畢業(yè)設(shè)計（論文）柴油機的凸輪軸零件進行工藝工裝設(shè)計

1、摘 要 此次畢業(yè)設(shè)計是針對柴油機的凸輪軸零件進行工藝設(shè)計以及工裝設(shè)計。 凸輪軸是發(fā)動機中的一個重要組成部件，由于其結(jié)構(gòu)特性，對材料的要求和加工的精度要求較高，如端面加工、中心孔加工以及凸輪的加工等。對于此次工藝過程的制作，我查閱了很多的相關(guān)資料，盡力做到表達(dá)清晰、語言簡練。本次的設(shè)計任務(wù)能使我鞏固大量有關(guān)于機械方面特別是機械制造方面的專業(yè)知識，并且從曾經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識當(dāng)中又獲得了新的東西，同時也學(xué)會了查閱文獻，使用相關(guān)機械類專用手冊如機床夾具設(shè)計手冊、金屬機械加工工藝人員手冊等，進一步增進了我對現(xiàn)成知識、經(jīng)驗及標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的使用和運用以及理解的能力。在夾具部分我使用了液壓傳動機構(gòu)作為夾緊機構(gòu)，這樣做

2、的好處是可以減少時間，減輕工人的勞動量，能夠提高加工的效率以及加工精度，提高自動化率，提高生產(chǎn)的安全性，為企業(yè)的生產(chǎn)帶來更多效益。由于本人的水平以及經(jīng)驗有限，在此次設(shè)計中難免會存有一些問題待改正或改進，歡迎各位讀者對存在的問題進行批評和指正。 關(guān)鍵詞：凸輪軸 工藝 夾具 液壓傳動machining process and fixture design of camshaftabstract my graduation project is making the process design and process equipment design about camshaft of the d

3、iesel engine. camshaft is one of the most important machine replacement parts, it needs the high quality materials and the high precision machining for its special nature of the structure, such as machining end face, center hole and the cams. i search many of the relevant information and literature

4、when im doing this project, i tried my best to make my expression cleared and use the simple words. i this project i reinforced my professional knowledge about the machinery manufacturing, and i learned something new from the knowledge that i have learned, at the same time i learned how to search th

5、e literature and how to use the manual about machinery manufacturing such as manual fixture design and processing personnels manual of metal processing technology and so on, it can prove our ability of using the knowledge, experience and standard parameters. in the fixture design part i choose hydra

6、ulic transmission mechanism as the gripper mechanism. it can reduce the processing time, reduce labor of workers, also can improve processing efficiency, processing precision, improve the rate of automation and more safety, and it can brings more profit to the company. because of my limited experien

7、ce and level, it must be some problems in my project to be corrected or improved, welcome every readers to criticize and correct the problems. thank you. keyword: camshaft process fixture hydraulic transmission目 錄摘 要iabstractii第一章 凸輪軸的簡介以及結(jié)構(gòu)分析1 1.1 凸輪軸的作用1 1.2 凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點及其要求1 1.2 凸輪軸的種類1第二章 生產(chǎn)類型及毛坯的確定

8、3 2.1 生產(chǎn)類型的確定3 2.2 毛坯的確定3第三章 工件加工工藝路線的擬定4 3.1 加工工藝路線的分析43.1.1 變形43.1.2 加工難度大4 3.2 凸輪加工工藝分析53.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇53.2.2 精基準(zhǔn)的選擇5 3.3 加工階段的劃分以及工序順序安排53.3.1 加工階段的劃分53.3.2 工序順序安排5 3.4 加工工藝路線的擬定6 3.5 工藝方案分析8 3.6 工序簡介8第四章 確定加工余量、工序尺寸以及公差9第五章 確定切削用量及工時定額11 5.1 鉆孔12 5.3 磨外圓錯誤！未定義書簽。第六章 夾具設(shè)計錯誤！未定義書簽。 6.1 銑軸兩端專用夾具設(shè)計錯誤！

9、未定義書簽。6.1.1 夾具定位支撐系統(tǒng)錯誤！未定義書簽。6.1.2 夾緊機構(gòu)錯誤！未定義書簽。6.1.3 夾具結(jié)構(gòu)的草圖錯誤！未定義書簽。結(jié) 論錯誤！未定義書簽。參考文獻錯誤！未定義書簽。第一章 凸輪軸的簡介以及結(jié)構(gòu)分析1.1 凸輪軸的作用 凸輪軸為發(fā)動機中的一個重要的組成零件，它按照一定的順序控制了各個氣缸進、排氣門的開閉情況，可以由調(diào)整凸輪的曲線以精確控制氣門的啟閉時間，與此同時，凸輪軸還能用來控制分電器以及汽油泵等各種輔助用裝置。圖1-11.2 凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點及其要求 凸輪軸整體為一根圓柱形棒體，與氣缸組的長度近似相同，而凸輪的截面則呈雞蛋形，凸輪的意義在于讓氣缸氣門盡快地完成開啟和

10、關(guān)閉動作。在不同的發(fā)動機中凸輪軸的結(jié)構(gòu)都是類似的，主要區(qū)別表現(xiàn)在凸輪軸的數(shù)量、凸輪形狀、凸輪位置有差異，雖然凸輪軸在四沖程發(fā)動機中的轉(zhuǎn)速僅僅是曲軸的一半，但事實上凸輪軸在工作過程當(dāng)中的轉(zhuǎn)速仍舊比較高，與此同時它還要承受相當(dāng)大的扭矩，而凸輪軸的形狀復(fù)雜，長徑比大，工件的剛性較差，對材料以及加工的精度要求較高，加工難度相對來說較大。 凸輪軸的主要技術(shù)要求有： 1.支承軸頸自身的尺寸精度以及各個軸頸相互之間的同軸度； 2.鍵槽尺寸及其位置精度； 3.止推面對支撐軸頸軸線的垂直度； 4.凸輪基圓的尺寸精度以及基圓相對支撐軸頸軸線的同軸度； 5.凸輪周向位置精度； 6.凸輪形狀精度；1.2 凸輪軸的種類

11、 在當(dāng)今的發(fā)動機結(jié)構(gòu)中，凸輪軸的位置相對于從前發(fā)生了改變，其位置由以前的下置改變成為上置方式，在采用了多氣門結(jié)構(gòu)的發(fā)動機中，所需要的凸輪軸數(shù)量也有增加，同時還有可變的凸輪軸驅(qū)動方式，其運行方式各不相同的。而促使這些凸輪軸制造技術(shù)改進的驅(qū)動力則是由對零部件材料的輕量化要求、發(fā)動機內(nèi)部運作時擠壓力的提高以及新型材料和新型加工方式的運用。 現(xiàn)在的凸輪軸主要有以下的幾種類型： 1.冷硬鑄鐵凸輪軸 這種方法是將一個凸輪軸模型放置與砂子中，其材料一般使用塑料，然后進行澆鑄。在一過程中，需要用到冷鐵對鑄件特定的部位進行局部冷卻，以此來讓鑄件進行快速的冷卻。另一種方法則是將玻璃管置入鑄型之中，在開箱后取出玻璃

12、管，以此鑄出空心凸輪軸，空心凸輪軸的重量相對于實心凸輪軸的重量有明顯的減輕，空心部分還可以為凸輪軸的軸承部分供油，但是這種加工方法卻會使得加工的成本大大提高。 2.鍛鋼凸輪軸 鍛鋼凸輪軸大概可以承受2000-2500mpa的赫茲擠壓應(yīng)力，當(dāng)凸輪軸運用于柴油機當(dāng)中時，其所受的壓力相對較高，因此可使用鍛造式，但其加工的成本也比較高。 3.鑄鋼凸輪軸 在新開發(fā)的一些柴油機和汽油機當(dāng)中，凸輪軸所受到的赫茲擠壓應(yīng)力完全超過了冷硬鑄鐵類凸輪軸所能到達(dá)的極限。而較為新型的凸輪軸的制造工藝則是實型法鑄鋼凸輪軸，利用該工藝加工凸輪軸，可以加工出僅有一端貫穿的凸輪軸，這種采用這種方法加工出來的凸輪軸相對于傳統(tǒng)的實

13、心凸輪軸可以減輕一定的重量。 4.裝配式凸輪軸 裝配式凸輪軸不同于一般的一體式凸輪軸，所謂裝配式，就是將不同材料的部件組合成為一個整體，其優(yōu)點則是能夠有目的的分別優(yōu)化所需的零部件，與此同時還能提高凸輪軸的機械性能，相對于使用傳統(tǒng)工藝制造出來的凸輪軸能夠減輕接近一半的重量。使用裝配式凸輪軸的發(fā)動機包括了一級方程式賽車的引擎。圖1-2 裝配式凸輪軸第二章 生產(chǎn)類型及毛坯的確定2.1 生產(chǎn)類型的確定 由所得到的圖紙來分析，使用該凸輪軸的柴油機適用于輕型客貨車，屬于輕型大批量生產(chǎn)，根據(jù)該生產(chǎn)特性可以對機械的加工工藝過程做一個初步的確定，車床一般采用高效率的機床如數(shù)控、數(shù)顯機床，自動換刀鏜銑床等，或是采

14、用專用機床。在刀具選擇方面則需要采用通用刀具，有特殊的加工需求也可以按照工序的實際情況采用專用刀具；量具采用的是專用量具；夾具可以使用通用夾具，同時還需要自行設(shè)計專用夾具以及輔助夾具。2.2 毛坯的確定 毛坯的選擇會對工藝過程的經(jīng)濟型造成很大的影響，同時還會影響到工件的力學(xué)性能。在該凸輪軸零件的加工過程中，毛坯的選擇會對材料的消耗多少、工序余量的使用、加工的額定工時、零件的強度、材料內(nèi)部的纖維組織造成很大的影響。毛坯的正確選用需要制造和工藝人員在加工之前進行緊密的對接，不僅要考慮到冷加工方面的需求，同時還需要考慮到熱加工方面的加工需求。 由于凸輪軸是在發(fā)動機工作時工作的，所以必將承受氣缸氣門開

15、啟關(guān)閉時的周期性沖擊載荷，因此凸輪軸整體應(yīng)該做到有足夠的韌性和剛性，且凸輪和各個軸頸的表面應(yīng)耐磨，因此，凸輪軸的各個工作表面都應(yīng)該進行熱處理。 對于凸輪軸材料的選用，國內(nèi)外目前的主要選用材料是鑄鐵和鋼，其中有以美國為代表的可淬低合金硬鑄鐵凸輪軸，以日本和法國為代表的冷硬鑄鐵凸輪軸。 對于毛坯精度，目前在國內(nèi)國外普遍傾向于精鑄以及精鍛。 根據(jù)該畢業(yè)設(shè)計所給定的凸輪軸圖紙來分析，則確定該凸輪軸使用45#鋼，毛坯采用精鍛方法制成。第三章 工件加工工藝路線的擬定 零件的加工工藝規(guī)程是由一系列不同的工序來綜合而成的。對于凸輪軸的工藝規(guī)程的制定，可以分為兩個步驟來進行： 1.擬定工件所適合的加工工藝路線；

16、 2.根據(jù)擬定的工藝路線來確定每一道工序具體的工序尺寸、使用的設(shè)備和工藝裝備、切削用量還有工時定額。 由于具體情況的不同，對同一個零件的加工工藝方案也不盡相同，這時應(yīng)該根據(jù)具體的需求挑選出其中最適合自身情況以及工藝方面最完善的方案。3.1 加工工藝路線的分析 在凸輪軸的加工中有很多因素會影響加工精度，但最主要的、對精度影響最大的因素為變形以及加工難度大。 3.1.1 變形 由第一部分“凸輪軸的作用及結(jié)構(gòu)分析”我們可以知道凸輪軸的長度接近于氣缸組的長度，長徑比大的這一結(jié)構(gòu)特性決定了凸輪軸工件本身的剛度低。當(dāng)工件剛度低時，加工中面臨的一大問題就是凸輪軸會在切削加工時產(chǎn)生較大的彈性形變，同時工件自身

17、表面的殘余應(yīng)力也會影響其變形，當(dāng)加工至凸輪部分時，所產(chǎn)生的變形會更加的明顯。此外，采用鋼這類材料作為凸輪軸工件材料，在精加工其主要的工作表面如凸輪軸表面或是軸頸表面時也會產(chǎn)生一定的變形。 凸輪軸在加工中所產(chǎn)生的變形，將會使得后續(xù)工序加工余量的分配不均勻，甚至于產(chǎn)生的變形過大從而導(dǎo)致后續(xù)的加工無法繼續(xù)進行，使工件直接作廢。而凸輪軸加工后所產(chǎn)生的變形將會影響到實際使用當(dāng)中的使用性能。 針對這個問題，在安排工藝過程中必須采取一定的措施，使各個主要表面的精度加工工序分開，同時，由于加工中變形是無法避免的，因此在加工當(dāng)中需要利用半精加工修正粗加工時產(chǎn)生的變形，利用精加工修正粗加工時產(chǎn)生的變形，從而使得工

18、件的精度得到保證。 3.1.2 加工難度大 凸輪軸最大的特點就是凸輪這一重要部分，而加工凸輪則是一個難點。對于需要加工的凸輪，不僅有尺寸的精度要求，還有形狀位置的要求。采用普通的加工設(shè)備和常規(guī)的表面加工方法顯然是無法滿足其各項要求的。 由于凸輪曲線上的各點相對于其旋轉(zhuǎn)中心是不斷變化的，當(dāng)使用一般的靠模機進行凸輪加工的時候，由于其加工半徑的不斷變化，必將影響到切削速度和切削力的變化，由此加工出來的凸輪曲線將會產(chǎn)生形狀誤差，而影響到凸輪在實際使用當(dāng)中的性能。3.2 凸輪加工工藝分析 對于凸輪軸的定位基準(zhǔn)，采用的是一般軸類零件的定位基準(zhǔn)，即以兩頂尖作為定位基準(zhǔn)。這樣做的好處就是能夠避免多次裝夾從而引

19、起誤差，也能為后續(xù)的工序作定位基準(zhǔn)，符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”這一原則。 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇關(guān)系到了工件的裝夾是否可靠便捷，也關(guān)系到在之后的精加工中能不能保證其加工精度。在加工當(dāng)中選擇粗基準(zhǔn)的時候，要求各個加工面都具有有足夠的加工余量，使加工出來的面以及不加工面之間相對位置偏差或是形位公差符合圖紙上標(biāo)注的要求。在凸輪軸的加工中，加工基準(zhǔn)大多數(shù)都是中心孔，為了保證所鉆出的中心孔能夠符合預(yù)期的要求，第一道工序必須是在鉆中心孔之前將凸輪軸的兩個端面銑好。選用支承軸頸的毛坯外圓表面和支撐軸頸的一個側(cè)面作為定位基準(zhǔn)則可以保證接下來的工序余量最為勻稱。 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 加工過程中，若精

20、加工對象為各個支撐軸頸和外圓面則都以兩個中心孔來定位，鉆孔時則以支撐軸頸來作為基準(zhǔn)定位。3.3 加工階段的劃分以及工序順序安排 3.3.1 加工階段的劃分 根據(jù)凸輪軸的特點可以判定整個加工不可能使用一道工序全部加工完成，因此必須將加工的工藝過程劃分為多個步驟。 凸輪軸的加工可以大致劃分為以下的三個步驟： 1.粗加工各個支撐軸頸、車凸輪鉆通孔以及鉆端面孔； 2.初磨凸輪軸表面部分； 3.精加工凸輪外形、支撐軸頸。 3.3.2 工序順序安排 凸輪和支撐軸頸的加工順序是按車初磨精磨來進行加工的。對于各個表面，是由粗加工到精加工，同時主要表明與次要表面的加工工序是交叉進行的，這從整體上符合“先粗后精”

21、的加工原則。3.4 加工工藝路線的擬定 由以上的各類分析綜合可以擬定工藝路線如下： 表3-1 工藝路線方案一工序號 工序名稱 加工設(shè)備01檢查毛坯02熱處理03銑凸輪軸兩端面臥式端面銑床04打軸兩個中心孔專用鉆中心孔機床05粗車外圓數(shù)控車床06半精車外圓數(shù)控車床07粗磨小頭數(shù)控磨床08車凸輪外圓數(shù)控車床09軸頸、大小頭倒145角數(shù)控車床10鉆4工藝孔專用鉆床11淬火高頻淬火機12校直自動校直機13回火回火爐14鉆、銑軸壁油孔深孔組合鉆床15半精磨小頭軸頸數(shù)控磨床16精磨小頭軸頸數(shù)控磨床17精磨主軸頸數(shù)控磨床18半精磨凸輪數(shù)控磨床19精磨凸輪數(shù)控磨床20光整凸輪軸凸輪軸光整機21銑鍵槽鍵槽銑床

22、表3-1續(xù)22清洗凸輪軸清洗機23去毛刺24探傷25拋光拋光機床26檢驗檢測儀27清洗凸輪軸清洗機28入庫表3-2 工藝路線方案二工序號工序名稱 加工設(shè)備01檢查毛坯02銑凸輪軸兩端面臥式端面銑床03打軸兩個中心孔專用鉆中心孔機床04鉆端面4孔專用鉆中心孔機床05車所有58.5主軸頸普通外圓磨床06粗磨小頭普通外圓磨床07粗磨凸輪數(shù)控磨床08銑8mm鍵槽數(shù)控銑床09軸頸、大小頭倒145角普通車床10鉆、銑軸壁6油孔搖臂鉆床11淬火高頻淬火機12校直自動校直機13回火回火爐14半精磨支撐軸頸普通外圓磨床15精磨小頭軸頸普通外圓磨床16精磨支撐軸頸普通外圓磨床17半精磨凸輪數(shù)控磨床18精磨凸輪數(shù)控

23、磨床19清洗凸輪軸清洗機 表3-2續(xù)20去毛刺21探傷22拋光拋光機床23檢驗24清洗凸輪軸清洗機25防銹26入庫3.5 工藝方案分析 兩個方案的特點都是整個過程的精加工以及粗加工是分開進行的，符合“先粗后精”的加工原則，在定位基準(zhǔn)上以兩端面孔為基準(zhǔn)進行加工，符合了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。但方案1軸頸分開加工使得精度更有保障，而銑鍵槽工序也在軸頸精加工后開始進行，鍵槽精度保證，凸輪的精度也間接得到了保證，因此選擇方案1。在半精加工階段之前安排淬火工序可以防止工件淬火后變形過大，從而導(dǎo)致工件難于進行精加工。3.6 工序簡介 銑兩端面鉆中心孔 由于凸輪軸的大多數(shù)加工基準(zhǔn)為中心孔，中心孔的好壞將會影響整個凸輪

24、軸的加工精度，而為了能夠正確的鉆出中心孔的位置，需要將凸輪軸的兩個端面銑好，若端面不平，在鉆孔時將會使鉆頭上的兩切削刃受力不均勻，鉆頭可能會折斷。打中心孔是以毛坯的外表面為基準(zhǔn)的，因此毛坯外表面的質(zhì)量情況決定了中心孔的位置情況。 粗、精磨主軸頸 粗磨主軸頸時用中心孔作為軸向的定位，先將中間的主軸頸粗磨完畢，然后再加工其他主軸頸。由于凸輪軸長徑比大，在加工的時候容易產(chǎn)生變形，此時需以中間主軸頸作為支撐，再加工其余的主軸頸。經(jīng)過粗磨的中間主軸頸，其圓度得到了保證，因此以中間主軸頸作為支撐加工其余軸頸的時候能保證其余軸頸的圓度和同軸度要求。精磨主軸頸的步驟與初磨主軸頸的步驟大致相同。 銑鍵槽 由于凸

25、輪軸對凸輪的加工要求很高，而凸輪在加工時又是以鍵槽來作為角向定位的，這決定了銑鍵槽的重要性，因此，該工序需要在粗磨精磨所有主軸頸之后才能進行。 校直 在凸輪軸進行熱處理后，為了修正工件已經(jīng)發(fā)生的變形，而進行校直，以便于進行接下來的精加工階段。 粗精磨全部凸輪 傳統(tǒng)的靠模式磨床已經(jīng)逐漸不能滿足如今凸輪所需求的加工精度，傳統(tǒng)的靠模磨床在安裝靠模和拆卸靠模的時候步驟繁瑣，靠模本身的加工周期也很長，成本較高，也不能加工不同形狀的凸輪，尤其是傳統(tǒng)靠模并不能夠保證凸輪的精度，因而不利于加工的進行，代替?zhèn)鹘y(tǒng)靠模式磨床的是cbn數(shù)控凸輪磨床。 加工凸輪時砂輪與凸輪的接觸面隨著砂輪與凸輪的相對位置變化而變化，且

26、在加工凸輪側(cè)面時接觸面達(dá)到最大，但在凸輪的基圓部分以及端部接觸面較小。所以，在加工凸輪側(cè)面部分時很有可能引發(fā)凸輪面燒傷和產(chǎn)生刀痕。 凸輪磨削的粗加工和其精加工一般都是在同時在一個加工的循環(huán)中完成的，首先對工件采用粗加工以去除盡可能多的材料而暫時不需考慮工件燒傷問題，然而在最后的粗加工中對凸輪的熱損傷不能太深以免精加工時的進給量太小而無法去除燒傷材料。第四章 確定加工余量、工序尺寸以及公差 對于確定工序尺寸和公差，需要分成兩種情況，第一種需要使用尺寸鏈方法來對尺寸和公差進行確定，在這種情況下工序尺寸以及公差將會與某一設(shè)計尺寸亦或是其他的工序尺寸互相有關(guān)聯(lián)；而另一種情況則是工序尺寸及公差只與工序的

27、余量互相有關(guān)聯(lián)，例如在加工的過程當(dāng)中不會出現(xiàn)加工的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化。表4-1 加工余量、工序尺寸及公差加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度ra()軸體前端面鍛件粗銑半精銑53.91.1ct9it14it13391.0340 -0.6340 -0.412.56.36.3軸體后端面鍛件粗銑半精銑53.91.1ct9it14it13611.057.10 -0.6560 -0.412.56.36.3鉆4孔鉆孔4it12412.5鉆6孔鉆孔6it12612.5鉆中心孔鉆孔攻絲14.2it1214.212.5軸頸鍛件粗車精車半精磨精磨53.21.00.60.2ct9it12it11it10it763

28、.51.060.3-0.03 -0.2859.3-0.03 -0.1958.7-0.03 -0.1358.5-0.03 -0.0612.56.36.30.80.4 表4-1續(xù)小頭鍛件粗磨半精磨精磨1.81.00.60.2ct9it12it10it531.81.030.80.12530.20.05300.006512.56.30.80.8凸輪鍛件粗車半精磨精磨54.20.60.2ct9it12it10it10r251.0r20.80.125r20.20.05r200.0512.56.30.80.4第五章 確定切削用量及工時定額5.1 銑端面（1）選擇刀具1）根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊表14-7

29、0，選擇yt15硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.1，銑削深度p5mm時，圓盤銑刀直徑d為40mm，a為60mm。但已知銑削寬度ae為30mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度ae40mm，選擇d=40mm。由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金圓盤銑刀，故齒數(shù)z=6。2）銑刀幾何形狀（表3.2）；由于鑄鐵硬度大于200hbs，故選擇kr=60，kr=30，kr=5，o=8，o=10，s= 10，1= -5。（2）選擇切削用量1）決定銑削深p 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則：p=h=5mm2)決定每齒進給量fz 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.3，當(dāng)使用yt15，銑床功率為5kw時：fz=0.120.20mm/z取

30、：fz=0.20mm/z3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.8，由于銑刀直徑d=40mm，故刀具壽命t=90min。4）決定切削速度vc和每分鐘進給量vf 切削速度vc可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.27中的公式計算，也可直接由表中查出。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.27的公式進行計算。各修正系數(shù)為：kmv=0.72，ksv=0.8 (見表1.28) kv= kmv ksv=0.576故 ：vc=14.5m/minn=58r/min根據(jù)x62w型銑床說明書選擇：n=60r/min,vfc=235mm/min因此實際切削速度和每齒進給量為：vc=dn/1000=3.148060/1

31、000m/min=15m/minfzc=vfvc/nz=235/(6012)mm/z=0.33mm/z（3）計算基本工時 公式5.1式中l(wèi)=l+y+，l=40mm，根據(jù)切削用量簡明手冊表3.25，入切量及超切量y+=17mm，則l=40+17mm=57mm，故由公式(1-3)得：t0=0.32min5.2 鉆孔 1.鉆4油孔切削用量及時間 （1）選擇刀具選擇4mm高速鋼麻花鉆頭鉆頭長度l1=22mm，全長l=55mm（2）選擇切削用量1）決定進給量f按加工的要求來決定進給量：根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊表14-34，當(dāng)加工結(jié)構(gòu)鋼，d=4mm時，f=0.05mm/r。2）決定切削速度 由金屬機械

32、加工工藝人員手冊表14-27，當(dāng)f=0.08mm/r時則有 =11.1d0.4t0.2f0.5 公式5.2v=14.8m/minn=1000r/min（3）計算基本工時 公式5.3式中l(wèi)=l+l1，l=28mm，根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊表15-7，入切量及超切量l1=6mm，則l=28+6mm=34mm，故由公式(5-2)得： t0=0.425min 2.鉆6油孔切削用量及時間 （1）選擇刀具選擇6mm高速鋼麻花鉆頭鉆頭長度l1=91mm，全長l=139mm（2）選擇切削用量1）決定進給量f按加工的要求來決定進給量：根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊表14-33，當(dāng)加工結(jié)構(gòu)鋼，d=6mm時，f=

33、0.15mm/r。2）決定切削速度 由金屬機械加工工藝人員手冊表14-27，當(dāng)f=0.15mm/r時則有 =11.1d0.4t0.2f0.5 公式5.2v=14.8m/minn=1000r/min（3）計算基本工時 公式5.3式中l(wèi)=l+l1，l=29.5mm，根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊表15-7，則l=38mm，故由公式5.3得： t0=0.253min 3.鉆中心孔切削用量及時間 （1）選擇刀具選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d=12mm。鉆頭長度l1=101mm，全長l=151mm（2）選擇切削用量1）決定進給量f按加工的要求來決定進給量：根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊表14-33，當(dāng)加工結(jié)構(gòu)

34、鋼，d=12mm時，f=0.26mm/r。2）決定切削速度 由金屬機械加工工藝人員手冊表14-27，當(dāng)f=0.26mm/r時則有 =11.1d0.4t0.2f0.5 公式5.2v=24.48m/minn=649r/min（3）計算基本工時 公式5.3式中l(wèi)=l+l1，l=43mm，根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊表15-7，入切量及超切量l1=7.5mm，則l=43+7.5mm=50.5mm，故由公式5.3得： t0=0.29min 4) 工時定額計算 查表可知：a裝卸工件時間： k1=0.22minb鉆換時間： k2=0.10minc擴換時間： k3=0.10mind排屑時間： k4=0.06m

35、ine電動起動時間： k5=0.02minf 快進、快退時間： k6=0.05ming工作臺移動： k7=0.10minh夾緊時間： k8=0.05mini 快速工作其他時間：k9=0.13min 總的輔助時間為t=6(0.10+0.10+0.06)+0.22+0.02+0.05+0.10+0.05+0.13=2.13min因此鉆孔工序所要消耗的總時間為：t總=0.29+2.13=2.42min5.3 車外圓 1.車小頭 粗車小頭時，查金屬機械加工工藝人員手冊表14-6，根據(jù)小頭直徑30mm，選用25mm25mm的高速鋼w18cr4v外圓車刀，切削深度p=3mm，則進給量f=0.4mm/r。

36、根據(jù)p=3mm，f=0.4mm/r，加工材料為45鋼，查金屬機械加工工藝人員手冊表14-12得切削速度v=44m/min。 計算機動時間t0，由金屬機械加工工藝人員手冊表15-1可以查得圓柱表面的外圓車削計算公式為：t0=lfni 公式5.4 由公式5.3可以算得粗車小頭的機動時間為t0=0.11min 精車小頭時，查金屬機械加工工藝人員手冊表14-17得f=0.04mm/r，v=27m/min。 由公式5.3可以算得精車小頭的機動時間為t0=3min 2.車軸頸 粗車軸頸時，查金屬機械加工工藝人員手冊表14-6，根據(jù)軸頸直徑58.5mm，選用25mm25mm的高速鋼w18cr4v外圓車刀，切

37、削深度p=3mm，則進給量f=0.8mm/r。 根據(jù)p=3mm，f=0.8mm/r，加工材料為45鋼，查金屬機械加工工藝人員手冊表14-12得切削速度v=32m/min。 由公式5.3可以算得粗車軸頸的機動時間為t0=0.22min 精車小頭時，查金屬機械加工工藝人員手冊表14-17得f=0.08mm/r，v=19m/min。 由公式5.3可以算得精車軸頸的機動時間為t0=3.8min5.4 磨外圓 縱進給磨外圓，磨輪橫進給按工作臺單行程進給時，機動時間計算公式查金屬機械加工工藝人員手冊表15-34得t0=lhknfbft 公式5.5 1.確定工件粗磨回轉(zhuǎn)圓周速度v及工件每分鐘轉(zhuǎn)速n 查金屬機

38、械加工工藝人員手冊表14-129得v=18m/min n=99r/min 2.確定工件加工余量h 查金屬機械加工工藝人員手冊表13-6得h=0.5mm 3.確定補磨系數(shù)k 查金屬機械加工工藝人員手冊表15-35得粗磨補磨系數(shù)k=1.1 4.確定縱進給量fb 查金屬機械加工工藝人員手冊表14-129取fb=0.6mm/r 5.確定磨削深度進給量ft 查金屬機械加工工藝人員手冊表14-129取ft=13.2m/工作臺一次行程 最后算得粗磨外圓的機動時間t0=0. 2min 其余工序的切削用量和額定工時詳情請參閱工序卡片。第六章 夾具設(shè)計 在加工工件的過程中，使用夾具可以將工件的位置準(zhǔn)確的定位好，并

39、且能夠?qū)⑵浞€(wěn)固，防止其松動以便于加工的進行。在加工中使用夾具可以保證工件的加工質(zhì)量，同時可以提高加工零件的效率，間接的降低了勞動量，提高了效益，也充分的將機床的性能體現(xiàn)出來。 此次設(shè)計的專用夾具是用于加工凸輪軸兩端的平面部分，在夾具設(shè)計之前，需要明確一下幾點： （1）銑凸輪軸兩端平面時該工序的加工技術(shù)要求，定位方法和夾緊方式，以及毛坯的材料和加工方案。同時還要在工藝文件中了解該工序所需要用到的機床、刀具、量具以及加工余量、切削用量等加工參數(shù)和設(shè)備要求。 （2）從工藝文件中了解該凸輪軸的生產(chǎn)量多少以及對夾具的需求情況，保證接下來設(shè)計的夾具在結(jié)構(gòu)上合理，也能為生產(chǎn)帶來更多效益。 （3）明確該工序所

40、需要用到的機床的主要參數(shù)、規(guī)格以及該機床與夾具相連接所適用的尺寸。 （4）明確加工所適用的刀具的主要尺寸、精度等級、適用條件等。 （5）收集相關(guān)的夾具結(jié)構(gòu)信息、相關(guān)的設(shè)計方案以及有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。 （6）了解本廠的夾具的使用情況，確定本廠所能夠制造的夾具以及夾具制造的經(jīng)驗情況。 明確了夾具制造前所需的基本信息后，則可以對夾具的結(jié)構(gòu)進行選擇。 （1）首先要確定夾具是通過何種方式進行定位。 （2）根據(jù)需要加工的端面來正確的選擇刀具的對刀或是引導(dǎo)方法。 （3）根據(jù)凸輪軸形狀進行夾緊力的計算，以計算結(jié)果來選用夾緊凸輪軸的元件。 （4）選擇其余夾具部分的元件 （5）綜合以上部分來確定夾具體的構(gòu)成以及整個夾具的

41、結(jié)構(gòu)情況6.1 銑軸兩端專用夾具設(shè)計 6.1.1 夾具定位支撐系統(tǒng) 定位支撐系統(tǒng)的組成由定位支撐、輔助支撐以及其他的限位元件組合而成。在加工工件的過程之中將被加工工件維持在一個位置的元件成為定位支撐元件，而輔助支撐元件的作用則是在加工過程中增加被加工零件的穩(wěn)定性，輔助支撐元件是一種可以活動的支撐元件。 在加工的時候定位支撐元件是直接與被加工表面進行接觸的，所以定位支撐元件對被加工零件的精度影響最大，其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度以及布置每一項的誤差都會直接影響到被加工零件的精度。在設(shè)計時應(yīng)該盡量優(yōu)化，避免經(jīng)常修理定位支撐元件，或是定位元件設(shè)計不合理直接加工出廢品，因此，需要注意一下幾個問題： （1）選取最

42、優(yōu)的定位元件放置位置，盡量組成一個較大的支撐平面，同時應(yīng)該讓夾緊力的位置在定位支撐元件內(nèi)，即使受到工件結(jié)構(gòu)的影響而不能達(dá)到這一要求，也應(yīng)該讓定位元件盡量靠近夾緊力的作用線，使夾緊力的合理位于定位支撐平面之內(nèi)； （2）增加定位支撐元件的剛度以及精度，避免在加工時或多次加工后定位支撐系統(tǒng)產(chǎn)生變形，使得夾具的定位精度可以得到長期保持。 （3）應(yīng)該盡量避免加工時切屑附著或是堵塞在定位支撐系統(tǒng)上，一但切屑附著或堵塞在支撐系統(tǒng)上，則將會對整個加工的精度帶來較大的影響，因此需要能夠迅速的排除支承部位的切屑。 1. 工件的定位方案 凸輪軸的定位方式與一般的軸類零件類似，都是通過圓柱面來進行定位。該工序需要加工

43、的是凸輪軸的兩個端面，根據(jù)凸輪軸的形狀特點以及工序需要加工的部位，可以采用兩個v塊分別在第一主軸頸和第四主軸頸處進行定位，這樣就可以將四個自由度限制住。為了防止工件在加工中沿著軸向松脫，需要在軸頸側(cè)面添加一個支撐釘，至此五個自由度被限制住，而加工時工件的軸向轉(zhuǎn)動并不能對加工的精度造成影響因而不限制工件的軸向轉(zhuǎn)動自由度。圖6-1 v形塊的尺寸注明 由機床夾具設(shè)計手冊表2-1-26可查得 v形塊的規(guī)格及主要尺寸為： n=55mm d4560mm l=100mm b=40mm h=35mm a=76mm a1=16mm a2=19mm b=20mm l=12mm d基本尺寸=8mm d極限偏差h7=

44、+0.015 0 d1=11 d2=18 h=10 h1=22 r=2 2. 定位誤差分析 在機械加工過程中，有多種產(chǎn)生加工誤差的原因，其中的一項就與夾具有關(guān)聯(lián)，為了滿足加工工序的標(biāo)準(zhǔn)，必須要讓工序中各項加工誤差的總和等于或是小于該工序規(guī)定的工序公差。即：j+wg 公式6.1 本工序的定位誤差計算如下：dwa=0,dwb=12d,dwc=12ddwa為中心孔的定位誤差dwb,dwc為左右兩主軸頸定位基準(zhǔn)58.5的基準(zhǔn)位置誤差d為58.5的尺寸公差j=dwa+dwb+dwc=12d+12d=0.03mmj+w=d+12d=0.045mm17.34nm 因此壓緊力合適 6.1.3 夾具結(jié)構(gòu)的草圖

45、根據(jù)以上計算所獲得的數(shù)據(jù)可以依照有關(guān)的資料來進行夾具結(jié)構(gòu)的草圖繪制。 1.對夾具總裝圖的尺寸公差以及配合做一個擬定，同時還要指出技術(shù)要求 尺寸決定了夾具的精度和其余部件的使用尺寸，技術(shù)要求則是指在夾具上一些表面的形位公差的要求或是如特殊的技術(shù)說明這類的要求。 （1）夾具的輪廓尺寸數(shù)值為 lwh=593mm362mm348mm （2）所使用的兩塊v形塊之間必須要保證好同軸度的要求 （3）配合的尺寸主要為10h7/r6 2.繪圖步驟主要為： 首先查閱夾具的相關(guān)手冊，根據(jù)上面計算出的結(jié)果來制定好夾具體的位置關(guān)系，并依此畫出夾具體的輪廓線，然后再決定定位元件需要放置的位置，其次決定夾緊機構(gòu)需要放置的位置，接下來安排連接元件，將夾具體設(shè)計完成，再根據(jù)原先所給的凸輪軸完成一個總裝配圖，最后還要將一些必要的信息標(biāo)注在圖紙上面。結(jié) 論 在這次的畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中，我的設(shè)