平面凸轮毕业设计

1、前 言制造业是所有与制造有关的行业的总称，是一个国家国民经济的支柱产业。它一方面为全社会日用消费品生产创造价值，另一方面也为国民经济各部门提供生产资料和装备。据估计，工业化国家70%80%的物质财富来自制造业，约有1/4的人口从事各种形式的制造活动。可见，制造业对一个国家的经济地位和政治地位具有至关重要的影响，在21世纪的工业生产中具有决定性的地位与作用。 由于现代科学技术日新月异的发展，机电产品日趋精密和复杂，且更新换代速度加快，改型频繁，用户的需求也日趋多样化和个性化，中小批量的零件生产越来越多。这对制造业的高精度、高效率和高柔性提出了更高的要求，希望市场能提供满足不同加工需求、迅速高效、

2、低成本地构筑面向用户的生产制造系统，并大幅度地降低维护和使用的成本。同时还要求新一代制造系统具有方便的网络功能，以适应未来车间面向任务和定单的生产组织和管理模式。随着社会经济发展对制造业的要求不断提高，以及科学技术特别是计算机技术的高速发展，传统的制造业已发生了根本性的变革，以数控技术为主的现代制造技术占据了重要地位。数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测及自动控制等高新技术于一体，是制造业实现柔性化、自动化、集成化及智能化的重要基础。这个基础是否牢固， 直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，也关系到一个国家的战略地位。因此，世界各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业

3、。在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步，特别是在通用微机数控领域，基于PC平台的国产数控系统，已经走在了世界前列。毕业设计是在修完所有课程之后，我们走向社会之前的一次综合性设计。主要用到所学的数控加工工艺设计、机械设计等方面的知识。着重说明一轴的数控加工方法,即零件图样的分析、数控加工的工艺分析、工艺路线的制定、数控程序的编制。通过本次毕业设计，使我更加了解数控加工的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我以后从事这项职业打下了良好的基础。目 录前言 摘要关键词一、 零件图样分析.(一) 结构分析.(二) 选材分析.二、 工件

4、的装夹(一) 技术要求分析.(二) 数控车床夹具.(三) 通用夹具(四) 工件的找正三、 数控刀具的选择(一) 数控刀具的要求与特点(二) 数控刀具的材料(三)盘式铣刀四、 数控铣削加工的对刀(一)对刀的概念(二)确定对刀点或对刀基准点的一般原则(三)对刀的方法五、 程序的编制(一) 编程方法(二) 确定加工路线(三) 装夹方法和对刀点的选择(四) 选择刀具(五) 确定切削用量(六) 程序编制六数控铣床的选择和数控加工工艺(一) 数控铣床概述(二) 走刀路线的确定(三) 外型和凸轮的铣削总结后记参考文献 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

5、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。一、 零件图样分析注意图应规范如图

6、所示(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

7、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。热处理：正火 工件的装夹(三) 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1.6-0.4m。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。(四) 数控铣床夹具1. 数控铣床夹具的定义和

8、分类在数控铣床上用于装夹工件的装置称为铣床夹具。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。（3）夹具的刚性与稳定性要好(五) 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  2）专用铣切夹具3）多工位夹具 4）气动或液压夹具 5）真空夹具  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。2）小批或成批生产时可考虑采用专用夹具。3）

9、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。（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35及12两个定位孔（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

10、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。第一节 工件的定位一、工件定位的意义在切削加工过程中，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

11、。二、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3l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。三，工件的定位形式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32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

12、限制的自由度数目，但却少于六个自由度。如图33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，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）定位基准的选择一：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。二：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

13、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。十一：零件图的工

14、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。   4-14A B（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

15、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

16、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

17、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。十二：零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

18、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 (2) 有利于减少加工劳动量 十三：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