap应选择尽量大的背吃刀量，尽量在一次走刀中，把本工序加工应切除的加工余量切除掉。在粗加工时，当加工余量过大或工艺系统刚性较差时，也可分两次走刀。在这一道工序中采用一次进刀： ap（2/33/4）a（2/33/4）*（0.350.4）0.230.33式中 a单边余量，mm进给量f定义：工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。切削速度uc ucd n粗/1000式中 d刀具直径 n加工时的速度查有关手册，取加工时的主轴转速为3000r/mm。所以， ucd n粗/1000 1.983000/1000 18.6mm/r3.7本章小结 本章对凸轮轴的特点、作用、结构工艺性进行了具体详细的分析，让人对凸轮轴有了进一步的了解，并结合生产实际要求确定了生产纲领、生产类型及工艺路线，并进行了夹具设计。 本章设计中夹具设计是一大重点，也是一大难点。普通轴的加工一般不需要设计夹具，直接用卡盘夹紧，或用两顶尖固定即可，但凸轮轴的加工不可如此，它需要设计专门的夹具。这也体现了凸轮轴加工的难度及重要性。第四章凸轮轴数控磨削编程4.1 数控编程要求 数控磨的编程是通过角度的一个升程表来自动完成的，所以升程表里的每一个角度都要准确无误，要不就会升程一个不同角度的升程。表4 凸轮升程表h（mm）h（mm）h（mm）h（mm）h（mm）hmm25.150300.1006350.4189400.9675451.7687502.85725.50.000530.50.122535.50.463140.51.035845.51.863950.52.9834260.0031310.1466360.5097411.1066461.9621513.113226.50.007831.50.172836.50.558541.51.1846.52.063151.53.2465270.0146320.2013370.6097421.2561472.1672523.383427.50.023632.50.232037.50.663342.51.334747.52.274352.53.5238280.0347330.2649380.7193431.4160482.3844533.668028.50.047933.50.338.50.777643.51.548.52.497753.53.8159290.0633340.3374390.8385441.5868492.6142543.967629.50.080934.50.377039.50.901744.51.676449.52.734054.54.12334.2 数控磨编程编制数控加工程序是是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。 下面是凸轮轴的一段加工程序一、程序头是程序的起始阶段，他是执行程序的一个辅助工作，主要包含：刀具的起始点、主轴的正反转、主轴的速度、冷却液的开关。%_n_az9000_mpf /程序名path=/_n_mpf_dirtrafoof二、程序主体是程序的主要部分，他主要包含：进刀点、切入点。1、进刀m28g04 f1.0r2=0.00r29=r1312、切入这一步是砂轮逐步磨削，逐渐成型。g90g00 supa x=r900 /砂轮快速进给g00 supa z=r901r95=270.00 r96=52.00af90g90 g00 x=r103m22g04 f=1.0aa40:if $a_in10=1 gotof aa34 /磨大端轴径g91 goo z-0.01if $aa_iwz1=47.0 gotof aa32gotob aa40aa34:if $a_in10=0 gotof aa33g91 g00 z-0.01gotob aa34aa33:g04f1.0g91 g01 z0.15 f20.0if $_in10=gotof aa32aa35:if $a_in10=1 gotof aa36g91 g01 z-0.001 f20.0 /直线进给gotob aa35aa36:m23g91g00 z=r300g90g00 x=r299m22g04 f=1.0aa51if $a_in10=1gotof aa50g91 g00 z-0.01 if $aa_iwz1=70 gotob aa32gotob aa51aa50:if $a_in10=0 gotof aa52g91 g00 z-0.01gotob aa50aa52:g04 f=1.0g91 g01 z0.15 f20.0if $a_in10=o gotof aa32aa53:if $a_in10=gotog aa54g91 g00 z-0.01 f20.0gotob aa53aa54m23g90g00 x270.0g04 f1.0g91 g00 z=r162af10r130=r130+1if r130r29 gotof aa46af11g04 f1.0aa32m23g04 f1.0aa46g90 g00 supa x=r900g90 g00 supa z=r901r95=270.00 r96=52.00af90 g04 f1.0三、程序结尾是是程序的结束部分，主要包含主轴的停止、程序的结束并返回到程序的起始位置、刀架退到安全地方。m05;m01;t0606;m30;4.