【工装夹具类】凸轮轴零件的数控加工工艺设计及数控编程【数控+夹具】【3张图纸】【优秀】
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【工装夹具类】凸轮轴零件的数控加工工艺设计及数控编程【数控+夹具】【3张图纸】【优秀】,工装,夹具,凸轮轴,零件,数控,加工,工艺,设计,编程,图纸,优秀,优良
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毕业设计 (论文 )中期报告 题目 : 凸轮轴零件的数控加工工艺设计及数控编程 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013 年 3 月 12 日 - 1 - 1. 设计 （ 论 文） 进 展 状况 毕业设计工作已马上到了中期，我对自己的课题有了一定深度的认识。在初期，我已经完成了 原理图的设计及开题报告的相关工作。在假期的时间里，我又下载了有关于凸轮轴以及数控加工方面的外文数据，以及对其进行了翻译。并且我从开学到现在的这几个星期里对自己的凸轮轴进行了工艺分析，夹具设计以及工艺卡片的制作。 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=+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 11 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 5 5 100 100 300 300 1000 1000 10 10 200 200 500 500 5000 5000 100 100 500 500 5000 500 50000 50000 料的 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 2020处 理及主要机构性能（ 参考 ）如表 110 - 2 - 表 2 20要机构性能 材料牌 号 热处 理 毛坯直 径 度拉 强度极限 b (弯 曲疲 劳极限扭 转 疲 劳 极限 服极限s/0 碳淬火 回火 15 30 60 表面0 850 650 650 550 400 400 375 280 280 215 160 160 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 ： 6 1） 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 20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。 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 - 3 - 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。 图 1 图 1 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。 - 4 - 图 2 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 2），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 3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 3）所示。 - 5 - 图 4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 4所示 图 5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 5 所示 定工艺路线 清洗 热处理 钻中心孔 车螺纹 外圆磨（中间轴颈，轴间轴颈，锥面） 凸轮磨（凸轮以及偏心轮） 辅助加工 清洗去毛刺 检验入 1、机床选定： 选用最常见的有 圆磨床和 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 确定进给量 f，最后确定切削速度 背吃刀量 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： 2/3 3/4） A（ 2/3 3/4） 中 A 单边余量， 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 - 6 - 有关手册，选择进给量为： r 切削速度 c D 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/ 所以， D n 粗 /1000 400 /1000 r 1、机床选定： 常选用的机床有 轮磨床和 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 确定进给量 f，最后确定切削速度 背吃刀量 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： 2/3 3/4） A（ 2/3 3/4） *（ 中 A 单边余量 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 c D 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/ - 7 - 所以， D n 粗 /1000 3000 /1000 18651600mm/r 2. 存在的问题及解决措施 本课题主要研究的是凸轮轴零件的数控加工，主要难点就在于对凸轮轴的上的凸轮的定位进行加工，刀具的选择等。还有就是自己的数控模拟仿真技术软件的
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